大气边界层湍流积分尺度的分析方法

分析了大气边界层风洞中模拟湍流和实测大气湍流的积分尺度，通过风洞中的模拟湍积分尺度分析，检验了Taylor假设的合理性，并比较了五种常用方法的计算结果，确定出合适的分析方法；利用自相关函数直接积分和自拟合模型（AR模型）的方法分析了实际大气湍流的积分尺度，结果证明自相关函数直接积分的方法最为简便合理。     

电热耦合引起的微带传输线无源互调计算与验证

为了克服传统微带点源模型中计算变量单一、缺乏物理机理分析的缺陷,提出了一种基于电热耦合效应的微带非线性传输线模型。首先在传统的传输线方程中引入3阶非线性电阻系数,确立了微带线中3阶无源互调(PIM)功率的计算方法;然后考虑电热耦合效应,给出了非线性电阻系数的数学关系式,结合电流密度的变化,得出了PIM功率随微带线宽度和频率的计算结果;最后通过实验对计算结果进行了验证,实验结果与理论计算比较吻合。计算与实验结果表明,相比于传统的非线性点源模型,结合电热耦合效应的非线性传输线模型对互调的计算分析更加完善,在微带线长度之外给出了微带线宽度、频率、输入功率等变量与微带线PIM功率的相对关系,能够更全面地预测微带线上无源互调的影响。     

岩体品质因子与动态黏弹性本构

为了选取合适的黏弹性本构来描述节理岩体,首先通过评述文献指出岩体的品质因子(Q值)在一定频率范围内均不随频率变化;接着详细推导了三参数标准线性固体和朱-王-唐(ZWT)模型的Q值与频率的关系,发现ZWT模型在一定频率范围内能得到稳定的Q值,较适宜于描述岩体特性;最后探讨了ZWT模型参数的计算方法,指出利用ZWT模型各个构件的物理意义来计算模型参数是一种比较合理的方法.     

离散空间直接建模的计算流体力学方法

本文提出了一种发展适合多尺度、多物理流动的CFD格式的全新途径,即直接在离散空间利用物理模型的跨尺度演化解来建立数值格式的新方法.与直接离散偏微分方程的传统做法相比,基于离散空间直接建模构造出的数值方法考虑了网格尺度和物理模型之间的匹配,能做到不同尺度上物理模型的连续过渡,从而实现对多尺度流动的高效模拟.Boltzmann方程的模型演化解为直接建模方法提供了重要的支撑.本文提出了直接建模构造计算流体力学方法的理论基础,并给出了在建立统一气体动理学格式中的成功运用,验证了新方法的可行性和优越性.     

黄土坡面径流量计算方法的优化分析

通过对天然黄土边坡和室内人工填筑的边坡进行降雨浸渗试验,并根据坡面水流运动波模型或扩散波模型理论,推导出一种新的天然黄土坡面设计径流量计算方法。然后与规范公式法计算的结果进行比较,得出黄土坡面设计径流量更优的计算方法。     

基于水文模型的缺资料流域设计洪水计算

从流域降雨径流物理机制出发，选取不同水文气象分区的4个缺资料小流域，基于暴雨衰减公式进行设计降雨过程计算，结合流域下垫面特征推求模型参数，构建流域水文模型实现设计洪水计算，并将水文模型法计算结果与推理公式法进行比较。结果表明：水文模型法得到的设计洪水与推理公式法相似(洪峰、洪量相对误差均不超过30%);水文模型法考虑了土壤下渗能力随着降雨过程的变化情况和流域内各点汇流过程的不确定性；水文模型参数的时空分布不均匀性更加符合流域实际的产汇流规律，提升了复杂情况下设计洪水计算的可靠性。     

特性阻抗的估计与动脉系统的建模

考察了不同模型下不同方法对特性阻抗的估计．理论分析与计算结果表明：直接频域估计算法，适用于输入阻抗在某一频率以上呈现模值与相位基本平坦的情况，否则，频率范围不同，将导致估计结果差异很大．直接时域估计算法，导致对特性阻抗的低估．模型参数优化估计算法，估计结果依赖于模型结构与真实系统的近似程度，与三元Ｗｉｎｄｋｅｓｓｅｌ模型相比，单管复负载模型更适于进行特性阻抗的估计     

