Wave Damping and Refraction-Diffraction Due to Variable Depth Porous Bottom

The refraction-diffraction of surface waves due to porous variable depth has been the subject of many investigations. In the present study, we extend the boundary-value problem of impermeable varying topography to that of a variable depth porous seabed, which is the situation most likely to be encountered in practical problems of coastal engineering. A wave-induced fluid motion is applied to the porous bottom, while the well-known linear potential theory is applied to the free-water above the bottom. Eigenfunction expansions are employed to derive the matching condition and the so-caUed modified dispersion relation. As a result of the porous bottom, the wavenumber becomes a complex value, of which the real part represents the spatial periodicity while the imaginary part refers to the energy dissipation. The characteristics of water waves over a porous bottom are studied in detail. By neglecting the non-propagating modes which only have a local effect and damp exponentially with distance, we derive a mathematical model to represent the characteristics of both the wave refraction-diffraction and wave-damping. The developed model is applied to the damping problem of waves over submerged porous breakwaters.     

层状半空间叠前地震记录的波动方程正演模拟

振幅随偏移距变化 (AVO)分析是一项利用振幅随偏移距变化特征来分析岩性和油气藏的地震勘探技术 ,它极大地改善了地震勘探的烃类检测能力。并不是所有气层的反射振幅都随偏移距增加 ,特殊岩性体也会产生AVO效应。利用弹性动力学方程变换和递归算法 ,计算了反射矩阵 ,从理论上推导了球面波在层状弹性半空间传播时产生的地面反射记录的计算公式。在实例模拟中 ,对计算速度和精度、空间假频、截断效应等给出了相应的解决方案。计算实例说明 ,波场模拟有助于AVO分析和叠前反演。     

喹啉的极谱催化波及其应用

在0.15mol／L HAc-NaAc(pH 4.4)-0.016mol／L KIO3支持电解质中,喹啉产生-灵敏的极谱催化波,蜂电流比其相应的极谱波增大30余倍,峰电位为-1.14V(vs.SCE).该极谱催化波的二阶导数峰电流与其浓度在1.0×10-4-3.5×10-4 mol／L范围内呈线性关系,检测下限为2.0×10-5mol／L,该方法可用于微量喹啉的测定,其灵敏度比无KIO3存在时提高了近一个数量级.     

深度学习在引力波数据处理中的应用初探

截至2018-01-16,LIGO已成功探测引力波事件6次.可以预期,引力波探测事件会越来越多,引力波天文学会很快进入到大数据阶段.深度学习在大数据处理方面近年来得到迅速发展.它在数据处理速度,准确度等方面都表现出极大的优势.深度学习在引力波数据处理中的应用讨论还不多.本文引入此问题,并对其进行初步研究.引力波数据最大的特点是强噪声、弱信号.现行的数据处理方法是利用匹配滤波的方式把引力波信号从强噪声中挖掘出来.同时,匹配滤波方法还可以确定引力波源的性质,定量确定其参数.匹配滤波方法的弱点是计算量巨大.这导致数据处理速度很慢.对于将来的大数据引力波天文学,这更将是一个巨大的隐患.匹配滤波方法的另一个潜在问题是,完备准确的理论波形模板是其工作的前提条件.这个潜在问题的后果是很难找到理论预期之外的引力波信号.深度学习的数据处理方法有可能在这些问题上提供出路.同时,深度学习也会遇到其自身的若干困难和问题.本文将从网络结构、训练数据制备、训练优化、对信号识别的泛化能力、对数据的特征图表示以及对特征数据遮挡的响应等方面来展开讨论.     

基于改进 FastICA 的冲击波工频干扰消除算法

在火炮冲击波信号测试领域中, 为解决陷波算法消除工频干扰损失有效信号成分的问题, 提出了一种改 进的 FastICA 算法消除工频干扰。 采用五阶收敛的牛顿迭代形式改进基于负熵的 FastICA 算法, 使其不仅具备 负熵算法的高精准度, 而且收敛速度快, 迭代次数少。 仿真结果表明, 该算法的相似系数和信噪比达到 0. 999 99和 45 dB, 较传统陷波算法的 0. 996 和 21 dB 有明显的优势。 相比于基于负熵的 FastICA 算法, 改进算 法与其精准度相同, 但迭代次数减少了 26. 7%; 与收敛速度较快的峭度算法相比, 改进算法迭代次数更少, 收 敛速度更快, 稳定性更高。 该算法具备精准度高、 收敛速度快和迭代次数少等优势, 因此适用于实时处理冲击 波的测试场合。     

