非连续变形分析中块体大转动问题研究     

巩师林  凌道盛  胡成宝  钮家军 《岩土力学》2020,41(11):3810-3822

原有非连续变形分析（DDA）采用一阶近似后的位移增量表达式更新块体构形，推导相关子矩阵，且对不同时步计算出的应变增量直接叠加，当模拟的块体发生大转动时往往会产生较大误差。为考虑块体转动与变形的耦合作用，引入先变形、后转动的块体位移增量表达式。重新推导了惯性力子矩阵，将块体转动时的离心力与科氏力加到荷载矩阵中。计算时对应变分量及其相关变量进行坐标变换与修正，并采用新引入的位移增量表达式计算块体顶点位移，进行后接触修正与更新块体构形。数值算例表明，改进后的程序能够消除转动带来的误差，自动考虑了块体转动时离心力和科氏力引起的变形，应变计算精度更高。改进方法克服了块体体积自由膨胀、应变场畸变等问题，给出了合理的块体应变。  相似文献   

Turbulence Diffusion and Energy Spectrum Analysis of Large-scale Current Sheets in Flares     

《Chinese Astronomy and Astrophysics》2021,45(4):470-493

Magnetic reconnection (MR) is one of the most important physical processes for many dynamical phenomena in the universe. Magnetohydrodynamical (MHD) simulation is an effective way to study the MR process and the physical pictures related to the MR. With different parameter setups, we investigate the influences of the Magnetic Reynolds number and spatial resolution on the reconnection rate, numerical dissipation, and energy spectrum distribution in the MHD simulation. We have found that the magnetic Reynolds number $R_m$ has definite impact on the reconnection rate and energy spectrum distribution. The characteristic time for entering into the non-linear phase will be earlier as the Reynolds number increases. When it comes to the tearing phase, the reconnection rate will increase rapidly. On the other hand, the magnetic Reynolds number affects significantly the Kolmogorov microscopic scale $l_{\mathit{ko}}$, which becomes smaller as $R_m$ increases. An extra dissipation is defined as the combined effect of the numerical diffusion and turbulence dissipation. It is shown that the extra dissipation is dominated by the numerical diffusion before the tearing mode instability takes place. After the instability develops, the extra dissipation rises vastly, which indicates that turbulence caused by the instability can enhance the diffusion obviously. Furthermore, the energy spectrum analysis indicates that $l_{\mathit{ko}}$ of the large-scale current sheet may appear at a macroscopic MHD scale very possibly.  相似文献   

连续台风时期香港区域的水汽变化分析     

周苏娅  闻德保  梅登奎 《大地测量与地球动力学》2020,40(1):82-86

利用香港卫星定位参考站网GNSS观测数据,提取强热带风暴"塔拉斯"与热带风暴"洛克"影响期间各测站天顶方向对流层延迟,反演香港区域大气可降水量;根据香港区域49个天文台气象站提供的实测降雨量数据,分析大气可降水量与实际降雨量的相关性,以及两次台风对香港区域水汽时空分布的不同影响。结果表明,大气可降水量在台风影响前期均上升,在大量降雨后回落,但在连续台风的间歇期间,仍高于台风来临前的水平;水汽累积是大量降雨的前提条件,当水汽累积量相近时,水汽累积时长与累积降雨量呈正相关;台风期间大气可降水量值超过65 mm的区域面积与台风等级相关,台风路径对局部水汽分布有一定的影响。  相似文献   

基于MATLAB的铁路路基沉降预测优化方法     

刘鹏鹏  李仲勤 《北京测绘》2020,(4):580-583

高速铁路路基的工后沉降严重影响着行车安全。在已有的预测模型中,所采用的初始数据往往不能满足等时间周期采集,而且还会伴随着一系列不可避免的观测误差,模型本身的误差累计,不能进行长期预测。文中利用最小二乘原理对初始值进行拟合改进,采用Lagrange插值方法将非等间隔序列转为等间隔序列,并基于新陈更替GM(1,1)模型利用MATLAB建立沉降预测模型;在此基础上,提出对模型残差进行GM改正以提高模型精度的方法。研究表明,通过对初始值序列改正后的模型具有较好的适应性,优化改进后的模型预测误差小,预测精度优于新陈更替GM(1,1)模型。  相似文献   

复杂地形景区三维导览图的设计与实现     

吴思锴  李百寿  郭家豪  李雪  张卫平 《北京测绘》2020,(1):38-43

为满足复杂地形景区对三维地图导览的需求,构建更为清晰的三维地图模型,提供良好的三维导览地图设计方案显得尤为重要。为了更好地与卫星影像进行贴合,DEM数据的采样密度要与卫星影像的分辨率一致。本文通过对比当下常用的四种空间插值方法的适用范围与运用特点,设置相关阈值及权重,直观比较了四种插值方法产生的插值结果,选择更适合复杂景区DEM插值的插值方法并对其进行精度提升,以此得到符合精度要求的DEM数据。最后利用相应地区的卫星影像进行地图投影及影像贴图,两种数据结合构建复杂景区的三维地图模型,给游客带来更为精确直观的定位信息和空间要素信息。  相似文献   

