基于数字滤波法的拒马河基流分割及演变规律研究

以大清河流域拒马河为研究对象,基于紫荆关水文站1950—2016年的日径流数据,采用改进退水常数后数字滤波法中的Chapman-Maxwell法,对拒马河径流过程进行基流分割,并对拒马河丰、平、枯年基流变化特征进行分析. 结果表明:1)使用改进后退水常数（α=0.993）比以往经验所得退水常数（α=0.925）计算的基流量变化特征更稳定;2)基流与径流均呈减小突变,基流突变时间略早于径流突变时间,突变前后基流变化幅度小于径流变化幅度;3)丰、平、枯不同水平年基流对径流的贡献率分别达到35.80%、42.51%、52.20%,丰水年基流贡献率最小,枯水年基流是径流的主要补给源. 研究结果可为保障河道生态基流及应对气候变化对河道生态系统的影响提供理论和技术支撑.      

利用饱和烃降解率划分原油降解级别的方法及应用

微生物降解是浅层原油常见的次生变化,为了简单快捷地确定原油遭受生物降解的程度,提出一种利用饱和烃降解率划分原油生物降解级别的方法。该方法利用生物降解原油的饱和烃色谱图会出现“UCM”峰的特点,在同一比例尺下读取“UCM”峰面积和残留饱和烃包络面积,计算饱和烃降解率,并依此将原油降解级别划分为10个等级。利用该方法对LDW坳陷32个原油样品饱和烃降解率进行计算,并对生物降解级别进行划分。结果表明：LDW坳陷原油生物降解级别分布在1～7级,且不同构造位置原油降解级别存在差异,同一构造不同深度原油的降解级别也不尽相同;总体上中南部(D36-1构造以南)原油降解级别较高,Z25-1构造及其以北原油降解级别较低,原油降解级别随油藏埋藏深度变浅而升高,反映浅埋原油易于降解的特征;该方法步骤简单,且具有分析周期短、成本低、精度高的优点,为定量划分原油生物降解级别提供了高效方法。     

GTOPMODEL模型与TOPMODEL模型比较

构造了名为GTOPMODEL用于洪水模拟基于栅格的分布式水文模型．通过假设土壤饱和水力传导率随着深度的增加呈指数递减和地下水面平行于地表面,推导出了基本方程;介绍了植物及根系截留、蒸散发、地下水补给、基流以及汇流的计算方法,并与TOPMODEL进行了比较．采用因特网提供的数字高程模型、土壤组成和土地覆盖等资料,选用流域面积4716km^2的黄河支流-洛河卢氏以上流域,应用两个模型进行了洪水模拟比较．结果表明,在该流域GTOPMODEL比TOPMODEL模拟更好．     

黄河中游河龙区间河川基流时空变化及其对水土保持响应

利用Nash-Sutcliffe效率系数评估不同基流分割方法的计算结果精度,选用适合的基流分割方法对黄河中游河龙区间红河等13条主要一级支流长时间序列的逐年汛期基流深以及基流系数进行了计算,并结合区间内水土保持的情况、降水量的情况对基流变化进行了分析.结果表明,河龙区间内主要一级支流的汛期基流深在长时间尺度上,大多呈现出显著的下降趋势,区间北部的河流基流系数呈减少趋势,区间南部的河流基流系数呈增多趋势;进一步的分析表明,这两种不同趋势的基流变化规律与在不同降雨条件下开展的大规模水土保持活动存在着显著的相关关系:在500mm等降水量线以北的流域,大规模开展水土保持对汛期基流深有明显的削减作用,而在区间内500mm等降水量以南的流域,水土保持对汛期基流深的影响则不显著;在区间的半干旱地区水土保持面积占比与逐年基流系数变化呈现出显著性负相关,在半湿润地区则呈现出显著性正相关.     

GaN基量子阱激光器交叉饱和特性的计算与分析

通过分析GaN能带结构和跃迁矩阵元,对GaN基量子阱激光器的交叉饱和特性作了理论上的计算与分析．并给出了TE和TM模自身交叉与相互交叉的交叉饱和系数的曲线,分析了能带结构和载流子面密度对交叉饱和特性的影响。发现相互作用的两光场频率相等时,两光场的交叉饱和系数出现峰值,两光场频率不等时相应的交叉饱和系数远小于峰值;同时发现在交叉饱和系数峰值处,不同载流子面密度将对交叉饱和系数产生不同的影响,因此,载流子面密度的改变可影响交叉饱和系数。     

济南市南部山区汛期的基流量变化

根据济南市南部山区卧虎山水库的日入库流量数据和卧虎山流域的降雨资料,利用数字滤波法对南部山区汛期径流进行基流分割。研究发现:不同年份的主汛期出现时间、年内基流量的变化不同;年际基流量相差悬殊;径流与基流的相关系数R值分别为0.75、0.83和0.78,呈现中度正相关关系;降雨量大时基流指数小,反之则大,表明基流指数与降雨量存在负相关关系。     

