大气波导传播的抛物方程模型研究综述

讨论了大气波导传播模型,对其中的抛物方程模型研究状况进行了综述.说明了抛物方程模型研究的历史,归纳了地表面分别为理想导体、阻抗、粗糙海面或不规则地形边界条件时,抛物方程方法的原理及其算法,最后指出抛物方程模型的研究进展和存在的问题.     

大气波导中的电波传播与环境特性研究进展

阐述了开展大气波导环境特性、传播特性及其应用研究的目的和意义。对大气波导中的环境特性研究、电波传播理论以及大气波导传播特性的应用研究等问题在国内外的研究进展进行了分析。探讨了开展大气波导中电波传播和环境特性研究重点、难点问题的方法和思路。     

二维高阶Boussinesq数值模型及其实验验证

基于近似到O(μ2)阶完全非线性的Boussinesq方程,在非交错网格下,建立了有限差分的波浪数学模型.针对该数学模型,利用混合四阶Adams-Bashforth-Moulton预报-校正格式对该方程进行了数值求解.计算了几组地形下的波浪传播变形,数值计算结果与实验结果吻合较好,验证了该波浪数值模型.同时给出了弱非线性方程数值模型的计算结果,讨论了非线性的影响.     

跨介质航行器高速斜入水跳弹现象研究

目的 揭示跨介质航行器高速入水跳弹行为的机理,提高航行器的突防能力。方法 基于STAR-CCM+流体仿真软件,采用VOF多相流模型以及Schnerr-Sauer空化模型,计算航行器跳弹过程的空化流场,并运用重叠网格技术,耦合六自由度弹道方程,求解航行器的运动特性。利用所建立的计算模型,研究航行器在不同入水速度和角度下的空泡演化、水动力和弹道特性,揭示航行器产生跳弹现象的原因和规律。结果 航行器在小角度高速入水时,水下运动轨迹会发生很大的变化,经历了入水、浸水、出水3个阶段。结论 产生跳弹现象的主要原因是航行器在入水后,头部上下缘以及弹尾两侧受力不均,形成了向上的偏转力矩,使得航行器的俯仰角发生了较大的改变,并且随着航行器的入水速度加快,入水角度减小,跳弹现象越容易产生。     

基于平均法的金属橡胶隔振器非线性振动特性研究

目的研究金属橡胶隔振系统的非线性振动特性和机理。方法建立该金属橡胶隔振系统的非线性动力学模型,利用平均法推导出系统的自由振动运动方程和在简谐激励下的受迫振动幅频响应方程,通过数值计算分析影响隔振系统位移传递率的因素。随后设计一种结构紧凑的金属橡胶隔振器,通过静压试验得到加载卸载迟滞回线,利用拟合方法建立金属橡胶的指数型刚度模型。该模型在相同拟合效果下参数较少,将指数型非线性刚度模型代入到振动方程中进行求解,得到理论幅频响应曲线。同时,进行金属橡胶隔振系统的正弦扫频试验,得到不同振动幅值下的实测传递率幅频响应,与理论计算结果进行对比。结果拟合参数与系统的振动特性相关,拟合参数k_(1)越大,系统共振频率越低,拟合参数k_(2)越大,系统共振频率越高。理论计算与试验结果共振频率的误差最大为2.1%,放大倍数最大误差为17.1%。该理论方法可以较为准确地计算出隔振系统的共振频率、共振放大倍数以及非线性振动的跳跃现象。结论该方法可以较为准确地通过金属橡胶隔振器的静压试验数据预估出金属橡胶隔振系统的非线性振动特性,对于金属橡胶隔振设计具有一定的应用价值。     

沙尘媒质微波衰减特性研究*

目的研究沙尘媒质中微波衰减特性。方法根据随机媒质电磁波传播理论,给出了沙尘媒质中沿水平路径和沿地空路径的微波衰减和相移模型,与Sharief,Erdenekhuu和尹文言衰减模型计算结果进行比较和分析。结果衰减模型与Goldhirsh模型比较吻合,验证了其正确性。模型预测结果与Sharief模型结果一致。结论仿真结果验证了提出模型的有效性,模型计算方便,适用于不同频率。     

正交曲线坐标下Boussinesq方程的研究

从质量守恒方程和Euler方程出发,推导出包含底摩擦耗能、波浪破碎效应和亚格湍流效应的改进型Boussinesq方程,并对该方程以及边界条件进行了正交曲线转换,建立了正交曲线坐标系下的二维波浪模型并用实验地形对本文模型进行了验证,计算结果与实测数据吻合很好,说明模型可以较好地模拟波浪传播过程中的浅水变形、折射、绕射和反射等现象.     

