基于移动原理的拟合推估模型建立区域地壳运动速率场

在区域地壳运动研究中,拟合推估模型兼具函数模型的趋势性和统计模型的灵活性特点,经常用于推估未经观测又需要关注的形变点,然而,拟合推估模型的协方差阵的精确确定制约着其解算精度。在分析几种常用的协方差函数的特点的基础上,提出了基于移动原理的拟合推估模型。实例验证,该方法的推估精度明显高于常规的拟合推估模型。

青藏东北缘水平速率场构建及运动特征分析

基于GAMIT/GLOBK软件,对青藏东北缘地区的中国地壳运动观测网络点数据进行精确解算,构建了青藏东北缘地区水平速率场。重点研究青藏块体东北缘地区的祁连山断裂、海原断裂和六盘山断裂的水平形变。分别作出平行于断裂带和垂直于断裂带的速率图,并详细分析了每个断层的挤压与走滑特征。分析结果表明,祁连山断裂以左旋、逆冲为主,走滑速率约为4 mm/a,地壳缩短率为6 mm/a;海原断裂左旋走滑速率为4 mm/a,地壳缩短率为5 mm/a;六盘山断裂地壳缩短率为6 mm/a,走滑速率不明显。

亚洲中东部岩石圈网状塑性流动控制下的多层应变速率场

根据“网状塑性流动”大陆动力学模型,岩石圈的变形方式由浅层脆性向深层延性的转变以及岩石圈下层网状塑性流动的控制作用,导致板块内部的多层构造变形。GPS方法或断层错动反演方法所测定的只是浅表地壳。多震层的应变速率可用“地震复发间隔法”,根据先后两次地震的复发间隔和后发地震的发震概率予以估计。基于岩石圈下层塑性流动网络共轭角与挤压变形之间的关系,可运用“共轭角法”估计该层的应变,并结合对于变形时间的估计,进一步推算网络的特征应变速率。文中给出了亚洲中东部地区岩石圈下层特征应变速率的等值线图,其数量级为10-15～10-14/s。控制多震层地震活动的主要是塑性流动网带,其应变速率大于网络的特征应变速率,除此以外,多震层的应变速率还受到驱动边界的直接作用、塑性流动波和上下层之间非连续分布软弱层的影响。根据青藏高原至华北平原11个潜在震源区所在地段多震层应变速率与岩石圈下层特征应变速率的对比分析,除临汾盆地1处偏差较大外,其余10处两者间表现出显著的线性相关,其比值β平均为1.75,分布范围为1.25～2.25。文中建议在进行中长期地震预测时,可根据岩石圈下层特征应变速率等值线图,结合比值β的引入,粗略地估计各潜在震源区的应变速率;同时,在β的取值上,尽可能地注意到驱动边界和相对稳定地块对该处各地段的影响。

引发1998年3月25日南极板块地震的原因是什么？根据区域应力和应变速率场所作的推断

本文研究了1998年南极板块地震发生背后可能的驱动力，我们首先确定了与相对板块运动调节有关的区域应变速率场，其次确定了与岩石圈重力位能差和南极冰盖消融作用有关的垂直向平均最小偏应力场，我们发现此次地震的机制与根据三板块汇合区内形变扩散带的运动模型推断的应变方向不一致，不能排除由冰消作用引起的应力扰动是此次地震的一个触发机制。

考虑欧拉矢量的BP神经网络模型建立区域地壳运动速率场

讨论了常用的欧拉矢量模型和函数拟合模型的优缺点,提出了基于欧拉矢量的BP神经网络模型。该模型运用欧拉矢量的地学性质,结合BP神经网络在处理需要同时考虑许多因素和条件的、不确定和模糊的信息时的优势,可以较好地区分块体整体的刚性旋转及内部的弹性形变。经实例验证,取得较好的精度。

填料塔轴径向气体分布器气体流场的数值模拟

采用 K- ε双方程模型 ,用有限元方法对轴径向气体分布器的气体流场进行了数值模拟 ,其结果与实验结果吻合良好 ,表明数值模拟可以有效预测较实验更为详细的气流运动特点 .

