基于传感器方法的新型大气监测技术现状与发展建议

本文阐述了基于传感器方法的新型监测技术的主要特征,分析了新技术为我国城市大气污染监管工作带来的机遇,论述了固定监测和移动监测相结合的应用方式对热点网格精细化管控的意义,指出了该技术需要突破的瓶颈问题和解决路径。针对新的技术趋势,本文建议加大监测设备与大数据应用相结合的核心技术研发投入、建立技术创新应用示范平台、推动第三方认证体系、启动移动监测与"千里眼计划"融合研究与试点工作。     

空气作用张开式尾翼设计及仿真

目的 适配发射过程无火药气体且弹丸不自旋的电磁发射技术,设计一种直接由空气作用的张开式尾翼。方法 该尾翼预制斜角,通过进气道气流在斜面上产生的压差,推动尾翼绕螺钉打开。采用动网格技术耦合流体控制方程、六自由度(6DOF)方程,对不同马赫数下尾翼张开过程进行仿真。结果 设计的空气作用张开式尾翼在流场作用下可以正常张开,来流流速为2、3、4马赫时,张开耗时分别为4.7、3.7、3.1 s。结论 该空气作用张开式尾翼方案设计有效。马赫数越高,张开过程耗时越短。迎风面积显著影响尾翼张开过程。     

基于网格技术的区域生态系统健康评价

以生态学理论为基础,按照系统设计的思想确定了区域生态系统健康研究的技术路线,从压力-状态-响应概念模型出发,建立了生态系统健康研究的指标体系,提出了基于网格的生态系统健康评价的定量化模型和表状模型,运用网格技术、GIS和RS技术形成了系统化、程序化的生态系统健康研究技术体系,具有重要的理论价值和现实意义。以绛县辖区生态系统为研究载体,对生态系统健康研究的技术方法体系进行验证。评价结果与绛县实际生态环境状况基本相符,验证了所建立方法的正确性和技术的可操作性。     

空气重污染应急措施对北京市PM2.5的削减效果评估

利用嵌套网格空气质量模式系统(NAQPMS)模拟了2013年1月10~14日一次典型的大气严重污染过程,并利用同期气象和污染物浓度的小时观测数据验证了NAQPMS的模拟结果.敏感性试验结果表明,在重污染期间,当仅实施《北京市空气重污染应急预案(试行)》一级预警中机动车单双号限行措施时,可削减北京PM2.5小时平均浓度4%~10%;当仅实施工业限产减排30%的措施时,可削减北京PM2.5小时平均浓度1%~6%;当同时实施机动车单双号限行和工业限产减排30%的措施时,可削减北京平均PM2.5小时平均浓度6%~12%,并且PM2.5小时浓度与削减率的变化趋势呈反相关,即该措施对污染较轻时段PM2.5浓度削减率高于污染峰值时段;若京津冀地区两市一省同时实施机动车单双号限行和工业限产减排30%的措施时,可削减重污染期间北京小时平均PM2.5浓度20%~35%,且污染严重的区域和时段削减效果更加显著,空气质量可提升一个等级.研究结果表明,当北京发生重污染时,仅靠北京本地限排限产并不能有效减轻PM2.5浓度,若要有效控制北京重污染,应根据污染物区域输送特征,京津冀地区实施大气污染联防联控.     

基于TM影像的人口密度数字模拟——以北京地区为例

居住区影像是人口分布客观真实的定性表现,对这种定性的数据源进行合理量化即可获得人口实际分布数据。在分析TM影像各个波段特征的基础上,选取5、4、3波段进行图像逻辑运算,比较精确地提取出居住区影像。计算居住区面积并依据面积大小将居住区分为3类,根据人口户籍统计值计算出3类居住区相对的人口分布比例系数kj。然后生成与居住区矢量投影相同的1km网格,利用图层叠加统计每个网格内的居住面积lj,居住区矢量与区县界矢量叠加统计每个区县内的居住面积Am,计算网格人口分配系数ki×lj/Am,依据该系数对人口总数进行网格化模拟,以得到人口密度空间分布规律。以北京地区为试验区进行人口模拟,结果显示北京中心区最大人口密度为16 661人/km2,其他地区最大人口密度是8231人/km2。在模拟结果的基础上估算乡镇级人口,对比分析乡镇级估算人口和实际调查人口对结果进行验证,对比数据表明该算法所得到的人口分布与实际人口分布较为相符。     

