大气电场仪观测数据的海拔校正及联网

为了提高电场联网数据的一致性,扩大雷暴监测范围,讨论了海拔对电场数据的影响及联网算法存在的问题,提出了一种大气电场数据的海拔校正方法。采用克里格法对2010年南京地区6~8月的电场数据进行联网实验,结合雷达回波资料,对双单体雷暴过程进行综合分析。结果表明,海拔校正方法能有效地修正电场数据,有助于提高大气电场仪的雷暴监测能力。由于各雷暴发展程度不同,雷暴云电荷结构存在差异,导致雷暴回波强度与电场分布不一致,甚至会出现互换的情况。     

电场资料在贵阳机场雷暴天气中的应用

利用DNDY型大气电场仪对贵阳机场2011年1月—2012年6月的雷暴过程进行探测研究,分析雷暴过程中雷暴云的电荷结构和电场曲线的特征,并详细分析贵阳机场2012年5月12日雷暴天气过程的电场变化.结果表明:大气电场资料可在一定范围内对雷暴进行短时预报和预警.贵阳机场雷暴过程产生的地面电场曲线有突升型、突降型和波动型,当地面电场曲线出现高频快变抖动且电场强度达5～10 kV/m时可作为贵阳机场可能出现雷暴的预报指标.地面电场曲线快变尖峰的出现表示发生云地闪,也表明雷电已发生.     

基于EEMD分解的电场时序差分在雷电预警中的可行性分析

为了解决大气电场数据预报雷暴虚警率高的问题,将集成经验模态分解(EEMD)方法和二阶差分法结合应用于大气电场资料的分析,提出了一种雷电预警分析方法。该方法先用EEMD分解出晴天天气和雷暴天气大气电场的不同时间尺度变化分量,然后对包含雷电信号的高频模态分量IMF1(本征模态函数)进行二阶差分分析。晴天无雷暴发生时,地面大气电场的差分值集中在-0.5~0.5 k V/m3之间;雷暴过程中,差分大气电场出现剧烈变化,雷暴发生前,IMF1二阶差分量的增幅会明显变大,所对应的电场频率在0.016 5~0.045 5 Hz之间跳跃。经过仿真试验,结合雷达回波资料进行验证,得到雷电探测概率(probability of detection,POD)为85.1%,预警平均时间为30.2 min。     

云南中部一次雷暴过程的多普勒雷达和电场特征分析

利用闪电定位系统、大气电场仪和多普勒雷达等多种探测资料,对2009年7月20日导致云南省中部地区发生5起雷电灾害事故的1次雷暴过程进行了分析.结果表明:在雷暴天气过程中,无论是大气电场仪范围内还是雷达回波内的地闪都是以负地闪占绝对主导地位;雷暴期间电场值在-12.540～13.907 kV/m之间剧烈变化,且不断向正向或负向突变;负地闪主要发生在强回波区,对应着径向速度场上的逆风区,成熟阶段增加的正地闪分散地出现在弱回波区中;整个雷暴过程中-10℃层回波强度维持在40 dBz以上,-20℃层回波强度在35 dBz以上,-10℃层和-20℃层雷达回波强度的每一次跳跃变化都对应着地闪频数的跳跃发展,且总在地闪频数变化之前11～30 min;回波顶高均大于9 km,地闪最密集时段,回波顶高保持在14 km左右.     

雷暴天气下建筑物对大气电场测量的影响

针对雷雨天气下大气电场仪测量值受周边地物影响的问题,根据一次过顶雷暴的探空资料,利用综合工程软件模拟雷暴云的电场值及雷暴云在建筑物上方时地面大气电场的分布情况。分别考虑建筑物的底面形状、高度和材料对大气电场测量的影响,并将影响距离和遮蔽仰角作为影响大气电场测量的判别指标。实验表明:模拟空中电场值的分布与实测值结果基本一致;建筑物形状诸要素中底面积和夹角为2个主要影响因素,影响距离随底面积增加而变大;遮蔽仰角和影响距离均随建筑物高度的增加而增大;建筑物材料的差别对大气电场分布的影响较小;当距离超过一定值时,建筑物对大气电场测量的影响可忽略不计。     

2020年海南岛西北部首次雷暴过程的特征分析

利用闪电定位、天气雷达和大气探空等多源资料,结合海南岛西北部7个区域的自动气象站资料,对2020年在海南岛西北部首次出现的两次雷暴天气过程(2020-02-13-2020-02-14)进行了综合分析,同时对雷暴形成的大气环境要素特征进行了统计.结果表明:两次雷暴所对应的地闪活动和回波强度存在一定的差异,第二次雷暴过程的...     

