DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 1991年，日本学者S. Iijima [ 1 ] 在用高分辨透射电子显微镜(TEM)下检验石墨电弧设备产生的球状碳分子时，发现了碳纳米管，从而在世界范围内引发了碳纳米管研究的热潮。碳纳米管的空心圆柱形几何结构和极高的强度，使其成为纳米尺度下流体储藏与运输的重要载体 [ 2 ] 。由于碳纳米管具有良好的力学、电学、化学特性，其内壁又是极其光滑的，因此可以被用来快速和安全的输送液氢等燃料，为能源的输送提供新的解决办法。为了碳纳米管更好地应用在纳米工程中，很有必要掌握输流碳纳米管的力学和物理性质，因此研究输流碳纳米管的动力学特性具有重要的实际意义。 目前，对碳纳米管力学行为的研究主要有实验研究、分子动力学模拟和基于连续介质力学理论的理论分析 [ 3 ] 。对碳纳米管的力学性能的实验研究主要是采取间接的测量方法，获得的实验数据离散性较大，实验研究也没有涉及环境(例如温度、化学环境)对碳纳米管力学性能影响，而分子动力学模拟系统内所有原子的行为，计算规模庞大，难以模拟较大规模或较长时间跨度的问题，同时，在分子动力学模拟过程中对系统能量的获得伴随了一些经验假设，所以在定量分析的准确性方面，分子动力学的结果尚不能尽如人意。已有的研究结果表明，连续介质模型能够在很多情况下描述碳纳米管的力学性能 [ 4 ] 。因此目前研究输流碳纳米管时，一般采用弹性梁或者弹性壳体模型来分析其动力学行为 [ 5 ] 。 Yoon [ 6 ] 等最先提出了输流碳纳米管的运动方程，他们采用欧拉梁模型研究了输流单壁碳纳米管的振动特性。发现管内流体可以明显影响碳纳米管的共振频率，尤其是流速很大情况下的简支的大内径长碳纳米管。Wang等 [ 7 ] 研究了充液碳纳米管的耦合振动。Khosravian和Raffi [ 8 ] 研究了输送粘性流体的碳纳米管，发现输送粘性流体的碳纳米管比输送无粘性流体的碳纳米管更加稳定。Peddieson等 [ 9 ] 将Erigen的非局部弹性理论应用于欧拉梁模型，并指出纳机电系统中的悬臂梁作动器表现出非局部效应，而微机电系统则无此现象。Lee和Chang [ 10 ] 基于非局部弹性理论对输流碳纳米管的横向自由振动进行了研究，讨论了非局部效应对系统的振动频率以及模态振型的影响。Zhen等 [ 11 ] 研究了非局部效应和温度场耦合作用下输流单壁碳纳米管的振动特性。Kiani [ 12 ] 研究了纵向磁场作用下嵌入弹性介质的双壁碳纳米管的振动。据作者了解，目前尚未发现磁场和温度场耦合作用下基于非局部弹性理论的输流碳纳米管的振动特性研究。本文基于非局部弹性理论和欧拉梁理论，研究了磁场和温度场耦合作用下输流碳纳米管的动力学特性。研究结果可为纳米输流元器件的设计及应用提供一定的理论参考。
system: [SYSTEM]

user: 2. 方程建立 2.1. 非局部弹性理论 尽管经典连续介质梁模型已经成功模拟了一些情况下碳纳米管的力学性质，但是在求解过程中，宏观的连续体模型并不允许涉及对其内在尺寸的依赖性。在纳米尺度中，小尺度效应的影响是非常明显的。为了解释弹性的尺度效应，Erigen和Edelen [ 13 ] [ 14 ] 在1972年提出了非局部弹性理论。非局部弹性理论认为弹性体内某一参考点p处的应力不仅取决于p点的应变，而且与物体内所有其他各点 处的应变有关。通常采用的非局部弹性本构方程是积分的形式，积分中包含了表示参考点的应力受物体内其他点的应变的相对影响的核函数。用数学方法求解此类积分方程来得到非局部弹性问题的解非常困难，Eringen将一部分核函数形式的积分方程转化为等效的微分方程，得到单轴应力状态下的胡克定律 (1) 式中 是纳米材料中引起结构小尺度效应的参数。 2.2. 磁场力 考虑碳纳米管受轴向均匀稳定的磁场作用，简单起见假设磁场对管道中流体的作用可忽略。在磁场作用下，碳纳米管受横向洛伦兹力作用 [ 15 ] ，单位长度上磁场力为 (2) 其中 是磁导率， 是轴向磁通量分量，A表示碳纳米管的截面面积，w表示碳纳米管的横向振动位移。 2.3. 模型方程 基于非局部欧拉梁理论，研究磁场环境和热耦合作用下嵌入弹性介质的单壁输流碳纳米管的振动。假设碳纳米管中流体是不可压缩的且无旋无粘性的流体，不考虑重力作用，流体在管道中以定常流速流动。弹性梁与周边弹性介质的作用力可用温克勒(Winkler)模型来描述，见图1。根据温克勒模型理论，弹性介质中最外层的碳纳米管上任意一点处所受到的弹性介质的法向压力取决于该点处最外层管的挠度，并与之成线性比例关系，即 (3) 上式中 表示最外层管与周围弹性介质间的初始作用压力，通常可忽略不计。k表示由周围弹性介质材料和最外层管直径确定的弹性常数，或称温克勒模型系数，负号说明弹性介质作用压力与管的挠度方向相反。磁场环境和热耦合作用下单壁输流碳纳米管的振动方程可写为 (4) 其中Q是截面上的剪切力，m c 表示单位长度碳纳米管的质量，t是时间。N T 是温度变化产生的轴向压力，可表示为 (5) 其中 是轴向的热膨胀系数， 是泊松比， 表示温度变化量。 表示单位长度上流体作用力 图1. 两端简支输流单壁碳纳米管示意图 (6) 其中m f 表示单位长度上流体质量，u是流体流动速度。 根据欧拉梁理论，弯矩M和应力应变的关系为 (7) 其中y是高度方向上距离中面的距离。 将方程(7)代入非局部连续体本构方程(1)，得到 (8) 由欧拉梁理论，剪力Q与弯矩M的关系为 (9) 将方程(4)和(9)代入(8)可得到非局部弹性理论下弯矩的表达式 (10) 为计算简便，我们假设碳纳米管的杨氏模量与温度无关。由方程(4)，(9)和(10)，可得到粘弹性介质中磁场和温度场耦合作用下基于非局部欧拉梁理论的输流碳纳米管的振动方程 (11) 当 时，(11)转化为经典欧拉梁理论下输流碳纳米管的横向振动方程。 考虑两端简支的碳纳米管，对应的非局部弹性梁的边界条件为 (12) 引入如下形式的无量纲变量和参数： (13) 将(13)式代入式(11)和(12)，得到无量纲化的振动方程 (14) 对应的边界条件 (15)
system: [SYSTEM]

