Fine three-dimensional P-wave velocity structure beneath the capital region and deep environment for the nucleation of strong earthquakes

A detailed 3-D P-wave velocity model of the crust and uppermost mantle under the capitol region is determined with a spatial resolution of 25 km in the horizontal direction and 4-17 km in depth. We used 48750 precise P-wave arrival time data from 2973 events of local crustal earthquakes, controlled seismic explosions and quarry blasts. These events were recorded by 123 seismic stations. The data are analyzed by using a 3-D seismic tomography method. Our tomographic model provides new information on the geological structure and complex seismotectonics of this region. Different patterns of velocity structures show up in the North China Basin, the Taihangshan and the Yanshan Mountainous areas. The velocity images of the upper crust reflect well the surface geological, topographic and lithological features. In the North China Basin, the depression and uplift areas are imaged as slow and fast velocity belts, respectively, which are oriented in NE-SW direction. The trend of velocity anomalies is the same as that of major structure and tectonics. Paleozoic strata and Pre-Cambrian basement rocks outcrop widely in the Taihangshan and Yanshan uplift areas, which exhibit strong and broad high-velocity anomalies in our tomographic images, while the Quaternary intermountain basins show up as small low-velocity anomalies. Most of large earthquakes, such as the 1976 Tangshan earthquake (M 7.8) and the 1679 Sanhe earthquake (M 8.0), generally occurred in high-velocity areas in the upper to middle crust. However, in the lower crust to the uppermost mantle under the source zones of the large earthquakes, low-velocity and high-conductivity anomalies exist, which are considered to be associated with fluids, just like the 1995 Kobe earthquake (M 7.2) and the 2001 Indian Bhuj earthquake (M 7.8). The fluids in the lower crust may cause the weakening of the seismogenic layer in the upper and middle crust and thus contribute to the initiation of the large crustal earthquakes.     

遗传算法引入进化方向算子的一个改进及应用

为了有效找到全局最优,将“进化方向”引入到遗传算法中被认为是非常有用的。文中提出了一个新的进化方向算子,用于对标准遗传算法进行改进,该算子依据父代个体和当代个体的进化方向产生子代个体,进化方向的求取无须计算梯度。算子的作用对象是个体中的变量而不是染色体中的基因,因而适合于采用任何形式编码的遗传算法场合,包含该方向进化算法被用于二维多峰函数的极大值搜索问题,进行了对比验证,将新算法进一步应用于离心压     

运动物体生成内波的一类非线性谱方程组

本文给出了由运动物体所生成内波的基本方程组和对应的谱方程组。该方程组的线性部分是一具有体积源(其下简称为体源)的Sturm—Liouville本征值问题，而它的非线性部分是由体源与线性波场相互作用的谱表示。在这类强迫方程的源项中包含了10类内波谱，这些谱最终均可利用内波的振幅谱表示。本文给出了线性波场波要素的谱表示和运动物体生成内波的非线性谱方程可解性的讨论。为了检验所得到的谱方程组，文中又进行了该谱方程组线性部分的数值计算。     

基于选定风浪方向谱的海浪模拟方法

简要回顾当前第三代海浪模式中的困难。为避开这些困难,作者提出一种新的海浪模拟方法,其中特定定义的风浪组成波依常风下随时间成长的方向谱计算,而涌浪组成波藉考虑涡动黏性和底摩擦加以计算。并进行了常风场和变风场下系统的数值试验。在常风速情形中,模拟结果能精确地化为建立模拟所根据的谱和风浪成长关系。计算显示出台风中心附近浪场的极端复杂的谱结构。当风速骤然降低时,模拟的波高减小与观测符合。在风向逐渐或骤然改     

基于辐射噪声线谱削峰的双层加肋圆柱壳结构声学设计

为降低水下航行器辐射噪声线谱,提出了一种弱辐射双层加肋圆柱壳结构. 采用机械阻抗理论分析了环肋圆柱壳模态响应幅值控制机理;引入圆截面内运动假设,利用模态展开法推导了环肋径向机械阻抗表达式;基于阻抗失配、波形转换原理,设计了阻抗加强环肋模型,并利用波动理论分析了其隔振性能;考虑壳间托板的强耦合作用,对托板进行了阻波设计. 将阻抗增强肋骨和复合阻波托板联合应用到双层壳结构声学设计中,数值分析了设计前后双层壳振动与声辐射性能. 结果表明:提出的新型双层加肋圆柱壳能有效实现辐射噪声线谱削峰,振动均方速度、辐射声功率和辐射声压大幅降低,具有显著的减振降噪效果.      

