基于分区间泛化Kriging近似模型的船舶局部结构形状优化     

张干锋  王德禹 《海洋工程》2018,36(6):46-57

为提高Kriging近似模型在船舶结构性能多维度响应预测方面的适用性,对常规Kriging近似模型进行分区间泛化改进:一是对设计样本点的各个维度(分量)进行划区,并在每一个分区间内采用最优拉丁超立方(OLhd)取样;二是引入比例系数w1组合高斯与指数型相关函数提高模型对数据的泛化能力,从而在每个划分的区间内建立泛化的Kriging近似模型。通过SCH测试函数,验证了构造的分区间泛化Kriging模型有效性。结合参数化建模和改进Kriging近似模型对某过渡肘板和舱口角隅边界进行形状优化,优化第一阶段由改进的近似模型通过多岛遗传算法得到全局初步的最优解,第二阶段在初步解的基础上缩小优化变量范围,由少量的FEM计算即可在小范围内搜寻到精确的最优设计变量。结果表明:分区间泛化Kriging近似模型在预测多维度响应时较常规Kriging模型预测精度更高;分阶段的形状优化流程在保证极小误差和缩小计算成本的情况下能够得到理想的应力分布和重量优化结果,有助于船舶结构的轻量化研究。  相似文献   

华南陆缘高热流区的壳幔温度结构与动力学背景          下载免费PDF全文

张健  王蓓羽  唐显春  董淼  艾依飞 《地球物理学报》2018,61(10):3917-3932

华南陆缘是我国重要的矿产、地热资源区.晚中生代以来，在太平洋板块西向俯冲，地幔热对流活动共同作用下，该区出现多期岩浆-热事件和大规模爆发式成矿作用.在前人研究基础上，本文利用地表热流观测资料、地震剪切波资料、重力位球谐系数，计算了壳-幔温度结构，分析了动力学背景.计算结果表明：华南陆缘东南沿海地带，地壳10 km以浅温度达200℃以上，居里点温度475℃，莫霍面平均温度550℃.地壳浅层较热，花岗岩中放射性元素衰变放热是地壳浅层地下水热活动的重要热源，但地壳总体温度不高，为"冷壳热幔"型热结构.地幔中，90 km深度，温度950~1250℃；120 km深度，温度1050~1400℃；150 km深度，温度1200~1450℃；220 km深度，温度1500~1700℃."热"岩石圈底界深度在110~150 km之间，西深东浅.岩石圈内，地幔应力场为挤压-伸展相间格局；岩石圈之下，地幔应力场为一个以南昌为中心、长轴NE-SW向的椭圆.分析认为，晚中生代以来，太平洋板块的西向俯冲，导致华南陆缘在区域性SE向地幔对流背景上叠加局域性不稳定热扰动，在175~85Ma期间，上地幔物质向上流动，形成不同的岩浆活动高峰期.同时，岩石圈地幔受俯冲洋壳流体的影响，含水量高，黏度小，在地幔流切向应力场作用下，岩石圈底界由西向东"波浪"状减薄.现今岩石圈之下仍具备地幔小尺度热对流温度条件，但除地表浅层外，地壳整体温度不高，岩石圈构造稳定.  相似文献   

Mechanisms linking active rock glaciers and impounded surface water formation in high‐mountain areas          下载免费PDF全文

Nicola Colombo  Luigi Sambuelli  Cesare Comina  Chiara Colombero  Marco Giardino  Stephan Gruber  Gaetano Viviano  Livia Vittori Antisari  Franco Salerno 《地球表面变化过程与地形》2018,43(2):417-431

Rock glaciers are slowly flowing mixtures of debris and ice occurring in mountains. They can represent a reservoir of water, and melting ice inside them can affect surface water hydrochemistry. Investigating the interactions between rock glaciers and water bodies is therefore necessary to better understand these mechanisms. With this goal, we elucidate the hydrology and structural setting of a rock glacier–marginal pond system, providing new insights into the mechanisms linking active rock glaciers and impounded surface waters. This was achieved through the integration of waterborne geophysical techniques (ground penetrating radar, electrical resistivity tomography and self‐potentials) and heat tracing. Results of these surveys showed that rock glacier advance has progressively filled the valley depression where the pond is located, creating a dam that could have modified the level of impounded water. A sub‐surface hydrological window connecting the rock glacier to the pond was also detected, where an inflow of cold and mineralised underground waters from the rock glacier was observed. Here, greater water contribution from the rock glacier occurred following intense precipitation events during the ice‐free season, with concomitant increasing electrical conductivity values. The outflowing dynamic of the pond is dominated by a sub‐surface seepage where a minor fault zone in bedrock was found, characterised by altered and highly‐fractured rocks. The applied approach is evaluated here as a suitable technique for investigating logistically‐complex hydrological settings which could be possibly transferred to wider scales of investigation. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Mesocosm experiments identifying hotspots of groundwater upwelling in a water column by fibre optic distributed temperature sensing          下载免费PDF全文

