2018年空间科学热点回眸

 回顾了2018年全球空间科学重要研究进展、重大战略调整以及新发射的空间科学重要任务平台,盘点了“盖亚”绘制最新银河系地图,科学家首次确定银河系外高能中微子来源,火星勘测轨道器发现火星浅层地表之下的冰,“旅行者2号”飞出太阳系;美国密集出台航天新战略,俄罗斯公布月球计划路线图,国际空间探索协调组更新国际载人航天新战略;首个飞入日冕的帕克太阳探测器成果发射,人类首个月球背面探测器“嫦娥四号”顺利登月等重大科学事件。     

美国国家火险等级系统原理及应用

 介绍了美国国家火险等级系统（NFDRS）的发展历程、原理方法、系统结构,指出系统通过考虑不同类型可燃物对火灾发生的贡献,基于燃烧原理和点烧实验建立物理模型,计算输出全面的防火指标,其思路方法适用于气候复杂、植被类型多样的中国。对系统中值得借鉴的可燃物含水率计算、防火指标计算等关键技术进行重点分析,并结合中国火险等级预报业务现状对系统的本地化改进和业务化应用进行了展望。     

美国导弹预警系统的发展现状与趋势分析

 导弹预警体系是国家战略预警与战略防御体系的重要组成部分,是大国战略威慑的重要力量。美国历经60余年的发展历程,目前已构建了从早期预警到末端拦截日臻成熟的全球导弹预警体系。阐述了美国导弹预警系统的发展历程和现状,分析了其体系特点,展望了其未来发展趋势。     

CO和Cl2在TiO2(110)表面的吸附行为

采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理方法研究了CO和Cl₂分子在TiO₂（110）面上的吸附反应,通过计算体系的吸附结构、吸附能、电荷密度和态密度等性质,揭示了CO和Cl₂共同吸附在TiO₂（110）表面的行为机制。CO和Cl₂在TiO₂（110）面上的吸附存在相互促进的关系,共同吸附时其平均吸附能为-1.367 4 eV,Cl₂能够被表面Ti原子捕获,表面Ti （5c）原子发生sd³轨道杂化,吸附发生时表面形成CO→TiO₂（110）→Cl流向的瞬时电子流,态密度的分布显示TiO₂（110）表面的Ti-O键强度被削弱,说明CO的存在对TiO₂的氯化有促进作用,同时表面O原子被激活,其随着CO从表面解离形成CO₂分子平均释放1.418 6 eV的能量,使得TiO₂（110）结构被破坏,同时也为下一个Cl₂分子提供了良好的吸附位。     

垂直振动成型冷再生混合料疲劳特性研究

为深入研究乳化沥青冷再生混合料的疲劳特性,采用更符合混合料现场压实工况的垂直振动法成型圆柱体试件.研究了RAP掺量、成型方法及浸水环境对冷再生混合料疲劳特性的影响,应用Weibull分布建立冷再生混合料疲劳方程,并借助扫描电镜揭示了冷再生的疲劳抗裂机理.结果表明:新集料掺量对冷再生混合料疲劳性能有显著影响,疲劳性能随新集料掺量的增加呈抛物线变化趋势,当新集料掺量为20%时抗疲劳性能最优;垂直振动法设计冷再生混合料在应力作用下的抗疲劳性能及对应力变化敏感性优于马歇尔法;与未浸水试件相比,不同应力水平下浸水试件的疲劳寿命均缩短,对应力变化更加敏感;水泥-乳化沥青胶浆相互渗透胶结,并将集料紧密黏结,形成较致密的网状结构,有效改善胶浆与集料的界面协调变形,延缓裂缝发展.     

附加法向信息的三维网格预测编码

为提升三维网格的压缩性能,提出了一种网格法向与几何帧内-帧间预测编码方法.该方法充分利用法向数据内部分量间（帧内）及几何与法向数据间（帧间）的相关性,实现附加法向信息的三维网格压缩,有效保持解码后三维网格的几何特性.实验结果表明,提出的预测编码方法相比分别压缩三维网格法向与几何数据,能够显著提高附加法向信息三维网格的压缩效率.      

暴雨内涝下公交乘客的出行选择行为

基于暴雨内涝天气对公交线路运行影响强弱的三种情形,通过实际调查(RP)和意向调查(SP)的调查结果进行效用模型估计和决策变量的敏感性分析,解析暴雨内涝下公交乘客的出行选择行为机理,得到公交乘客出行选择行为的影响因素(由强至弱)是步行时间、票价、车内时间和车内拥挤程度,以及所选出行方式的主要特点(由强至弱)是零换乘、低票价、中途易更改出行意愿和运行稳定.最后根据上述结果,从调度指挥、对信息服务、交管保障三个方面进行了暴雨内涝天气下公交应急预案的探讨.     

s-III型低密度甲烷气体水合物物性的理论研究

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法研究了s-III型水分子笼状结构和s-III型CH4气体水合物笼状结构的晶格常数、体弹模量等基本物性参数,发现在0~2.6 GPa压强范围内两种笼状结构均可以稳定存在,晶胞体积随着压强增大而近似线性减小. s-III型CH4气体水合物中由于CH4分子间的作用力导致甲烷水合物体积发生膨胀,但是体积增大幅度较小且比较均匀,平均增幅在3.97%左右. 最后根据能带结构和电子态密度计算结果发现s-III型CH4气体水合物为绝缘体,不具有导电性.     

多梁式桥梁检测的叠加曲率模态差变化率方法

鉴于应用曲率模态的桥梁损伤识别研究大多以一维单梁式结构为研究对象,提出利用G-M法的思想并基于薄板振动理论将多梁式结构转化为正交异性板后,类比梁弯曲理论得到该结构两正交方向曲率表达式,通过分析采用单阶曲率模态差指标进行桥梁损伤识别的不足,考虑利用多阶曲率模态变化率叠加指标进行损伤识别,最后采用有限元软件Ansys建立桥梁模型计算单位置、多位置不同损伤程度的多种工况。Matlab绘图结果表明:沿桥梁纵向叠加指标识别更为精确,对未损伤位置数据扰动更小,指标独立性高,可利用该指标进行多梁式结构的损伤定位。     

青岛中港微型生物膜中污损细菌群落初探

本研究拟通过揭示微型生物膜中的细菌群落特征,为污损生物学和海洋腐蚀学的微观研究提供参考和启示。试验采用3种方法:传统稀释涂布法、流式细胞仪计数法以及16srDNA扩增子高通量测序对青岛中港冬季海水以及玻璃板中微型生物膜中的污损细菌群落结构进行分析。试验结果表明冬季海水表层和底层中细菌的浓度分别为3.0×10~8 CFU/L和6.9×10~7 CFU/L,表层和底层玻璃板微型生物膜中的细菌浓度分别为7.2×10~7 CFU/L和2.1×10~7 CFU/L,海水和玻璃板中的细菌以Proteobacteria和Bacteroidetes为主。另外,海水中细菌群落结构组成与玻璃板微型生物膜中细菌具有较高的一致性。本研究利用不同的试验方法揭示微型生物膜中的细菌群落特征,对深入研究生物污损,从根本上解决海洋生物污损问题、制定绿色防污措施具有重要的现实意义。