Self-consistent nonlinear analysis of a frequency-quadrupling terahertz gyroklystron

This paper analyses a three-cavity frequency-quadrupling terahertz gyroklystron with successive frequency-doubling in each cavity with self-consistent nonlinear theory. The beam-wave interaction efficiency and the electron bunching process are studied. The variation of output efficiency with the length of drift tubes and output power and the variation of Ohmic loss with the length of output cavity are considered. Numerical simulations predict an optimal output efficiency of 1.8%, a power output of more than 2 kW and a gain of 33 dB after taking into account Ohmic losses when the frequency-quadrupling gyroklystron, driven by a 40-kV, 3-A electron beam and 1 Watt input power, operates at 225 CHz.

基于跳跃性诊断的非一致性水文频率分析

气候变化及人类活动等的影响致使水文系列的一致性遭到破坏,传统频率分析方法对水文系列的一致性要求已很难满足。为此,探索非一致性水文系列的频率分析方法显得尤为重要。基于假定"发生跳跃性变异的实测系列存在着某种理想化的平稳性(一致性)状态,且这种平稳状态所具有的振动中心(即均值)是系列变异点前后两实测样本系列均值的线性组合",通过综合变异点前后两段系列,开展跳跃性变异系列的一致性修正及频率分析计算。应用该方法对黄河上游唐乃亥站1961—2007年的年径流系列进行了研究,结果表明:基于未修正系列和修正系列的水文频率计算结果存在明显差异,10 a一遇设计标准以上设计年径流量的差异幅度在6.7%以上;且随着设计标准的提高,差异表现得更为明显。

变化环境下黄浦江年最高潮位频率分析

受气候变化及人类活动的影响，近三十多年来黄浦江频繁出现高潮位，以往潮位设计值的可靠性值得商榷。基于吴淞站、黄浦公园站的实测年最高潮住资料，分别选取1912～2010年、1913～2010年的潮位序列，在对潮位资料进行一致性检验、一致性修正的基础上，采用P-Ⅲ和EV—1分布进行频率分析。结果表明，仅吴淞站的年最高潮位序列通过一致性检验，而黄浦公园站的潮位序列则需进行一致性修正；两种频率分布曲线对黄浦江年最高潮位设计值的估计相差不大，且千年一遏的设计值均比上海市区目前采用的1985年经水利部批准的千年一遇的设防标准要高，更符合变化环境下实际潮位的上升趋势。研究结果可为上海市防洪规划提供重要依据。

巨厚场地三种土层地震反应分析程序对比检验

利用日本Ki K-net强震动观测台网数据库中巨厚土层的井下地震记录,对新研发基于频率一致等效线性化的一维土层地震反应计算方法 SOILQUAKE16以及当今国际上两种代表性一维土层地震反应计算方法 SHAKE2000和DEEPSOIL5.0在巨厚场地的可靠性进行对比检验。检验工况包括了土层厚度分别是215 m和148 m两个台阵,取其中地表峰值加速度不小于0.02 g的60台次水平地震加速度记录,地表峰值加速度范围为0.024~0.425 g,加速度峰值放大系数2.76~4.01。对比检验结果表明:烈度6度和7度偏下的较弱地震动下,SOILQUAKE16、SHAKE2000和DEEPSOIL5.0四个方法结果精度相当,计算出地表PGA与加速度反应谱均与实际较为接近,此时几种方法皆可采用;烈度7度中上、8度和9度的较强地震动下,DEEPSOIL5.0和SHAKE2000计算出的地表PGA较实际记录偏小,且随地震动强度增加与实测结果差距急剧增大,甚至小于井下输入,加速度反应谱"矮粗胖"不合理现象严重,不宜采用;而SOILQUAKE16计算出的地表PGA和反应谱均与实际记录相当,克服了以上弱点,可体现出深厚土层的放大作用,建议采用。SOILQUAKE16计算程序现已通过网络平台http://www.soilquake.org.cn提供共享服务。

硬场地实测记录下几种土层地震反应分析程序可靠性对比

以日本Ki K-net强震观测台网中硬场地井下记录为样本,对传统等效线性化方法 LSSRLI-1(频域)、SHAKE2000,时域非线性方法 DEEPSOIL和频域一致等效线性化方法 SOILQUAKE等几种计算程序在硬土场地地震反应分析中的可靠性进行对比检验。检验工况包括Ki K-net井下台网中地表峰值加速度不小于0. 05g的水平硬场地的总计344台次的加速度记录,涉及5个台站,土层厚度6~50m,地表峰值加速度范围0. 050~0. 805g。结果表明:认为硬土场地以往计算方法能够体现土层放大的认识是片面的,在中强地震动情况下,现有流行方法计算出的地表响应会偏小,强地震动下会严重偏小,会给工程抗震设计提供偏于危险的输入;硬场地中烈度8度以下(地表PGA在0. 19g以下),SHAKE2000和DEEPSOIL、LSSRLI-1(频域)计算结果与实际记录差距可以接受,但烈度8度以上,计算出地表响应均较实际记录明显偏小,且随地震动强度增加差距急剧增大;硬场地中,无论何种烈度,SOILQUAKE16计算的地表加速度响应与实测相当,可体现出土层放大作用。

