CGGM全球地磁场模型和新疆地区台站主磁场逐月变化的一致性分析

对2018年8月—2022年7月新疆地区的5个地磁台站的观测数据进行剔除外源变化磁场的处理,同CGGM全球地磁场模型的主磁场计算值进行一致性分析。结果表明:①台站观测的月变化速率观测值要略大于模型计算值,磁偏角D、磁倾角I的最大月变化速率差为0.08688′,其它5个要素中最大月变化速率差仅为0.8914 nT。②CGGM模型和IGRF13模型计算值F值的均方根误差相差26.7 nT,随着“张衡一号”地震电磁卫星数据的增多,CGGM模型的计算精度还会进一步提升。③台站观测和模型计算的逐月变化量偏差很小,表明CGGM模型计算值和台站观测值有较好的一致性。④通过提取静日子夜均值的方法并不能够完全剔除外源场的影响,台站观测逐月变化量中会有几个nT的剩余磁场叠加其中,导致了台站观测值和模型计算值逐月变化差值的离散程度略为增大。⑤后验比较分析表明,CGGM模型的长期变化主磁场预测值和台站观测值之间一致性较好,可以很好地描述主磁场的长期变化。

低轨卫星磁测及全球地磁场建模

低轨卫星磁测因其覆盖范围广、精度高、无疆域限制等优点,已逐步成为全球高精度地磁探测和全球地磁场模型更新的主要手段.本文首先对国内外低轨卫星磁测发展历史、主要特征、测量精度、发展趋势等做了总结和回顾.其次介绍了低轨卫星磁测的在轨定标流程和方法,详细描述了作为重点和难点的矢量磁场在轨正交校正和坐标转换算法,并展示了主要磁测卫星在轨定标结果.文章最后介绍了全球地磁场建模理论,并对主要的全球地磁场模型、空间分辨率等进行了总结,展示了主磁场、不同分辨率岩石圈磁场、磁层和电离层电流体系外源场的全球分布形态和主要特征.得益于低轨卫星磁测技术,全球地磁场建模得到了快速发展,并在科学研究、资源探测、通讯导航、自然灾害防治等领域得到了广泛应用,但目前仍然面临时空分辨率有限等问题,解决这一问题需要融合近地表观测数据,并不断优化场源描述能力和建模技术.

旋转主轴轴系温升预测模型

主轴的旋转会引起内部热量的累计,热源传递给主轴会使其变形,进而会对轴系的旋转精度产生影响。结合主轴实际工况,建立了主轴轴系生热模型;搭建了能够承载复合力的轴系温升实验台,并对轴系轴承外圈表面进行温度检测,结合理论模型修正了轴系生热量;建立了主轴轴系温度场有限元模型,分析给定工况下主轴轴系温度场分布;结合实验数据对轴系换热系数进行优化,建立了轴系温度场预测模型。对比实验结果和优化前后的数据表明,预测模型精度提高5%,为主轴轴系智能化发展提供了参考。

电场作用对改进的HR神经元模型的同步影响

MSF,即主稳定函数,是一种使用Lyapunov指数理论来确定复杂同型网络同步状态的稳定性的工具.负的MSF值表明网络可以同步.我们构建了一种双变量HR模型来描述神经元在电场作用下的同步行为,将神经元尺寸和外加电场作为影响电场作用的调控因素,利用简化的MSF方法,研究主稳定函数MSF和电荷尺寸及外加电场的关系.结果显示,电场效应对神经网络同步的作用是丰富的.施加较强的恒定电场可以促进网络同步,而施加交变电场则会抑制同步.另外,神经元半径也会影响电场效应的作用结果,在较大的神经元半径下,神经网络会更容易同步.

基于贝叶斯证据的全球地磁场模型主磁场阶数分析

全球主磁场模型描述了主磁场的时空分布特征。模型的主磁场阶数是构建主磁场模型的关键问题之一。使用贝叶斯推理分析全球主磁场模型,依据贝叶斯证据比较模型阶数,为主磁场的阶数分析提供一种统计依据。利用Swarm卫星磁测数据,估计不同阶数的主磁场模型的证据。结果表明,在1~20的模型阶数中,阶数N=12具有全局最佳证据。参照Jefrrey’s scale的阈值区间,数据对阶数N=12的偏好显著优于其他阶数。实验表明,主磁场阶数的证据推理可用于研究主磁场贡献,结果与14阶球谐函数的功率谱分析相匹配。

