垂直微结构剖面仪速度控制方法研究

依据垂直微结构剖面仪工作原理,探讨了垂直微结构剖面仪测量过程中对于下降速度的要求,确定了其下降速度范围。分析了影响垂直微结构剖面仪下降速度的因素,提出了垂直剖面仪下降速度控制的方法:可通过调节垂直剖面仪下降过程中的水阻力来实现对下降速度的控制。对于下降过程中剖面仪所受的水阻力,采用基于动网格技术的流固耦合数值仿真方法,计算了带有弹性阻尼刷的垂直微结构剖面仪的阻力系数,并通过海试试验验证了计算结果的准确性。

垂直微结构剖面仪主体结构优化

垂直微结构剖面仪是获取海洋微结构湍流数据最有效的测量平台,其下降过程中产生的流致振动是影响剖面仪测量精度的主要因素。分析了影响剖面仪流致振动的因素,基于ANSYS-Workbench数值仿真平台,采用双向流固耦合算法,得到了剖面仪流致振动与其结构外形及参数之间的关系。在此基础上,以减小流致振动为目标,采用单目标优化方法分别对剖面仪主体结构外形及结构参数进行了优化,优化后的剖面仪测量精度提高了57%。研究成果为垂直微结构剖面仪及类似结构的合理设计提供了理论指导。

基于极化相干层析算法反演森林垂直结构剖面研究

森林的高度和垂直结构剖面都是重要的森林空间结构信息,极化干涉SAR的出现使定量获取森林结构参数成为可能。在分析比较三阶段法、DEM差分法和相干幅度法估计森林高度的基础上,采用相干幅度算法提取的树高,通过勒让德多项式展开以及单基线极化干涉数据提取森林的垂直结构剖面。利用仿真SAR数据进行实验分析,研究表明,通过极化相干层析技术,能够获取准确的森林垂直结构函数。

基于人工蜂群算法和有限元强度计算的集装箱船剖面结构优化

[目的]现有基于有限元强度计算的结构优化研究大多采用改写单元节点信息文件来实现参数化建模的方法,为解决在船体剖面结构优化过程中难以考虑型材数量变化的问题,提出一种基于参数化几何建模分析和人工蜂群(ABC)算法的船舯剖面结构优化方法。[方法]首先,在Matlab平台编写蜂群算法,并基于ABAQUS内核语言Python建立能够在其CAE模块中生成几何模型的脚本文件;其次,建立能够提交有限元计算和读取结果的Python脚本文件,通过将算法每次生成的解改写到脚本对应位置完成几何模型的更新,后台调用ABAQUS并依次运行脚本文件;最后,将计算结果返回到Matlab平台中进行校核,完成参数化几何建模与有限元分析。[结果]以4600 TEU集装箱船在总纵弯矩作用下的舱段剖面结构优化为例验证了该方法的可行性,得到集装箱船舱段结构减重达18.7%。[结论]经对比分析,在设定条件下基于有限元的优化方法比基于规范的优化方法更加充分。

黑潮-亲潮交汇区涡旋演变特征及剖面结构分析

为深入研究黑潮-亲潮交汇区不同纬度上涡旋的演变特征及剖面结构差异,利用流矢量方法和归一化区域合成分析,在系统统计该海域涡旋表面参数演变特征的基础上,构建了不同纬度同一类型涡旋的气候态复合剖面结构。结果显示,南部靠近黑潮流轴的海域,其涡旋平均半径、生命周期等均明显大于北部交汇区;气旋涡基本以西向传播为主,而反气旋涡的南-北向移动趋势也较明显;南、北部典型暖涡的暖心结构分别位于100~300 m和100~200 m深度处;涡旋复合结构与观测到的实时剖面结构相一致。研究表明,地形与剪切不稳定相比,前者影响下的涡旋表面演变特征和剖面结构更加显著与稳定。

