远郊大型冬季活动客流演进及路径分流研究

有效的客流组织是保证大型活动成功举办的关键,通过大型冬季活动的客流特征及意向调查,建立了观众路径选择模型和客流动态演进模型,分析了大型活动各设施节点的客流分布和客流排队时间分布动态变化规律。结果表明:增加取暖房、纪念品店、景观点等设施将提升观众在远郊大型冬季活动中的观赛体验。大型冬季活动的观众可接受的安检/检票、等公交的排队时间及步行到场馆的时间心理阈值为20 min,且观众更愿意选择步行时间短和服务设施数量多的路径;采用路径分流并提供路径实时信息,会使得分流路径上、下游节点的客流分布更为均衡平缓,有效减少客流聚集和长时间排队等待现象。

基于标度律的壁湍流运动分解与雷诺数效应

壁湍流广泛存在于自然界和工程中,对其深入研究和理解有助于发展新的计算模型和调控手段。湍流具有多尺度性,壁面带来的各向异性使得壁湍流多尺度运动更为复杂。本文探讨和总结了基于标度律的壁湍流运动分解方法:内–外分解方法和外区分解方法,其中内–外分解方法基于内区湍流运动的雷诺数无关性,而外区分解方法基于Townsend的附着涡标度律;讨论了分解后壁湍流运动统计特性的雷诺数效应,给出了内区湍流运动达到雷诺数无关和出现外区湍流运动的2个临界雷诺数。

弱连接VSC在“外环-锁相环”时间尺度下的一类小扰动稳定性提升方法及等效性分析

大量理论研究发现电压源换流器(voltagesource converter,VSC)接入薄弱电网后,易发生由“外环–锁相环”交互所主导的小扰动失稳现象,且在多个实际工程中也发现此类稳定问题。为此,国内外学者提出了大量改进控制方法,其基本原理为在有功外环、无功外环与锁相环三者之间施加附加补偿控制,以提升弱连接VSC(weak-grid connected VSC,WG-VSC)并网稳定性。该文将这些方法归纳为WG-VSC在“外环–锁相环”时间尺度下的一类小扰动稳定性提升方法。试想,这些策略都能提升稳定性,那么它们是否存在某种等效性?此外,基于等效性原理,还能否推导出其他的改进控制措施?该文研究动机是期望从方法论的视角回答上述问题,进而为解决此类稳定性问题提供基本依据。该文创新工作是基于一种能够清晰展现“外环–锁相环”交互关系的等效锁相环模型,首次揭示了这一类改进控制方法在提升WG-VSC“外环–锁相环”时间尺度小扰动稳定性方面具有等效性。此外,通过观察分析现有补偿控制策略在拓扑结构和作用机理上的特点,该文还预测了其余多种新型小扰动稳定性提升控制策略,并基于等效锁相环(phaselockedloop,PLL)模型分析得出,通过特定的控制器设计方法,可使得此类补偿控制策略在WG-VSC系统小扰动稳定性提升方面具有等效性。最后,基于PSCAD/EMTDC的详细电磁暂态仿真模型验证了该文理论分析的准确性。

海洋湍流外尺度对高斯光束传输特性的影响

针对功率谱反演法模拟的海洋湍流相位屏中缺乏外尺度对光学特性影响的模型,基于Nikishov海洋湍流功率谱模型,提出一种指数型外尺度的Nikishov谱的修正模型,并通过功率谱的收敛性质及标准化光谱对该模型进行验证。相比于已有的包含外尺度参量的功率谱模型,该修正谱形式较为简单,便于分离变量,可在后续的研究中基于波动光学理论借助超几何函数对光学参量理论公式进行推导。基于该功率谱修正模型建立复合海水信道湍流相位屏仿真模型,针对功率谱反演法生成的相位屏存在低频信息不足的缺陷采用低频次谐波进行补偿,通过光线追踪的蒙特卡洛统计方法分析了湍流外尺度对高斯光束光学特性以及信号时域扩展特性的影响。波动理论数值计算与基于相位屏的仿真结果一致表明:在弱湍流条件下,海洋湍流外尺度对准直高斯光束光束扩展、质心漂移特性的影响较大,对光强闪烁的影响较小;海洋湍流外尺度对时域展宽影响较小,湍流影响下的信号时域扩展与传输距离近似呈现二次函数关系。