中国西部地壳水平运动引起的重力场空间变化特征

用数值模拟方法研究地壳水平运动与空间重力变化的关系,得出:地壳划分的长方体在单一方向上水平位移引起的空间重力变化呈负对称分布。结合中国西部地区的数字高程以及GPS观测速率数据,计算了中国西部地区地壳水平运动引起的重力场变化,将其与卫星重力观测结果进行对比并作出解释。

三层共挤出吹膜机头流道的流场分析

三层共挤吹塑薄膜可将产品的多种特性在挤出过程中进行复合,并能大幅度地降低成本,因而其应用越来越广泛。以 LDPE/HDPE/LDPE 三层共挤出薄膜为例,确定了三层共挤吹膜机头的流道结构,使用 ICEM CFD 对机头流道划分全六面体网格,采用 POLYFLOW 对机头流道内等温流动过程进行求解并分析了压力场、速度场和剪切速率场。机头流道流场的研究结果表明,层分配流道压力降较高,共挤出流道压力降较低;层分配流道存在滞留区,熔体汇入共挤出流道后,相邻层熔体的速度分布向该层速度分布方式不断变化;层分配流道中,沿螺旋槽轴线方向,剪切速率逐渐降低,随着层数的增加,共挤出流道壁面上的剪切速率减小。

同向双螺杆支撑元件的流场模拟

对比分析了啮合同向双螺杆挤出机新型滑动支撑元件和滚动支撑元件的结构特点,通过Polyflow流场模拟,得出了2种支撑元件的压力分布与剪切速率分布,基于流体动力学原理及流变学原理分析了支撑元件的压力场与剪切速率场,重点讨论了物料的熔体流动速率对2种支撑元件压力消耗的影响。结果表明:支撑元件属于耗压元件,与双头螺纹元件相比,3种元件的流道出口-入口压差绝对值大小关系为双头螺纹元件>>滑动支撑元件>滚动支撑元件;与捏合块元件相比,3种元件流道的加权平均剪切速率大小关系为捏合块元件>>滚动支撑元件>滑动支撑元件,支撑元件对物料的分散混合不会造成明显的影响;支撑元件更适用于加工高熔体流动速率物料的螺杆组合。

Sentinel-1影像约束下的东昆仑断裂带玛沁—玛曲段现今地壳变形特征

东昆仑断裂带是青藏高原北部一条活跃的大型左旋走滑活动断裂,其东段滑动速率呈自西向东递减的特征;东段的玛沁—玛曲段被认为是地震破裂空段,存在发生大震的可能.本文首先处理2014—2021年间覆盖东昆仑断裂带玛沁—玛曲段的Sentinel-1卫星升、降轨影像,获得该区域近7年的视线(Line-of-sight,LOS)向形变速率场;然后,联合GPS速度场解算该区域的三维形变速率场和应变率场;最后,对玛沁—玛曲段的应变率积累、滑动速率和形变模式进行分析.结果表明:(1)该区域地壳变形表现为整体向东运动的特征,LOS向和东西向形变速率在玛沁—玛曲段南北两侧存在明显的梯度,且沿断裂带自西向东逐渐减小;(2)玛沁—玛曲段上的阿尼玛卿山和西贡周断层交汇区附近具有显著的应变率积累,同时这两处距上次地震的离逝时间已非常接近其地震复发间隔,表明这两个区域具有较高的地震危险性;(3)玛沁—玛曲段的滑动速率自阿尼玛卿山向东分别为6.0±0.2 mm·a^(-1)、5.6±0.2 mm·a^(-1)、3.9±0.2 mm·a^(-1)和3.5±0.2 mm·a^(-1),意味着东昆仑断裂带东段的滑动速率在距离断裂带最东端至少300 km处的阿尼玛卿山附近就已经开始缓慢递减;(4)玛沁—玛曲段附近的次级块体表现出顺时针旋转的刚性运动特征,符合书斜构造模型,即青藏高原东北部的侧向挤出产生的区域变形由东昆仑断裂带和周缘次级断裂的左旋走滑及其断裂带最东端的地壳缩短共同吸收调节.

