伊犁河三角洲水资源条件变化对景观格局演变的影响

在分析1992—2020年伊犁河三角洲水资源条件和定量评估研究期内土地利用变化的基础上,选取景观类型水平和景观水平指数解析景观格局变化特征,采用皮尔逊相关系数分析了水资源条件变化对景观格局指数的影响。结果表明:乌斯热尔玛水文站年径流总体偏大,巴尔喀什湖年平均水位在2002年发生突变,三角洲水资源补给总体处于增加状态;湿地和稀疏植被面积增大且聚集性增强,裸地向稀疏植被转化且优势度不断下降,林地破碎程度剧烈;景观水平指数在时程上呈阶段性变化,2016年伊犁河三角洲破碎化程度最低,在空间上伊犁河沿岸连通性增强,巴尔喀什湖沿岸景观多样性增加;景观水平指数与巴尔喀什湖年平均水位相关性最高,与乌斯热尔玛水文站年径流量的相关性次之,与伊犁河三角洲年降水量的相关性最低,且景观水平指数对三角洲水资源条件变化存在迟滞响应。

湖北省茶叶不同气象产量方法的比较分析

基于2010—2021年湖北省夷陵区、英山县、咸安区3个茶叶主产区的茶叶产量数据,采用二次指数平滑法、HP滤波法、三年滑动平均法提取趋势产量,探究气象产量最佳提取方法,分析气候要素对茶叶气象产量的影响。结果表明:夷陵区、英山县、咸安区3个茶叶主产区的种植面积、产量、单产随着时间的推移呈多项式变化趋势,2013年之前英山县最高,2015年之后夷陵区最高;采用3种方法拟合的产量变化趋势相同,夷陵区的茶叶产量随着时间的推移呈增长趋势,而英山县和咸安区则呈减少趋势;采用二次指数平滑法和HP滤波法测算出的趋势产量均与实际产量达到显著及以上相关性,对产量剧烈波动部分有较好的捕获能力,均优于三年滑动平均法;HP滤波法得到的气象产量能较好地反映气象条件的变化,适用于湖北省3个茶叶主产区气象产量的分离,可为后续气象产量分离的研究提供参考借鉴。

空间目标天基光学定位方法综述

近年来空间目标定位领域不断结合网络协同、多模融合等探测技术,发展迅速。其中,基于天基光学探测的定位方法以隐蔽性好、测量精度高的独特优势在民用和国防领域应用广泛。为了分析不同情景下适用于不同类型目标的定位方法,针对基于天基光学探测的空间小目标定位进行综述。首先介绍天基光学探测技术的发展、空间目标的分类和特点以及空间目标定位的概念。然后着重分析适用于空间“小、弱”目标的单星和多星定位方法,并对近年提出的异质传感器联合定位展开说明。最后,依据成像过程建立空间目标定位误差分析模型,分析定位精度的影响因素占比并根据现存问题做出总结和展望。

浸入运动边界-格子Boltzmann方法4种固含率计算方法对比研究

为了达到流固耦合,格子Boltzmann方法(LBM)可采用浸入运动边界法(IMB)实现移动颗粒边界上的无滑移条件.该耦合方式(IMB-LBM)中固含率计算方法对流固耦合计算精度和效率有影响.对常用的固含率4种计算方法,即蒙特卡洛法(MCM)、单元分解法(UDM)、近似多边形法(APM)和闭合边界法(CBM),分别阐述其具体算法,对比了它们的计算精度和计算效率;最后通过圆盘颗粒非连续变形分析方法(DDDA)与IMB-LBM耦合模型下的一个多颗粒沉降流固耦合算例,对比分析了它们在流固耦合计算过程中的耗时.结果表明:1)CBM无误差,MCM和UDM在随机点数取1000,子单元数取100时误差稳定在1%以下,APM在颗粒直径大于格子长度10倍时,误差小于0.44%;2)MCM和UDM的计算精度及耗时分别与随机点数和子单元数相关,它们的计算耗时大于APM和CBM;3)计算效率上,APM>CBM>UDM>MCM,其中CBM计算耗时略微大于APM,APM和UDM计算耗时分别比MCM少2个和1个数量级.该结果可为IMB-LBM耦合模型中固含率计算方法优选提供借鉴.

