微分求积法在结构动力分析中的应用

微分求积法（DQM）是1种求解微分方程初（边）值问题的数值方法，通常以较小的计算工作量即可获得较高的数值精度。这种方法应用于工程领域时多用来解决梁、板等结构的静力分析或结构特征值分析等问题，即对边值问题的微分方程的求解。结构动力分析属于初值问题，荷载和结构反应都具有特殊性，直接套用DQM求解边值问题并不能获得问题的解。本文尝试利用微分求积原理建立求解结构动力反应的具体方法。借鉴单元法的思想，将荷载持时划分为若干个时步，在每个时步内对动态荷载和结构反应进行离散，然后用DQM对时步逐个进行求解，得到体系在整个时域内的反应过程。通过对3种不同自振周期的线弹性单自由度体系在不同频率简谐激励下反应的计算，阐释了本文方法的可行性以及高精度、高效率的特点，通过数值试验确定了时步内相对较优的节点数，并为时步长度的选取提供了建议。     

浙南近海虾类群落结构及其多样性分析

作者根据2015年11月(秋季)、2016年2月(冬季)、2016年5月(春季)和2016年8月(夏季)对浙南近海进行的渔业资源调查数据,用生物量作为虾类资源分布的数量指标,对该海域虾类的组成、数量分布以及季节变化进行分析。结果显示:该区域共鉴定出虾类30种,隶属于10科21属,以对虾科(Penaeidae)虾类最多,其次为管鞭虾科(Solenoceridae),长臂虾科(Palaemonida)位居第3位。按季节来看,秋季共鉴定虾类27种,各站位平均生物量为6.97 kg/km2,优势种为凹陷管鞭虾(Solenocera koelbeli)、中国毛虾(Acetes chinensis)和中华管鞭虾(Solenocera crassicornis)等3种;冬季鉴定出虾类25种,平均生物量为1.65 kg/km2,优势种为凹陷管鞭虾、扁足异对虾(Atypopenaeus stenodactylus)、日本鼓虾(Alpheus japonicus)、鲜明鼓虾(Alpheus digitalis)、中国毛虾、中华管鞭虾和周氏新对虾(Metapenaeus joyneri)等7种;春季20种,平均生物量为2.22 kg/km2,优势种为戴氏赤虾(Metapenaeopsis dalei)、东海红虾(Metapenaeopsis dalei)和中华管鞭虾等3种;夏季16种,平均生物量为10.36 kg/km2,优势种有鹰爪虾(Trachysalambria curvirostris)和中华管鞭虾等2种。Margalef丰富度指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Pielou均匀度指数(J′)秋季均低于冬季。秋冬季受到浙闽沿岸流影响,温度、盐度相对较低,夏季受到台湾暖流外侧影响,温度、盐度相对较高,且各季节间由于瓯江、椒江、飞云江、鳌江等陆源性冲淡水的影响,盐度、温度变化相对较大,使得该区域的物种不得不适应一个跨度较大的温盐范围,广温广盐性种类为主。     

三维实景地图生产与应用

实景地图近年来发展迅速,在日常生活中应用广泛,如旅游景点、宾馆、银行、政府服务中心等的空间位置查询、服务内容介绍等。实景地图的生产方法、生产流程有多种多样,产品质量参差不齐。目前,利用轻型无人机航空摄影系统实现三维全景地图生产,生产方式方便、高效且质量较好。该文介绍了生产三维实景地图的无人机系统及三维实景地图生产方法与过程,通过采用无人机系统实景地图的生产实例,讲述了实景地图应用现状、发展前景及存在的问题。     

发现于我国渤海辽东湾的海洋甲藻新种-渤海异冒藻(Heterocapsa bohaiensis sp. nov.)