LHAASO实验中宇宙线次级粒子特性的模拟研究

高海拔宇宙线观测站(LHAASO)位于四川稻城海子山,海拔约4400 m,该实验采用多种手段,对进入大气层的宇宙线粒子进行精确的复合测量.高海拔区域,雷暴天气频繁,广延大气簇射中宇宙线次级粒子的数目、方向和能量都会受到雷暴电场的影响.本文利用Monte Carlo方法,模拟了宇宙线原初粒子进入大气层后的广延大气簇射过程,研究了次级粒子中光子、电子、μ子的纵向分布、横向分布和能量分布.结果表明,在LHAASO探测面,电子的数目比μ子多2～3倍、μ子横向分布范围比电子宽广、μ子的能量比电子大.若在雷暴期间,大气电场对电子(质量小、数目多)的影响将会更加明显.本工作对研究雷暴电场加速宇宙线次级带电粒子的物理机制具有重要意义,同时为理解地面实验的观测现象提供有用信息.     

神州飞船发射与回收场雷暴活动特征

利用内蒙古115个气象站1971-2007年逐日雷暴观测资料和数理统计SAS软件、Mann-Kendall突变检验和小波分析等方法,重点分析了神州飞船发射和回收场雷暴的活动规律.结果表明:发射场和回收场雷暴日数差异明显,发射场属于少雷区而回收场雷暴较多;回收场区域雷暴近37年来年际变化幅度较大,呈减少趋势,倾向率平均为2.07d/10a,20世纪90年代发生了减少性突变;场区雷暴的出现有着明显的季节性变化,主要集中在夏季,分别占全年的85.33%、76.42%;发射场一天当中在16-17时段雷暴活动最为频繁,年均发生2.2次;而回收场14-15时段雷暴活动最为频繁,年均发生14.9次.从小波分析的结果看,两场区雷暴都具有2a、4a的短周期及20a的长周期震荡变化,回收场区域雷暴的短周期振荡变化更复杂.     

南昌地区大气电场的阈值确定

利用南昌地区大气电场仪数据和闪电定位资料,分析了南昌地区2017年5月至8月内的12个雷暴过程。对比分析了这12个雷暴过程中大气电场仪数据和闪电定位数据的特性,得出了大气电场仪的平均预警时间以及在距离大气电场仪10～20 km、5～10 km以及5 km范围内的大气电场仪的预警的准确率。通过上述得出的预警时间,利用闪电定位资料分析得出了不同范围内的大气电场仪的平均值。进而得出了大气电场仪的3级预警的预警值分别为2kV/m、4kV/m和6kV/m。其对应的含义分别为:当电场仪的值达到第1级预警的阈值2kV/m时,距电场仪20 km内有75%的概率发生闪电;当电场仪的值达到第2级预警的阈值4k V/m,距电场仪10 km内有85%的概率发生闪电;当电场仪的值达到第3级预警的阈值6kV/m,距电场仪5km内有90%的概率发生闪电。     

高原山区地形对雷暴云地面电场影响规律的数值模拟

为了在高原山区有效利用雷暴临近阶段的地面电场数据实现雷电的精准预警,搭建了典型雷暴云和基本山体模型,并结合高程数据模拟了真实高原山区地形,然后通过有限元方法研究了高原山区地形对雷暴云产生的地面电场分布特点和演变趋势的影响规律。结果表明：基本山体表面的雷暴云电场会发生畸变,畸变程度与山体形态和观测位置有一定关系;真实地形表面的雷暴云电场分布因为地貌的高低不平出现起伏波动,但整体趋势与平坦地面情况下基本一致;雷暴云临近观测点时近地电场的演变过程呈现先大幅上升再小幅下降的规律,但观测点地形特征会影响电场变化幅度。     

