冬季中国海及其邻近海域海流系统的数值模拟

本文用一个水平分辨率比较高的非线性正压模式,计算了整个太平洋各月的月平均环流。给出的冬季(1月)数值模拟结果表明,冬季从南海北部,通过台湾海峡和对马海峡,到津轻海峡,的确存在一支所谓的“台湾—对马—津轻暖流”系统,这支暖流源白海南岛的东南海域,1月份主要从津轻海峡流入太平洋。模式满意地再现了中国海及其邻近海域的海流系统。     

基于碰撞模型的斜坡滚石颗粒速度预测

滑坡滚石灾害是西部山区常见的地质灾害类型,具有突发性和随机性强的特点,是山区地质灾害预测和防治工作的重点和难点. 本文基于颗粒接触理论,考虑影响斜坡滚石碰撞过程中的随机因素,建立了用于预测斜坡滚石颗粒碰撞后速度的理论模型. 根据冲量及冲量矩定理建立滚石颗粒碰撞基本方程,得到斜坡滚石颗粒碰撞后反弹速度的解析解. 结果表明:斜坡滚石碰撞后反弹速度的解析解包含了坡角、坡体上被碰颗粒速度以及角度、入射速度和角度以及撞击角度等随机因素;当考虑入射滚石颗粒与坡体上被碰颗粒的撞击角度变化时,模型预测结果与试验结果吻合较好;本文进一步预测了滚石颗粒碰撞后颗粒反弹线速度和角度以及反弹旋转角速度的概率分布情况. 结果显示,反弹颗粒速度和角度以及反弹旋转角速度的概率分布均服从高斯分布;当坡体上被碰颗粒速度和坡角发生变化时,其对反弹颗粒速度和角度以及反弹旋转角速度概率分布定性上没有影响,但是对概率分布的中心参数有显著影响.      

坡度对坡面土壤侵蚀的影响分析

在运动波理论基础上,就影响土壤侵蚀的主要因素,包括降雨超渗净雨量,坡面流水深、流速和切应力,以及土壤抗冲蚀能力等随坡度的变化关系进行了理论分析。并进一步对坡面土壤侵蚀的坡度界限做了较细致分析,表明坡度界限是一个变量,随颗粒粒径、容重、坡面糙率、径流长度、降雨入渗差值(净雨量),以及土壤摩擦系数等因素的不同而改变,给出了界限坡度的变化规律,并得出一般情况下土壤侵蚀的坡度界限值应在415°～50°范围内的结论。     

月球着陆器着陆过程的DEM-FEM耦合分析

实现月球着陆器的安全软着陆是宇航员、搭载设备、仪器安全以及着陆器后续正常工作的重要保证。本文采用离散元-有限元方法建立月壤与着陆器相互作用的耦合模型,其中月壤采用具有粘接作用的球体离散元单元,着陆器采用壳单元和梁单元组合的有限元模型,与缓冲垫连接的支撑腿采用可压缩弹簧模型,以实现着陆器自身的缓冲功能;为分析着陆于不同月表的过程,建立平坦、斜坡月球表面;针对不同坡度的斜坡月表,研究不同着陆模式下着陆器与月壤的相互作用,分析冲击力峰值的大小与作用时间的关系,并从能量方面讨论和解释大坡度下冲击力峰值小的原因。以上研究为月球着陆器的安全着陆分析提供有益的参考。     

清管载荷作用下输气管道安全落差研究

山地天然气管道局部落差和坡度大,在清管过程中易在清管器冲击载荷作用下发生屈曲和应力超限.基于有限元方法研究了考虑管-土耦合作用的大落差管段清管过程非线性动力学特征,分析了清管器运行速度、管道坡度、清管器-管内壁间摩擦系数对管道受力和位移的影响,得到了不同坡度、摩擦系数条件下极限清管运行速度和最大高程差.结果表明:清管器...     

下穿隧道爆破荷载激励下边坡振动预测及能量分析

为解决边坡与下穿近接隧道协同爆破施工安全难题,结合某石油储备基地扩建项目,运用量纲推导、现场实验与信号分析相结合的方法,构建考虑高程影响的振动峰值速度公式,研究隧道爆破振动能量沿坡面的衰减机制。结果显示,边坡同台阶边沿处质点振速峰值大于坡脚处,坡面局部存在振动速度高程放大效应;引入相对坡度H/D的爆破振动模型对坡面质点振速预测精度高,可反映边坡角对高程放大效应的影响;振动速度及能量沿坡面均呈现出近区衰减快、远区衰减慢的传播特性,同时隧道爆破振动能量集中分布在0～300 Hz范围的多个子振频带,且高频能量沿坡面衰减更快,能量卓越频带中值以指数形式衰减,能量最终向低频带集中。     

Phase transition on speed limit traffic with slope

Through introducing a generalized optimal speed function to consider spatial position, slope grade and variable safe headway, the effect of slope in a single-lane highway on the traffic flow is investigated with the extended optimal speed model. The theoretical analysis and simulation results show that the flux of the whole road with the upgrade （or downgrade） increases linearly with density, saturates at a critical density, then maintains this saturated value in a certain density range and finally decreases with density. The value of saturated flux is equal to the maximum flux of the upgrade （or downgrade） without considering the slight influence of the driver＇s sensitivity. And the fundamental diagrams also depend on sensitivity, slope grade and slope length. The spatiotemporal pattern gives the segregation of different traffic phases caused by the rarefaction wave and the shock wave under a certain initial vehicle number. A comparison between the upgrade and the downgrade indicates that the value of saturated flux of the downgrade is larger than that of the upgrade under the same condition. This result is in accordance with the real traffic.     

带有加压泵站的污水管网系统的优化计算

本对带有加压泵站污水管网系统的优化问题进行了研究，建立了优化计算的数学模型，根据模型提出了有效的优化方法编制了相应程序，最后通过实际案例计算，比较表明，效果令人满意。     

地形坡度面积的二维多分辨分析研究

不同分辨率下地面坡度的面积存在较大的差异，这为水土流失监测及水土保持规划工作的开展带来诸多不便．本基于二维小波的多分辨分析理论，提出并证明了不同分辨率下地面坡度的面积与复杂地貌形态复杂度及尺度之间的变化关系。为水土流失的监测及水土保持规划工作的开展提供必要的理论工具．数值仿真试验验证了该理论的有效性及稳定性．     

基于BP神经网络的山坡平均坡度解

用BP神经网络方法对山坡平均山坡的解法进行分析,以29个小流域样本的水文数据为基础,通过应用人工神经网络反向传播BP(Back Propagation)算法,引入与山坡平均坡度密切相关的流域影响因子,并且通过调整网络结构中的权因子和阈值,建立了山坡平均坡度与流域影响因子之间的BP网络模型.计算结果表明,用拓扑结构为5-12-1的BP网络,经过学习150000次后,随机测试小流域样本的山坡平均坡度其计算结果和测试结果的相对误差不超过5%;证明该ANN模型的拟合能力强,从而为小流域山坡平均坡度的计算提供了一条新途径.