坚硬地基异弹模重力坝应力分布规律及其简捷算法的修正

本文用５Ｈ宽深地基八节点平面等参元方法计算了中等高度的各种不同坝体弹模比和不同下游坡率的坚硬地基重力坝，分析了异弹模重力坝坝体的应力分布规律并提出了符合异弹模重力坝特性的修正简捷材力计算法．     

基于多种水文学法的生态基流计算

基于西江大湟江口站1960—2017年逐日流量数据,运用Mann-Kendall等3种突变点检验方法将该站流量序列划分为人类活动干扰前（1960—1991年）和干扰后（1992—2017年）2个时段．以干扰前流量序列为基础,采用Tennant、NGPRP等6种水文学方法对该河段逐月生态基流进行计算,并与相关研究中基于该河段鱼类产卵期生境模拟计算结果进行比较,分析结果表明NGPRP法在该河段适用性更强．将NGPRP法计算所得各月生态基流值作为基准,分析比较干扰前后河段生态基流保证程度,分析结果表明干扰后9—11月生态基流保证程度有所下降,其余月份均有所提高,但由于西江规划水利设施较多,河流生态环境保护工作仍面临一定挑战．本研究为计算该河段生态基流筛选、确定适用程度较高的水文学计算方法,以及为该河段生态基流计算提供一定参考,并据此对该河段干扰前后生态基流保证程度进行分析,其结果可以为该河段生态保护和评估工作提供技术支撑．      

分离式与并行式双左转车道通行能力

调查了分离式、并行式双左转内、外侧车道的饱和车头时距和饱和流率,并计算了2种双左转方式下,左转车道的饱和流率相对于相邻直行车道的饱和流率的折算系数,对分离式与并行式双左转车道通行能力进行了对比分析;调查了2种双左转类型下各左转车道高峰小时流量,计算高峰小时平均流量折算系数,通过折算系数的比较,明确不同左转类型下各车道交通流量的实际分担情况;最后对2种双左转形式的优缺点进行分析,为交叉口标志标线设计提供参考。研究结果表明:在左转绿信比相同的情况下,分离式双左转车道的通行能力略高于并行式。     

带状组织不同的管线钢在60℃CO_2环境中腐蚀行为分析

对带状组织级别不同的管线钢在60℃CO2饱和的NACE溶液中的腐蚀速率、腐蚀形态和点蚀系数进行了分析比较。研究结果表明,在CO2饱和的NACE溶液中,带状组织级别越低的材料,发生均匀腐蚀的特征越明显,通过生成保护性膜抵抗腐蚀的能力越强。而带状组织级别越高的材料,发生局部腐蚀,尤其是点蚀的特征越明显。为了提高管线钢抗CO2腐蚀的性能,生产环节应控制其带状组织,选材环节应尽可能选用带状组织级别低的材料。     

钢丝网增强活性粉末混凝土抗侵彻特性

为研究新型钢丝网活性粉末混凝土RPC(reactive powder concrete)避弹层的抗侵彻性能,进行了抗侵彻试验和数值计算分析.制作了钢丝网RPC、钢纤维RPC试验靶体.分别采用步枪子弹和57 mm半穿甲弹进行了冲击试验,冲击试验的弹体速度分别为710、340 m/s,主要比较靶体的破坏形态和弹体对靶体的侵彻深度.为利用ANSYS/LS-DYNA动力有限元分析软件对上述靶体的抗侵彻性能进行数值计算分析,创建了新型钢丝网RPC的计算模型.计算结果与试验结果基本吻合,证明了计算模型的合理性.试验和计算结果均表明:钢丝网RPC具有较好的抗局部破坏和抗裂的性能,且具有较高的效费比.     

基于IEEE802.16e的子载波分配方式分析

针对IEEE802.16e规定的分布式和连续式2种基本的子载波分配方式,以上行链路为例,分析无线移动信道环境下,其接收端信号的功率分布、信号干扰噪声比SINR的累积分布函数曲线CDF(cumulative distribution function)分布,得出了分布式子载波分配功率分布更加集中的特点。同时,通过分析用户逻辑子信道上所采用的调制编码方案MCS(modulation coding scheme)的分布,从另一个角度验证分析结果,进一步给出2种不同分配方式的性能特点和适用情况,对IEEE802.16e的OFDMA无线资源的有效管理和调度具有积极的指导意义和实用价值。     

非核电磁脉冲在坑道中的传播

为了研究非核电磁脉冲在坑道中的传播规律,基于旋转对称时域有限差分法建立了圆形截面坑道的数值分析模型,以圆波导中TE01模、TE11模和TM01模作为激励模式,计算了不同载频的高功率微波和不同脉宽的超宽带电磁脉冲的衰减。结果表明:非核电磁脉冲随着传播距离的增加,衰减基本上是线性变化的,但在传播过程中,载频较高的高功率微波衰减上下起伏比较明显;高功率微波的载频越高,超宽带电磁脉冲的脉宽越窄,波的衰减量越小;TM01模激励较之TE01模和TE11模激励时脉冲的衰减要大。对数值计算结果和试验数据进行了比较,二者吻合较好。     

不发生侧滑为指标的跨海大桥安全行车风速分析

为了保证风环境下跨海大桥上车辆的行车安全,必须给出合理的安全行车风速.采用修正的κ-ε方程作为湍流模型的控制方程,对车桥模型的风流场进行了流场分析,得到了桥上车辆的压力分布,进而获得了桥上行驶车辆的阻力系数和升力系数.以车辆不发生侧滑为指标给出了跨海大桥不同桥面特征下的安全行车风速标准,并与普通高速公路的相关安全行车风速进行了比较.结果表明:跨海大桥上车辆的安全行车风速要低于普通高速公路的安全行车风速.     

