准平衡和非平衡流对台风百合(2001)内中尺度深厚湿对流的影响

利用台风百合(2001)的高分辨率模式资料,应用PV-ω反演方法,在分析台风准平衡和非平衡垂直环流基本特征的基础上,诊断研究了热力和动力强迫对台风深厚湿对流结构的影响,结果指出:准平衡流能够描述台风中具有较长生命史过程的中尺度对流系统的环流结构,中层大振幅垂直运动主要由准平衡ω方程中凝结潜热释放的热力强迫所决定;台风低层由动力辐合强迫产生的弱对流,对眼墙区深厚湿对流的形成起到触发作用;而高层动力强迫产生的下沉运动则削弱了凝结潜热项的影响,抑制了垂直运动向高层伸展。非平衡垂直环流结构上呈现的短波振荡和快时间尺度调整的时空分布特征表明,它是与重力快波频散过程相联系的非定常环流。分析台风中深厚湿对流形成的物理模型可知,准平衡动力强迫引起的低层弱对流达到一定振幅,则会引起中层水汽相变引起的凝结潜热反馈,使得准平衡和非平衡流叠加形成了眼墙区上升运动的大值中心,加上非平衡垂直环流对动量和热量起到的补偿和调整作用,构成了台风内中尺度深厚湿对流的组织化过程。

基于准滑动模态的动态非平衡身管高精度俯仰控制

非平衡身管俯仰系统属于典型的电液伺服系统,在路面波动条件下实现其高精度位置控制,可有效提升身管武器的远程精准打击能力。为此,分析非平衡身管俯仰工作原理及路面波动影响机制,建立各组件的数学模型并联立得到系统状态空间模型;基于准滑动模态,设计改进饱和函数的双幂次趋进律滑模控制器;最后,搭建路面波动条件下非平衡身管俯仰滑模控制仿真模型,进行仿真分析并与指数趋进律、双幂次趋进律滑模控制器的控制效果对比,验证所提方法的可行性和有效性。结果表明:所提方法具有跟踪精度高、响应时间短、抖振抑制效果好且所需能量少等优势,可满足动态非平衡身管高精度控制的需求。

精准扶贫视域下非物质文化遗产开发的平衡机制研究

非物质文化遗产参与精准扶贫是我国采取的一项重要的反贫困策略,许多地区已开展文化生态保护实验区模式、生态社区博物馆模式、民族村寨旅游、山水实景演艺、民俗文化展演等实践性探索,将其运用在精准识别、精准帮扶、精准管理等各环节中。但同时仍需要解决遗产保护与扶贫开发,原生态保护与文化过滤,政府、企业与遗产保有者,遗产代表性传承人与社区群体四对博弈关系。可以通过增强政府精准管理的科学性,规范利益精准分配的合理性,保证资金精准投入的持续性,维护知识产权精准保护的权威性,真正把握两者间的平衡,做到非物质文化遗产管理的及时到位,适时补位,既不越位,更不缺位。

不平衡条件下基于改进准PIR逆变器控制研究

三相脉宽调制逆变器由于其具有低成本,高功率以及高灵活性在分布式发电系统中得到广泛应用。然而当逆变器在直流和交流母线之间,并网侧工作在不平衡电网条件下,上述优点无法获取。在不平衡条件下,提出一种新型准PIR控制策略实现三相并网逆变器控制。首先在不平衡条件下,推导了三相并网逆变器正序旋转坐标系平均模型。通过模型能够发现不平衡因素会产生负序环流。提出一种准PIR控制器,实现负序环流抑制。提出的控制策略能够有效的抑制环流,因此并网电流得到明显改善。仿真证明了所提方法的有效性。

Al-Ni-Ru合金中非平衡凝固组织结构及物相形成特征

应用FIB技术以及扫描电镜和透射电镜,对快速凝固的Al_(70)Ni_(20)Ru_(10)合金小球中非平衡凝固组织结构及物相形成/分布进行了表征。结果表明,球内形成的非平衡凝固组织高度复杂,但根据其组织凝固形态和相构成特征,大致可以分为四类,并确定了其中的物相分布。其中在特定的枝晶凝固组织区域中发现了周期为0.4 nm的二维十面体准晶,其具有与已报道的同周期Al-Ni-Ru十面体准晶不同的原子团结构及排列特征。

