Artificial ground motion compatible with specified ground shaking peaks and target response spectrum

This article describes a hybrid simulation method to generate artificial ground motion time histories that are compatible with specified peak seismic acceleration, velocity and displacement as well as the target response spectrum of absolute acceleration. First, based on traditional methods that match the target spectrum in the frequency domain, an initial acceleration time history was synthesized to satisfy the specified peak acceleration, target spectral acceleration and intensity envelope. Second, by using the inversion formula of the seismic input to a linear single-degree-of-freedom system and by superimposing a series of narrow-band time histories in the time domain, the initial time history is further modified to allow its peak velocity and displacement to approach the targets and improve its matching precision with the target spectrum. Numerical examples are provided to demonstrate that the proposed method achieves good agreement with the target values.

Artificial ground motion compatible with specified peak velocity and target spectrum

In this paper, a method, which synthesizes the artificial ground motion compatible with the specified peak velocity as well as the target acceleration response spectrum, was proposed. In this method, firstly, an initial acceleration time history α8^（0） （t）, which satisfies the prescribed peak ground acceleration, the target spectral acceleration ST（ω, ζ）,and the specified intensity envelope, is generated by the traditional method that generates the requency domain; secondly,α8^（0） （t）is further modulated by superimposing narrow-band time histories upon it in the time domain to make its peak velocity, approach the target peak ground velocity, and at the same time to improve its fitting precision to the target spectrum. Numerical examples show that this algorithm boasts high calculation precisions.

Spectrum-effect relationship between HPLC fingerprints and bioactive components of Radix Hedysari on increasing the peak bone mass of rat

The traditional Chinese medicine of Radix Hedysari plays an important role in invigorating gas for ascending, benefiting blood for promoting production of fluid, and promoting circulation for removing obstruction in collaterals, which is consistent with the principle of treatment for osteoporosis. This study is designed to investigate the bioactive components on increasing peak bone mass (PBM) by exploring the spectrum-effect relationship between chromatography fingerprints and effect. Multiple indicators are selected to evaluate the pharmacological activity. In fingerprints, 21 common peaks are obtained, five of which are identified. Furthermore, gray relational analysis (GRA) is a quantitative method of gray system theory and is used to describe the correlation degree of common peaks and pharmacological activities with relational value. 21 components are then divided into three different regions, of which ononin and calycosin play an extremely significant role in increasing PBM. In addition, factor analysis and hierarchical cluster analysis (HCA) are used to screen the optimal producing area for Radix Hedysari. This provides a comprehensive and efficient method to improve the quality evaluation of Radix Hedysari, confirming the bioactive components for PBM-enhancement and further develop its medicinal value.

Grading of Brain Tumors by Mining MRS Spectrums Using LabVIEW <br/>—Metabolite Peak Height Scanning Method

In this paper, we attempt to resolve the problem of grading of brain tumors as grade 2, grade 3, grade 4, using information from magnetic resonance spectroscopy (MRS) image, to assist in clinical diagnosis. This paper proposes a novel approach to extract metabolite values represented in a graphical form in MR Spectroscopy image. Metabolites like N-acetyl aspartate (NAA), Choline (CHO) along with the metabolite ratios NAA/CHO and presence/absence of LACTATE peak play the most important role in deciding the tumor type. The proposed approach consists of several steps including preprocessing, metabolite peak height scanning and classification. Proposed system stores the metabolite values in dataset instead of storing MRS images;so reduces the image processing tasks and memory requirements. Further these metabolite values and ratios are fed to a BPN classifier. Experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed approach in classifying the brain tumors.

枝节直波导与开口方环耦合谐振腔的Fano谐振特性研究

本文构建了一个枝节直波导与带开口方环耦合谐振腔.基于金属-绝缘体-金属结构的Fano谐振原理,采用有限元法分析了该波导结构的透射谱线对谐振腔结构参数的依赖关系.在开口方环与直波导间距G=90 nm,枝节高度H=140 nm时,该谐振腔结构中可以产生中心波长分别为λ=746 nm和1521 nm具有反对称线型的双重Fano共振透射峰.研究表明:左侧谐振峰值先随H增高而升高,至H=140 nm达到最大值,之后随H增高峰值缓慢减弱,直至消失.右侧谐振峰值则几乎不受H变化影响.传输谷受H影响最大,随着H增大,枝节谐振腔的传输谷向长波长方向移动,而右侧两个传输谷基本保持不变.当H=210 nm时,左边Fano谐振完全消失,只剩下右边的谐振,且谐振峰基本保持不变.设置参数化扫描,观测Fano谐振的变化,在波长1500 nm~1700 nm之间,设置最佳参数,经拟合计算得到该谐振耦合腔可以作为一个灵敏度S为1496 nm/RIU,FOM=60.1的折射率传感器.该结构可以为纳米级折射率传感器设计提供有效依据.

