检索结果-内蒙古大学图书馆

水力发电学报 2024年第3期43卷 1-13页

作者：骆卓然刘家宏张尚弘周晋军张丽邵薇薇华北电力大学水利与水电工程学院北京102206 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 水利部数字孪生流域重点实验室北京100038 北京工业大学城市建设学部北京100124

为系统分析气候变化背景下青海湖水位的变化过程及影响机理,本研究利用1971—2020年青海湖流域的站点观测资料,运用时间序列分析、地统计学插值和相关性分析相结合的方法,定量分析了青海湖流域水文和气象要素的时空变化特征,并基于全球... 详细信息

为系统分析气候变化背景下青海湖水位的变化过程及影响机理,本研究利用1971—2020年青海湖流域的站点观测资料,运用时间序列分析、地统计学插值和相关性分析相结合的方法,定量分析了青海湖流域水文和气象要素的时空变化特征,并基于全球气候模式预估了不同情景下降水和水位的变化趋势。结果表明:过去50年间青海湖水位和水面面积呈先下降后上升的过程,径流量、降水量和气温呈增加趋势,而蒸发量则明显减小;青海湖水位受径流量、降水量、气温和蒸发量的影响非常显著,相关系数分别高达0.92、0.92、0.88和0.81;2021—2040年青海湖水位在不同情景下均呈上升趋势,年平均水位上升速率分别为0.218、0.187、0.125和0.132 m/a。本研究将为气候变化背景下高原湖泊水循环机理揭示及其量化分析提供科学依据。

关键词：气候变化水文要素时空变化相关关系青海湖流域

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深部岩体变形模量数值反演计算方法及敏感性分析

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煤炭学报 2024年第S01期49卷 154-166页

作者：刘力源骆奕帆王涛孙显腾汪炯北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 山东黄金集团有限公司山东济南250013

岩体变形模量是地下岩石工程设计和建造的关键参数之一。获取准确的岩体变形模量对深入分析深部岩体工程围岩变形行为至关重要。基于此,系统梳理归纳了常用的岩体变形模量计算方法,并利用有限元方法模拟原位试验进行岩体变形模量反演计... 详细信息

岩体变形模量是地下岩石工程设计和建造的关键参数之一。获取准确的岩体变形模量对深入分析深部岩体工程围岩变形行为至关重要。基于此,系统梳理归纳了常用的岩体变形模量计算方法,并利用有限元方法模拟原位试验进行岩体变形模量反演计算,与原位试验结果进行对比验证分析。针对深竖井实际工程,建立了深部地层不同岩性岩体变形模量反演分析数值计算模型,开展了不同强度准则、泊松比和岩体黏聚力对岩体变形模量的敏感性分析,将数值模拟反演结果与经验公式计算结果进行对比分析和讨论。研究结果表明,基于刚性平板载荷试验计算得到的岩体变形模量值与有限元数值反演得到的数值高度接近,具有较好的一致性;虽然泊松比对岩体变形模量有一定影响,但总体上岩体变形模量对泊松比的敏感性较低;当岩体黏聚力较小时,强度准则的选择对变形模量的反演结果影响显著,随着岩体黏聚力的增大,强度准则的选择对变形模量反演结果的影响逐渐减小;对于不同深度岩性的地层,岩体变形模量对岩体黏聚力变化敏感性不同;通过数值反演求得的岩体变形模量和一些经验公式的计算结果具有很好的相关性。因此,深部岩体工程规划设计和开发过程中可综合运用数值模拟和经验公式进行岩体变形模量反演计算,进而在更大程度上保障工程的安全性和经济性。

关键词：岩体力学变形模量反演敏感性分析数值模拟

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物理信息神经网络在水文地质与工程地质中的应用研究综述

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水利水电技术(中英文) 2025年

作者：朱琳钱陈之皓宫辉力郭涛李帅叶淼首都师范大学资源环境与旅游学院水资源安全北京实验室城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地地面沉降机理与防控教育部重点实验室河北沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站四川省农业科学院遥感与数字农业研究所

【目的】在水文地质与工程地质研究中，传统机理数值模型在模拟复杂物理过程时存在建模精度低、不确定性等问题，机器学习模型则存在数据需求量大和可解释性差的不足。物理信息神经网络（Physics-Informed Neural Networks，PINNs）作... 详细信息

