DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 浙江省历来民营经济发达，产业集群覆盖大部分传统行业，部分集群在地区经济发展中已占据举足轻重的作用。近年来，随着跨境电子商务的快速发展，省内产业集群纷纷在外贸转型升级上嫁接跨境电商的形式。2016年4月，浙江省商务厅等七部门印发了《浙江省大力推进产业集群跨境电商发展工作指导意见》，首批设立了25个产业集群跨境电商发展试点地区，推动产业集群跨境电商快速发展。2016年，首批试点地区累计开展跨境电商人才培训2万多人次，新增跨境电商企业约5000家，带动出口720亿元，已成为浙江省外贸增长的重要动力，创新驱动发展的重要引擎 [ 1 ] 。据中国电子商务商务研究中心(100EC.CN)监测数据显示，2018年浙江省跨境电子商务进出口再创历史新高，进出口货值275.6亿元，增长44.3% [ 2 ] 。 据《2018年度中国电子商务人才状况调查报告》显示，国内电子商务人才培育与市场需求之间存在三大矛盾：一是电商行业的快速变化与人才缺口之间的矛盾；二是电商企业运营成本的上升与高效化运营之间的矛盾；三是企业对电商人才的要求与传统培养模式之间的矛盾。在被调查企业中62%认为团队人才问题是造成企业发展压力的最主要因素，和2017年相比，团队人才问题越来越突出，该指标占比上升了6%。跨境电商行业的高速发展，使得相关的人才需求出现井喷式增长。而高校作为人才培养的主阵地，由于各方面条件的限制，培养的学生不能快速适应跨境电商行业企业的岗位需求。
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user: 2. 浙江省产业集群跨境电商发展的人才障碍 1) 跨境电商人才总供给不足，匹配度不高 据浙江省商务厅发布的《2018年度浙江省跨境电子商务发展报告》数据显示，浙江省产业集群跨境电商25个发展试点地区累计开展跨境电商人才培训2万多人次，新增跨境电商企业5000余家，带动出口720亿元。跨境电商的快速发展使得近几年社会对跨境电商人才的需求出现井喷式增长。根据2018年《中国跨境电商人才调研报告》显示，85.9%的被调查企业认为跨境电商人才缺口严重存在。 2) 高校培养的跨境电商人才与市场实际需求不符 《浙江省电子商务人才发展报告》(2018)显示，企业招聘的员工中不能按要求完成跨境电商相关工作任务的比率高达82.4%。这个数据从一定程度上反映了高校作为人才培养的主阵地，在跨境电商人才培养方面的尴尬局面。 由于跨境电商发展变化快速，高校至今没有相应的专业目录，目前主流做法存在两个弊端：一是停留在校内理论课程阶段，学生缺乏动手实践带来的能力提升；二是高校专业设置跟不上跨境电商发展，缺乏既懂外贸知识又精通跨境电商运营实操的复合型人才。对于综合掌握外贸知识、平台实操、财务税法、国际知识产权等的中高端人才更是凤毛麟角 [ 3 ] 。
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user: 3. 浙江省产业集群跨境电商发展人才引育对策 本文通过对产业集群跨境电商试点单位中在人才引进和培育方面有特色和显著成效的三个单位(安吉、诸暨、慈溪)调研，总结了它们各自的经验做法，并在此基础上综合各地高校、政府和第三方培训机构的人才培训实践，提出了实施跨境电商人才孵化、做好集群公共空间建设、与高校、第三方培训机构、跨境电商平台、政府部门等开展各种多方合作的人才引育项目等对策性建议。 1) 成立跨境电商孵化园进行跨境电商人才孵化 浙江省安吉县通过跨境电商人才孵化工程——“青蓝”工程，面向企业跨境电商从业人员和对跨境电商有兴趣的社会人士公开招募，再经过笔试和面试筛选，留下符合培训基础要求的学员进行免费培训。培训成绩优异的学员还由企业提供一定的奖学金。目前，安吉跨境电商孵化园还积极推进与高校的对接，借助外贸经济优势，打造大学生跨境电商实训平台，吸引更多跨境电商专业的大学生前往安吉实习和见习。安吉已经形成了以企业内训班打基础、“青蓝工程”育精英、大学生实训平台利长远的从短期至长期、从基础到高级的人才引育模式，逐步实现了适合本土的跨境电商人才梯度培养，解决安吉发展跨境电商产业最关键的人才问题。 2) 建设产业集群或园区的公共社交空间，为跨境电商人才引育提供载体 对于有条件的产业集群，统一规划建设一批满足集群企业、员工以及前来集群参访人员等各种功能需求的公共空间，如咖啡吧、茶艺坊、演播厅、主题餐厅博物馆等 [ 4 ] 。通过上述公共空间，一方面增进集群内企业间以及员工间的互动交流，另一方面也为产业集群外部形象的打造和推广提供了良好的载体 [ 5 ] 。 诸暨的袜艺产业集群就是一个很好的例子。这个曾经是家庭作坊零乱散布，道路两旁无任何文化内涵可寻的小镇，一举成为中国特色小(城)镇指数研究课题组发布的《中国特色小(城)镇2018年发展指数报告》中名列全国最美特色小镇第5位(诸暨袜艺小镇)。产业集群升级后的面貌焕然一新，拥有博物院、袜业智库、创客空间、匠心坊、美丽街、时尚市集等公共空间，不仅提高了诸暨袜业集群的品牌知名度，更是为集群内部的人才提供了社交的停留场所，为各种人才思想交流与碰撞提供舒适的环境。利用区域内的公共空间，经常邀请研究机构为集群内跨境电商专业技术人才开设相关讲座或邀请培训机构为集群内企业员工进行专业技能培训，促进产业集群内部员工整体的跨境电商素养全面提升。而诸如“创客空间”等适合跨境电商网商创业孵化的场地为活跃跨境电商创新创业氛围提供了良好的培育土壤。 3) 第三方培训机构或跨境电商平台与高校深度合作育人 由于高校课程设置体系与市场需求之间的不匹配，这就给了第三方培训机构以生存空间。第三方培训机构以某一跨境电商平台为主，亚马逊、速卖通、敦煌、Wish或eBay，通过将培训课程嵌入高校人才培养方案中，实行课程置换，免费为学生提供为期30天或一个培训周期的集中培训，等学生考核通过后定向输出到产业集群内相关企业从事该跨境电商平台的运营业务。目前，在杭州地区主要有浙江外国语学院和杭州师范大学钱江学院两家与跨境电商第三培训机构和平台有紧密的人才培育合作项目。 浙江外国语学院跨境电商创业学院“3 + 1”实验班与Wish官方以及浙江执御信息技术有限公司的合作模式是：通过校内选拔的学生完成Wish平台卖家企业实战与执御跨境电商平台官方培训，再次选拔后形成“执御定向班”，自大三暑期开始即进入浙江执御信息技术有限公司继续修读，大四及以后可以继续留在公司实习、就业或创业。 杭州师范大学钱江学院与eBay的合作模式是：学校组织宣讲会、学生自主报名、学生筛选面试等前期工作，eBay授权的第三方培训机构为筛选后的学生免费开展250课时的“千帆出海”跨境电商人才培训。