三维场地波动传播的快速射线追踪法

本文基于Ｓｎｅｌｌ定律和Ｆｅｒｍａｔ原理对三维场地任意界面情况下的两点间射线追踪问题进行了研究，从同一条射线满足相同的射线参数出发，推得一个适用于任意界面情况下计算反（折）射点的一阶近似公式。结合迭代技术，给出了三维场地条件下射线追踪迭代算法的计算格式，并进行了三维场地射线追踪模拟计算。计算表明：计算速度相当快，且其计算精度可以根据需要满足要求。

分层介质中波动传播分析的显式有限元法

基于单相固体介质、液固两相饱和介质和流体介质动力分析的显式有限元法,结合交界面边界条件和人工透射边界,建立了由单相固体介质、液固两相饱和介质和流体介质等不同类型层状介质形成的多层介质中波动问题分析的显式有限元法。该方法可以直接进行逐步积分,而不需求解联立方程组,大大简化了计算过程,可以非常方便地用于分析分层介质的各种波动传播问题。

波流相互作用与波动传播模态

波和流是大气中两种最基本的运动形式,两者之间的相互作用可以导致千变万化的天气现象。波流相互作用理论是大气动力学的基本理论之一,该理论的研究具有重要的理论价值和科学意义。波流相互作用的研究主要包括两方面:一方面是可以描述基本气流对波强迫作用的"波作用"(守恒)方程的研究,另一方面是可以描述波对基本气流反馈作用的E-P通量以及波形变、传播等理论的研究。波流相互作用的研究不仅在理论上已取得重要进展,例如,E-P通量的提出,剩余环流的引进,广义E-P通量的出现,三维E-P通量的建立,波作用守恒方程、波动突变、波流稳定性结构、波形变及其大圆路径、低频波遥相关等理论的发展,而且在实际应用上也取得丰硕成果,如科学地解释了赤道平流层东西风准两年振荡、极地平流层爆发性增温、瞬变波对阻高的维持和高空急流加速以及大气低频波遥相关等,特别是为预测行星波的传播,研究风暴轴和诊断分析实际大气中波能集中区和发散区提供了理论基础和科学方法。作者从小振幅和有限振幅扰动两方面回顾了国内外波流相互作用和低频波传播理论的研究进展,重点介绍了大尺度环流系统波流相互作用和波动传播模态的最新研究成果,提出了不同动力、热力背景下多尺度波流相互作用机理及其理论模型,建立了非线性大气动力学突变及其稳定性结构等理论。相对来说,热源强迫和地形强迫引起的波流相互作用中稳定性问题的研究一直比较薄弱,特别是关于大气水分循环过程和青藏高原等复杂大地形影响下不同尺度系统波流相互作用的研究,这也是未来波流相互作用研究的一个重要内容。

面向质量特性波动传播分析的产品特性关联建模技术

为满足深入质量特性波动传播层面进行质量问题分析与处理的需求,研究了质量特性关联建模技术。阐述了质量特性波动的本质内涵,对面向波动控制的质量特性及其关联关系进行了分析,归纳了质量特性衍生、分解、约束、复合分解、复合约束五种典型形态。构造了链接作为质量特性关联关系的基本封装单元,并面向波动传播分析需求,定义了波动敏感度、波动危害度等链接属性;构建了结构化的质量特性关联模型—链接网络与链接矩阵,并给出了链接模型的主要扩展视图。通过案例验证了链接模型在质量特性关联建模方面的适用性。

细陶瓷棒的脉冲热流波动传播行为

用脉冲激光模拟微小圆柱陶瓷棒的脉冲内热源情形 ,实验研究了脉冲内热源对圆柱陶瓷端面温度场变化施加的影响 .实验发现 ,陶瓷棒端面存在温度波动等非傅里叶导热现象 .并且用存在内热源项的双曲导热控制方程和热量波动传播理论解释并定性地模拟了这种非傅里叶导热过程 ,得到了热流波动传播的实验证据 .实验与理论计算结果表明 ,热弛豫时间τ对微小空间尺度下非均质材料的急速传热过程起着主导作用 .

