脉动风速功率谱与随机Fourier幅值谱的关系研究

功率谱密度函数是随机过程在频域内的重要特征量,但由于其本质上是平稳过程的频域数值特征,致使其很难全面反映原始随机过程的概率信息,这就需要从更本源的意义上考察随机过程。本文试图从Fourier随机函数的角度反映随机过程,将经典的功率谱密度函数中具有物理意义的可测变量看作随机变量,利用功率谱与Fourier幅值谱的关系,定义了随机Fourier幅值谱;以Davenport谱为例,证实当地面粗糙度服从对数正态分布、10m高度基本风速服从极值Ⅰ型分布时,可通过功率谱构造具有物理意义的随机Fourier幅值谱。通过实测风速Fourier谱与随机Fourier幅值谱的比较,证明随机Fourier幅值谱的概念具有合理性。     

基于集对模型的地下工程塌方风险分析方法

为度量和监控地下工程塌方风险态势,提出一种基于集对模型的地下工程塌方风险分析方法。通过归纳地下工程塌方灾害因素,建立地下工程塌方风险的层次化结构,应用变异系数法确定风险指标的权重值;以集对分析(SPA)的同异反联系度和距离测度为基础,构建地下工程塌方风险态势监控机制及分析模型。给出地下工程塌方风险态势度量工作步骤,确定地下工程塌方灾害风险集对势、贴近度和次序关系。最后,通过对塌方风险分析样本的集对计算,为有效防范塌方灾害由潜伏性向灾变性转化提供防范重点。     

基于尺寸效应的采空区危险度RS-TOPSIS法辨识

为准确预测地下采空区危险性,选用采空区结构的跨度、暴露面积、高度、埋深、矿柱尺寸布置等5个采空区危险度结构尺寸影响因素作为评价指标,建立采空区危险度粗糙集-逼近理想解排序法(RS-TOPSIS)综合评价体系。基于粗糙集理论(RS)中的粗糙依赖度,通过计算评价指标与评价等级间的粗糙依赖度得到指标权重。以40个采空区探测系统(CMS)实测采空区作为评价对象,根据单指标分类区间下限构造5个不同等级的典型采空区,结合逼近理想解的排序法(TOPSIS),实现采空区危险度5级贴近度的分类,并辨识实测采空区危险度。研究结果表明,用为采空区群矿山建立的采空区危险度基于结构尺寸效应的RS-TOPSIS法,能够实现危险度5级分类辨识,辨识结果与采空区危险度数值分析结果吻合度为92.5%。     

集对分析法在尾矿坝稳定性安全评价中的应用

本文运用相关性分析,将与尾矿坝稳定有关的参数和设计指标进行分类,建立了相互独立指标的尾矿坝稳定性评价指标体系,并应用集对理论建立了尾矿坝稳定性评价模型。随后通过国内尾矿库专家系统对体系各指标进行的评估,结合层次分析法,得到了各指标的权重;根据集对分析法,并将指标分成3个级别,由于归一化联系数μ的取值范围[-1,1],按照"均分原则",从而提出尾矿库运行期稳定等级的划分方法。最后,应用尾矿坝稳定性评价模型对某尾矿坝稳定性进行计算分析,实例分析表明,本文建立的尾矿坝稳定性评价指标体系和安全评价模型,可以用于评估尾矿库运行期稳定性的状况。     

移动式环保公厕车防震抗风安全性研究

移动式环保公厕车工作地点范围广、环境复杂,且没有地基固定,要求其具有特别高的抗地震能力、抗风载变形能力。利用有限元仿真的方法,研究了移动式环保公厕车在不同地震载荷、风力载荷条件下的变形和应力状况,分析了地震载荷和风力载荷对移动式环保公厕车破坏程度和破坏机理,对比了单一载荷作用与复合载荷作用的区别,从而为移动式环保公厕车使用环境的选择、安全检查的合理安排等提供有力的参考依据。     

基于SPA-VFRM的城市要害系统综合应急能力研究

为反映城市要害系统综合应急能力的发展现状及过程,在分析城市要害设施系统构成与面临的主要灾害类型基础上,提出从充分性、精确性、抵御性和及时性4个维度评价应急能力的思路,建立城市要害系统综合应急能力评估指标体系,并应用层次分析法与变异系数法确定指标综合权重,结合集对分析（SPA）与可变模糊识别模型（VFRM）构建城市要害系统综合应急能力的评价模型;运用该模型实证分析某市要害系统综合应急能力发展现状。实证表明:该市要害系统综合应急能力呈现“波浪式升高”的动态发展趋势,灾害抵御能力是构成综合应急能力的主要方面;3种方法的评价结果排序基本一致,表明该模型的评估结果稳健、可靠,能够有效反映城市要害系统综合应急能力发展情况。     

