不同土壤類型的粗糙地面與其下方埋藏目標(biāo)復(fù)合電磁散射研究

該文基于阻抗邊界條件(ibc),提出了3維各向異性材料涂覆目標(biāo)電磁散射特性的矩量法(mom)解決方案。根據(jù)表面等效原理,采用感應(yīng)電磁流以3維rwg(rao-wilton-glisson)矢量基函數(shù)展開的伽略金法。以表面阻抗矩陣表征電磁參數(shù),實(shí)現(xiàn)各向異性材料涂覆目標(biāo)的電磁仿真,算例結(jié)果與mie級(jí)數(shù)解等精確結(jié)果吻合良好。對(duì)各向異性材料涂覆復(fù)雜目標(biāo)的電磁散射特性進(jìn)行分析,為目標(biāo)的雷達(dá)隱身和反隱身提供理論支持。

采用野外調(diào)查與試驗(yàn)分析相結(jié)合的方法,對(duì)大慶市五區(qū)四縣不同類型土壤的全鹽量、陰離子組成、ph值、總堿度、交換性na+和堿化度等指標(biāo)進(jìn)行了研究,并運(yùn)用主成分分析對(duì)主要土壤類型的鹽堿化進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:大慶市主要土壤類型的全鹽量和堿化度,在鹽堿土中最高,分別為3.307g/kg和33.464%;在黑鈣土中最低,分別為0.693g/kg和1.823%。全鹽量和堿化度在各土壤類型中的排序一致,為:鹽堿土>草甸土>沼澤土>風(fēng)沙土>水稻土>黑鈣土。各土壤類型的陰離子組成主要以hco3-為主,且hco3-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨土壤全鹽量的增加而增加,so24-和cl-,co32-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最少。鹽堿土中cl-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于so42-的質(zhì)量分?jǐn)?shù),故其屬于硫酸鹽蘇打鹽漬土。不同土壤類型的全鹽量與各陰離子的相關(guān)性有顯著差別,除沼澤土外,其他土壤類型全鹽量越高,與陰離子的相關(guān)性越顯著。堿化度與交換性na+有極顯著相關(guān)性。ph值與總堿度呈極顯著相關(guān)。主成分分析結(jié)果顯示,大慶各土壤類型的鹽堿化狀況為:鹽堿土>草甸土>沼澤土>風(fēng)沙土>黑鈣土>水稻土。

對(duì)介質(zhì)體電磁散射問題采用電場(chǎng)積分方程建立了多個(gè)埋地均勻介質(zhì)體的數(shù)值模型。對(duì)積分方程中并矢格林函數(shù)各分量所含的索末菲積分,應(yīng)用離散復(fù)鏡像理論化為閉合形式,簡(jiǎn)化了計(jì)算。本文針對(duì)雙孔電磁波法情況,及單孔發(fā)射地面接收僅由散射體產(chǎn)生的垂直地表面的磁場(chǎng),作了理論計(jì)算。所得結(jié)果對(duì)分析解釋淺層實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)有參考價(jià)值。

石灰?guī)r地區(qū)的生態(tài)重建和植被恢復(fù)問題一直備受關(guān)注。用盆栽法,研究了黑色石灰土、紫色土、黃壤三種不同土壤類型對(duì)南天竹的影響。試驗(yàn)表明:除紫色土中的南天竹葉片p含量高于其他兩種土壤,三者之間差異均達(dá)到顯著水平(p0.05),而紫色土與黃壤的差異也達(dá)到了顯著水平(p<0.05)。各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)的總體情況是黃壤<紫色土<黑色石灰土。該試驗(yàn)證明將南天竹用于石灰?guī)r地區(qū)的植被恢復(fù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展是完全可行的。

為了在真空條件下對(duì)等離子體云團(tuán)的雷達(dá)波散射特性進(jìn)行快速測(cè)量和分析,系統(tǒng)采用了真空罐模擬目標(biāo)飛行時(shí)的高空大氣環(huán)境,使用傳統(tǒng)的線性調(diào)頻測(cè)量體制和單天線方案,在近距離實(shí)現(xiàn)了關(guān)于等離子體云團(tuán)的單站rcs測(cè)量,測(cè)量精度較以往的雙天線方案有所提高。

