最新刊期
      2024 年 第 63 卷 第 4 期

        研究论文

      • 郑楷灿,廖威林
        2024, 63(4): 1-8. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240054
        摘要：在全球气候变暖背景下，热浪事件发生的频率不断增加，给人居环境和人类健康带来了不利影响。已有研究表明，自然因素和社会经济因素均会影响热浪事件的强度。因此，综合考虑自然、社会和经济指标来反映对热浪事件的抵抗力尤为重要。本研究聚焦于广东省各区县，选取了涉及以上3个方面的指标，使用因子分析方法提取到3个公因子，分别为个体抵抗因子、公共抵抗因子和自然抵抗因子，其累计贡献率达到90.029%，能够较为准确地反映区县尺度下热浪事件的抵抗能力。结果表明，热浪抵抗力在广东省内存在明显的不平衡性，抵抗能力强的区县集中在珠三角地区。根据因子得分进行特征组合，可将广东省内各区县分为5类，分别是抵抗力脆弱区、个体抵抗力提高区、公共抵抗力提高区、自然抵抗力提高区和抵抗力强劲区。大部分区县在热浪抵抗力上既存在优势方面，也存在不足之处。本研究针对不同类别的区县提出相应建议，以期为缓解热浪事件影响提供科学依据。  
        关键词：因子分析;县级尺度;热浪抵抗力;多源数据   
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        发布时间：2024-09-29
      • 庄胜杰,王大刚,林泳恩,林泽群,陈润庭
        2024, 63(4): 9-18. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20230016
        摘要：中长期降水预报一直以来是研究水文气象变化的热点，其精度与可靠性不高的问题亟待解决。以东江流域为研究对象，通过距平相关系数ACC、标准化均方根误差NRMSE、平均绝对误差MAE和多模型稳定性指数MSI评估CFSv2模式产品在月尺度的预测精度与稳定性，采用CFSv2模式降水预报、CFSv2模式预报因子结合机器学习模型预报2种方法预测未来降水。结果表明，不同预见期下，CFSv2模式降水预测与实测降水量具有较高的相关性，对于枯水期的预测效果好于汛期，但随着起报时间发生改变，降水预测的差异性较大，模型稳定性较差；CFSv2模式预报因子结合机器学习模型提高了预测的稳定性，相较于CFSv2模式降水预测，MSI从0.45降低到0.25，在很大程度上减小了由于起报时间改变产生的预报随机性。研究成果可为中长期降水预测提供一种新的思路，并为中长期水文预报和水资源管理提供决策依据。  
        关键词：CFSv2;中长期预报;机器学习;产品评估   
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        发布时间：2024-09-29
      • 刘锐鸿,刘金锋
        2024, 63(4): 19-28. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2023D035
        摘要：我国海南北部玄武岩储量丰富且分布广泛，矿化碳封存潜力巨大。实时温度下玄武岩的力学特性对深部玄武岩碳封存工程实践具有重要意义。本文采用配备高温环境炉的MTS万能材料试验机，对取自海南北部晚新生代玄武岩样品（主要矿物为富铝辉石和钙长石），开展了实时温度条件（25~250 ℃）下的巴西劈裂和单轴压缩试验，探究实时温度对其强度与变形破坏特征的影响。巴西劈裂试验表明玄武岩样品的抗拉强度随温度下降，且优势破裂面明显：室温时约13 MPa，50 ℃时显著下降至约8 MPa，250 ℃时下降至约7 MPa。单轴压缩试验结果显示玄武岩样品的杨氏模量与泊松比分别为31.0~175.3 GPa和0.13~0.48，最大值均出现在100~150 ℃；抗压强度为77.5~159.5 MPa，随温度上升有微弱下降趋势，但离散性增大；破裂模式随温度升高由单斜面剪切趋向多斜面剪切，可能是由于温度导致抗拉强度降低，进而导致拉张微裂隙比例增加。综合分析表明，玄武岩样品在25~250 ℃条件下力学特性的温度依赖性较为复杂：抗拉强度随温度升高而下降；单轴压缩力学参数离散性增加但无显著温度依赖性。其温度依赖性的主控机制为裂纹扩展速率（裂纹扩展激活能）的温度依赖性，而非热损伤。本研究结果表明，地下玄武岩碳封存工业实践中，随着埋藏深度（温度）的增加，玄武岩抗拉强度显著降低可能增加固碳反应引发的膨胀致裂的可能性，有利于提高玄武岩固碳效率，但玄武岩压缩变形破裂过程对固碳效率的影响仍需深入研究。  