user: 3. 微分求积法求解 采用微分求积法 [ 11 ] 对方程(14)和(15)进行分析，得到方程的等价形式： (16) 其中下标b表示边界点，d表示内部点，“ ”表示对时间的微分。设方程(16)的解的形式为 (17) 其中 是单壁碳纳米管的振幅， 表示系统的振动频率。 将式(17)代入(16)，消除 后，得到对应一个广义特征值问题的齐次方程 (18) 其中 表示系统的质量矩阵， 表示系统的阻尼矩阵， 是刚度矩阵。 为了得到方程(18)的非平凡解，(18)式的系数矩阵的行列式应满足下列条件 (19) 式中 是系统的特征值，可用来分析系统的稳定性。特征值通常为复数，实部表示系统阻尼，虚部代表系统的振动频率。显然，特征值是流速的函数，随着流速的增大，流体作用力中的离心力和科氏力的作用使系统的有效刚度降低，当流体流速达到一定值时，系统的刚度消失(对应于特征值虚部为零)，系统发生屈曲失稳，对应的流速就是屈曲失稳的临界流速。
system: [SYSTEM]

user: 4. 数值结果 选取单壁碳纳米管的有效参数如下：杨氏模量E = 1 TPa，碳纳米管的密度 ，流体密度 ，泊松比 。碳纳米管的半径为 ，碳纳米管的壁厚 。为了忽略碳纳米管的剪切变形，我们选取较大的长径比 。根据Wang [ 17 ] 关于非局部参数的理论，选取非局部参数 进行计算。考虑常温环境下碳纳米管的热振动，对应的热膨胀系数为 。 假设温度变化均匀的作用于单壁碳纳米管，首先我们研究温度变化对输流碳纳米管的一阶频率的影响。取温克勒系数k = 10 6 Pa，不考虑磁场力作用，图2描绘了温度变化DT = 0 K，10 K，20 K，30 K时碳纳米管的一阶模态对应频率随流体流速的变化情况。随着流体流速的增加，系统的一阶振动频率越来越小，当流速达到一定值之后(对应于临界流速)，一阶振动频率降低为零，系统进入不稳定状态，发生屈曲失稳。图3描述了常温环境下，系统的临界流速随温度改变量的变化规律。由图2和图3可以看出，常温环境下，温度变化量的增加使得系统的一阶振动频率和临界流速增大，说明常温环境下升高温度能够提高系统的稳定性，这与文献 [ 16 ] 的结论一致。 为考虑纵向磁场对系统的稳定性的影响，取 ，忽略温度的变化量，图4描述了不同磁通量情况下系统的一阶振动频率随流体流速的变化图。随着流体流速的增加，系统的一阶振动频率越来越小，当流速达到一定值之后(对应于临界流速)，一阶振动频率降低为零，系统进入不稳定状态，发生屈曲失稳。从图4可以看出，随着磁通量的增大，系统的振动频率明显增大，说明增强磁场强度可以提高系统的稳定性。
system: [SYSTEM]

user: 5. 结论 本文采用微分求积法研究了温度场和磁场耦合作用下输流单壁碳纳米管的振动特性。基于欧拉梁理论和非局部弹性理论，考虑周边弹性介质和热载荷以及磁场的耦合作用对系统进行建模，通过绘制常温环境时的温度变化量，磁通量等对系统的振动频率的影响关系图，经过分析得到以下结论： 图2. 不同温度变化量时系统的一阶振动频率关于无量纲流速的变化图 图3. 无量纲临界流速随温度改变量的变化图 图4. 不同磁通量情况下系统的一阶振动频率关于无量纲流速的变化图 1) 随着流体流速的增加，系统的振动频率越来越小，当流速达到一定值之后，一阶振动频率变为零，系统进入不稳定状态。常温环境时温度变化量的增加能够增大振动频率，考虑温度效应的临界流速要远大于不考虑温度效应时的临界流速，且临界流速随着温度变化量的增大而增大，说明升高温度能够提高输流单壁碳纳米管的稳定性； 2) 随着磁通量的增大，系统的振动频率和临界流速明显增大，可知磁场变化对碳纳米管的振动频率和临界流速有较大的影响，增强磁场能够显著提高系统的稳定性。研究结果可为纳米材料在能源和生物医学领域的应用提供理论依据。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 办园标准是政府对举办合格亲子园必备基本条件的要求。本研究以中国大陆南京、上海和台湾地区亲子园的办园标准为研究对象，从标准文本的制定部门、目的、构成要素、类型等方面进行比较研究。结果显示，在制定部门上，台湾由卫生福利部制定，大陆各地存在差异；在标准目的上，大陆和台湾具有共性；在标准构成的要素、类型上，大陆和台湾各有侧重。最后，基于研究结果，为0~3岁亲子园的办园标准制定提出相关建议。 关键词 :0~3岁亲子园，办园标准，比较研究
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 为适应家庭结构的改变，父母育儿需求的变化，中国大陆及台湾地区收托0~3岁婴幼儿的亲子园快速地增长。大陆地区0~3岁亲子园(又称早期教机构、早期教育中心等，以下统称亲子园)，一般是对0~3岁婴幼儿进行保育和教育，并对家长及看护人员提供科学育儿指导、咨询，提供儿童教养活动场所的机构。台湾地区收托0~2、3婴幼儿的机构称为托婴中心，目的是支持家庭育儿，为婴幼儿提供适当照顾。 随着不同类型0~3岁亲子园的建立，其质量与公平问题已成为社会关注焦点。大陆教育部在全国14个城市开展0~3岁婴幼儿早期教养试点工作，部分省、自治区、直辖市地方政府制定了适用本地区的亲子园开办标准。台湾地区于2012年开始正式实施幼托整合政策，托婴中心归由卫生福利部社会及家庭署主管，并通过立法规范托婴中心的开办标准。两岸收托0~3岁婴幼儿的托育机构在收托对象、目的方面存在共性，这为机构开办标准的相互学习和借鉴提供基础。
system: [SYSTEM]

user: 2. 研究目的与方法 2.1. 研究目的 本研究目的是对0~3岁亲子园的办园标准进行比较研究，选取台湾地区和大陆南京、上海等政府部门制定的有关0~3岁亲子园办园标准的文本，从制定部门及目的、构成要素、标准类型等维度对标准文本进行比较研究，从而为完善0~3岁亲子园的办园标准提供参考。 2.2. 研究方法 本研究采用文献法、文本分析法对中国大陆与台湾地区0~3岁亲子园的办园标准进行比较研究，分析文本有：台湾“卫生福利部”制定《儿童及少年福利机构设置标准》、《儿童及少年福利机构专业人员资格及训练办法》、《儿童及少年福利机构专业人员相关科系对照表》等文本。大陆：《南京市0~3岁婴幼儿早期教养机构设置管理办法(试行)》、《南京市0~3岁婴幼儿早期教养机构设置基本条件(试行) (全日制/半日制)》、《南京市0~3岁婴幼儿早期教养机构设置基本条件(试行) (计时制)》、《上海市早期教养服务机构管理规定》、《上海市民办早期教养服务机构管理规定》等文本。
system: [SYSTEM]

