基于探空数据分析低云对大气折射率结构常数的影响

本文基于实测的热力湍流探空数据,使用WR95方法识别低云的垂直结构,对比分析了低云与晴空天气下大气折射率结构参数C_n~2、气象条件和大气稳定度的平均统计结果.结果表明,低层薄云对C_n~2起伏变化的影响微乎甚微,仅仅表现出轻微增大的趋势,云底C_n~2相对于晴空天气平均增大1.6倍,云顶之上最大程度增大2.5倍.低层中厚云在云顶处C_n~2相对于晴空天气增大了3.80—6.61倍,且云顶区域C_n~2增大的幅度大于云底区域.云底区域大气湍流特性受到地面热力驱动与低云冷却的联合作用,沉降气流与地面向上气流发生了耦合,增强了风切变,C_n~2在这一高度附近也出现了增强.综合对比晴空和有云天气C_n~2大小可知,云对C_n~2的增强效应大致在10–16量级.一方面,风切变在云顶处或者云顶之上达到最大值;另一方面,因为云顶短波辐射增温和长波辐射冷却的共同作用,云顶之上会形成不同厚度的逆温层,致使云顶处位温变化率急剧增大,Brunt-V...     

Phase Transition and Critical Phenomenon Occurring in Granular Matter

We investigate the granular flow states in a channel with bottleneck by molecular dynamics simulations.Our study is restricted only on a selected key area rather than on the whole system to focus on the flow properties of a single granular state.A random force field is introduced to control the granular temperature.It is also pointed out that the flow rate in the granular flow can be correlated with the pressure,which leads us to carry out a comprehensive study similar to the classical study for general liquid-gas phase transition.Our results show that the dilute flow state and the dense flow state of the granules are similar to the gas state and the liquid state of general substances,respectively,and the properties of phase transition and critical phenomenon are also similar to those occurring in general substances.     

一种改进混合迎风格式在翼型流场激波捕捉中的应用

波阻是飞行器超音速飞行的关键设计因素,精确捕捉激波在流场中的位置,是数值模拟含激波流场和精确计算波阻的一个重要研究内容.本文基于网格节点有限体积空间离散方法,采用AUSM格式与FVS格式的混合格式(MAUSM方法)计算对流通量,从而抑制在数值模拟流场出现的激波处振荡和过冲现象,确保AUSM准确捕获接触间断的特性和FVS格式捕捉激波的能力.本文使用MAUSM方法分别计算了在跨声速和超声速条件下的NACA0012翼型流场,并与中心差分格式的计算结果进行比较.结果表明,对于存在激波的翼型流场,MAUSM方法是有效的.     

地面力学及其在行星探测研究中的应用

地面力学是研究越野行驶中机器与地面相互作用的一门力学学科, 包括对机器通过性的预测和评价,行走机构的优化设计以及对地面可行驶性的预测判断等几个方面. 首先简介地面力学的研究方法、试验仪器和设备以及主要的成果和结论, 其中包括在这些方面的最新研究进展情况.之后重点介绍行星探测领域中所开展的地面力学研究, 主要从行星探测器设计阶段对地面力学理论和方法的应用、行星模拟土壤研制和力学特性研 究、行星就位土壤力学参数测量等几个方面进行了综述.最后对这一领域今后的研究方向进行了探讨.     

高柔性PVA-co-PE纳米纤维基复合导电透明膜的制备及性能研究

将具有独特叠层结构的聚乙烯醇-聚乙烯共聚物纳米纤维膜材料与环氧树脂复合,并引入紫外光吸收剂2,4-二羟基二苯甲酮,利用多相之间的强界面相互作用,制备得到了具有高柔韧性、高透明度和高紫外光过滤效果的复合透明膜.在该柔性基底上,通过压力转移法相继复合银纳米线层和还原氧化石墨烯层,形成了相互渗透的导电网络.最终得到面电阻为147Ω/Sq、可见光透过率约80%、紫外吸收率达90%的透明导电复合膜.该导电复合膜显示出良好的拉伸和弯曲性能,并在循环弯曲变形测试下保持良好的电学稳定性.     

不同堆构条件下颗粒柱有效质量的涨落

利用静态颗粒特性实验仪研究了不同堆构条件下颗粒柱有效质量的涨落.发现当只有一种颗粒堆构时涨落随着颗粒柱与颗粒的直径比的增大而减小,除此之外,当有不同颗粒堆构时涨落还随着不同大小颗粒的堆构位置而变化,可将这种现象的机理归结为颗粒柱中的颗粒数量的异同以及颗粒柱与限界之间摩擦力方向的不确定性.     