次天气尺度系统中的非地转运动和广义平衡模式

研究了宏观准静力的次天气尺度系统中非地转运动的机理。较以往更具体地揭露了在全运动的时间尺度远大于惯性重力波的前提下，各类强迫因子与非地转运动的旋转分量及辐散分量的关系。并证明上述“慢变化”前提在各种常见情况甚至包括几类熟见的强系统情况下都能满足。除了众所周知，强的准二维系统可允许传统形式的Ｒｏｓｓｂｙ数Ｒ０≡Ｕｆ０Ｌ≈○（１）以外，这里还证明水平尺度小但铅直方向深厚，并包容着强对流云群团的系统恰恰能容忍特别强的非绝热而保持慢变化。相应地，其中辐散运动可以只比旋转运动小“半个量级”。突破了迄今各类过滤模式对辐散运动的过严限制。在能满足慢演变的条件下，非地转高频波振幅总可被自然、及时地控制在可忽略的水平上，这表明慢演变与准平衡的一致性。按照严谨的尺度分析，在上述讨论的过程中顺势导出一个“广义平衡模式”。方程中含有强迫场的一阶时间导数项。虽然容许强非绝热和放宽对辐散风的限制，却能以最大限度（这个限度是固有的）的精确性描述滤除高频波的慢演变。这个模式必须屏弃“主导气流”与“次级气流”的区分，包含了一个辐散风倾向的诊断方程。

基于准PR控制器的MMC-HVDC新型环流抑制策略研究

MMC-HVDC相间环流使得桥臂电流发生畸变,增大了桥臂电流峰值,增加了功率损耗,并严重威胁子模块电容电压平衡和电容的寿命。为此,本文首先分析MMC-HVDC的工作原理和数学模型,进一步分析了MMC相间环流产生机理,分析表明环流中只存在偶数次谐波,不存在奇数次谐波,其中,2、4、6次环流谐波含量所占比重最大。基于此提出了一种基于准PR控制器的新型环流抑制策略。该控制策略不仅克服了传统PR控制器抗电网频率偏移能力差、带宽窄的缺点,而且大大减少了准PR控制的使用数量,减小了系统设计的复杂度。仿真和实验结果验证了所提出控制策略的正确性和优越性。

基于准PR控制器的MMC-HVDC的控制及环流抑制策略

基于模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)的柔性直流输电HVDC(high voltage directcurrent)系统日益受到关注。传统dq坐标系下双闭环比例积分PI(proportional integral)控制需要前馈解耦,特别是在电网电压不平衡时,需要正负序分解,而环流抑制的方法也过于复杂。在分析模块化多电平换流器型直流输电MMC-HVDC工作原理的基础上,给出了αβ坐标系下,基于准比例谐振QPR(quasi proportional resonant)控制器的MMC-HVDC的控制策略,无需前馈解耦和正负序分解,控制器设计简单,同时也给出了一种基于QPR控制器的有效抑制2倍频环流的新方法。在PSCAD(power systems computer aided design)中对上述控制策略进行了仿真验证,仿真结果表明了所提策略的正确性和有效性。

三势垒隧穿结构中由外加垂直磁场引入的高子带非热占据

在一个特殊设计的三垒双阱异质结构中 ,注入到入射端量子阱中的电子 ,首先经过子带间弛豫填充到较低能级 ,紧接着通过共振隧穿逃逸出后面的双势垒结构 ,流入收集电极 ,完成了整个输运过程。通过比较带间光荧光谱中E2 HH1 与E1 HH1 两峰的强度 ,我们发现外加垂直磁场可以抑制子带间的LO声子和LA声子散射 ,使能量较高的子带上出现了明显的非热平衡占据。这一发现提供了一种新的控制子带间散射速率 (量子级联激光器的主要机制 )的有效方法 ,使得在量子阱子带间实现粒子数反转变得更加容易。

适用于直流电网的环流式线间直流潮流控制器

针对直流电网潮流控制自由度不足的问题,提出一种线间直流潮流控制器(I-PFC)。I-PFC能够通过交流环流实现自身功率平衡,无需交流变压器作为内部的交流通路,且与现有线间直流潮流控制器相比,进一步降低了因单个电容充放电造成的电流波动,具有避免额外谐振、减小谐波、易拓展等优点。首先,提出I-PFC的拓扑结构,分析实现潮流控制的方法进而得到线路电流与串入电压的关系,并重点介绍了利用内部交流环流实现自身功率平衡的原理;其次,根据I-PFC的功率与能量,详细分析子模块电容电压的组成,其中主要包含直流、基频和二倍频分量,并设计包括直流潮流控制和功率平衡控制的I-PFC控制方法;最后在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建含有I-PFC的三端柔性直流环网,利用投入运行、反向调节和动态响应三个工况验证了该文所提出的I-PFC的可行性和有效性。