城市轨道交通车站应急疏散方案决策研究

城市轨道交通应急疏散方案决策是1个多准则决策问题,传统方法难以将决策者的偏好与风险倾向纳入考虑,因此引入累积前景理论与集对分析,得到1种结合累积前景理论与集对分析的决策方法。该方法考虑决策者面对风险时的态度,计算出方案的累积前景值;引入集对分析,通过时间权重与准则权重将前景值与集对势联系起来,计算出方案综合集对势,并利用其大小对备选方案进行排序;最后通过实例计算以及对权重的扰动分析,验证了方法有效性。     

风蚀条件下人类活动对高寒草地水分保持功能影响的定量模拟

青藏高原是我国重要的生态屏障,具有重要的水源涵养功能。高寒草地生态系统退化将严重地影响高原的水源涵养功能。为了定量研究人类活动对青藏高原高寒草地水分保持功能的影响,采用大型风洞实验,模拟人类不同的干扰方式和干扰程度对高寒草地土壤水分保持功能的影响。实验样品采自青藏高原三个草地类型:高寒草甸、草原化草甸和高寒草原。干扰方式包括破坏草地地上部分和根系,干扰程度包括轻干扰、中度干扰、重度干扰和全部破坏。实验结果表明,地上部分破坏后,土壤含水率均有下降,降幅分别为:QZ1为6.9%～9.2%、QZ2为6.8%～10.1%、QZ3为9%～10%;当根系遭到破坏后土壤含水率的降幅则分别为:QZ1为16%～30%,QZ2为17.25～32.1%,QZ3为22%～50%,显然,根系破坏后土壤含水率降幅远大于地表植被破坏后的情形。因此,植被根系是高寒草地水分保持功能的关键。随着干扰程度的加剧,土壤含水率在迅速下降。从试验模拟结果看,三个草地类型中土壤水分保持功能分别是高寒草甸>草原化草甸>高寒草原。     

北京市与香河县大气臭氧及氮氧化合物的变化特征

于2005年春、夏之交,在北京市及河北省香河县两地同时开展了臭氧和氮氧化合物的连续监测.结果表明,香河县和北京市的臭氧统计日变化形式基本一致,北京市大气臭氧平均浓度比香河低,分别为28×10-9V/V和43×10-9V/V;大气中0x浓度北京市高于香河县,分别为72×10-9V/V和60×10-9V/V.观测期间,两地臭氧的月最高值出现时间一致,其中6月21日北京市的臭氧浓度最高达到200×10-9V/V,香河县也达到149×10-9V/V.在三次臭氧严重超标事件发生的前一天,两地都伴随有氮氧化合物的高浓度积累;南风时北京市和香河县的Ox浓度都比平均值高25%.     

A comparative study of prognostic MM5 meteorological modeling with aircraft, wind profiler, lidar, tethered balloon and RASS data over Philadelphia during a 1999 summer episode

This study presents a comparative evaluation of the prognostic meteorological Fifth Generation NCAR Pennsylvania State University Mesoscale Model (MM5) using data from the Northeast Oxidant and Particle Study (NE-OPS) research program collected over Philadelphia, PA during a summer episode in 1999. A set of model simulations utilizing a nested grid of 36 km, 12 km and 4 km horizontal resolutions with 21 layers in the vertical direction was performed for a period of 101 h from July 15, 1999; 12 UTC to July 19, 1999; 17 UTC. The model predictions obtained with 4 km horizontal grid resolution were compared with the NE-OPS observations. Comparisons of model temperature with aircraft data revealed that the model exhibited slight underestimation as noted by previous investigators. Comparisons of model temperature with aircraft and tethered balloon data indicate that the mean absolute error varied up to 1.5 °C. The comparisons of model relative humidity with aircraft and tethered balloon indicate that the mean relative error varied from –11% to –22% for the tethered balloon and from –5% to –30% for the aircraft data. The mean relative error for water vapor mixing ratio with respect to the lidar data exhibited a negative bias consistent with the humidity bias corresponding to aircraft and tethered balloon data. The tendency of MM5 to produce estimates of very low wind speeds, especially in the early-mid afternoon hours, as noted by earlier investigators, is seen in this study also. It is indeed true that the initial fields as well as the fields utilized in the data assimilation also contribute to some of the differences between the model and observations. Studies such as these which compare the grid averaged mean state variables with observations have inherent difficulties. Despite the above limitations, the results of the present study broadly conform to the general traits of MM5 as noted by earlier investigators.