Amaya Irene Marruedo Arricibita  Stefan Krause  Jesus Gomez‐Velez  David M. Hannah  Jörg Lewandowski 《水文研究》2018,32(2):185-199

Lacustrine groundwater discharge (LGD) can substantially impact ecosystem characteristics and functions. Fibre optic distributed temperature sensing (FO‐DTS) has been successfully used to locate groundwater discharge into lakes and rivers at the sediment–water interface, but locating groundwater discharge would be easier if it could be detected from the more accessible water surface. So far, it is not clear if how and under which conditions the LGD signal propagates through the water column to the water surface–atmosphere interface, and what perturbations and signal losses occur along this pathway. In the present study, LGD was simulated in a mesocosm experiment. Under winter conditions, water with temperatures of 14 to 16 °C was discharged at the bottom of a 10 × 2.8‐m mesocosm. Water within this mesocosm ranged from 4.0 to 7.4 °C. Four layers (20, 40, 60, and 80 cm above the sediment) of the 82 cm deep mesocosm were equipped with FO‐DTS for tracing thermal patterns in the mesocosm. Aims are (a) to test whether the positive buoyancy of relatively warm groundwater imported by LGD into shallow water bodies allows detection of LGD at the lake's water surface–atmosphere interface by FO‐DTS, (b) to analyse the propagation of the temperature signal from the sediment‐water interface through the water column, and (c) to learn more about detectability of the signal under different discharge rates and weather conditions. The experiments supported the benchmarking of scale dependencies and robustness of FO‐DTS applications for measuring upwelling into aquatic environments and revealed that weather conditions can have important impacts on the detection of upwelling at water surface–atmosphere interfaces at larger scales.  相似文献   

Macroparasites of angelfish Brama brama (Bonnaterre, 1788) in the southern Benguela Current ecosystem     

AL Mackintosh  CC Reed  MAI Nunkoo  PH King  CD van der Lingen 《African Journal of Marine Science》2018,40(3):245-252

The angelfish Brama brama is a mesopelagic species distributed circumglobally in temperate to warm-temperate waters, including continental-shelf-edge and upper-slope waters of the Benguela Current ecosystem. Little is known about the parasite assemblage of Benguela B. brama, with only three parasite taxa having previously been documented from this species in the southern Benguela. This study describes the macroparasites recorded from 35 B. brama collected during research surveys off the west coast of South Africa in 2015 and 2016. A total of six macroparasite taxa were documented, including the nematode Anisakis pegreffii, the copepod Hatschekia conifera, the cestode Hepatoxylon trichiuri, an acanthocephalan from the genus Rhadinorhynchus, a monogenean from the family Diclidophoridae, and an unidentified species. Three of these (He. trichiuri, Rhadinorhynchus sp. and the unidentified species) had not previously been found to infect B. brama. The most prevalent macroparasite taxa were A. pegreffii (94%), the unidentified species (71%) and Ha. conifera (60%). Two of the parasites, Ha. conifera and He. trichiuri, showed seasonal variation in infection, and infection with the latter was positively correlated with host length. These findings increase our knowledge of B. brama biology and contribute to our understanding of the biodiversity of the southern Benguela ecosystem.  相似文献   

基于空间句法理论的城市群核心区发展边界识别     

武凯华  李朝奎  刘俊杰  郝豪杰 《地理研究》2020,39(6):1418-1426

准确识别当前城市群建设进程中核心区发展边界是研究城市群的一项重要内容。本文提出一种研究思路：采用空间句法分析城市群道路网,将得到的4个分析指标融合成新指标——“城市群集群度”,并提取“城市群集群度”等值线和“城市群集群度”曲线,通过计算找到最佳阈值从而提取出城市群核心区发展边界。以长株潭城市群为例,将基于空间句法的研究结果与基于Densi-Graph方法的研究结果进行对比,在除去数据质量因素后,城市群核心区发展边界识别差异有望控制在10%以内。研究表明：基于空间句法理论的城市群核心区发展边界识别方法容易获取计算数据,适用范围广,可靠性强。  相似文献   

呼和浩特市生境质量对城市用地扩展的时空响应          下载免费PDF全文

冯琰玮  甄江红  马晨阳 《干旱区地理》2020,43(4):1014-1022

以呼和浩特市为研究区,采用梯度分析法,结合InVEST模型,在评价研究区近27 a城市用地扩展及生境质量演变的基础上,运用双变量空间自相关剖析生境质量对城市用地扩展的时空响应。结果表明：（1） 研究时段内,城市扩展表现为核心区的低密度扩张及外围区的多点扩散,紧凑度不断下降,城市结构不稳定,扩展模式不尽合理。（2） 生境平均值从0.49下降到0.44,质量等级跌至较差水平。低等级生境主要呈圈层向南部、东南部扩散,与建设用地扩展方向基本一致。（3） 建设用地扩展强度与生境质量变化空间分布呈负相关关系,核心外围区的建设用地扩展始终为变化最强烈的地带,生境质量退化也最为剧烈。（4） 斑块密度不断上升,特别是建设用地斑块的增加使得城市景观格局愈发破碎。  相似文献   

