2020年3月20日西藏定日MS5.9地震总结

2020年3月20日西藏定日MS 5.9地震发生在申扎—定结断裂带分支断裂附近,震源机制解反演结果显示,本次地震为近NS走向断层产生正断层型错动的结果,与区域构造特征一致;地震序列跟踪发现,主震与最大余震的震级差为2.8,主震释放能量占全部序列的99.99%,属于孤立型地震序列。系统梳理地震发生前出现的地震活动和地球物理观测等异常,结果如下:震中附近震前存在年尺度和月尺度的热红外长波辐射异常;对震中附近异常进行回溯,发现震前存在地震发生率和地震危险度D值异常;震中300 km范围内无地球物理观测手段。通过对本次地震进行总结分析,以期为地震监测能力较低的定日地区积累宝贵的震例资料。

西藏定日Ms5.9地震烈度评定及震害特征分析

2020年3月20日,西藏定日发生的5.9级地震进行灾情分析、现场地震灾害调查,编制出本次地震烈度图并得出此次地震的震害特征。结论:西藏定日5.9地震最高烈度为Ⅷ度(8度),面积为42km2,Ⅶ度(7度)区面积为176km2,Ⅵ度(6度)区面积为1114km2;地震影响范围内,房屋破坏类型大部分为土石木混合结构,Ⅷ度(8度)区多数房屋墙体造成明显裂缝、少数房屋墙体交接处坍塌损毁严重,个别钢筋混凝土框架结构房屋出现轻度破坏、非钢筋混泥土框结构部分破坏严重,无完全倒塌房屋。灾情沿着余震分布的方向及断裂带方向呈现带状分布,此外极震区之外出现灾情异常点。此次地震是"4·25"地震(尼布尔8.1级地震)之后该地区遭受的地震震级最大的一次地震",4·25"地震灾后抗震加固房屋抗震性能良好,未出现严重破坏现象。

2020年西藏定日M_(W)5.6地震震源参数估计和应力触发研究

2020年3月20日青藏高原西南缘定日县发生M_(W)5.6地震,距2015年尼泊尔M_(W)7.9地震~250 km.尼泊尔地震,尤其是震后余滑是否触发了此次定日地震还有待研究.本文联合合成孔径雷达和区域地震波资料研究定日地震的破裂特征.首先利用近场形变和宽频带地震波资料,通过贝叶斯自举优化算法揭示定日地震的均匀滑动模型;然后在此基础上构建断层几何模型并反演震源滑动分布.研究发现定日地震的发震断层走向~334°,倾角~51°.破裂主要集中在约2.0~5.5 km深度范围内.破裂范围~5.6 km×4.4 km,释放总的地震矩~3.33×10^(17)N·m.最大滑动量~1.27 m,发生在3.786 km深度.破裂以正断滑动为主兼少许右旋走滑分量,同区域历史地震表现出相似的破裂机制,表明印度板块向北东方向挤压欧亚板块,在藏南地区产生了近东西向的张应力.库仑应力变化研究表明,尼泊尔M_(W)7.9地震主余震和定日地区四次历史地震共同触发了2020年定日M_(W)5.6地震,其中尼泊尔地震震后2年的余滑引起的库仑应力变化占库仑应力增加总量的~40%,震后余滑在未来地震危险性评估中发挥的作用不容忽视.

基于差分进化的塔式太阳能定日镜场布局优化

为提高塔式太阳能的辐射反射效率和发电性能,需要对定日镜场进行布局优化。采用日平均年光学效率的方法,计算分析定日镜年均余弦效率、大气衰减效率、截断效率及最大光学效率,为后续定日镜场的布置及优化提供评价指标。以西班牙Gemasolar塔式电站为例,采用密集campo的布置方法进行镜场初始化,验证了布置方法的高光学效率和高可靠性。采用差分进化算法对镜场进行优化,镜场年均综合效率由56.99%提高至59.03%,提升了3.58%,验证了该方法的有效性。

基于改进粒子群算法的定日镜场优化设计模型

定日镜场是塔式光热电站的重要子系统.定日镜的优化布置问题是塔式光热电站建设需要解决的关键问题.以塔式光热电站的定日镜场为研究对象,建立阴影遮挡效率模型、余弦效率模型、截断效率模型以及大气透射率模型,得出定日镜场的光学效率.以镜场年平均输出热功率作为目标函数,建立非线性规划模型,用基于同心圆的粒子群算法进行圆形定日镜场的参数设计及优化求解.通过迭代寻优,找到年平均输出热功率最大时即可找到粒子的特征因子的最优解.

定日镜场的优化设计

介绍了2023年“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛A题“定日镜场的优化设计”的命题背景和需要解决的问题,阐述了赛题的主要建模思路,给出了定日镜光学效率的计算模型,重点讨论了阴影遮挡发生和截断发生的判定条件.进一步,基于此模型,讨论了定日镜场的部分参数的优化设计,并给出了赛题的参考结果,最后,简要评述参赛论文评阅的总体情况.