        关键词：海南玄武岩;CO2地质封存;破裂模式;巴西劈裂;抗拉强度   
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        发布时间：2024-09-29
      • 连健斌,李绍恒,陈建耀,龚柔艳,梁贝竹,董林垚
        2024, 63(4): 29-36. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20230044
        摘要：浅层地温和近地表空气温度之间存在内在能量交换，随着时间推移，地表温度变化的信息会向下传播，并叠加到稳态地温场上。因此，可通过当前地温剖面，反过来重建地面温度变化的历史。为评估全球变暖和城市化对广州地下温度的综合影响，本文收集了广州站自1958—2022年的气温数据并对这段时期的气温数据进行回归分析和距平分析，获得了广州16个观测钻孔的温度-深度剖面；再利用温度-深度剖面下段进行回归分析，得到地温梯度以及偏离恒定地温梯度的深度；最后，结合气温数据得到开始增温时间和增温幅度，运用解析解方程得到广州地表增温下温度-深度剖面的理论曲线。结果显示广州气温在1958—2022年间的增温速率为0.33 ℃/10a，开始增温的时间为1987年，增温幅度为2.6 ℃。广州区域观测到的地温梯度值为0.036 ℃/m，而地温偏离恒定地温梯度的深度为54.8 m，与通过解析解计算得到的理论深度57.6 m基本一致。研究发现城市化导致的地表变暖开始时间越早，地下温度与恒定地温梯度偏离的深度越大，表明城市区域地温偏离恒定地温梯度的深度可作为描述城市化进程的一个指标。  
        关键词：全球变暖;城市化;气温;地温;广州   
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        发布时间：2024-09-29
      • 汤连生,陈洋,曾显帅,程子华,丁威涯
        2024, 63(4): 37-46. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20230054
        摘要：为研究聚合氯化铝对污泥脱水性能的影响及其联合不同脱水手段对污泥脱水性能的提升机理，本文开展了自重脱水、离心脱水和渗析脱水试验，研究发现8%掺量的聚合氯化铝预处理污泥联合渗析脱水的效果最佳。其最佳掺量的预处理污泥的残余含水率可脱水降至36.2%，其重力水、封闭水、包裹水和结合水分别为81.2%、10.2%、7.3%、1.3%。污泥经聚合氯化铝预处理后，其污泥颗粒间距缩小、孔隙减少，无明显大孔隙，结构趋于均一化，结构更紧密，联合渗析脱水处理的聚合氯化铝最佳掺量预处理污泥孔隙率最低降至0.29。推测是由于聚合氯化铝使污泥凝聚成细小而密实污泥颗粒，而这种类骨架的结构有利于渗析力的传递，自由水不断排出，污泥结构继续趋于紧密，促进渗析力在污泥中传递。  
        关键词：聚合氯化铝;污泥;不同脱水方法;脱水机理   
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        发布时间：2024-09-29
      • 杨巧兰,蒋晓威,夏冬,黄照亮,李智标,邓丽洁
        2024, 63(4): 47-60. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20230020
        摘要：为了分析复杂地形和建筑物对珠海机场风场的影响及是否会诱发低空风切变，利用流体力学（CFD）软件FLUENT对珠海机场周围地形和建筑物进行风环境数值模拟，分析北、西北偏北和东北风背景下机场上空低空风切变的易发区。结果表明：1） 3个风向下地形和建筑物在机场跑道引起的风速波动均出现在500 m高度以下，且均主要出现在沿着跑道的方向；2） 吹北风和西北偏北风时，风切变均发生在100~500 m高度，主要由地形引起；3） 吹北风时，在跑道南端以外（距端口0.0~1.4 km区间）发生低空风切变的概率最大，其次在跑道南端附近（跑道内距端口0.2~1.5 km区间），吹西北偏北风时，在跑道南端附近（向外距端口0.5 km至向内距端口1.1 km区间）发生低空风切变的概率最大，其次在跑道中点附近（0.3 km区间）；4）吹东北风时，机场跑道风切变发生概率低。研究结果可为珠海机场低空风切变的探测和预警提供基础，为风切变的防范提供依据，对今后的机场选址及航空安全气象风险评估有参考价值。  
        关键词：低空风切变;CFD模拟;复杂地形;建筑;机场跑道   