基于SPE与SPATT的水体中麻痹性贝类毒素检测方法构建与应用   总被引：1，自引：0，他引：1  

张亚亚  闫国旺  吴海燕  谭志军  张志华  江涛  李玉 《海洋与湖沼》2020,51(2):298-306

为实现麻痹性贝类毒素(paralytic shellfish poisoning,PSP)的实时监控与提前预警,本研究构建了基于固相萃取技术(solid phase extraction,SPE)与固相吸附毒素跟踪技术(solid phase adsorption toxin tracking,SPATT)的水体中PSP检测方法,重点优化了吸附材料及前处理方法,评价了回收率、检出限等指标,并将方法应用于2019年春季秦皇岛山海关海域PSP消长过程的监测中,比较评估了两种方法的监控预警效果。结果表明:SPE方法选用ENVI-Carb 500mg/6mL固相萃取柱,过样体积为50mL,13种PSP组分的平均回收率为82.2%±10.0%、检出限为4.0-20.0ng/L;SPATT方法选用SP207大孔吸附树脂,洗脱时间为静置Id最佳,整体回收率约为9.2%;在实际应用中,结合产毒藻密度及贻贝富集毒素含量的变化,发现SPE方法的检测结果可实时表征海域PSP风险状况,对于贻贝中PSP的预警效果也显著优于SAPTT方法,后者不仅因监控方式相对滞后一个监测周期,且灵敏度及准确性均较差。对于秦皇岛海域,当SPE方法检测结果达到100ng STX eq/L时,该海域贻贝中PSP残留将具有潜在的食用安全风险,跟踪过程表明这一阈值可提前两周预警贻贝富集毒素含量超出我国限量标准(800μg STX eq/kg),这对于强化风险警示并制定防范措施具有积极作用。  相似文献   

长江口邻近海域夏季底栖纤毛虫的多样性与群落结构特点     

孟昭翠  徐奎栋 《海洋与湖沼》2020,51(3):591-601

采用Ludox-QPS方法,研究了2011年8月采自长江口邻近海域9个站位沉积物中纤毛虫的群落结构及分布特点,并结合沉积环境进行综合分析。结果表明,表层8cm沉积物中底栖纤毛虫的平均丰度为(2782±1493)cells/10cm2,生物量为(10.06±6.41)μgC/10cm2。长江口海域北部站位的丰度和生物量呈从近岸向外海增加,南部的站位呈现相反的分布趋势。在垂直分布上, 62%的底栖纤毛虫分布在表层2cm, 12%分布在5—8 cm。本研究共检获纤毛虫106种,隶属于15纲/亚纲, 24目, 69属,前口纲在丰度及生物量上均为最优势类群(丰度占45.5%,生物量占56.4%),核残迹纲在生物量上居第二位。就食性来看,肉食性纤毛虫物种数最多(44种),其丰度和生物量所占比例也最高(40.3%,66.8%),但在长江口外站位(M1站),菌食性纤毛虫为最优势摄食类群。分析表明,研究海域底栖纤毛虫群落结构与底层水盐度最相关。聚类分析结果显示,由于较多量的伪钟虫属(Pseudovorticella)和原领毛虫属(Prototrachelocerca)种类出现导致长江口北部L1站的纤毛虫群落结构不同于其他站位。本研究所获底栖纤毛虫的丰度和生物量较东海离岸海域已有研究结果均高,表层8cm沉积物中纤毛虫的丰度约是上层30m水柱中浮游纤毛虫的116倍,生物量约是后者的150倍。基于目前黄东海有关底栖纤毛虫物种多样性的已有报道,其多样性在长江口离岸海域高于近岸潮间带,且在离岸海域东海低于黄海。  相似文献   