参加该项目培训的学生不再参加原先学校安排的综合实训课程，培训考核通过后直接定向输出到下沙东方科技园浙江东方百富袜业制造有限公司等企业从事eBay平台运营的实习工作或今后就业。 4) 第三方培训助力集群内部员工更好地从事跨境电商 引入第三方培训机构为省内产业集群跨境电商试点单位内的企业员工分批次、有重点地进行跨境电商相关知识和技能的培训，有效促进集群内部员工的顺利转型，在集群企业中形成良好的培训晋升体系和终生学习的企业文化氛围 [ 6 ] 。政府要积极引导集群内企业有意识地完善内部牵引机制、激励机制、约束机制、竞争淘汰机制等四大机制，营造良好企业文化，确保企业成长与人才成长双赢局面。 为了降低第三方培训机构和产业集群企业相互搜寻的机会成本，政府相关部门(产业集群上级主管部门、政府部门主管跨境电商事务的部门)和跨境电商行业协会可以协助第三方培训机构做好跨境电商培训的组织和协调工作。政府根据企业受训员工的数量，给予企业按人头补贴的培训经费。 例如，慈溪市通过培育本土跨境电商服务企业，建立了跨境电商公共服务平台—ECX跨境通，目前已对接阿里巴巴、亚马逊、EBAY等六家跨境电商平台。慈溪市商务局协同ECX跨境通，举办跨境电商实务培训会、阿里巴巴国际站跨境电商主题论坛、产业互联网化高峰论坛——“亚马逊助力传统企业转型升级”专题，实际受训达1083人。通过树立“风云网商标杆人物”、举办“新外贸达人赛”等形式，使跨境电商人才分层次脱颖而出，加快了跨境电商人才培养的进程。
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user: 4. 总结 本文以安吉、诸暨和慈溪三家省内产业集群跨境电商试点单位为例，分别在跨境电商人才孵化、产业集群公共社交空间建设、校企深度合作协同育人以及集群内部员工培训等四个方面，为浙江省相关政府部门制定和推广产业集群跨境电商人才引育政策提供参考。
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user: 摘 要 研究了梯度泡沫材料圆板的热过屈曲行为。基于von’Kaman经典板理论，假设泡沫梯度的密度沿厚度方向按照幂函数连续变化，建立了加热梯度泡圆板过屈曲控制微分方程。采用打靶法求解了加热泡沫材料圆板的过屈曲数值解，给出了圆板的热过屈曲平衡路径和平衡构形。数值结果表明：材料的梯度指数和边界条件对圆板过屈曲行为都有重要影响。 关键词 :梯度泡沫材料，圆板，打靶法，热载荷，过屈曲 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 金属泡沫或金属多孔材料是上世纪80年代后期国际上迅速发展起来的一种兼有结构材料和功能材料的特点的新型工程材料。金属泡沫由于其比重小、隔热性能好，被广泛应用于承受载荷与冲击的隔热材料而应用在航空和航天领域 [ 1 ] 。虽然早在上世纪40年代人们就成功地生产了泡沫铝，但对其力学行为却少有研究。究其原因，一方面是由于金属泡沫材料的制备工艺尚不成熟，难以得到性能稳定的材料；另一方面是缺少需求，人们还没有注意到它的潜在应用价值。因此，当时人们对泡沫材料研究的重点主要集中在聚合物发泡材料上，直到1959年描述泡沫材料力学性质的理论才由Gent和Thomas提出，从此奠定了泡沫力学研究的基础 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] ，在此之后，人们对泡沫塑料的力学行为进行了广泛、深入和系统的实验研究和理论研究 [ 5 ] 。最近几年，有关金属泡沫材料的研究文献大量涌现，特别是金属泡沫材料力学行为的研究更是令人瞩目，成为泡沫力学研究的热点问题 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 。关永军等 [ 9 ] 主要从航空材料领域对材料基因组技术的角度，阐述了材料基因组技术的具体内涵，指出需要提供大量的热物性参数与本构模型用于材料的计算机模拟。提关于金属泡沫材料力学行为的研究早期的工作很少。董海凤等 [ 10 ] 详细阐述了泡沫金属材料孔结构力学行为的多方面研究成果，指出母体结构和孔隙率对泡沫材料受压和弯曲等方面的力学响应作了介绍，指出相对密度对泡沫金属材料的力学性能有重要影响。文献 [ 11 ] 针对厚度方向变密度的闭孔铝泡沫材料，建立了考虑密度变化影响的泡沫材料力学本构模型。闫长海 [ 12 ] 等建立了孔金属泡沫的一维传热模型，为开孔金属泡沫的热设计提供依据。 由以上文献调研发现，关于泡沫梯度材料的分析中，多数研究侧重于具体泡沫材料的制备和模拟以及宏观力学响应的分析方面，而对泡沫材料具体数值分析方面的研究十分有限，尤其缺乏加热泡沫材料的具体理论研究。本工作基于经典板理论，研究加热梯度泡沫材料金属圆板的稳定性问题。建立以横向和径向位移为基本未知量的加热梯度泡沫材料圆板过屈曲控制微分方程，采用打靶法 [ 13 ] 进行数值求解，分析材料梯度指数以及边界条件对泡沫圆板过屈曲行为的影响。
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user: 2. 基本方程 考虑图1所示一个由梯度泡沫材料制成的薄圆板，半径为a，厚度为h。设板自无约束状态起的均匀升温为T，考虑轴对称变形，中面过屈曲径向和横向位移分别为 u ( r ) 和 w ( r ) 。 2.1. FGMF的物性参数 根据Type1模型 [ 14 ] ，即板上下表面相对密度相同的对称泡沫材料板，其密度分布模式为 ρ ( z ) = ρ 0 [ n s 2 − n 12 + 1 2 ] ， n ∈ [ − 3 ， 3 ] (1) 其中， ρ ( z ) 为梯度泡沫材料密度(一般是材料内部各点位置的函数)； ρ 0 为孔壁材料密度；n为材料梯度指数， s = z / h 为坐标。Type1型泡沫材料密度随位置的变化如图2所示。 图1. 梯度泡沫圆板坐标系与几何尺寸 图2. 泡沫梯度材料板密度在不同梯度下沿厚度的变化 梯度泡沫材料的物性参数P，这里泛指弹性模量 E ( z ) 和热膨胀系数 α ( z ) ，一般是材料内部各点位置的函数，可描述为 P ( z ) = P 0 λ ( ρ ( z ) ρ 0 ) m (2) 工程中一般取 λ = 1 ， m = 2 ，因此Type1模型下的弹性模量和热膨胀系数分别为 E ( z ) = E 0 [ n ( z / h ) 2 − n / 12 + 1 / 2 ] 2 (3) α ( z ) = α 0 [ n ( z / h ) 2 − n / 12 + 1 / 2 ] 2 (4) 其中， E 0 和 α 0 分别为孔壁材料的弹性模量和热膨胀系数。 2.2. 