各向异性介质椭球内电场的研究

基于电磁场的多尺度变换理论,重整各向异性介质椭球电磁参数和形体参数,得出了各向异性介质椭球内电场的解析表达式,对所得结果进行了检验。计算了椭球内电场方向与外电场方向的夹角,结果表明,外电场的方向对椭球内电场的影响不大,介电常数张量对椭球内电场的方向和大小有较大的影响。所得结果在目标Rayleigh散射研究领域有一定的应用前景。     

基于电磁场多尺度分析理论的各向异性介质球电场的研究

基于电磁场的多尺度变换理论,使得各向异性介质同性化,得出了各向异性介质球内外电场的解析表达式,所得结果与文献完全一致;计算了球内电场方向与外电场方向的夹角,结果表明,外电场的方向对球内电场的大小有显著的影响,介电常数张量对球内电场的方向有较大的影响。     

电偶极子的各向异性辐射特性

目的研究均匀各向异性介质中电磁源的辐射特性及其规律。方法基于电磁场的方向多长度标准理论,建立各向异性介质中标量势的达朗伯方程,求解微分方程得到推迟形式的标量势和矢量势的解析表达式,通过与现有文献比较验证该表达式正确性。结果得到了电各向异性介质中电偶极子的辐射电磁场,当介质为各向同性介质时,所得辐射场与现有文献完全一致,数值仿真了电偶极的辐射特性和结果的物理机制。结论在各向异性介质中,电偶极的辐射特性具有各向异性特性,在某一方向观测时,与该方向垂直方向的介电常数越大,辐射越强。为各向异性介质如磁化等离子体等介质中雷达、天线的工程优化设计提供了理论基础。     

各向异性介质圆柱的散射特性研究

利用电磁场的多尺度理论,将各向异性介质重构为各向同性介质,首次得到了各向异性介质圆柱体散射场和散射宽度的解析表达式,并对其有效性进行了理论验证;研究了介电常数张量等因素对散射宽度的影响;仿真结果表明,各向异性介质圆柱体的前向散射及其与入射波垂直的方向散射较强,极化方向上的介电常数对散射有着较大的影响,分析了其产生的物理...     

一种无奇异参数椭圆柱形电磁隐身斗篷的设计基础理论

目的研究无奇异参数的椭圆柱形超材料电磁隐身斗篷的设计方法。方法应用变换光学原理建立空间变换坐标表达式,推导出该斗篷的电磁参数张量,再采用Matlab软件验证所推导张量的无奇异性,最后采用有限元仿真软件验证该斗篷的电磁隐身性能。结果椭圆柱形斗篷具备良好的电磁隐身性能,并且其电磁参数张量的各个分量均无奇异性。结论设计出的空间坐标变换方式能够从理论上实现无奇异参数的超材料电磁隐身斗篷,这种方法也拓展了变换光学原理在超材料隐身装置设计方面的应用。     

温度和盐度分层流的二维应力-通量代数湍流模型

以Navier Stokes方程和应力 通量代数湍流模型为基础,建立了温度和盐度分层流的应力 通量代数模型,模型不仅在控制方程中计及密度变化,而且在应力和通量的代数关系中含有浮力项,从而自动地计及浮力对紊动的影响.另外紊动平均量控制方程中的紊动项是由应力 通量模型计算,较好地体现了湍流各向异性的特征.为验证模型的正确性,对同时存在温度和盐度梯度的密度分层流进行了数值模拟计算,结果正确地反映了分层及紊动各向异性的特征,与实测结果吻合较好.     

形状任意的超材料电磁隐身波长变换器的设计

目的研究形状任意的超材料电磁隐身波长变换器的设计方法。方法基于坐标变换理论,通过对空间中的不同区域先后进行压缩和扩张变换,设计出该装置不同区域的电磁参数张量。结果一方面,入射波经过该装置时,在其界面不产生散射,并且入射波穿过装置进入外部自由空间时又能恢复其初始传播状态;另一方面,该装置在特定区域改变了电磁波的波长。结论有限元软件的仿真结果显示波长变换器实现了预期的电磁功能,从而验证了该装置电磁参数张量表达式的正确性。     

蛭石氨氮吸附量与起始溶液浓度和介质用量的函数关系

测定了给定pH和温度条件下反应平衡时NH₄Cl溶液中蛭石的氨氮吸附量.结果显示,平衡时蛭石的氨氮吸附量Q_e与溶液起始的氨氮质量浓度C和单位体积溶液的介质用量W的函数关系可用Langmuir方程描述,其等温吸附通式为:Q_e=q_mCW/[q_m(K_w+W)+C].式中,单位介质吸附容量q_m和介质系数K_w是独立于C和W的常数;q_m代表介质对溶质的吸附能力;K_w代表介质与氨氮的亲和力.      