基于聚光集热和脉动风压的定日镜群模拟研究

太阳辐射量和风荷载会直接影响光热电站的持续发电量。文章根据新疆哈密地区中电淖毛湖光热电站的实际环境情况,建立定日镜群的三维数值模型,对不同季节太阳辐射和迎风仰角下镜群的受热情况及流场特性开展数值模拟,分析获得风在不同入射角下镜面耀斑分布情况和脉动风压系数。结果表明:模拟所得镜群阻力系数和升力系数与相关研究结果较为吻合,验证了所建模型的有效性;不同季节下耀斑的分布规律较为相似,主要取决于太阳方向角的变化;随着风入射角的增大,镜群的尾流区域呈先减小后增大趋势;由于定日镜镜群中的尾流可有效抑制风压,结合镜群的排布方式保证内部的稳定性,其中,正五边形定日镜的中心处保持较低的脉动风压,极大提高了镜面受力均衡性。

定日镜场光学效率的计算模型

定日镜场可将太阳光反射汇聚到安装在镜场中的吸收塔集热器上从而实现能量转换,不同的定日镜场参数会影响定日镜场的光学效率.本文通过光线追踪法与坐标变换等建立了定日镜场的光学效率计算模型,具体地,首先建立大地坐标系、镜面坐标系和光锥坐标系,并给出入射光线、反射光线以及法向的向量表示;其次,建立3个坐标系之间的坐标变换,利用坐标变换矩阵和方程联立判断并计算阴影遮挡损失、余弦损失、集热器截断效率等;最后,根据镜面反射率、大气透射率建立了定日镜场每块镜面的光学效率计算模型.

塔式定日镜强度分析与参数优化研究

定日镜是塔式光热电站中最基础的聚光单元,同时也是电站中花费最高的组成部分。定日镜的镜面尺寸大小不仅直接影响其结构设计和生产成本,还决定了电站中需要安装的定日镜的总数目。因此,研究商业化运行的塔式电站中的定日镜具有重要意义。通过有限元仿真模拟的方法,对定日镜镜面板进行轻量化设计并分析在8级风作用下的变形情况,最终给企业对镜面尺寸的选择提供参考。

定日镜场效率参数模型的研究

针对定日镜场相关效率参数问题,根据几何光学知识,计算出定日镜场中太阳高度角和方位角、每个定日镜与地面的倾角.采用光线追踪法,通过阴影遮挡效率、余弦效率、大气透射率集热器截断效率和镜面反射率构建光学效率参数模型,建立定日镜场的输出热功率的优化模型,在定日镜场达到额定功率的条件下,得出定日镜单位面积镜面平均输出热功率的优值.

太阳能发电定日镜立柱高精度安装控制应用

为解决定日镜立柱高精度安装难题,本文以新建阿克塞哈萨克族自治县汇东新能源光热+光伏发电集热系统定日镜立柱施工实际应用为背景,分析了施工难点和控制技术原理,提出了高精度安装控制措施及要点,研究表明通过对立柱成品检验、安装的各个环节进行复测配合精调控制后,可提高立柱安装精度和效率,希望为提高光热发电工程施工技术应用效益和质量提供有益的参考。

定日镜场的最优参数选择

在定日镜场的最优参数选择问题中,通过栅格化方法将定日镜面离散分割,求解阴影遮挡效率和截断效率,以计算定日镜场年平均输出热功率;建立单目标优化模型,采用控制变量法依次对镜面高度、相邻定日镜间距等变量单独分析,以降低庞大的解空间维度;通过试算得到镜场年平均输出热功率关于各变量的变化曲线,利用0.618法等方法搜索曲线极值点,得到定日镜场参数的近似最优解.

定日镜场在额定输出功率条件下的光学效率优化

为推动“双碳”目标实现,以光线追迹为核心,建立了定日镜平均输出热功率优化模型.首先,确定输出热功率是关于光学效率等参数的函数,通过给出阴影遮挡效率、集热器截断效率等参数的计算方法,提出了定日镜场输出热功率的计算方案.其次,提出定日镜场输出热功率的优化方案.针对定日镜规格相同的情况,提出“吸收塔选址策略”约束吸收塔的位置,提出“分区域同心圆规划策略”完成定日镜的排布,建立了定日镜输出热功率优化模型,并采用变步长搜索法完成最佳参数的求解.最后,针对定日镜规格不同的情况,提出“定日镜规格分区域规划策略”,并结合二分法和变步长搜索法完成最佳参数的求解.

基于目标规划的定日镜场设计

针对定日镜场的优化设计问题,首先通过求解太阳的方位角和高度角,确定各定日镜的俯仰角和方位角,从而计算定日镜在不同时刻的光学效率,重点关注投影法求解阴影遮挡效率、光线追踪法和蒙特卡洛算法求解集热器截断效率等指标,建立了整个定日镜场的年平均输出热功率模型.在此基础上,通过调整吸收塔的位置以及定日镜的位置、数量和尺寸等变量,使单位面积镜面年平均输出热功率最大化,建立了单目标优化模型.由于变量数量庞大,采用遗传算法先只对定日镜的位置进行初步求解,发现定日镜的分布大致呈同心圆形态,在此基础上,利用变步长遍历进一步精确求解,最终得到了定日镜场的最优分布.

