保卫地球——近地天体的巡视与防御陨击的对策

地球处于危险的宇宙环境中。运行到地球附近的"近地天体(NEO)"潜在着撞击地球的危险。实际上,地球自诞生以来就不断地受到这些天体的轰击,月球和水星的斑痕累累陨击坑就是最好的佐证,只是地球经历严重演化而抹去了老的陨击遗迹,仅见到170多个较近期的陨击构造。幸运的是,现阶段的陨击大多是规模小的,危害不太大。然而,陨击是很难预料的,一旦发生较大的撞击,就会造成比大地震还严重得多的危害。1994年的彗星撞击木星事件轰动世界,启迪人们更加关注地球被撞击的危险问题。实际上,也不乏地球近期遭遇陨击的例子:1908年的通古斯爆炸事件;1976年的吉林陨石雨;2008年的小行星2008TC3陨落在苏丹。2010年初,美国科学院公布《保卫地球:近地天体巡天和缓解危险策略最终报告》,笔者将结合有关资料作简要介绍,让公众了解真实的科学知识和对策,以免被歪曲的影视情节所误导。     

水幕减爆防护技术数值仿真

高能炸药爆轰爆炸在极短的时间内产生强烈的冲击波,对周边的结构造成严重的破坏,并导致附近人员的伤亡.水幕减爆作为一种新颖的防护技术,通过在装药或者需要保护结构的外面布置水袋,利用水的加热、压缩和蒸发转移爆炸产生的能量,改变爆炸冲击波的传播方式,减弱爆炸冲击波的影响.建立安全可靠、稳定有效的水幕减爆装置需要大量的参数分析,从而进行优化设计.数值实验仿真提供了研究水幕减爆成本低廉并且没有任何危险的可行方式.传统的网格方法模拟水幕减爆问题存在很多困难.该文应用无网格粒子方法SPH对不同状况下的水幕减爆问题进行了一系列研究,得到一些初步的研究结果,对水幕减爆防护装置的设计和布置具有一定的指导意义.     

超宽带通信中干扰抑制方法

针对修改接收模板信号的方法(MRTW)在抑制随机窄带干扰上的不足,提出了一种超宽带通信系统(UWB)干扰抑制的新方法—自适应修改接收模板信号(AMRTW)方法,该方法通过增加的自适应频谱估计器和自适应接收模板信号分解单元,准确的将干扰信号分量从UWB接收模板信号中恰当的去除,从而提高了UWB接收机的抗干扰能力,仿真结果表明,在UWB系统处于随机用户干扰的条件下,AMRTW方法对UWB系统误码率的改善明显优于MRTW方法。     

摩擦摆支座在软弱夹层场地地下结构中的减震效果分析

较一般成层场地而言,软弱夹层场地中地下结构抗震与减震问题更为突出。本文以双层双跨矩形框架地铁车站结构为研究对象,基于有限元软件ABAQUS,建立土-结构体系的静动力耦合有限元分析模型,研究软弱夹层对地铁车站结构的地震响应规律的影响,并对比分析了设置摩擦摆支座的车站结构在均质场地和软弱夹层场地的减震效果。结果表明:软弱夹层穿越地铁车站结构时,结构的整体和中柱的变形以及中柱底部的内力会大幅度增加,且随着夹层厚度增加,结构变形和内力的增加幅度更为明显。在中柱顶部设置摩擦摆支座,中柱的最大位移以及内力值均减小,且软弱夹层场地中摩擦摆支座的减震效果要明显优于一般均质场地,建议在软弱夹层场地地下结构中采用摩擦摆支座进行减震设计。     