非饱和带柴油入渗实验研究及HSSM模拟

通过土柱模拟实验研究了柴油在不同含水率、不同粒径砂土中的入渗及残留特征,并采用HSSM(Hydrocarbon Spill Screening Model)模拟了柴油在含水率为6%中砂介质中的入渗过程.结果表明:随着介质含水率增加,柴油在介质中湿润锋推进速度先增大后减小,最快速度对应含水率处于相应介质最大残余含水率40%~50%范围内,残余柴油量随介质含水率增大而减小.在细砂、中砂和粗砂3种介质,柴油入渗平均湿润锋推进速度分别为0.42,0.52,0.73cm/min;平均残余柴油量分别为98.10,68.70,48.79mL. 湿润锋推进速度及残余柴油量均与介质粒径呈负相关.HSSM拟合柴油在含水率为6%中砂介质中的湿润锋推进速度为0.5832cm/min,与实验值0.5689cm/min相比,相对误差为2.51%.HSSM能较好的模拟柴油在非饱和带入渗过程,对于土壤及地下水污染预报具有重要意义.     

云地闪电放电参量估算研究

对地闪放电参量的估算主要是利用雷电电磁场与电流的关系,通过一定的通道模型从观测到的电磁场数据来反演得到回击电流峰值等特征量。当观测距离远大于通道高度时,利用回击天线模型与随高度指数衰减的传输线电流模型（MTL）相结合得到远场近似公式;当观测距离较近时,利用“先导-回击模型”得到近场近似公式。并分别估算了回击电流峰值与回击中和的电荷量等放电参量,得到与实测数据相一致的结果．说明了近似公式的可靠性．     

基于规范变换与误差修正的回归支持向量机的环境系统预测

为了建立不同环境系统皆能规范、统一、简洁、实用的回归支持向量机预测模型,针对传统的回归支持向量机预测模型存在结构不能普适、规范和统一及用于大样本、多因子预测会出现学习效率低、求解精度差的局限,提出适用于环境系统预测量及其影响因子参照值和规范变换式的设计原则和方法,使规范变换后的影响因子皆"等效"于同一个规范影响因子;为提高样本的预测精度,还提出预测样本的模型输出的误差修正法.在对环境系统的预测量及其影响因子进行规范变换的基础上,由有m个规范影响因子的每个建模样本生成m个"等效"训练样本,从建模样本中,选择各影响因子的最大规范值组成训练样本集的"参考样本",计算核函数中每个训练样本相对于"参考样本"的范数;并应用优化算法优化模型参数,建立适用于预测量及其影响因子规范值的仅有2个或3个支持向量的两种简单结构的回归支持向量机预测模型.将基于规范变换的两种简单结构的回归支持向量机模型与相似样本误差修正法相结合,用于河津大桥监测断面6个样本的COD月平均值预测,并与多种传统预测模型和方法进行了比较.结果表明:对同一个预测样本,两种模型的预测值十分接近;此外,两种预测模型用于6个样本预测,其相对误差绝对值的平均值分别为2.09%、2.79%,均远小于传统的投影寻踪回归预测的41.63%、支持向量机预测的40.99%、灰色神经网络预测的25.94%和马尔可夫预测的10.16%;而两种预测模型对异常样本预测的最大的相对误差绝对值分别为5.85%、5.13%,更加远远小于传统的4种预测模型的169.07%、180.45%、68.44%、41.96%.两种基于规范变换的回归支持向量机预测模型简洁、普适、规范和统一,避免了"大样本数困难",提高了学习效率和模型的预测精确度,对其他预测建模法也有借鉴作用.     

油田硫酸盐还原菌快速定量检测方法

现有油田废水中硫酸盐还原菌检测周期长、检测费用较高,本研究应用聚合酶链式反应(PCR)技术与倍比稀释法(MPN)相结合的DSR-MPN-PCR法,对硫酸盐还原菌进行快速定量检测.从废水中制备了直接用于PCR扩增的菌液,保证了定量准确性;建立以硫酸盐还原菌亚硫酸盐还原酶基因(Dsr)为靶位点的通用探针DSR1F和DSR5R的反应体系和扩增条件.结果表明,该方法检测灵敏度明显比液体稀释培养法高2个数量级,真实地表征了废水中实际的SRB菌数量,整个操作过程需要3～4　h,检测结果非常稳定,降低了检测费用,可以在生产中应用.     

