DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 面波勘探主要技术方法 面波勘探的研究始于上世纪60年代。经过几十年的发展，面波勘探技术已经相当成熟，处理方法经过不断地改进也日趋完善。主动源面波勘探由稳态发展到瞬态，再由瞬态的表面波谱方法发展到多道瞬态面波勘探方法，勘探精度及勘探效率也在逐渐提高，应用的领域也越来越广泛。与主动源不同，被动源方法在工程应用方面起步较晚，但发展速度较快，方法也越来越成熟 [ 19 ]，包括空间自相关法 [ 20 ]、频率波数法 [ 21 ]、HV谱比法 [ 22 ] 等。 3.1. 主动源面波勘探方法 3.1.1. 稳态面波法 稳态面波的应用相对较早，它主要是通过激振器发出某一频率的正弦波，然后使接收点的距离等于激发频率对应的波长，此时示波器将显示相同相位的波形。将检波器移动到n倍波长时，n个测点连成的时距曲线的斜率就是对应频率的面波速度。通过激发不同频率的信号，然后将这一系列频散点连接起来即为频散曲线 [ 23 ]。在得到频散曲线后，根据瑞雷波与剪切波的速度关系，以及面波反演中的半波长法，就可以得到二维横波速度剖面。该方法由于采用的是经验法得到的横波速度结构，因此存在一定的误差 [ 5 ] [ 24 ]。由于稳态面波法设备笨重，在地形复杂地区很难操作，给施工带来一定的麻烦，后来这种方法的应用逐渐减少。 3.1.2. 表面波谱分析方法(SASW) 表面波谱分析法通过震源激发地震波信号以后，将会产生一较宽频带的信号，然后利用两个检波器进行接收，并根据两个检波器的距离以及单一频率的相位差，可求得此频率的相速度，进而得到频散曲线 [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]。SASW方法可以同时检测多层介质中各层的厚度及速度，测量速度快，精度相对较高。但由于工区噪声、信号衰减、以及空间假频和近场效应的影响，一般测得的数据频带范围广。为了提高频带的分辨率，实际数据采集过程中，要调整近源检波器与源的距离，使其和道间距相等 [ 23 ]。表面波谱法相对于稳态法而言，施工简便，更能适应地形的复杂多变，但是由于一直沿用2个垂直分量检波器接收，道数较少，在干扰波复杂的地区很难达到较好的勘探效果。 3.1.3. 频率波数法(F-K) 频率波数法是通过二维傅里叶变换将频率空间域的信号转化成频率波数域，然后得到一个炮集记录的能量分布情况，再根据振幅能量最大的特点提取频散曲线 [ 28 ]。但传统的频率波数法存在一定的缺陷，对高阶的能量分比率较差，进入21世纪以后，在传统方法的基础上对其进行了改进优化：将传统的频率–波数域波数形式改造成频率–速度域形式，然后引入多重信号分类算法将空间谱相关矩阵分解为信号子空间和噪声子空间两个部分，最后利用噪声子空间部分生成最终的面波频散图像，大大提高了精度。经过改进后的频率波束法，可以提高高阶面波的分辨率，但是由于对于检波器的要求比较高，采集过程中检波器必须沿着测线等间距分布，中间不能有空道，否则就会影响其成像精度。 3.1.4. τ-p法 τ - p 法是一种离散化的线性拉东变换。它将时间和空间域的地震数据按照不同的截距时间 τ 和斜率p作切割线，然后倾斜叠加投影到 τ - p 域，接着进行一维傅里叶变换，将 τ - p 域结果映射到 f - p 域，再根据速度与慢度的关系，将 f - p 域的结果映射到f-v域，就可以看到面波能量的频散现象，并根据能量团最大的特点提取频散曲线 [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]。 τ - p 法对面波高阶的分辨率较高，并且经过改进之后，对于提取瞬态瑞雷波频散曲线具有失真小、可靠性高、压制假频和端点效应好等优点。 3.1.5. 相移法 该方法可以说是频率波数法的改进，它的不同在于未变换到波数域而直接利用了空间相位信息来计算相速度 [ 32 ] [ 33 ]。具体做法是把变换到频率域后的面波记录表示成振幅与相位的乘积，然后将振幅项进行归一化处理 [ 34 ]，此时会形成单炮的频散能量图，依据能谱提取频散曲线。相移法对基阶面波频散曲线的提取效果较好，并且经过伍敦仕改进之后的互相关相移法，提高了常规相移法在面波频散成像方面的品质，更加能适应对基阶面波的分辨。 3.1.6. 倾斜叠加法 倾斜叠加法只和偏移距有关，与检波器的排列方式无关，该方法利用频率扫描函数与炮集记录进行卷积将频率分解，把时间变为频率，接着用倾斜叠加的方式得到每个速度的叠加能量值，使瑞雷波频散曲线的精度得到较大幅度的提高。倾斜叠加法为三维面波勘探的理论打下了基础，未来更加能够适应三维面波勘探任务 [ 13 ]。 3.1.7. 其他方法 面波频散曲线的提取方法还有很多，比如：高分辨率线性拉东变换 [ 14 ]、小波变换 [ 15 ] [ 35 ] 等，这里只是介绍了几种常见的方法。其他的方法也各有自身的优缺点，以及自身的应用范围，它们的应用会给面波勘探提供更好的约束 [ 12 ] [ 23 ]。 3.2. 被动源面波勘探方法 3.2.1. 空间自相关法(SPAC) 空间自相关法关键在于计算自相关系数，然后根据系数计算相速度 [ 20 ] [ 36 ]，目前主要分为时域计算和频域计算两种方式。时域计算首先是将连续记录的数据进行截取，分成若干的道集记录；然后对每一道数据进行窄带滤波，计算不同频率时圆心与圆周上各点的空间自相关系数，并且进行方位平均；最后使用不同观测半径的自相关系数计算相速度 [ 23 ] [ 37 ]。频率域的计算过程是去掉了窄带滤波这个过程，只进行一次傅里叶变换就可以在时域里进行计算，大大提高了计算效率 [ 8 ]。SPAC方法只需较少的接收点就能反映较宽的频率范围，特别是对低频段的信息分辨率较高，但很难分辨高阶面波。 3.2.2. 频率波数法(F-K) F-K法相对于传统SPAC法，台阵布设比较灵活，十字型、L型、圆形等都可以。传统的频率波数法是利用中心频率不同的窄带滤波器，提取相似性较好的各数据段中不同频率的F-K功率谱，根据功率谱上最大的峰值坐标，计算得到不同频率的相速度值 [ 21 ] [ 24 ]。由于被动源波场一般都比较复杂，F-K频谱上经常会出现多个峰值，使得分辨率降低，给提取频散曲线带来一定的困难。后来在此基础上对传统的方法进行了改进，主要是将各个方向上的F-K频散谱叠加，然后在叠加后的频散谱上提取频散曲线。具体的做法是将连续记录的数据截取成记录长度一样的道集记录，然后经过二维波场变换生成频散谱，再将所有方向上的频散谱叠加合成新的频散谱 [ 38 ]。F-K法能分辨高阶面波，但采集过程中需要较多的接收点，而且当信号源来自各个方向时，分辨率会显著降低。 3.2.3. HV谱比法(HVSR) HVSR法主要是在自相关分析的基础上，计算同一观测点水平分量和垂直分量的谱比，并依据谱比估算地下横波速度特征，同时可以根据谱比峰值对应的卓越频率推测地层地下构造，是一有效的半定量的地震场地评价方法 [ 39 ] [ 40 ]。HV谱比法相对于其他方法，采集相对方便，能适应各种的地形，但是不能完全定量的反演地下横波速度结构，目前国内外的应用还比较少，大多用在区域地质构造调查中 [ 41 ] [ 42 ]。