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        发布时间：2024-09-29
      • 盛艳玲,郭小岚,胡国华
        2024, 63(4): 61-70. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20230038
        摘要：探讨珠三角城际陆地公共客运交通联系总体特征和内部结构，对于提升珠三角交通网络韧性，合理规划都市圈，实现可持续协调发展具有重要意义。利用城际陆地公共客运交通数据，结合联系指标和社会网络分析方法，对珠三角内各城市之间联系的空间格局和结构特征进行分析。结果表明：1）客流走向发生改变，但是首位联系和高联系强度的城市基本不变。不同年份的客流走向稍有变化，但是以广州、深圳为中心的入射首位联系格局基本不变。对外联系强度最高的城市集中在广州、深圳、东莞，与城市的综合经济实力基本相符。2）珠三角城市联系均呈现出核心-边缘的内外圈层联系结构。广州、深圳、东莞的核心地位始终保持不变，边缘区域内部的城市交通联系得到加强。3）东部深圳东莞惠州结构稳固，符合都市圈规划，其他子群结构发生改变。中部的广州佛山肇庆都市圈规划与凝聚子群运行结果相差较大，需加强这三个城市间的客运联系，使之能真正形成一个强联系的子群。除广州外的3个子群间相对独立，客运联系较少。  
        关键词：交通联系;陆地公共客运;社会网络分析;空间格局;子结构特征   
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      • 赖长鸿,王寒雪,李培杰,廖红
        2024, 63(4): 71-77. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240088
        摘要：琯溪蜜柚（Citrus grandis cv ‘Guanximiyou’）因其汁多味甜、色泽丰富等特点，广受消费者欢迎。琯溪蜜柚果肉色素主要为类胡萝卜素，其组分和含量直接影响果实品质。研究蜜柚果肉类胡萝卜素组分特征及其在不同养分管理下的差异，可为通过养分管理提高果实品质提供科学依据。本研究首先利用液相色谱串联质谱（LC-MS/MS），分析果实汁胞中类胡萝卜素的组分；通过施化肥（CF）和有机肥（OF）处理，比较分析不同养分管理对类胡萝卜素的影响。结果表明，蜜柚汁胞共含23种类胡萝卜素，其中5种属于胡萝卜素、18种属于胡萝卜醇。汁胞中类胡萝卜素以胡萝卜素为主，质量分数为（346.27±69.39） μg/g，占比为98.98%。胡萝卜素中，以番茄红素为主，质量分数为（332.27±75.05） μg/g，占类胡萝卜素比例为95.97%。此外，养分管理显著影响汁胞类胡萝卜素的质量分数。与CF相比，OF处理番茄红素和E/Z-八氢番茄红素的质量分数分别增加了8.40%和16.48%，说明通过养分管理能够调控蜜柚果肉色素，为进一步调控果实品质提供参考依据。  
        关键词：蜜柚（Citrus grandis）;品质;类胡萝卜素;番茄红素   
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      • 闵光云,吴海,卢志威,郭严,廖业宏,李沂垅,姜乃斌
        2024, 63(4): 78-87. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240125
        摘要：以某新型分段式设计燃料棒为研究对象，基于ANSYS-APDL和多跨连续梁理论建立了有限元模型，该有限元模型将燃料棒等效为BEAM 4梁单元，将刚凸和弹簧片等效为COMBIN 14弹簧单元。接着，基于ANSYS-APDL所得模态数据和半经验公式系统地研究了湍流激振、流弹失稳以及漩涡脱落现象，并与传统结构的燃料棒进行了对比。最后，评估了格架失效对燃料棒湍流激振、流弹失稳以及漩涡脱落现象的影响。  
        关键词：新型分段式设计燃料棒;流致振动;格架失效;ANSYS-APDL   
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      • 孙宇蒙,李捷,魏宗岚,艾哲伦,苗恒,邓坚
        2024, 63(4): 88-96. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240058