机载激光雷达森林垂直结构剖面参数的沿海平原人工林林分特征反演

中国是世界上人工林面积最大的国家,实时、定量、精确地获取人工林林分特征对于人工林资源监测、管理以及全球碳循环具有重要意义。以北亚热带沿海平原人工林为研究对象,借助机载激光雷达LiDAR(Light Detection And Ranging)点云数据并结合地面实测的55个样地来反演人工林林分特征。首先,构建冠层高度分布剖面CHD(Canopy Height Distribution)和枝叶剖面FP(Foliage Profile);然后,通过Weibull函数分别对CHD和FP进行拟合并提取Weibull参数作为特征变量(第1组);同时,还直接基于点云提取了LiDAR高度变量HRM(HeightRelated Metrics)和冠层密度变量DRM(Density-Related Metrics)(第2组);最后,结合地面实测数据和两组特征变量构建了多元回归模型用于预测各林分特征(即林分密度、平均胸径、胸高断面积、Lorey’s树高、蓄积量和地上生物量)。结果表明:(1)与只使用基于点云的特征变量(即第2组)相比,结合点云特征变量(第2组)和冠层垂直结构剖面特征变量(第1组)的各林分特征预测精度均有所提升(ΔAdjusted R2=0—0.13,ΔrRMSE=0.08—3.65%);(2)对各林分特征预测的结果中,Lorey’s树高(Adjusted R2=0.85, rRMSE=7.66%)和蓄积量(Adjusted R2=0.84,rRMSE=14.27%)的预测精度最高,地上生物量(Adjusted R2=0.78, rRMSE=14.15%)、胸高断面积(Adjusted R2=0.73, rRMSE=14.70%)和平均胸径(Adjusted R2=0.64, rRMSE=15.05%)次之,林分密度(Adjusted R2=0.58,rRMSE=26.16%)的预测精度最低;(3)Weibull函数较准确地反映了亚热带人工林垂直冠层结构,可以有效提高林分特征反演精度。

ADCP观测得到的2008年4月吕宋海峡流速剖面结构

基于2008年4月22—26日吕宋海峡调查航次的下放式声学多普勒流速剖面仪(LADCP)和船载ADCP(SADCP)等观测资料,并采用潮波模式模拟结果去除潮流对观测资料的影响,观测结果表明:调查期间黑潮入侵南海的位置与1992年春季比较接近,其分支位于调查海区中部C2、C7、C8和C9站,表层黑潮在C8站分离为两支,分别流向C9和C2站,C9站北向流明显比C8站减弱。在C2站,黑潮分支位于400m层以浅,其最大西向流速为77cm/s,而在C7、C8和C9站黑潮分支位于500m层以浅,黑潮在入侵南海的过程中其核心深度逐渐变浅。上层黑潮明显作反气旋弯曲。本调查航次的观测结果在定性上支持吕宋海峡水交换有"三明治"垂直结构的特性。

垂直微结构湍流剖面仪振动源及减振方法分析

垂直微结构湍流剖面仪(简称垂直剖面仪)是获取海水剪切流数据最有效的测量平台,对于海洋科学研究具有重要意义。简要介绍了垂直剖面仪的国内外发展现状,根据垂直剖面仪测量原理及海试结果,分析、总结了影响剖面仪测量精度的因素,重点讨论了剖面仪振动噪声的来源及降低其对剖面仪测量精度影响的方法。在综合分析剖面仪振动源的基础上,为减小剖面仪振动对测量精度的影响,提出了一种全新的传感器搭载方案,理论分析及计算流体力学仿真结果表明,提出的传感器搭载方案可有效降低剖面仪振动对测量精度的影响。

南大巴山冲断褶皱带区域构造大剖面的构建和结构分析

大巴山冲断带的结构复杂,在平面上城口-房县断裂将其分为北、南大巴山冲断褶皱带,北大巴山被认为是南秦岭造山带和扬子地块之间的拼合带,南大巴山代表了典型的前陆冲断褶皱带的特点。本文主要针对南大巴山冲断带进行构造解析。研究指出,南大巴山冲断带剖面上具有多层次和多期次滑脱变形的特点:浅层次的滑脱面为下三叠统嘉陵江组灰岩中的石膏层,卷入的层序为其后的中生界;深层次滑脱体系为沿着震旦系页岩和嘉陵江组膏盐层两个滑动面之间活动形成的冲断变形。完成了切过南大巴山不同构造部位的3条多资料约束的综合地质剖面,以此详细解析了冲断带深浅层次的冲断结构及分布规律,在平衡恢复的基础上,分析了该冲断带的几何结构和运动过程,确定了大巴山和川东两个不同构造单元的空间对接关系,提出南大巴山冲断带为一多层次、空间上强烈收缩的复杂薄皮冲断体系。

