考虑桩基循环弱化的深水导管架谱疲劳分析

深水导管架平台长期承受复杂环境载荷,由于环境循环载荷的影响将引起桩基周围土壤特性的变化而产生承载力弱化的现象。以200m水深导管架平台为研究对象,由Morison方程和Stokes波浪理论获得波浪载荷和水质点速度,通过分析确定疲劳损伤中心并建立其传递函数,从而计算出各方向的波浪响应,根据Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤理论,开展了考虑桩基弱化的波浪谱疲劳分析。通过案例分析发现,考虑桩基弱化影响将减少导管架平台的疲劳寿命。

体波地脉动单点谱比法研究

采用弹性成层介质模型,应用概率分析方法,推导地下体波斜入射成层介质,在自由表面形成体波地脉动的水平分量与竖向分量谱比表达式。然后,通过大量模型计算,论证体波斜入射单层覆盖半空间形成地脉动水平分量与竖向分量谱比特性与场地传递函数间的关系。结果表明,利用地脉动单点谱比法分析体波为主要成分地脉动时,与场地水平向传递函数相比,可以得到较准确阻抗比大于3的场地卓越频率和偏小的场地放大因子。

大口径干涉仪系统传递函数校准

波前功率谱密度 ( PSD)被用于评价 ICF激光驱动器光学元件在中频区域的波前误差。目前主要采用大口径相移干涉仪检测 ICF光学元件的波前畸变 ,通过傅里叶变换获得波前的 PSD分布。相移干涉仪在较高空间频率分量的测量上存在失真效应 ,因此需对干涉仪的空间频率传递函数进行校准 ,采用位相比较法测量大口径相移干涉仪的系统传递函数。为此 ,利用衍射光学元件的制造工艺 ,设计、制作了标准的透射和反射位相元件 ,比较理论计算值与实测 PSD值 ,分别获得了大口径相移干涉仪透射。

传递函数在地下工程地震响应研究中的应用

将传递函数引入地下工程地震响应的研究,提出利用传递函数进行地下工程地震响应的频谱特性分析、地震响应时频估算以及地震动输入频谱修正的3种应用方法。基于白鹤滩水电站13#机组剖面地下洞室群,对这3种方法进行了探讨及检验。结果表明:传递函数可清晰表达地下工程在地震动作用下的输入、输出关系,描述洞室群各部位的动力特性,且与其他频谱特性研究方法得出的结论相一致。在自下而上的地震剪切波作用下,洞室底板部位的响应整体强于顶拱部位,且具有不同的主频段;但在3～4 Hz频段,顶拱的动力响应强于底板。采用有限带宽随机白噪声算得洞室群各部位的传递函数,再根据传递函数进行实际地震响应时频估算的方法是可行的,估算与验算结果吻合良好,该方法可以大幅度减少计算量,使得根据有限的计算结果把握特定工程的整体动力响应特征成为可能。根据已有研究成果,取洞室底部或河谷水面为地震响应的频谱控制点,基于传递函数对输入地震动时程进行频谱修正,可保证地下工程动力响应地震动输入机制的合理性。

基于谱分析法的深水导管架平台疲劳寿命可靠性分析

以200m水深导管架平台为研究对象,采用有限元方法对各疲劳子工况下平台的动力响应进行分析,确定了计算点处的传递函数,并计算出相应的应力谱;根据Miner线性疲劳累积损伤理论及结构可靠性理论对平台的疲劳寿命可靠性进行了分析;对泥面以下6倍桩径处固定的等效桩做法在深水导管架平台动力分析中的适用性进行了分析。对于深水导管架平台,采用泥面以下6倍桩径处固定的等效桩做法存在较大误差,进行动力分析时须采用桩-土耦合模型;波高较小海况下,平台结构应力谱对应于波浪主频率的峰值较小、对应于平台前两阶固有频率的峰值较大,后者是导致平台疲劳破坏的主要原因;导管架过渡段到第三水平层之间节点及泥面处节点的可靠性指标相对较小。