一维波动传播理论及公式

本文推出有关混凝土桩非破损检测的一维波动传播理论及公式,以便现场技术人员在对通过非破损检测手段获得的由各种数据组成的特征值或特征曲线进行解析时,作出正确的判断。同时,也为有关科研人员建立一套准确、可靠的计算机非破损检测体系提供所应遵循的理论推导方式。 一。

南极长城站哨声波监测仪设备及其初步观测

在子午工程二期项目的支持下,武汉大学(Wuhan University,WHU)联合中国极地研究中心研制了一套甚低频(very low frequency,VLF)波动探测系统,并在2022年由中国极地研究中心部署于南极洲的中国长城站(Great Wall Station,GWS,62.22°S,58.96°W).该探测系统的动态范围为~110 dB,时间精度为~100 ns,可为空间物理和空间天气研究提供高分辨率的波动观测数据.本文详细介绍了WHU VLF(子午工程编码:OCHCH_WHWM01)波动探测系统在GWS的初步观测结果,充分验证了系统的优越性能和稳定性.在过去一年的常规运行中,此系统能精确探测北美和欧洲等区域内各种地基VLF台站信号的动态变化.初步分析结果表明,在多次X级太阳耀斑爆发期间,GWS观测到的人工VLF台站信号特性与以往的研究结果高度一致.由于HWU-GWS(HWU为发射台站的名称)路径穿过南大西洋异常(south Atlantic anomaly,SAA)区域,观测结果同时表明,在磁暴期间,HWU VLF信号的扰动与磁层电子沉降在时空关系上具有很强的关联性.此外,此设备也能观测到闪电激发的宽频带哨声波,在频谱图上呈现特有的清晰色散结构.因此,在南极独特的地理位置,地基哨声波监测仪的观测结合其它仪器的观测,有利于深入开展与极区哨声波传播、低电离层扰动、地面闪电放电和辐射带粒子沉降等相关的空间天气学研究,对开展全天时空间环境监测具有重要意义.

饱和散体振动液化的波动机理研究

在有关假设条件下,给出了几个基本控制方程式,并得出了饱和散体中的波动传播方程。分析推导了波在无耗散情况下的势矢量方程和3种体波的速度表达式以及具有耗散情形的势矢量的普遍方程式和P波与S波的衰减系数。通过尾砂和铁粉矿的振动液化试验观察并记录振动液化时,饱和散体中孔隙水压力的变化情况,结果表明:随着振动的施加,孔隙水压力迅速升高,并表现出一定的波动性。利用波动理论和试验结果,详细分析了振动过程中饱和散体介质的3种体波的传播对孔隙水和颗粒的作用情况,揭示了孔隙水压力迅速升高和饱和散体液化的波动机理。

基于链接模型的质量特性波动溯源方法

为了辅助产品设计过程中质量问题的分析与处理,研究质量特性波动溯源方法,引入"链接"作为质量特性关联关系的基本单元,通过链接关联与嵌套,构建了质量特性链接网络和链接矩阵,归纳分析了质量特性波动传播过程中的基本形态与典型效应。在链接模型的基础上,剖析了面向质量问题分析的质量特性波动溯源机理,建立了质量特性波动溯源、波动传播、波动排查和波动路径分析四阶段溯源过程模型,并对开放情景下基于逐步分析的溯源算法以及封闭情景下基于改进老鼠迷宫的溯源算法进行了研究。通过一个应用案例,验证了基于链接模型的质量特性波动溯源技术的有效性。

波包传播诊断的理论基础和计算方法

文中提出了一种新的利用实际观测资料研究波包传播的诊断方法 (WPD) 。

贵广提速既有接触线适应性分析

贵广铁路提质改造工程是国内首条运营高铁提速工程。此次提速是通过增加接触网线索额定张力技术条件,实现由设计时速250km/h提到300km/h运营时速(土建建设标准预留300km/h提速条件)。通过从波动传播速度、载流量要求和线材张力等三个方面分析既有接触线能否适应300km/h的要求,从技术上保证提速方案的经济合理性要求,提供有关结论和建议供同类接触网改造工程项目参考。

两类常用森林火灾蔓延模型的比较

简要介绍了两类常用的森林火灾蔓延模型———邻接单元模型和波动传播模型的原理和实现方法。对作为离散模型的邻接单元模型和作为连续模型的波动传播模型的优、缺点作了系统的总结,并分析了它们对系统精度、实时性、复杂性、全局适应性、计算可靠性和整个模拟系统结构性能的影响。通过对比发现,两类模型在性能上的优势和局限有很强的互补性。因此,为了提高蔓延模型的性能,并使其不受火行为和地理要素复杂性的限制,有必要取长补短,通过现有的计算机技术将两者结合起来。

基于反卷积干涉法的土层地震反应特性研究

美国阿拉斯加安克雷奇德兰尼公园的土层地震反应观测台阵建有6个井下观测点和1个地表观测点,每个观测点设置一个三分量加速度传感器,该台阵建成后记录了多次地震事件.本文通过反卷积地震干涉法对这些地震记录进行土层反应分析,根据该分析结果提取土层结构的等效剪切波速和阻尼比.所有层位的地震记录对地表记录的反卷积波形均反映出在土层中传播的上、下行波,其上行与下行至每一层的时间差别明显.根据每一层的到时差,确定土层中的等效剪切波速和分层等效剪切波速,该结果与现场土层等效剪切波速测试结果吻合较好;根据等效剪切波速计算出的土层卓越频率,其一致性亦较好;根据上、下行波的峰值分析确定该场地土层的等效阻尼比,也与软土的阻尼比经验值相当.这些参数为后续的土层反应模拟和土结相互作用研究奠定了良好的数据基础.结果表明,反卷积干涉法能够用于土层反应分析和土层地震反应特性的提取.

