基于风洞试验的风沙两相流耦合流场特性

风沙两相流结构的理论与研究方法已趋于成熟,主要集中在风沙物理运动本身和防风固沙工程方面,然而,将风沙运动现象及其对建筑结构物的作用效应相结合的研究还比较鲜见,继续开展风沙地区工程结构的抗风沙研究具有重要的现实与工程意义。通过风沙风洞试验,模拟了实际沙漠地貌下的风场特征,重点通过风洞顶部落沙研究了类似沙尘暴环境下的沙浓度、风沙流速度廓线以及湍流强度随高度的变化情况。通过控制相同风速、变化不同输沙率进行落沙,以此形成多种不同类型的风沙两相流耦合流场,并与净风工况相比较。试验结果表明:沙浓度梯度分布与落沙孔数量、控制风速以及高度均相关;风沙流场中沙颗粒的运动对风速剖面有一定的削弱作用,对湍流强度却有增强作用;风场中沙质量浓度沿高度方向的分布特征直接影响了各高度处风速和湍流强度的大小,沙浓度越大的高度处对风速的削弱程度越显著,且对湍流强度的增强程度越大。     

Fluorinated a-C:H films investigated by thermal-induced gas effusion

Using thermal-induced gas effusion the decomposition of plasma deposited fluorinated a-C:H films has been investigated. The main contributions to the effusion spectra were found to come from hydrogen, hydrocarbons, CF₄ and HF. It is observed that hydrogen-related effusion is progressively substituted by the effusion of CF₄-related species as the fluorine content is increased, confirming that fluorine atoms substitute hydrogen in the amorphous network. At low fluorine contents (<10 at.%) the material is relatively compact and the effusion of hydrogen-related species (hydrogen molecules and hydrocarbons) dominate. For high enough fluorine concentrations a strong change in the effusion characteristics indicates that an interconnected network of voids is present. Strong effusion of CF₄-related species is found to be consistent with a surface desorption process and can be observed when CF_n bonds are present in the film microstructure and the void network dimensions are large enough, i.e. for films with the highest fluorine contents (∼20 at.%). The effusion results can be correlated to a structural transition from diamond-like to polymer-like film.     

基于排水体椭圆柱假定的井阻非线性竖井地基固结理论

 目前针对塑料排水板处理地基的固结计算均采用传统的砂井固结理论,即需要将扁长的塑料排水板等效为圆柱体之后再进行分析,这种简化过程可能会带来一定误差。为此,将塑料排水板视为与其形状较为接近的椭圆柱体进行研究。首先给出椭圆柱坐标体系下的塑料排水板处理地基固结基本方程,并基于椭圆柱坐标系理论得到超静孔隙水压和固结度的解析解,讨论新的解答与已有经典解答之间的关系,认为经典的排水板周长等效法高估了排水板的排水固结效果。此外,讨论了排水板渗透系数kw随深度线性衰减和随时间指数衰减变化时的固结解析解,通过计算讨论认为,渗透系数随时间的变化对排水板地基固结影响最显著,参数A2值越大,排水板地基固结速率越慢,以致于排水板严重淤堵而丧失排水能力。     

冻融与荷载作用下土体内部孔隙水压力、水分变化规律及其模型试验研究

 在季节冻土区,反复冻融作用导致土体孔隙水压力发生变化,进而导致土体中水分的迁移;对土体施加静荷载,土体内部应力场发生变化,土体内的水分和孔隙水压力亦发生变化。通过模型试验,研究无荷载和荷载两种条件下土体内部孔隙水压力和水分场随冻融循环作用的变化规律,试验结果表明：在荷载和无荷载两种条件下,孔隙水压力在初期呈负值稳定变化,然后快速增大,最后呈周期性变化。在无荷载条件下,随着土体深度的增加,孔隙水压力增大,水分含量减小;在荷载条件下,土体上部和中部位置处的孔隙水压力和水分含量都大于荷载两侧。在一个冻融周期内,土体内部孔隙水压力和水分含量都随温度的升高而增大,随温度的降低而减小,而且孔隙水压力和水分含量随温度的变化都具有滞后性。     