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user: 5. 面波勘探技术的应用 5.1. 工程勘察中的应用 随着工程建设场地复杂程度以及施工难度的提高，岩土工程的施工与设计对地下层位的厚度、横波速度、岩石物理学参数提出了更高的精度要求。面波勘探具有干扰小，对浅层成像精度更高，土层划分较精细等优点被广泛应用于岩土工程勘察。 5.1.1. 划分土层 面波勘探最终所测得的横波速度与地下介质的密度或者松散程度有关，在划分地层方面有较好的分辨能力，特别是对于寻找基岩面或者密实度差异较大的第四季土层的划分，能够取得较好的结果。目前岩土工程勘察中用于划分土层的实例较多，如北京水电研究院的杜正涛等利用瑞雷面波勘探技术对太原市某工区的第四季土层进行了划分，砂层、粉砂层以及卵石层与实际钻井资料对比的较好 [ 80 ]。相对于其他方法，面波勘探可以解决速度倒转、薄层等问题，并且可以找出软弱夹层以及硬层，因此在划分土层方面相对其他方法具有得天独厚的优势 [ 4 ]。 5.1.2. 工程无损检测 近些年，瑞雷面波勘探在工程无损检测中取得了长足的发展，由于面波可以反映地基土的密实性变化，并且可以估算出土层的大致承载力范围，其方法快速简单、经济便捷，在工程无损检测中得到了长足的发展 [ 81 ] [ 82 ]。目前，可用于大面积地基处理效果的检测，公路、机场无损跑道检测，饱和沙土层的液化判别等 5.2. 空洞探测的应用 地下空洞或者掩埋物若在面波勘探的范围内时，面波提取的频散曲线会出现异常值，根据异常值的大小可以判断空洞的埋深以及大小范围。目前对地下煤炭采空区，以及溶洞的探测应用较多。章哲辉通过瑞雷面波频散曲线是否出现无规则跳动，以及频散点连线后是否出现锯齿状来判断探测区的空洞位置，并与钻孔对应较好 [ 83 ]。面波勘探可以准确的得到地下空洞的探测范围以及埋深，为后期工程施工提供安全保障。 5.3. 地质灾害勘察的应用 面波在地震灾害中具有较强的破坏力，但利用其特点也可以进行地质灾害勘察 [ 81 ]。如在滑坡体勘察中，瞬态面波法可以确定滑坡体的软弱带、滑动面以及不同层位的深度等信息 [ 82 ]，为滑坡的治理提供重要的参考资料(图9)；在地表断裂带探测中，利用瞬态瑞雷面波数据可以进行分析绘图，以此对断裂带的岩土体力学性质进行初步判断。 图9. 西安市周至县某滑坡体二维横波速度剖面(许新刚等，2016) 5.4. 地壳深层结构探测的应用 利用瑞雷面波对地壳结构探测的应用始于20世纪50年代，目前已经进入全球以及区域构造3D高分辨率层析成像的阶段。通过定量反演可以得到地壳不同层位结构的弹性波速度，并根据速度的大小分析物质的组成及性质状态。最近，有人利用瑞雷面波对大西洋的各向异性和横向不均匀性进行了研究，并且在对全球结构进行探测的过程中使用了长周期面波 [ 71 ]。利用瑞雷面波对地球结构探测的研究虽然比不上P波以及S波，但其探测方法具有自己的优势，对地球结构的探测起到了不可替代的作用。 5.5. 隧道超前预报的应用 隧道开挖之前要对前方围岩可能存在的地质灾害提出预警预报，并提出有效规避风险的合理措施和建议，否则可能在开挖过程中会出现塌方、塌陷、涌水等现象，给工程施工带来不必要的麻烦。面波勘探作为一种新兴的隧道超前预报手段，具有施工方便以及勘探精度高等特点 [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]。目前广泛应用于隧道超前预报，包括探测断层及断层影响带的位置、规模及性质，软弱夹层及岩溶的位置、规模及性质，含水构造的位置，工程地质灾害可能发生的位置等方面。 5.6. 其他方面的应用 面波勘探的应用领域非常的广泛，除了以上常用的方面外。它在地下管线探测、岩石物理力学参数原位测试、场地土类别划分、堤坝危险测试，桩基础完整性测试，混凝土厚度以及是否存在裂缝等方面也有应用。随着面波采集仪器以及处理方法的提升，面波在其他方面的应用也将会越来越广泛。
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user: 6. 探讨及展望 面波勘探技术经过这几十年的发展，不论是从采集仪器上，还是处理技术上，形成了一套较为系统的地球物理勘探及处理方法。但也面临着地质条件越来越复杂、勘探精度要求越来越高的挑战。以下几个方面是目前面波勘探探讨的几个热点问题，这也可能将是以后面波勘探技术发展的方向。 6.1. 勒夫波浅层勘探 由于勒夫波的采集相对于瑞雷波麻烦，因此到目前为止，对勒夫波的研究仅应用在探测地壳结构，例如：庄真等利用勒夫波群速度频散来研究太平洋上地幔三维构造 [ 87 ]。房立华等利用勒夫波噪声层析成像技术研究了华北地区地壳结构速度变化 [ 88 ]。张永久等利用勒夫波群速度成像，初步得到对应中国大陆地质构造块体的群速度频散特性，为进一步分析中国大陆地壳、上地幔结构提供了基础资料 [ 89 ]。但是勒夫波相对于瑞雷波而言少了一个P波参数的约束，其能量图像通常更清晰，分辨更高。从而更加容易提取高基阶频散曲线，并且勒夫波反演对初始模型要求更低，因此利用勒夫波进行浅层勘探更具优势。但目前基本没有在工程上的应用，多是以正演模型做理论研究，如：夏江海等 [ 1 ] 对勒夫波波形反演进行了试验研究，通过最优化算法获得地下介质S波速度分布情况，并且依据模型对不同波长勒夫波探测深度进行了研究探讨。罗银河等通过建立四层的地质模型模型，模拟出高频勒夫波，研究勒夫波在低高速模型中频散曲线的特点 [ 14 ]。勒夫波工程上的应用一直是需要弥补的空白，但随着数字地震仪及检波器灵敏度的提高，勒夫波的研究必将成为面波勘探的一个热点，在工程中的应用也将会越来越广泛。 6.2. 高基阶面波联合勘探 目前工程面波勘探中，频散曲线的提取应用多是在基阶面波中，这对于地下速度递增模型而言会取得较好的反演结果，但地下介质复杂多变，有可能存在低速层或者高速层，这时如果按照最高能量提取基阶频散曲线，可能会出现“之”字形问题，这是由于高阶模态的占优势所造成的现象。因此如果仅仅依靠基阶面波频散曲线进行反演，在某些研究区可能取得的效果较差，这时需要基高阶联合反演 [ 90 ]，高阶模态面波携带丰富的地层信息可以更好的提供约束，获得精度较高的浅表横波速度结构 [ 91 ]。 近些年经过研究发现，对于速度递增的模型而言，基阶能量始终占优势，频散曲线不存在突变点，因此利用基阶频散曲线反演，可以获得相对比较准确的结果。而在高速模型或低速模型中，基阶模态与高阶模态很容易混杂在一起，引起模式的误判，降低反演的精度 [ 92 ] [ 93 ] [ 94 ]。因此利用基高阶联合反演可以相互约束，提高勘探精度。目前，杨振涛等基于多道瞬态瑞雷面波勘探的采集方式提出了一种新的面波多道分析方法–矢量波数转换法(图10)，此方法对高阶模态具有更高的分辨率及成像质量，对高阶面波频散曲线的提取更加有效，可为基阶、高阶面波频散联合反演提供丰富的高阶模态频散信息 [ 95 ]。未来基高阶联合反演也必将成为工程应用的热点之一。 