关中平原城市群植被覆盖的时空特征与影响因素   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

王治国  白永平  车磊  陈志杰  乔富伟 《干旱区地理》2020,43(4):1041-1050

植被是全球及区域生态系统环境变化的重要指标,也是对人类社会活动有重要贡献的资源之一。为了研究关中平原城市群不同区域植被覆盖变化对自然和人文因子的响应,以划分为三个区域的植被作为研究对象,选取2000—2017年MODIS-NDVI遥感数据,运用趋势分析、探索性空间数据分析与地理探测器等方法,从时序演进与空间分布方面研究了18 a内植被覆盖的演化及分布特征,定量分析影响植被覆盖的主导因子。遥感数据要通过投影转换、拼接、最大值合成等方法进行处理,再运用Python程序进行影像批量裁剪,将遥感数据和气象数据进行分区统计,最后对该处理数据进行讨论研究。结论表明：（1） 研究期内关中平原城市群植被覆盖呈显著上升趋势,NDVI平均值增速为0.077·（10 a）^–1,阶段性变化特征明显,其中2005—2007阶段和2011—2013阶段极显著增加,最大上升速率达到了0.05·a^–1。（2） 空间上总体呈现“南高北低”的分布特征,研究区总体得到改善;高值区主要分布在南部秦岭北坡,受气候因子的影响更大,植被覆盖增加速度缓慢,达到轻度改善水平;低值区聚集在黄土高原边缘地区,植被增加趋势明显;中部关中平原极少部分地区植被覆盖出现了轻度退化或严重退化,以西安市及临近城市最为典型。（3） 热点区主要分布在秦岭山区及关中平原中部地区,冷点区则集中于黄土高原边缘地区,植被覆盖总体以增长为主。热点区格网数量持续增多,2013年达到最大为45.07%;冷点区域数量不断减少,2017年减少到9.82%;次热点区与次冷点区主要分布在中部平原地带及北部地区,由连片分布转化为零散分布,且总量不断减少。（4） 自然因素对植被覆盖的影响最为突出,其中气温和降水为影响植被覆盖的主导因子,决定力q值分别为0.955和0.931,且气温的影响大于降水的影响;人文因子影响力较为显著,GDP因子决定力q值达到0.387。研究可为当地改善植被覆盖环境提供理论依据。  相似文献   

基于支付意愿的干旱区绿洲城市居住区绿地愉悦价值研究          下载免费PDF全文

刘雅轩  白亚娟  马远 《干旱区地理》2020,43(4):1088-1097

干旱区绿洲城市普遍存在居住区绿地率低、居住环境质量不高的问题,量化居民对居住区绿地的支付意愿及城市居住区绿地的愉悦价值,有利于正确评价城市绿地的价值,科学规划城市空间。基于问卷调查,利用支付卡式条件价值法和Tobit模型测算乌鲁木齐市居民对改善居住区绿地建设与服务的支付意愿,借助计量模型的假设检验对其影响因素进行定量分析,并基于支付意愿得到城市居住区绿地的愉悦价值。结果表明：（1） 乌鲁木齐市居民人均支付意愿为148.75 元·a^–1,远高于东部地区,不同属性居住区的支付意愿为商业小区>单位大院>自建房。（2） 受访者性别、收入、家庭结构、需求偏好、认知与意识等特征对其支付意愿有显著影响,且非虚拟变量对决策的影响程度可借助经济学中的“边际理论”度量。（3） 乌鲁木齐市居住区绿地愉悦价值为3.31×10⁸ 元·a^–1,利用居民对绿地生态功能和社会功能的认知赋分,发现其生态服务价值略大于社会服务价值。研究可为建立不同尺度绿地支付机制,提升绿洲城市居住区人居环境质量,优化城市空间布局及维护绿洲城市生态平衡提供科学参考。  相似文献   

环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量协调度     

孜比布拉·司马义  杨胜天  杨晓东  王蕾  肖合来提·巴义 《中国沙漠》2020,40(1):88-96

解决好新疆环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量之间的关系，对"一带一路"倡议顺利实施及新疆社会稳定具有十分重要的作用。基于2004-2017年环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境变化状况，构建城市发展与水环境质量的综合评价模型及二者的协调度模型，以探讨环塔里木盆地绿洲城市发展、水环境质量变化及二者的协调关系。结果表明：2004-2017年，（1）环塔里木盆地绿洲城市发展综合指数呈现出逐年稳定上升的趋势，经济发展和城镇空间规模扩大是环塔里木盆地绿洲城市发展的主要形式；（2）环塔里木盆地绿洲城市的水环境质量综合指数呈现出逐年降低的趋势，水环境质量形势严峻；（3）环塔里木盆地绿洲城市发展-水环境质量系统的协调度呈现倒U型的稳定发展趋势，但总体上两者的协调度较低，城市发展和水环境质量之间的矛盾日益突出。  相似文献