硅藻土沥青混凝土流变性和红外光谱

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了研究硅藻土掺量对沥青混合料的物理性质、流变性能以及路用性能的影响,开展了不同硅藻土掺量作用下的沥青混合料基本物理实验、流变实验、高温稳定性和低温抗裂性能实验。结果表明:在硅藻土掺量为30%时,沥青混合料的软化点、锥入度和延度达到极大值,以及在硅藻土掺量为40%时,沥青混合料的针入度达到极大值,而延度的变化规律却呈现出不断增大的趋势。而温度为170℃作为沥青混合料的制备温度以及选取硅藻土掺量为30%作为沥青混合料低温抗裂性能较优值。同时,掺加硅藻土可以有效地提升沥青混合料的高温性能,但过量掺入硅藻土会弱化其高温性能。随着硅藻土掺量不断增大,沥青混凝土红外光谱中部分特征峰峰值的变化规律呈现出不断减小的趋势,且在沥青混凝土老化过程中,其内部的轻质组分受到高温的影响,发生了挥发现象,但是随着硅藻土掺量的不断增大,沥青混凝土老化后的轻质组分对应的特征峰峰值变化幅度却不大。

基于监测台网加速度信号分析的上海周边区域地震影响评价

2021年11月至2023年8月期间,上海市周边区域共发生了5次有感地震,分别为江苏盐城市大丰区海域5.0级、江苏常州市天宁区4.2级、黄海海域4.8级、上海市青浦区3.1级和山东德州市平原县5.5级地震,同济大学监测台网的4个测站捕获了这5次地震的场地和典型结构加速度信号,分析了各次地震作用下场地和典型结构的加速度信号的峰值及持时,探讨了各次地震信号的反应谱特征,对照设计反应谱曲线的第一特征段和第二特征段,对这5次周边区域地震对上海市的影响进行评价。

岩溶区土洞对自由场地震动放大效应的影响

岩溶区土洞的发育改变了自由场的地震工程地质条件,从而影响了地表地震动力响应结果。为探讨岩溶区土洞对地震动场地效应的影响,设计并构建典型岩溶区土洞自由场地,利用有限差分法开展了不同地震动输入条件下的含土洞场地的地震反应分析。通过与自由场地震反应分析结果对比可知:(1)土洞的存在阻碍了地震波的传播,从而使得地表中心点峰值加速度显著减小,随着输入地震动峰值增大,土洞的影响范围增大,土洞附近地表峰值加速度呈现出先增大后减小,最后逐渐趋向于自由场;(2)土洞的存在使场地的竖向位移增大,且随输入加速度峰值增大而增大、对水平向峰值位移影响较小;(3)加速度放大系数总体呈现出先增大后减小的趋势,随输入加速度峰值增大而减小;(4)土洞的存在使得反应谱的短周期幅值减小,这种减小幅度受输入地震动峰值的影响不明显。