基于Web的科学数据可视化在数据共享中的应用

从数据可视化处理的角度出发,对黑河流域e-Science生态-水文数据共享平台中的所有数据按其各自特点进行归类,大致分为矢量数据、栅格数据、自动气象站观测数据(AWS)、通量数据(FLUX)、普通文档数据和图片数据6种类型;然后通过比较研究,最终选择开源的WebGIS地图发布工具MapServer、基于Flash的Web图表曲线工具Amcharts、开源文档工具OpenOffice/unoconv以及数据格式转换工具SWFTools等制作对应的可视化处理模块,实现科学数据共享平台中多种类型单体数据的Web可视化和数据集的Web可视化,并完成一个实际应用系统。     

基于时间序列相似性的自动观测数据时空异常探测方法研究

针对野外无线传感器获取的时空数据的特点,总结常见的时空异常探测方法,提出了一种根据时间序列相似性度量时空邻域的时空异常探测方法,用于准确检测时空数据的异常情况。采用2012年7月15日黑河流域生态水文无线传感器观测网中13个观测节点的数据进行验证,结果表明:该算法能够有效地探测到无线传感器网络时空数据中的异常,并能识别由于灌溉或降雨造成的伪异常,对其他数据处理探索研究有一定指导意义。     

GRACE重力卫星数据的水文应用综述

重力反演与气候实验卫星GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)为研究深层地球结构和跟踪地球表面质量变化提供了新手段,在一定程度上完善了当前全球水文监测系统。检测全球或区域水文信息对于研究全球或区域水资源变化和水量平衡具有重要意义。首先对GRACE重力卫星进行概括介绍,然后对GRACE卫星数据在极地高山冰川、海洋和陆地水储量等方面的应用现状进行分析总结,归纳GRACE水文研究中的验证方法,最后总结GRACE水文应用中面临的主要技术难点及可能的解决方案。     

Experimental and numerical characterization of honeycomb sandwich composite panels

In this paper, an experimental investigation, an analytical analysis and a numerical model of a typical four-point bending test on a honeycomb sandwich panel are proposed. The honeycomb core is modelled as a single solid layer of equivalent material properties. Analytical and numerical (finite element) homogenization approaches are used to compute the effective properties of the honeycomb core. A general kinematic model (unified formulation) has been adopted and used for the modelling of honeycomb sandwich panel submitted to the bending test. A comparative study of major classes of representative theories has been considered. Qualitative and quantitative assessments of displacement, stress have been presented and discussed.     

关于地表反照率遥感反演的几个问题

分析了地表反照率对陆面辐射能收支以及区域和全球气候的影响,强调了地表反照率是遥感反演陆面参数时的第一重要参数,地表反照率或多波段遥感中不同谱段的地表反射率的准确反演常常是准确估算其它陆面参数如植被和土地利用/土地覆盖等状况的先决条件。在对当前关于反照率的概念及容易混淆的术语进行阐述和说明的基础上,简述了遥感反演地表反照率的步骤和主要难点的解决方法,进而对常用陆面过程模式计算地表反照率的过程作了分析,并将其结果与MODIS有关产品进行了比较,强调了遥感与陆面过程模式和气候模式的结合。     

全场离散Tophat过滤操作的快速算法

Tophat是一种常见的过滤器,但是在实际计算机应用中,较大过滤尺度的全场过滤操作效率很低。本文针对全场离散Tophat过滤操作设计了新型快速算法,分别在三维和二维情形下给出了算法描述,在三维情形下,将普通运算的复杂度O（n^3△^3）降为O（n^3）;二维情形下,将普通运算的复杂度O（n^2△^2）降为O（n^2）,即复杂度与过滤尺度无关,只与过滤场的大小有关,该算法可极大提高过滤计算的效率,在一些大规模数据库（如Johns Hopkins大学的湍流数据库）服务中具有广泛的应用前景。