【目的】在水文地质与工程地质研究中，传统机理数值模型在模拟复杂物理过程时存在建模精度低、不确定性等问题，机器学习模型则存在数据需求量大和可解释性差的不足。物理信息神经网络（Physics-Informed Neural Networks，PINNs）作为一种结合物理定律和机器学习的计算新方法，能够为解决上述问题提供可行的方案。【方法】首先，通过整理近四年文献，系统梳理机理数值模型、机器学习模型及机理-学习耦合模型在水文地质与工程地质领域的研究现状；其次，深入分析PINNs在该领域的最新应用；最后，阐述了PINNs在水文地质与工程地质领域发展中存在的问题，并对其今后的发展给出相关建议。【结果】研究发现，在水文地质与工程地质领域，PINNs部分解决了数值模型和机器学习模型中存在的数据稀缺、可解释性差和泛化性不足等问题，拥有广阔的应用前景。今后需要进一步解决其在鲁棒性、自适应权重分配和初边界条件处理方面存在的问题，深入挖掘其潜力。【结论】在未来研究中，进一步发展建议如下：耦合生成式模型或强化学习等模型，减少因数据质量和噪声对模型的影响，提高PINNs的鲁棒性；使用加速收敛算法，平衡损失函数权重和使输出满足正交条件，提高PINNs模型的计算效率；综合实际情况，优化选择激活函数、约束方式等，使PINNs模型收敛速度更快，结果更为精准。

关键词：物理信息神经网络数值模型机器学习耦合模型地下水水文地质数值模拟工程地质

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基于时空加权KNN算法的1988-2015年渤海海冰空间分布重建

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海洋环境科学 2024年第3期43卷 438-447页

作者：孙静琪李晨睿许映军颜钰邓磊北京师范大学国家安全与应急管理学院北京100875 北京师范大学教育部巨灾模拟与系统性风险应对国际合作联合实验室广东珠海519087 应急管理部−教育部减灾与应急管理研究院北京100875 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100037 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 中国地质大学北京100083

利用AVHRR和MODIS遥感解译数据,结合与渤海海冰面积相关程度高的日平均温度、3 d-1.8℃积温、累积冻冰度日和累积融冰度日等气象因子数据,基于时空加权KNN算法构建了空间分辨率为1 km海冰空间补全模型,重建了1988-2015年渤海海冰空间分... 详细信息

利用AVHRR和MODIS遥感解译数据,结合与渤海海冰面积相关程度高的日平均温度、3 d-1.8℃积温、累积冻冰度日和累积融冰度日等气象因子数据,基于时空加权KNN算法构建了空间分辨率为1 km海冰空间补全模型,重建了1988-2015年渤海海冰空间分布连续日数据集。渤海海冰空间分布补全均方误差为0.03,分类正确率均为87%以上,28年平均正确率为91.87%,均方误差与海冰遥感影像数据缺失率呈中度正相关。结果表明,该模型均方误差较小,且分类正确率高,可以用于渤海海冰空间分布数据补全,空间分辨率高且补全速度快,在海洋环境安全管理领域,尤其对有冰海域海冰灾害风险管理方面有重要的价值。

关键词：渤海海冰加权KNN算法海冰空间分布海冰数据重建

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典型富氢燃料气预混火焰的熄灭特性

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清华大学学报（自然科学版） 2023年第4期63卷 585-593页

作者：邹俊李昭兴张海吕俊复张扬清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

宽燃料适应性是先进燃气轮机的重要设计要求之一,燃用来源广泛的富氢燃料气是燃气轮机未来发展的重要方向,因此富氢燃料气的湍流火焰熄火特性应成为燃气轮机燃烧室设计过程中重点关注的问题。该文通过使用优化的对冲火焰实验方法和数值... 详细信息

宽燃料适应性是先进燃气轮机的重要设计要求之一,燃用来源广泛的富氢燃料气是燃气轮机未来发展的重要方向,因此富氢燃料气的湍流火焰熄火特性应成为燃气轮机燃烧室设计过程中重点关注的问题。该文通过使用优化的对冲火焰实验方法和数值模拟计算方法,比较了2种典型的富氢燃料气在层流和湍流燃烧状态下的熄灭拉伸率,并分析了贫燃侧2种燃料预混火焰熄灭拉伸率差异的主要原因。结果表明:在该文研究的工况范围内,采用数值模拟方法可较好地预测层流和湍流火焰的熄灭拉伸率。在层流燃烧状态下,火焰锋面内活性自由基H、O和OH的物质的量浓度相对更高的富氢燃料气,其火焰锋面内部的关键化学反应速率和释放热量的速度更高,因此能抵抗更高程度的火焰拉伸形变。湍流作用加快了火焰锋面内部的反应速率,但同时会使热量更快地从火焰锋面内部向外输运,相比于层流火焰,湍流火焰熄灭拉伸率降低。