user: 4. 研究结论与建议 4.1. 明确各级政府主管部门，系统规范0~3岁亲子园办园标准 由单一主管部门管理0~3岁亲子园的办园标准，就其行政效率而言有其必要性，就其政策决策和执行而言，有其一贯性。目前，台湾地区托婴中心归卫生福利部社会及家庭署主管，就世界主要发达国家经验来看，0~3岁亲子园办园标准均有明确的政府主管部门，系统推动婴幼儿早期教养政策。 但是，目前大陆各地0~3岁亲子园办园的主管部门不一，上海市归教育行政部门主管，卫生部门等配合执行，南京市归人口和计划生育行政部门主管。因此，大陆可通过主管单位的行政推动，系统规范亲子园的开办行为，从而建构基本而有质量的早期教养体系。 4.2. 扩大办园标准的制定主体，鼓励各利益相关者共同参与 一个有效、公正、客观与合理的标准，通常需要挑选与训练设定委员 [ 13 ] 。为保证0~3岁亲子园办园标准的科学性，政府主管部门应牵头成立由多领域专家组成的办园标准编制委员会，体现标准制定主体的多样性与平衡性。 标准编制委员一般由婴幼儿保教人员、大学的婴幼儿保教的教授、测验和评量专家、机构举办者、卫生、建筑、消防、公安等领域专家组成。标准设置委员会通过建认良好的协作机制，启动0~3岁亲子园办园标准的研制和实施工作。 4.3. 规范办园标准的制定程序，确保标准设定的科学性 制定程序的规范化是影响标准质量的重要因素之一。规范化的标准制定过程包括设定过程中的活动顺序、效度检核以及将整个过程效度做成详细的文件说明。 办园标准编制委员会的专家应对国内外办园标准进行分析研究，既要关注结构标准的设定，又要重视过程和结果标准，在充分收集相关理论和实践成果的基础上，确保办园标准内容的全面性和科学性，因地制宜的编制办园标准征求意见稿。办园标准有时需要经过多个回合的修改，才能形成发布稿。 4.4. 明确执行0~3岁亲子园办园标准，充分发挥标准的门槛功能 办园标准不同于等级评价标准 [ 14 ] 。等级评价标准旨在促进早期教养机构不断提高质量，办园标准是对举办合格0~3岁亲子园必备条件的规定，应具有强制性，应是所有亲子园都必须达到的基本标准。而政府主管部门应积极发挥作用，真正落实发布的0~3岁亲子园的办园标准，向社会公布0~3岁亲子园办园标准的落实情况，确保办园标准落实的权威性、严肃性和强制性。
system: [SYSTEM]

user: 阳江核电站放射性气态流出物浓度计算 张志远，李 华 * 暨南大学理工学院物理系，广州 广东 收稿日期：*2016年7月8日；录用时间：2016年7月26日；发布时间：2016年7月29日
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 针对阳江核电站的实际情形，基于阳江核电站区域的已知地面风场，通过高斯模型模拟计算了源于阳江核电站(东经112.27˚，北纬21.72˚)的放射性气态流出物点源瞬时释放后放射性核素云团的迁移和扩散过程，得到了放射性核素云团中心的运动轨迹、放射性核素云团中心地面相对浓度、放射性核素云团地面相对浓度分布及其等值线分布，同时给出了阳江市及邻近城市茂名市、云浮市、江门市放射性核素地面相对浓度随时间的变化。这些结果为源于阳江核电站的放射性气态流出物对整个阳江地区以及邻近城市的辐射环境影响提供参考信息，为可能发生的核电站事故下的监测提供参考数据。 关键词 :浓度计算，高斯模型，迁移和扩散，放射性气态流出物
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 为了大力发展核电能源，国家推出了核电建设几大项目，阳江核电站就是其中之一。阳江核电站规划建设六台百万千瓦级核电机组，其中一期工程拟建设4台由中国广东核电集团开发的CPR1000压水堆核电机组，每台额定功率为1080 MW [ 1 ] 。核电站在正常运行的情况下，将不可避免地排出含有放射性核素的废气和废液，因此，在积极开发利用核能的同时，需探索核电站对周边区域可能引起的辐射环境安全影响及其相应技术对策的多条途径。本文针对源于阳江核电站的气载放射性核素在大气中迁移扩散过程中对阳江地区的影响给出计算模拟结果。 当前，对放射性核素迁移扩散过程的计算通常采用空气污染物理学中所应用的4类污染扩散模式：高斯模式、拉格朗日模式、欧拉模式和CFD湍流模式，根据描述方法和应用尺度的不同而选用 [ 2 ] - [ 5 ] 。实际应用中，高斯模型因具有模型简单、容易理解、计算量小以及方法较为成熟等优点而被广泛采用。由于不同情形下的研究对象和条件不同，高斯模型往往有多种形式。针对不同情形，正确选择大气扩散模式以及相应的特性参数是准确模拟计算放射性气态流出物浓度及其分布、以进行环境影响评价的关键。
system: [SYSTEM]

user: 2. 高斯模型及坐标系建立 假设放射性核素是源于核电站烟囱排放点，建立局地直角坐标系XYZ，铅直方向为Z轴，与Z轴垂直的平面内Y轴垂直于X轴，X、Y和Z轴的正方向符合右手螺旋规则，直角坐标系原点取为阳江核电站，即为(x 0 ， y 0 ， 0)。放射性核素是源于(x 0 ， y 0 ， z c )的瞬时点源，初始时间为 ，一定高度下风的平均速度为 ，地面 为总反射面。假设放射性核素的分子扩散相对于湍流可忽略，大气是不可压缩的，忽略放射性核素云团的沉积，不计及放射性核素的化学反应及衰变，考虑到无界区域内放射性核素在扩散曲面上满足的连续性方程 [ 6 ] ，采用像源法处理地面的全反射作用，放射性核素云团扩散过程不依赖于水平方向和垂直方向只与时间相关，扩散系数是常数，即水平方向K x = K y = K r ，垂直方向为K z ，则在地面上距离放射性核素云团中心水平距离R处的放射性核素的相对浓度(归一化浓度)为 [ 7 ] ： (1) 其中： (2) 式中， 是地面上放射性核素的相对浓度，m − 3 ；R是t时刻计算点与放射性核素云团中心的水平距离，m； 是从放射性核素云团释放时刻起到浓度计算时刻的时间间隔，h；z c = z 0 是放射性核素云团中心离地面的高度，m；K r 是径向扩散系数，K z 是垂直扩散系数；x 1 和y 1 为t时刻放射性核素云团中心在z c = z 0 平面上的位置，m。计算放射性核素云团中心地面浓度时，取x = x 1 ，y = y 1 ，即R = 0代入(1)式即可。
system: [SYSTEM]