使用地面单台三分向地震记录资料评估场地效应方法的研究

利用唐山强震观测台阵提供的井下和地面数字测震资料 ,研究了用单台地震记录评估场地效应的方法 .利用井下基岩地震记录作参考台 ,用地面和井下的记录求取经验传递函数 .同时应用Nakamura单台评估方法求解Nakamura谱比率 .通过对比 ,证实了对场地效应的评估可以使用地面单台测震资料进行 ,不必参考基岩台的资料 .因此 ,该方法是评估重要工程场地效应的一种简便可行的方法 .使用该方法可以降低地震小区划的成本 .

USDBL的平稳条件、谱密度及最优线性预报

本文针对上次对角双线性时序模型(简记为USDBL(p,q,r))进行研究.在输入为正态白噪声的假定下,通过广义传递函数得到了该模型平稳性的充分必要条件,并计算了输出序列的谱密度函数.证明了该模型的二阶特性与一个线性平稳ARMA模型相似,最后给出了该模型的最优化线性预报方法.

设计坦克水平向稳定器的最优传递函数法

介绍了如何用最优传递函数设计坦克水平向稳定器 ,并运用 Matlab仿真模块 Simulink分别对当系统的指令信号为单位阶跃信号和斜坡信号时进行了仿真 ,仿真结果表明设计的稳定器性能优于传统设计且结构简单。短调节时间使得火炮在行径间有很好的稳定状态 ,对提高命中率、打击目标有很好的效果 ,是稳定器设计的一种有效方法。

硅基竖直耦合三环谐振波分复用器的特性

对1×N信道硅基竖直耦合三环谐振波分复用器的传输特性进行了分析,给出了光学传递函数的公式.在中心波长1550.918nm、波长间隔1.6nm的情况下,对其振幅耦合比率、波谱响应、分光光谱、插入损耗、信道间的串扰进行了数值模拟.计算结果表明,该器件具有以下良好性能:若取小环与信道间的振幅耦合比率为0.27,小环与大环间的振幅耦合比率为0.06,该器件具有箱形波谱响应,输出光谱中的次峰值已被抑制到-25dB,谐振峰平坦且陡峭,3dB带宽约为0.28nm,每条输出信道的插入损耗及串扰较小,插入损耗小于0.71dB,串扰可降至-53dB以下.

地磁短周期变化异常对中国中强地震的响应

我们考察了发生在中国的11个具有代表性的地震后发现,地震前地磁短周期转换函数的帕金森矢量或韦氏矢量指向震中方向,转换函数|A|或|B|值明显偏离正常值以及总误差δ_z显著增大,均为未来地震的发生和震中方向提供了判断依据。应用此法,我们成功地预报了M_s5.1地震。 中国地震科技工作者认为,震前地磁短周期变化异常是客观存在的,物理基础是清楚的,是有希望的地震短临预报方法。

FY-3B/C中分辨率光谱成像仪在轨初期传递函数的评价和比较

针对极轨气象卫星的特点,提出了利用极地冰雪目标进行风云(FY)卫星中分辨率光谱成像仪(MERSI)传递函数(MTF)测试的刃边方法。该方法沿着冰雪和海洋之间的边缘进行取样,然后将获得的点扩展函数经过傅里叶变换得到最后Nyquist频率点处的MTF值。该方法能够应用于绝大多数MERSI通道。MTF测试结果表明:在轨初期,FY-3B/C-MERSI图像在卫星飞行方向的MTF结果都在0.31左右,图像质量较高,能够满足设计指标。但两颗卫星的MERSI传感器图像空间频率特性沿扫描方向都不是很好,1 000m分辨率的FY-3C图像测试结果集中在0.12左右,FY-3B集中在0.10左右,且FY-3C星结果系统偏高于B星,B星250m分辨率的测试结果只有0.07。分析认为导致这种图像频率特征质量在扫描方向严重下降的主要原因是设计MERSI时为保证信噪比保留的像元重叠扫描,建议在下一代FY-3号气象卫星设计时考虑这种重叠扫描的处理。