基于对比度传输方程的非均匀海水透明度的计算

针对非均匀水体中海水透明度和对比度关系研究较少、海水透明度计算精度较低等问题,推导了在非均匀水体中目标对比度的传输方程,并利用该传输方程建立了海水透明度的计算模型,有利于海水透明度的精确计算,实验证明,该计算模型具有较高的精度和通用性。     

高超声速钝锥等离子体鞘套电波传播特性研究

目的改进现阶段地面指控站对临近空间高超声速飞行器的通信和测控效果。方法采用计算流体动力学技术模拟钝锥体在不同高超声速飞行条件下的头身部绕流流场特性,并运用相关公式建立钝锥等离子体鞘套电磁模型。然后运用改进的移位算子时域有限差分方法计算电磁波经过等离子体鞘套的传播特性。结果计算结果表明,电磁波在等离子体鞘套内的传播特性在频率处于最大等离子体频率附近时发生转折,电磁波通过等离子体鞘套的透射效果与飞行工况和入射波条件密切相关。相对其他入射角度,当电磁波垂直于飞行体物面入射到等离子体鞘套尾部时的电磁波衰减较小。飞行高度增加或飞行速度减小时,等离子体鞘套对电磁波的衰减效应将减弱。结论该研究可为有效测控临近空间高超声速飞行器、缓解再入通讯中断现象提供一定的技术突破方法。     

微波超视距雷达大气波导环境

针对岸基/舰载微波超视距雷达远距离海上低空或海面目标探测的实际需求,首先对大气波导的直接测量和遥感反演等探测方法进行了分析比较,基于对大气波导形成机制和中尺度数值预报模式的分析,指出了有效预报大气波导需要解决的3个基本问题,最后对微波超视距雷达电波传播模型和评估方法进行了讨论。     

炸药驱动式爆炸管的载荷计算

目的 建立管道内冲击波参数工程预示方法,指导炸药驱动式爆炸管载荷设计和试验调试.方法 建立炸药爆炸的多介质流动数值模型,研究圆形管道内冲击波的传播规律,给出冲击波参数与炸药量、传播距离之间的变化关系,基于已有的坑道内冲击波超压预示公式,建立表征模型.结果 冲击波在管道中经过一定距离的传播后,会逐渐形成平面冲击波.随着传播距离的增加,平面冲击波的超压峰值逐渐降低,正压持续时间逐渐增大.增大炸药量可以在相同距离下获得更高超压峰值的平面冲击波,已有坑道冲击波超压预示公式同样适用于圆形管道.结论 该冲击波参数预示模型可应用于爆炸激波管载荷设计和试验调试.     

磺胺嘧啶在作物根际土壤中的吸附/解吸特性研究

采用根际袋盆栽实验,研究了在小麦和玉米根际效应作用下,土壤对磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)吸附/解吸热力学与动力学特性.结果表明,小麦和玉米根际与非根际对SD的吸附/解吸均较快,描述2种作物根际与非根际对SD吸附过程最优动力学方程皆为Elovich方程,其次是双常数方程和抛物线方程.在实验所采用的SD浓度范围内,不同处理小麦和玉米根际与非根际对SD的吸附量均随着SD浓度的增加而增加,但根际对SD的吸附能明显高于非根际.用Freundlich方程描述小麦和玉米根际与非根际对SD等温吸附行为最为适宜.SD在小麦和玉米根际与非根际的解吸过程都是非线性的,且在根际的解吸能力明显低于非根际.此外,将小麦和玉米根际与非根际的平均吸附常数(Kf-ads)及平均解吸常数(Kf-des)与土壤有机质、pH、黏粒3种理化性质关系进行逐步回归分析发现,有机质是影响根际SD吸附/解吸行为的关键因素.     

抗蚜威残留动态及示踪动力学模型研究

采用同位素示踪方法，以3个不同抗蚜威剂量对青菜进行喷施，研究其在青菜-土壤系统中的残留动态。试验显示，在不同浓度处理下，抗蚜威在青菜中的消解规律大致为前期较快，后期较慢：浓度高时较快，浓度低时较慢。常规剂量处理的试验末期，土壤中结合残留物占初始量的比例高达60．75％左右。抗蚜威在青菜-土壤系统中的残留动态变化，能较好的用指数模型和示踪动力学二分室模型描述。     