user: 3. 特定风场和扩散系数的选定 3.1. 地理位置及特定风场的选定 阳江市地处广东省西南沿海，紧邻珠三角，扼粤西要冲，东与江门市相接，北与云浮市相接，西与茂名市相接，南临南海。全市经纬度范围在北纬21.47˚~22.69˚，东经111.27˚~112.35˚之间，东西长112.5公里，南北距132.75公里。而阳江核电站处于东经112.27˚，北纬21.72˚，位于阳江最东南侧。图1给出阳江地区区域图。 本文主要考虑核电站放射性气态流出物对阳江地区及阳江邻近城市的影响，因此主要考察沿东南吹向西北方向的风场。又由于阳江核电站对阳江市及邻近城市的影响属于中小尺度距离上污染物的迁移和扩散，所以在计算中主要考虑近地100 m处的风场，计算选用由阳江核电站提供的近地100 m高的2013年3月的气象监测风场数据。 图2给出2013年3月监测的风矢量图和该月23日~24日的风矢量图。可以看到，3月份的监测数据风向较为集中，沿东南方向。通过对3月份每2日的风矢量数据的筛选，选取3月23~24日的风矢量用以计算。在2013年3月23~24日里，风矢量方向集中于吹向西北方向，且风速普遍在2~6 m/s，较适用于分析放射性气态流出物对阳江地区的影响，而且由监测数据可知2013年3月份天气质量比较好，全月几乎无降雨，可近似满足计算中不考虑放射性核素沉积和冲涮的情况。 3.2. 扩散系数的选取 本计算采取二种方法得到的扩散系数进行模拟计算，其一是采用大亚湾核电站的扩散系数 [ 8 ] K r = 3.6 × 108 m 2 /h，K z = 1.8 × 104 m 2 /h；其二是通过气象监测数据分析得到大气稳定度，再通过Briggs扩散系数表，估算阳江地区的扩散系数 [ 9 ] ，该过程为通过云量和太阳高度角算得太阳辐射等级，考虑太阳辐射等级和地面风速确定大气稳定度，再由稳定度等级查算扩散系数。表1列出了二种计算方法中采用的扩散系数。 图1. 阳江地区区域图 图2. 2013年3月风矢量图及其23~24日风矢量图 Table 1 The diffusion coefficient adopted for calculatio 扩散系数 径向K r (m 2 /h) 垂直K z (m 2 /h) 方法一 3.6 × 10 8 1.8 × 10 4 方法二 1.2 × 10 6 3.4 × 10 5 表1. 计算中采用的扩散系数
system: [SYSTEM]

user: 4. 放射性核素浓度计算 4.1. 计算过程 在特定风场下放射性核素云团的迁移和扩散可视为其中心随风迁移，同时核素云团在风场作用下做湍流扩散。在对放射性核素云团迁移和扩散的计算过程中，以阳江核电站经纬度位置为起始点，取经纬度轴分别为X轴和Y轴，近似地沿X轴以北纬25度的纬线上经度1˚的弧长为标准(1˚ ≈ 107，840 m)、沿Y轴以纬度1˚的弧长为标准(1˚ ≈ 111，644 m)，将经纬度为单位和米为单位的距离进行换算。 在对阳江核电站放射性气态流出物浓度的计算中，以3月23日零时为计时起点，以1小时为间隔，在二种不同的扩散参数下，通过式(1)和(2)计算出放射性核素云团中心随风迁移的位置、核素云团中心地面相对浓度、放射性核素地面相对浓度分布及其等值线分布，另外通过阳江市(东经111.98˚，北纬21.87˚)以及邻近城市茂名市(东经110.91˚，北纬21.67˚)、云浮市(东经112.04˚，北纬22.91˚)、江门市(东经113.08˚，北纬22.57˚)的经纬度坐标，利用式(1)计算这四个城市的放射性核素地面相对浓度随时间的变化，以此考察阳江核电站对邻近城市的辐射环境安全的影响。 4.2. 放射性核素云团中心位置及其地面相对浓度 图3给出了在选定风场作用下，随着时间的变化放射性核素云团中心所处经纬度的变化。可以看到，核素云团中心在迁移中经度是一直在减小，而纬度几乎是一直呈增长状态。这说明，随着风场的作用，源于阳江核电站的放射性核素云团从东南到西北方向迁移。放射性核素云团的迁移扩散可视为核素云团中心在风场下随风的运动而迁移，同时核素云团在风场作用下做湍流扩散，因此扩散参数的变化只影响核素云团扩散的快慢，对其中心位置的迁移不影响。 图4给出了二种扩散参数下放射性核素云团中心地面相对浓度随时间的变化。由图4可知，二种扩散参数下，放射性核素云团中心的地面相对浓度先增加，到极大值后呈指数衰减。采用扩散参数A，整个考察区域内放射性核素云团中心地面相对浓度值量级在10 − 15 ~10 − 11 m − 3 之间，0.1 h时刻达到极大值7.3×10 − 12 m − 3 ；采用扩散参数B时整个考察区域内放射性核素云团中心地面相对浓度值量级在10 − 13 ~10 − 8 m − 3 之间，在极短的时间内达到极大值。这是因为扩散参数B相对于A较小，因而发生湍流扩散的过程比较慢，核素较集中，使得相对浓度较高。 4.3. 放射性核素地面相对浓度的分布 图5给出两种扩散参数下，t = 1 h、5 h时刻放射性核素地面相对浓度在经纬度上分布的三维图。可以看到：在特定扩散参数下，随着时间的增长，整个放射性核素云团覆盖区域的面积逐渐增大，随之相对浓度的峰值减小。比较二种不同的扩散参数，同一时刻从覆盖区域经纬度的值可以看到：扩散参数A下，整个核素云团覆盖区域的面积较大，这说明在较大的扩散参数下，核素湍流扩散的速度比较快。 4.4. 放射性核素地面相对浓度等值线分布 图6和图7分别给出扩散参数A和B下，在0.025 h、1 h和5 h时刻放射性核素地面相对浓度等值线分布。可以看出，核素云团中心从东南向西北迁移，大约在8 h后核素云团中心移出阳江地区。在核素云团中心迁移的同时，放射性核素做湍流扩散，随着时间的增长，10 − 19 ~10 − 13 m − 3 等值线分布面积越来越大。结合图3、图4结果可知，在8 h后，放射性核素云团对阳江地区影响越来越小，整个阳江地区的放射性核素地面相对浓度值低于10 − 14 m − 3 (扩散参数A)和10 − 12 m − 3 (扩散参数B)。 图6和图7还分别给出了放射性核素云团在两种扩散参数下不同时刻下的等值线分布。比较图6和图7可见，扩散参数B下，浓度等值线分布更密集，同一时刻的相对浓度值更高。由此可知：扩散参数 图3. 放射性核素云团中心经纬度随时间的变化 图4. 放射性核素云团中心地面相对浓度随时间的变化 图5. 时间t = 1、5 h时放射性核素地面相对浓度分布的三维图 图6. 扩散参数A，放射性核素云团在0.025、1 h时刻浓度等值线分布 图7. 扩散参数B，放射性核素云团在0.025、1、5 h时刻浓度等值线分布 不仅影响整个放射性核素云团扩散的速度，而且影响放射性核素浓度值的大小。因此，在考虑放射性核素的扩散过程时，扩散参数的选定十分重要。 4.5. 阳江核电站放射性气态流出物对周边城市的影响 图8给出了扩散参数A下，源点阳江核电站及四个城市中心位置的放射性核素地面相对浓度随时间变化的计算结果。由于扩散参数B较A小1至2个数量级，核素云团扩散速度较慢，其地面相对浓度值小范围内更高更均匀；在同一时刻，周边城市区域内放射性核素地面相对浓度较扩散系数A下大大减小。因此，在考察周边城市的核素浓度时采用扩散参数A的相关结果。 从图8还可以看到，扩散参数A下，源点阳江核电站、阳江市、茂名市、云浮市以及江门市的放射性核素浓度呈先增长，达到极大值后再不断减小，分别在0.1 h、1 h、4 h、6 h、7 h时刻达到峰值，相应的相对浓度峰值分别为7.103 × 10 − 12 ，6.857 × 10 − 13 、2.941 × 10 − 14 ，1.995 × 10 − 14 ，2.458 × 10 − 15 m − 3 。
system: [SYSTEM]