吕宋和台湾岛以东黑潮季节与年际变化规律的对比分析     

武杰  张林林  闫晓梅 《海洋与湖沼》2020,51(4):839-850

黑潮是北太平洋副热带环流系统的一支重要的西边界流。前人对不同流段黑潮的季节和年际变化进行了诸多研究,然而基于不同数据所得结论仍存在差异,尤其是不同模式计算所得流量差别很大,而且以往研究往往着眼于某一流段,对不同流段黑潮变化之间的异同及其原因涉及较少。本文基于卫星高度计数据,评估了OFES(Ocean generalcir culation model For the Earth Simulator)和HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model)两个模式对吕宋岛和台湾岛以东黑潮季节与年际变化的模拟能力,进而对两个海域黑潮变化的异同及其物理机制进行了分析。结果表明:HYCOM模式对黑潮季节变化的模拟较好,而OFES模式对黑潮年际变化的模拟较好。吕宋岛以东黑潮和台湾岛以东黑潮在季节与年际尺度上的变化规律均不相同,且受不同动力过程控制。吕宋岛以东黑潮呈现冬春季强而秋季弱的变化规律,主要受北赤道流分叉南北移动的影响;而台湾岛以东黑潮呈现夏季强冬季弱的变化特点,主要受该海区反气旋涡与气旋涡相对数目的季节变化影响。在年际尺度上,吕宋岛以东黑潮与北赤道流分叉及风应力旋度呈负相关,当风应力旋度超前于流量4个月时相关系数达到了-0.56;而台湾岛以东黑潮的流量变化则受制于副热带逆流区涡动能的变化,且滞后于涡动能9个月时达到最大正相关,相关系数为0.44。本研究对于深入理解不同流段黑潮的多尺度变异规律及其对邻近海区环流与气候的影响具有重要意义,同时对于黑潮研究的数值模式选取具有重要参考价值。  相似文献   

基于高分辨率风场的海洋近惯性能通量计算——时空特征及其影响因素     

杨兵  侯一筠 《海洋与湖沼》2020,51(5):978-990

基于高分辨率CFSR(climate forecast system reanalysis)风场资料、气候态海洋混合层厚度资料和卫星高度计海面高度异常资料,本文估计了大气风场向全球海洋混合层的近惯性能通量和近惯性能量输入功率,并探究了混合层厚度、风场时间分辨率、经验衰减系数和中尺度涡旋涡度对近惯性能通量和能量输入功率的影响。浮标实测风场和流速表明,本文所用的风场和阻尼平板模型可用于估计风场向全球海洋的近惯性能通量。本文计算得到的大气向全球海洋输入近惯性能量的功率为0.56TW(1TW=10~(12)W),其中北半球贡献0.22TW,南半球贡献0.34TW。在时间上,风场的近惯性能通量呈现各个半球冬季最强、夏季最弱的特征,这和西风带风场的季节变化有关。在空间上,近惯性能通量的高值海域为南、北半球西风带海洋,尤其是南大洋。混合层厚度和风场空间不均匀性使得西风带近惯性能通量呈现纬向变化,即海盆西部强于海盆东部。风场时间分辨率对近惯性能通量的估计至关重要,低时间分辨率风场对近惯性能通量的低估达到13%—30%。阻尼平板模型中的经验衰减系数对近惯性能通量估计的影响不超过5%。中尺度涡旋涡度仅改变近惯性能通量的空间分布,而对全球近惯性能量输入功率的影响可以忽略。  相似文献   

香鱼(Plecoglossus altivelis)脾脏酪氨酸激酶SYK的鉴定及其介导的MAPK信号通路研究     

孙娇  聂力  苗亮  陈炯 《海洋与湖沼》2020,51(5):1182-1193

脾脏酪氨酸激酶(SYK)是一种非受体型酪氨酸激酶(non-receptor tyrosine kinase, NRTK)。在哺乳动物中,SYK是重要的细胞信号通路接头分子,其在免疫细胞活化,胞外刺激的信号转导和病原体识别等多种生命过程中扮演重要角色,然而在鱼类中却鲜有报道。本研究以香鱼(Plecoglossus altivelis)为研究对象,探讨了其SYK(PaSYK)在应对病原微生物感染及在活化免疫信号通路中的作用。我们克隆获得了香鱼SYK的cDNA序列,并利用多重序列比对、构建进化树等生物信息学方法分析PaSYK的进化地位;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法分析PaSYK在健康组织及鳗弧菌(Vibrio anguillarum)感染后的表达变化;亚细胞定位检测PaSYK在HEK293T细胞的分布情况;在香鱼头肾单核/巨噬细胞(Monocyte/macrophage,MO/MΦ)中过表达PaSYK,研究其对炎症细胞因子表达的调控作用并在HEK293T细胞及香鱼头肾MO/MΦ中研究PaSYK对MAPK信号通路的活化作用。多重序列比对结果显示,SYK的蛋白质序列和结构域在进化过程中是高度保守的。系统进化树结果表明, PaSYK与河鳟的亲缘关系密切。RT-qPCR结果表明, SYK基因mRNA在检测的所有组织中均有表达,鳗弧菌感染后免疫相关组织中PaSYK表达量均上调。此外,PaSYK能显著诱导香鱼头肾MO/MΦ中促炎因子TNF-α和IL-1β的表达,但对抑炎因子TGF-β和IL-10的表达起到略微的抑制作用。Western blot结果证明PaSYK可以激活MAPK信号通路。综上所述, SYK分子在进化上高度保守,香鱼SYK与其哺乳动物中的同源物具有保守的功能,均能活化MAPK信号通路并在炎症反应中发挥作用。  相似文献