基于导电膜电阻拉—敏效应的混凝土裂缝分布式监测技术

为了对混凝土结构裂缝进行分布式监测,提出利用高分子导电膜具有的电阻拉—敏效应,将其涂覆在混凝土结构表面作为传感器,实现混凝土裂缝分布式监测的新方法;对其机理进行了研究,提出了导电膜拉—敏效应的模型;分别以塑料板和混凝土预制板作为试验构件,在实验室进行了导电膜作为传感器监测构件变形、开裂和裂缝发展的验证性试验。试验结果表明,采用导电膜作为传感器能及时、准确判断混凝土构件裂缝出现的时机,并能对裂缝的发展状况进行连续监测,最小监测裂缝宽度为0.02mm。     

一种基于小波变换的无线光通信降噪算法

为了改善无线光通信系统中接收系统的性能,提出使用小波变换降噪的方法降低无线光通信系统的电子噪声影响.考虑接收系统的噪声特性,给出了无线光通信链路的降噪模型.比较分析了快速傅里叶变换和小波变换这两种不同的降噪方法对系统信噪比的改善效果.仿真结果表明,当无线光通信系统使用频率为1 GHz的信号时,快速傅里叶变换的方法可以使系统信噪比改善不到1 dB,而使用小波变换的方法则可以使系统的信噪比改善2 dB左右.     

地运动信号的时频分析

对实测地运动信号,分别应用短时傅里叶变换(STFT)、Wigner-Ville分布(WVD)、小波变换(WT)和Hilbert-Huang变换(HHT)进行了分析,讨论了地运动信号的时频分布.结果表明,地运动信号有多个中心频率,信号能量在0～30 Hz以内,优势频率在12～15 Hz.4种时频分析方法都能反映地运动信号的时频特征,STFT和WVD只能粗略反映信号能量的分布情况,可以给出能量峰值对应的具体时间和频率,但其分辨率单一.WT和HHT可以给出信号能量比较详细的分布情况,WT具有多分辨率特点,但给出的能量分布在一定的带宽内,不能给出某一频率的能量分布.HHT具有自适应性,给出的是某些特征分量的能量分布,也不能给出某一频率的能量分布.     

基于自适应信任报警关联的P2P覆盖IDS

随着计算机网络安全需求的日益增长,分布式入侵检测技术成为一个至关重要的研究方向.但传统的分布式入侵检测系统仍存在一些缺陷,如在分布性、灵活性、协作性、检测效率和内部威胁应对等方面还不尽人意.为能更好地应对各种内部威胁,提出了一种基于自适应信任报警关联的对等覆盖入侵检测系统.在JXTA对等架构基础上实现了一个对等覆盖IDS原型,并在仿真网络环境中评估了该原型在检测应对Internet蠕虫传播和感染中的有效性.实验结果显示,该对等覆盖IDS能明显提高脆弱网络节点的平均幸存率.     

覆土层对雷达波衰减及浅埋工事反雷达伪装性能分析

为使浅埋工事躲避星载和机载雷达常用侦察波段(L-Ku波段)的探测,分析了工事覆土层对雷达波衰减特性及影响因素,通过反射—透射法测得土壤在不同含水率时的电磁参数,并计算L-Ku波段雷达波对不同含水率的土壤的穿透深度,得出在含水率为10%、雷达波段为L波段时,穿透深度为1.65m的最大值.结合计算结果及反雷达伪装的要求,得到浅埋工事的反雷达隐身方案及其覆土层厚度的参考值,以降低工事暴露征候,达到反雷达伪装的目的.＃     