A small armed dinoflagellate bloomed in the aquaculture ponds off the coast of Liaodong Bay, Bohai Sea of China,resulting in heavy mortalities of the cultured prawns(Penaeus japonicus) and larvae of Chinese mitten handed crabs(Eriocheir sinensis). The bloom-forming species was successfully isolated, and cellular morphology of the specimen was consequently investigated through light, fluorescent and electron microscopy. The small((14.4±1.6) μm in length) ellipsoid cells show typical Heterocapsa thecal plate arrangement(Po, cp, 5′, 3 a, 7′′, 6 c,5 s, 5′′′, 2′′′′). The episome is evidently bigger than the hyposome. One to three spherical pyrenoids are located above or beside the large elongated nucleus. The body scale is characterized by a triangle basal plate with one central upright and nine peripheral spines. Above all, Heterocapsa bohaiensis could be distinguished from other Heterocapsa species by the combination of the cell size, morphology, cellular structure and body scale. Sequence analyses of both ITS and LSU regions reveal the significant genetic divergence between H. bohaiensis and other established species in this genus, further supporting novelty of this species. Noticeably, different sample treatment methods resulted in morphological variation of the apical pore complex(APC) of H. bohaiensis, which needs to be taken into account in future study.     

基于分区间泛化Kriging近似模型的船舶局部结构形状优化

为提高Kriging近似模型在船舶结构性能多维度响应预测方面的适用性,对常规Kriging近似模型进行分区间泛化改进:一是对设计样本点的各个维度(分量)进行划区,并在每一个分区间内采用最优拉丁超立方(OLhd)取样;二是引入比例系数w1组合高斯与指数型相关函数提高模型对数据的泛化能力,从而在每个划分的区间内建立泛化的Kriging近似模型。通过SCH测试函数,验证了构造的分区间泛化Kriging模型有效性。结合参数化建模和改进Kriging近似模型对某过渡肘板和舱口角隅边界进行形状优化,优化第一阶段由改进的近似模型通过多岛遗传算法得到全局初步的最优解,第二阶段在初步解的基础上缩小优化变量范围,由少量的FEM计算即可在小范围内搜寻到精确的最优设计变量。结果表明:分区间泛化Kriging近似模型在预测多维度响应时较常规Kriging模型预测精度更高;分阶段的形状优化流程在保证极小误差和缩小计算成本的情况下能够得到理想的应力分布和重量优化结果,有助于船舶结构的轻量化研究。     

基于空间插值的浙江省城市流时空演变特征研究

为了探寻发达省份内城市间相互作用的时空特征，该文以浙江省为样本单元，选取2005、2010年和2015年3个时间截面，采用反距离权重法和空间插值手段，从城市流强度视角展开了实证分析。结果表明：（1） 城市间的联系在不断加强，期间城市流强度值随时间的推移而整体得到提升，空间上由初始的“中心点”通过发展扩散向“中心域”转变，中心城市的辐射带动作用开始发挥成效。（2）结构上呈现出相对稳定的北高南低的分布格局，以杭州市为龙头，宁波为副核心，温州、绍兴、舟山为重要节点的多中心城市网络结构雏形初步形成。（3） 城市流强度的空间分异特征分析明显，但分异程度有了些许的改善，侧面说明空间上由初始的“中心点”通过发展扩散向“中心域”转变的基本观点。最后就浙江省如何加强省内城市间“流”的规模性、区域协调性和可持续性展开了讨论。     

塔里木盆地苏盖特布拉克剖面寒武系第二统第三阶微生物岩结构类型*

塔里木盆地阿克苏地区寒武系第二统第三阶肖尔布拉克组主要由微生物白云岩组成,代表性的剖面在阿克苏市西南90 km处的苏盖特布拉克。由于成岩作用改造严重,对这套微生物碳酸盐岩的特征和形成环境的认识还存在很多分歧,制约了勘探工作。通过详细野外勘察和室内研究,将肖尔布拉克组微生物岩分为4种结构类型: 凝块结构、纹层结构、砂屑结构和骨架结构。首次对凝块结构和纹层结构进行了亚类型的划分,其中凝块结构可划分为蠕虫状、网状和斑点状3种亚类型,纹层结构可划分为致密纹层、短薄纹层、颗粒纹层以及单纹层、纹层组、复合纹层。肖Ⅰ段—肖Ⅲ段发育凝块石白云岩、凝块—层纹石白云岩和层纹石白云岩,肖Ⅳ段发育凝块石微生物丘,肖V段下部发育网状结构凝块石白云岩,肖V段上部发育砂屑白云岩和肾形菌骨架岩。白云石化作用、溶蚀作用、重结晶作用是改变肖尔布拉克组微生物岩结构最重要的成岩作用,且该组下部比上部遭受了更强的成岩作用改造;微生物岩结构对成岩作用改造的抵抗能力为: 砂屑结构>纹层结构>凝块结构。根据微生物岩结构,推测肖Ⅰ段—肖Ⅲ段形成于潮坪环境,肖Ⅳ段和肖V段下部形成于深水潮下环境,肖V段上部形成于浅水潮下环境。以上成果为认识塔里木盆地肖尔布拉克组微生物岩的平面分布规律和今后开展被成岩作用强烈改造的白云岩型微生物岩的研究提供了一个重要参考。     