Ca^(2+)影响辛基异羟肟酸浮选独居石的FTIR、XPS研究

独居石浮选体系中往往有方解石、萤石、白云石等大量的伴生矿,而这些伴生矿在独居石矿中会解离出大量的Ca^(2+),而Ca^(2+)往往会影响矿浆浮选环境。为此,通过Ca^(2+)的溶液化学计算、独居石浮选试验,以及浮选条件下作用的独居石表面红外光谱分析(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS),分析研究Ca^(2+)的影响。Ca^(2+)的溶液化学计算显示,在水溶液中,随着pH值的升高,Ca^(2+)分别以离子态、羟基络合物和氢氧化合物的形式存在,当pH值在7~8之间,优势组分为Ca^(2+)和Ca(OH)^(+)。独居石浮选结果表明,不添加Ca^(2+)时,捕收剂OHA不能充分的浮选独居石,回收率为75.37%;而在pH为8±0.5,加入3×10^(-4)mol·L^(-1)的Ca^(2+)剂量,可显著的提高OHA对独居石的浮选性能,回收率达到96.48%。由溶液化学计算可知,Ca(OH)+是活化独居石的优势组分;Ca^(2+)剂量大于3×10^(-4)mol·L^(-1)时浮选回收率下降幅度较大,说明Ca^(2+)剂量的进一步增加,反而抑制独居石浮选,只有一定剂量的Ca^(2+)有效的促进独居石浮选,这可能归因于Ca^(2+)剂量消耗了OHA的浓度,进而影响独居石的浮选。红外光谱分析表明,在Ca^(2+)的作用下,光谱中出现两个关键性的新峰,其一为1454 cm^(-1)处的N—O—H弯曲振动峰,其二为880 cm^(-1)处的O—N拉伸振动峰,而在2974和2928 cm^(-1)的有机峰—CH_(3)和—CH_(2)—峰明显增强,这些基团的出现表明发生了化学吸附且吸附强度大于纯独居石吸附OHA的效果。XPS分析表明,仅使用OHA吸附独居石,独居石表面的N元素相对含量较低,为0.61%,而Ca^(2+)处理后的独居石,OHA吸附独居石时,独居石表面的N元素相对含量较高,达到2.36,由此可以得出,Ca^(2+)会促进OHA吸附到独居石表面。从分峰拟合中可以看出,添加Ca^(2+)在独居石的解理面上氧原子与Ca(OH)^(+)反应形成O—Ca—OH基团,可以作为吸附OHA的新吸附位点,同时独居石的铈原子与OHA上的两个氧原子形成五元螯合物也作吸附位点,得出独居石表面可以有两个吸附位点,独居石表面的Ca和Ce原子的活性位点都能吸附OHA,有利于OHA在独居石表面吸附,形成更均匀更致密的OHA疏水吸附层,这就是Ca^(2+)在OHA浮选独居石的性能得到改善的原因。这项研究有助于丰富矿浆中金属离子的活化理论,也证实了有效的矿物浮选分离不仅仅依赖于捕收剂-矿物相互作用的强度,而在很大程度上依赖于浮选溶液的化学性质。利用或者控制表面反应是开发一种更高效、更经济的浮选工艺的主要技术手段。

一种自适应选取参数的改进变分模态分解方法

针对传统的变分模态分解(VMD)方法中模态数和惩罚参数难以确定的问题,提出了一种自适应选取参数的改进变分模态分解方法。首先,综合考虑了故障的冲击性和周期性特点,以Gini指数和谱峰比指标为基础构建了加权谱峰比(WSPR)指标;然后,采用非洲秃鹫优化算法(AVOA)进行了寻优,得到了最佳的模态数和惩罚参数组合,克服了人为主观选择参数的弊端;最后,在VMD分解信号后,利用加权谱峰比最大原则自适应选取了敏感内涵模态分量,对最佳IMF进行了包络解调分析,提取了滚动轴承早期故障特征,利用仿真信号、单一故障滚动轴承试验信号及复合故障滚动轴承试验信号对所述方法进行了验证。实验结果表明:该方法可以准确地提取出仿真信号的故障频率(100 Hz)、单一故障信号的故障频率(236.4 Hz)和复合故障信号的故障频率(内圈故障频率149.14 Hz、外圈故障频率86.39 Hz),并且在与其他方法和指标的对比中,其最佳IMF的包络谱图中故障特征频率及其倍数频的谱峰更加明显,准确率更高且鲁棒性更强。研究结果表明:该方法能够有效提取轴承早期故障信号的微弱特征,实现故障类型准确识别的目的。

基于黑龙江经验场地模型的地震动放大效应研究

局部场地效应是抗震设计规范中的重要内容,以场地类别为基础的场地效应划分结果较为粗略。为解决这一问题,以黑龙江地区土层分布及其剪切波速、土动力特性和密度等资料为基础,统计出场地土参数随深度的变化特征,利用统计结果建立深度从10~80 m不等的15个经验场地模型。以黑龙江地区典型基岩加速度反应谱为目标谱,人工合成地震动作为输入,为了消除随机相位的影响,每一目标谱合成400条地震动加速度时程。分别计算这15个经验场地模型的地震反应,得到不同超越概率水准下地表峰值加速度统计值以及加速度反应谱标定谱的动力放大系数统计值。计算结果表明:随着场地厚度的增加,场地周期在逐渐增加,场地峰值地面加速度(peak ground acceleration,PGA)放大倍数呈现减小的趋势;随输入地震动强度的增加,场地PGA放大倍数减小的趋势呈现出非线性,动力放大系数随场地覆盖层变厚呈现先减小后增大的趋势;随着地震动强度的增加,动力放大系数逐渐减小且随土层厚度的变化趋势趋于平缓。动力放大系数结果不是定值2.5,场地较薄并且地震动较小的情况下,动力放大系数远超2.5;场地较厚并且地震动较强时,动力放大系数大多趋于2.5。