控制微分方程 基于von Kármán 经典板理论，加热薄圆板的平衡方程如下 N r − N θ + r d N r d r = 0 (5) d 2 M r d r 2 + 2 r d M r d r − 1 r d M θ d r + 1 r d d r r N r d w d r = 0 (6) 这里w为载荷产生的板中面横向挠度，r为径向坐标。 薄膜力 N r ， N θ 和弯矩 M r ， M θ 定义为 ( N r ， N θ ) = ∫ − h / 2 h / 2 ( σ r ， σ θ ) d z (7) ( M r ， M θ ) = ∫ − h / 2 h / 2 ( σ r ， σ θ ) z d z (8) 由微分几何知识可得下列变形几何方程： ε r 0 = d u d r + 1 2 ( d w d r ) 2 ， ε θ 0 = u r (9) κ r = − d 2 w d r 2 ， κ θ = − 1 r d w d r (10) 线弹性材料板，其物理关系为 ( σ r σ θ ) = E ( z ) 1 − ν 2 [ 1 ν ν 1 ] ( ε r 0 ε θ 0 ) + E ( z ) z 1 − ν 2 [ 1 ν ν 1 ] ( κ r κ θ ) (11) 这里， σ r 和 σ θ 分别为r和 θ 方向的应力； ε r 0 和 ε θ 0 为中曲面上的应变； κ r 和 κ θ 为中面的曲率改变； ν 为泊松比。 将方程(6)~(7)代入(4)~(5)，可得下列关系 ( N r N θ ) = A [ 1 ν ν 1 ] ( ε r 0 ε θ 0 ) + B [ 1 ν ν 1 ] ( κ r κ θ ) + ( N T N T ) (12) ( M r M θ ) = B [ 1 ν ν 1 ] ( ε r 0 ε θ 0 ) + D [ 1 ν ν 1 ] ( κ r κ θ ) + ( M T M T ) (13) 其中刚度系数 A ， B ， D 可表示为 ( A ， B ， D ) = ∫ − h / 2 h / 2 E ( z ) 1 − ν 2 ( 1 ， z ， z 2 ) d z (14) 热薄膜力和热弯矩为 ( N T ， M T ) = ∫ − h / 2 h / 2 E ( z ) α ( z ) T 1 − ν ( 1 ， z ) d z (15) 积分上式可得 ( A ， B ， D ) = E 0 1 − ν 2 ( h ϕ 1 ， h 2 ϕ 2 ， h 3 ϕ 3 ) (16) ( N T ， M T ) = E 0 α 0 T 1 − ν ( h ϕ 4 + h 2 ϕ 5 ) (17) 将式(9)~(10)以及式(12)~(13)代入方程(5)和(6)，可获得位移形式的无量纲基本控制方程如下： d 2 U d X 2 + d U d X − U X 2 + d W d X d 2 W d X 2 + 1 − ν 2 X ( d W d X ) 2 = ϕ 2 ϕ 1 ( d 3 W d X 3 + d 2 W d X 2 − 1 X 2 d W d X ) (18) d 4 W d X 4 + 2 X d 3 W d X 3 − 1 X 2 d 2 W d X 2 + 1 X 3 d W d X = ϕ 1 2 ϕ 1 ϕ 3 − ϕ 2 2 { [ ν X d U d X + ν 2 X ( d W d X ) 2 + U X 2 ] d W d X + [ d U d X + 1 2 ( d W d X ) 2 + ν X U ] d 2 W d X 2 }       − ϕ 1 ϕ 2 ϕ 1 ϕ 3 − ϕ 2 2 [ ( d 2 W d X 2 ) 2 + 1 X 2 ( d W d X ) 2 + 2 ν X d W d X d 2 W d X 2 ] − ϕ 1 ϕ 4 1 2 ( ϕ 1 ϕ 3 − ϕ 2 2 ) ( 1 X d W d X + d 2 W d X 2 ) τ (19) 上述无量纲归一化变换如下： X = r a ， W = w h ， U = u R h 2 ， δ = a h ， τ = 12 ( 1 + ν ) α 0 T δ 2 (20) 2.3. 量纲归一化边界条件 周边固支 X = 0 处， U = 0 ， d W d X = 0 ， lim X → 0 ( d 3 W d X 3 + 1 X d 2 W d X 2 ) = 0 (21a) 在 X = 1 处， W = 0 ， U = 0 ， d W d X = 0 (21b) 周边不可移简支 X = 0 处 U = 0 ， d W d X = 0 ， lim X → 0 ( d 3 W d X 3 + 1 X d 2 W d X 2 ) = 0 (22a) X = 1 处 W = 0 ， U = 0 ， d W d X + 1 X d 2 W d X 2 = 0 (22b)
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user: 3. 数值结果与讨论 考虑梯度泡沫铝材圆板，常温20℃下的弹性模量 E 0 = 69   GPa ，热膨胀系数 α 0 = 23 × 10 − 6 / K ，泊松比 ν = 0.3 。由于非线性和耦合效应，很难求得常微分方程两点边值问题(18)~(22)的解析解。这里采用打靶法寻求数值解。为此，将方程(18)~(19)以及边界条件写成下式： d Y d ξ = H ( ξ ， Y ) ， ⤢ ⤢ ⤢ ( 0 < ξ < 1 ) (23) B 0 Y ( 0 ) = b 0 ， B 1 Y ( 1 ) = b 1 (24) 其中 Y = { y 1 y 2 y 3 y 4 y 5 y 6 y 7 } T = { W d W d X d 2 W d X 2 d 3 W d X 3 U d U d X λ } T d Y d X = H = ( y 2 ， y 3 ， y 4 ， R 1 ， y 6 ， R 2 ， 0 ) R 1 = − [ y 6 X − y 5 X 2 + y 2 y 3 + 1 − ν 2 X ] + ϕ 2 ϕ 3 [ y 4 + y 3 X − y 2 X 2 ] + y 7 ϕ 3 ϕ 1 R 2 = − [ 2 y 4 X − y 3 X 2 + y 2 X 3 ] + ϕ 1 2 ϕ 1 ϕ 3 − ϕ 2 2 [ ν X y 2 y 3 + ν 2 X y 2 2 + 1 X 2 y 2 y 5 + y 3 y 6 + 1 2 y 2 2 y 3 + ν X y 3 y 5 ]     − ϕ 1 ϕ 2 ϕ 1 ϕ 3 − ϕ 2 2 [ y 3 2 + y 2 2 X 2 + y 6 + 2 ν X y 2 y 3 ] + ϕ 2 ϕ 3 ϕ 1 ϕ 3 − ϕ 2 2 y 7 X 给定热载荷 λ = τ ，矩阵 B 0 、 B 1 ，向量 b 0 、 b 1 的具体表达如下 B 0 = [ 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 − 1 / Δ X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 ] ， b 0 = { ξ 0 0 0 } ， (25) 周边固支 B 1 = [ 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 ] ， b 1 = { 0 0 0 } (26) 周边简支 B 1 = [ 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 / X 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 ] ， b 1 = { 0 0 0 } (27) 其中引入微小量 Δ X 是为了避免数值计算时在 X = 0 处引起奇异性。式中 ξ = w ( 0 ) 。 下面考虑一个与边值问题相对应的初值问题： dZ d ξ = H ( ξ ， Y ) (28a) Z ( 0 ) = { 0 ， d 1 ， 0 ， β ， d 2 ， 0 ， d 3 } T = I ( β ， D ) (28b) 其中， D = { d 1 ， d 2 ， d 3 } T 是与缺失的初始值相关的未知向量。这样，初值问题(13)可以表示为下面的式子， Z ( ξ ， β ， D ) = Z ( 0 ) + ∫ 0 ξ H ( λ ， Z ) d λ (29) 将板的中心挠度 W ( 0 ) 作为过屈曲问题的控制参数，对于给定的W，我们寻找 D 的各分量，使得方程(29)的解也满足边界条件(24)。这个过程就叫做打靶法。 图3和图4分别给出了热载荷作用下简支圆板和固支圆板中心挠度即最大挠度随热载荷 τ 之间的变化曲线。图中不难看出，不同梯度指数下，两种边界条件下，板都发生典型的分叉失稳。由分叉理论知道，曲线和横坐标的交点即为临界载荷，图中还不难看出，过屈曲后随着载荷的增大，不同梯度下板中心挠度也增大。 表1为泡沫材料在不同梯度下的临界温度 T c r 。可以看出，两种边界条件下，梯度指数从−3到1时临界温度增加，之后又开始减小。和预想的一样，同样梯度指数下，固支板的临界温度高于简支板的。 Table 1 Critical temperature of foam circular plates under different n −3 −2 −1 0 1 2 3 固支 16.37 26.70 44.65 65.37 73.73 67.80 55.02 简支 4.672 7.636 12.76 18.69 21.32 19.39 15.73 表1. 不同n下泡沫圆板的临界温度 图3. 简支圆板中心挠度–热载荷关系曲线 图4. 固支圆板中心挠度–热载荷关系曲线 图5比较了两种边界下的过屈曲平衡路径。显然，在相同的梯度指数下，固支板具有更大的屈曲载荷，说明固支边界下的板具有更强的稳定性。 图5. 过屈曲平衡路径比较曲线 图6和图7分别给出了不同梯度指数n下泡沫材料圆板的构形图，热载荷取固支 τ = 70 ，简支 τ = 25 。 图中可以看出，梯度指数n对过屈曲平衡路径有显著的影响，意味着n的不同取值对梯度泡沫板刚度有很大影响。另外，从构形图看出，在边界处，板的变形也受到约束的影响，边界条件对泡沫材料板的过屈曲构形也有很大影响。 图6. 不同梯度下固支板的构形 图7. 不同梯度下简支板的构形
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user: 4. 结论 本文分别研究了温度载荷作用下，梯度泡沫材料圆板的轴对称过屈曲行为。研究结果表明： 1) 泡沫梯度指数为负值时，随着梯度指数的增加，板的临界载荷增加；梯度指数为正值时，随梯度指数增加，临界载荷减小。梯度指数负值时的临界载荷小于梯度指数为零时的临界载荷；梯度指数正值时的临界载荷大于梯度指数为零时的临界载荷。 2) 过屈曲后，随热载荷的增加，梯度泡沫板的过屈曲行为与各向同性均匀板有很大区别，说明出泡沫梯度板的力学响应与其材料的梯度的强相关性。 3) 固支板的临界载荷大于简支板的，两种边界下板的过屈曲构形图也不相同，可见，边界条件对梯度泡沫板的稳定性也有显著影响。
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user: 摘 要 温州市高强度降雨引发陡斜坡坡面泥石流常造成严重的人员伤亡和经济损失。本文收集了多年来温州市引发陡斜坡坡面泥石流的高强度降雨资料，按最大24 h、6 h、3 h和1 h降雨量进行整理，并采用主成份法对其进行分析研究。结果表明：短历时雨强(1 h、3 h)对陡斜坡坡面泥石流形成贡献最大，前期降雨(6 h、24 h)虽具有一定作用，但在预测时，可不作为主要因素进行考虑。 关键词 :降雨，坡面泥石流主成份 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 温州市地处浙东南沿海，台风形成高强度降雨引发的地质灾害往往给当地带来巨大的生命和财产损失。近20年以来，温州市开展了许多地质灾害调查与研究工作，对做好地质灾害预警预报，有效消除地质灾害隐患提供了有力的技术保障。但对高强度降雨引发的陡斜坡地质灾害的预防缺乏足够的科学依据，没有建立完善的灾害预防、预警预报体系。 国内外众多学者对斜坡失稳与暴雨的关系进行了大量的研究 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] ，Caine [ 5 ] 根据Campbell [ 6 ] 关于高强度降雨与浅层滑坡发生关系的认识以及Starkel [ 7 ] 通过降雨强度–历时关系判别临界降雨量的工作提出降雨阈值这一概念，并将降雨阈值分为多种类型，其中I-D阈值是文献中最常见和应用最多的。麻李长江等 [ 2 ] [ 8 ] 报导过浙江及6个县(市)引发滑坡和泥石流的I-D阈值，对浙江地质灾害的预测预报起到一定的作用，而对高强度降雨引发的陡斜坡地质灾害预测预报有限，其主要原因在于所利用的降雨阈值成份存在缺陷。彭涛 [ 9 ] 利用对降雨引泥石流的降雨主成份进行分析研究，但对引发陡斜坡坡面泥石流的高强度降雨主成份分析少有报道，为进一步做好温州市高强度降雨引发陡斜坡坡面泥石流地质灾害预防工作，有必要对其高强度降雨的主成份进行分析研究。 我国气象部门可以对当前时间之后1 h、3 h和24 h的降雨量进行预报，首先可以根据24 h的降雨量预报来对预报日期的陡斜坡地质灾害的总体发生情况有一个判断，如果超过了降雨量临界值，则立即向相关地区的居民发出预警预报信息；否则接收气象部门的1 h、3 h降雨量预报信息，结合降雨量临界值I-D曲线，对最近3 h内以及之后的陡斜坡稳定状态进行判断和预报。本文采用主成份分析法，对高强度降雨引发陡斜坡坡面泥石流的降雨主成份进行分析研究，为温州市预防高强度降雨引发陡斜坡坡面泥石流提供科学依据。