基于被动太赫兹波图像的图像分割技术

研究被动太赫兹波图像的图像分割算法. 针对被动太赫兹波图像水平和竖直方向平滑程度不同的特点,提出了一种改进的高斯-拉普拉斯算子,不同于传统高斯-拉普拉斯算子各向同性的特点,改进的算子在水平和垂直方向上对边缘具有不同的检测尺度. 实验表明,利用该算子可以将被动太赫兹波图像中的人和隐匿物品自动分割,能够准确、快速地对可疑的隐匿物品进行定位,使被动太赫兹波成像技术满足实际应用的需求.      

桥梁多次重撞击动力学响应的瞬态波效应法

为精确计算地震过程中桥梁的瞬态波响应,研究了多次重撞击现象对桥梁地震响应和安全性能的影响。针对剧烈竖向地震作用下梁可能偏离支座的双跨单墩连续梁桥,采用Ber-noulli-Euler梁模型描述上部结构和St.VENANT杆理论模拟桥墩结构。将竖向地震动以正弦激励形式的人工地震激励代替,应用瞬态波传播理论研究地震过程中上部结构和桥墩之间的多次重撞击现象。提出了计算桥梁多次重撞击瞬态动力学响应的瞬态波效应法。该方法避免了求解耦合重撞击力的强非线性方程,能够较精确地计算多次重撞击过程和分离过程中的瞬态波响应,准确描述结构中的撞击波传播现象。研究结果表明:重撞击力数值巨大;随着桥墩弹性模量的增大,最大重撞击力逐渐增大,而最大墩顶位移逐渐减小;竖向地震动引起的多次重撞击对桥梁的地震响应有较大影响,应当在连续梁桥的抗震设计中予以考虑。     

地下结构抗震分析方法及其现状

地下结构抗震研究是当今地震工程界重要的研究方向。由于其自身的特殊性，地下结构抗震的研究方法与地面结构相比有较大的不同。文中分析论述了地下结构的抗震特性，比较详细地介绍了地下结构抗震研究的现状和理论方法，并对各种方法的优缺点进行了简要评述，指出了其中应注意的问题。     

太赫兹波段树枝状三维各向同性左手材料设计及特性研究

基于微波段二维树枝状左手材料的设计思想,设计了太赫兹波段的三维各向同性左手材料结构单元模型.采用金属Drude模型,运用等效媒质理论,仿真模拟了结构单元的电磁响应特性,计算了结构单元的有关电磁参数,分析了其缺陷效应和吸波特性.结果表明折射率在太赫兹波段1.17¹.38 THz之间为负值,并通过模拟负折射验证了其左手特性;在缺陷严重情况下,其左手特性将消失;通过对模型进行改进,在1.47 THz处出现了一个吸收峰,吸收率高达98%.该模型结构简单,研究结果为采用自上而下的方法制备三维太赫兹波段左手材料指出了途径.     

基于小波域软阈值的指纹分割方法研究

鉴于指纹图像的质量对于其后续识别步骤具有非常重要的影响,因而需要对采集的指纹图像进行增强处理.提出了一种新的基于小波域软阈值Contourlet变换的指纹图像分割算法.Contourlet变换是一种新的多尺度几何分析方法,它不仅拥有小波变换的时频局域特性和多分辨率特性,而且还具有很好的方向性和各向异性.实验结果表明,该算法能够有效提升指纹图像的质量,提高指纹纹线谷脊清晰度,且具有较好的连续性.