Generation of artificial earthquakes for matching target response unsmooth spectrum via wavelet package transform

The seismic records of target response spectrum used in the time-history analysis should be allowed to meet the norms. However, the previous fitting methods of target spectrum are mostly for the situations that the target spectrum is a smooth curve. In many cases, it needs to match unsmooth target spectrum for single determined response spectrum. An adjustment of time history via wavelet packet transform was presented, which is able to fit unsmooth target spectrum. It was found that there is a certain bias between the band center frequency of the component of seismic record after wavelet packet decomposition and the peak frequency of response spectra of wavelet packet components. For this reason, five strategies were presented to select iteration points, and the effects of the five strategies were compared with two calculation examples. It was turned out that the peak frequency of the response spectrum of wavelet packet component can lead to good fitting effect when it is selected as the iteration point. In the iteration process, it shows great promise in fitting non-smooth target spectrum and has a trend of converge.

基于Voigt函数拟合的能量色散X射线荧光光谱(EDXRF)法测定金矿粉末中低品位金

为了提高金矿粉末含金量检测的准确性和安全性,以金矿粉末为研究对象,运用能量色散X射线荧光光谱法(EDXRF)对金矿粉末进行检测,利用Voigt函数拟合分离出金元素的Lα纯元素特征峰,分析测定金矿粉末中金的含量。在实验中,发现金的Lα峰与锌的Kβ峰存在明显重叠,为了排除锌元素的干扰,引入降噪技术和Voigt函数进行分峰处理,利用纯锌和纯金的标准溶液配制符合金矿粉末样品中锌金四种比例的混合溶液,通过滤波和降噪算法处理得到相对纯净的重叠峰,加入Voigt函数拟合分离锌和金的重叠峰,得到金的Lα峰净强度值,通过纯金和纯锌标准溶液建立回归线得到金矿粉末中金的真实含量,对比金矿粉末的参考含量数据,偏差度皆小于10%,含量大于3 g/t以上偏差值则小于2%,结合EDXRF法对检测样品无损伤的特点,提高了金矿中金含量检测的安全性、准确性和可靠性。

基于谱峰个数的无人机与武装单兵分类识别算法

本文基于无人机与武装单兵分类识别问题,提出了基于多普勒谱峰个数的目标识别算法,该算法用于战场环境侦察雷达快速准确地鉴别无人机与武装单兵。本文解决了低空无人机与地面武装单兵难以区分的问题;算法中充分利用了无人机旋翼转动与武装单兵四肢摆动在多普勒谱上的差异,提出了多普勒谱峰个数特征来进行分类识别。解决了传统方法难以识别无人机与武装单兵的问题。

Transformation of Wave Energy Spectrum in Shallow Water

Combined with irregular wave-maker, the growing process of Wave Energy Spectrum in shallow water can be studied in wind wave channel on different water depth conditions, and its transformation characteristics and rules can be obtained.

一种改善NLFM信号多普勒性能问题的研究方法

由于NLFM信号脉压时无需进行加权滤波就能获得较低的旁瓣电平,近年来广泛受到关注。同时,NLFM信号的多普勒性能较差,且随着发射信号时宽的增大,多普勒敏感性加剧。本文利用谱修正滤波器对NLFM信号的多普勒性能进行改善,降低了多普勒频移下NLFM信号的旁瓣电平,并通过对正负调频函数下的脉压结果峰值时间求均值,解决了脉压波形峰值的时延问题。

