地球系统科学模拟有关重大问题

从20世纪70年代开始,科学家们已经开始把大气、海洋、冰雪和陆面四个圈层作为一个整体来考虑,既研究各圈层内部的物理过程也研究其间的相互作用,这实际上是一个物理气候系统.进入21世纪,人们的视野从物理气候系统扩展到了地球系统,进一步考虑生态系统、空间天气和固体地球系统,通过研究圈层内部的物理、化学和生物地球化学过程以及圈层之间的能量、动量和物质交换来了解地球能量过程、生态过程和新陈代谢过程的运行规律.人们越来越重视诸如碳、氮循环等生物地球化学耦合过程在气候系统中的作用及人类活动对这些循环过程的影响.地球系统模式基于地球各圈层中的物理、化学和生物过程建立起来的数学方程组,然后用数值计算方法求解,编制成一种大型综合性计算程序.地球系统模式是迄今为止最复杂和最具综合性的科学数值模拟工具,是地球系统科学理论和知识的集大成.地球系统模式的先进性,体现了一个国家在地球系统科学研究的核心竞争力,是衡量一个国家地球科学研究综合水平的重要指标.建成国际领先的地球系统模式对大幅度提升我国在地球系统科学领域的水平具有不可替代的作用.本文概述了地球系统数值模拟研究的科学意义、国家需求、国际发展趋势、我国已经取得的成就和未来的发展目标和任务.     

采煤塌陷地土壤氮、磷季节性变化规律研究

以兖州煤矿塌陷地为研究对象,通过分层采集不同水文期的土壤样品,研究塌陷地积水区和非积水区氮、磷变化规律。结果表明,在季节性积水区一个水文年内,土壤中氮元素发生流失现象,全氮流失率达10.03%,碱解氮流失率达30.15%;全磷、速效磷发生沉积聚集现象,其中速效磷的积聚更明显。在非积水区,由于塌陷加剧土壤养分的表聚作用,促使全氮和碱解氮的流失减少。而全磷发生流失,流失率为15.24%。在垂向上,丰水期各指标含量减少的梯度平水期的梯度枯水期的梯度,在0~40cm深度,碱解氮流失率最高为50.6%,速效磷流失率最高为38.11%,在40~60cm变化幅度较小,在60cm深度之下,各指标逐渐成汇聚状态。判定60cm深度为土壤养分的塌陷影响深度。     

面向混合内存体系结构的模拟器

提出了一种基于全系统模拟器gem5的混合内存系统模拟器的构建方法.构建混合内存系统模拟器时,首先在gemg5中添加一层混合内存控制器结构,然后引入NVMain中的新型非易失性内存模型与gem5原生DRAM内存模型一起挂接到新添加的混合内存控制器上.实验结果表明,该方法能够实现构建混合内存系统模拟器的目标.     

脉冲磁场对高速钢刀具材料微观硬度的影响

研究脉冲磁场对W9Mo3Cr4V高速钢刀具材料微观硬度的影响规律. 利用自行构建的磁处理试验平台对高速钢试样进行定向脉冲磁化处理. 研究不同的脉冲磁场强度、磁场频率和磁化时间对高速钢材料微观硬度的影响规律,通过观察高速钢材料金相组织,分析脉冲磁场作用下高速钢材料的微观组织变化机制. 试验结果表明,在选择合适的脉冲磁化工艺参数条件下,高速钢材料的微观硬度能够明显提高. 脉冲磁场作用促使金属材料中一部分残余奥氏体转化为硬而脆的马氏体,使马氏体含量升高,材料组织变得均匀.      

正态分布均值变点的小波检验和估计

本文探究的是方差不变的条件下服从正态分布的随机序列均值变点问题,利用小波方法检测和估计均值变点.考虑存在一个或多个均值变点,利用小波方法构造检测均值变点的统计量,并且估计均值变点的个数、位置以及跳跃度,最后通过模拟仿真验证有限样本下本文方法的有效性.     