辐射状接地体冲击接地阻抗特性的实验

为了研究辐射状接地体的冲击接地特性,用实验的方法得到了2种辐射状接地体的冲击接地阻抗TGR(transient grounding resistance)。实验所用接地体,其一,由8根长2m的钢筋组成米字形接地体;其二,由4根长4m的钢筋组成十字形接地体,材料均为10钢筋,埋深0.6m。实验时高压脉冲发射器经接地体入地点放电,由脉冲电流传感器和脉冲电压传感器测得的信号经光纤传输系统传送至多路数字示波器,根据同步记录、存储的波形,计算得出了冲击接地阻抗波形。实验结果表明,在实验冲击电流下,米字形接地体的冲击接地阻抗呈现明显的容性特征,而十字形接地体的冲击接地阻抗容性特征不明显;冲击接地阻抗时域波形的稳定值与工频接地电阻的理论值非常接近。     

500kV地下变电站基坑围护结构抗震影响因素

以上海世博会500 kV地下变电站基坑围护结构为例,运用三维快速拉格朗日程序FLAC3D进行建模计算,研究了一些对基坑围护结构以及周围土体抗震稳定性有较大影响的因素:基坑周围土体性质、围护结构材料性质、地震波的峰值加速度以及地震波的卓越频率。结果表明:基坑的振动变形受周围土体的约束,土体的性质越好,约束作用越明显,振动变形越小;基坑的存在对周围土体的震动特性影响也很小。基坑围护结构的强度对基坑整体振动变形有影响,但是影响作用不明显;围护结构内力值随围护结构材料强度增大而增大,抵抗破坏的能力同样也随之增强。同一地震波若放大其峰值加速度,则使其能量放大,基坑的振动变形也随之变大,然而其内力值变化不明显。基坑在周围土体的约束下,没有表现出相应的自振特性。所得出的结论可以为类似圆形深基坑抗震设计提供参考。     

采用滑动窗时域有限差分法对不规则地形电波传播预测

为了解决大区域电波传播精确预测时计算量大的问题,采用滑动窗时域有限差分方法对不规则地形上短波频段的地波传播进行预测.将经典FDTD(finite-difference time-domain)与脉冲追踪相结合,采用UPML吸收边界处理有耗地形,使垂直于地面的二维FDTD计算区域随脉冲传播而滑动,在迭代过程中保存必要的场分量,处理后得到不规则地形上的路径损耗与传播路径的关系曲线,并与经典的几何绕射理论的计算结果进行了比较.结果表明,其优点在于保持FDTD全波时域分析准确性高的特点同时降低了计算量.讨论了计算区域在滑动过程中由于包含的后向波信息的局部性对计算结果的影响,以及顶部吸收边界对侧向波的反射带来的误差.数值仿真结果表明了此方法的有效性.     

基于虚拟仪器技术的汽车离合器从动盘检测平台设计

为了提高检测平台的控制性能,设计了基于卡尔曼滤波的复合滑模控制算法,并将其应用于设计的电控系统.同时,为了提高检测平台的自动化程度和可靠性,基于NI公司虚拟仪器技术开发了检测平台的用户界面程序和数据采集控制程序,并利用软件的强大功能,简化了外围设备.经仿真及实际检测验证,开发的检测平台测试精度和检测效率得到了较大提高,位移和力矩检测精度分别达到了±0.005 mm和±0.05 N·m,并且运行稳定可靠.     

基于模糊随机损伤力学的模糊自适应有限元分析

为延拓非确定损伤理论研究以揭示损伤力学本质,基于损伤、概率、模糊隶属度在[0,1]区间上协调一致性提出模糊随机损伤力学观念.构造解释了3类损伤变量模糊性态及对应模糊映射分布,即降半分布、"秋千"分布和组合"秋千"分布,实现了随机损伤变量模糊化自适应生成与构建.依据扩张原理及随机损伤变量满足β概率分布,对模糊集上随机损伤变量的CDF、PDF积分修正,结合当量正态理论,将3类模糊随机损伤泛函引入本构方程,完成模糊随机有限元可靠度与模糊随机损伤同步分析.用自主研制分析软件对龙滩碾压混凝土坝做三维模糊随机损伤场力学性态研究,由复杂随机场与模糊随机损伤分析的成功融合证明分析方法是适用的、可行的、必要的.