文章以多倫縣林區(qū)10個(gè)具有代表性的林地土壤為研究對(duì)象，對(duì)研究區(qū)3種喬木林和2種灌木林的天然林和人工林，不同層次的土壤理化性狀進(jìn)行測(cè)定，分析不同林分類型的土壤理化性狀的差異及隨著土壤深度的垂直變化規(guī)律。

得到了目標(biāo)坐標(biāo)系中電流元輻射近場(chǎng)的表達(dá)式,驗(yàn)證了該函數(shù)的正確性。在目標(biāo)坐標(biāo)系中將電流元的輻射近場(chǎng)、散射場(chǎng)等用球矢量波函數(shù)展開,利用球矢量波函數(shù)的正交性得到了展開系數(shù)并給出了其數(shù)值結(jié)果及物理分析。在天線近場(chǎng)照射下,得到了目標(biāo)散射場(chǎng)的解析解,對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行了數(shù)值仿真,利用矩量法驗(yàn)證了結(jié)果的正確性。結(jié)果表明,天線近場(chǎng)照射目標(biāo)時(shí),目標(biāo)上的電磁波為te波和縱波,縱波是目標(biāo)散射的主要因素,測(cè)量角θ對(duì)散射的影響較大。該方法可用于其他天線如相控陣天線等照射下目標(biāo)散射以及目標(biāo)電磁相互作用等領(lǐng)域的研究。

提出了基于人體健康風(fēng)險(xiǎn)的土壤修復(fù)目標(biāo)的制定方法和程序,并以上海市某重大工程多環(huán)芳烴污染土壤處理后再利用工程為例,模擬了多環(huán)芳烴在處置場(chǎng)地上的多介質(zhì)遷移途徑及人體暴露場(chǎng)景。模擬結(jié)果顯示,填埋場(chǎng)污染土壤苯并(a)芘(該污染物毒性因子高,毒性強(qiáng),致癌風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較大)經(jīng)口攝入和皮膚接觸途徑最大致癌暴露量分別為1.89×10-6和0.93×10-6mg.kg-1.d-1,人體最大致癌風(fēng)險(xiǎn)水平分別為1.38×10-5和6.79×10-6,超出了中國(guó)規(guī)定的單致癌污染物的可接受風(fēng)險(xiǎn)水平(≤10-6)。苯并(a)芘呼吸吸入途徑最大致癌暴露量為7.79×10-10mg.m-3,人體最大致癌風(fēng)險(xiǎn)水平為6.86×10-10?；趫?chǎng)地的特征條件和參數(shù),以保護(hù)人體健康為目的,確定了再利用作為填埋場(chǎng)中層覆土的土壤中5種多環(huán)芳烴污染物的修復(fù)目標(biāo)限值(w,mg.kg-1)分別為:苯并(a)芘,0.994;二苯并(a,h)蒽,0.995;苯并(a)蒽,9.95;苯并(b)熒蒽,9.95;苯并(k)熒蒽,99.5。

電磁超聲檢測(cè)和電磁聲發(fā)射檢測(cè)都是通過電磁-應(yīng)力耦合進(jìn)行無損探傷.電磁聲發(fā)射本質(zhì)上是聲發(fā)射,可以實(shí)時(shí)檢測(cè)到缺陷的萌生、擴(kuò)展及斷裂過程.融合電磁聲發(fā)射和電磁超聲的復(fù)合檢測(cè)方法大大提高了對(duì)金屬微細(xì)裂紋定位的準(zhǔn)確性,能夠有效地避免噪聲干擾和防止缺陷的漏檢,相比單一檢測(cè)方法和傳統(tǒng)超聲、聲發(fā)射檢測(cè)方法有顯著優(yōu)點(diǎn).但電磁加載對(duì)激勵(lì)源的輸出要求很高,同時(shí)功率輸出效率很低.為了提高電磁加載的輸出效率及信噪比,設(shè)計(jì)了功率放大器與激勵(lì)負(fù)載端之間的阻抗匹配電路,分析了加載電流頻率、提離距離對(duì)激勵(lì)線圈阻抗的影響.實(shí)驗(yàn)表明設(shè)計(jì)的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)能有效提高電源的輸出效率.