图10. 矢量波数法与相移法对比图(杨振涛等，2019) 6.3. 反演粘弹性介质中的衰减(品质因子) 面波勘探方法目前都是基于弹性层状模型而言的，而要将弹性介质扩展到粘弹性介质并对介质的衰减(品质因子)进行反演，就需要获得精确的相位及振幅信息，而且还要考虑复杂介质引起的散射和几何扩散。国外对反演粘弹性介质品质因子的研究相对较早，Mitchell等在研究北美地壳结构的品质因子时，利用瑞雷面波振幅信息并反演衰减系数而获得一个品质因子的层状模型 [ 96 ]。Johnston等通过实验研究发现，在一定频带宽度范围内，品质因子与频率没有相关性 [ 97 ]。Prieto等基于背景噪声干涉理论，修正了二维弹性情形下的微震空间相关系数表达式，并在大尺度上用于美国西部的衰减成像 [ 98 ] [ 99 ]。我国学者夏江海等基于层状地球模型和品质因子与频率无关的假设，利用瑞雷面波的振幅信息讨论了获取浅地表介质品质因子的可能性，并且利用高频瑞雷面波反演衰减系数估算了浅地表品质因子。并且张学涛等通过建立正演模型，证明黏弹性对面波的频散特性有显著影响，实际勘探中有必要考虑黏弹性因素的影响 [ 100 ]。目前对于品质因子的反演主要集中在大尺度的地球结构反演研究中，小尺度(浅层)范围内的研究较少，在工程上更是少见，并且反演的品质因子精度一般差别很大，如何提高计算精度将是以后面波发展的一个挑战。 6.4. 三维反演方法及面波的散射 主动源面波勘探目前多是线性排列，采集到数据以后，经过提取频散曲线并反演得到地下二维横波速度结构。基于微动技术的SPAC方法基本和主动源类似，通过移动阵列获得地下二维横波速度。但是不管是哪种方式，基本都是基于射线理论的假设，没有考虑到面波的散射效应，倘若遇到地下结构比较复杂的情况时，反演得到的速度，很难和地下实际速度相一致。因此，要想研究地下真实三维速度情况，必须考虑到波动理论，研究面波在三维地质构造情况下的散射情况。近些年也有一些相关的研究：鲁来玉等通过研究发现传统的面波勘探理论反演地下三维速度结构，需要考虑三维体的扰动引起的面波相位或幅度的灵敏度核，除了多模性问题，额外增加了计算量 [ 101 ]。最近，米晓利等利用传统的面波勘探理论反演得到了研究区浅地表三维结构剖面 [ 102 ]。但目前面波散射研究仅仅在大尺度成像方面有些应用研究，浅表地区，特别是在工程上基本没有研究及应用。
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user: 7. 结束语 面波勘探技术经过这几十年的发展，在主动源勘探方面已经相当成熟，被动源在工程中的应用虽然起步晚一些，但目前的发展速度较快，很多理论方法在实际工程中也逐渐得到了应用，并且得到了钻井的验证。但不管是主动源还是被动源勘探，每一种提取频散曲线的方法也各有利弊，实际工程应用时要根据勘探目的择优选择。面波勘探技术虽然目前广泛应用于工程勘察的各个领域，但是仍然存在一些缺陷及问题仍需继续研究，比如勒夫波频散曲线反演、粘弹性介质面波的反演，频散曲线模式误判等。但随着科技的进步，采集仪器精度的提高，这些方面终将会被突破，面波勘探技术也将成为浅地表探测的重要手段，为工程探测提供重要的地下介质信息。
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user: 摘 要 [目的]研究不同可溶性固形物含量对新疆老汉瓜的冻干效果。[方法]以新疆老汉瓜为试材，采用不同可溶性固形物含量后进行冻干，测定失重率、含水率、色差等指标变化。[结果]结合老汉瓜的加工特性，综合分析结果，采用不同的可溶性固形物含量，经真空冷冻干燥后，老汉瓜的失重率、最终含水率、总色差值在冻干期内变化不同。[结论]可溶性固形物含量对冻干的品质影响较大，可溶性固形物含量8%的老汉瓜冻干过程中，瓜干失重率、含水率变化略慢，较好保持瓜干的品质。 关键词 :新疆老汉瓜，冻干，可溶性固形物含量，品质 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 新疆“老汉瓜”学名为歇克甜瓜，具有柔软可口、水分多、糖度高等特点。因口感酥绵，适宜老人食用而得名 [ 1 ] 。“老汉瓜”属于热敏性原料的特性，鲜销为主。因为其品质和口味被人们熟知和喜欢，但加工产品的技术配套研究相对滞后，使老汉瓜产业效益很难进一步提高，严重制约了本产业的发展 [ 2 ] 。本项目对老汉瓜进行冻干工艺的研究，可以解决老汉瓜加工中的热敏性变味问题，有利于保持老汉瓜的色香味，便于再加工与贮藏 [ 3 ] 。对于大规模的机械化生产提供了重要的理论依据。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 试验材料 试验用老汉瓜于 2019 年 4 月 10 日 ~ 4 月 19 日 在新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所设施老汉瓜基地采收、为残次果，外包装采用纸箱包装 [ 4 ] 。 2.2. 工艺要点 用水冲洗果实表面沾附的泥土、杂物，直至彻底清洁。 以真空冷冻干燥对老汉瓜失重率、含水率、总色差值△E的影响为评价指标 [ 5 ] ，研究各因素对老汉瓜冻干效果的影响，筛选老汉瓜冻干最优参数。 2.3. 测定内容与方法 颜色变化：采用深圳金准仪器公司的JZ-300通用色差计测定； 含水率(重量%) = (初始重量 − 冻干后重量)/冻干后重量 × 100%； 失重率采用称重法测定，失重率 = (初始重量 − 贮藏后重量)/初始重量 × 100%。 2.4. 数据统计与分析 试验使用Excel软件进行数据统计分析与制图。
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user: 3. 结果与分析 3.1. 老汉瓜真空冷冻干燥曲线 图1显示，在冷冻干燥前期，干燥设备放入物料后，物料的温度为 22 ℃， 然后进行冷冻。待物料的温度达到−34. 8 ℃ 时，停止冷冻并启动真空泵。抽真空至130 Pa，并开始加热，物料的温度缓慢上升到近 0 ℃ ，保持10 min，这过程为冰晶升华阶段 [ 6 ] 。设备继续加热进行解析干燥，直到物料温度上升到 40 ℃ ，后再保持升华干燥40 h，防止物料受温过高。干燥结束，对系统放气，解除干燥室真空至常压，破坏真空出料。开门取出物料，迅速挑拣、包装。总干燥时长为40~42 h。 图1. 老汉瓜干的真空冷冻干燥曲线 3.2. 冷冻干燥对老汉瓜干失重率的影响 失重是影响老汉瓜冻干的主要因素之一 [ 7 ] 。 相同的时间条件下，不同的可溶性固形物含量的老汉瓜的失重率在冻干期内变化不同。可溶性固形物含量8%，瓜干失重率变化略慢；可溶性固形物含量3%，瓜干失重率变化略快。对比分析，至完全干燥，可溶性固形物含量8%的老汉瓜，瓜干失重率变化最慢，较好保持瓜干的品质。见图2。 图2. 冷冻干燥对老汉瓜干失重率的影响 从试验结果来看，冻干期间，可溶性固形物含量的不同，影响老汉瓜干在冻干过程中水分的散失。 3.3. 冷冻干燥对老汉瓜干含水率的影响 含水率是衡量老汉瓜干新鲜程度的重要指标之一 [ 8 ] 。 相同的时间条件下，不同可溶性固形物含量的老汉瓜的含水率在冻干期内变化不同。可溶性固形物含量8%冻干，含水率变化略慢；可溶性固形物含量3%，冻干含水率变化略快。对比分析，至完全干燥，可溶性固形物含量8%的老汉瓜，冻干含水率变化最慢，较好保持瓜干的品质。见图3。 图3. 冷冻干燥对老汉瓜干含水率的影响 3.4. 冷冻干燥对老汉瓜干色差的影响 色泽是真空冷冻冻干老汉瓜品质下降最为明显的一个外观特征，色泽变化会导致其商品价值的变化 [ 9 ] 。 相同的时间条件下，不同可溶性固形物含量的老汉瓜的色差在冻干期内变化不同。可溶性固形物含量4%冻干，色差变化略慢；可溶性固形物含量3%冻干色差变化略快。对比分析，不同处理方式，至完全干燥，可溶性固形物含量4%的老汉瓜，瓜干色差变化最慢，其次是可溶性固形物含量8%。较好保持了瓜干的品质。见图4。 图4. 冷冻干燥对老汉瓜干色差的影响