强湍流效应下光束漂移特性的数值分析

为研究强湍流效应下大气湍流外尺度与内尺度对高斯波束光斑漂移特性的影响,首先利用修正的von Karman谱,分别推导出高斯光束在聚焦和准直条件下传输的光束漂移方差表达式,并且利用实验数据进行验证;进而根据所推导的光束漂移表达式,利用数值分析方法,对不同内外尺度条件下的光束漂移特性进行研究。研究结果表明外尺度的增大会加强光束漂移效应,而内尺度的变化对光束漂移特性无显著影响。

钢-混凝土主梁-次梁节点受力性能试验研究

通过对2个足尺节点试件的静载试验,验证了其可靠性,并研究了次梁配筋方式(U型钢内部是否配有贯穿钢筋)对这类新型节点破坏形态、承载力、变形性能、应变分布等的影响。研究结果表明,两个节点试件表现出良好的变形能力,且破坏形态相同,均是在次梁交界面形成弧形贯通裂缝而破坏。贯穿钢筋可略提高节点承载力,但会增加次梁对外套型钢的“杠杆”效应,使外套型钢下翼缘应力集中增强,导致结构延性下降。试验考虑了楼板效应,因此能很好地反映主梁-次梁节点的真实受力状态,对主梁-次梁节点的设计与应用具有重要参考价值。

大气温度起伏谱的测量

用直径 1 μm和 1 0 μm金属丝分别测量了大气温度起伏功率谱 ,提出了测量湍流外尺度的方法。实测结果表明 :在复杂的光传输路径上至少有 5 0 %的温度谱不符合 Kolmogorov的 -5 /3定律 ;用直径 1 μm丝进行单点测量的 C2n 和直径 1 0 μm丝进行双点测量的 C2n较为一致 ;80 %的外尺度不超过7m。

基于天气数值预报模式预报高空光学湍流

介绍了天气数值预报模式的运行流程、模式安装、模拟参数设置等。结合光学湍流的参数化方案,预报了大气光学湍流强度廓线,并与探空气球实测数据对比验证。结果表明,预报的大气光学湍流强度廓线符合高空光学湍流的一般特征和变化规律,但廓线的形状与实测存在一定的差异,并分析产生差异的原因。分析表明,提高预报精度需要改进高空湍流外尺度模式。

不同地区大气光学湍流内外尺度测量

用光学湍流参数自动测量系统对内陆地区和沿海地区光学湍流内外尺度进行了大量的实验观测。分析了湍流尺度的日变化规律,给出了其频数分布。结果表明:两地内尺度的均值为十几mm,外尺度的均值约为2 m;内陆地区内尺度日变化趋势较为复杂,而外尺度的日变化趋势与湍流强度十分相似;沿海地区内外尺度与湍流强度均无明显关系。大气湍流尺度的大小和分布状态是随时间和空间变化的,因此,在估算实际大气湍流对光学系统的影响时,需要实测湍流尺度以便得到准确的结果。

大气湍流模拟装置性能测试

利用光传输实验的大气湍流模拟装置测量了光传输特性。采用到达角起伏和光强闪烁两种方法来测试光传输特性。测试结果表明,温差1～200℃时,Fried相干长度为0.7～40 cm;温差200℃时,到达角起伏谱频率能达到100 Hz;光强闪烁强度频率可达100 Hz,湍流特征速度约0.1 m/s,外尺度约20 cm。湍流模拟装置所测的性能指标和实际大气湍流性能较为接近,并且湍流强度具有较好的稳定性和可控性,能满足光传输实验要求。