H90/Q195板带复合工艺及结合机制的研究

研究了H90/Q195板异温轧制复合工艺，借助了金相显微镜、扫描电镜、电子探针、X-射线衍射分析了复合工艺参数对轧制复合后的复合板结合强度的影响，确定了最佳复合工艺，并对结合机制进行了探讨。     

铅稳定同位素在环境源解析中的应用

近年来不断发生铅污染事件引起了各界的广泛关注,但由于源解析技术的相对滞后,导致在处理这些事件中很难有效提供科学的证据确定主要的污染源和暴露途径,造成不能及时、有效地提供血铅污染防控对策。随着近年来铅稳定同位素技术的快速发展和测试设备的普及,该技术逐步引入至环境污染识别过程中,成为判断铅污染来源的和途径的一个重要技术。文章系统地介绍了铅稳定同位素组成、指纹特征、研究发展过程以及国内外最新研究热点,在此基础上提出了现存的问题,展望了铅稳定同位素与多元混合模型结合进行定量源解析的研究趋势。     

滴水湖沉积物对磷的吸附特性初探

在滴水湖湖底典型区域采集表层沉积物,研究其对上覆水中磷的吸附特征。结果表明,滴水湖5个采样点沉积物对上覆水中磷的"快吸附"过程发生在0～4 h内,吸附速率达3.08～5.65 mg/(kg.min)",慢吸附"发生在4～24 h内,速率为0.54～1.34 mg/(kg.min),24 h后达到动态平衡状态。抛物线扩散方程Ct=C0-kt1/2可很好地拟合沉积物对磷的吸附动力学过程。当上覆水磷浓度低于0.18～0.20 mg/L时,各采样点处沉积物对磷的吸附量很低或呈负吸附状态,之后磷吸附量随初始磷浓度的增加而增大;湖心处本底吸附态磷(NAP)较高,为6.871 mg/kg;一号码头和南岛处沉积物的磷吸附解吸平衡浓度(EPC)0较低,分别为0.18和0.22 mg/L,纳磷潜力较大;Langmuir等温吸附模型比Freundlish模型更适用于描述沉积物对上覆水高浓度磷的等温吸附过程。滴水湖沉积物对磷的吸附容量范围为322.58～1 250.00 mg/kg,其中南岛处沉积物吸附磷容量较大,对上覆水中高磷浓度的变化缓冲力较强,但同时也是重要的磷库,应密切关注该处磷含量的变化。     

An emergency computation model for the wind field and diffusion during accidental nuclear pollutants releases

Since 1986, a simple computation model for a nuclear accident has been operating in the emergency information center of Japan Agency for Science and Technology. It was developed by introducing the variation method for wind and a random walk particle model for diffusion in 50–100 km scale. Furthermore, we developed a new model with dynamic equations and a diffusion equation to predict more accurately the wind and diffusion, including local thermal convection, as an improvement on the present system.In the new model, the momentum equation and the continuity equation are solved numerically in non-hydrostatic and incompressible conditions, using a finite difference technique. Then, the equation of thermal energy preservation is solved for potential temperature in the predicted wind field of every time step. Pressure is given as a deviation from the average value of each level by a numerical solution of a parabolic equation introduced from the momentum and continuity equations. The diffusion of nuclear pollutants is computed numerically by the finite difference method in the predicted wind field, using diffusion coefficients obtained from the predictive dynamic equations.These computations were verified with meteorological surveys and gas tracer diffusion experiments over flat land, along a sea shore and over a mountainous area. As the result of new model development, horizontal circulations and vertical convections can be computed in any mesh size from several tens of meters to several kilometers, while small vertical convections less than 1 km or so cannot be represented with the former hydrostatic circulation models.     

两栖装备入舰引导系统方案研究

目的针对两栖装备上下登陆舰时自动化程度低、无法全天候实施的问题,提高恶劣海况和黑夜条件下的登舰作业能力,提出一种两栖装备入舰引导系统设计方案。方法依托装备再制造升级技术手段,通过水下探测器接收登陆舰发射的超声波定位脉冲信号,获得装备相对位置和路线规划信息,有效规避航线水下障碍物,提高装备登舰的准确度和效率。结果针对系统发出的超声波信号部分被水下超声接收器接收的情况,对海水、海洋环境噪声和海洋混响等因素对声波信号传输特性的影响展开研究,重点分析了浅海海域的季节性声速剖面、传播过程中的声强损失,对海洋环境噪声、海底和海面的等效平面波混响级进行数学建模,通过静态和动态试验,验证了模型推导的准确性和数据的可靠性。结论通过浅海多径传播信号合成模型和双路径传播的信号衰减模式的推导,为求解声波传播模型的波动方程奠定了基础。