        摘要：采用基于谱元法的开源软件Nek5000对压力容器入口射流进行直接数值模拟（DNS）。压力容器模拟在环向简化为1/3的尺度，主管段雷诺数为63 700，下降段雷诺数为14 014，工质为碘化钠溶液。通过对常见物理量进行统计，构建高精度湍流数据库。并采用FLUENT对常见的壁面函数和湍流模型进行适应性评价，评价标准包括速度、湍动能和湍流黏度。结果表明：在上升段Stress-ω模型适用性最好；在下降段，Standard k-ω模型适用性最优。  
        关键词：压力容器;射流;直接数值模拟;湍流模型;壁面函数;评价   
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      • 罗宇飞,孟云鹤
        2024, 63(4): 97-106. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240025
        摘要：针对携带电推进等小推力推进系统工作的航天器，提出一种利用连续推力调相机制的在轨碰撞规避机动策略。首先，采用混沌多项式展开方法对初始状态不确定性的航天器碰撞概率进行分析，并以此作为碰撞规避策略的评价指标；进而推导了一种适用于小推力的轨道机动的解析解。利用这一解析结果可以提出一种新的避碰方法，即通过航天器轨道相位的微调减小航天器碰撞概率，并且在机动后能够迅速恢复原轨道相位。数值仿真表明：基于所提出的避碰机动策略，可以在较短时间内减小碰撞概率。数值仿真还揭示了避碰时间、燃耗和推力加速度之间的关系。  
        关键词：碰撞规避策略;碰撞概率;小推力推进系统;解析控制律   
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      • 黄柯蒙,姜娜娜,赵文博,郑妍昕,刘文平,朱炬波
        2024, 63(4): 107-114. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20230037
        摘要：对合成孔径雷达（SAR）场景使用稀疏表示算法得到基函数字典示例，滤波前后图像稀疏表示的对比研究表明：相干斑噪声对SAR场景稀疏表示的字典结果有影响。选取浦江二号、ALOS2和SIR-C的特定SAR图像数据，通过设置单因素条件探讨优化算法、样本内容、数据集大小、雷达分辨率、极化方式、波段对字典结果的影响。结果表明：1）SAR场景稀疏表示学习出的字典和雷达波段、分辨率、极化方式有关，和所选取的不同样本内容、数据集的大小以及所使用的优化算法无关。2）C波段比L波段更能反应SAR场景的稀疏性。3）降采样数据集更能反应SAR场景的稀疏性。4）HH、VV极化图像学习出的字典更具有本质特征。  
        关键词：SAR;稀疏表示;基函数字典;相干斑噪声;极化   
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      • 方明辉,由林麟,郝迈,张稷,梁晨,陈耿祥
        2024, 63(4): 115-123. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240030
        摘要：基于本体技术和语义逻辑表达方法，以知识图谱的形式建立了自主式交通系统标准化知识库。进一步提出基于演进分析的架构自适应转换方案，通过推断系统在代际间的演进过程，实现具体架构随代际演进的自动转变。最后，以开源自主式交通系统知识图谱为例，评估了提出方法的可行性。相比对照方案，本文方法对高效分析系统演进以及实现架构合理自组织具有较大优势，能满足交通系统向自主化发展的需求。  
        关键词：自主式交通系统;演进分析;知识图谱;本体;语义网   
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      • 杨青青,李学文,彭艺,王健明
        2024, 63(4): 124-131. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20230019
        摘要：提出了一种基于平行因子分解的信道估计算法。首先，根据毫米波信道固有的稀疏特性对信道进行建模，利用块衰落信道的特点将信号矩阵构建成一个3维张量，并且利用平行因子分解算法对张量进行分解。然后利用压缩感知理论将分解后的矩阵转化为稀疏信号的恢复问题。最后，利用改进的双线性交替最小二乘算法对信道进行求解。仿真结果表明，与现有的BALS算法、wBALS算法和LSKRF算法相比，本文算法估计精度较高。  
        关键词：可重构智能表面;毫米波通信;信道估计;张量;平行因子分解   