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user: 2. 降雨数据来源 2.1. 雨量资料的收集和整理 从温州市水利局、泰顺县气象局、文成县气象局所提供的降雨资料，有降雨量数据雨量站、水位站或水文站共约700多个，其中有经纬度、高程信息雨量站、水位站或水文站共500多个。 对收集的降雨资料，分别按最大24 h降雨量、最大6 h降雨量、最大3 h降雨量和最大1 h降雨量进行汇总，并与相对应的坡面泥石流进行整理。 2.2. 降雨量获取 降雨量的获取共有2种方法：一是直接采用离坡面泥石流点最近的雨量观测站数据；二是根据区域内部分雨量观测站的数据进行推算，是根据坡面泥石流点距离雨量计的距离进行加权计算的方法来确定没有雨量计地区的雨量数据，具体方法如下所述。 首先，需要根据经纬度信息计算出坡面泥石流点与周围据其最近的三个雨量计的距离，距离计算公式为 [ 3 ] ： S = 2 × arcsin sin 2 a 2 + cos ( L a t 1 ) × cos ( L a t 2 ) × sin 2 b 2 × R (1) 式中：S为两点之间的距离；Latl、Lat2分别为点1、点2的纬度；a为两点纬度之差；b为两点经度之差；R为地球半径，可以取为6378.137 km。根据上述公式得到3个雨量计与预报地点的距离S1、S2、S3之后，根据加权算法求得坡面泥石流点的降雨量，算式如下 [ 3 ] ： Q = Q 1 × S 1 + Q 2 × S 2 + Q 3 S 1 + S 2 + S 3 (2) 式中：Q为预报地点的降雨量；Qi为各雨量计的雨量信息；Si为第i个雨量计距离坡面泥石流点的距离。
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user: 4. 结论 主成份分析结果表明：短历时雨强(1 h、3 h)对陡斜坡坡面泥石流形成贡献最大，前期降雨(6 h、24 h)虽具有一定作用，但在预测时，可不作为主要因素进行考虑。也进一步说明高强度降雨引发陡斜坡坡面泥石流是在高强度短历时降雨作用下，陡斜坡上的松散岩土体快速达到饱和的状态或形成瞬态饱和区。同时，高强度降雨通过雨滴溅蚀、坡面径流侵蚀和降雨加载等作用加剧陡斜坡的不稳定性。当降雨量达到能够提供足够的激发能量并形成强大的径流时，陡斜坡上的松散物质通过浅表层顺层滑移、局部崩塌、滑坡的激发下顺坡快速向下流动；并在水动力作用的带动下通过侵蚀、铲刮、碰撞、剥离解体等方式，裹挟沿途物质，从而形成一种含有大量泥沙、石块和巨砾的固、液相流体。这一结果与本调查结果基本吻合。
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user: 摘 要 当前各个油气主力富集区逐渐进入开发中后期，寻找新的产能接替区已迫在眉睫。如何在保证效益的前提下，高效的开发新增资源已变成多数油气田的瓶颈，这也对储层描述技术提出了更高的要求。针对致密碎屑岩的储层精细描述难题，通过致密层岩石物理分析，构建一种更为敏感的流体因子进行地震预测，并采用叠前空变反演提高横向精度，实现了龙凤山地区碎屑岩储层精细描述和开发水平井部署。 关键词 :致密储层，横波估算，空变反演，流体因子 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近些年来，随着勘探开发的逐渐深入，各个油气富集区已被完全开发动用或进入开发后期。高含水、低丰度、开发成本高、难度大已经变成了目前各个油气田面临的主要难题。松辽盆地内致密碎屑岩储层是产能接替的优选，但是致密碎屑岩储层孔渗条件差，利用常规地球物理手段预测精度低，无法满足勘探开发的实际需求。为了解决该问题，陈美伊 [ 1 ] 等人提出采用等时相控反演的方法，章雄等人采用了波形指示叠前地震反演方法，在分辨率控制方面采用了纵向依靠井约束，横向依托相控约束的策略。这种附加测井、地质等信息的方法更多地适用于成熟区域。本文介绍的龙凤山地区营城组地质情况复杂，大段泥岩发育并且砂泥岩交互出现，储层规模小，横向分布不均，变化极快。测井资料揭示目的层段砂泥波阻抗叠置，并且低孔条件下的气层仍然不具备常规的低值特征(图1)。因此采用叠后地震预测十分困难 [ 1 ] - [ 9 ] 。 图1. 目的层波阻抗分布直方图 针对前面所述的难点，本次研究采用了岩石物理分析方法精准划分岩性，采用新的横波估算方法为后续开展的叠前反演提供保障，独创流体因子完成主要目的层的烃类检测与含气性分析工作；而后采用测试的空变反演技术方法预测储层岩体的厚度、平面分布特征，进一步选用随机模拟的反演方法来提高纵向的分辨率，完成储层的展布特征描述。
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user: 2. 致密层横波估算方法 现在常规一般做的叠后反演比较多，叠后反演运用了纵波速度和密度计算得到的波阻抗来分析储层，对于致密储层来说，砂体横向变化快，砂泥岩波阻抗叠置区域多，仅仅利用叠后反演得到的信息无法满足勘探的需要。这就使反演从叠后走向叠前，叠前反演利用横波对流体不敏感，与纵波、密度结合起来，可以得到一系列弹性参数，可以有效的识别流体的信息。横波速度预测是岩石物理建模的重要组成部分，它依赖于具体的岩石物理模型。因此，致密层横波预测的关键是选择合适的等效介质模型。图2所示为针对致密层岩石构建的体积模型，其中对于压实影响下的储层总孔隙度做了详细分解，流体预测的关键在于有效孔隙度的正确还原。 图2. 致密岩石体积模型 针对致密砂岩的特点，选用适用于低孔渗条件的徐怀特模型，徐怀特模型物理意义明确，模型假设硅质碎屑岩主要由石英与黏土矿物组成，将岩石孔隙类型分为砂岩孔隙和泥岩孔隙，更加符合碎屑岩情况；据两种矿物的体积含量对岩石总孔隙度加权获得两种孔隙的孔隙度，并引入扁率描述孔隙形状。该理论模型是基于Gassmann 方程、K-T 模型及等效介质理论提出的利用孔隙度和泥质含量等参数估算纵横波的方法，根据微分有效介质模型计算的干岩模量和Brie经验公式计算的孔隙流体模量，利用含水饱和度、孔隙度和泥质含量定量计算岩石的密度、纵波和横波速度等资料。它是完全遵循岩石物理意义的模型，它全面包含了影响岩石弹性特征的三个方面：一是组成岩石的矿物及组分比例；二岩石的孔隙及结构；三是孔隙中的流体。而且徐怀特模型可以同时计算出对应于岩石弹性特征的三个独立变量：纵波速度、横波速度及密度，有利于进行质控。图3右边第三道是用拟合的方法估算的曲线，右边第二道是Gassmann估算的曲线，右边第一道是徐怀特模型估算的曲线，从中可以直观看出徐怀特估算的曲线与原始曲线效果最好。 图3. 多方法估算横波曲线对比图
