适用北京地区短历时强降水模拟的WRF模型物理参数化方案研究

以短历时强降水为特征的暴雨事件增多是北京地区近年来暴雨内涝频发的主要原因.为提高北京地区短历时强降水的模拟和预报能力,选用WRF(weather research and forecasting,WRF)模型中对降水模拟结果影响较为明显的3类参数化方案组成12组物理参数化方案组合,对北京地区具有不同中尺度环流特征的2类共8场短历时强降水事件进行模拟.基于构建的评价指标体系,评估各类参数化方案模拟北京地区短历时强降水过程的能力,评选出综合表现最好的物理参数化方案组合.研究结果表明:积云对流参数化方案对各类型强降水模拟结果的影响最大,云微物理参数化方案次之,行星边界层参数化方案的影响最小;从模拟北京地区短历时强降水过程的综合能力来看,表现较好且较稳定的方案分别为WSM6云微物理参数化方案、GD积云参数化方案和MYJ行星边界层方案;从模型模拟不同类型强降水过程的整体表现来看,模型对具有连续性降水特点且受地形抬升作用影响相对较小的第2类强降水过程的模拟效果最好,而对具有间歇性降水特点的深对流强降水过程及其相关的湿物理过程的模拟效果较差.研究结果对于提高区域强降水预警预报能力,改进模型参数化方案具有参考意义.     

基于SBAS和IPTA技术的京津冀地区地面沉降监测

京津冀位于华北平原北部地区,地下水的长期超量开采,造成了严重的区域地面沉降,对京津冀区域进行大范围地表形变监测已经成为一个值得关注的问题.基于相邻条带的RADARSAT-2数据,结合小基线集干涉测量技术和干涉点目标分析技术,获取京津冀地区2012-2016年地面沉降场时序信息.基于监测结果对研究区地面沉降发育情况进行初步探讨,并对沉降漏斗的时空演化特征进行分析.研究发现,京津冀地区发生地面沉降的区域较多,地面沉降不均匀性特征明显,地面沉降发育最严重的地区位于北京金盏一带,最大沉降速率达到130 mm·a~(-1);在多个沉降漏斗中,北京金盏沉降漏斗、天津王庆坨沉降漏斗发育最为严重,累计沉降量分别达到661 mm,658 mm.衡水市阜城县、景县沉降漏斗扩张趋势最为剧烈,累计沉降量大于200 mm的面积达到1494 km~2.     

置氢改性钛合金扩散连接机理研究

利用置氢技术改善TC4钛合金的扩散连接性,优化扩散连接工艺参数。在Gleeble1500D热模拟机上,采用固态置氢技术进行了不同氢含量的置氢TC4钛合金的真空扩散连接试验;采用扫描电镜对界面孔洞弥合率和界面组织形貌进行了分析。结果表明:由于氢的扩散系数大,可显著提高置氢TC4钛合金的扩散系数,降低α+β→β相转变温度,稳定合金中β相,促进晶界扩散,提高晶界活性,使材料热加工变形得到改善;当置氢钛合金中氢的质量分数为0.25%、扩散连接温度为840℃、压力为15 MPa、保温时间为60 min时,界面结合良好,此时焊接区无扩散孔洞,钛合金基体组织仍为等轴α+β双相组织,且晶粒无明显长大。     

含1,3,4-噻二唑的吡唑烷酮类化合物的合成、晶体结构及生物活性

以几种取代的α,β-不饱和羧酸酯与1,3,4-噻二唑肼类化合物为原料,合成得到7个未见报道的含1,3,4-噻二唑结构的吡唑烷酮类化合物3a～3g.通过IR、NMR、元素分析等测试手段对所合成的化合物结构进行了表征.通过溶液结晶法得到化合物3d的有机单晶,利用X射线单晶衍射仪测得该晶体属于正交晶系,Pbca空间群;该化合物的分子间通过氢键形成沿a轴无限延伸的一维链状超分子结构.采用微量二倍稀释法,测试了3a～3g对大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑菌活性,其中,有4个化合物的抑菌活性较好,与其分子结构中含氯元素有一定的关系.本研究结果为这类化合物的深入研究提供了有价值的参考.     