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user: 4. 结论与讨论 冻干过程中，老汉瓜一直处于低温、低氧、避光的环境中 [ 10 ] ，冻干的老汉瓜脆片产品较好地保持食品原本的色、香、味，从而延长货架期。 不同可溶性固形物含量的老汉瓜的失重率、最终含水率、总色差值在冻干期内变化不同。本实验所测老汉瓜含水率越高，则可溶性固形物含量越低。对比分析，可溶性固形物含量8%冻干，瓜干失重率、最终含水率变化略慢；可溶性固形物含量4%冻干，瓜干色差变化略慢；其次是可溶性固形物含量8%。综上所述，可溶性固形物对冻干的品质影响较大，可溶性固形物含量8%的老汉瓜冻干过程中，瓜干失重率、含水率变化略慢，较好保持瓜干的品质。
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user: 摘 要 选用碘量法测定绿豆芽、麻豌芽、黄豆芽、花生芽、松柳芽5种常见芽苗菜中的维生素C的含量，以自己培育的芽苗菜为原料，对同种芽苗不同生长时期、不同芽苗长度的维生素C含量进行比较，以确定芽苗菜的最佳食用期。结果表明：种类不同，芽苗菜中维生素C含量不同；培养时间及芽苗生长长度不同，芽菜中的维生素C的含量也不同。 关键词 :芽苗菜，维生素C，碘量法 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 芽苗菜作为一类特色的蔬菜，是一些果实或者种子发芽之后，短时间内生长为豆芽或者可食用幼苗的一类菜。与一般蔬菜相比，芽苗类蔬菜以自身风味独特、口感鲜嫩、对光照要求极低、生长周期较短，可以在黑暗和弱光条件下培养而占据优势，是一类性价比较高的蔬菜 [ 1 ] 。这些芽苗菜的营养不仅丰富，并且很全面，因此具有较多的保健功效。常吃芽苗菜，可以起到美容养颜、抗衰老、帮助消化等作用。豆类具有很好的营养价值，并提供参与心脏代谢风险防范的植物化学物质 [ 2 ] 。在大豆和谷类种子萌发过程中，其胚芽不仅胡萝卜素，维生素B，维生素C等营养成分比发芽前增加，而且生物活性物质黄酮含量也显著增加，有利于身体健康。 维生素C (VC，抗环血酸)，属于水溶性维生素，因具有抗坏血酸病的功能，所以又被称为抗坏血酸，是维持人体正常生理代谢不可缺少的物质，在新鲜的蔬菜和水果中分布较广，是一种人体必需维生素。经研究表明，维生素C能够治疗坏血病；促使胶原蛋白合成；预防牙龈萎缩、出血；预防动脉硬化；是大脑中重要的抗氧化剂分子 [ 3 ] ，用作高效抗氧化剂；治疗贫血；预防癌变；提高机体的应急能力等功能。大多数动物可以依靠自身合成维生素C，但人体内却不能自己合成，所以人体需要的维生素C必须依靠饮食摄入 [ 4 ] 。人体若缺乏维生素C将会引起多种疾病的产生，严重时还会导致免疫力降低、心脏及脾脏损伤甚至坏血病等疾病 [ 5 ] ，所以在日常饮食中，应注意维生素C的摄入，尽量避免其不足或缺失。
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user: 2. 实验原理 维生素C又名抗坏血酸，分子式为C 6 H 8 O 6 ，因为分子中存在具有强还原性的烯二醇基，使得抗坏血酸具有强还原性，能与I2按1:1的比例关系反应生成二酮基，过量的碘溶液与淀粉溶液发生反应使样品变成蓝色，根据颜色变化确定滴定终点，根据滴定过程中消耗碘溶液的量来算出样品中抗坏血酸的含量 [ 4 ] 。
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user: 3. 材料与分析方法 3.1. 仪器 欧卡尔家用全自动豆芽机，电子天平，研钵，容量瓶(50、100、500、1000 mL)，烧杯(50、100、250、500 mL)，酸式滴定管(50 mL)，移液管(1、10 mL)，棕色瓶(1000 mL)，玻璃棒，钥匙，胶头滴管，铁架台，洗耳球，滤纸，洗瓶等。 3.2. 试剂 抗坏血酸、可溶性淀粉(天津博迪化工股份有限公司)，草酸(天津永大化学试剂有限公司)，碘(西陇化工股份有限公司)，碘化钾(天津永昇精细化工有限公司)，上述试剂均为分析纯。 3.3. 样品 色泽良好，颗粒饱满，大小均匀，成熟度较好的绿豆，黄豆，麻豌，花生，松柳等种子在合适的环境条件下发的芽。
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user: 5. 结论 芽苗类种子吸收水分，在适宜条件下发芽，其内部维生素C含量随着时间和芽的长度的变化而变化。豆芽中维生素C含量随培养时间及芽长度的增加而呈现下降的趋势，可能是因为种子在生长过程中吸收水分过快，细胞内的维生素C含量相对下降。芽菜的维生素C含量主要与所选芽菜的种类和培养的长度有关。所测的芽苗菜中都含有较高量的维生素C，但含量却不很稳定。绿豆在发芽24 h后维生素C含量最高。绿豆芽、黄豆芽在约2~3 cm时的维生素C含量最高；松柳、麻豌在发芽第三天，长度约为0.5~1.5 cm时维生素C含量较高；花生在发芽4~5天时维生素C含量较高，提醒人们在食用芽苗类蔬菜时，根据芽苗菜种类合理选择食用时长度，以使其营养价值最大化。