关键词：富氢燃烧预混火焰对冲火焰熄灭拉伸率

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城市地下排水管道中燃气爆炸及气-液两相耦合作用规律

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爆炸与冲击 2024年第3期44卷 88-102页

作者：周刚孔阳崔洋洋钱新明傅砺烨张琦山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266590 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 应急管理部研究中心中国煤炭工业发展研究中心北京100713 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

为研究城市地下排水管道中燃气爆炸传播特性和气-液两相耦合作用规律,基于气-液两相流理论和计算流体力学方法,对不同水深率下的天然气/空气混合物的爆炸-加速-衰减过程进行了数值模拟。研究结果表明:当水深率小于0.7时,随着水深率的增... 详细信息

为研究城市地下排水管道中燃气爆炸传播特性和气-液两相耦合作用规律,基于气-液两相流理论和计算流体力学方法,对不同水深率下的天然气/空气混合物的爆炸-加速-衰减过程进行了数值模拟。研究结果表明:当水深率小于0.7时,随着水深率的增加,气相空间的长径比增大,燃料燃烧加剧,火焰的加速现象逐渐显著,导致峰值超压逐渐增大,超压峰值显现时间逐渐缩短,且峰值超压沿轴向的提升效果更加显著;当水深率达到0.7时,火焰在管道内的传播明显受阻,水震荡产生的波动及细水柱迅速占据了有限的气相空间,阻断了火焰的自维持传播,使得爆炸超压仅在点火源附近显现。不同水深率条件下,管道中相同区域内,同一时刻水面被扬起的高度和气相区域的速度场不同,被卷扬起的低温液体对其相邻区域的高温火焰形成降温和阻断,之后由于气体的宏观流动,与液面相邻的低温气体流动至管道内高温区域,进而造成管道内火焰温度降低,同时,水的震荡和细水柱的飞扬大大降低了爆炸超压风险。

关键词：城市排水管道天然气爆炸爆炸超压火焰熄灭

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基于深度学习的三维大地电磁静态位移校正算法

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地球物理学进展 2025年

作者：李远昊王绪本蒋沛凡成都理工大学地球探测与信息技术教育部重点实验室成都理工大学地球物理学院

在大地电磁（Magnetotelluric ，MT）测深中，近地表局部不均匀体引起的静态位移效应显著增加了数据反演的不确定性，静校正作为抑制静态位移效应的核心手段，传统方法对三维数据的适应性较差，并且在反演过程中进行静校正会大幅增加计... 详细信息

在大地电磁（Magnetotelluric ，MT）测深中，近地表局部不均匀体引起的静态位移效应显著增加了数据反演的不确定性，静校正作为抑制静态位移效应的核心手段，传统方法对三维数据的适应性较差，并且在反演过程中进行静校正会大幅增加计算量。因此，亟需开发一种面向三维数据的高效静校正处理方法。近年来，深度学习技术为解决该问题提供了全新的研究思路。首先，构建了大规模包含静态位移效应的三维MT数据集；其次，设计了一种适用于三维MT数据的深度神经网络，通过建立输入与输出之间的非线性映射，模拟静校正过程；最后，实现了对不同极化方向视电阻率的高精度、快速三维MT静校正。实验结果显示，该方法的平均相对误差为0.59%，平均绝对误差为1.1358Ω·m。在复杂地电模型中的应用结果进一步验证了该网络模型良好的泛化能力。本研究为智能化三维MT静校正提供了一种高效且准确的方法支持。

关键词：深度学习大地电磁静校正

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青藏高原地表大气氧含量空间格局及自然地带“三维分异”的新认识

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地理学报 2023年第3期78卷 532-547页

作者：史培军胡小康陈彦强张慧杨合仪胡金鹏杨雯倩贾伟马伟东姜璐张钢锋蒲小燕郝力壮王静爱朱文泉马永贵唐海萍陈志北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 青海省人民政府—北京师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810016 应急管理部—教育部减灾与应急管理研究院北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 青海师范大学西宁810016 青海大学西宁810016 四川大学成都610065

青藏高原地表氧含量是海拔、地势、气候、水域、植被、土壤综合作用的结果,其中海拔、气温、植被覆盖度与叶面积指数的相对贡献分别为-39.58%、35.50%、24.92%。青藏高原地表氧含量首先呈现东南向西北递减的差异,这主要与依赖水热条件... 详细信息