太平洋地区地球主磁场长期变化特征的研究

研究太平洋地区主磁场的长期变化特征,对揭示该地区的“偶极子窗”的时间演变和长期变化规律有重要意义.作者使用最新的国际地磁参考场IGRF13模型资料,分析1900—2020年期间太平洋地区主磁场的长期变化特征.结果表明1900—2020年太平洋地区主磁场的空间展布符合“太平洋偶极子窗”的分布特征.该地区主磁场的长期变化在赤道以北为缓慢变化,以南则是较快变化.偶极子场成分变化缓慢,非偶极子场成分变化较快.非偶极子场的长期变化以西向漂移为主,但各分量的西漂速率有显著的差异.垂直分量(Z)和北向分量(X)的西漂速率分别为0.23°/a和0.21°/a,均接近于0.2°/a的全球非偶极子西漂速率;东向分量(Y)的西漂速率为0.17°/a,低于全球非偶极子西漂速率.Y分量的长期变化在34°N附近发生扭曲并且在北太平洋表现为缓慢东漂,这一长期变化特征可能与太平洋北部的30°N和45°N之间在核幔边界处存在的古板块的俯冲过程有关.

1950—1980年中国地区主磁场模型的建立及分析

本文根据丰富的地磁资料,用泰勒多项式方法推算出1950.0、1960.0、1970.0和1980.0年中国地区的主磁场模型,绘制出各个年代地磁要素的等值线图,分析研究了局部地区地磁场泰勒多项式模型的特点.

地球主磁场的能量密度谱及其长期变化

根据BJ地磁场模型和第 8代国际地磁参考场 (IGRF)模型 ,计算并分析了 16 90～ 2 0 0 0年期间地球表面主磁场和分量的能量密度谱及其长期变化 .结果表明 16 90～ 2 0 0 0年期间主磁场的能量密度谱一直在减小 ,其主要原因是由于偶极子磁场的衰减产生的 ,而非偶极子磁场的能量密度谱在 16 90～ 1780年期间减小 ,1780～ 1890年增大 ,1890年以后快速增大 .在地磁场总能谱的变化中 ,Z分量的贡献起主要作用 .能量密度随谐波阶数的变化在半对数坐标中近似线性 ,非偶极子场的等效磁源深度位于核幔边界附近 ,n =1,2谐波项的等效磁源位于地球内核边缘 ,其位置随时间变化 .1780和 1890年前后是地磁场变化的转折时期 .能量密度谱的长期变化存在大约 6 0a的周期规律 .

地球主磁场模型

主磁场建模是一项综合性的研究工作,它涉及主磁场理论、磁场测量、数据同化、模型表达、模型解释以及模型运用等多方面的研究.本文综述了近五十年来德国、丹麦和美英各国研究者提出的数十个地球主磁场模型,回顾了主磁场模型研究方面的进展,概述了模型的描述以及建模的理论基础和方法.

第七代国际地磁参考场的检验与评价

本文对国际地磁和高空物理学会推荐的第七代国际地磁参考场进行了检验和评价 .评价工作是通过 196 0～ 1995年 (5年间隔 )中国地磁台的观测数据 ;对中国地区复测点的测量数据 ;中国地区三阶泰乐多项式模型与第七代国际地磁参考场模型进行了比较 .求得了平均差和标准偏差 .并以 1990年代为例 ,做出了 1990年代各个地磁要素两个模型计算值之间的差值图 ,图上显示出这些差值的异常分布 ,这些异常是来自地壳源 .比较结果 ,可以得出结论 :第七代修正的国际地磁参考场地中国地区是适用的 .

地磁场模型和冠谐分析

地磁场是由内源场(地核场和地壳场)和外源场(电离层场和磁层场)组成的,地磁场模型是表示地磁场时空分布的数学表达式.本文简述了地磁场全球模型和区域模型的计算方法和应用;评述了冠谐分析方法及其在地磁学中的应用;介绍了地磁场模型误差的主要来源.

采用高阶累积量的环网柜局部放电在线检测

根据环网柜的绝缘缺陷,设计3种典型的局部放电模型,搭建局部放电试验平台.借助射频电流传感器获取局部放电混合信号,经过放大和高速A/D采样后,将信号送入微型计算机进行处理.采用四阶累积量作为局部放电特征量,抑制随机噪声干扰,提高信噪比.通过Otsu算法确定检测判据,实现局部放电的在线检测.将检测算法移植到现场可编程门阵列(FPGA)上,研发环网柜局部放电在线检测装置.试验结果表明:该装置能够适应较强的噪声环境,且具有良好的实时检测效果.