太阳光谱辐射计的信号传递与性能表征模型研究

太阳光谱辐射计作为一种专用光谱辐射测量仪器,对于其宽谱段和大动态范围的测量特点,准确完整地表征分光性能是十分重要的。研究内容旨在为太阳光谱辐射计的研制与验证提供明确的理论依据和测试方法,给出清晰而准确的机理模型和指标模型对光谱仪器系统的设计和评估提供指导。因此,重点阐述了光谱仪器系统的信号传递模型到性能指标模型的推导和建立过程。线谱扩展函数这种串联卷积模型能够综合反映仪器的各个元件对系统的影响,而且很容易通过窄带线谱光源测试而得到,并且线谱扩展函数矩阵能够清晰完整地给出光谱仪器的分光性能细节特性。而在线谱扩展函数的基础上再进一步提取关键几何特征,通过简单的算法定义即可得到半高全宽(FWHM),带外抑制和带外辐射这三项示性函数指标,可以很好地对分光系统的性能进行定量表征,是十分有效的光谱仪器系统性能评估的指标模型。

滤光片装调误差对成像品质的影响

采用离散滤光片分光技术设计了面阵全色/多光谱相机,针对相机高分辨率、高成像品质的要求,从理论上研究了滤光片装调误差对系统成像品质的影响,推导出滤光片仅存在俯仰或倾斜装调误差,以及两种误差同时存在时由于滤光片装调误差所引起的光学系统焦距的变化和成像位置在探测器像面上的移动量,仿真分析了两种误差独立存在和同时存在时对系统调制传递函数(MTF)的影响大小,以及不同入射角度下滤光片装调误差对成像品质的影响,为滤光片结构设计和装调提供了参考,飞行试验结果验证了理论分析的正确性。

一类基于谱方法的强化学习混合迁移算法

在状态空间比例放大的迁移任务中,原型值函数方法只能有效迁移较小特征值对应的基函数,用于目标任务的值函数逼近时会使部分状态的值函数出现错误.针对该问题,利用拉普拉斯特征映射能保持状态空间局部拓扑结构不变的特点,对基于谱图理论的层次分解技术进行了改进,提出一种基函数与子任务最优策略相结合的混合迁移方法.首先,在源任务中利用谱方法求取基函数,再采用线性插值技术将其扩展为目标任务的基函数;然后,用插值得到的次级基函数(目标任务的近似Fiedler特征向量)实现任务分解,并借助改进的层次分解技术求取相关子任务的最优策略;最后,将扩展的基函数和获取的子任务策略一起用于目标任务学习中.所提的混合迁移方法可直接确定目标任务部分状态空间的最优策略,减少了值函数逼近所需的最少基函数数目,降低了策略迭代次数,适用于状态空间比例放大且具有层次结构的迁移任务.格子世界的仿真结果验证了新方法的有效性.

降低冲击噪声的机理分析

人们对噪音的感觉不但取决于声级的大小,而且还与噪音的频率有关。所以通过对冲击噪声频谱的研究,分析产生冲击噪声的瞬时时间与频谱之间的关系是十分必要的。对冲击噪声进行了数学上的描述和实验上的分析,提出了降低冲击噪声的措施。