近场地震动竖向与水平分量统计特性对比

为研究近场地震动竖向与水平分量特性,本文对PEER数据库中1202组近场强震的地震动进行统计分析,研究了竖向水平加速度峰值比PGAv/PGAh、反应谱之比Sav(T)/Sah(T)、竖向水平峰值到达时间的特性。讨论了PGAv/PGAh与断层距、场地条件、震源机制的关系,并采用对数正态分布拟合不同场地条件、不同震源机制的PGAv/PGAh分布;对比了不同断层距、不同场地条件Sav(T)/Sah(T)的变化规律;研究了近场强震水平竖向分量峰值加速度的大小和到达时间上的相关性,并对结构分析过程中竖向地震动的选择提出建议。结果表明:断层距、场地条件、震源机制都会影响近场地震动的竖向分量,断层距小、走滑断层、场地条件差都易产生较大的竖向地震动;断层距小、场地条件差时,地震动竖向分量高频成分越强,断层距大、场地条件好,竖向地震动低频成分越强;竖向分量峰值加速度的大小与到达时间和两正交水平分量峰值加速度的大小与到达时间的几何平均数有明显的线性关系。

坩埚下降法生长2英寸镱掺杂钙铌镓石榴石单晶

本文通过坩埚下降法生长了直径2英寸(1英寸=2.54 cm)的4.2%镱离子掺杂钙铌镓石榴石(Yb∶Ca_(3)(NbGa)_(5)O_(12))晶体,获得的晶体外观完整,无明显瑕疵。通过XRD测试分析了晶体的结构,该晶体为立方晶系,晶胞参数a=b=c=12.493。将该晶体定向切割获得了10 mm×10 mm×1 mm的(420)面薄片,对薄片进行两面研磨抛光得到最终样品。通过X射线衍射、紫外可见光分光光度计、荧光光谱仪等对该样品进行性能表征,结果表明获得的晶体摇摆曲线半峰全宽为43″,在近红外波长范围内透过率达到了80%,在935 nm处吸收峰半峰全宽为47.15 nm,吸收截面达到了1.53×10^(-20)cm^(2),用980 nm激光器对该样品进行激发,在1031 nm处得到发射峰,对应Yb^(3+)由^(2)F_(5/2)激发态到^(2)F_(7/2)基态的跃迁。

离轴数字全息的正一级像自动重建方法

针对离轴数字全息中零级像和共轭像模糊重建像的问题,提出了一种基于峰值信噪比的自动提取正一级频谱并重建其图像的方法。理论上推演并分析了该方法的合理性和可行性,获知了频谱振幅的三个冲激函数点对应于正负一级和零级频谱中心。通过频谱图中的振幅极大值点可确定这三个中心点,然后利用圆形滤波窗提取正一级频谱,并以峰值信噪比为客观评价依据来确定最佳滤波窗半径和重建距离。实验结果表明,所提出的方法可以自动重建离焦全息图像的正一级像,与不滤波重建结果相比,其峰值信噪比提高了32.2%,且比全局阈值分步迭代法提高了7.6%。该方法不依赖于其他先验信息,为离轴全息频谱滤波算法提供了一种新的可行方案。

爆破荷载损伤下喷射混凝土孔隙结构及三轴力学性能试验研究

为探究爆破荷载作用对喷射混凝土孔隙结构及力学性能的影响,利用核磁共振(NMR)检测技术及三轴加载装置对爆破荷载损伤混凝土微观孔隙结构及宏观力学性能开展试验研究,分析不同围压和爆破距离对试件T_(2)谱分布、孔隙结构变化、孔隙率、压缩强度、起裂应力及扩容应力的影响规律。结果表明:①喷射混凝土试件T_(2)谱呈3峰型,且峰1强度远高于峰2、峰3,爆破荷载作用后试件T_(2)谱峰值增大且向右偏移,T_(2)谱分布总面积增大,试件内部孔隙数目增加、直径增大。②未损伤试件孔隙率为1.63%,距离爆源80、140、200、260 mm处试件孔隙度分别为3.78%、3.01%、2.55%、1.89%,爆破荷载作用使得试件孔隙率增大,与爆源间距离的增大使得试件内部孔隙率增幅减小;试件内部微孔、中孔占比均在87.01%以上,爆破荷载作用后损伤试件微孔占比降低,中孔、大孔、裂隙占比均升高。③围压的增大使得试件峰值应力、起裂应力及扩容应力均随之增加,围压增强了试件力学性能。④爆破荷载作用后试件峰值应力、起裂应力及扩容应力均存在不同程度降低,且与爆源间距离越小,试件应力降幅越显著,孔隙度增幅也越大。在锚喷支护及混凝土衬砌过程中要充分考虑到爆破应力波对喷射混凝土力学性能的影响,应提前做好预防措施。