卫星导航增强系统中一种天线阵抑制多径方法研究

本文对卫星导航增强终端的天线阵多径抑制方法展开研究,设计多相关器数字接收机结构.天线阵各阵元接收信号数字化后,在导航接收机的每个通道内,相关处理出各阵元接收该通道跟踪卫星的载波相位,进行相干信号二维来波方向估计、数字波束形成,跟踪相应卫星信号,抑制其多径.本文研究分析了立体阵来波方向估计方法,及立体阵估计相干来波方向的去相干方法.电偶极子组成立体天线阵——球体阵,接收相干来波,体积小,结构紧凑.X,Y,Z轴三个线阵分别采用前后向平滑技术去相干,组成去相干后的接收数据相关矩阵,用MUSIC方法估计出相干来波的二维方向,不需要对估计出的来波方向进行匹配.结合卫星直达信号来波方向的导航电文处理结果,确认多径的来波方向.本文仿真中用估计出的卫星直达信号来波方向和多径信号来波方向形成权值,使天线阵波束形成指向卫星直达信号方向,零陷指向多径入射方向,抑制多径干扰.     

水灾恢复力评估研究:以湖南省长沙市为例

依据恢复力和脆弱性的内在联系,提出适合水灾恢复力的评估模型,并选择湖南省长沙市为研究区进行恢复力指数构建的尝试.结果表明,"每一农业人口占有耕地""城乡消费水平差距"和"城乡收入水平差异"3个指标是影响研究区恢复力的关键因子.研究区水灾恢复力在1980—2006年间总体情况较为平稳,1990年的恢复力水平最低,2004年的恢复力水平最高.估算得出的2007年研究区水灾恢复力空间分布结果为芙蓉区最高,长沙县最低.     

农田土壤N2O排放的主要影响因素及减排措施研究进展

对农田土壤N2O排放的主要影响因素(包括土壤含水量、土壤pH值、土壤温度、土壤质地和肥料施用等)、已有农田土壤N2O排放减排措施及估算模型的研究进展进行了总结分析,并指出了今后研究的重点和方向:(a)探究农田土壤N2O排放的内在机制;(b)提高预测模型的精度;(c)提出科学合理的减排措施.     

基于建筑能耗特征的城市建筑碳减排研究——以深圳市为例

使用DeST模型, 对深圳市典型民用建筑类型的能耗进行模拟, 归纳出各类型建筑能耗的时空特征。结果显示: 深圳市各类民用建筑能耗特征表现出较大的时空异质性, 居住建筑的单位面积能耗小, 但总量大; 商业建筑虽然数量相对较少, 但单个建筑体量大, 且单位面积能耗大, 因此总量不容忽视; 办公建筑对模型参数变化最敏感, 节能潜力大。结合深圳市“十三五”发展规划, 对深圳市建筑碳减排策略提出以下建议: 1) 全面打造智慧城市, 建立、健全建筑能耗监测体系, 更科学地管理能耗行为; 2) 全面普及绿色建筑, 在对新建民用建筑全面执行绿色建筑标准的同时, 重视老建筑的节能改造, 根据不同类型建筑的能耗特征, 分别采取部分改造、拆除重建、优化房间组合以及提高能耗效率等措施。     

基于GIS的城市建筑防震减灾系统

城市建筑物的震害预测和震害分析是防震减灾研究的主要内容。文章利用地理信息系统(GIS)的空间分析管理功能,建立了基于GIS的城市建筑物空间数据库,并根据城市建筑物的特点,结合震害预测方法,在ArcView环境下集成了城市建筑物防震减灾计算机系统。     

相邻结构减震优化分析

利用阻尼器连接相邻结构可减小结构地震反应,阻尼器参数的确定是减震设计的关键。根据随机振动理论,在白噪声激励下,以相邻结构的自振频率比、质量比为参数,推导了结构位移反应均方值与连接阻尼参数的关系式,分析了相邻结构的地震反应与频率比、质量比以及连接阻尼比的变化规律,从而得到了连接阻尼器的优化设计参数。最后在El Centro波、Taft波及人工波激励下,对比分析了某相邻10层建筑结构有连接和无连接时的地震反应,结果表明粘滞阻尼器连接相邻结构具有较好的减震效果。本文分析方法可供相邻结构减震设计参考。