重频系统的频率灵敏度分析算法研究

针对重频系统提出了计算其频率灵敏度的精确方法.首先提出了相容性条件方程的概念;其次对单频系统,利用其相容性条件方程,确定了所有单频的灵敏度算法,并指出了该算法与已有结论的等价性;然后对重频系统,为了克服其左、右状态向量正交性的退化现象,特别引入了右状态向量的伴随向量来实现解耦功能,同样利用其相容性条件方程,获得了所有重复频率的灵敏度的显式解法.该算法推导过程易于理解,适用于各种重分析过程,结论简洁紧凑,易于编程实现.最后以2个具有重复频率的非比例阻尼振动系统作为算例,说明了该算法的正确性及有效性,并验证了所提出的灵敏度系数控制方程的相容性.

地表一致性统计相关分析法及其应用

在高精度地震数据处理中,对数据的分析和认识十分重要,而有效的分析方法则有助于认识问题,在处理中可以更有针对性地采取相应的措施。为此,提出了基于地表一致性的统计相关函数分析方法。首先给出了自相关函数统计算法,讨论了相关函数的性质,介绍了地表一致性假设前提下统计相关分析法的基本原理;然后从原始数据分析、异常数据集检测、处理关键环节的质量控制等方面,讨论了自相关函数和统计特征参数在数据分析中的作用。不同地区的实际应用表明:地表一致性相关函数统计法能够综合地分析原始地震数据的特征,监控处理过程中数据特征的变化,多方位地对质量进行控制,使处理效果得到了较大的提高。

基于软土场地实测记录的三种土层地震反应分析方法可靠性研究

软土场地地震反应计算分析方法是公认难题。以日本KiK-net强震观测台网中所有软土场地井下记录为样本,对传统等效线性化方法SHAKE2000、时域非线性方法DEEPSOIL和频率一致等效线性化方法SOILQUAKE三者在软土场地地震反应分析计算中的可靠性进行对比检验。检验工况包括KiK-net井下台网中地表峰值加速度不小于0.05 g的所有水平软土场地的总计309台次的加速度记录,涉及24个台站,土层厚度28 m～240 m,地表峰值加速度范围0.050 g～0.580 g。对比结果表明:烈度6度和7度偏下(地表PGA在0.12 g以下)的较弱地震动下,对三类、四类和巨厚场地,SOILQUAKE、SHAKE2000和DEEPSOIL三个方法计算结果相差不大,与实际记录较为接近,皆可采用;烈度7度中上以上(地表PGA在0.12 g以上)的较强地震动下,无论是三类、四类和巨厚场地,DEEPSOIL和SHAKE2000计算出的地表PGA和反应谱较实际记录偏小,且随地震动强度增加差距急剧增大,甚至小于井下输入,而SOILQUAKE计算出结果与实际记录基本相当,可体现出软土场地放大作用,也证明了频率一致等效线性化方法的有效性。

基于功能磁共振成像可视化解码中医药促进脑卒中后脑功能的重塑

背景:通过功能磁共振成像可视化技术直观研究大脑重塑和神经再生机制,探讨其揭示中医药促进脑功能重塑和大脑重构的可行性和科学性,提高中医临床治疗方案修订、临床疗效和预后评估的客观性。目的:利用功能磁共振成像可视化技术解码中医药促进脑卒中后大脑重塑可行性和科学性,为探讨评价中医药治疗脑卒中的临床疗效、理论创新、疗效和预后评估提供重要依据。方法:以“功能磁共振成像、磁共振弥散张量成像、局部一致性、低频振幅、中医药、脑功能重塑、神经重塑”及“diffusion tensor imaging,blood oxygenation level dependent functional magnetic resonance imaging,regional homogeneity,amplitude of low frequency fluctuation,brain remodeling,nerve regeneration,Chinese Medicine”为主题检索词,检索中国期刊全文数据库、PubMed和万方数据库的相关文献,最终纳入63篇文献进行综述。结果与结论:(1)功能磁共振成像具有无创动态特点,通过解剖、影像等多学科联合应用实时动态评估脑卒中后运动、认知及感觉等中医药治疗效果。(2)功能磁共振成像从广义上指血氧水平依赖性功能性磁共振成像、磁化转移成像及扩散张量和化学位移成像,狭义上指氧水平依赖性功能性磁共振成像。通过血氧水平依赖信号观察脑活动时血液动力学变化反映神经元活动,探讨脑能量代谢与活性的关系。(3)目前中医药如何促进脑卒中后大脑重塑和神经功能重建的研究很少,研究多停留在单指标和单靶区,缺乏全脑区的研究,如在中医药在改善脑功能障碍,促进脑功能重建和神经再生的演变全过程等方面,不能准确解读中医药科学的疗效机制,而多种疗法协同通过多靶点、多途径促进脑卒中后脑功能重塑机制目前仍为空白。(4)文章借助于功能磁共振成像可视化技术可以直观研究中医药治疗大脑重塑和神经再生的演变全过程,全景展示了中医药促进脑卒中后脑功能重塑和大脑重构的科学性,对指导和完善临床中医辨证论治、临床治疗方案修订、临床疗效和预后评估给出科学解释、加快和促进中医药基础理论研究和创新。