均布荷载作用下碳纤维布加固预应力空心板延性分析

为了研究碳纤维布加固后预应力空心板延性的变化,进行了7块碳纤维布加固预应力空心板试件在均布荷载作用下的试验,分析了碳纤维布粘贴量和粘贴方式对延性的影响,提出了碳纤维布加固预应力空心板曲率延性系数计算方法。试验结果表明,碳纤维布粘贴量和粘贴方式对位移延性系数影响明显,随着碳纤维布粘贴量的增加,试件位移延性系数减小,单层双幅粘贴方式下,延性系数最大。曲率延性系数计算值与位移延性系数之比在0.82左右,所提出的曲率延性系数计算方法是偏于安全的,具有较高的计算精度。     

大型地下空间结构地震风险评估方法

地下结构的薄弱环节在地震作用下可能发生破坏,进而影响整个结构体系的整体稳定性,地下结构的抗震能力成为结构工程领域研究的热点问题之一。采用弹塑性时程分析与风险矩阵相结合的方法对地下结构地震风险进行评估,以1995年阪神地震中遭受严重破坏的大开地铁车站为例阐明该方法的具体步骤。弹塑性时程分析能够考虑地下结构的各种复杂情况,直观地得到地下结构的损伤破坏情况,根据破坏情况建立风险矩阵对结构进行系统的风险管理。结果表明,弹塑性时程分析结合风险矩阵的风险评估方法具有较好的精确性和可靠性,适用于重要大型地下空间结构的地震风险评估。     

OFDMA用户协作系统的自适应资源分配

针对OFDMA用户协作系统,为提高频谱效率,提出基站不间断地发射信号,中继用户将基站在第一时隙发射的信号以DF方式在第二时隙转发给目标用户的协作传输方案,从而在2时隙对目标用户构成具有空间分集。以效益和最大为目标,提出根据业务特性合理设计效益函数,并采用拉格朗日对偶方法实现联合子载波、功率分配和中继选择的优化方案。仿真结果表明,相对于已有方法,该方案提高了频谱利用率且更有效地满足了用户需求。     

基于复数格基缩减的V-BLAST系统检测算法及性能分析

为了提高系统性能,从实数格基缩减出发,推广得到了一种通用的复数格基缩减算法,给出了其在V-BLAST系统中的应用。通过与MMSE扩展相结合,分析缩减与扩展的先后顺序,提出了MMSE-Ⅰ和MMSE-Ⅱ两类基于复数格基缩减算法的V-BLAST检测方案。分析和仿真结果表明,检测中采用复数格基缩减算法与实数算法相比,可以大幅降低复杂度而不影响系统性能;基于复数格基缩减的MMSE-Ⅱ逐层干扰抵消检测算法,可以解决格基缩减引起的有效发送符号之间的相关性问题,且性能接近于ML检测。为了进一步降低复杂度,给出了一种性能损失较小的次优排序方案。     

基于可信度的节点选择算法

为了解决提高检测概率与减少网络开销间的矛盾,基于数据优化融合理论,提出了基于可信度的能量融合协同感知算法（EFCS算法）及节点选择算法。通过自适应迭代算法估计出各认知用户的感知可信度,并推导出了算法检测性能与协同用户数及感知可信度间的确定关系。算法能够在达到检测性能指标的前提下,尽可能多地删除冗余协同感知用户。仿真证明,节点选择算法在保证较高的检测概率的同时极大的节省了网络开销。     

混凝土箱梁热—力耦合模型及剪力滞时变效应

为了研究混凝土箱梁墩顶块翼缘板早期裂缝机理,采用热-力耦合方法,建立了混凝土箱梁水化热温效剪力滞耦合模型,提出了广义剪力滞概念,以混合网格对混凝土箱梁墩顶块进行分层网分。计算了剪力滞随水化热温度荷载变化的全过程,分析了水化热温效剪力滞时变效应规律,并将计算值与试验数据进行了比较。结果表明:水化热温度所产生的剪力滞效应为负剪力滞,其程度与水化热温差峰值相关,降低水化热温差峰值,可有效降低水化热负剪力滞效应;翼缘板边缘拉应力峰值出现的时间滞后于温度峰值时间约40h。因此,水化热—力耦合模型能有效地模拟混凝土箱梁墩顶块水化热剪力滞效应,估计翼缘板拉应力峰值出现的时间,及时采取措施进行控制,防止开裂。