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user: 摘 要 针对草原多源遥感数据的数据量大、多时相和多数据源等特点，利用强大的ArcGIS Engine二次开发技术，以青海省海晏县为例，设计了一套一体化数据管理系统，从而改进了传统数据管理的不足，实现了对卫星、飞艇、无人机和地面的多源多时相草原遥感数据统一管理、多种数据的相互对比分析。与此同时，系统还实现了对草原遥感数据的查询、分析、制图等基础的方便功能。对于传统栅格影像查询时速度慢、资源消耗大的特点，提出了网格化的解决方案，满足了卫星影像及无人机影像的快速查询的需求，能够对草原多源多时相数据进行更加快速有效的管理和分析，为草原科学放牧以及生态管理提供了决策支持。 关键词 :ArcGIS Engine，草原遥感，草原监测系统，海晏县 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 草原是我国最大的陆地生态系统，并且在人类的生产生活中以及自然环境的保护和改善中扮演着重要的作用，首先，草原可以保持水土，减少水土流失以及固定土壤，保护下游的生态系统，其次草原的覆盖可以减少裸土，并且固定流沙起到防风固沙的作用。最后草原还养育了很多动植物，增加了生物多样性，与此同时，草原上很多动植物具有使用和药用价值，可制作成大量的食品、药品及皮毛等原料，为人类的生产和生活提供了重要的生产资料。 传统的草原监测对于草原的估产以及草原承载力的计算提供了强有力的依据，但是传统的草原监测受制于人力、物力的影响，监测的空间范围和时间尺度都是有限的 [ 1 ] 。而随着遥感技术的发展，产生了大量的大范围多时相的草原遥感数据，并被广泛地应用于草原的生态以及承载力的监测上，对草原监测具有十分重要的意义 [ 2 ] 。与此同时大量的大范围多时相的草原遥感数据的分析、管理也成为了草原遥感监测的研究热点之一。传统的管理方式由于数据来源单一或者管理分析手段的限制，大量的数据资源中蕴含的有效信息尚未被完整的开发和揭示出来，许多数据和信息都不能相互配合，造成了大量的数据资源的浪费。为了解决这一痛点，本文以青海省海晏县作为试验区域，利用Esri公司推出的ArcGIS Engine二次开发技术使用C#语言开发了一套草原遥感数据管理系统，将多源多时相遥感数据集成到一个系统中，能够对草原多源多时相数据进行更加快速有效的管理和分析，以解决多源多时相的草原遥感数据资源浪费问题。
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user: 2. 数据区域及数据来源 2.1. 海晏县介绍 海晏县属于青海省海北藏族自治州，地理上位于青海湖盆地东北部、祁连山系大通山脉的西南麓，是黄河重要支流—湟水河的发源地，北接祁连县、门源县，东邻大通县、湟中县，南接湟源县、共和县，西邻刚察县，属高原大陆性气候，平均海拔3200 m以上，年降水量230 mm至499.5 mm，年平均温度 0.9℃，年均日照时间为2750 h至2980 h，绝对无霜期30 d，年有效积温(≥10℃) 922.2℃，无灾害天气情况发生 [ 3 ] 。全县草原面积占比为49.35%，草场资源丰富、类型多样，是全国草原生态牧业的试验区。 2.2. 数据来源 本平台数据来源主要分为以下几种：卫星数据，飞艇高光谱数据、无人机高光谱数据、无人机可见光数据以及地面手持多光谱数据。数据展示及部分采集设备如图1所示。其中卫星数据来自于海晏县2016~2018年三年内Landsat和MODIS遥感影像。飞艇高光谱数据是由蓝天号飞艇搭载的高光谱载荷所采集，此高光谱相机共有840个波段，波段范围为400~1000 nm，可获得9 cm的地面分辨率的高光谱影像。无人机高光谱数据主要来自于实验室自主研发的无人机高光谱相机，搭载在大疆经纬M600 pro无人机上，共有194个波段，波段范围为400~1000 nm，地面分辨率可达2.5 cm。无人机可见光数据来自于小型无人机大疆“御”自带相机以及大型无人机大疆经纬M600 pro搭载的禅思X5相机，其地面分辨率可达2 cm。而地面手持多光谱数据为实验室自主研发的六波段多光谱设备，可获取450 nm、550 nm、650 nm、750 nm、850 nm、960 nm波长的多光谱数据，分辨率可达毫米级。 图1. 卫星数据和采集数据的部分仪器。(A) 2016年7月5号海晏县全境的NDVI图；(B) (A)对应的网格；(C) 获取无人机高光谱的无人机及其搭载的高光谱相机；(D) 获取飞艇高光谱的飞艇；(E) 获取手持多光谱数据的设备
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user: 4. 讨论与结论 为满足草原遥感多源数据的有效管理和快速分析的需求，本系统利用ArcGIS Engine技术完成了草原多源遥感数据管理系统的设计与开发。实现了对青海省海晏县草原多源遥感数据管理与快速分析，为草原生态管理和草原生产力的估算提供了快速有效的数据信息，能够帮助草原管理部门更加科学有效地指导放牧和进行生态保护。论文对基于ArcGIS Engine的草原多源遥感数据管理系统的设计，主要完成了以下三点研究工作： 1) 将卫星数据，飞艇高光谱数据、无人机高光谱数据、无人机可见光数据以及地面手持多光谱数据等多源多时相草原遥感数据集中到一个系统中，系统利用对多源数据的分析可以得到比单一数据分析更加准确和全面的结果，对决策者提供更加有效的决策支持。 2) 本系统实现了对多种遥感数据的基本操作，包括鹰眼图、图层窗格、属性编辑、书签、元素选择等工具，方便了用户使用本系统。其次系统还加入了专题图制作以及输出打印功能，能够方便用户快速有效地导出当前数据的专题地图，满足了系统快速可视化的需求。 3) 为了卫星影像或无人机影像等栅格数据进行快速查询和统计，系统实现了网格化影像功能，将影像栅格数据转化成矢量数据，可以极大地加快查询和统计的时间和效率。
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user: 摘 要 本文针对高强度辐射电磁场所形成的复杂电磁环境对电子系统形成的电磁威胁以及电子系统本身的电磁辐射源引起的电磁兼容性问题，运用电磁拓扑的理论与技术，仿真计算在外加辐射场以不同的重复频率、脉宽、入射方向和极化方向入射时，屏蔽腔体内部单线和同轴线缆终端的感应电流和感应电压。仿真计算结果表明，以脉冲平面波入射的强电磁脉冲在系统内产生的感应电流可能对屏蔽舱的电子设备造成干扰和破坏。 关键词 :电磁拓扑，电子系统，电磁效应评估，仿真 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 复杂系统的总体结构复杂，通常由若干分系统(或子系统)组成。按基本功能划分，分系统可分为有效载荷和保障系统两大类。按各自功能不同，保障系统主要有结构与机构、热控制、电源、测控、数据管理等分系统。复杂系统在轨道运行时处于真空环境，其热环境十分恶劣，同时还受到各种空间辐照(电子、质子、紫外、宇宙射线等)和微流星以及空间碎片的威胁 [ 1 ] ，所处电磁环境恶劣。为了保证复杂系统在空间运行的可靠性，需保证其在恶劣的电磁环境下，电子系统能够正常工作。因此需要在地面附近进行环境试验，通过环境模拟试验，发现隐患，改进设计，避免早期失效，以确保其在工作寿命内的可靠性。数值仿真模拟作为一种有效的模拟验证方式，对复杂系统进行数值仿真模拟同样有效，广泛地应用于复杂系统的电磁环境模拟。 研究电磁耦合和无限传导表面的孔缝渗透问题，比较成熟的方法有基于电磁拓扑(EMT)理论的EMT仿真算法 [ 2 ] ，应用传输线矩阵计算孔缝耦合的参数 [ 3 ] ，应用快速多层多极子算法模拟孔缝矩形腔体的孔缝耦合 [ 4 ] ，利用转移函数将孔缝内传输线看作是辐射天线并应用多导体传输线处理孔缝处的交互作用 [ 5 ] 。