Power and Cross-Spectra for the Turbulent Atmospheric Motion and Transports in the Domain of Wave Number Frequency Space: Theoretical Aspects

The study of large-scale atmospheric turbulence and transport processes is of vital importance in the general circulation of the atmosphere. The governing equations of the power and cross-spectra for the atmospheric motion and transports in the domain of wave number frequency space have been derived. The contributions of the nonlinear interactions of the atmospheric waves in velocity and temperature fields to the conversion of kinetic and potential energies and to the meridional transports of angular momentum and sensible heat in the atmosphere have been discussed.

基于修正分数Poynting-Thomson模型的高压XLPE海缆绝缘评估

为利用频域介电谱准确评估高压交联聚乙烯(XLPE)海缆的绝缘状态,建立考虑直流电导率的修正分数Poynting-Thomson模型(分数P-T模型)以解析高压XLPE海缆的介电特性。首先,通过加速老化试验制备不同老化程度的高压XLPE海缆试样,并测得各组老化试样的力学、理化和介电数据。然后,应用修正分数P-T模型对实测介电曲线进行拟合,对比修正前后分数P-T模型表征实测介电曲线的效果。最后,通过仿真探究模型参数对介电曲线的影响规律,构建模型参数与绝缘程度之间的联系,将提出的老化特征参数与断裂伸长率(EAB)进行量化研究。研究结果表明,修正分数P-T模型能够准确拟合出不同老化程度高压XLPE海缆试样的介电曲线,提出的老化特征参数α、ε_(a)、ε_(b)和σ_(dc)可实现对高压XLPE海缆绝缘状态的量化评估。

改进的基于互谱的宽带信号测向算法

由于被动雷达中广泛应用的测角方法应用于宽带信号测向时存在着各种问题,将互谱法应用于被动雷达宽带信号测向。针对互谱法测向中相位模糊与测角精度存在的矛盾,提出用两频率点的频率差和对应的互谱相位差值的关系来解相位模糊的频率相位差值法,突破了互谱法中阵元间距不大于信号最小波长一半的限制,有效地保证了测角精度。最后对相位差值进行修正,解决相位跳变问题,用两个阵元即可实现宽带信号测向。仿真表明了该算法的有效性。

函数波束形成声源识别性能分析及应用

函数波束形成声源识别算法能够有效克服传统波束形成存在的"主瓣"宽、"旁瓣"高且多等缺陷。基于传统波束形成及矩阵特征值分解理论,给出函数波束形成算法的理论推导。基于自主开发的算法程序进行单声源、不相干双声源的模拟仿真,结果表明:函数波束形成在识别单声源、不相干声源时均能有效地衰减旁瓣,提高识别分辨率,且能清晰地识别弱源;当声源不在聚焦网格点时,函数波束形成主瓣峰值输出随指数的增大而降低,出现失真的情况;传声器及测量通道频响失配情况对函数波束形成的成像影响很小。由函数波束形成峰值输出误差随指数的变化曲线,建议指数一般取16。进一步,不相干四声源的算例试验验证了算法的有效性及程序的正确性。对某汽车前围板的隔声薄弱环节识别中,除空调进风口及暖风机进出水管安装孔隔声薄弱环节以外,亦准确定位转向柱安装孔附近这一隔声薄弱位置,识别结果更全面,为进一步改进其隔声性能指明了方向。

中国宏观经济波动对电力产业传导关系研究

在电力市场的新形势下实施“经济要发展电力需先行”的战略,首先要科学认识电力产业经济周期性波动的来源和特征。选择电力投资占GDP的比重和装机容量作为反映电力产业经济规模的综合指标,利用历史数据估计一个包含宏观经济变量在内的VAR模型的参数,在此基础上进行格兰杰因果关系检验,运用参数法估计变量的谱密度矩阵。分析表明:中国宏观经济波动向电力产业经济传导的主周期是6、7 a,传导方向是从宏观经济开始,经过投资占比传导至装机容量,传导时滞为1 a;电力产业波动的次周期为2、3 a,传导方向是从投资占比到装机容量,传导时滞为一个次周期。引起中国电力经济波动的主要原因是宏观经济波动,电力投资被动地跟在这一波动的后面。