非平衡辐射响应与准二维高温超导体系的磁通涡旋激发

从实验上揭示了高温超导体YBa2 Cu3 O7-δ(YBCO)颗粒膜具有准二维结构的输运特征以及超导弱连接行为特征 .在此基础上 ,将超导颗粒膜样品等效为准二维Josephson弱连接阵列系统 ,讨论了电流引起的二维超导体系中磁通“涡旋 反涡旋”束缚对的拆对激发问题 ,并给出了自由涡旋分布n(T ,I)的分析表达式 .将颗粒膜样品的非平衡辐射响应测量结果与电流激发自由涡旋分布n(T ,I)相比较 ,两者具有相似的分布特征 .该结果表明 ,高温超导体颗粒膜非平衡辐射响应机制与磁通“涡旋 反涡旋”

基于混合调制的模块化多电平换流器环流抑制策略

为了抑制MMC运行时,由于各相上、下桥臂电压之和不完全相等而产生的二倍频环流,文中提出了一种采用自适应陷波器与准比例谐振控制器相结合的环流抑制策略。该策略借助自适应陷波器来提取二倍频环流分量,并通过准比例谐振控制器实现对此分量的无静差跟踪,从而得到需要的补偿电压。该策略结合混合调制方法使二倍频环流下降了约65%,改善了桥臂电流的畸变程度,并提高了MMC的输出波形质量。仿真结果验证了所提方案的有效性和可行性。

浙江省梅雨锋强降水的锋生及环流特征分析

为了研究浙中西(浙江省中部和西部)梅雨锋强降水的锋生及环流特征,以2016年6月15日一次典型梅雨为代表,采用ERA-INTERIM(0.25°×0.25°)再分析资料、FY-2E卫星云顶亮温和雷达资料,运用风场分解、合成分析等方法对锋生与强降水的对应关系及环流结构进行分析。结果表明:此次典型梅雨处于有利的天气尺度背景下,强降水区与中低层锋生区有较好对应。锋区维持时,强降水区伴随中层倾斜锋生和形变锋生;锋区南压时,强降水区伴随中层倾斜锋生和低层水平锋生。低层梅雨锋北侧为超地转偏西气流,南侧为非地转东南气流,它们分别影响了北侧非平衡偏北气流和南侧平衡西南气流的发展,从而影响锋生系统。在锋区存在低层地转偏差辐合、高层辐散的上升运动,形成次级环流上升支,锋后反之。此外,锋前低空纬向风为次地转,而锋后低空纬向风为超地转,高空纬向风为次地转,这进一步促进了次级环流的发展。合成场中,在200 hPa西风槽槽后及槽前分别存在西北气流和西南气流显著增强区;在700 hPa浙北(浙江北部)地区存在东北气流显著增强区。合成锋生各分解项的水平及垂直分布与典型个例较类似。低层锋生主要由散度项贡献,形变项次之,倾斜项则起负作用;中层锋生主要由倾斜项贡献,形变项次之;高层锋消主要由倾斜项贡献。

准一维碳纳米管的含时输运性质的研究(英文)

提出了一种数值模拟方法,用于研究准一维碳纳米管系统的含时输运特性。基于非平衡格林函数,通过提出的方法,对准一维碳纳米管系统的电学性质进行数值计算。计算结果显示:当同一连续方波作用于电极时,电极与碳纳米管之间的耦合能越大,电流的最初上升值越大,弛豫时间越短;当输入电压为低频正弦信号,响应电流曲线变得不规则。本仿真结果有利于对纳米材料电学性质的评估,为纳米电子器件的设计和优化提供理论指导。

青藏高原和中国东部汛期环流

本文试图通过讨论地形对流体运动的影响,说明青藏高原对东亚大气环流的动力作用。带地形的线性化正压原始方程的分析指出,地形存在时,虽然有地转绕流的平衡态,但是,从任意初态演变的结果不一定趋于该终态。流体运动的过程和结果都已明显区别于一般大气适应过程。本文设计了一个三层半球准地转模式,用于模拟青藏高原对我国东部汛期环流的影响。模拟得到的环流对应着华南、江淮、华北的雨季形势。