高剪切速率对PCL/RGO附生结晶行为影响的原位研究

以聚己内酯(PCL)/还原氧化石墨烯(RGO)复合材料为研究对象,利用同步辐射小角X射线散射(SAXS)和广角X射线衍射(WAXD)原位分析了75 s^(‒1)的高速率剪切作用前后的附生晶体结构演变及其对本体晶体形成的影响.研究结果表明,在剪切后降温160 s后,PCL分子链开始在RGO表面附生,形成表面结晶层,同时形成部分PCL本体晶体;在200~480 s的等温结晶阶段,大量PCL本体片晶生成并形成规整的周期结构.较高的剪切速率使体系的黏度降低,因此在较高的剪切温度下PCL分子链更容易由伸直链转变为无规线团,不利于PCL分子链在RGO表面形成表面结晶层.在剪切速率为75 s^(‒1)时,70℃的剪切温度更有利于PCL分子链在RGO表面附生形成表面结晶层.

多测度加权克里金法在高边坡变形稳定性分析中的应用

针对传统的克里金法仅以欧式距离测度描述空间结构相关性的缺点,基于最小方差准则,提出了综合曼氏、欧式和切氏三种距离测度的多测度加权克里金方法,同时给出了一种简便的替代最小方差准则的改进定权准则。利用小湾水电站2号山梁高边坡监测点不同季节的变形速率数据进行实例计算,结果表明多测度加权克里金法提高了插值精度与可靠性,且改进定权准则的估计值接近理论最优值。应用所提出方法得到的2号山梁高边坡2004年春夏秋冬多时相变形速率场,有效地揭示了高边坡自下而上牵引式变形逐步得到控制并趋于平稳的演化特征,为边坡变形稳定性评估与防治提供依据。

三维粘弹性LDDA方法及其在地学中的初步应用

在二维弹性 LDDA方法的基础上提出了三维粘弹性 LDDA方法 ,并开发了相应的计算机软件 .通过两个三维块体的摩擦滑动数值实验 ,证明了这个方法的理论和程序是正确和可靠的 .用该程序研究了印度板块碰撞引起的东亚地区的现今速度场和沿主要断裂带的相对位移速率 .初步结果表明 ,碰撞边界附近的速度最大 ,向内部衰减很快 .青藏高原向北东方向运动 ,华北平原向东运动 ,东南亚向东南运动 .在祁连山西南和东北速率变化的衰减梯度分别为 0 .0 5和 0 .0 0 7mm/a/km,衰减是非线性的 ,运动方向由北东转向近东西方向 ,变化很大 .穿过龙门山断裂的速度衰减基本是线性的 ,其值为 0 .0 1 mm/a/km,运动方向为南东 .印度板块碰撞对于东经 1 1 5°以东和北纬 45°以北的区域影响很小 .由计算得到的速度场与GPS观测结果基本一致 .计算得到的班公湖—怒江—澜沧江断裂带在近 1 Ma以来的相对滑动速率平均约 0 .5 mm/a;金沙江断裂带相对滑动速率最大 ,为 0 .8mm/a;郯庐断裂带基本不动 .理论和计算表明 ,三维粘弹性

新疆克孜尔水库F_2活断层活动特征分析

新疆克孜尔水库区内F2活断层的活动规律对水库的安全性有重要影响,对F2断层短水准长序列的观测分析表明:F2断层下盘近40a来持续发生着由南向北的地倾运动。这既影响了短水准高差计算结果,也影响了位错模型水平扭动量和滑动角两个用于评价断层活动性的参数的计算结果,从而使F2断层活动性评价失去客观性。本文通过第1形变监测站人工短水准前尺读数长序列走势分析获得F2活断层下盘测线方向上12m处地倾活动的年变速率(1979-2006)为0.224mm·a-1,根据库区F2活断层两侧地表沉降速率等值线图确定、验证第1形变监测站上、下盘测线方向上地倾活动年变速率(1991～2002)分别是0.03mm·a-1、0.07mm·a-1。对水平扭动量和滑动角的计算和分析表明:F2活断层近10余年来的活动虽与水库蓄水、库水沿活断层下渗、河流改道及地壳运动关系密切,但尚无法认定其活动正在或已经加剧。