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user: 3. 致密储层流体因子构建方法 在研究区内储层一般致密，孔隙度很低，且非均质性强。深层致密砂岩弹性参数值较为接近，在地震剖面上储层表现为弱反射特征，常规叠前弹性参数反演检测结果往往无法有效区分储层是否含油气，因此，如何探寻有效的地震预测方法进行致密砂岩储层“有效性”预测是亟需解决的关键问题。选取岩性和含气性敏感参数优化组合的方式来建立“流体因子”，通过预测储层含油气性进而评价储层有效性，仍然是目前行之有效的方法之一。 利用岩心在干燥状态、饱含气、饱含水三种状态下的模拟，获得这三种状态下孔隙度、纵横波速度及密度等几个基础参数。泊松比σ和拉梅常数λ区分气砂和水砂的变化率较其他参数大，剪切模量μ对于区分砂岩和泥岩差异最为突出。对三种参数进行优化组合，提出了流体因子Q公式(1)： Q = 1 ( γ s a t 2 − γ d r y 2 ) σ = 1 α σ = μ f σ (1) μ只能区分岩性，而f及 σ 低值能区分含气砂岩，组合成流体因子以后，高值表征含气砂岩，中值表征水砂，低值表征泥岩，解决了泥岩与含气砂岩弹性参数叠置的矛盾，放大了气砂与水砂的差异。
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user: 4. 致密层流体因子的叠前预测方法 叠前空变反演方法是对叠前三参数反演方法的改进，目的在于复杂薄互层的岩性圈闭预测中改善反演结果的横向控制(或空间稳定性)。为了提高初始模型在反演迭代过程中的修正效果，采用贝叶斯框架下正则化目标函数构建方法，得到公式(2)。 F ( r ) = α 2 ( d − G r ) T ( d − G r ) + β 2 log [ 1 1 + r T r ] + μ 2 ( K r − ξ ) T ( K r − ξ ) (2) 其中第一项为模型误差项。 进一步加入空变因子C，并进行权值归一化处理得到公式(3)： F ( θ ) = α ⋅ C ( x ， y ， θ ) 2 max ( C ) ( d − G r ) T ( d − G r ) + β 2 log [ 1 1 + r T r ] + μ 2 ( K r − ξ ) T ( K r − ξ ) (3) 公式(3)中第一项为主要的空变约束项，用于改善初始模型，尤其是井点揭示了储层厚度和薄互程度差异时的横向约束效果。后两项则代表了稀疏性和正则化算法。空变因子的引入不仅改变了反演初始值，同样还增加迭代优化过程中的搜索向量空间。然而，对于常见的多元参数优化方法来说，只要符合搜索方向的共轭条件，就可以避免局部极值的出现。因此，新方法能够充分利用地震资料优势频带信息，并加入了低频模型横向迭代修正功能，从而减少了反演对初始模型的依赖。 利用改进的目标函数开展叠前三参数反演，能够避免致密储层相变引起流体预测精度下降；同时根据公式(1)可知，流体因子Q中合理规避了密度项带来的反演精度问题，同样适用于入射角度不足的中深层。
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user: 5. 应用效果 目前许多油气田已将水平井作为重要的开采技术，对于研究区域内的单层、薄砂体发育的地质情况，采用水平井开发是最适宜的开发方案，可降低开发成本，提高经济效益。龙凤山营城组作为松南断陷地层的重要油气聚集区，一直以来受储层致密的影响，油气动用难度大。 地震振幅属性一直以来被作为沉积认识的重要依据，然而随着埋深增大、储层致密化等影响，影响叠后地震属性的判识效果。图4所示，目的层段均方根振幅属性平面图杂乱，难以支撑后续认识。 图4. 目的层均方根振幅平面图 通常，利用地震随机反演可以在一定程度上借助非弹性参数实现目的层岩性预测，然而由于对井网密度要求高，预测结果往往在横向上难以保持精度，并且仍无法实现对储层流体的预测(图5)。采用本文提出的致密层叠前流体因子的预测方法，通过叠前高精度反演得到流体因子数据体，如图6所示，红黄暖色调高值表征气砂，绿色中值表征干砂，蓝白色表征泥岩。对比图5，该流体因子比单纯利用岩性数据体更能有效、清晰地刻画目的层含气砂体的展布，可以直接追踪气砂的空间分布(图7)，从而解决了图4所示的认识问题。最终，根据流体因子的预测结果，对多口水平的实施方案作了修正，有效规避了气水关系不清所导致的风险。 图5. 工区过井常规泥质含量预测剖面 图6. 工区过井致密层流体因子预测剖面 图7. 目的层致密层流体因子平面图
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user: 6. 结论及认识 1) 针对致密碎屑岩储层有效孔隙低而开展的精准测井解释和岩石物理建模工作，指导了岩石物理横波估算，进一步提出更为敏感的流体因子，为叠前地震反演提供了有力的基础数据支撑。 2) 叠前空变反演方法适用于井位分布不均匀或储层横向快速变化的地区。空变因子的加入进一步提高了模型数据再反演过程中的约束效果。 3) 综合运用地质、测井、地震属性、叠前叠后储层精细描述结果，实现勘探开发一体化，本着加快天然气产能建设、多维度降本提效的方针政策。龙凤山地区开发井位实现了全部高产。
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user: 不同边界层方案在数值模拟中的应用 ——以华北地区无人机航路中一次暴雨为例 邓世雅，钟若嵋 * ，刘天雅 成都信息工程大学大气科学学院，四川 成都 收稿日期：2019