1981—2000年夏季青藏高原大气热源低频振荡特征及其影响

青藏高原的大气热源及其影响以及环流的低频振荡已有很多探讨,但有关高原大气热源低频振荡及其对环流影响的研究目前尚未充分开展。利用倒算法计算得到的大气热源总量(Q1),诊断和分析1981—2000年夏季青藏高原东部逐日大气热源(Q1ETP,Q1 of the eastern Tibetan Plateau)的主要振荡周期及其对应的传播特征,并取其中1985、1992年进行更详细的分析。结果表明:(1)夏季高原东部大气热源存在两种低频振荡,主要为10～20 d振荡(BWO,Quasi-Biweekly Oscillation),其次为30～60 d振荡(LFO,Low Frequency Oscillation)。(2)在1985、1992年中,高原热源低频振荡与当地降水低频振荡有很好的同位相谱相关,表明热源低频振荡很可能由凝结潜热的振荡激发的,这证明了本文热源数据的可靠性。(3)高原在夏季主要是振荡源地,但也接受外来影响。高原热源BWO生成后主要在原地维持振荡,并受来自孟加拉湾的热源BWO影响,有时部分振荡向外(主要向东)传播;热源LFO情况与BWO类似,以本地振荡为主但也受来自东部大陆LFO的影响,外传时则主要向西。所以研究高原热源低频振荡需要特别注意热源BWO。

全球温度变化对我国降水的影响

该文计算了１９５１－１９９１年我国１６０个站年降水量与全球气温的交叉谱。得到在１０－３０年周期上我国降水量与全球温度变化的正、负相关区可分为界线分明的几个区，其中最明显的分界线位于我国半干旱区的中轴附近。在此线以北和以西的西北、内蒙和东北北部，降水量与全球温度呈同步演变趋势；在此线以南和以东的大部分地区，降水量与全球温度变化趋势相反。上述分界线恰好是我国盛夏夏季风的平均北界，表明我国降水分布对全球温度变化的响应与东亚夏季风的强弱变化有关。

多点随机振动控制中的互谱矩阵研究

多振动台随机振动实验中必须设置完整的参考谱矩阵。针对控制点之间互谱和自谱的关系 ,本文提出了将参考谱矩阵的正定性作为其能否物理可实现的判定条件 ,并为具有控制点之间完全相干要求的谱矩阵建立了类似 Cholesky分解的方法。利用优化逆系统求解驱动信号 ,避开了传统控制方法中直接对频响函数矩阵求逆的过程。仿真算例表明对控制点之间互谱的控制效果令人满意。

EDWA基质玻璃中Er^(3+)的光谱参数计算

对制备的不同掺杂Er3+ 浓度的硅酸盐玻璃 ,测定了吸收光谱和荧光光谱 根据玻璃的光谱特性计算了玻璃吸收面积并确定出体系的最佳掺杂Er2 O3浓度为 0 .2左右 根据Judd Ofelt理论拟合出光谱强度参数Ωλ(λ =2 ,4 ,6 ) ;结果分析表明 :随着Er3+ 离子浓度的增加 ,光谱强度参数Ω2在增大 ,Ω6 在减小 ,说明玻璃的共价性能增强 ,Er

欠采样超宽带LFM信号参数估计

针对Nyquist采样频率过高、硬件实现困难的问题,提出一种基于欠采样的超宽带线性调频信号的调制斜率和初始频率估计方法。该方法利用互谱ESPRIT算法和余数定理对欠采样信号进行解模糊,在低信噪比情况下仍能较精确地估计超宽带线性调频信号的调制斜率和初始频率。计算机仿真证实了该方法的有效性。