基于STFD和PARAFAC的欠定盲源分离信源个数估计算法

为更精确地进行欠定混合条件下的信源个数估计,提出了一种基于空间时频分布(STFP)与平行因子分析(PARAFAC)的欠定盲源分离信源个数估计算法.该算法从空间时频分布矩阵中选择符合单源时频支撑域的时频点构成1个3阶张量,然后由核连续诊断算法计算因子数量,估计出信源个数,并对3阶张量平行因子低秩分解的惟一性条件进行了分析.该算法不需要假设源信号必须满足稀疏性和独立性条件,也不要求其满足高斯分布条件.在计算机仿真实验中,当信噪比为-5 dB时,识别正确率提高18 dB,证明了改进算法的有效性.

rs-fMRI在针刺改善中医烦躁焦虑状态研究中的应用现状

“中医烦躁焦虑状态”是一种以焦虑不安、刚躁易怒为主要表现的异常心理状态。针刺治疗中医烦躁焦虑状态疗效肯定,而静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)技术凭借无创性、高空间分辨率等优势已成为研究其脑效应中枢机制的有效方法。通过回顾近年来国内外的研究成果,从局部一致性分析、低频振幅分析、脑区功能连接等rs-fMRI常用分析方法入手,总结了rs-fMRI在针刺治疗失眠焦虑状态、疼痛相关不良心理状态、抑郁症等中医烦躁焦虑状态相关病症研究中的应用现状,并对进一步的多学科多维度深入研究作出展望,以期为今后研究提供参考和借鉴。参考文献57篇。

水文随机变量二维分布及其应用

基于概率论对具有任意分布函数的两水文随机变量之间的关系进行了识别。对服从二维正态分布的水文随机变量之间的关系特点进行了分析。论述了寻求一般二维分布的Copula函数法和形变函数法的理论基础,指出Copula函数法的实质是通过一个连接函数将两个具有相关关系的变量的边际分布耦合成二维分布,而形变函数法的实质则是抓住二维分布的条件均值和条件方差两个主要数字特征,通过形变函数来构建二维分布。最后对二维分布在水文资料插补展延、概率水文预报、非一致性样本频率分析、水工程风险率确定、设计洪水、干支流洪水及洪潮遭遇组合、地貌瞬时单位线等水文学问题中的应用进行了剖析与展望。

统计F-X谱估计方法及应用

原始地震数据的频率成分受多种因素的影响,在处理过程中数据的频率成分也在发生变化,因此,频率特征分析是地震数据处理中重要的分析工作之一。简要介绍生产中常用的频率分析方法,即频谱分析和频率扫描,说明了其特点和局限性。提出了统计F-X谱估计方法,该方法基于地表一致性假设前提,可进行多域分析和统计,在傅里叶变换之前,采用随机滑动时窗的方式提高谱估计的精度,增强谱估计的稳定性,并在F X域中提取特征参数,便于量化分析地震数据的频率变化规律。