脉冲激光烧蚀碲镉汞材料的等离子体发射谱

脉冲激光辐照处于不同背景气压下的Hg0.8Cd0.2Te材料表面，用时间和空间分辨诊断技术探测了激光照射后产生的等离子体发射谱，根据所获得的飞行时间谱测量了等离子体中粒子的出射速度，结果表明粒子速度随着出射距离的增加迅速减小，且背景气压对出射速度有很大的影响，而激光能量对粒子速度的影响不大。另外根据谱线的展宽计算了等离子体中的电子密度，结果表明，电子密度在激光辐照样品后的短时间内迅速减小，且电子密度最大的位置不是出现在靶的表面而是在距表面一定距离处。     

颗粒堆准静态崩塌及慢速流动过程中的堆结构研究

运用自行设计的实验装置并结合颗粒跟踪与成像技术,系统地研究了不同堆积程度的颗粒堆在准静态崩塌过程中的滑移行为.实验发现在颗粒堆中一部分颗粒沿着斜下方向滑动,而另一部分颗粒则几乎没有滑动.精确的数据分析还表明颗粒堆的滑动部分具有明显的层状结构特征,在每一滑动层中颗粒的滑移量基本相同,且各滑动层之间近似相互平行.这些滑动层与水平面的夹角约在40—50之间,与静态层表面与水平面的夹角一致.各滑动层中颗粒的滑移量随其距静态层表面的距离而线性的增加.不同堆积程度的颗粒堆的静态部分基本上不随堆积体积而改变.     

论地震发生机制

地震发生的物理机理和过程是还没有认识清楚的问题. 此前人们将浅源地震归因于弹性回跳,根据这一观点和岩石实验结果计算得到的地震能量与实际观测结果有很大矛盾,被称之为“热流佯谬”. 中源和深源地震发生在地幔区域,其成因也没有合理的解释. 考虑到地壳和地幔是离散集合态物质体系及其慢动力学运动行为的基本特点,本文根据物理学原理,特别是近年凝聚态物理发展出来的相关新观念,并依据已有观测事实,从新的视角探究地震发生的物理机制. 1) 关于地壳岩石层中的应力分布:在不考虑构造力时,依据万物皆流的流变学原理,原始地壳岩石在自重压强长时间作用下,纵向和横向应力相同,没有差应力. 大地构造力推动岩块滞滑移动挤压断层泥,施加于其他岩块,逐渐传递和积累. 这种附加的横向构造力与原始岩石中应力叠加,形成地壳岩石层中的实时应力. 由于断层泥属于颗粒物质体系,具有与岩石不同的力学特征,其弹性模量比岩石小得多,且随压强而增大,导致构造作用力随深度非线性增大. 给出了地壳中构造应力分布及其变化规律. 2) 关于地壳岩石层强度:地壳岩石的自重会使岩石发生弹性–塑性转变. 通过对弹性–塑性转变深度的计算,并根据实际情况分析,给出了地壳岩石弹性、部分塑性和完全塑性三个区域的典型深度范围. 在部分塑性区,塑性体比例达到约10%以上时,发生塑性连通,这时岩石剪切强度由塑性特征决定. 塑性滑移的等效摩擦系数比脆性破裂小一个数量级以上,致使塑性滑移时岩石剪切强度比脆性破裂小得多. 同时,随深度增大,有多种因素使得岩石剪切屈服强度减小. 另一方面,地震是大范围岩石破坏,破坏必然沿薄弱路径发生. 因此,浅源地震岩石的实际破坏强度必定比通常观测到的岩石剪切强度值低. 给出了地壳岩石平均强度和实际破坏强度典型值随深度的分布规律. 3) 关于地震发生的条件和机制:地震发生必定产生体积膨胀,只有突破阻挡才可膨胀. 地震发生的条件是:大地构造力超过岩石破坏强度、断层边界摩擦力以及所受阻挡力之和. 因此,浅源地震是岩石突破阻挡发生的塑性滑移. 在此基础上提出了浅源地震发生的四种可能模式. 深源地震是冲破阻挡发生的大范围岩块流. 浅源地震和深源地震都是堵塞–解堵塞转变,是解堵塞后岩石层块滑移或流动造成的能量释放. 4) 关于地震能量和临震前兆信息:地震能量即为堵塞–解堵塞转变过程释放的动能. 以实例估算表明,地震岩石滑移动能与使岩块剪切破坏和克服周围摩擦阻力所需做的功相一致,不会出现热流佯谬. 同时指出,通过观测地震发生前构造力的积累过程、局域地区地质变迁以及岩石状态变化等所产生的效应,均可能获得有价值的地震前兆信息. 关键词： 地震发生机制 热流佯谬 地壳岩石应力和强度 堵塞–解堵塞转变     

基于支持向量机估算大气光学湍流廓线的研究

主要利用支持向量机的机器学习方法开展估算大气光学湍流廓线的研究。通过选取沿海地区实测探空数据,利用温度、压强、相对湿度、风速、风速切变和温度切变实测廓线数据,依据支持向量机估算得到不同日期的大气光学湍流廓线,并与实际测量值进行比较。误差分析结果表明:在2018-05-05和2018-05-10,估算的大气光学湍流廓线与实际测量廓线的均方根误差分别为0.4461和0.3939,相关性分别为70.42%和62.17%。研究证明:根据实测数据训练学习得到的支持向量机模型能够较为准确地估算沿海地区大气光学湍流廓线,虽有一定误差,但大致趋势吻合,验证了支持向量机方法估算大气光学湍流廓线的可行性,从而为利用常规气象探空数据直接估算大气光学湍流廓线,并为建立相关模式的可能性打下基础。