四川盆地陆相富有机质层段剖面结构划分及特征

为了揭示四川盆地富有机质层段特征及不同类型剖面结构的产能规律,以四川盆地侏罗系自流井组大安寨段和三叠系须家河组须五段为研究对象,在野外实测剖面和钻井资料分析的基础上,结合区域沉积背景,利用泥地比、单层砂(灰)岩厚度等为标准,对陆相富有机质层段剖面结构进行了划分,并与北美Bakken组致密油气地层剖面结构和生产特征进行了对比。陆相富有机质层段可划分为致密砂(灰)岩型、富砂(灰)夹泥型、砂(灰)泥互层型、富泥夹砂(灰)型及泥页岩型等5种类型的剖面结构。富有机质层段中致密砂(灰)岩油气与页岩油气共存,其中页岩油气产出剖面主要集中于砂(灰)泥互层型、富泥夹砂(灰)型及泥页岩型剖面结构。陆相地层具有多产层特征,将富有机质页岩夹砂(灰)岩地层作为整体进行页岩油气勘探开发,应是今后陆相页岩油气地层重要的勘探开发思路。

散货船中剖面结构的模糊神经网络评估系统

本文对于船舶结构评估这一类结构非分析问题，应用模糊集合与神经网络相结合的方法，建立了模糊神经网络评估系统。以1～4万吨级散货船的中剖面结构为例，选取7个评估指标，将其满意度作为特征值输入该系统进行评估，效果良好。

基于蚁群算法的大型油船中剖面结构优化设计

采用蚁群算法对大型油船中剖面结构进行了优化设计,选取了纵骨型号等18个设计变量,建立了以单位长度中剖面构件重量最轻的目标函数,根据DNV(挪威规范)提取了总纵强度等29个约束条件,从而建立了大型油船中剖面结构优化模型。改进的蚁群算法对该模型进行优化计算,该船的中剖面纵向结构单位长度的重量减轻3.35%,结果表明蚁群算法是行之有效的。

陆上中基性基性熔岩流单元剖面结构相模式初探

熔岩是地层剖面中常见的岩石类型,在我国东部中新生代陆相断坳型含油气盆地中,通常形成良好的油气储层。本文在详细研究山东昌潍坳陷下第三系厚层中基性熔岩流复合体岩心基础上,认识到一个完整的陆上熔岩流单元在剖面上通常具备“五段式”结构,即由下向上依次由A、B、C、D、E岩相段组成。分别建立了原生、风化及沉降3种熔岩流单元相模式,并提出通过绘制气孔含量曲线识别熔岩流复合体中熔岩流单元及单元中各岩相带的方法。从而不仅与传统的“三带”、“四带”认识相比更加先进,而且对火山岩油气储层特征研究、垂向模式建立以及测井资料地质解释等具新的指导意义。

海洋微结构湍流垂直剖面仪模态分析方法

给出了一种用于分析海洋微结构湍流垂直剖面仪流固耦合1阶湿模态的、简便的等效数值计算方法,提高了剖面仪的设计效率。在中国南海海域进行的海试实验表明,剖面仪样机能够实现海洋微结构湍流测量,获得正确的海域微结构湍流动能耗散率资料,证明了该等效数值计算方法用于指导剖面仪设计是可行的。