基于交叉谱法的C波段机载SAR海浪反演

传统的初猜谱海浪反演方法,需要先使用海浪预报模式来获取初猜谱,其优劣直接影响着反演的精度。为了摆脱对初猜谱的依赖,在不需要先验信息的情况下实现海浪反演,提出了基于交叉谱法的海浪反演方案。该方案采用C波段全极化机载SAR探测数据,利用全极化信息反演海面风矢量,作为WVW算法的风场输入,再通过WVW算法获取海浪谱,进而提取海浪信息。研究结果表明,海浪反演精度得到显著提高,海浪传播180°模糊问题也得到了有效解决。该方案对机载SAR海浪反演业务化应用具有借鉴意义。

基于光谱波段优化选择的FTIR测量与分析

在主动式红外遥感测量中,大气中痕量气体的红外吸收与不同红外波段的透过率光谱有关。在很多情况下,透过率光谱在光谱定量分析中起到重要的作用,因此,对测量和仿真的透过率光谱的波段进行优化选择是定量分析的关键。文章对最佳透过率测量范围进行了理论分析,得到了对应于待测气体浓度反演相对误差最小的理论最佳透过率值;基于谱线的洛伦兹线型通过计算得到了待测气体分子的吸收截面,同时给出了透过率光谱的校准训练集;确定了单组分CO2光谱测量分析的波段,优化了多组分CO,CO2和N2O光谱同时测量分析的波段并成功地应用于开放光路光谱仪系统。光谱拟合分析结果表明,测量光谱与参考光谱得到了很好的拟合,拟合均方根误差小于1%。

二维相关光谱探测荧光能量转移现象

以EuCl3和NdCl3混合水溶液为研究对象,按正交浓度序列以浓度为外部扰动构建紫外可见-荧光二维相关光谱。在混合溶液的二维相关光谱中,观察到了Eu3+的荧光发射谱峰与Nd3+的吸收谱峰之间存在交叉峰。交叉峰的出现表明Eu3+和Nd3+的荧光发射与吸收之间存在能量传递。二维相关光谱中交叉峰的产生并非由于溶剂水分子与溶质(Eu3+或Nd3+)之间相互作用;若以单一溶质的EuCl3和NdCl3的水溶液构造模拟的"混合溶液"的拟合光谱构建二维紫外可见-荧光相关光谱,由于Eu3+和Nd3+在空间上相互分离,无相互作用发生,交叉峰并不存在。二维相关光谱的交叉峰可为从光谱学角度探测复杂体系能量传递及其相关机制提供一条新思路。

考虑模型抖振力跨向不完全相关性效应的气动导纳识别

首先通过考虑节段模型上抖振力跨向不完全相关性效应推导了节段模型风洞试验中作用在模型断面上的分布抖振力谱和由底支式天平测到的模型总抖振力谱之间的关系。然后,以准平板断面为例,进行了格栅湍流场节段模型的测力和同步测压试验,获得了模型总抖振力谱以及模型抖振力跨向相关性函数。接着,采用等效导纳法以及抖振力自谱和抖振力脉动风速交叉谱综合残量最小二乘法分别识别了准平板节段模型等效气动导纳和六分量气动导纳,讨论了模型抖振力跨向不完全相关性效应对气动导纳识别结果的影响,并把识别得到的准平板断面气动导纳与平板断面气动导纳的理论结果——Sears函数进行了比较。结果表明:忽略抖振力跨向不完全相关性效应(即假设节段模型分布抖振力沿跨向完全相关)而直接采用平均抖振力作为断面上分布抖振力的传统方法会导致气动导纳识别结果偏小,并且,其偏小程度会随着频率的增加而增加;此外,相对于抖振升力和扭矩相关的气动导纳分量而言,由于抖振阻力的跨向相关性比抖振升力和扭矩的跨向相关性显得更弱,因此抖振力跨向不完全相关性效应对阻力相关气动导纳分量识别结果的影响更大;利用识别得到的六分量气动导纳反算的作用在模型上的分布抖振力谱与试验中实测结果非常接近,经抖振力跨向不完全相关性效应修正后的竖向脉动风速对应的升力和扭矩气动导纳分量的识别结果与Sears函数也比较接近,从而验证了用于六分量气动导纳识别的自谱-交叉谱综合最小二乘法的可靠性。