user: 5. 结果分析 本文采用高斯模型计算得到的放射性核素地面浓度是相对浓度，若已知阳江核电站气态排出物的总量，则由相对浓度可直接得到放射性核素的浓度值。2014年阳江核电厂放射性废气排放的预估年累计数据中，单台机组惰性气体排放量为5.28 × 10 11 Bq，以此作为阳江核电站正常工况下参考排放量，可以得到阳江市区放射性核素浓度峰值为3.620 × 10 − 1 Bq/m 3 。 根据γ剂量率与核素浓度相互转换关系(表2)：剂量率1 Gy等于1 kg受照物质吸收1 J的辐射能量；核素浓度1 Bq即1 s时间内核素发生1次衰变；能量单位1 MeV = 1.602 × 10 − 13 J；干空气密度为1.293 × 273/(273 + T) × P/0.1013 kg/m 3 ，其中：P为气压(MPa)，T是摄氏温度。取温度为25℃，惰性气体γ辐射 图8. 阳江核电站及四个城市放射性核素地面相对浓度随时间的变化 Table 2 The conversion relationship of gamma rate and nuclide concentratio 剂量率1 Gy =1 kg受照物质吸收1 J的辐射能量 核素浓度1 Bq =1 s时间内核素发生一次衰变 能量单位1 Mev =1.602 × 10 −13 J γ辐射衰变能 kev到Mev量级之间 干空气密度 =1.293 × 273/(273 + T) × P/0.1013 kg/m 3 表2. γ剂量率与核素浓度相互转换关系 衰变能取10 MeV，常压下干空气密度为1.185 kg/m 3 。按照以上关系可以得到1 Bq/m 3 相当于1.185 kg空气中γ衰变释放能量1.602 × 10 − 12 J/s，相应的γ剂量率为0.4867 × 10 − 2 μGy/h。因此，计算得到的阳江市区的核素浓度峰值3.620 × 10 − 1 Bq/m 3 相当于1.762 × 10 − 3 μGy/h。 广东省环境辐射监测中心粤西分部位于阳江市区，其在2014年3月23~24日的γ剂量率监测数据为0.1059~0.1111 μGy/h。由此可得，本文计算得到的阳江市区的核素浓度相应的γ剂量率为1.762 × 10 − 3 μGy/h在监测值范围内，即阳江核电站正常工况下放射性气态流出物对阳江市区辐射环境影响在本底范围内。 本文针对阳江核电站的实际情形，基于一定地域内的已知地面风场，采用瞬时点源的高斯模型，对源于阳江核电站的放射性气态流出物在大气中迁移和扩散进行了计算模拟。计算中采用了二种参考的扩散参数，得到了放射性核素云团迁移扩散中地面相对浓度和分布，阳江市区和邻近城市的放射性核素地面相对浓度随时间的变化等结果，进而分析了放射性核素对阳江市区辐射环境安全的影响，这些结果可为源于阳江核电站的放射性气态流出物对阳江地区及其邻近城市辐射环境的影响提供参考信息。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 加速器驱动次临界系统(ADS)被国际公认为是最有前景的核废料嬗变技术，该系统以加速器产生的高能强流质子束轰击靶核产生散裂中子作为外源中子驱动和维持次临界堆运行，具有固有安全性。中子散裂靶起着将散裂反应中产生的中子耦合到反应堆的重要作用，是ADS系统中最为重要的一部分，随着束流功率不断增高，靶材的选取变得尤为重要，其中由中科院近代物理研究所提出的颗粒流散裂靶结合了固态靶和液态靶的优点，具有承受未来ADS商业化装置需要耦合束流功率数十MW的能力。 关键词 :核能，乏燃料，ADS，散裂靶
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 环境污染已经成为我国经济和社会可持续发展的一个重要问题，尤其是以煤炭为主要燃料的火力发电已经成为大气污染的主要来源，严重制约着国民经济的可持续发展。发展新能源与可再生能源已刻不容缓，目前，我国已经大力提高能源构成中的水利发电、风力发电、太阳能发电、核电等可再生能源及清洁能源的份额。本文主要研究了核能的发展，其中乏燃料处理已经成为了重要问题，加速器驱动次临界系统(ADS)是处理乏燃料的有效手段，受到国内外的广泛重视。
system: [SYSTEM]

user: 2. 核能是我国可持续发展的保障 2.1. 核能是清洁能源 能源是一个国家经济发展的保障，也是制约社会可持续发展的重要因素 [ 1 ] 。目前，我国以化石燃料包括煤、石油、天然气等作为主要能源，然而化石燃料消费所带来大量温室气体等有害物质的排放已经成为环境污染的主要来源 [ 2 ] ，单一的化石燃料消费结构必然面临能源供应的危机，为了解决这些问题，我国已经大力发展新型的清洁能源——核能 [ 3 ] - [ 6 ] 。2005年我国明确提出了积极发展核电的战略方针，根据2007年国务院颁布的《核电中长期发展规划》，到2020年，核电运行装机容量将达到58 GW，在建核电容量约30 GW，核电在总发电量中所占比重将提高到4%左右 [ 7 ] [ 8 ] 。根据对国家中长期能源发展和前景的分析，中国工程院在《2050年我国的能源需求》咨询报告中指出，到2050年，我国核电占一次能源的比重要求提高至12.5% (占电力装机容量的20%)，作为中国经济发展能源的必然选择，核能发展必将迎来蓬勃发展的新局面 [ 9 ] - [ 11 ] 。 2.2. 核废料处理面临考验 人们在享受核电带来的巨大好处的同时，也不得不面对核电产生的核废料尤其是长寿命核废料的处理及处置难题 [ 12 ] - [ 14 ] ，这将成为我国核电事业能否持续发展不可缺少的一环。以一座百万千瓦的反应堆估算，每年卸出乏燃料约25吨，其中包括可循环利用的 235 U和 238 U约23.75吨、钚约200公斤、中短寿命的裂变产物约1吨、次锕系核素(MA，Minor Actinides)约20公斤、长寿命裂变产物(LLFP， Long-Lived Fission Product)约30公斤。随着我国压水堆核电站装机容量的增长，核废料的积累将快速增加，如果2030年核电站装机容量达到8000~10，000万千瓦，届时乏燃料累计存量将达到2万~2.5万吨，其中所含钚160~200吨，MA 16~20吨，LLFP 24~30吨。对乏燃料的潜在生物危害性分析表明，乏燃料的远期风险主要决定于其中的镎、镅、锔等次锕系元素和长寿命裂变产物，其衰变达几十万年，才能将放射毒素降低到天然铀矿的水平。如果不对这些乏燃料进行处理，不但不利于我国核能可持续发展，而且会为环境带来极大的安全隐患，因此，必须对乏燃料进行处理，降低其放射性，减少对环境的危害 [ 4 ] [ 8 ] - [ 10 ] [ 15 ] 。 目前国际上对乏燃料的处理主要有两种方式，即“一次通过”方式和“闭式循环”方式 [ 4 ] 。“一次通过”方式也叫“直接处理”方式，是指反应堆卸出的乏燃料经过适当的冷却、包装和固化处理后，直接进行地质埋藏处置。其优点是简单、廉价和安全；缺点是核资源利用率低(小于1%)、核废料体积大和安全处置的时间长，例如美国死亡谷的尤卡山。“闭式循环”方式也叫“后处理”方式，是指对适当冷却的乏燃料进行后处理，回收可利用的铀和钚返回到反应堆中进行核燃料的再循环，提高核资源利用率；对分离出来的裂变产物和次锕系元素进行适当的固化处理和地质埋藏处理 [ 9 ] [ 10 ] [ 16 ] - [ 18 ] 。核废料中的中短寿命的裂变产物(如： 137 Cs、 90 Sr)的衰变时间较短，而长寿命的裂变产物(如： 99 Tc、 129 I)和放射性毒性大的次锕系元素(如： 237 Np、 243 Am、 245 Cm)的衰变时间较长，可达几百年甚至上万年。显然，上面提到的两种核废料处理方法不能完全杜绝由于长时间的地质变化而造成核泄漏给人类带来危害，因此，非常需要开发一种可利用的技术来实现高放废物的嬗变，使其成为短寿命的核素或者变成没有放射性的稳定物质 [ 19 ] [ 20 ] 。 随着加速器技术的快速发展，核物理学家提出分离-嬗变(Partition-Transmutation)战略来处理核废料，其核心是在闭式循环的后处理分离基础上，进一步利用核嬗变反应将长寿命、高放射性核素转化为中短寿命、低放射性的核素 [ 21 ] - [ 23 ] 。经过嬗变处理后的长寿命高放射性核废料可在大约700年内降低到普通铀矿的放射性水平，与闭式循环模式相比，经过嬗变后仍需地质深埋处理的核废料体积可再减小五倍以上。可以发现中子嬗变方法不仅可以快速降低核废料的放射性，而且可以提高燃料的利用率，因此目前国际已经倾向于使用中子嬗变来处理核废料 [ 4 ] 。
system: [SYSTEM]