浅海目标辐射噪声矢量场特性实验研究

对浅海目标辐射噪声的矢量场特性和矢量噪声测量技术的相对优势开展了实验研究,对实测数据进行了相关的矢量信号的处理与分析。测试结果表明,目标辐射噪声矢量场相关性很强;与传统标量测量方法相比,在浅海低信噪比条件下,矢量法有效提高了目标辐射噪声测量增益。     

基于回归支持向量机的指标规范值的水质评价模型

传统的回归支持向量机的水质评价模型不具有普适性和通用性,当指标较多时,模型的学习效率和求解精度均会受到影响.若适当设定3类水体(地表水、地下水和富营养化水体)各项指标的参照值及指标值的规范变换式,使不同指标的同级标准的规范值差异不大,从而可以认为用规范值表示的不同指标皆“等效”于某个规范指标.因此,可建立用规范值表示的任意m项指标组合皆适用的水质评价的回归支持向量机模型.通过实例对模型的实用性进行了效果检验,结果表明:用基于回归支持向量机的指标规范值的水质评价模型对河桥地表水、黑龙洞泉域地下水和山仔水库富营养化水体的水质评价结果与用BP神经网络评价法、模糊综合评价法和属性识别评价法的评价结果基本一致.     

基于前向神经网络的广义环境系统评价普适模型

为了建立由水环境、空气环境、生态环境、水资源环境、灾害环境、遥感环境、社会经济环境等不同环境系统组成的广义环境系统评价都能普适、通用的神经网络模型,针对BP神经网络因收敛速度慢、易于陷入局部极值而使实用性受限的缺陷,提出以双极性sigmoid函数作为网络隐层节点(神经元)的激活函数,而网络输出为所有隐层节点输出的线性求和的前向神经网络的广义环境系统评价模型.在设置广义环境系统指标参照值和指标值规范变换式,并对指标值进行规范变换的基础上,分别构建了适用于广义环境系统评价的任意2个指标规范值的前向神经网模型(NV-FNN(2)结构)和任意3个指标规范值的前向神经网模型(NV-FNN(3)结构).而对于指标较多的广义环境系统评价,只要将多指标分解为以上2个指标和3个指标的两种简单结构的前向神经网络的广义环境系统评价模型的组合表示即可.理论分析和实例检验结果表明:该模型对任意广义环境系统的规范指标值皆普适、通用,因而使不同环境系统的评价变得简洁、统一.规范变换和优化算法相结合的建模思想和方法对简化广义环境系统评价的多元回归、投影寻踪回归、回归支持向量机和径向基神经网络建模亦有借鉴和启迪作用.     

基于指标规范变换的广义环境系统评价的普适指数公式

为了建立适用于广义环境系统评价的普适指数公式，针对传统的环境评价指数公式不具有普适、规范和通用的局限，提出适用于广义环境系统任意指标的参照值和规范变换式的设计原则和方法；该变换要求变换后的任意指标的各分级标准规范值都能被限定在各自的较小区间内，从而用规范值表示的任意指标皆"等效"于同一个规范指标；再分别用不同限定区间内生成的随机数模拟任意指标的不同分级标准的规范值，不同区间内生成的所有随机数组成不同分级标准的全部训练（学习）样本，借助免疫进化算法优化不同评价指数公式中的参数，得到适用于广义环境系统评价的9个（广义）普适指数公式，并论证了公式的可靠性.分别将9个普适指数公式用于北京市朝阳区19个监测井的9项指标的地下水水质的综合评价，以及用于郑州、西安、上海三市2000年可持续发展评价.结果表明：9个普适指数公式用于同一监测井水质的评价结果几乎完全相同，也与传统评价方法的评价结果基本一致；用于郑州、西安、上海三市可持续发展评价的结果分别是3级、3级、2级，比传统评价法更符合实际情况.9个普适指数公式使广义环境系统的评价变得简洁、规范、统一和通用；基于指标规范变换的评价指数公式的建模思想和方法对建立广义环境系统的普适智能评价模型有借鉴作用.