多個(gè)淺埋地三維介質(zhì)體的是磁散射

作為我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地和淡水濕地集中分布區(qū),三江平原對(duì)于保障國(guó)家糧食安全和區(qū)域生態(tài)安全具有舉足輕重的地位。由于人類活動(dòng)的劇烈影響,過去50年期間,三江平原土地利用/覆被發(fā)生了顯著變化。本文在分析1954年~2005年三江平原土地利用/覆被變化過程的基礎(chǔ)上,深入探索了土壤類型對(duì)土地利用/覆被變化過程的影響。結(jié)果表明,過去50余年中,三江平原土地利用/覆被變化劇烈,其中耕地增加了2.25倍,增加面積為385.55×104hm2。與耕地面積相對(duì)應(yīng)的是濕地、林地和草地的大幅度減少,減少面積分別為256.72×104hm2、66.92×104hm2和57.65×104hm2。草甸土、白漿土、沼澤土、暗棕壤和黑土為土地利用變化最為劇烈的幾種土壤類型,農(nóng)業(yè)開墾活動(dòng)和耕地面積的增加是研究區(qū)土地利用變化的主要特征和主導(dǎo)因素,濕地、林地和草地減少區(qū)域的土壤類型與耕地增加區(qū)域的主要土壤類型一致。三江平原耕地開墾對(duì)土壤類型的選擇順序?yàn)?草甸土、白漿土→沼澤土→暗棕壤。這一現(xiàn)象表明耕地開墾首先從自然條件相對(duì)優(yōu)良的土壤資源-草甸土、白漿土進(jìn)行開發(fā);隨著草甸土和白漿土面積的迅速減少,沼澤土于1986年~1995年和1995年~2000年期間成為耕地開發(fā)最多的土壤類型;隨著以上3種土壤類型中可開墾的土地資源減少,暗棕壤于2000年~2005年期間成為耕地開發(fā)最多的土壤類型。

以城市3種香樟群落類型(土壤裸露的香樟純林,草本覆蓋的香樟純林和喬灌草搭配的香樟混交林)0~40cm土壤層為研究對(duì)象,探討不同的群落配置對(duì)土壤理化性質(zhì)變化規(guī)律的影響,旨在為城市園林綠化應(yīng)用提供依據(jù)。結(jié)果表明:(1)喬灌草搭配的香樟混交林對(duì)土壤容重、非毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、田間持水量影響顯著,分別是土壤裸露的香樟純林的0.88、1.86、1.17、1.15和1.17倍。(2)喬灌草搭配的香樟混交林對(duì)土壤有機(jī)碳、全氮和水解氮含量有顯著影響,分別是土壤裸露的香樟純林的2.29、1.99和2.15倍。(3)土壤容重與非毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、田間持水量和有機(jī)碳、全氮、全磷和水解氮呈顯著負(fù)相關(guān),有機(jī)碳與總孔隙度、最大持水量、毛管持水量、田間持水量和全氮、水解氮顯著正相關(guān)。復(fù)合結(jié)構(gòu)種植模式表現(xiàn)出良好的土壤通氣性和持水能力,且擁有較高的碳氮含量,有助于改善土壤理化性質(zhì)和促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)。

以2年生楊-農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)為研究對(duì)象,通過對(duì)不同林分結(jié)構(gòu)(密度、配置方式)楊-農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)及農(nóng)田土壤養(yǎng)分的分布特征進(jìn)行分析比較,探討林分結(jié)構(gòu)對(duì)楊-農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)土壤養(yǎng)分的影響規(guī)律。結(jié)果表明:(1)楊-農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)土壤含水率、ph值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀含量在0~20cm和20~40cm土層均存在明顯的水平差異,但距楊樹樹行不同距離點(diǎn)土壤養(yǎng)分的變化規(guī)律性不明顯,可能受楊樹根系分布、土壤微生物、施肥以及耕作等的影響;3種模式楊-農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)土壤含水率、ph值均高于對(duì)照,全氮含量?jī)H樹干基部土壤低于對(duì)照,而全磷、全鉀含量與對(duì)照間差異不明顯;(2)4種類型土壤含水率、ph值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀含量在上下層間呈極顯著差異(p<0.01),存在明顯的垂直分布規(guī)律,且m1模式上層土壤含水率、ph值、有機(jī)質(zhì)、全氮含量高,全磷與全鉀含量低,m2與m3模式多相反。