人工水下沙坝对中海滩浴场水动力影响

基于Delft3D软件建立了北戴河中海滩浴场海域的二维及三维潮流和波浪耦合数学模型,并用实测潮流和波浪资料进行模型验证.利用验证后的模型模拟人工水下沙坝引起的水动力环境变化.结果表明:由于工程海域附近的潮流作用较弱,因此潮流影响仅体现在沙坝周围;4座人工水下沙坝具有一定的消浪作用,并且消浪作用随入射波高的增加而增强;总体上看,人工水下沙坝的建造使浴场附近的水动力作用减弱,水动力环境朝着有助于海滩保护的方向发展.     

基于电场感应的水下无线电力传输

为了验证水下电能传输的可行性和研究影响传输效率的因素,采用电场耦合原理进行了简单的无线充电电路设计,对电场耦合式无线电能传输的系统结构和基本工作原理进行介绍,分析了其相比于磁场耦合方式的特点,以及由此带来的相应优势,通过多物理场仿真模拟极板间电场分布,设计了一种LC双边的CPT系统,采用单片机组成脉宽调制控制电路并用功率放大电路模块组成发射端和接收端。结果表明了运用电场耦合原理进行无线充电的可行性,在研究中发现极板间的传输距离是影响水下无线充电效率的一个因素,而且两个电极之间的杂散电容也会影响极板间的功率,所以由于极板间隙的存在极板间的功率损耗较大。所提出的LC双边CPT系统,不仅实现了水下无线电能传输,还保证了在一定距离和频率下传输效率的稳定。     

可证明安全的射频识别双向认证协议

由于射频识别系统中读写器和标签是在不安全的无线信道中进行通信,而且随着移动读写终端的出现,使得读写器和服务器通信也不安全,容易受到假冒攻击、窃听攻击、中间人攻击等安全威胁,针对此问题提出了基于中国剩余定理的射频识别双向认证协议。该协议利用对称加密、模运算等方式提高信息传输的安全性,引入时间戳来抵抗中间人攻击,并利用中国剩余定理对各方进行认证,最后采用随机更新密钥的方式进行密钥更新,并通过形式化证明的方法和常规攻击分析的方式来验证协议安全性。将该协议与其他协议进行安全性、计算量和存储量的比较,结果表明:文中协议安全性高、计算量小且存储量适中,在射频识别领域安全方面具有一定的应用价值。     

两种螺旋波天线对非均匀等离子体波场结构的影响

基于气体工质电离后被射频加热的稳态过程,在石英管中等离子体沿径向不均匀分布条件下,研究分析了1Loop型和Boswell型等2种螺旋波天线激发出的射频波功率对波场结构的影响情况。运用Helic程序求解管内电磁场相关的4个径向微分方程,得到波电场和波磁场的分布情况。通过分析两型天线对螺旋波等离子体波场结构的影响,对比2种天线的性能。结果发现:L型天线激发的波场属于强静电弱磁波场,B型天线激发波场则属于强静电强磁波场;B型天线相比L型天线能够在天线覆盖范围内产生强波电场,该天线下更多功率耦合进了等离子体中。L天线激发波电场受密度梯度影响显著,L天线对靠近壁面处等离子体影响范围大于B天线,B型天线激发波场能量更强。     

盆地型长周期地震动的判别准则

为了筛选出盆地内超高层结构抗震设计所需的盆地型长周期地震动(简称为长周期地震动)验算波,总结了长周期地震动的形成机理,分析了长周期地震动中面波的卓越性,提出了截取由面波主导的地震动尾波的方法,通过基于尾波特性的统计分析得到了长周期地震动的判别准则.结果表明:沉积盆地边界所激发的面波在盆地内传播、叠加以及依频率放大是长周期地震动的主要形成机理;长周期地震动中由面波主导的尾波段对长周期结构响应起控制作用;长周期地震动判别准则宜定为:速度反应谱卓越周期大于2s,且截取出的尾波与原始波在速度反应谱卓越周期处的谱幅值比大于85%.