对复杂外壳上的孔缝研究，相比时域有限差分法和快速多层多极子算法等传统的计算严格却实现缓慢方法MoM-GF法是一种既快速又精确的方法，文献 [ 6 ] 通过实验仿真验证了矩量格林函数法(MoM-GF)对外电磁场通过孔缝对腔体内线缆耦合的精确度，在此基础上提出的基于MoM-GF法和BLT方程的混合方法，是一种半解析半数值的方法 [ 7 ] 。近年来亦有不少文献研究双层屏蔽腔孔缝耦合的问题 [ 8 ] [ 9 ] 。文献 [ 10 ] 利用电磁拓扑方法和矩方法，分析和计算了具有多孔腔体中的双导线的电磁耦合效应。张旭峰等利用迭代算法计算了埋于地下的导体对电磁场的耦合效应 [ 11 ] 。文献 [ 12 ] 介绍了线缆束电磁耦合计算的电磁拓扑方法。K. Diomonde 等在文献 [ 13 ] 中介绍了用于多导体传输线网络电磁耦合计算的CRIPTE和用于设备输入阻抗建模的IMEA两个软件，并给出了这两个软件用于分析10 kHz~400 MHz频率范围内的大电流注入试验的结果。左超等研究了多组卫星天线同频干扰的仿真建模方法 [ 14 ] 。 本文则是针对具有屏蔽舱的复杂电子系统的实际需求，应用PAM-CEM软件进行仿真计算。主要仿真计算在外加辐射场以不同的重复频率、脉宽、入射方向和极化方向入射时，屏蔽腔体内部单线和同轴线缆终端的感应电流和感应电压。
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user: 2. 仿真计算 对具有屏蔽舱的复杂电子系统的仿真计算主要基于PAM-CEM软件进行。具体由三个步骤组成：第一步是建立该电子系统的几何模型和设备模型；第二步是参数设置，包括网格剖分、线缆电参数、耦合参数等；第三步是计算求解，并分析仿真结果。 2.1. 仿真计算模型 屏蔽舱是由六面铝合金板材构建的矩形箱体，其内部设备与外壳孔缝设计如图1所示。 图1. 屏蔽舱内部设备与外壳孔缝设计示意图 依据如下所述的屏蔽舱内部设备与外壳孔缝几何尺寸和空间位置，建立该电子系统的几何模型和设备模型。 (1) 通风孔缝一位于左侧面，其尺寸为2 × 80 mm 2 ，与舱体侧边平行，距离舱体正面120 mm，距离舱体底面100 mm；通风孔缝二位于右侧面，其尺寸为2 × 100 mm 2 ，与舱体侧边平行，距离舱体正面500 mm，距离舱体底面400 mm； (2) 天线孔一位于舱体顶面，六边形开孔，直径10 mm，距离舱体前面300 mm，距离舱体右侧面250 mm；天线孔二位于舱体左侧面，六边形开孔，直径10 mm，距离舱体正面250 mm，距离舱体底面250 mm； (3) 圆孔一为电力线过孔，位于舱体底面，直径为30 mm，距离舱体正面100 mm，距离舱体右侧面200 mm；圆孔二位于舱体顶面，直径为20 mm，距离舱体背面200 mm，距离舱体右侧面100 mm。 (4) 屏蔽舱内放置两台实验设备：设备一位于舱体背面，设备一顶面距离舱体顶面10 mm，距离舱体右侧面20 mm；设备二位于舱体底面，设备二距离腔体正面10 mm，距离舱体左侧20 mm。 (5) 屏蔽舱内线缆包括信号线缆和供电线缆。线缆一是设备一和设备二之间的信号传递线缆；线缆二与线缆三是由电力线分出分别通向设备二和设备一的供电线缆；电力线由舱体外部进入舱体，电源位于舱体外部。各线缆的规格由设备之间的接口决定。 (6) 屏蔽舱内设置隔板，整个舱腔可以由铝制隔板分成两个隔离舱，隔板位于舱体的正中央，当插入铝制隔板时需要考虑线缆穿过隔板过孔。 在仿真计算中，线缆一由两根同轴线缆组成，分别记为C1和C2，同轴线规格如图2(a)所示；线缆二由四根单线组成，分别记为S1，S2，S3和S4，单线规格如图2(b)所示。 图2. 同轴线缆(a)和单线(b)示意图 2.2. 仿真计算方法 本文计算模型中，各线缆终端均配置50 Ω的负载阻抗，以下均计算各线缆终端的感应电流，感应电压可由感应电流乘以负载阻抗获得。 计算中采用平面波入射，入射平面波的波形如图3所示。图中所示脉冲为矩形波，峰值场强为3.36 kV，脉宽为100 ns，周期为2 ms。计算中一般选取5个脉冲进行仿真计算，脉冲波持续时间为0.01 s，由于线缆终端的感应电流对于外加电磁场的耦合效应具有延时效应，故对于线缆终端的感应电流持续至0.05 s。 图3. 入射平面波脉冲波形 在PAM-CEM软件中依据上节所述仿真计算模型建立几何模型和设备模型。在相应的菜单下构造点，由点成线、由线画面的方式逐步形成仿真的几何模型。或者通过外部已建立好的CAD模型等导入。由点开始，然后连接成线，建立导线、电缆和天线，最后形成设备模型。 建立好模型后，首先进行网格剖分，及相关参数设置，接着是求解参数和激励源的设置。可以设置极化方向，入射方向、信号源等，并设置好边界条件。 通过设定哪一类型的连接，如电阻、电感、电容等，完成终端的设置。通过设定Cable的参数包括有长度、直径、介电常数、两端连接点等的设置，完成线缆设置。 计算时先是利用FDTD进行电磁场的计算，计算感应效应。在此基础上进行CRIPTE计算，并查看各种结果，如线缆的感应电流、电压、功率、相位等。
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user: 3. 仿真计算结果 3.1. 不同入射方向的计算结果 分别选取平面波由屏蔽舱体左侧、顶部和右侧入射研究以不同入射方向入射时，线缆终端的感应电流情况(图4、图5、表1、表2)。入射平面波脉冲为矩形波，峰值场强为3.36 kV/m，脉宽为100 ns，周期为2 ms，水平极化。 图4. 同轴线缆在不同入射方向下入射波的感应电流 图5. 单线在不同入射方向下入射波的感应电流 Table 1 Inducted current of coaxial cable by incident plane wave electromagnetic pulse in different direction 线缆编号 线缆类型 入射方向 线缆终端位置 峰值电流(A) 峰值时刻(us) C1 同轴线缆 左侧入射 设备二 0.0137 0.0112 C1 同轴线缆 左侧入射 设备一 0.0097 0.0157 C1 同轴线缆 上方入射 设备二 0.0106 0.0084 C1 同轴线缆 上方入射 设备一 0.0078 0.0130 C1 同轴线缆 右侧入射 设备二 −0.0096 0.0060 C1 同轴线缆 右侧入射 设备一 −0.0083 0.0102 表1. 同轴线缆在不同入射方向下入射波的感应电流 Table 2 Inducted current of single wire by incident plane wave electromagnetic pulse in different direction 线缆编号 线缆类型 入射方向 线缆终端位置 峰值电流(A) 峰值时刻(us) S1 单线 左侧入射 设备二 −0.4183 0.0062 S1 单线 左侧入射 设备一 0.9278 0.0047 S1 单线 上方入射 设备二 −0.4204 0.0041 S1 单线 上方入射 设备一 0.7586 0.0025 S1 单线 右侧入射 设备二 −0.4860 0.0047 S1 单线 右侧入射 设备一 0.7388 0.0032 表2. 