user: 3. 有效处理核废料的装置ADS 加速器驱动次临界系统(ADS)最早由Rubbia [ 24 ] 等人在上世纪90年代以“能量放大器”的概念提出，由强流质子加速器、散裂靶和次临界反应堆构成，由加速器产生质子束轰击设在次临界堆中的重金属散裂靶，通过散裂反应持续产生次级中子，为次临界堆提供外源中子以驱动反应堆内的裂变反应，ADS原理如图1所示 [ 25 ] - [ 30 ] 。散裂中子能谱比快堆更硬、更宽(从热中子到GeV量级)，可使几乎所有的有阈裂变核素进行焚烧；通过慢化可达10 16 cm −2 ∙s −1 热中子通量(或更高)，基本上所有的放射性裂变产物都可以进行嬗变。ADS系统中，加速器和散裂靶提供的可控外部中子源使次临界堆更有效、安全的运行 [ 4 ] [ 5 ] [ 31 ] - [ 35 ] 。 ADS系统由4个重要的特点 [ 4 ] ：1) 优良的系统安全性。一旦切断外缘中子的驱动，次临界系统内的核反应随即停止，具有固有安全性；2) 强大的嬗变能力。能量1GeV的质子在重金属靶上产生约数十个中子加上次临界堆数十倍的放大效应，因此ADS系统在原理上具有强大的核废料嬗变能力；3) 好的中子经济性。加速器打靶直接产生的散裂中子能谱分布很宽，中子经济性明显好于其他已知的临界堆；4) 高的支持比。由于能谱更硬、中子余额更多，一个优化设计的ADS系统其支持比可达10左右(即一个约80万千瓦的ADS系统可以嬗变10个左右百万千瓦规模的压水堆核电站产生的长寿命放射性废料)， 图1. ADS原理示意图 而快堆由于受到运行稳定性的要求只能嬗变约2~5个压水堆的核废料。 由上述几点可见，在各种嬗变系统中，ADS是强有力的核废料嬗变器，是我国核裂变能可持续发展值得探索的新科技途径，其研究成果将明显提高核能系统的资源效益和环境效益。
system: [SYSTEM]

user: 5. 散裂靶是ADS的重要组成部分 散裂靶是ADS系统中最为重要的一部分，起着将散裂反应中产生的中子耦合到反应堆的重要作用，因此，在ADS系统的研究中，中子散裂靶的研究是一个重要的课题 [ 4 ] [ 6 ] [ 15 ] [ 37 ] 。 图2. ADS系统的发展路线图 5.1. 散裂靶的分类 [ 16 ] [ 38 ] - [ 40 ] 目前ADS散裂靶的形式主要分为以下三大类：第一、固态散裂靶件。最早期的散裂中子源概念在20世纪80年代就己经出现了，那时候最先被尝试使用的是以固态材料作为散裂中子源的散裂靶。运用高能质子束轰击散裂靶材料产生中子的研究最早开始于20世纪80年代的德国散裂中子源项目(SNQ)，其主要目的为建造一个高通量的中子源，用于热中子相关的散射性能测试。在SNQ项目的支持下，研究人员设计了一种能够接5.5 MW中子水平射入的旋转靶件，其产生中子的散射材料为固体材料。在德国的SNQ项目之后，瑞士继续开展了固态散裂中子源的研究，并启动了研宄计划SING。此项目的主要目的在于在完成相关设计的基础上，建造一个能够投入运行，实际产生散裂中子的外中子源。实验中产生的中子将会用于热中子及快中子的能谱测量，于此同时，SING亦用于为液态靶的建造积累工程经验。按照初期的设计，SINQ的额定功率为1 MW，但在实际运行中考虑到要面对安全等诸多因素，运行功率只达到了0.7 MW。 第二、液态无窗散裂件。液态无窗散裂靶是近年来新提出的一种高功率ADS系统散裂靶解决方案，由于其采用了无靶窗的设计方案，使得靶系统能够承受较高能量的质子束轰击，可以使中子的产额大大增加。但无窗散裂靶的缺点也同样明显：1) 设计和建造的难度较高。在设计无窗靶时要求其在运行过程中能够长时间在真空质子束管和靶系统冷却剂之间形成非常稳定的自由界面，这需要设计人员在工程设计阶段要对靶系统内冷却剂的流动情况进行充分的模拟和论证，进行非常精细的设计和铸造。2) 运行非常不稳定。即使在自由液面形成之后，一个微小的扰动就可以将其完全破坏，使得ADS系统的运转发生中断。基于以上两点原因，目前世界上尚无已建成的液态无窗散裂靶实验装置。 第三、液态有窗散裂靶件。针对固态散裂把中结构材料的能量移出、散裂材料损伤和靶体结构复杂、庞大等问题和液态无窗散裂靶的不稳定性、无法保证加速器安全运行问题，液态有窗散裂靶作为一种可行的替代方案逐渐进入了ADS系统研究人员的视野。典型的兆瓦级液态散裂把系统(MEGAPIE)于1996年被提出。2001年欧盟加入后，推动并资助了长达五年的MEGAPIE-TEST项目。MEGAPIE项目的目的在于建造当时世界上第一个兆瓦级的液态散裂中子源，验证液态散裂靶的可行性、安全特性以及为将来在ADS中的应用积累工程经验。MEGIAPIE散裂靶的成功运行说明了液态金属散裂靶的工程可行性，也证明了液态有窗散裂靶在高能量质子束束流轰击下的安全性。此项目从设计、验证、校验到最后的顺利运转，在ADS的设计和建造史上具有里程碑意义。 5.2. 基于颗粒流的新型散裂靶 [ 37 ] [ 41 ] 中科院近代物理研究所从未来先进核裂变能可持续发展的根本需求出发，面向未来ADS商业化和未来先进核燃料循环过程优化需要解决的关键科学问题，开展了具有前瞻性的ADS设计程序以及新原理新 图3. 颗粒流散裂靶示意图 概念装置相关探索。在目前国内外高功率散裂中子源、第四代反应堆以及ADS研究成果的基础上，原创性地提出了一种颗粒流散裂靶设计(如图3所示)开展了ADS系统的设计研究。 对于颗粒流散裂靶设计，颗粒通常选择为中子产额高、熔点高、热容大的钨基材料。其基本工作原理是：流动的颗粒既是散裂靶材料又是冷却介质，颗粒经过高能质子束流轰击产生宽能谱中子，并通过流动将束流沉积热带出靶区。我们知道目前在PSI的SINQ上运行的固体靶可以承受1.2 MW的束流功率、MEGAPIE的LBE靶达0.8 MW，美国SNS的液态汞靶最高运行功率1.4 MW，未来欧洲散裂中子源ESS旋转固体靶设计功率5 MW、处于工程设计建设阶段的MYRRHA液态靶2.4 MW。与这些靶相比，理论上颗粒流散裂靶可以承载更大的束流功率(~100 mA/cm 2 )，同时颗粒流本身也易于抑制普通流体中存在的各种流体力学不稳定性。因此，流化固体颗粒靶具有承受未来ADS商业化装置需要耦合束流功率数十MW的能力。颗粒流散裂靶设计结合了固态靶和液态靶的优点，通过固体小球的流动实现了靶区外的冷却，规避了液态铅铋合金靶放射产物毒害性高、温度–材料腐蚀效应严重以及固态靶热移除难等缺点，受到同领域专家积极评价和关注。
system: [SYSTEM]