考虑运行工况的纯电动汽车动力传动系统参数设计

针对传统理论计算方法的不足,提出了一种理论计算与运行循环工况分析相结合的纯电动汽车动力传动系统的参数设计方法。根据整车动力性需求确定了电机的峰值功率。为使运行工况下电机尽可能工作在高效区,选取10种循环工况对整车需求功率范围进行分析,由此确定了电机的额定功率。分析了电池质量对整车动力性和续驶里程的影响,通过定义加速时间影响因子和续驶里程影响因子,修正了电机的功率参数。以整车动力性为约束,以等速工况下的续驶里程最大为目标对传动系速比进行优化,使整车的续驶里程在满足动力性的条件下明显提高。分析了蓄电池在不同SOC下输出功率的变化规律,当蓄电池SOC接近下限时,对电池组的输出功率进行了仿真分析,结果表明在极限工况下,蓄电池的输出功率可以满足整车的动力性要求。     

基于稀疏表示的快速三维人脸识别方法

随着计算机技术和三维成像技术的发展,三维人脸识别因不易受光照、装扮变化的影响成为人脸识别和身份验证的新趋势,但是对于表情、姿态变化其识别率还是有待于改善,时间开销较长.本文提出基于稀疏表示原理,对人脸重要的特征鼻尖点进行提取,采用最近邻分类器进行分类识别.实验结果表明,对表情变化等具有较高的鲁棒性和识别效果,且时间开销极小,优于传统的三维人脸识别方法.     

近10年来福州市土地利用动态变化研究

根据福州市2002年-2011年土地利用现状数据,利用数学统计方法对福州市土地利用动态变化进行分析.结果表明,2002年-2011年福州市土地利用数量变化中,耕地、园地和其他土地面积都有所减少,动态度变化方向呈负向;林地、其他农用地、城镇村及工矿用地、交通运输用地、水利设施用地面积在增加,动态度呈正向发展.2002年-2011年福州市土地利用程度变化量为11.65,处于发展期.市域内由于发展条件存在差异,土地利用程度变化量也存在差异,福州市还需调整土地利用结构,提高土地节约集约化程度.     

基于灰色系统的皖北地区耕地面积变化及影响因素分析

利用皖北1991-2009年的耕地变化和社会经济统计资料,分析了近20年来该区耕地变化的情况,同时对影响耕地变化的11个因子进行了灰色关联分析,得出耕地变化的原因.结果表明：皖北地区研究期内耕地总体上不断减少.就耕地变化率,宿州市耕地变化速度最快,相对变化率淮南和宿州较全区快,淮北较全区慢.影响皖北耕地变化的因素可以概括为人口因素、农业科技进步、经济发展等方面,其中,农业产值占农林牧业比例是皖北耕地变化的首要因子;人口因素在关联度排序中占第2位,成为影响耕地变化的主要因素;农业科技因素在耕地变化中发挥着重要作用;经济发展因素虽然在关联度排序排名中较靠后,但在耕地变化中也占有重要位置.     

大规模填海工程对钦州湾水动力环境的影响

【目的】研究钦州湾大规模填海工程导致的水动力环境变化。【方法】构建一个平面二维潮流数学模型,并利用2007年与2009年实测水文资料对模型进行验证,模型较好地模拟了钦州湾的潮流运动规律。进一步计算分析了2008~2012年钦州湾大规模填海建设前后水动力变化状况。【结果】结果显示:钦州湾东航道、金鼓江航道浚深导致航道内流速减小,最大减小量约0.145m/s;三墩公路建设导致其西侧流速明显缩小,最大减小量约0.224m/s,而其东侧流速显著增大,增量最大达0.322m/s。【结论】大规模填海工程导致钦州湾2012年水体体积比2008年缩小约2.21%;钦州湾水交换能力变弱,海水半交换周期最大增加0.56d。