单线在不同入射方向下入射波的感应电流 3.2. 不同极化方式的计算结果 选取平面波由舱体左侧入射时，在水平极化、垂直极化以及45˚极化下线缆终端的感应电流情况(图6、图7、表3、表4)。入射平面波脉冲为矩形波，峰值场强为3.36 kV，脉宽为100 ns，周期为2 ms。 图6. 同轴线缆在不同极化方式下入射波的感应电流 图7. 单线在不同极化方式下入射波的感应电流 Table 3 Inducted current of coaxial cable by incident plane wave electromagnetic pulse in different direction of polarizatio 线缆编号 线缆类型 极化方式 线缆终端位置 峰值电流(A) 峰值时刻(us) C1 同轴线缆 水平极化 设备二 0.0137 0.0112 C1 同轴线缆 水平极化 设备一 0.0097 0.0157 C1 同轴线缆 45˚极化 设备二 0.0203 0.0114 C1 同轴线缆 45˚极化 设备一 0.0175 0.0157 C1 同轴线缆 垂直极化 设备二 -0.0113 0.0139 C1 同轴线缆 垂直极化 设备一 -0.0139 0.0095 表3. 同轴线缆在不同极化方式下入射波的感应电流 Table 4 Inducted current of single wire by incident plane wave electromagnetic pulse in different direction of polarizatio 线缆编号 线缆类型 极化方式 线缆终端位置 峰值电流(A) 峰值时刻(us) S1 单线 水平极化 设备二 −0.4183 0.0062 S1 单线 水平极化 设备一 0.9278 0.0047 S1 单线 45˚极化 设备二 0.7140 0.0076 S1 单线 45˚极化 设备一 1.6464 0.0048 S1 单线 垂直极化 设备二 −0.4056 0.0033 S1 单线 垂直极化 设备一 −0.8694 0.0063 表4. 单线在不同极化方式下入射波的感应电流 3.3. 不同周期的计算结果 选取平面波由舱体左侧入射时，不同周期下线缆终端的感应电流情况。入射平面波脉冲为矩形波，峰值场强为3.36 kV，脉宽为100 ns，水平极化。仿真计算中分别以0.1 ms，0.5 ms，1 ms和2 ms为周期。 仿真计算结果表明，在改变入射波的周期时，各线缆终端的感应电流不变，结果如图8、图9、表5、表6： 图8. 同轴线缆在不同周期下入射波的感应电流 图9. 单线在不同周期下入射波的感应电流 Table 5 Inducted current of coaxial cable by incident plane wave electromagnetic pulse of different perio 线缆编号 线缆类型 周期 线缆终端位置 峰值电流(A) 峰值时刻(us) C1 同轴线缆 0.1 ms， 0.5 ms， 1 ms， 2 ms 设备二 −0.0109 0.0139 C1 同轴线缆 0.1 ms， 0.5 ms， 1 ms， 2 ms 设备一 −0.0139 0.0096 表5. 同轴线缆在不同周期下入射波的感应电流 Table 6 Inducted current of single wire by incident plane wave electromagnetic pulse of different perio 线缆编号 线缆类型 周期 线缆终端位置 峰值电流(A) 峰值时刻(us) S1 单线 0.1 ms， 0.5 ms， 1 ms， 2 ms 设备二 −0.4225 0.0033 S1 单线 0.1 ms， 0.5 ms， 1 ms， 2 ms 设备一 −0.8516 0.0063 表6. 单线在不同周期下入射波的感应电流
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user: 4. 结论 感应电流基本上在出现峰值后振荡衰减的方式呈现。从给出的各种仿真计算结果，按感应电流的振荡衰减趋势看，到100 ns时，感应电流基本消失。这也合理地说明了，当改变入射脉冲周期取值为0.1 ms，0.5 ms，1 ms和2 ms，由于这些脉冲周期取值远大于100 ns，在改变入射波的周期时，各线缆终端的感应电流不变。 对于同轴电缆，线缆终端感应电流在百分之一安培量级，与入射平面波电磁脉冲不同入射方向和不同极化方式关系不大。对于单线电缆，线缆终端感应电流在安培量级，远远大于同轴电缆的结果，能明显看出其随入射平面波电磁脉冲不同入射方向和不同极化方式的变化。 计算结果表明，从干扰破坏的角度看，由于单线电缆有安培量级的线缆终端感应电流，强电磁脉冲可以通过单线对屏蔽舱的电子设备造成电路工作混乱、存储信息丢失、敏感元器件失效；从防护角度看，复杂电子系统内部应尽量采用同轴电缆，有效减小线缆终端感应电流，提高系统可靠性。
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user: 摘 要 本研究的目的是获得天线附近给定设备内部可能引起的电磁干扰的预估，从而优化天线的设计参数，并获得天线附近导线中感应电流传递函数的估计，该感应电流可能对连接的设备造成干扰。本研究采用SENMA电磁仿真软件，模拟了由喇叭和波导转换器组成的天线在受到外部电磁场作用而激发出的电场强度和电流密度。对于给定的激励，该波同时到达两个线探针并产生感应电流，大约为微安的十分之一。电探针显示电场在波导内部大得多，而在天线前面传输很少的能量，这可能是由于不同组件之间的过渡阻抗不匹配。对于壁面较薄的区域，固体内部的感应电流亦较大。 关键词 :电磁耦合，网格划分，仿真，天线 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 针对高频强场辐射源所形成的复杂电磁环境对电子系统所形成的电磁威胁以及易损性评估，文献 [ 1 ] 强调了数值模拟与仿真的重要性。王鹏等在 [ 2 ] 中提出了针对高功率电磁脉冲环境的系统级电磁效应评估与技术的发展途径。Hu Rui等在2017年的微波、天线、传播与电磁兼容技术国际会议上提出了某导航贴片天线受不同电磁脉冲照射后的输出时域波形信号的仿真数据及其分析结果 [ 3 ] 。Lorena Lozano等利用电磁仿真工具，基于矩方法(MOM)，模拟了大型商用喷气式飞机和旋翼飞机的机身对航空卫星信道的效应，包括脉冲响应，窄带信号与宽带信号的时间信道变化 [ 4 ] 。Luan Shenshen等在文献 [ 5 ] 中，关于相控阵雷达的高空核电磁脉冲(HEPM)的防护技术研究，提出了电磁拓扑(EMT)和决策试验与评估(DEMETEL)相结合的方法，降低了确定耦合路径的难度。左超等在解决一箭多星的电磁兼容问题时，通过建立天线模型和透波口模型以及仿真，确定转发天线的最佳架设方位 [ 6 ] 。向振宇等研究了天线耦合干扰对传输线网络的电磁效应，得到一种计算复杂传输线网络终端频域及时域响应的方法 [ 7 ] [ 8 ] 。本文基于散射电场强度的Helmholtz方程，利用时域有限差分方法的SEMBA软件，对天馈系统在高频强场源辐射下的耦合效应进行了仿真计算。首先获得相关部件的相关电磁特性，特别是电导率，大多数材料都可以在高频下作为理想导电体(PEC)来处理；在本文中，将假设天线就是这种情况。导线的建模需要设定电阻单位(Ω/m)和电感单位(H/m)，传输线中的负载也必须确定。模型空间采用无限元域截断，由于完整天线包括网格数巨大，在五百万单元左右，因此计算量巨大。这里的结果只能证明能够实现对波导天线进行仿真，与实验数据的比较需要更详尽的分析。