考虑路基剪切效应的高速铁路有砟轨道-车辆系统移动元分析

为在现有三层离散支撑梁有砟轨道模型中考虑路基土体间的剪切效应,在Pasternak双参数地基模型基础上对剪切层进行离散处理,采用移动单元法建立了考虑路基土体剪切效应的有砟轨道-车辆耦合动力学模型,将移动单元法与MATLAB相结合,编制计算程序,通过MATLAB数值计算,研究路基剪切效应对车-轨耦合系统的影响,以及轨道不平顺和轨枕空吊对系统动力特性的影响规律。研究结果表明,考虑路基剪切效应时,钢轨、轨枕、道砟的位移响应均有不同程度的减小,并且抑制情况从钢轨到道砟相差逐渐增大,三者的加速度响应也均有较为明显的下降,其对加速度响应的抑制效果从道砟到轨枕依次减小,但钢轨的加速度减幅大于道砟,对轮轨接触力有一定影响,但影响不明显,减幅仅为0.85%;不平顺幅值和波长特性对系统的动力响应会产生显著影响,随着幅值增大和短波成分增加,系统动力响应加剧,其中2 m左右短波不平顺和90%百分位数谱对轮轨动力特性影响显著;列车经过空吊区域时,空吊及周围区域轨道结构动力响应会发生突变,导致系统动力响应超过限值。建立的基于移动单元法的有砟轨道-车辆耦合模型及相关分析可为高速铁路的振动分析提供参考依据。

动能侵彻弹装药起爆可靠性试验及敏感因素分析

为研究弹体结构设计对弹体装药起爆可靠性的影响,设计了一种低成本、便捷式引战静态匹配试验装置,开展了不同条件下引信与装药的传爆裕度试验。基于移动最小二乘法,构建了可表征起爆可靠性的多变量响应函数,定量分析了各敏感因素及其耦合作用对起爆可靠性的影响规律。结果表明:传爆间隙和缓冲层厚度对弹体装药起爆影响较大,而隔板厚度在预设3~5 mm范围内的影响较小;为保证动能侵彻弹在使用环境温度范围内可靠作用,引信相对偏离位置、隔板厚度、传爆间隙以及缓冲层厚度分别不应超过25、3.5、25以及22 mm。该试验装置、分析方法及研究成果可为动能侵彻弹结构设计及可靠性验证提供借鉴和指导。

轴向移动内压力梁动力学的动网格法

面向轴向移动内压力梁结构动力学特性研究,采用Lagrangian方法建立了轴向移动内压力梁的运动控制方程,基于有限元动网格法对轴向移动梁运动控制方程进行离散。将内压力作为边界条件,采用Newmark-β时间积分方法计算轴向移动梁动力学响应,并开展动力学特性研究。结果表明,建立的有限元动网格模型能够有效地实现轴向移动内压力梁动力学响应计算。轴向移动内压力梁在收缩运动过程中,自由端振动频率将逐渐增加。悬臂长度对梁自由端振动频率具有显著影响。同时,结构振动频率随内压力的增加而增加。本文中建立的有限元动网格模型能够为轴向移动内压力梁动力学研究提供新方法。

基于改进潜能模型的南康家具物流园区空间可达性分析

潜能模型作为测度空间可达性的重要模型,广泛应用于医疗教育、公园绿地等公共设施可达性分析中。以家具物流园为切入点,在物流园区占地面积影响因素的基础上加入物流企业数量因子,构建改进潜能模型测度其空间可达性。同时结合地理信息系统(GIS)插值方法进行可达性等级划分,并在出行时间测算中引入货车限行影响因子。以南康区为例进行家具物流园空间可达性验证分析。结果表明:南康家具物流园区潜能分布较为平衡,中部物流商贸城和红土地物流园作为成熟的物流园其潜能值最大,物流园区空间可达性分布差异不明显,大致呈现出中东部高、周边低的分布格局。

湖北漳河灌区中稻气象产量变化特征及预测模型

准确的气象产量是正确评估气象条件对粮食产量影响的前提。为了探究湖北漳河灌区单季稻气象产量的时间序列变化规律,尝试通过三点滑动平均法、HP滤波法和一次指数平滑法、二次指数平滑法4种方法将漳河灌区1975—2020年的水稻单产数据分离为水稻趋势产量及气象产量,通过相关分析筛选水稻8个生育阶段的主要气象因子,然后与分离的气象产量构建水稻预测模型。结果表明:4种分割方法均能较好地反映气象产量序列与湖北省生产力发展水平的区域一致性特点,多年平均气象产量占总产量的比例约为3.39%,但2008年以后其占比达到10.1%。相关分析识别出抽穗开花期最低气温、拔节孕穗期最高气温、分蘖后期平均气温、返青期最低气温、乳熟期蒸发量和育苗最低气温是影响气象产量的主要因子,该模型在率定期(1976—2014年)和验证期(2015—2020年)的相对误差均在5%以内,模型的决定系数R 2为0.994。预测模型有助于研究未来气候变化下的区域水稻产量的变化。