自由空间光通信系统中弱大气湍流引起的相位波动和强度闪烁对DPSK调制系统的影响(英文)

大气湍流是自由空间光通信链路系统的主要限制因素。大气湍流造成光束的强度闪烁和相位起伏。因此,基于MZI-DPSK调制,考虑大、小湍流尺度引起的强度闪烁和相位噪声对误码率的影响且强度闪烁满足逆高斯分布和相位波动满足高斯分布。利用分布式天线阵接收技术,研究了大气湍流下自由空间光通信链路的误码率性能,推导了在内外尺度下,分布式天线阵接收的误码率关于相位误差的函数表达式。为了提高误码率的性能,天线阵接收采用了最大比合并技术。仿真结果得出相位误差对误码率的影响很大;内外尺度对误码率的影响可以忽略不计。采用天线阵接收可以降低系统的误码率,提高通信系统的性能,且得出天线阵接收的最佳子天线个数。

湍流外尺度对大气相干长度和等晕角的影响

根据实测的湍流结构常数的高度分布资料，分析了大孔径和小孔径两种情况下湍流外尺度Ｌ＿０对大气相干长度ｒ＿０和等晕角θ＿０的影响。计算结果表明，在Ｌ＿０为有限值情况下，ｒ＿０和θ＿０明显地增大了，对于大孔径望远镜，在红外波段，如波长为２．２μｍ，ｒ＿０和θ＿０更大，θ＿０甚至可达０．５ｍｒａｄ。

湍流大气外尺度对波束地-空传播闪烁影响研究

根据在中度和强湍流大气条件下引入空间频率滤波函数的修正Rytov方法,从理论上给出了地-空斜程路径上从弱到强起伏下包含湍流内、外尺度效应的激光高斯波束闪烁指数模型。该模型在相应的条件下分别可转变为波束波水平视距路径传播的闪烁模型和平面、球面波的闪烁指数模型。应用该模型,分析了湍流内、外尺度对波束波地-空路径传播时闪烁指数的影响。结果表明,在中度起伏条件下,内尺度对闪烁的影响是相当显著的,而外尺度的影响较小;从中到强起伏区,随着湍流强度的增加或传播距离的增加,外尺度影响逐渐的增大;在强起伏区,外尺度的影响已达到与内尺度影响具有同样的程度。因此,对于光波束在较强湍流中传播或在大气中传播路径较长时,对光波束闪烁预测不但要考虑内尺度效应,而且也要考虑外尺度效应。

斜程大气湍流中成像系统分辨率的影响因素研究

大气湍流是影响光学成像系统分辨率不可避免的因素之一。为了研究大气湍流内外尺度、湍流轮廓线及探测高度对光学成像系统分辨率的影响,根据光学成像系统积分分辨率理论及修正Von Karman湍流谱,推导了斜程传输路径下考虑湍流内、外尺度的光学成像系统的分辨率积分公式。数值计算中应用ITU-R公布的随高度变化的大气折射率结构常数模型,结果表明:湍流内尺度对光学成像系统分辨率的影响要远小于湍流外尺度对分辨率的影响,而湍流内尺度又限制着外尺度对光学成像系统分辨率的影响;斜程传输时,湍流轮廓线的影响大于外尺度对积分分辨率的影响;光学成像系统分辨率在近地面受近地面大气结构常数的影响大,而当高度大于5 000 m时,光学成像系统分辨率受风速的影响大。

温度微结构的高空气球观测

本文给出了在河北省香河县的一次高空气球垂直探测大气温度起伏的主要结果。由气球吊篮上端同一水平线上三个钨丝温度计测量的温度起伏计算出不同水平和垂直距离的湍流结构常数。结果表明：大气在大于０．３３～１．０７ｍ的范围满足Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ的２／３定律，垂直方向温度谱分析表明－５／３幂率区可达２０ｍ以上。