user: 6. 结论 ADS作为核废料的嬗变器已经成为国际核科技研究的热点，是核裂变能可持续发展值得探索的新科技途径，其研究成果将明显提高核能系统的资源效益和环境效益。散裂靶是ADS系统中最为重要的一部分，起着将散裂反应中产生的中子耦合到反应堆的重要作用，随着束流功率不断增高，靶材的选取变得尤为重要，目前中科院近代物理研究所原创性地提出了颗粒流散裂靶，其结合了固态靶和液态靶的优点，具有承受未来ADS商业化装置需要耦合束流功率数十MW的能力。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 针对由于构建城市三维模型工作量巨大、费用昂贵、须具备较高的制作技巧，虚拟现实技术无法广泛应用的城市规划的现状，本文以SketchUp为平台，以规划设计的总平面图、立面剖面图和方案效果图为基础数据，研究如何快速、高效、低成本的制作出浸沉感好、交互性强和构想性优越的三维场景。本文采用了SketchUp基于CAD底图和效果图两种建模方法，并通过丰富景观模型、三维模型“瘦身”和设置光影效果三种手段进一步优化三维场景，提出利用Google Earth平台调整规划方案的设想。该研究充分显示了SketchUp结合虚拟现实技术应用于城市规划的优越性。 关键词 :SketchUp，三维建模，虚拟规划，Google Earth
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 城市作为经济建设的主战场，发展最快速、信息最丰富、资本最集中，信息化进程突飞猛进、日新月异，对地理信息的需求最旺盛 [ 1 ] 。人们不断加强虚拟现实技术在城市规划中的应用，以满足生活生产的需要，虚拟规划设计应运而生。与传统的规划设计方法所不同，虚拟规划设计对于降低规划设计成本，缩短工作周期，提高工作质量起到了重要作用。借助虚拟规划设计手段，规划设计人员可以根据自己的视觉习惯使城市规划设计变得灵活直观，便于进行方案的布局调整，得到自己满意的结果，最终在虚实互动的体验中来创建城市。 在城市规划中无论采用何种虚拟现实方式，首先要解决三维建模问题 [ 2 ] ，目前常采用的方法有建模工具和建模语言。本文选取SketchUp为建模工具，以微观范围内的金泰家园小区规划为例，介绍了虚拟小区的建模方法以及后期优化技术，并进一步探讨SketchUp建模技术应用于宏观范围内的城市规划的可行性。
system: [SYSTEM]

user: 2. 三维建模的技术方法 本文采用规划设计的CAD图纸和方案效果图为基础数据，大大减少了获取矢量数据和纹理数据的工作量；选取的建模工具SketchUp适合做三维建筑模型，模型文件较小，便于传输 [ 3 ] ，而且操作界面友好、精度高、拥有优秀的方案深化能力和自主的二次开发功能。应用SketchUp制作虚拟小区的技术流程如图1所示，采用SketchUp三维建模软件制作出单体三维模型，然后再组织成三维场景 [ 4 ] 。
system: [SYSTEM]

user: 3. 基于CAD底图建立三维模型 空间数据的获取和空间实体的三维建模是建立三维城市模型的核心问题，也是区域三维建模领域研究的重点 [ 5 ] 。基于CAD底图建模方法，能最大化的利用现有的数据资料，节约建模人员描绘底图的时间。此外，CAD规划图显示了待建区域的地貌，有利于设计者对场地的环境及其带来的空间感受的宏观把握 [ 6 ] 。本文以其中的一栋楼为例，介绍SketchUp基于CAD底图建立三维模型的技术以及流程。 图1. 技术流程图 3.1. 建筑物模型的数据预处理 将CAD文件导入SketchUp，推拉出的3D模型的效果取决于CAD图的质量。规划设计的CAD图纸包含了大量与建模无关的信息，图形轮廓线可能会存在：带有微小的孤线段、转角处两条线没有相交、两条看似平行的线实际上差了一点点等问题。清理图元和纠正图元的逻辑错误工作量很大，所以作者选择在导入SketchUp后，炸开所有CAD中形成的块，将所有线归到一层、编辑成组，在这样的底图上重新描绘建模需要的图元更节省时间，虚拟小区建成后删除底图，清理后的CAD图如图2所示。 准备纹理数据和高程数据是建模前另一项重要工作。根据规划的立面剖面图，提取出每栋居民楼的层高h和层数a，总高度H = h*a；根据方案效果图准备相应的纹理数据构建纹理库，为了减小模型文件，可以在局部使用效果图纹理，并用JPG格式保存以减少数据量 [ 7 ] ，其他位置使用SketchUp材质库的纹理。 3.2. 建立建筑物三维模型 在SketchUp中根据处理后的总平面图，找到需要进行建模的建筑物所在的位置 [ 8 ] ，按照下述步骤建模：1) 拉伸出建筑物第一层的墙体；2) 根据规划的立面图在墙面上相应的位置开窗洞，向墙体内部推拉后用矩形命令画出窗框，推拉出窗框并填充玻璃材质，将建成的窗户模型编组并复制出其他相同的窗户；3) 参考墙体和窗户的建模流程，推拉出门，阳台、台阶等，赋予材质并将该层模型编组；4) 根据上述建模流程推拉出其他结构的楼层模型；5) 按照立面图的指示拼接各种结构的楼层模型，把该栋楼的模型制作成群组。 按照上述建模流程，可以建出整个小区的建筑物。由于小区住宅楼具有相似的特点 [ 9 ] ，构造相同的建筑物可以只建一个。图3是建成的一栋居民楼，使用者能从外面看到建筑物内部，并能进入内部浏览。
system: [SYSTEM]