非地转平衡流激发的重力惯性波对梅雨锋暴雨影响的动力学研究

文中以 2 0 0 0年 6月 1～ 3日的一次梅雨锋暴雨过程为例 ,通过数值模拟 ,得到了降雨区和强度都与实况基本吻合的结果。进一步利用数值模拟场 ,比较详细地分析了大尺度环流调整后的地转平衡被破坏、非平衡流出现、低空急流建立、重力波发生与传播对暴雨过程的影响。研究表明 ,副高的西伸北跳可以造成局部地转平衡被破坏 ,引起环流的适应调整 ,以建立新的平衡。在这一过程中 ,会出现与之相适应、配合的低空急流和重力波的发生 ;重力波的频散有利于急流中心大风区的传播 ,引导气流和水汽集中区对传播方向有显著影响 ;低空急流的建立则是导致暴雨发生的重要条件之一。通过对高时空密度中尺度数值模拟资料的分析 ,可以较清晰地反映出上述结果。

一次西南低涡发生发展的中尺度诊断

采用常规和非常规观测资料 ,对一次西南低涡发生、发展过程进行了初步诊断分析 ,结果表明 :( 1 )与自由大气中低涡环流的变化相比 ,边界层内低涡环流的演变表现出非连续性特征 ,且涡区内的对流发展和降水也与此相一致。 ( 2 )大气边界层顶的非平衡动力强迫及 50 0hPa正涡度平流的动力作用对本例低涡的形成和发展有重要贡献。

夏季青藏高原加热和大尺度流场的热力适应

使用1986～1995年7月逐日NCEP/NCAR再分析资料,利用位涡方程进行了盛夏季节大气环流场对于青藏高原热源强迫适应调整的诊断分析.揭示了夏季高原上空低层气旋式及高层反气旋式环流结构稳定维持的动力学机理.结果表明高原加热作用造成的低层正涡源是低层气旋式环流得以稳定维持的重要原因.而边界层摩擦产生的负位涡是平衡正位涡的主要因素.加热还在高原上空形成负位涡,侧边界位涡通量收支的分析表明,西边界和南边界有净的正位涡向外输送,但小于东边界和北边界的负位涡向外输出,高原上空大气因而成为影响盛夏大气环流的负涡源.这也是青藏高原上空强大而稳定的反气旋环流得以维持的重要因素.

几种ω诊断模式的比较

本文分别讨论了求解ω场的三种模式:多层非线性ω诊断模式(模式 A),非绝热ω诊断模式(模式 B),中-α尺度ω诊断模式(模式 C),并应用于一次梅雨锋暴雨过程的诊断,比较了它们的差异。结果表明,在进行中尺度ω诊断中最好使用模式 C,也可使用模式 A,且由两者分别得到的ω场差异不大。一般不用模式 B,由于模式 B 计算量小,如果精度要求不高也可使用模式B。

2014年河南一次晚秋暴雨成因分析

利用常规气象观测资料和NCEP1°×1°再分析资料,对2014年10月19-20日河南省一次晚秋暴雨的形成机制进行分析,结果表明:高纬冷空气沿贝湖低涡后部偏北气流南下,在河套地区形成低槽并携带冷空气东移,在河南境内与南支槽前强盛的西南急流汇合,导致了暴雨天气的出现。水汽通量势函数和辐散分量的辐合中心向暴雨区逐渐靠近,能体现水汽在暴雨区的汇聚,水汽通量的旋转分量在暴雨区气旋式环流的形成能较好地揭示降水集中发生时水汽的维持原因。在埃克曼非平衡流向埃克曼平衡流调整过程中,强迫边界层中产生较强的垂直上升运动,并在对流层中层强迫产生次级环流是此次暴雨过程发生发展的重要机制;同时,高空低空急流的耦合对Ekman非平衡流有一定的加强促进作用,形成Ekman非平衡流强迫的次级环流与高低空急流耦合产生的次级环流同位相叠加耦合的"双耦合"现象。"双耦合"现象的出现和对称不稳定能量的释放加速垂直运动发展,使上升运动从边界层一直延伸到对流层高层为雷暴的产生和暴雨的维持提供了良好的动力条件;中低层位涡异常扰动导致涡度强烈发展倾斜,可能是此次暴雨产生的重要原因。