基于移动网格法的流动旋压快速仿真方法研究

目的针对筒形件流动旋压有限元仿真中因网格模型规模庞大而导致的计算极端耗时问题,提出一种基于移动网格法动态控制网格密度的高效仿真算法,并验证该算法的高效性与可靠性。方法移动网格法包括局部加密全六面体网格的动态重构与新旧网格间的数据传递两部分。针对平滑过渡的局部加密网格构造提出了维度分离弹簧比拟法以快速动态重构,并采用三次样条曲线来精确描述工件的几何形状以保证网格重构过程的一致性。在数据传递过程中,为避免冗长的邻域搜索步骤,采用自适应反距离加权插值算法提升传递效率。根据上述算法,设计编制了基于动力显式有限元求解器ABAQUS/Explicit的移动网格法插件,以实现快速仿真模型的连续计算。结果基于移动网格法插件,建立了单旋轮筒形件流动旋压的快速仿真模型。与全加密网格相比,采用移动网格法的仿真模型可在获得精确几何形状的同时提速2~4倍。结论所提出的算法可实现筒形件流动旋压的高效仿真,同时可结合并行计算进一步提高仿真效率。

界面移动法测定离子迁移数实验的改进

对界面移动法实验装置进行了数字化改造,采用电导率-时间曲线测量方法,准确、客观地确定溶液界面在两对电导电极间的移动速率。该方法消除了人工观测的主观偏差,且无需使用指示剂标示界面,解决了低浓度条件下界面无法观察的问题,并可将实验测定对象由传统的酸性电解质溶液(如HCl水溶液)扩展到中性电解质溶液(如NaCl、KCl等)。该方法在实验浓度范围内(约0.01–0.1mol·L^(-1))测定的氢离子迁移数值在合理偏差的区间内(0.8230–0.8350),可用于测定电解质的离子迁移数和电迁移率等性质,为物理化学实验教学提供一种新方法。

基于增广SVD-MWKF的激励识别与结构响应重构

针对传统卡尔曼滤波算法在结构响应重构应用中需要外部激励及测量噪声方差先验已知的问题,提出一种基于增广SVD-MWKF(Singular Value Decomposition-Moving Window Kalman Filter)的激励识别与结构响应重构方法。首先,引入奇异值分解降噪技术以优化移动窗口法对测量噪声方差的实时估计。随后使用基于增广状态空间方程的卡尔曼滤波算法并结合部分测点的加速度测量数据,实现对结构外部激励的识别及各位置的速度、加速度响应的重构。最后,对起重机桁架和简支梁分别进行数值模拟和试验分析,结果表明,相较于移动窗口法,所提方法对测量噪声方差估计更加准确,且对外部激励能进行有效识别。

基于移动窗口法的库尔勒市土地利用景观格局特征分析

绿洲城市是干旱区人类生产和生活的中心,作为绿洲城市,库尔勒市人地关系同样敏感。了解土地利用景观格局的时空演变对于改善该区域的人地关系与生态安全、促进高质量发展具有重要意义。运用景观生态学原理,根据各类景观参数从景观水平与类别上分析库尔勒市土地利用景观格局并用地理探测器模型来分析驱动力。结果表明,1)未利用地依旧为景观的基质。2)景观类型的转移特征在景观面积与类型间的转换上有较显著的时空变化。3)PD、NP、DIV、SHDI和SHEI逐渐增加;CONTAG减少,城郊的破碎化程度均呈持续增大趋势,人类活动影响不断增强,城市化水平提高,库尔勒市处于高速发展时期。4)影响库尔勒市土地覆被/土地利用时空变化分异的主导影响因子是归一化植被指数(NDVI),其贡献率最高;在交互因子探测结果中,NDVI与降水量与气温共同作用时,呈现双因子增强,解释力最大。气温年平均变化与降水量在总体上处于波动上升的阶段,这对提升绿地林地面积以及进行进一步的生态修复都产生了积极的影响。景观破碎化格局的研究利于领会大城市快速成长阶段的景观格局变化规律,为城市生境保护,生态功能修复提供基础。

基于改进对流粒子域插值物质点法的隧道大变形分析

物质点法(MPM)在模拟大变形问题时具有很好的效果,然而传统的MPM在粒子穿越网格边界时存在单元穿越误差,导致精度降低。为克服传统MPM的单元穿越误差,基于对流粒子域插值物质点法(CPDI)理论框架,采用自适应正交改进插值移动最小二乘法(AOIIMLS),提出了改进CPDI方法。AOIIMLS通过构造加权正交基函数,并且忽略了新对角矩阵中的零元素或极小元素的贡献,以避免求解逆矩阵,增强了鲁棒性。改进CPDI采用速度梯度计算粒子域的速度场,粒子速度和粒子域角点速度用于重构背景网格速度函数。通过一维柱在自重作用下的压缩、砂柱坍塌和隧道坍塌离心机试验验证了改进CPDI方法的准确性和适用性,结果表明改进CPDI降低了单元穿越误差,得到了更高的精度。最后,采用改进CPDI方法模拟了青岛地铁4号线静沙区间地面塌陷全过程,验证了改进CPDI方法在岩土工程大变形领域的适用性及优势。

