地震波反演两种计算方法比较与频率截断问题的探讨

基岩地震动的确定是场地地震反应与土-结构动力相互作用分析的关键步骤之一。本文首先对通过反演获取基岩地震波的波动法和有限元法做了简要比较,阐述了在深覆盖土层地震波反演分析中频率截断的重要性。然后,以上海某深覆盖土层场地为例,分别采用波动法和有限元法对不同深度土层(包括土层10 m深处、土层20 m深处、土层45 m深处、土层140m深处和土层280m深处)的加速度传递函数进行了计算分析与比较,结果表明,深覆盖土层的加速度传递函数的模在高频处趋近于零。在对传递函数深入分析的基础上,分别选用普通El Centro波和长周期TCU115波进行了反演分析,探讨了不同类型地震波在深覆盖土层反演中的频率截断问题,得到了有应用价值的结果。

一种低复杂度的Multi-h CPM相干解调算法及FPGA实现

多调制指数连续相位调制(Multi-h Continuous Phase Modulation,Multi-h CPM)是一种恒包络调制,具有多个周期出现的调制指数,因此其频谱效率和功率效率比单调制指数CPM更高,但其接收机的复杂度也随之增加。本文在倾斜相位(Tilted Phase,TP)的基础上采用频率脉冲截断(Frequency Pulse Truncation,FPT)和状态空间分割(State Space Partition,SSP)相结合的方法来降低多调制指数连续相位调制的复杂度,使相位状态由512降低到16,理论损耗约为0.8 dB。同时,对降低复杂度的解调算法在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Arrays,FPGA)上进行了验证。仿真和在线测试的误码率曲线接近理论分析曲线,和常用的128状态解调算法相比,资源消耗降低了约59%。

深厚软土场地基岩地震动反演——以天津波为例

根据天津波地表加速度记录和相应实测场地钻孔资料,采用等效线性化方法模拟土体非线性,进行了深厚软土场地基岩地震动反演,研究了频率截断对深厚软土场地基岩地震动反演的影响,为天津波地表加速度记录提供了相应的基岩地震动输入。研究表明:不同截断频率情况下,反演得到的基岩地震动峰值和反应谱曲线形状均相差悬殊,但反演后再正演所得到的地面运动与原地表记录相比,加速度时程曲线形状和峰值大小、反应谱曲线形状和峰值大小均非常接近;可根据工程需要对地表加速度记录进行不同频率的截断,反演得到所需强度的基岩地震动。

潮滩上应用ADV进行波浪观测与特征参数计算

声学多普勒流速仪（ADV：Acoustic Doppler Velocimetry）可以同时测量水体流速与水压的高频变化信息,通过合理的设置采样工作模式和数据后处理方法,可以计算得到高精度的波浪特征参数。本次实验选择在长江口南汇边滩低潮滩开展野外观测,布放仪器包括ADV和光学后向散射浊度计（OBS）各一台,均采用连续工作模式,ADV采样频率为32 Hz。数据处理首先进行原始流速观测数据的信号质量检查和异常值去除等步骤,剔除信噪比小于5 d B或相关系数小于70%的观测数据;对压力数据进行中心化和消除趋势项处理,降低因潮位变化引起的偏移。在运用传递函数将压力谱转换成表面波谱时,需要首先确定一个截断频率,对比分析发现,潮滩环境采用高频截断频率固定在0.5 Hz效果最理想。通过计算得到观测期间的主要波浪特征参数值分别为,有效波高为0.03～0.51 m,平均有效波高为0.3 m;平均周期为2.52～7.22 s,平均跨零周期为2.46～6.57 s;波浪的轨道流速为0.03～0.13 m/s,平均轨道流速为0.09 m/s。波高与水深之间具有良好的正相关关系,说明对于潮滩上固定站点,涨落潮水位变化是制约波高发展的重要因素。可见,ADV可以实现对潮滩流场和波浪作用的同步观测,为开展波流共同作用下潮滩沉积地貌演变的沉积动力学研究提供了手段与方法支持。

船用核动力工况划分的一些思考

基于始发事件频率的工况划分是船用核动力安全设计的基础。船用核动力始发事件按频率的工况划分,目前主要参考压水堆核电厂,由于两者之间存在一些差异,此类工况划分不完全适用于船用核动力,主要表现在不同工况间的频率截断值和设计基准事故选取的频率截断值2个方面,对此本文调研了国内外标准要求、航海等领域的考虑。在此基础上,初步提出了基于船用核动力特点的工况划分和设计基准事故的频率截断值,为相关设计工作提供一定的参考。