世界地磁模型WMM2010及其应用

文章分四个部分对世界地磁模型WMM2010进行介绍。第一部分概述了模型使用者所需掌握的磁场基础知识;第二部分详细介绍了模型所用数据来源和质量控制;第三部分对模型精确性和适用性进行了评估;第四部分给出了WMM2010模型部分磁场分量图以及模型的应用。

1945—1995年国际参考地磁场

本文回顾了国际参考地磁场(IGRF)的建立和修改过程;介绍了最新的IGRF模型,即第六代国际参考地磁场;综述了国际参考地磁场在地磁学中的应用,并指出了在使用过程中需要注意的一些问题.

国外农业非点源污染(面源污染)研究动态

土壤侵蚀引起的农业非点源污染问题是20年来国际社会普遍关注的热点。从影响农业污染物运移的因素污染物运移定量评价模型,减少污染物运移的措施等方面概述了国外农业非点源污染的研究动态,提出了我国开展面源污染的研究的重点,包括侵蚀过程对非点源污染质运移和水质影响的机理,结合我国水蚀预报模型的研究,研发污染物运移的预报模型,制定全国统一的农业污染物危险性评价的指标体系。

基于改进和声搜索算法的主蒸汽温度现场数据辨识

针对主蒸汽温度系统现场数据的模型辨识问题,提出了结合粒子群优化算法的改进和声搜索算法.采用经验模态分解法对带噪声污染的现场数据进行滤波处理,采用离散相似法进行模型辨识的计算机仿真实现和数值计算.应用该改进算法对循环流化床主蒸汽温度系统模型进行了现场数据辨识.结果表明:所辨识的模型具有较高的精度,能够反映实际主蒸汽温度系统的动静态特性;改进和声搜索算法比粒子群优化算法具有更好的稳定性和全局寻优能力,以及更快的收敛速度.

沥青路面微波现场热再生热电场模型

为了提高微波加热沥青混合料内辐射电场的效率及温度场分布的均匀性,应用惠更斯原理对基本面元辐射场积分建立了微波加热装置的辐射电场数学模型,运用能量守恒原理确定了辐射口面处沥青混合料的温度场数学模型,分析了结构参数及介质物性对热电场的影响。根据天线近场辐射理论对天线E面及H面长度进行了优化设计,应用不同长度的两种天线进行微波加热试验,测出了各自口面温度场分布并进行了计算机模拟。结果发现：用符合长度准则的天线加热后沥青混合料大部分区域温度为75℃~90℃,仅在口面周边位置温度略有下降,而用另一种天线加热后局部区域达到130℃以上,而大部分区域温度则在70℃以下。可见使用前一种天线加热后温度分布更均匀,具有更高的加热效率,从而验证了热电场模型的正确性和结构优化的有效性。

20世纪中国地区主磁场变化研究

为了研究20世纪中国地区主磁场变化,首先使用最新的全球模型IGRF11,CALS3K4.(3K4.)和GUFM1进行计算,并分析了1900—1990年的主磁场年变率均值的变化;然后基于1960—2000年以10年为间隔的实测数据,结合全球模型CM4与区域模型泰勒(Taylor)多项式(TY)模型分析了中国地区主磁场的年变率分布及年变率均值,并与上述几种全球模型进行了比较.结果显示:20世纪利用IGRF11,GALS3K.4和GUFM1模型得到的主磁场的年变率均值均很接近.它们所绘制的1960—2000年中国地区的主磁场年变率分布类似.其原因主要是由于它们的建模原理相同且截断阶数接近所致.基于实测点绘制的年变率分布与全球模型基本一致,X分量的年变率逐年减少,Y、Z、F分量的年变率均呈现先减小后增大的趋势.但两者也存在一定差异,主要原因是由于更高密度的实测点及使用区域模型所致.结果还显示了基于实测值绘制的年变率均值变化与CM4较为接近.作者认为CM4模型可以较好地反映中国地区主磁场的变化.

煤矿井下通风监控系统的研究

煤矿井下监控系统采用单片机控制、总线挂接式结构,通信方式为CAN现场总线,配合各种智能传感器,自动监控煤矿井下通风的各项指标,该系统提高了井下安全生产的可靠性,避免了因通风不良造成瓦斯爆炸的可能性。经试验及现场实际使用,该系统效果良好,具有实用和推广价值。

潜艇主艇体三维粘性流场数值计算方法研究

采用不同的湍流模型、边界条件对SUBOFF模型主艇体的七种网格模型进行了三维粘性流场数值模拟。将计算所得的艇体表面的压力系数和壁面剪应力系数沿艇长的分布与有关文献的试验结果进行了比较,并以曲线的形式展现出来。分析了湍流模型、边界条件和y+值范围对潜艇主艇体三维粘性流场数值计算结果的影响。