独立分量分析和遗传算法相结合的运动想象频带优化

对结合独立分量分析(independent component analysis,简称ICA)和遗传算法(genetic algorithm,简称GA)的运动想象脑电(motor imagery electroencephalogram,简称MI-EEG)特征检测及其优化方法开展研究.设计了基于ICA的MI-EEG分类算法.在此基础上,针对不同受试个体,用GA算法对运动想象诱发的事件相关去同步(event-related desynchronization,简称ERD)频段进行优化选择,用以改善运动想象脑-机接口(brain-computer interface,简称BCI)系统的识别率.实验结果表明,基于ICA的GA算法特征优化方法具有较好的可靠性和实用性,可用于在线BCI的设计与实现.     

水煎液成分的表面增强拉曼散射光谱检测

采用表面增强拉曼散射技术检测分析两种配伍的茵陈蒿汤水煎液成分.水煎液Ⅰ和II的SERS光谱都有17个明显的SERS峰.以PCA、 LDA及SVM算法区别两种水煎液,均取得100%的判别准确率.研究结果表明,高灵敏度的SERS技术结合PCA、 LDA及SVM可检测水煎液光谱特征,对其成分进行简便快捷的检测分析.     

基于粗糙集理论的淡水湖泊湿地生态系统健康评价研究

该文旨在通过构建淡水湖泊湿地生态健康评价指标体系,对比分析长江流域中的鄱阳湖、西洞庭湖、洪湖3个淡水湖泊湿地的生态系统健康状况.首先从水环境、土壤、生物、景观和社会等1级指标中列出13个2级指标,并利用粗糙集理论对13个指标进行约简,得到由5个1级指标和8个2级指标构成的湖泊湿地生态系统健康评价指标体系;然后运用层次分析法对1级指标进行主观赋权,以及采用基于信息粒度的属性重要度原理对2级核心指标进行客观赋权,再将2种权重组合起来得到评价指标的权重系数;最后通过加权和的方式计算出3个淡水湖泊湿地的综合健康指数,以便进行生态系统健康状况比较.研究结果表明:3个湖泊湿地生态系统的健康等级均为中等,综合健康指数排序为洪湖(6. 063)鄱阳湖(5. 997)西洞庭湖(5. 458).     

关于青年科技人才发展战略的思考与建议

 面向未来10~15年的科技发展战略,青年科技人才的重要性愈加凸显,成为影响未来国家科技发展的关键因素。从人才培养、人才引进、人才使用、人才评价4个方面分析了未来中国青年科技人才的发展战略,并提出了相关政策建议。     

基于几何特征的兵马俑断裂面匹配方法

针对兵马俑碎块的三维数据模型中噪声含量大、断裂面存在缺损等问题,提出一种基于断裂面上几何特征的碎块精确匹配方法.首先从兵马俑碎块的外表面中分割并识别出断裂面;然后提取断裂面上凸凹不平的特征区域,并根据其相似性实现碎块的粗匹配;最后计算断裂面的曲率、法线以及点云密度等几何特征,并采用基于该几何特征的改进迭代最近点（iterative closest point,ICP）算法实现碎块的细匹配.实验采用大量兵马俑碎块验证该匹配方法,结果表明该匹配方法可以实现兵马俑碎块的匹配,特别是提出的细匹配算法,与ICP算法和MICP算法相比,其匹配精度分别提高了约40%和10%,耗时分别降低了约50%和25%;该基于几何特征的断裂面匹配方法是一种有效的兵马俑碎块匹配方法.      

三肢冷弯薄壁型钢拼合双腔箱形柱受压性能试验研究与数值分析

对12根三肢冷弯薄壁型钢拼合双腔箱形柱分别进行了轴压、偏压试验和数值模拟分析.通过试验研究,得到了各试件的荷载-位移、荷载-应变曲线以及最大承载力,并分析了屈曲模式和破坏特征.采用有限元软件ABAQUS分析了双腔箱形柱的长细比变化、截面腹板的高厚比变化、荷载偏心方向和偏心距参数对拼合双腔箱形柱受压性能的影响.结果表明,LT-A(长柱)和MT-A(中长柱)组试件的最终破坏模式为整体弯曲屈曲破坏,个别MT-A组试件破坏位置发生在柱端,其余均在柱中.试件的轴压最大承载力均随试件长细比的增大而逐渐减小.试件轴压最大承载力随截面腹板高厚比的减小而增大;偏压试件的最大承载力随着偏心距的增加而降低.