多分量调幅-调频信号的瞬时频率直接计算与畸变消除方法

针对局部均值分解(LMD)在多分量调幅-调频(AM-FM)信号解调过程中的瞬时频率求解问题,提出了一种瞬时频率快速直接计算与畸变消除方法。首先通过LMD将多分量AM-FM信号分解为一系列单分量AM-FM信号,使用未展开瞬时相位的差分绝对值替代相位展开,有效提高了瞬时频率的计算效率;然后针对直接计算法求得的瞬时频率在极值点附近存在畸变的问题,根据畸变位置分布规律定位畸变位置并剔除畸变点,使用插值法补全被剔除数据,最终得到可用的瞬时频率。将提出的方法成功应用于转子碰磨故障诊断和语音信号基音频率识别,试验结果表明:与传统的基于相位展开的直接计算法相比,提出的快速直接计算法的运行效率更高;同时,求得的瞬时频率中的畸变能够被完整的定位和消除,最终得到正确可用的信号瞬时频率。     

基于π/4-DQPSK码间相关特性的自动频率控制算法与实现

为了降低传统AFC算法的运算量,扩大追踪范围,基于软件无线电的思想,利用π/4-DQPSK相邻码元间的特殊相位跳变关系,提出一种利用差分解调数据直接计算频率偏移量的频偏估计算法,并实现接收机本振自动频率控制.阐述了π/4-DQPSK差分解调原理,进行了频率偏移量计算的模型推导,对比分析了新算法与传统算法在AWGN信道和TU50多径信道下的性能.经Monte-Carlo仿真结果与实际测试验证,该算法计算简单,频率控制效果好,收敛速度快,运算量小,非常适合在工程中应用.     

一种有效计算第二型曲面积分的方法

第二型曲面积分的计算是高等数学中的一个难点。利用二重积分和高斯公式计算第二型曲面积分不是很方便,借助第一型曲面积分与第二型曲面积分的关系,得出了一种有效计算第二型曲面积分的方法:向量形式计算法,该方法避免了传统计算方法对曲面侧面的判定和高斯公式条件的限定,物理意义明确,计算过程简单。     

平原河网地区设计暴雨方法探讨

在我国，传统设计暴雨方法仅适用于山区性流域，目前平原河网地区的设计暴雨仍是难题，这严重影响了设计洪水计算的精度。结合太湖流域的水文特点，在太湖流域防洪规划中研究提出适合平原河网地区的同频率典型降雨与分类下垫面产流方法相结合的太湖流域设计暴雨方法，简要介绍了该方法的基本思路以及应用于太湖流域防洪规划的设计洪水成果实例。     

降雨因素对土壤表面结皮发育的影响

为研究降雨因素在土壤表面结皮发育过程中的作用,结合物理模型实验方法和基于物理概念的水文响应数值模拟,以土壤表面的饱和水力传导系数Ks值作为评价指标,研究分析了雨强和累积降雨量两个降雨因素对结皮发育程度的影响。结果显示:Ks值随累积降雨量的增加而减小,且在累积降雨量较小时,Ks的减小速度更快,约为后期速度的23倍;最终累积降雨量近似的情况下,雨强较大时Ks更容易达到一稳定值;在降雨过程中,雨强与Ks的关系前后不一致。研究结果表明:降雨过程中结皮发育是个复杂的动态变化过程。     

基于改进7Q10法的滦河生态流量分析

针对传统水文学方法计算生态流量时采用受人类活动影响较大的实测径流系列而导致计算结果偏小的问题,提出了基于长系列降水径流资料分析的改进7Q10法,并将其应用于滦河上、中、下游代表水文站的最小生态流量的计算中。结果表明:滦河河道径流量在1979年后受人类活动影响较为剧烈;与传统方法相比,改进7Q10法计算的最小生态流量结果更符合实际。     