50 m^(2)定日镜支撑结构荷载分析及仿真研究

目前工程应用的定日镜普遍存在支撑结构复杂、强度低、维护困难、制作成本高等问题,这使得太阳能热发电系统的初始投资成本高,降低了其竞争力。针对50 m^(2)定日镜在太阳能热发电系统中的应用,深入开展了其支撑结构在抗风载、抗雪载下的受力分析。仿真计算结果表明:50 m^(2)定日镜支撑结构具有更高的承载能力和稳定性,有效提升了定日镜的整体性能。基于受力分析结果提出了支撑结构组件材料选型建议。研究成果不仅为定日镜支撑结构的优化设计提供了理论依据,也为太阳能热发电技术的进一步发展提供了有力支持。

定日镜积尘因素分析及反射率变化预测模型

为减少自然积尘引起的发电效率损失,光热电站需要定期清洗定日镜,如何选取合适的清洗节点,是提高经济效益的关键。针对于此,提出了一种基于气象预报数据的定日镜反射率变化预测模型,以供光热电站根据反射率的变化趋势,灵活安排人工清洗。对影响定日镜积尘的因素进行了分析;在研制人工积尘室并进行相关的定性实验基础上,构建了基于神经网络的反射率预测模型;通过室外积尘实验,对模型的效果进行了初步评估。实验结果表明,该模型能有效预测反射率的变化趋势,与实测数据的平均相对误差为1.28%,均方根误差为1.34%,对光热电站清洗计划的制定具有借鉴意义。

定日镜场的输出热功率计算模型

基于全国大学生数学建模竞赛赛题的定日镜场分布数据,根据太阳视运动方法,建立太阳跟踪运动模型、阴影挡光效率理论模型、相邻定日镜遮挡选取模型与镜面反射光锥模型,得出了定日镜场的年平均光学效率、年平均输出热功率,以及单位面积的镜面年平均输出热功率,最后通过输出功率的拟合结果展现了模型的合理性。

气候变化对定日县农作物产量的影响

利用西藏定日县1999—2023年小麦、青稞、豌豆等粮食作物产量资料及同一时间段气温、降水量与日照时数等观测资料,采用线性趋势等方法分析了定日县气候变化与农作物产量变化特征,探讨了气候变化对农作物产量的影响。结果表明:1999—2023年定日县年平均气温呈升温趋势,其升温速率为0.19℃/10a,夏季升温幅度最大;年降水量呈波动减少趋势,减少速率为-61.68 mm/10a,夏季降水减少趋势最为明显,冬季降水量变化不明显;年日照时数以69.88 h/10a的速率呈明显的增加趋势,春季日照时数最长,夏季增加趋势最为明显。1999—2023年定日县粮食平均产量为28077.70 t,青稞产量最高。年粮食产量以3814.61 t/10a的速率呈明显的增加趋势,其中,青稞产量变化速率为4473.93 t/10a,相对而言,青稞产量变化趋势更为明显。定日县农作物产量与气温呈明显的正相关关系,气温每升高10.00℃,农作物产量增加30624.02 t,青稞产量增加37305.01 t。与降水呈负相关关系,但并不明显;与日照时数也存在一定的正相关关系,日照时数每增加10.00 h,农作物产量增加59.74 t,青稞作物产量增加64.49 t。

定日镜成像通量计算模型

基于HFLCAL模型,在考虑考虑定日镜切向面和矢状面有效偏差后,建立定日镜成像通量计算模型。采用定日镜成像通量计算模型,进行定日镜成像通量计算模拟,并与SolTrace软件计算结果进行量化对比分析。对比分析结果表明,二者在通量分布、光斑中心、成像通量等方面基本吻合,计算精度满足工程实践要求,适用于聚焦定日镜的成像通量计算。

定日镜场的光热转化与配置优化研究

定日镜是一种捕捉和聚焦太阳光的光学组件,优化其配置和排列方式有助于最大限度地吸收太阳能并将其转化为热量。本文基于定日镜的光学性质,建立局部镜面坐标系和整体坐标系之间的坐标变换,根据中心极限定理,以反射光线整体误差为标准差,将集热器的截断效率和高斯分布相关联,对镜场输出热功率进行测算,初步建立了光热转化模型。在此基础上,本文根据整体效益最大化原则和光照均匀性理论,设立圆形径向交错的排列规则,以避免定日镜之间的光线遮挡,利用遗传算法对定日镜场的配置进行优化设计,将吸收塔约束于南偏西的光学效率较低处,实现能源效率的最大化,得到定日镜场年平均光学效率的优化率为16.65%,单位镜面面积的年平均输出热功率的优化率为12.18%,模型科学且有效。