基于GPR和WBD电法的复垦地水分探测

探地雷达是中尺度范围内探测浅地表土壤含水率的一种重要技术手段,为解决单独利用雷达波图像很难确定土壤分层界面的问题,探索将探地雷达和网络并行电法相结合,对煤矸石充填复垦地土壤剖面和含水率分布特征进行研究.对10～40cm深度土壤剖面,以2cm为间隔,在雷达数据中提取不同土壤深度的双程走时,计算其传播速度与不同深度土壤的介电常数,根据Topp公式求出土壤体积含水率(VMCTopp),将之与TDR测定的土壤体积含水率(VMCTDR)和均值化处理的TDR含水率(AVMCTDR)进行对比分析;利用Matlab对AVMCTDR与介电常数进行拟合,利用拟合公式计算土壤含水率(FVMC),将FVMC与AVMCTDR进行对比分析.结果 表明,在土壤深度为10～40crm范围内,VMCTopp与VMCTDR的最大相对误差为16.4615％,相关系数为0.745;VMCTopp与AVMCTDR的最大相对误差为9.3604％,相关系数为0.936;FVMC与AVMCTDR的最大相对误差为2.2235％,相关系数为0.988.结果 说明利用探地雷达结合网络并行电法能够有效探测煤矸石充填复垦地的土壤含水率.     

基于SAR图像模拟的混凝土路面反雷达伪装设计

针对混凝土路面目标反雷达伪装设计问题,提出了一种基于合成孔径雷达SAR图像模拟的反雷达伪装设计方法。利用小面元法实现SAR图像的模拟,对模拟图像进行基于马尔科夫随机场模型的分割和数学形态学的操作,基于伪装设计原则进行混凝土路面的反雷达伪装设计,所设计的雷达图像能较好地与背景匹配。制备了不同类型的电磁功能混凝土试样,在外场条件下测试了其后向散射特性。实验结果表明,改变混凝土的成分能够得到不同后向散射特性的混凝土,从而表明了该设计方法的可行性。     

雷达隐身等离子体参数优化设计

针对等离子体对雷达波的吸收、衰减问题,采用求解波动方程的方法,计算了非均匀等离子体覆盖的金属目标对雷达波的反射。选取非均匀等离子体的最大电子数密度为5×1016~1018m-3,碰撞频率为10-1~103GHz,等离子体厚度为0~0.5 m。研究结果表明:提高等离子体电子数密度能够增强对高频雷达波的隐身效果,但同时需合理提高碰撞频率以保证对低频雷达波的隐身能力;有效增加等离子体厚度,可降低对等离子体源电子数密度的要求几倍甚至数十倍;当等离子体密度梯度较大时,出现非线性衰减,此时增加等离子体的厚度不再改善隐身效果。计算了在不同电子数密度和碰撞频率下,达到10 dB雷达隐身要求所需要的等离子体厚度。结果表明在等离子体电子数密度受限时,通过对等离子体的碰撞频率和厚度的参数优化,可以达到最佳的隐身效果。     

用探地雷达技术探测堤坝的隐患

探地雷达技术是根据电磁波在不同介质中传播特性不同的原理工作的,具有快捷、无损、连续测量和经济等优点,是目前病险库调查、坝体及截渗体隐患探测的良好手段。文章结合水库大坝隐患的探地雷达探测实例,介绍了用探地雷达技术探测涵洞形状及埋深、跌窝形态及发展趋势、截渗体形态及完整性的方法和成果,提出了土坝中电磁波波速的取值范围及选用天线的频率与探测深度、分辨率的相互关系,并揭示了土坝中不同隐患的雷达波特征。     

GIS支持下的深层土壤含水量遥感调查方法

分析土壤含水性与土壤反射光谱的函数关系以及遥感像元光谱中土壤光谱与植被光谱的组合关系；根据处于平衡状态时地表层含水率与表层以下不同深度土壤含水率的函数；提出在ＧＩＳ支持下采用多波段卫星数据，在剔除植被影响后定量计算表层土壤含水率，进而推算潜水面深和包气带中不同深度土壤含水率的理论和方法     

土石堤坝中近圆形渗漏通道的地质雷达响应特征研究

地质雷达是一种适用浅层目标探测的地球物理方法，具有使用场景多元化、无损探测、分辨率高和抗干扰能力强的特点.对土石堤坝中近圆形渗漏通道地质雷达响应特征的掌握，可以为土石堤坝中渗漏隐患的查明提供依据.使用基于有限时域差分法的GprMax软件，对土石堤坝中具有不同规模、埋深及含水率的近圆形渗漏通道，在不同中心频率天线下的地质雷达响应特征进行数值模拟.数值模拟结果表明，地质雷达的响应特征以绕射弧的形态为主要特征，主要取决于近圆形渗漏通道的规模大小、埋深以及含水率.规模大小决定了绕射弧半波峰的宽度及中心厚度，埋深决定了绕射弧的反射次数及图像的可见度，含水率决定了绕射弧的反射次数与振幅的变化程度.进一步地，结合数值模拟成果，对珲春市珲春河综合治理工程中的渗漏隐患进行了应用研究，在珲春河右岸堤防中推断有直径约0.8 m和0.6 m、埋深为2 m的近圆形渗漏通道2处，这为该工程的后期治理提供了重要的依据.     