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user: 摘 要 本文基于WRF (Weather Research and Forecasting Model)中尺度数值模式，通过改变气候模式中的边界层参数化方案和η坐标系垂直分层的方式，模拟并分析2010年7月19日华北地区无人机低空公共航路所在区域的一次暴雨，定量分析各气候模式数据的精确度，从而为今后华北地区的无人机低空飞行气象保障提供关键技术支撑。研究分析表明：降雨模拟结果受边界层参数化方案的选择影响较大，YSU方案精确度高于MRF方案；风场模拟效果受η坐标系的垂直分辨率影响较大，垂直分辨率越高，模拟效果越好。 关键词 :边界层方案，WRF模式，暴雨，垂直分辨率 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 自信息时代以来，无人机的应用领域被不断发展扩大，除了军事用途外，还包括了电力巡检、农业植保、警用执法、环境监测、地质勘探、森林防火以及影视航拍等民用领域，且其适用领域还在迅速地延伸和拓展，无人机的发展前景越来越受重视。无人机按照不同的使用方向和设计要求，可分为军用无人机、民用无人机和消费级无人机三大类 [ 1 ] 。后两者相较于军用无人机，其技术要求、安全性能和服务能力都稍逊，更容易受到温度、气压、湿度、风速和风向等气象要素的影响。其一旦受到影响，可能会给使用者造成巨大的经济损失。因此建立一套完备的低空飞行安全气象保障体系是非常有必要的。 精细化高分辨率的数值天气预报是低空飞行安全气象保障体系的发展趋势，低空飞行气象预报系统将成为该体系的基础手段和核心技术。随着中尺度模式的发展，由NCAR和美国的一些研究部门及大学共同参与开发研究出了新一代中尺度预报模式和同化系统WRF (Weather Research and Forecasting Model)。WRF模式基于最新的计算技术，并且可以方便的选择各种参数化方案，也可以灵活地添加新的参数化方案，自2000年诞生以来，在科研与业务上得到了广泛的应用，并不断地更新发展，不仅具有良好的天气预报水平，而且具有模拟天气情况的能力，拥有非常广阔的应用前景 [ 2 ] ，将WRF模式运用于无人机低空飞行航线安全气象保障的系统中，不失为一种有前景的开拓和尝试。 围绕边界层参数化方案对降水影响的问题，国内外研究人员对此开展了丰富大量的研究左志燕 [ 3 ] (2004)在《行星边界层参数化对我国夏季降水的影响及其成因分析》一文中指出不同的边界层参数化方案模拟出差异较大的降水发生时间。蔡芗宁 [ 4 ] 等人(2007)《边界层参数化对“雅安天漏”降水数值模拟的影响》着重研究了MRF边界层参数化方案对雨量中心强度和雨区分布的影响。李刚 [ 5 ] 等(2010)在《WRF3.0模式中边界层参数化方案对暴雨预报的影响》指出不同的边界层参数化方案对不同量级降水的影响是不同的。沈勇新 [ 6 ] 等人(2017)在《不同边界层参数化方案对一次梅雨锋暴雨过程湍流交换特征模拟的影响》指出边界层方案的选取对于降水的落区和强度模拟会产生较显著的影响；在降水率及地面要素的模拟上，各方案在降水中后期的模拟差异明显大于降水发生阶段。 风场是大气环流形式的直观体现，对判断重要天气系统和未来天气预测具有重要的指示作用。风对无人机飞行安全的影响主要来自低空风切变，周芯玉 [ 7 ] [ 8 ] 等通过分析指出，低空急流与低层风垂直切变的发展对于暴雨的发生具有重要的影响，因此对风场的模拟研究显得尤为重要。国内许多学者针对边界层参数化方案对于低空风场的影响进行研究并取得一定成果。李玉鹏 [ 9 ] (2017)在《模式背景场及边界层参数化方案对近地层风场预报的影响》一文中指出各个方案都可以预报低空风场的发展与变化趋势，其中，对10 m风速和70 m风速预报效果最好的分别是YSU参数化方案和ACM2参数化方案，但各方案对10 m风场的预报差异比70 m风场更为明显，并且模拟的风速偏大。穆清晨 [ 10 ] 等人(2017)研究了MYJ、YSU、ACM2三种边界层参数化方案模拟2010年贵州韭菜坪复杂地形条件下的近地层风以检验风速模拟性能。 本次研究拟用WRF中尺度数值模式系统，就华北地区无人机低空公共航路所在区域的一次暴雨进行模拟，定量分析各模式数据的精确度，得到最优参数组合，从而为今后华北地区的无人机低空飞行气象保障提供关键技术支撑。
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user: 2. 研究区域与方法 华北地区属于暖温带半湿、湿润气候，四季分明，光热资源充足，降水集中夏季，雨热同季。春季多风沙和大风；七月中旬至八月下旬为华北地区雨季，降水强度大且局地性强。华北地区的无人机产业在国内占有重要一席，为华北地区无人机低空飞行提供气象安全保障，降低灾害性天气对其造成的损失是必然要求。本文选择的个例日期是2010年7月19日，该日有一次强降水，可对无人机飞行产生致命的威胁，并且降水过程的天气形势最为复杂，能够最大化的检验模式模拟的真实性和准确性。 本文的研究主要基于WRF-ARW 3.7.1，所选区域选用的物理参数化方案为：Lin等微物理方案、rrtm长波辐射方案、Dudhia短波辐射方案、Monin-Obukhov近地层面方案、Noah陆面过程方案、浅对流Kain-Fritsch积云对流参数化方案。本次模拟使用FNL再分析资料作为背景场和初始场，每6小时更换一次边界条件，中心经纬度为(38.3˚N，117.2˚E)，水平格距为5.5 km，积分步长30 s。利用不同的边界层参数化方案和垂直分辨率组合进行对比试验，主要研究边界层参数化方案和垂直分辨率对暴雨模拟的影响，定量分析各模式数据的精确度，得到最优参数组合。表1给出了本文的四个实验方案，方案一选用YSU边界层参数化方案，垂直层面为51层；方案二选用YSU边界层参数化方案，垂直层面为30层；方案三选用MRF边界层参数化方案，垂直层面为51层；方案四选用MRF边界层参数化方案，垂直层面为30层。当垂直层面的分层重点考虑1000米以下，当eta坐标垂直层面为51时，对500米以下垂直层进行再次加密。 Table 1 Setting parameters of background field test mod 方案一 方案二 方案三 方案四 模式分辨率 5 km 5 km 5 km 5 km 格点数 146 × 146 146 × 146 146 × 146 146 × 146 边界层方案 YSU YSU MRF MRF 垂直分层 51 30 51 30 近地层 Monin-Obukhov Monin-Obukhov Monin-Obukhov Monin-Obukhov 陆面过程 Noah Noah Noah Noah 短波辐射 Dudhia Dudhia Dudhia Dudhia 长波辐射 rrtm rrtm rrtm rrtm 积云对流 Kain-Fritsch Kain-Fritsch Kain-Fritsch Kain-Fritsch 微物理 Lin Lin Lin Lin 表1. 背景场场试验模式参数设置 2.1. 