降雨空间分布不均匀性对流域径流和泥沙模拟影响研究

对降雨空间分布变化的不完全理解,以及缺乏足够的数据来描述降雨的空间分布,阻碍了分布式水文模型的发展。以黄河下游洛河卢氏水文站以上流域为研究区,在GIS技术支持下,采用目前分布式水文模型中应用广泛的Thiessen多边形法确定降雨空间分布,选取分布式水文模型SWAT(SoilandWaterAssessmentTools)研究降雨空间分布不均匀性对流域径流和泥沙模拟的影响。结果表明雨量站密度、雨量站分布和降雨空间分布变化均对模拟结果产生了较大影响,这在一定程度上限制了分布式水文模型的应用和参数识别。此外,Thiessen多边形法对面雨量的估算结果是令人满意的,但对降雨空间分布的描述能力较差。

布拉格声光衍射场光强空间分布不均匀的研究

从波动方程出发,结合声光移频器的工作原理,根据声光晶体的有限尺寸,建立声场模型,推导出布拉格声光作用的耦合波方程。有限差分方法分析衍射场光强的空间三维分布。结果表明,声场振幅的不均匀分布会影响声光衍射场的光强分布。

一种多传感器数据自适应空间分级融合算法

当采用分布在不同空间位置上的多传感器观测值对测量噪声干扰下的参数进行融合估计时,被测量的空间分散性对融合结果影响较大。针对该问题,以自适应加权融合算法为基础,提出了自适应空间分级融合算法,并给出了误差分析和应用方法。该算法将融合过程分解为两次寻优,第1次是局部空间的自适应加权寻优,第2次是在全局空间内的融合寻优。计算机仿真结果表明:该算法在估计空间分布不均匀的被测量时优于自适应加权融合算法。

非均匀的建筑热环境评价研究进展

非均匀建筑热环境评价一直是现行热舒适研究的热点问题,与经典热舒适评价的先决条件不同,非均匀建筑热环境一般伴有各类环境参数的时间变化性和空间分布不均匀性,这决定了其评价方式或评价指标和经典热舒适评价方式有较大不同。通过介绍现行的几类非均匀建筑热环境的评价思路,揭示了非均匀建筑热环境评价的主要考虑角度和要点,为其进一步的准确评价提供整体性的参考。

山东气候年际变化特征及其与ENSO的关系

利用1951年以来65年的热带太平洋海表面温度数据和中国气温以及降水的站点观测资料,通过标准化处理和合成分析的方法,分析了山东气温和降水的季节气候特征及其年际变化,揭示了ENSO冷暖位相发展年及衰减年与山东气温和降水年际气候异常的关系。结果表明:在气温方面,山东地区春夏和秋冬季节温度分别呈经向和纬向分布,降水一年四季都表现为南多北少的特征;冬季鲁西北的气温年际变化在1°C以上,最为显著,而秋季气温的年际变化最不明显。对于降水的年际变化,夏季鲁西北、鲁南东部和胶州湾西部地区的年际变化最大,季节累计降水量异常最大达120mm以上,冬季降水年际变化最弱。ENSO对山东地区不同季节气温和降水异常强度的影响并非严格反对称,且存在显著的空间分布不均匀性;拉尼娜对山东气温年际变化的影响要比厄尔尼诺强、且影响范围广,厄尔尼诺对山东降水年际变化的影响更明显;厄尔尼诺和拉尼娜发展年和衰减年夏季对山东南部沿海地区(以青岛为例)气温正负变化的影响是反对称的,但是对内陆地区(以济南为例)而言,在厄尔尼诺/拉尼娜发展年冬季以及衰减年夏季两者对济南气温的影响是一致的;ENSO发展年夏季和秋季,厄尔尼诺/拉尼娜对南部沿海地区和内陆降水的影响不对称,但是对衰减年夏季降水的影响是反对称的。

考虑浆液黏度时空变化的速凝浆液渗透注浆扩散机制研究

速凝类浆液的黏度时变性及双液注浆方式导致浆液黏度空间分布不均匀,在渗透注浆理论模型中应当考虑浆液黏度空间分布不均匀性的影响。基于黏度时变性宾汉流体本构模型,引入了描述渗流过程的均匀毛管组模型,建立了恒定注浆速率条件下考虑浆液黏度时空变化的一维渗透注浆扩散模型。设计了一维可视化渗透注浆扩散模拟试验系统,获得了不同介质渗透率及不同注浆速率条件下水泥-水玻璃浆液(C-S)注浆压力随时间变化规律。研究结果表明:考虑浆液黏度空间分布不均匀性时,孔口注浆终压计算值为试验值的1.2~1.4倍,浆液扩散距离计算值为试验测量值的0.9~1.1倍,计算值与试验值的误差在可接受范围内,所创建的理论模型可较好地描述速凝浆液一维渗透注浆扩散过程。不考虑浆液黏度空间分布不均匀性时,孔口注浆终压计算值为试验值的3.5~4.1倍,浆液扩散距离计算值为试验测量值的0.5~0.7倍,显著高估了注浆压力、低估了浆液扩散范围。因此,在注浆设计中应充分考虑速凝浆液黏度空间分布不均匀性。

基于浆液稠度时空变化的盾构隧道壁后注浆扩散机制

研究考虑幂律水泥浆液稠度时空变化对盾构隧道壁后注浆扩散半径及力学性质影响。首先,针对不同水灰比水泥浆液进行稠度时变性试验,简要分析浆液稠度时变规律,并获取各水灰比水泥浆液稠度时变系数;其次,分析盾构隧道壁后注浆扩散机理,重点研究浆液扩散稠度时空分布不均匀性;再次,建立恒定注浆速率条件下,考虑浆液稠度时空变化不均匀隧道壁后注浆的扩散模型,并推导浆液压力及管片承压时间与空间的分布方程,确定浆液注浆压力的时变规律;最后,以实际工程为例,分析注浆终压与管片承受压力、浆液扩散半径及注浆浆液压强时空分布的关系,并对比分析考虑与不考虑浆液稠度空间分布不均匀性的扩散半径及管片受力结果。研究结果表明:浆液质点的压强随距离注浆孔位置增加而减小;当注浆终压较低时,注浆浆液扩散半径随注浆终压增大而迅速提高;盾构隧道管片注浆终压增大,管片所承受的注浆总压力迅速增大;不考虑浆液空间分布不均匀性所得注浆压力为正常值的60倍以上,所得浆液扩散半径约为正常值的1/3,管片承受总压力相差20倍以上。

基于浆液黏度时空变化的水平裂隙岩体注浆扩散机制

速凝类浆液的双液混合注浆方式及其黏度时变特性导致浆液扩散区内黏度空间分布不均匀。基于此,认为速凝类浆液流型为具有黏度时变性的宾汉流体,研究其在静水条件下水平裂隙中的注浆扩散过程,建立恒定注浆速率条件下考虑浆液黏度时空变化的水平裂隙注浆扩散理论模型,推导浆液扩散区内的黏度及压力时空分布方程,进而得到注浆压力与注浆时间及浆液扩散半径的关系。通过与不考虑黏度空间不均匀性所得结果进行比较,说明考虑黏度空间不均匀的必要性。通过在数值计算模型中预定义黏度空间分布函数,实现了考虑黏度空间分布不均匀性的裂隙注浆数值模拟。通过理论分析、数值模拟与试验结果三者的对比,验证理论分析及数值模拟的合理性,以期为实际注浆工程中注浆参数的确定提供一定借鉴。