西宁地区地质雷达探测地下管线试验研究

为了研究在西宁地区地质雷达探测地下管线的效果,文中开展了地质雷达探测不同类型和不同地下敷设深度管线的试验。通过敷设电缆、金属管、PVC管,调节设备参数设置,数据图像处理,对地质雷达探测结果进行参数、波幅、图像和介质干扰因素分析研究。结果表明:确定本次探测地层相对介电常数为7;地质雷达探测3种管线单列波最大波幅均大于正常值(7 500 mV);对电缆和金属管探测效果较理想,而对PVC管的探测效果较差;受介质干扰因素的影响,400 MHz中心频率地质雷达仅可探明埋深1.5 m以内的管线敷设。研究结果解释了介质干扰的影响机理,提供了一种判断管线埋深和部位的依据。     

提高雷达抗压制能力

随着雷达技术的不断发展,对抗雷达的手段也在不断提高。因为雷达工作必须辐射电磁波,容易被侦察发现和定位,且雷达又需要架设在开阔的平地或四周无遮蔽的高地,天线必须外露,难以伪装和防护,所以是一个脆弱环节,压制雷达和雷达抗压制之间的对抗已成为现代战争胜负的一个决定性因素,本文介绍了如何提高雷达的生存能力,着重介绍了雷达对抗﹑雷达反对抗。     

基于谱能分析法解决地质雷达大尺度探深问题

为了突破地质雷达低频天线探测深度与辨识率之间的矛盾,满足浅埋地下工程精细化物探的需求,基于谱能分析法对常规低频天线采集的雷达信号进行后处理,通过对探测目标介质体的频响强度分析,有效提高雷达回波的识别能力,实现了较常规雷达信号处理分析方法增大2~3倍探测深度的良好效果。结合某隧道中坍塌冒顶围岩扰动影响范围的探测实例,采用100MHz低频天线及谱能分析信号后处理技术达到了100m的大尺度探深,初步解决了地质雷达大尺度探测的工程问题。     

微波多普勒雷达海浪参数提取算法

根据海浪混合表面散射理论和线性波理论,利用3种规模波对微波多普勒谱的不同贡献,推导出海浪谱与径向速度转换函数,得到了一种适用于多普勒雷达的海浪谱以及海浪参数提取算法．该算法从海洋回波的多普勒谱中获取径向速度序列,根据海浪速度谱与海浪谱之间的转换关系推导海浪谱,再用谱矩法计算相应的海浪参数．运用该算法分别对微波多普勒谱雷达的模拟与实测数据进行处理,实现了有效浪高和平均海浪周期的高精度提取,证实了该算法在微波段多普勒雷达的海浪参数反演中的准确性．     

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.     

一种简洁的船舶湿表面网格快速自动生成方法

为了能够找到一种统一、简洁、快速的船舶湿表面网格剖分方法,从而提高船舶水动力分析的效率,运用累加弦长理论对型值点的数据做预处理.处理后的型值点数据沿各站型线方向以及船长方向均匀的分布,将经过预处理的型值数据作为双3次B样条曲面的待拟合数据点,通过给予适当边界条件求得双3次B样条曲面进而获得湿表面网格.通过进行水动力算例分析表明,本方法准确、简洁,可以满足水动力分析的需要,不仅克服了曲线连续性低和直舷计算失效的缺点,又省去了对艏艉单独处理和最后整体网格拼接的繁杂工作.     