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      • 卫俊杰,凌飞,陈玉林,冷紫旺,胡正,戴北冰,刘建坤
        2024, 63(4): 132-140. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240012
        摘要：基于三轴排水、标准固结等室内试验，并结合经验方程，标定了珠海富水土体的成套HSS模型参数，并分析了主要强度参数E50ref、Eoedref、G0ref和Eurref的比例关系，为珠海地区不同土层的HSS模型参数取值及计算提供参考。研究发现，珠海地区黏土的小应变参考剪切模量G0ref高于砂土，且远高于淤泥质黏土。与长三角等滨海地区相比，珠海地区的黏土因含水率较高，其参考割线模量E50ref，参考加卸载模量Eurref，参考切线模量Eoedref和参考剪切模量G0ref均较低。  
        关键词：富水软土;HSS模型;参数分析;试验   
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      • 潘君晞,丁静,刘书乐
        2024, 63(4): 141-148. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240051
        摘要：采用分子动力学模拟方法，研究了高温下碳酸钠、碳酸钾二元熔盐与氧化镍板的界面体系。研究得到了界面热阻、热导率和黏度等热物性随温度的变化规律，对比了不同温度下均相熔盐材料和界面处熔盐材料的热物性的差异，并且通过密度分布和径向分布函数揭示了热物性发生变化的微观机制。模拟结果显示：温度升高时，熔盐离子间距离增加，范德华力和库仑力相互作用减弱，使得离子间能量传递更加困难，界面热阻、熔盐热导率均下降；同时，熔盐黏度也因为相互作用减弱，熔盐离子自身振动能量增加、运动趋向增强而下降。  
        关键词：碳酸熔盐燃料电池;熔盐;界面;分子动力学;热物性   
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      • 戚志明,梁文耀
        2024, 63(4): 149-157. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240084
        摘要：光子晶体是类比晶体结构制作的人工电磁材料，被称为光子半导体。本文利用全息干涉原理设计了二维简单、二维复式和三维简单等多种晶格类型光子晶体的实验光路，并采用Unity、C#、3dsMax等计算机工具开发了上述三种场景的虚拟仿真实验平台。该平台能够实现虚拟激光的产生、传播和再生，以及光束的自动反射、分束等功能，而且支持不同类型光子晶体制作光路的自由设计，具有形象直观、调节方便、图案丰富、低成本、开放性强等优点。  
        关键词：光子晶体;多场景;全息制作;虚拟仿真   
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        发布时间：2024-09-29
      • 朱怀念,陈卓扬,宾宁
        2024, 63(4): 158-169. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2022A062
        摘要：用Heston模型描述风险资产的价格动态，构建了包含一种无风险资产和一种风险资产的金融市场，投资者可以将其财富自由地配置于无风险资产和风险资产中. 考虑到投资者之间经济行为的随机博弈，用相对业绩刻画投资者之间的博弈行为，同时考虑模型的不确定性，以最大化最坏情境下投资者相对业绩的期望效用为目标，构建了包含两个投资者的鲁棒非零和随机微分投资组合博弈模型，利用动态规划方法分别求得了CRRA效用下Nash均衡策略的解析表达，借助数值仿真算例进行了参数的敏感性分析并给出了相应的经济意义阐释. 研究发现：相较于不涉及市场竞争的传统投资策略，竞争将使投资者产生羊群效应，跟风投资风险资产，致使金融市场的系统性风险上升. 此外，与不考虑模型不确定性相比，模型的不确定性使得投资者减少对风险资产的投资.  
        关键词：投资组合博弈;纳什均衡;CRRA效用;相对业绩;模型不确定性   
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        发布时间：2024-09-29
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