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user: 2. 几何模型 2.1. AutoCAD图片导入GiD模拟 AutoCAD.dwg格式是一种仅由Autodesk程序处理的闭二进制格式。为了使用其他工具，需要将其转换成其他格式。有几种转换工具可用。我们采用DWG DXF转换器，该转换器可以免费下载：http://anydwg.com/dwg-dxf/. 2.2. 基于GiD-SEMBA建模 转化后的dxf文件格式可以导入GID，并且保持所提供单元(mm)的原始尺寸。然而，它们将是3D建模的部分草图。下面小节介绍了对提供的两个部分的操作的一些步骤：喇叭天线和从圆形波导到矩形波导的适配器。为这个例子创建的3D模型作为单独的示例提供。 2.2.1. 喇叭天线 将DXF文件导入GID提供程序草图(图1)。必须处理此几何图形以生成(图2)所示的3D模型。为了获得该模型，关键步骤是生成相应的线，当在GID中旋转表面并激活时产生正确的表面。 图1. 导入与喇叭天线对应的.dxf文件后的GID视图 图2. 喇叭天线的3D模型，(上部图像)是去除外表面的侧视图 2.2.2. 圆形到矩形波导适配器 正如在2.2.1节中描述的情况一样，将DXF文件导入GiD提供程序草图(图3)。必须处理此几何图形以生成(图4)所示的3D模型。为了获得该模型，关键步骤是在两个波导段之间产生正确的过渡。这是通过包含在圆形波导上的八个引导点来实现的。
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user: 3. 基于GiD-SEMBA的问题定义及网格剖分 3.1. 问题定义 在第2章中介绍生成的不同的GID模型生成均可以导入，移动和旋转，使它们的不同部分匹配。此外，我们还在天线前面增加了一个矩形波导过渡和一个导线，所得到的模型的图像如图5所示。 图3. 对应于圆形到矩形波导适配器的导入.dxf文件后的GID视图 图4. 喇叭天线的3D模型，删除外部表面来观察波导内部 图5. 结合喇叭天线和适配器模型的微波电路，导线在天线的前面，计算域未显示 将SEMBA问题类型加入到GiD中后，可以设置不同的条件和材料： · 所有UGRFDTD选项都设置为默认值，网格剖分设置为ZMesher。模型单位设置为mm。 · 在结构周围画出一个框，给出了每个方向上单元距离为0.5 mm的网格条件。 · 所有天线表面都被设置为PEC，导线的半径为10 mm，电阻为50 Ω/m. · 矩形波导端口设置在矩形波导的开头，所有选项设置为默认值。 · 两个电探针被设置在天线内和前面的点上。两个电流探针位于导线的不同点。 3.2. 几何网格剖分 在所有的电磁条件都被定义之后(3.1节)，下一步生成由点、线和三角形组成的几何网格，这些网格充分地再现了问题的几何结构。为此，我们注意到几何中包含许多曲面和几个直线曲面。只用两个三角形就足够可以模拟一个矩形平面表面。另一方面，我们需要许多三角形来充分地建模具有足够精度的几何形状。为了满足所有这些要求，可以方便地选择Mesh Sizes by chordal error，并将最大chordal error设置为0.005。现在我们可以使用显著更大的元平均值来生成网格。使用50的平均尺寸我们得到图6所示的网格，其中包含大约130万个元。在Intel(R)Core(TM)i7-3960XCPU@3.30 GHz桌面计算机中，获得几何网格大约需要两分钟。 图6. 微波电路的几何网格，需要足够的单元生成曲面 3.3. FDTD网格剖分 我们可以使用SEMBA来获得用来仿真的FDTD网格。建议检查所获得的网格，以便确定一切是否正确。在图7中，网格的一些细节被高亮显示。最终网格包含267 × 267 × 1200个单元。 图7. FDTD网格细节
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user: 4. 仿真及结果分析 一旦获得FDTD网格nfde文件可作为UGRFDTD求解器的输入。该模拟大约消耗5 GB的RAM，在Intel(R)Core(TM)i7-3960XCPU@3.30 GHz桌面计算机上运行大约需要三个小时。经过仿真，结果在SEMBA在GiD项目文件夹内创建的ugrfdtd文件夹中：microwave_circuit.gid。在这个文件夹中，出现了几个dat文件，其中包含与创建的输出请求相对应的信息。 这些文件是plain-ascii格式，可以使用许多不同的程序进行操作。在我们的例子中，我们准备了一个Python 2.7脚本(plot.py)，当从项目文件夹复制和运行时，它会生成图8所示的图。 图8. plot.py Pypython脚本生成的不同探针的图形 我们可以观察到，对于给定的激励，该波同时到达两个线探针并产生感应电流，大约为微安的十分之一。电探针显示电场在波导内部大得多，而在天线前面传输很少的能量，这可能是由于不同组件之间的过渡阻抗不匹配。 本文介绍了基于SEMBA电磁仿真软件的天线对高频强场电磁效应的仿真的几何建模与计算方法。仿真结果表明，利用SEMBA软件能够实现对波导天线电磁效应的仿真。
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user: 摘 要 基于室内模型试验对比研究了单锚板和串联式双锚板的拉拔性状。基于FLAC 3D有限差分软件，建立了串联式双锚板的拉拔性能数值模拟模型，获得了上拔力–上拔位移关系曲线，同时，对其影响因素进行了探讨。研究结果表明：1) 串联式双锚板的承载能力远大于单锚板。无论是单锚板或是串联式双锚板，上拔力–上拔位移关系的典型曲线为双曲线，且面积相同的圆形锚板的承载力远大于方形锚板。2) 土的强度参数对串联式双锚板上拔力–上拔位移关系影响明显。3) 对于串联式双锚板，在下锚板埋设深度一定，且为深埋锚板的条件下，土的重度对上拔力–上拔位移关系影响很小，同时，双锚板之间存在临界间距，当锚板间距大于临界间距，随着上锚板埋深增大，串联式双锚板的承载力增加。 关键词 :锚定板，极限承载力，上拔力–位移关系曲线，影响因素 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/