辽东地区硫铁矿床中电气石岩热水沉积剖面结构序列

电气石岩在辽东元古宙裂谷内的硫铁矿床中广泛发育，辽河群高家峪含矿建造中，富电气石岩主要与硫铁矿体成矿关系密切。这种富电气石岩产出层位稳定，在成因上具有特殊的纹层状、条带状、块状剖面结构序列。这种由纹层状电气石岩逐渐过渡到块状电气石磁黄铁矿石（层）的演变特征，是海底喷流成矿作用的典型代表。经对比研究，辽东地区的电气石岩与世界许多超大型块状硫化物矿床，尤其是沉积岩中的（ＳＥＤＥＸ）矿床中的电气石岩特征十分相似。本文通过电气石岩韵律层的自组织成因，电气石的ＦｅＯ／（ＭｇＯ＋ＦｅＯ）比值、氢氧同位素、稀土元素组成等的研究，建立了热水沉积电气石岩的序列找矿模式。提出了电气石岩是元古代克拉通裂谷环境中海底喷流作用形成的。纹层状电气石岩与块状电气石磁黄铁矿石（层）的这种成因联系具有重要找矿标志意义。它的出现可以指示热液通道，喷口的位置及热水沉积盆地的范围。从而为确立矿体的分布规律提供信息。依据这一成矿标志。

浅海声速剖面结构变化对声呐作用距离的影响

本文针对在浅海环境中声呐作用距离估计不准确这一问题,利用Kraken模型研究了4类声速剖面不同结构变化对声呐作用距离的影响。研究结果显示,对于不同的均匀层声速剖面,相差2 m/s的声速剖面对声呐作用距离有影响。对于负梯度声速剖面和正梯度声速剖面,声速剖面结构变化对声呐作用距离影响较大,进一步揭示了声速剖面曲线的凹凸性结构对于声呐作用距离也有较大影响。对于负跃层声速剖面,在跃层厚度不变的情形下,温度梯度变化率和跃层以上均匀层声速对声呐作用距离有影响。因此,在声呐的实际工作中,需要考虑声速剖面的结构变化带来的不确定影响,不仅要给出某个声呐作用距离,还要明确某个置信区间。

大型油船中剖面结构优化设计的遗传算法

采用遗传算法对大型油船中剖面结构进行了基于DNV规范的优化。以舱段单位长度重量最轻为目标函数,选取了20个设计变量,从DNV规范中提取了32个关于总强度、稳定性等要求作为约束条件,并设计了相应的遗传算法数学模型。算例结果表明单位舱段长度的重量减轻了5.2%,表明该遗传算法在大型油船中剖面的结构优化方面是行之有效的。

基于相对差商法的大型油船中剖面结构优化

基于DNV规范对大型油船中剖面结构进行了优化设计。针对采用DNV规范进行油船结构设计的特点,确定了作为设计变量的构件尺寸与相邻同类构件尺寸之间的关系,进而建立了较为精细的优化模型,以增强优化效果和实用性。优化方法采用相对差商法,并作了若干改进。算例显示优化后纵向构件总重量减轻了5.54%,表明所建的优化模型和改进的相对差商法在大型油船结构优化方面具有良好的有效性。

森林凋落物取样及剖面结构图片获取技术

为了对森林凋落物进行取样并获取凋落物剖面结构图片,使用聚丙烯酸乙酯对森林凋落物原始自然结构进行固定,切断周边凋落物进行所选凋落物模块的采集,然后对采集凋落物模块进行石蜡固化以提高硬度,再对经石蜡固化的凋落物模块剖面切割、刨光,将剖面刨光部分的石蜡溶化后,对剖面进行扫描,以获得森林凋落物剖面结构图片。结果表明,取样凋落物基本保持了原始结构,具有一定的硬度,可以取回实验室操作,所获剖面结构图片清晰准确,可以对图片进行信息提取及相关数据的计算工作。

150000DWT油船中剖面结构优化

文章针对150000DWT苏伊士原油船,按专家经验和结构优化相结合的原则,用ANSYS软件进行实体建模、划分网格,然后查取DNV规范的有关章节,提取公式,最后得出两种典型、危险工况下的载荷分布情况,将载荷加在实体模型上,用ANSYS软件特有的优化选项进行优化,迅速获得较优而实用的中剖面结构。