背景场环流形势 2010年7月19日08时，西西伯利亚南下的冷空气与西太平洋副热带高压带来的暖湿气流在华北地区相交绥，多地产生大暴雨。 500 hPa高空环流形势：2010年7月18日08时(北京时，下同)至7月19日08时，中高纬槽脊东移并发展，西西伯利亚为低压，贝加尔湖为高压脊，黑龙江及其北方地区为低祸，低祸控制我国东北地区。华北地区为气旋性环流。在高空天气图上，南下的冷空气，与副高左侧的西南暖湿气流在华北地区交绥，为此次降水提供了充足的水汽条件(如图1(a)和图1(b)所示)。 700 hPa环流形势：2010年7月18日08时至7月19日08时，我国中部至华北地区形成一低槽，贝加尔湖高脊前东北气流引导冷空气南下，西南气流自孟加拉湾一路北上形成强烈水汽通道与西太平洋高压的暖湿气流一道为华北地区带来源源不断的水汽(如图1(c)和图1(d)所示)。 850 hPa低空环流形势：中低层从陕西东南到川东地区切变线的存在及西南低空急流携带充沛水分为此次强降水过程提供了有利的动力和水汽条件(如图1(e)和图1(f)所示)。 图1. 2010年7月18日08时至2010年7月19日08时背景场环流形势 2.2. 边界层参数化方案的选择 在试验过程中往往会产生逆梯度输送的现象，即水汽从干燥的区域向湿润的区域输送，动量由速度小的区域向速度大的区域传输，以此类推。一般的模式中都采用梯度型运输，没有全面考虑大气湍流运动的特点，无法反映大气湍流运动的复杂性。MRF方案中加入逆梯度传输项，更加合理的描述大气湍流运动。YSU方案在MRF方案的基础上进行了改进，一定情况下描绘更加真实的边界层情况，新版的YSU方案还针对夜间稳定边界层做了设置增加了对陆地和海洋下垫面、白天与夜间的区分。 2.3. 垂直分层的设置 本次试验重点对垂直分层进行加密并检验其对模拟效果的影响。在垂直分层为30层的基础上，对高度200 m以下每隔10 m进行一次加密，400 m以下每隔25 m进行一次加密，1000 m以下每隔50 m进行一次加密。加密之后的垂直分层为51层。
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user: 4. 结论 每年七八月份，华北地区进入雨季，对无人机的飞行造成巨大影响；且华北地区多大风，大风引起的风切变、扬沙和沙尘暴等天气也会对无人机的低空飞行产生严重威胁。本次试验选取了WRF3.7.1中两种边界层参数化方案(YSU、MRF)和两种垂直分层(51层、30层)对华北地区2010年7月19日降雨进行模拟分析，并与同期的MICAPS地面资料对比分析和讨论了对于此次强降水过程中24小时降雨总量、10 m风速以及地面温度的模拟概况及差异，结果表明： 图7. 10 m风速空间分布对比 (a) 模拟，(b) 实况 1) 4种方案都较好的模拟了24小时累计降水的东西宽度与南北走向，降水范围的模拟结果基本相同，但总体而言模拟的暴雨范围比实际偏小，强度中心偏东。降雨模拟结果受边界层参数化方案的选择影响较大，YSU方案精确度高于MRF方案。降雨模拟中加密垂直分层对改进降水强中心范围预报有一定作用，但效果不显著； 2) 4种方案的地面温度模拟效果相近，白天温度较高时宜采用YSU方案，而在清晨、傍晚和夜间温度较低时MRF方案的模拟效果更好，两种边界层参数化方案的模拟效果具有一定的区域性；加密垂直分层，采用YSU边界层参数化方案的模拟效果变好，IOA值提高0.02左右；而采用MRF边界层参数化方案方案，垂直分层加密没有固定影响方向。 3) 风场模拟效果受η坐标系的垂直分辨率影响较大，提高垂直分辨率越高，风速模拟效果提高，采用YSU边界层参数化方案的模拟效果的提高不如采用MRF边界层参数化方案时显著。相同的垂直分辨率情况下，MRF方案模拟效果优于YSU方案；相同边界层参数化方案的情况下，垂直分辨率越高，模拟效果越好； 4) 温度场和10 m风速场的模拟结果都较良好。
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user: 摘 要 超声无损检测方法具有缺陷定位较准确、对面积型缺陷检出率较高、灵敏度高等优势，可对较大厚度构件的内部缺陷进行无损检测。本文针对厚壁复合压力容器的超声检测方法，基于LabVIEW编程语言开发了多通道超声检测软件系统，提出了适用于超声波的时频信号处理的连续小波变换，实现了厚壁复合压力容器超声检测结果的自动化分析。 关键词 :超声波，无损检测，厚壁复合压力容器 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 厚壁复合压力容器，特别是纤维缠绕的复合材料压力容器，以其轻质、高强、耐磨损、抗疲劳等优异性能被广泛应用于航空航天、航海、核电、炼油石化等工业领域 [ 1 ]。然而，厚壁复合压力容器在制造成型与服役过程中不可避免地产生各种缺陷或损伤，并严重地威胁着工程结构的安全。因此，厚壁复合压力容器的可靠性与安全性问题越来越受到广泛的关注，发展便捷、可靠、高效的厚壁复合压力容器的无损检测技术迫在眉睫。然而，由于复合材料各向异性、非均质的材料性质，以及结构多层次等特征，使得厚壁复合压力容器内部的缺陷形式极其复杂，致使现行的无损检测技术难以满足检测需求。 目前，国内外很多学者 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 都纷纷从复合材料的受力分析、强度极限、破坏形式、疲劳寿命及可靠性分析等方面，进行了复合材料压力容器的优化设计研究，对复合材料压力容器的安全性起到重要的作用。但是，这些工作多是在压力容器设计之初或破坏之后进行的分析。然而，在实际的压力容器使用过程中，针对压力容器内部损伤情况的实时检测，更有助于分析在役结构的剩余强度，预测使用寿命，便于及时采取措施，预防事故的发生。虽然，针对压力容器已经发展了一些无损检测技术 [ 5 ] [ 6 ]，但是大多不适用于厚壁复合压力容器的损伤检测。超声波检测技术具有缺陷定位较准确、灵敏度高、对面积型缺陷的检出率较高等优点，已应用于压力容器的损伤检测 [ 7 ]。但是，往往只适用于单一金属材料制造的压力容器。对于厚壁复合压力容器，采用超声脉冲反射回波技术检测的回波信号非常复杂，特别是其中的复合材料层的层间缺陷极难识别。因此，迫切需要发展先进的超声波信号分析处理方法，可对较大厚度范围内的复杂材料构成的压力容器进行检测。 本文针对厚壁复合压力容器的超声波无损检测方法，基于LabVIEW编程语言自行开发了超声检测软件系统。为了提高超声回波信号的时频分辨率，该软件系统引入了连续小波变换进行信号处理，实现了超声脉冲反射回波技术在复合材料层中损伤的检测。该软件系统通过对超声波激励的控制与信号提取，能够实现厚壁复合压力容器的缺陷识别、定位与评估。