user: 4. 基于图像建立三维模型 虚拟小区的休闲娱乐设施，比如广场，室外健身场所等，采用CAD建模的方法显然是很复杂的，作 图2. SketchUp中清理后的底图 图3. 建筑物模型 者采用基于图像的建模方法。本文以小区广场的方案效果图为基础数据制作广场模型，介绍SketchUp基于图像建立三维模型的技术以及流程。 4.1. 广场模型的数据预处理 为了让导入的效果图清晰显示，要在PhotoShop中将效果图切割成若干份72像素/英寸的图片，将切割成的图片用作纹理的方式导入到SketchUp中，然后将其拼合起来，拼合后的图片将会比拼合前更清楚。将拼合后的规划效果图只是简单的图片格式，不包括坐标信息，精度较低 [ 10 ] ，因此要将处理后的效果图移动到广场在总平面图的位置，旋转到正确的角度，并按照实际尺寸缩放效果图。 针对一些构造比较复杂的物体，提取出其所在的切割图片，导入SketchUp作为照片匹配，分别调整红色透视轴和绿色透视轴到选定的两个相互垂直的面，确定坐标轴原点。匹配的图片是为了后期建造广场上的复杂模型做准备。 4.2. 建立广场三维模型 广场上简单的模型可以根据其在效果图上的尺寸推拉、赋材质。比如草坪，花圃，台阶，道路等等。复杂的模型利用匹配好的图片为基础数据建模，以凉亭为例。坐标轴原点可定在凉亭柱子的正面和侧面的转角处，在凉亭侧面绘出一个面并推拉出一定的厚度；根据图片在侧表面上绘制出柱子边线，推拉出柱子的形态；在上表面推拉出亭子的顶部，完成细节；根据亭子的图片纹理赋材质，编辑成组。图4即为制作完成的广场模型。 图4. 广场模型
system: [SYSTEM]

user: 5. 虚拟小区的优化 仅仅由大量建筑物组建的起来的虚拟小区并不能满足虚拟规划的要求，这是因为虚拟现实系统要求是实时显示，不仅要考虑场景效果，还要考虑系统的反应速度 [ 11 ] 。为了让虚拟小区达到流畅、美观的要求，并提高场景的运行速度，还需要对建成的小区进一步优化。 5.1. 丰富景观模型 大量的景观模型不仅能引导视线、饱满构图、活跃场景气氛，而且能够突出建筑的造型、材质、使用功能等，对于增强虚拟小区的真实性有着不可替代的作用。SketchUp能够充分利用系统本身自带的模型库 [ 12 ] ，极大的简化了建模的工作量。本实验直接从组件库中导入花草、树木、人、垃圾桶等被抽象成点状要素的模型，放到方案效果图设计的位置。为了方便景观模型的管理，在导入模型的时候要分类型区块成组和编辑细化。 5.2. SketchUp三维模型“瘦身” SketchUp三维模型数据量大，在一定硬件性能条件下，如果不对模型做“瘦身”，将导致整个三维系统的运行缓慢乃至崩溃 [ 13 ] ，可通过以下四个建模技巧缓解该问题：1) 删除绘图过程中不用的贴图；2) 删掉多余的线和面，看不到的地方“偷懒不建”；3) 减少线和面的数量；4) 组件占用的空间小，但是修改复杂，所以组件的应用要慎重。 5.3. 小区光影效果的设置 为了增强三维场景的真实性和美感、评估虚拟小区的各项日照技术指标是否满足规范要求，可以启用SKetchUp 的“全球地理坐标定位”和强大“光影分析”功能 [ 14 ] 。通过模拟虚拟小区在特定时间的日照阴影效果，观察建筑物日照间距是否满足规范要求，最短采光距离：d = h (单层层高)*层数*1.5。此外，该投影特性使设计者更准确的把握模型高度、控制造型和立面的光影效果。在不需要阴影效果对建筑进行调整时，最好将阴影显示关掉，以便提高运行速度。
system: [SYSTEM]

user: 6. 调整虚拟小区的规划方案 在小区的虚拟规划中实现潜在购房者与潜在购房者之间、规划设计者与潜在购房者之间交流渠道的透明、畅通，有利于最终做出最合理的规划方案。可以利用Google Earth这个良好的网络平台，建立一个用户管理系统，包括规划设计人员和一般用户 [ 15 ] 。参与者能够进入虚拟小区这个“身临其境”的仿真环境，不仅可以观察设计方案对周边已有建筑物的影响情况，如建筑外立面色与周边是否协调、建筑物高度是否影响周边建筑物的采光等，而且可以从任意距离和角度观察建筑，感受小区绿化情况、每一栋建筑的采光情况。一般用户根据实时漫游的体验结果，相互交流，提出对小区规划的意见，规划设计人员听取意见，再结合自身的专业知识修改规划计方案。根据最终设计方案制作的虚拟小区还可应用于楼盘展示系统，创造商业价值。
system: [SYSTEM]

user: 7. 结束语 本文着重介绍了虚拟小区规划过程中的建模的技术及流程、三维场景优化，提出一种调整小区规划方案的新思路。使用SketchUp软件，能够制作出小巧精美的三维建筑模型，组建效果逼真的三维景观，利用Google Earth平台能够高质高效的实现调整规划方案。如果将这种虚拟现实技术的实现方法通过下面两种方式应用到制作虚拟城市：城市新增建筑，根据最终的三维规划方案制作的三维场景，传输到Google Earth平台；城市原有建筑根据当初二维的规划资料，制作三维场景，也传输到Google Earth平台。这样的虚拟城市真实再现并且超越了现实城市，具备虚拟化和数字化的双重特征，对于提高城市规划的水平有着非常重大的意义。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 时空阶梯理论的建立，让我们更容易看到时空阶梯是怎样被一步一步地发现和完成的。时空阶梯理论认为气时空是宇宙的根源，我们可以直观地认为，气时空(mc 3 )在任何方向都是平直的，没有任何弯曲的，也就是说曲率为零。气时空在希格斯机制下，产生了能量和引力时空，这是宇宙演化的初步。气时空的极化(时空有了微小的弯曲) = 引力时空 + 能量时空，这是一个相对稳定的等式。爱因斯坦的引力场方程正是这个等式的表达。假如宇宙演化就像生命的发生一样，那么这个等式就像是宇宙的干细胞。麦克斯韦方程组具有时空阶梯理论的一切因素，是时空波动方程的鼻祖方程，其普遍形式为： 。克莱因-戈尔登方程是气时空波动方程，还没有极化产生粒子，可以说还是在能量时空-引力势-气时空之间波动。随后进一步的气时空的极化产生了弱力、电磁力和强力时空，薛定谔方程和狄拉克方程正是这种时空极化的描述。另外，时空阶梯理论从开始建立的时候，就存在着封顶问题，因为，从气时空(mc 3 )，到神时空(mc 9 )，到虚时空(mc 27 )和道时空(mc 81 )，都是光速的几何级数递增，似乎没有尽头，但是，最初是算出了类星体的速度而暂时定了下来，认为是道时空是可以是最高时空。这次探讨的是在量子力学领域，时空阶梯理论很好地符合标准模型的基本粒子的数目，而且还可以作出预测：强力时空的基本粒子是54，而今的标准模型只有36，所以，强力时空的基本粒子还有18种有待寻找。 关键词 :时空阶梯，麦克斯韦方程，爱因斯坦场方程，薛定谔方程，狄拉克方程，封顶问题