考虑径流非一致性的水库分期旱限水位优化研究

【目的】分析变化环境下水文序列的非一致性,为龙羊峡水库分期旱限水位优化调度模型的建立提供参考。【方法】采用Mann-Kendall检验法、有序聚类分析法和水文序列振动中心重构法,对龙羊峡水库年径流序列进行一致性分析及修正,然后利用水库旱限水位分级和Fisher最优分割法,对径流序列修正前后不同干旱等级下的水库分期旱限水位进行确定,最后通过耦合分期旱限水位建立以缺水指数最小为目标函数的龙羊峡水库优化调度模型,对径流序列修正前后两种情况下的分期旱限水位进行对比研究。【结果】一致性检验发现,龙羊峡水库径流序列具有明显下降的趋势,并在1989年发生突变。经一致性修正后计算龙羊峡水库7-10月、11-12月、1-4月、5-6月4个分期的旱限水位,在轻旱条件下分别为2530.00,2534.91,2539.10和2535.13 m,中旱条件下分别为2530.00,2535.44,2539.80和2536.70 m,重旱条件下分别为2530.00,2535.87,2540.35和2537.89 m;特旱条件下分别为2530.00,2536.06,2540.58和2538.12 m。采用不同调度模型对龙羊峡水库进行优化调度,结果显示修正后的调度效果较好,其总缺水量、缺水指数相比修正前分别降低5.37%和6.03%,其中枯水时段平均缺水量降低了10.71%,缺水程度改善明显。【结论】非一致性径流对龙羊峡水库旱限水位的确定有一定影响,一致性修正后的径流使水库旱限水位的确定更加可靠,水库的抗旱能力得以提升,可为水库供水、抗旱应急管理决策提供参考。

静息态功能磁共振在颞叶癫痫的应用新进展

颞叶癫痫是成人最常见的局灶性癫痫。目前诊断癫痫的方法仍然以症状、电生理居多,脑电图检查中,发作期间的癫痫样放电是诊断癫痫的重要依据,但患者发作期较为短暂,捕捉异常脑电波信号具有一定困难,因此某种程度上,需要借助MRI进一步诊断。但仅依靠普通MRI检查在识别这些患者的癫痫发生区方面仍存在固有的困难。然而,借助改进的定位技术,颞叶癫痫通常可以正确识别。近年来,对于颞叶癫痫的研究已经转移到“功能”磁共振上。在“静止状态”下与大脑打交道。本文对目前可以分析颞叶癫痫患者静止状态的fMRI数据的诸多方法进行概述,包括低频振幅、基于种子的功能连接分析、区域同质性分析、独立成分分析、图分析等。

全国七大流域水文设计成果修订中若干关键技术问题探讨

为准确反映目前流域径流、洪水的实际情况,水利部组织完成了七大流域的水文设计成果修订工作。介绍了七大流域水文设计成果修订概况,总结分析了径流和洪水系列一致性处理、设计水文成果计算方法、成果合理性分析、修订成果应用等若干关键问题。重点阐述了洪水和径流系列的还原计算和考虑下垫面变化条件下的一致性修订问题,并对下一步修订成果的应用和研究重点提出了建议。

河南省东湾流域下垫面变化对设计洪水的影响

以河南省东湾流域为研究对象,研究东湾流域下垫面变化对设计洪水的影响,通过对1970—2011年的径流资料进行一致性分析,确定1990年为径流系列变化的分界点,并用新安江模型分别率定1990年前、后两个系列模型参数。结果表明,东湾流域下垫面在1990年后发生了明显变化,下垫面的变化导致径流量减少。采用新安江模型修订方法,对1990年前洪峰流量进行了修订,相应的设计洪水频率较修订前平均偏小5%左右。

组合空间结构稳定性能分析

一致缺陷模态法是网壳结构缺陷稳定分析中的一种重要方法,但是根据本文的分析,该法直接应用于组合空间结构却存在一些问题。为了充分发挥一致缺陷模态法的优点,文章提出了具体的改进方法,并讨论了利用改进方法得到的最不利几何缺陷对结构自振频率的影响,得到了一些对组合空间结构设计有益的结论。

变化环境下汀江流域非一致性水文频率分析

受气候变化及水利工程建设影响,传统水文频率分析无法更深层次的反应河道洪水及枯水变化特征。该文以汀江流域为例,采用Mann-Kendall检测法、滑动t检验法分析溪口站年最大洪峰流量及最枯月平均流量变异情况及变化趋势。将水文变异序列进行基于趋势分析和两P-Ⅲ混合分布的非一致性水文频率计算,分析传统水文频率计算与非一致性水文频率计算之间的差异,为汀江流域防洪调度提供参考依据。结果表明:溪口站年最大洪峰流量在2001年发生突变,呈显著下降趋势,而最枯月平均流量未发生明显变异;溪口站年最大洪峰流量序列宜采用基于两P-Ⅲ混合分布非一致性水文频率计算进行修正,受棉花滩电站调蓄影响,修正后溪口站设计洪峰流量均减小。

基于趋势分析的非一致性水文频率分析方法研究

气候变化及人类活动的影响很大程度上改变了洪水或径流的孕育环境,使得现行水文频率分析的一致性假设难以满足。为此,发展变异水文序列的一致性修正技术尤为重要。本文基于假定"发生趋势性变异的实测序列存在着某种理想化的平稳性(一致性)状态,且这种平稳状态所具有的振动中心(即均值)是序列某分割点前后两实测样本系列均值的线性组合",通过综合分割点前后两段系列,开展趋势性变异系列的一致性修正,并应用该方法进行了实例研究。