青藏高原地表氧含量是海拔、地势、气候、水域、植被、土壤综合作用的结果,其中海拔、气温、植被覆盖度与叶面积指数的相对贡献分别为-39.58%、35.50%、24.92%。青藏高原地表氧含量首先呈现东南向西北递减的差异,这主要与依赖水热条件的植被产氧有关;其次是东西延伸、南北更替的差异,这主要与依赖气温与地势的大气压对氧含量的影响有关;第三是随海拔变化的垂直分异,这主要与依赖地势、气温的大气压,以及依赖温度与水分的植被产氧有关。地表氧含量可以定量展现地表自然地理特征的时空格局,据此,本文把青藏高原自然地带划分为3个一级区、17个二级区,即:东南部亚热带森林—森林草原区域,地表年均氧含量为20.35%,7月平均值为20.45%,1月平均值为20.27%,含2个二级区;东部温带森林—草原—草甸区域,地表年均氧含量为20.10%,7月平均值为20.23%,1月平均值为20.00%,含5个二级区;西部寒带温带草原—荒漠—草甸区域,地表年均氧含量为20.00%,7月平均值为20.10%,1月平均值为19.91%,含10个二级区。

关键词：青藏高原地表氧含量自然要素综合体三维自然地带第二次青藏科考

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阿古拉斯流域亚中尺度过程的能量分析

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海洋学报 2024年第1期46卷 27-38页

作者：赵若楠李刚何宜军南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室北京100081 崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

本文基于(1/48)°MITgcm数值模拟结果,通过频率−波数谱分析等方法分离地转平衡和非地转运动,分析了阿古拉斯流域亚中尺度的分布特征,讨论了其季节性变化的主要影响因素。结果表明,阿古拉斯流域亚中尺度过程具有冬强夏弱的显著季节... 详细信息

本文基于(1/48)°MITgcm数值模拟结果,通过频率−波数谱分析等方法分离地转平衡和非地转运动,分析了阿古拉斯流域亚中尺度的分布特征,讨论了其季节性变化的主要影响因素。结果表明,阿古拉斯流域亚中尺度过程具有冬强夏弱的显著季节变化特征,混合层斜压不稳定是影响该流域亚中尺度季节性差异的主要原因。此外,在涡动能较强的区域,地转平衡运动始终主导亚中尺度过程,季节性变化较小;在涡动能较弱的区域,地转平衡与非地转分量具有明显的季节性差异,局地混合层浅化可能是导致夏季非地转分量贡献增加的主要机制。本文研究结果有助于进一步探究阿古拉斯流域亚中尺度的季节性变化及其主导因素,地转平衡与非地转运动的有效分离加强了我们对海洋多尺度之间能量传递的理解。

关键词：阿古拉斯流域亚中尺度过程地转平衡运动非地转运动过渡尺度

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三种土壤导热率模型对中国北方地表温度的模拟

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高原气象 2022年第5期41卷 1315-1324页

作者：任余龙李振朝蒋俊霞高晓清周甘霖芦亚玲中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省防灾减灾重点实验室中国气象局防灾减灾重点实验室甘肃兰州730020 中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

为了提高模式CLM4.5(The Community Land Model Version 4.5)对我国北方地表温度的模拟性能,本文利用近30年实况地表温度站点观测资料,开展了Johansen、Côté-Konrad及Lu-Ren三个常用土壤导热率模型对地表温度模拟影响的研究.... 详细信息

为了提高模式CLM4.5(The Community Land Model Version 4.5)对我国北方地表温度的模拟性能,本文利用近30年实况地表温度站点观测资料,开展了Johansen、Côté-Konrad及Lu-Ren三个常用土壤导热率模型对地表温度模拟影响的研究.结果表明,三种导热率方案均能较好地模拟出中国北方地表温度的时空特征,但Lu-Ren方案的模拟误差、均方根误差更小,与实况间的相关性最显著.实况分析表明,近30年来北方地表温度处于快速上升通道中,尤其2003年以来增温趋势更加显著;三种方案均能模拟出这种变化趋势,与实况变化间相关显著,但模拟的增温幅度偏小,其中Lu-Ren方案模拟的变化趋势与实况值最接近.基于Taylor图和降水模拟评估表明,三种方案中Lu-Ren方案模拟效果最好.由此可见,在CLM4.5模式中增加适合我国北方气候模拟的土壤导热率新方案(Lu-Ren方案),提高了CLM模式的模拟效果,促进了该陆面模式的发展.

关键词： CLM4.5模式地表温度土壤导热率数值模拟

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