啮合异向双螺杆挤出机仿真研究

采用Solidworks三维建模软件建立了啮合异向双螺杆螺纹元件与啮合同向双螺杆螺纹元件的物理模型。运用Polyflow软件对聚乳酸流体进行三维流体仿真,从聚乳酸流体的剪切速率、黏度、压力和速度等4个方面,对比研究啮合异向双螺杆挤出机螺纹元件与啮合同向双螺杆挤出机螺纹元件对聚乳酸流体的加工效果。研究结果表明,聚乳酸流体在啮合同向双螺杆挤出机螺纹元件中,受到的剪切速率大、轴向运动速度慢而获得了较好的混合效果;聚乳酸流体在啮合异向双螺杆挤出机螺纹元件中,轴向流动速度较快,挤出效果好。

关于相对性时空观的讨论

在等效原理的基础上讨论引力势场和速率场的等价性 。

巴彦喀拉及其周边地块现今地壳应变分布特征

利用中国地壳运动观测网络及部分测绘部门GNSS连续运行跟踪站近年来的GPS观测资料,获得了巴彦喀拉及其周边地块的现今地壳运动特征,并采用应变分析模型获得了该区域的现今地壳构造应变分布特征。

GNSS坐标时间序列在地表形变监测中的应用

为研究由于地震、板块挤压碰撞引起的地表形变问题,基于中国西部陆态网GNSS观测站积累的观测数据,对其坐标时间序列进行建模、共模误差剔除和噪声分析。研究表明,若只考虑“高斯白噪声”和“白噪声+闪烁噪声”,求得的坐标时间序列拟合参数的速度项和振幅的中误差和拟合不确定度相差较大,分别被高估8~11倍和3~4倍。利用精确可靠的GNSS坐标时间序列结果,分别从研究区域的速度场、基线时间序列和应变特征参数分析地表形变。得到如下结果:中国西部陆态网GNSS连续观测站点在ITRF2014框架下的速度场总体呈现向东南运动的趋势,自拉萨地块向北至准噶尔地块最大运动速率分别为50.39,45.91,37.91,32.11,30.83,28.39 mm/a;GNSS基线时间序列呈现NE-SW与NW-SE方向缩短的运动特征,缩短最快的XJRQ-XZZB基线速率为-27.78 mm/a,伸长最快的XZRTQHTT基线速率为23.64 mm/a;西北地区应变速率场呈现北西-南东压缩的运动趋势,主压应变率最大为-37.4×10^-9·a^-1,横断山脉核心区域应变速率场拉伸和收缩都比较强烈,主压应变率最大为-33.7×10^-9·a^-1,主张应变率较最大为41.3×10^-9·a^-1。

基于精密水准的依兰-伊通断裂带北部地区垂直形变分析

利用依兰-伊通断裂带北部地区1977年、1991年和2015年3期精密水准数据,采取伪逆基准下的线性动态运动模型进行平差,并归算到选取的基准点,分别获取该区域2期相对速率场(1977~1991年和1991~2015年)。前一期速率场表明,大致以依兰-伊通断裂带为界,该区域长白山北部相对于小兴安岭南段隆升,最大相对速率为7.51mm/a;后一期速率场表明,整个依兰-伊通断裂带北部地区相对速率较小,最大相对速率仅为3.4mm/a,该区域趋向于整体性的继承性运动,断裂带两侧相对运动明显减弱。

超越SNOM探针通光孔径尺寸的金属纳米间隙超分辨测量

采用电磁场有限元方法,数值模拟了孔径型扫描近场光学显微镜(aperture Scanning Near-field Optical Microscopy,a-SNOM)在照明模式下的工作过程.针对金偶极天线结构,改变天线长度和纳米间隙尺寸,计算了a-SNOM探针孔径的远场辐射速率随探针端面中心坐标变化的扫描曲线,实现了超越a-SNOM探针通光孔径尺寸的天线金属纳米间隙的超分辨测量,对于100nm通光孔径的探针,可分辨最小尺寸为10nm(0.016倍波长)的金属间隙.通过对比金属和介质偶极天线的a-SNOM探针远场辐射速率测量的计算结果,表明天线金属纳米间隙的超分辨测量的实现是由于金属间隙表面等离激元的激发.