振动出矿时碎岩的激励响应

振动出矿时 ,由于振动机的激励作用和波动传播的影响 ,碎岩便会产生激励响应 ,这种激励响应可以改变散体的动力特性和流动特征 .介绍了双轴式惯性振动机激励原理和由其产生的激振力的数学表达式 .认为碎岩具有黏滞阻尼特性 ,并在此基础上建立矿石激励响应的运动方程 ,且给出了简谐激励作用下的振型 -位移近似表达式和坐标响应的稳态效应解 .利用逐步积分算法求解了矿石激励响应的位移、速度和加速度的递推关系矩阵 ,并给出了计算流程图和算例 .图3 ,表 1,参 8.

高速受流性能探讨

简述高速情况下影响机车受流性能的几个主要因素及其机理， 并对提高受流性能提出了简统化的设想。

气体绝热运动过程中的非线性声波

在绝热无摩擦假定下,对空气流动过程中的非线性压缩性波进行了一组解析解的分析,指出这种波动具有单向传播性并沿着流线(流线平行时)传播,且在足够复杂的初始场下可形成激波。对解释与空气可压缩性有关的现象等有一定意义。

超高速极限试验中接触网系统方案探讨

京津城际铁路、武广高速铁路在达到运行速度350km/h,系统运行实现完整性、先进性、安全性、可靠性要求后,极限试验是保证运输系统安全稳定、提高运行质量及旅客信任度的有力保障。京津城际铁路和郑西高速铁路均创出单车394.2km/h的实车试验速度。武广高速铁路于2009年12月,更是创出双车重联双弓取流条件下394.2km/h的实车冲高试验速度。在轮轨系统具备进一步冲高的极限试验条件时,牵引供电接触网-受电弓系统如何具备挑战极限试验速度500km/h及以上,甚至突破世界纪录574.8km/h的能力,值得深入研究。

400km/h高速铁路接触网系统动态性能指标研究

高速铁路接触网系统设计需根据速度目标值,以特定输入下的动态性能指标为依据进行分析、设计与验证。400 km/h高速铁路代表当前世界高速铁路技术的最高水平,但此速度等级下的接触网系统动态性能指标尚待建立。基于此,本文以标准分析和数值仿真分析为基础,结合实测数据验证,研究了接触网波动传播速度和弓网动态性能指标等内容,初步确定了相关指标范围。结果表明:基于波动传播速度的接触网系统张力体系设计宜考虑承力索影响,适当增加承力索张力可有效降低接触网关键位置处的动态抬升;弓网平均接触力F_(m)目标值宜为0.00047 v^(2)+60(N)≤F_(m)≤0.00097 v^(2)+70(N),弓网接触力F目标值宜为0<F≤400 N。

新型铝基共面微腔等离子体阵列在氖气中放电的光特性研究

在厚度为100μm的铝基底上,制作了一种由隙缝相连的六边形共面微腔阵列,研究了方波驱动下,该微腔阵列在氖气中的放电发光分布与气压的关系,光谱分布及放电的演变过程。结果表明:这种隙缝相连的六边形共面微腔阵列放电时,随气压的升高,发光光强分布从腔体中心位置逐步向腔体侧壁移动,其发光光谱为588 nm的可见光和312 nm的紫外光。增强电荷耦合器件拍摄的阵列放电瞬时状态表明,在一个方波驱动周期的两次放电中,共面微腔等离子体阵列放电演变呈现出等离子波动传播的现象,且这两次传播方向相反,传播速度均为10~15 km/s。

一种接触线振动在线监测方法

对接触线振动进行监测可判断受电弓当前运行状态,也可为接触网运维提供基础数据。对此提出一种接触线振动在线监测方法,以加速度计为核心设计一套接触线振动无线监测装置,并针对接触线的特点设计一种可靠性的安装结构,可对接触线的振动加速度进行直接采样并利用无线进行上传,利用四元数理论去除监测装置加速度的重力分量误差,以获取的振动加速度数据为基础,应用带滤波的离散频域积分方法求解接触线振动位移,最后利用接触线结构参数波动传播速度的实测值与理论值对比,验证方法的可行有效。通过在简单链型与弹性链型悬挂两种典型结构接触网导线的试验测试,结果表明:该装置可对接触线振动进行在线监测,接触线波动传播速度实测值与理论值基本一致,验证了该方法的可行性与有效性。