漕渡门桥航行水阻力和绕流场的数值预报

为了进行漕渡门桥水动力性能的研究，利用CFD（computational fluid dynamics）商用软件作为计算工具，用有限体积法离散控制方程，分别对带式和分置式漕渡门桥模型，在不同速度下航行时的水阻力和绕流场进行了数值求解。用重正化群k-ε湍流模型计算门桥壁面边界层流动，流体体积函数方法进行自由表面波形的数值追踪。计算结果与船舶拖曳水池阻力试验数据相比，具有良好的精度。该数值计算方法可作为研究门桥水动力性能方法的重要补充。     

离心机场环境中结构的安全防护

在离心机高速旋转过程中,装在离心机长臂端的工程试验件受到很大的向心力作用.在极端条件下,试验件可能会甩离离心机臂而撞击到离心机室的墙壁或防护栏,造成结构破坏或人员伤亡的重大事故.分析了几种试验件撞击到防护栏上的撞击效应.防护栏采用由槽钢作立柱,角钢为横梁,相互交叉构成框架,然后再蒙上一层钢蒙皮构成.研究过程中,采用动态接触技术模拟了试验件与防护栏的撞击,应用弹塑性本构关系描述了试验件与防护栏的材料动态力学性能.研究结果表明,工程试验件的几何构形、质量、撞击速度、防护栏的强度和刚度以及钢蒙皮厚度对于离心场环境中结构的安全防护效果起着非常重要的作用.     

弹性纵波在不同非线性法向变形行为节理处的传播

对正向入射弹性纵波穿越具有不同非线性法向变形本构关系的单一岩石干性节理的特性进行理论研究.在没有剪切波的条件下,探讨了BB双曲线模型和经典指数模型两种不同的节理非线性法向变形行为对弹性纵波传播的影响.依据这两类节理本构关系,建立了不同的非线性位移不连续模式,分别获得了弹性纵波穿越单一节理时的反射、透射系数的解析解及数值差分解.针对节理初始法向刚度(kni)、节理闭合量(dn)与最大允许闭合量(dma)比值(γ)以及入射波频率(f)等参数进行研究,同时将2种模型的计算结果进行比较,得到的结论具有一定理论意义.     

扁平箱形密闭结构内爆炸的模型试验

为研究扁平箱形密闭结构内部爆炸时侧墙上的荷载,对2种钢筋混凝土模型结构进行了药量递增直至结构破坏的内爆炸实验.利用侧墙上的测点测得压力等试验参数,分析比较了2种模型侧墙上的内爆炸荷载.试验结果表明:作用在结构内表面上的压力是非线性下降的,具有周期性宏观脉动特征,压力时程曲线主要由一个初始主脉冲和几个较大的后续脉冲组成,准静态气体压力很小.结构破坏形式以顶板的双向受弯破坏为主.在结构内部设置抗爆隔墙可有效降低冲击波对结构的破坏.主要结论可供工程设计参考.     

水流作用下锚泊浮体平衡位置及姿态的求解方法

为了求解锚泊浮体在波浪中的运动响应或是受失控船舶碰撞时的运动响应,首先得求解锚泊浮体系统在不同外部环境下的平衡位置,以获得较为精确的锚链和浮体的初始状态.将锚链考虑为可拉伸的悬链线,建立锚链力的求解方程.以浮体在各个方向的所受力(矩)的平衡为收敛条件,通过迭代求解锚泊浮体系统在海流作用下的平衡位置.结果表明,系统除了在不同流向和流速作用下具有不同的平衡姿态外,还会由于投锚误差导致平衡姿态的不同.     

现代网络流量的混沌奇异吸引子

网络流量的预测和控制是现代网络中的一个重要方面,但是它所呈现出来的长相关、分形等特征已经无法用传统的流量模型来描述.利用相空间重构方法,通过计算两组典型网络流量的Lyapunov指数、关联维来找出具有共性的现代网络流量的特征量,从而刻画网络流量的混沌奇异吸引子.仿真结果表明,现代通信网流量存在有共性的奇异吸引子.从而为网络的混沌建模及分析给出了理论上的支持.     

变埋深条件下土中爆炸成坑效应

为了研究在变埋深情况下,炸药在土中爆炸成坑和伴随的应力波传播规律,利用自由场化爆试验和数值模拟相结合的方法,研究了土中装药不同埋设深度爆炸效应问题,描述了爆炸成坑宏观破坏现象,给出了土中压力和实测波形,并对测试结果进行了分析,得到了土中爆炸成坑的经验公式和压力传播规律。在自由场实验和数值模拟的基础上,得到了变埋深条件下应力波在土中传播规律、爆炸成坑半经验公式、半封闭爆炸阶段弹坑半径预估公式。     

弹体垂直侵彻岩石的理论近似解

为了得到弹体侵彻岩石局部效应更精确的计算公式,运用空腔膨胀理论和弹塑性-连续介质理论,建立了弹体垂直侵彻岩石的解析模型,得到了侵彻深度理论近似解,揭示了尺度效应不仅与弹体直径有关,而且与材料强度、有效表面能和裂纹数有关,克服了一些传统算法的应用局限性。经过实际验算,与实验数据、经典Yong公式计算结果很接近,能够用于工程实际。