光源光谱特性对空间相机调制传递函数检测的影响

调制传递函数(modulation transfer function,MTF)检测是评价空间相机像质的重要手段.空间相机光学系统透过率和色差、探测器量子效率均与波长相关,采用不同光谱特征的光源所得到的MTF会出现偏差,光源光谱特性的影响不可忽略.针对这一问题,提出了一种分析光源光谱特性对空间相机MTF检测结果影响的方法,设计了空间相机光谱响应率和单色PSF标定装置及方法.利用所提方法及标定结果,计算了五种光源检测空间相机MTF时的理论值,发现氙灯和其他四种光源的MTF值偏差较大.对比卤钨灯和氙灯检测MTF时的理论值,发现卤钨灯所得MTF在全频段内均大于氙灯所获取的MTF,二者之间的偏差在中高频处最大,最大偏差为0.075.搭建了实验装置,分别采用卤钨灯和氙灯作为光源,利用倾斜刃边法检测MTF,发现二者所得MTF在各个频率点处的分布特征及偏差与理论计算结果相同,且最大偏差为0.057.理论及实验结果表明,本文方法能够准确评估光源光谱特性对空间相机MTF检测的影响.

基于加速度信号的TMT三镜镜面jitter测量

为了更好地对于TMT三镜镜面jitter进行评价,基于镜面方向的加速度信号,通过传递函数以及功率谱的方法,获得了镜面jitter的频域分布与数值特征。首先,对于梯形积分、辛普森积分以及3/8辛普森积分的基本性质进行推导,之后基于功率谱的思想,提出利用白噪声填满数据全部频域以及结合数值方法得到传递函数;最后对于实际测量得到的加速度信号,得到了米级口径望远镜镜面jitter的数值以及频域分布,同时证明了利用文中方法对TMT三镜镜面jitter进行评价的可行性。文中的方法对于同类的大口径望远镜的jitter测量也有一定的借鉴意义。

白光干涉仪传递函数的成因分析及其非线性研究

为提高光学表面的功率谱密度检测精度,研究了白光干涉仪仪器传递函数(ITF)的产生机理和标定方法。将白光干涉仪作为非相干成像系统,对正弦表面干涉光强进行Bessel函数展开,通过干涉光强的频谱强度变化研究白光干涉仪对正弦表面高度的作用机理,利用数值仿真计算了白光干涉仪对正弦表面的衰减程度。采用30、80、120 nm高度的台阶标准板对商品白光干涉仪的传递函数进行标定,并提出了一种可靠的ITF计算方法。理论分析、数值仿真和实验结果表明:ITF随表面高度的增加而增大,此时白光干涉仪对表面高度的响应表现出明显的非线性;表面高度小于λ/10得到的ITF曲线与白光干涉仪光学系统调制传递函数非常接近,白光干涉仪对表面高度的响应接近线性。文中对于白光干涉仪频域传递特性研究和光学表面功率谱密度检测具有重要意义。

HVSR方法用于地震作用下场地效应分析的适用性研究

以美国Garner Valley Downhole Array(GVDA)竖向观测台阵的强震观测记录为基础,利用水平与竖向谱比(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio,HVSR)方法与传统谱比方法研究了多次地震作用下竖向台阵场地的波动传播规律,探讨了该场地HVSR曲线与传递函数(Transfer Function,TF)曲线的差异,综合利用频域求解一维层状场地P、SV波入射情况下场地响应的土层地震反应分析方法和合成理论地震图的波数积分法解释了二者差异可能的原因,在此基础上研究了HVSR方法应用于地震作用下场地效应分析的适用性.研究结论表明:竖向地震动场地效应是HVSR与传递函数产生差异的主要原因,竖向地震动场地效应主要是由竖向地震动中的P波成分引起的.在场地竖向放大可以忽略的频段范围内,HVSR可以作为传递函数研究地震作用下的场地效应.

基于光学传递函数的光学系统频谱分析

光信息处理是60年代发展起来的一个新的研究方向，而现在师范类院校有关光信息处理内容的介绍中大部分都是由实验入手没有从根本上解释光学系统的频谱分析．结合光信息处理教学实际，应用光学传递函数解释相干光和非相干光学系统在衍射受限光学系统、像差光学系统和有限视场光学系统中的频谱分析，发现应用光学传递函数解释光学频谱分析能够更有效培养理科生逻辑推理能力．