落球检测技术的三维物质点法模拟研究∗

落球检测技术多用于测定填土路基的力学性质,但其可靠性缺乏深入的理论分析和对比验证。采用移动网格对落球检测的全过程进行三维物质点法模拟,通过改变被测土体的本构模型、弹性模量和强度参数(黏聚力、内摩擦角),分析土体的变形破坏特征,利用球体的加速度、接触时间和位移特征反推土体的变形模量和强度参数。模拟分析表明:当假定被测土体处于线弹性状态时,基于Hertz接触理论估算的弹性模量与模型设定值吻合较好;当被测土体发生较大塑性变形时,基于Hertz理论估算的变形模量以塑性变形为主,且在同一强度参数下趋于一致,基于修正Vesic空腔扩张理论估算的强度参数与设定值相差较大。在测试过程中,当土体以弹性变形为主时,估算的变形模量和强度参数具有一定的参考价值;当土体强度较低且以塑性变形为主时,估算的变形模量与平板载荷试验结果相差较大,其准确性存在一定问题。相关结论为评估落球检测结果的有效性、促进该技术的推广应用,提供了一定的参考依据。     

历史文化名镇名村空间格局的分形演化特征及优化策略

借助网格维数测算方法,分析我国历史文化名镇名村空间格局的分形特征,揭示其内在逻辑与演变规律。结果发现：①不同时间维度的名镇名村系统均具有显著分形特征,且正逐渐由复杂分形向简单分形转变;②我国名镇名村系统经历了多点集聚向线性均衡的演变过程,其整体均衡度不断提高;③受资源条件、政策导向和公布标准等因素影响,名镇名村的空间格局经历了集聚向均衡转变期、空间均衡快速变化期、空间均衡缓慢变化期和空间均衡倒退期4个演变阶段。基于研究结论,从集聚点、线性轴和均衡面3个层面提出名镇名村空间格局的优化策略,以期助力我国历史文化名镇名村的全域保护与健康发展。     

基于遥感数据的渤海海冰灾害风险研究

从海冰带来的严重灾害问题出发,针对传统监测方法的局限性,阐述了遥感技术在海冰灾害监测中的优越性.以渤海海冰为例,提出一种海冰灾害风险等级划分方法,即利用遥感技术和地理信息系统制作经纬度间隔为0.2°的网格,然后得到渤海海冰密集度,选择最大冰密集度、平均冰密集度、冰厚和冰期作为等级划分的指标.根据现场观测和多年调查研究,把海冰灾害风险程度分为3个等级零风险、低风险和高风险.结果表明该指标能够反映海冰灾害的风险程度,用该方法描述海冰灾害风险等级可以为海洋预报提供依据.     

网格划分及开口处计算区域延展对FDS模拟结果的影响

结合具体算例,引入相关性分析方法对FDS应用中出现的网格独立性问题进行了量化研究,就火源区、羽流区和烟气层区对网格密度敏感性的差别进行了讨论,并且分析了开口处计算区域设置对计算结果的影响.随着网格密度的增大.不同计算结果之间的相关性值不断增大至0.99以上,且火源区的相关性值受网格密度影响最大,浮力羽流区次之,烟气层区最小.不延展计算区域和延展计算区域情况下的计算结果的相关性值较低,而不同计算区域延展范围下的计算结果之间的相关性均较高.结果表明,相关性值可以用来衡量计算结果的网格独立性.火源区、浮力羽流区、烟气层区对于网格密度的敏感程度依次递减,加密火源区在控制计算时间的同时可以有效提高计算精度.计算区域设置对于建筑开口处的烟气溢流和补气情况将产生重要影响.进而将影响到建筑内部的热流场,将开口处的计算区域适当向外延展,是保证计算结果精确度的有效手段.     

危岩体断裂特性的网格重构数值仿真研究

危岩体稳定是三峡库区的主要关注点之一.为探究不同裂纹赋存形态以及不同降雨工况下危岩体断裂的变形特性,基于围道积分原理,在Abaqus平台上利用Python语言开发了基于断裂力学理论的危岩体任意裂纹扩展的网格重构数值模拟方法,该方法与以往危岩体裂纹扩展数值模拟方法相比,能够体现危岩体裂纹尖端的断裂力学特征,实现连续介质中...