油液环境中有载分接开关快速机构切换特性

利用基于移动粒子半隐式方法的Particleworks,分析有载分接开关快速机构在油液环境中的切换特性.介绍有载分接开关快速机构的工作原理,设计有载分接开关快速机构的机械结构,给出快速机构在油液环境下的动力学计算基础.建立该有载分接开关快速机构在油液环境中的动力学仿真模型,对照了该快速机构在有无变压器油液环境中的切换特性差异,得到驱动电机的驱动扭矩要求大于40 N·m.分析油液黏度和储能弹簧刚度对该快速机构切换特性的影响,得到快速机构在油液环境下切换过程中飞轮受到的油液阻力矩的变化规律,通过流场分析揭示了飞轮受到的阻力矩变化和波动的原因.

考虑负荷特性与工况的公交充电站光储配置

随着光储充一体化充电站的发展,如何在现有公交充电站基础上合理确定光储容量成为了焦点。因此提出了考虑负荷特性与运行工况的光储公交充电站容量配置模型。首先考虑公交充电站充电负荷特性,通过移动边界法确定储能充放电状态的阈值,构建更加最优的光储公交充电站运行工况及运行条件。其次,以极大化光伏利用率和极小化系统投资、运行成本为目标,采用粒子群算法进行优化求解,确定出光储公交充电站最优的光伏以及储能容量。基于实际运营数据,对考虑负荷特性和运行工况的光储公交充电站和未考虑的光储公交充电站进行经济性对比。结果表明,在相同配置情况下考虑负荷特性和运行工况能够得到更加合理地光伏和储能容量。

数据驱动下的声学器件音质优化

音质是声学器件声音表现的重要衡量标准.但音质的优化过程需要对大量频点的响应进行协同优化,造成优化问题的可求解性较差.该文提出了一种数据驱动下的声学通道拓扑优化设计方法,可实现声-结构系统中的声频响快速预测,进而借助显式拓扑优化技术实现声学器件的音质优化.通过人工神经网络对结构几何参数、激励频率与声频响之间的非线性关系进行建模,以可移动变形组件(moving morphable components,MMC)法中的结构几何参数、激励频率为输入变量,以声压频响作为输出变量,通过训练多层前馈网络建立了声频响的人工神经网络模型.所得结果可以有效地将目标频带内的声压级范围差从44.89 dB缩小至6.49 dB,相较于传统优化方法,求解速度约为之前的16.3倍,表明了当前方法对音质优化问题的快速求解具有明显效果.

矿区地表形变时空演化分析方法研究

用传统监测方法获取的离散点数据只能描述特定时间的空间形变状态,无法反映矿区地表形变整体时空演化。本文介绍了一种矿区地表形变时空模型的构建方法,通过对空间多项式引入时间项变为时空多项式,并基于移动最小二乘法顾及局部特征,提出时空多项式和移动最小二乘法结合完成模型拟合。实验分析表明,选取合适时空项阶次的模型具有良好的拟合精度,实现了对矿区地表形变的时空趋势拟合,能够直观地反映矿区地表形变的整体时空演化趋势和规律。

三轴载人离心机加速度过载模拟算法开发与验证

在进行飞行员抗荷训练时,需要通过载人离心机实现复杂的加速度条件,因此开展三维变加速度过载模拟试验具有重要意义.本文针对上述需求,开展三轴载人离心机过载模拟算法开发与验证研究.首先,通过运动学分析建立三轴载人离心机的运动学模型;然后,应用移动平均平滑算法平滑输入过载,减少计算过程中俯仰角和滚转角的突变;在此基础上,提出三维变加速模拟的最优化算法,并进行验证.最优化算法以各离散时刻的位置、速度、加速度为优化决策变量,用运动学模型仿真加速度过载与预期加速度过载的误差建立优化目标函数,将过载模拟问题转化为最优化问题进行求解.计算结果表明:(1)移动平均平滑算法通过平滑输入过载,可显著减少俯仰角和滚转角的突变,(2)提出的最优化算法比传统算法能更准确地模拟预期加速度过载.

钠水蒸汽发生器的钠温自抗扰控制研究

钠冷快堆是燃料闭式循环的成熟候选堆型,其中钠水蒸汽发生器是连接钠冷快堆二、三回路的重要枢纽,具有复杂的流动和换热特性,需要研究其钠侧出口温度的自动控制技术。文章使用机理建模,建立了钠水蒸汽发生器的动态数学模型,并选用线性自抗扰控制技术,在充分利用模型信息的基础上,设计了钠水蒸汽发生器的自抗扰控制系统。仿真实验表明,所设计的钠温自抗扰控制器具有良好的设定值跟踪和抗扰性能,该研究对钠水蒸汽发生器的运行控制有一定的参考价值。