鄂尔多斯盆地北部东胜地区侏罗系—白垩系钻孔数据库与三维地质模型

随着砂岩型铀矿找矿工作的进一步开展，其对以往钻孔资料集成应用的需求尤为迫切。在煤田钻孔资料“二次开发利用”和“煤铀兼探”新方法、新思路的指导下，通过采集东胜地区钻孔资料属性数据，按照统一的标准和要求，将煤田、铀矿等类型的重要钻孔资料，通过整理、扫描、数据类型转换、录入和集成，建成了东胜地区侏罗系—白垩系综合钻孔数据库，实现了对多源钻孔数据的统一管理。该数据库共包含3个Access数据库和相应的成果图件。每个Access数据库均包含钻孔基本信息表、综合柱状分层表、岩性描述分层表、地层名称及代号表、地层颜色表、测井曲线数据表、测井曲线配置表和钻孔弯曲度测量数据表等8张数据表，分别详细记录了地质编录岩性信息、地层分层信息、岩石颜色信息、测井曲线信息、水文分层信息、钻孔样品采样信息、弯曲度测量信息等。通过应用实践，该钻孔数据库成果可实现连井剖面、含煤含铀目的层的顶底板标高、地层等厚图、砂体等厚图及含砂率图等重要基础地质图件的快速生成，从而提高数据的使用效率并为铀矿勘查及研究工作提供重要数据基础。     

山东大尹格庄金矿床深部三维定量成矿预测

大尹格庄金矿是胶西北招平断裂带中段的大型金矿床,但随着逐渐的开采其保有资源量不断下降,急需在矿床的深边部区域开展接续资源找矿工作。本文以大尹格庄金矿为研究对象,以区域成矿理论和找矿勘查模型为指导,利用三维地质建模技术构建了相关地质体的三维模型,在此基础上,采用定量化的方法提取地质体与成矿相关的控矿因素指标和矿化指标,并建立了三维定量成矿预测模型,并应用该模型圈定了3个找矿靶区。研究表明,该方法能够适用于大中型矿山的深边部找矿工作,其三维及定量化的预测结果能够为后续的勘探及开采工作提供重要参考。     

岩体结构面各向异性变异系数的尺寸效应研究

岩体结构面的各向异性与尺寸效应特征对其力学性质影响较大，综合考虑两者之间的相互关系对工程岩体稳定性评价具有重要意义。全面分析不同尺度结构面的各向异性分布，提出考虑正交方向三维形貌参数的各向异性变异系数AVC3D。通过渐进覆盖法统计4组天然岩体结构面10种不同采样尺寸的各向异性变异系数及其尺寸效应规律。结果表明：各向异性变异系数均随结构面尺寸增大而减小至定值，其与结构面尺寸具有较好的负对数函数关系；通过归一化处理，各向异性变异系数与结构面尺寸呈现较好的线性函数关系，表明各向异性变异系数具有分形结构，分维数D可以实现其尺寸效应的规律统计。该方法揭示了影响结构面形貌特征方向性变化的最大有效倾角 和粗糙系数C的增长幅度会随采样尺寸增大趋于稳定的变化机制，体现了当结构面达到各向异性尺寸效应的阈值后，会呈现出稳定的各向异性规律。