大孔径静态干涉成像光谱仪误差分析

本文针对LASIS存在的误差,从数据处理角度分为干涉图误差、辐射校正误差和光谱反演误差。以遥感十四号搭载的LASIS载荷数据为例,对每种误差成因、规律进行分析,并着重对LASIS由于时空联合调制引起的特有的干涉图误差进行分析和实验。同时分析了辐射校正和光谱反演链路中可能出现的误差。

基于SBFEM的面板坝与可压缩库水动力耦合弹塑性分析方法

采用比例边界有限元法(SBFEM)模拟库水,可将求解维数降低一维,而且可考虑库水可压缩性、库底淤沙的波能吸收效应等因素。但在时域计算前,该方法需要进行多次的动水压力频域求解以获得时域脉冲响应函数,计算量较大。本文采用SBFEM模拟坝前可压缩库水,并且将其与有限元方法(FEM)离散的面板坝(CFRD)耦合,进而建立了面板坝与可压缩库水动力耦合弹塑性分析方法;并根据坝与库水动力耦合响应的特点,对动水压力计算过程进行了简化处理,仅需确定截断频率,即可大幅度地降低动水压力频域求解的计算量,还可保证较高的计算精度。数值结果表明,面板坝越高,计算效率提高的越多,给出如下建议:当100 m>H≥50 m时,取ωT=40π;当200 m>H≥100 m时,取ωT=30π;当H≥200 m时,取ωT=20π。

串行级联多指数连续相位调制的迭代检测

针对多调制指数连续相位调制(Multi-hCPM)信号给出了卷积编码、随机符号交织器串行级联系统的迭代检测,研究了针对Multi-hCPM信号的逐符号最大后验概率(MAP)检测算法及不同系统参数下的迭代检测性能。最后提出在频率脉冲截断(FPT)的基础上使用奇异值分解(SVD)的联合降复杂度算法,有效简化了部分响应多指数CPM信号的状态转移网格以及接收端的匹配滤波器。在高斯白噪声信道下,针对第二代遥测新体制(Tier2)信号进行仿真,与相同码率及码长的低密度奇偶校验(LDPC)编码系统相比,串行级联系统有着3.5dB的性能增益。最后采用本文提出的联合降复杂度算法,能够将Tier2信号的网格状态数由256简化到64,匹配滤波器个数由64降到2,而由此带来的迭代检测性能损失却可以忽略不计。

大跨斜拉桥的随机风场模拟

结合谐波合成法对大跨斜拉桥的随机风场进行了数值模拟,模拟时考虑桥梁风场空间相关性的影响,并对模拟时的参数进行讨论。研究表明:在不考虑高度的情况下,采用Davenport谱对模拟结果更好;竖向风谱对平均风速与空间高度较敏感,在选取截断频率时应适当大一些。最后,依据工程实例模拟了某大跨斜拉桥的随机风场,对模拟的脉动风功率谱与目标谱进行比较,结果表明二者吻合较好,证明了参数取值的合理性和模拟结果的准确性。

S4ADW浪潮仪测量与资料后处理关键技术

海上石油水文勘探调查涉及海浪、海流等多种水文要素,S4ADW浪潮仪作为为数不多的能同时测量海浪、海流要素的设备,在浅海观测中灵活度高,应用广泛,采用坐底式观测,不易受海上恶劣环境的破坏,能够持续得到石油水文勘探调查所需要的海浪、海流的同步观测数据。但是在实际操作和后期数据处理过程中该仪器尚存在一些自身问题,限制了该仪器的观测能力。本研究就S4仪器自身及其波浪处理软件方面所存在的典型问题进行了讨论,并提供了一套实用的解决方案,填补了该仪器使用经验方面的空白,可供国内外S4用户参考。

内插FIR滤波器(IFIR)技术在畸变电功率测量中的应用

本文为畸变电功率测量提供了一种新的方法,首次将IFIR滤波器技术应用于其中.利用IFIR方法设计出的滤波器具有尖锐的截止频率,可灵活控制的过渡带宽度,很大的阻带衰减,故可以有效滤除畸变电功率信号中的高次谐波,减小截断误差和噪声对测量结果的影响,大大提高测量精度.与此同时,在满足同样参数条件下,设计该滤波器的计算量比传统滤波器大大降低.本文通过对IFIR法和传统滤波器测量方法的对比仿真和实验证明了其有效性与优越性.