数据稀缺条件下水文频率分布模拟及应用

传统水文频率分析往往需要大量样本以保证分布的拟合效果,而我国仍有部分站点水文数据记录较少,因此本文提出小样本算法：将Jackknife方法、Bootstrap方法与水文频率分析中传统参数估计方法相结合,得到新的参数估计值,以增强传统水文频率分布的拟合效果.为验证小样本算法的优越性,以泾河流域为例,将8个站点的年最大日降水量作为原样本,利用小样本算法对不同样本量的样本进行多次再抽样,将多组再抽样样本分别进行分布的拟合,得到小样本算法的参数估计值,并通过Kolmogorov-Smirnov检验和RMSE检验结果,验证小样本算法对传统参数估计方法的改进效果.结果表明：1）在小样本情况下,该算法明显优于传统方法的拟合效果,尤其部分站点的Bootstrap方法,使用较少样本量时达到了使用较多样本量的拟合效果;2）随着样本量的减少,某些站点的传统方法所求分布不能通过检验,而小样本算法可以得到较好的结果.     

太湖流域典型丘陵区分布式水文模拟

针对水文过程对降雨、土壤、植被、地形等参数的空间变化十分敏感且具有很强的时空变异性的特点,应用基于物理机制的分布式水文模型系统模拟太湖流域典型丘陵区的次降雨事件水文响应过程.该模型耦合了垂直方向的水流运动(土壤水、河道-地下水水量交换)与水平方向的水流运动(坡面流、河道汇流、地下水流)过程.在产流模块中分别采用了经验的SCS曲线数方法和具有物理机制的Green-Ampt方法.结果表明,模型能较好地模拟研究区域降雨事件的水文响应过程,Green-Ampt方法的模拟结果优于SCS曲线数方法的模拟结果.     

基于数据挖掘的人类活动影响下水文效应研究

首先通过对流域下垫面变化、水利工程运行情况的分析,得到人类活动对流域水循环影响的变点,并采用降雨径流趋势分析的方法对其进行验证;然后着重利用数据挖掘的方法分析变点后人类活动影响下的水文效应;最后以丰满水库流域为例,建立了基于数据挖掘方法中决策树模型的水库拦洪比推理模式,经检验,该推理模式精度较高,应用该模式对流域场次洪水洪量预报修正的效果较好,其结果可以用于指导实际洪水预报与水库调度.     

黑河中上游流域水文区划分析比较

选取黑河中上游流域11个水文站点反映流域降水径流特性的7个区划指标,分别应用模糊聚类法和集对分析进行水文区划研究.2种方法比较分析结果表明,应用模糊聚类法将该流域划分为5个子区更为合理.所得分区结果有助于进一步认识该流域水文现象的形成、分布和变化规律,也为黑河流域水文站网合理规划、布设提供了基础,同时也为解决水文资料移用和水资源合理开发提供了依据.     

抚仙湖集水域径流过程的观测与模拟

抚仙湖集水域的径流过程包括河道径流、坡面散流和地下径流,各径流间发生水量交换,且同时向湖泊输送污染物。针对这一特点,提出以整体水文过程思路建立径流及物质输移模型,以完整统一的模型模拟整个集水域的径流过程及污染物入湖路径。模拟方法考虑各径流之间的水量交换,能定量区分各径流量及各径流分别向湖泊输送的物质数量,可望深层次地揭示湖泊集水域的径流系统及物质输移路径。设计了相应的野外观测方案,对各径流及降雨量作同步连续观测。观测数据显示,该集水域降雨强度分布不均匀;河道径流量与降雨相关性强,表现出暴涨暴落的特点,反映了山区河道径流特征;北岸农田区地下水埋深较浅,表层土体松散,接受良好的降雨补给。这些成果为观测方案的进一步细化和模型建设提供了可靠的依据。     

无资料小流域设计洪水不确定性研究

 针对小流域降雨资料不足甚至无降雨资料的情况,研究了在不同雨型（主雨位偏前、偏中和偏后）下,使用2种暴雨频率计算方法（地区综合法和L－矩法）,计算不同重现期设计暴雨和设计洪水的不确定性。结果表明L－矩法的计算结果不确定性小,更稳定,而地区综合法偏保守;不同雨型下的设计洪峰和洪水历时变化较小,但峰现时间相差较大,会极大地影响调洪结果。