湍流折射率谱型对大气闪烁和相位起伏功率谱的影响

基于Taylor湍流冻结假设理论,在不同湍流折射率谱型条件下,推导得出了光波闪烁和相位起伏频谱的表达式;数值计算了湍流谱型中折射率标度指数、内尺度以及外尺度变化时对光波频谱的影响。结果表明:随着折射率起伏标度指数的增大,闪烁频谱的低频段不再仅为常数,高频段下降的幂率逐渐增大,同时相位频谱在整个起伏频率段下降的幂率越来越大;湍流内尺度的增加将引起光波频谱的高频段下降的幂率越来越大;而随外尺度的减小,闪烁频谱低频段的振幅减小,这种影响在大口径接收时较为明显,相位谱的低频段幂率减小。

远海海面大气光学湍流实验测量

将光纤湍流测量系统搭载于我国的"远望号"航天测量船,首次实现了远海海面大气光学湍流的空间多点同步测量,初步获得了远海海面大气光学湍流的基本特征和定量数据.测量共进行了37天,测量数据处理包括大气光学湍流强度的统计分析、采用Greenwood湍流空间相关函数模型对实测的光学湍流空间相关函数进行非线性拟合从而获得湍流的空间外尺度,以及采用分段拟合算法获取光学湍流的功率谱标度指数.结果表明:海面大气光学湍流强度中等偏弱,且无明显规律性的日变化趋势;空间外尺度较小,约为0.2—0.3 m;湍流谱标度指数符合-5/3次方的概率均为25%左右,低于相应的近地面概率.

趋势与选择——复合型体育设施设计前期问题探讨

大众体育需求的多样化、体育场馆经营体制的转变、功能复合化所具有的效益优势使体育场馆功能复合化成为一种发展趋势,在这种趋势下所进行的种种实践,结果却往往良莠并存。建筑师需要借助设计前期的研究成果在复杂多变的环境中选择适用、适量的功能单元,构筑具有环境适应性的功能结构,为设计提供客观、科学的依据。

采用改进的退化模型恢复湍流降质图像

采用考虑湍流内外尺度影响的退化模型来恢复大气湍流降质图像,运用包含了湍流内外尺度影响的波结构函数、折射率谱以及薄透镜成像的退化函数导出了新的退化模型。相对由Kolmogorov谱推导出的模型,该模型引入了更完整的先验约束条件,更接近大气湍流的物理特性。针对飞机目标湍流退化图像,利用约束最小二乘滤波的方法对该退化模型进行了复原验证,模拟结果表明了该模型比较理想,恢复效果较好。

近地面大气光学湍流外尺度的实验研究

分析了含有外尺度的Von-Karman湍流空间相关函数模型,并利用光纤湍流空间传感阵列的实测数据,根据拟合算法获得了大气光学湍流空间外尺度的值及日变化,对模型的适用性进行了实验验证.将空间相关函数理论与空间多点同步测量的数据相结合,尽可能清晰地展现了几种适合用相关函数描述的湍涡尺度.结果表明,在1.8 m的草地上,大气光学湍流的外尺度呈现出白天较大、夜间较小的日变化趋势,正午前后均值约为0.44 m,夜间约为0.3 m.有三点需要说明:其一,当两点间距恰好等于外尺度时,其空间相关系数为0.26,当两点间距超过外尺度之后,仍具有一定的相关性;其二,积分尺度代表了湍涡尺度的平均值,该值略小于外尺度;其三,湍涡的最大尺度所对应的湍流空间相关性为0,其值略大于外尺度.不难发现:湍涡三种尺度的日变化与湍流强度的日变化趋势非常相似.以空间布点探测的方法获取湍流特征尺度,结果直观,而且能够直接验证湍流空间相关函数模型,所以可在一定程度上促进湍流空间结构特性的研究.