交联共聚物的红外光谱定量分析研究

交联共聚物由于具有不溶不熔性,定量分析方法非常有限,红外光谱分析可以用溴化钾压片制样,故不受此限制。文章用红外内标法测定了甲基含氢硅油-丙交酯交联共聚物中两组分的含量。以KSCN为内标物资,以2 100 cm-1处的强吸收峰为KSCN的定量峰。以1 750 cm-1的强羰基吸收峰为丙交酯的定量峰,二者的吸光度比值为I=ALA/AKSCN。丙交酯和内标物质KSCN的质量比即浓度比为C=MLA/MKSCN,以C对I作图,得内标工作曲线。实验结果表明在2/5<MLA/MKSCN<8/5范围内有较好的线性关系。只要加入适量的内标物质,使C值落在直线范围内,即可获得较为准确的分析结果。文章为交联共聚物以及其他共聚物组成的测定提供了一种简便易行的实验方法。

简化的基于时延线性拟合的宽带测向算法

干涉仪体制下,利用拟合时延的方法估计宽带信号的波达角,需要对模糊的互谱相位进行拼接,处理过程复杂。为此,提出了一种测向算法,在给定接收机带宽下,只要基线长度小于一定数值,就可以无需相位拼接和解模糊处理直接拟合时延。从理论上分析了算法的测角性能,并给出影响测角精度的因素。仿真实验验证了理论的正确性和算法的有效性。

YPO_4∶Ho^(3+),Yb^(3+),Tm^(3+)微纳米管的合成及上转换白光发射

水热法合成了均匀管状Tm3+,Ho3+和Yb3+三掺的YPO4微纳米管,在波长为980nm的近红外光激发下能够发射出红绿蓝三条可见光谱带以及中心波长位于795nm的近红外发射带,从而实现上转换白光发射。通过TEM,XRD和荧光光谱等表征手段对合成的Tm3+,Ho3+和Yb3+三掺YPO4微纳米管进行了结构和性能分析,结果表明,合成的YPO4微纳米管为纯净六方相,水热反应温度对荧光材料的发射光谱有较明显的影响,然而对材料物相的影响却不大。在相同反应温度下,随着掺杂稀土离子浓度的升高,相应发射峰的强度并不是单调的增强,而是由于浓度猝灭和交叉弛豫等因素呈现非单调性的变化。探讨了可能的上转换发射机制。这种上转换发射强度可调控荧光材料在三维固体显示、上转换荧光照明以及荧光探测等领域有潜在的应用。

公路快速货运企业系统动力学模型及其应用

采用系统动力学模型对公路快速货运企业的经营活动进行模拟,提出适合企业经营层面的发展策略比选方法、实现公路快速货运企业发展定位的量化权衡。经过理论分析与实例运算,构建了具备一定通用性的企业SD模型,为企业经营层面的发展策略选择提供可行的方法指导;基于互谱分析技术,为企业层面的SD模型国民经济指标的选取提供合理可行的参考;消除相关统计数据序列较短对定量分析造成的障碍,可为成长中的公路快速货运企业的发展前景提供理论预期。

恒星光谱参数自动测量中不同模板匹配度量方法比较

模板匹配方法是恒星光谱参数自动测量中常用的方法之一。对经常使用的三种模板匹配算法:K-最近邻算法(KNN)、卡方最小化算法和光谱相似度算法测量恒星光谱参数结果进行比较。首先对光谱进行连续谱归一化及流量归一化,然后对三种算法测量恒星光谱参数的结果进行比较。对SDSS DR8大样本数据的实验表明,光谱相似度算法在测量恒星光谱参数中有相对优势。

基于带限随机信号相位谱的分数延时估计方法(英文)

传统延时估计方法的精度受采样间隔的限制。为提高精度,提出一种新的适用于宽带信号的分数延时估计方法。该方法将周期图法与抛物线插值应用于带限随机信号的互相关谱,可以获得连续的延时估计。文中通过一系列仿真实验对该方法与其他分数延时估计方法的性能进行比较。结果表明,该方法的性能优于其他估计方法,在信噪比较高的情况下,可以接近克拉美罗下界。由于发射信号具有宽带和随机的特点,该方法适用于低截获概率雷达。