為探索山東石灰?guī)r山地不同林分類型對(duì)土壤入滲性能的改良作用,采用野外測(cè)定與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法研究了7種不同林分類型的土壤入滲過程。結(jié)果表明:(1)不同林分類型均具有顯著改善土壤入滲性能的作用,其改善程度為側(cè)柏五角楓混交林、側(cè)柏皂角混交林、五角楓純林的改良效果最好,皂角純林、側(cè)柏黑松混交林的改良效果次之,側(cè)柏純林、黑松純林的改良效果相對(duì)較差;相對(duì)應(yīng)的各林分類型初始入滲速率分別是對(duì)照地的1.86,1.80,1.79,1.65,1.63,1.48,1.42倍,穩(wěn)定入滲速率分別是對(duì)照地的3.03,2.95,2.94,1.95,1.81,1.28,1.28倍。(2)經(jīng)霍頓(horton)模型、通用(冪函數(shù))模型和菲利普(philip)模型參數(shù)擬合得出,霍頓(horton)入滲模型在山東石灰?guī)r山地不同林分類型的土壤入滲過程具有較高的實(shí)用性。(3)土壤滲透性能與土壤容重呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,與土壤總孔隙度、非毛管孔隙度均呈顯著正相關(guān)關(guān)系,且與非毛管孔隙度的相關(guān)關(guān)系達(dá)極顯著。

為了充分提高瀝青抗剝落劑的使用效果，通過試驗(yàn)，分析了不同種類的瀝青抗剝落劑在單獨(dú)摻加或復(fù)合摻加等方式下對(duì)瀝青混合料抗水損害性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：抗剝落劑在復(fù)合摻加時(shí)效果更好。由此，探索不同種類瀝青抗剝落劑的復(fù)合摻加對(duì)提高瀝青混合料抗水損害性能效果具有重要的工程使用價(jià)值。

以比例電磁閥為研究對(duì)象,以快速建立具有良好性能的通用控制算法為目標(biāo),以充分利用電磁閥的響應(yīng)特性為途徑,提出了將開環(huán)控制和閉環(huán)控制相結(jié)合的開環(huán)-閉環(huán)復(fù)合控制算法,論述了控制算法的模型結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)過程。不同于將誤差作為唯一輸入的常規(guī)控制算法,復(fù)合控制算法同時(shí)將目標(biāo)值和誤差作為控制器的輸入。以電磁閥響應(yīng)特性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),根據(jù)電磁閥的穩(wěn)態(tài)特性建立開環(huán)控制表,消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)非線性;根據(jù)電磁閥的瞬態(tài)特性設(shè)計(jì)了閉環(huán)控制器和滯后特性預(yù)估修正模塊,降低了模型誤差和滯后特性的影響,提高了動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了復(fù)合控制算法的控制精度、響應(yīng)速度和魯棒性。

分析了中間合金微細(xì)粉末熔體處理工藝和雙向電磁攪拌工藝中,al-5ti-b合金粉末粒度、粉末加入量、加入溫度、靜置時(shí)間、中間合金加入順序、單向旋轉(zhuǎn)時(shí)間、電源頻率、澆注溫度和攪拌時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)a356合金半固態(tài)漿料的組織和制備效率的影響規(guī)律及其原因,開發(fā)出適合于鋁合金的熔體處理+雙向電磁攪拌半固態(tài)漿料復(fù)合制備技術(shù)。結(jié)果表明:該技術(shù)可在20~25s內(nèi)制備出α(al)的形狀因子約為0.85、晶粒尺寸為70~80μm(空冷尺寸)的a356合金半固態(tài)漿料。

為探討不同植被類型與沙地土壤理化性質(zhì)的影響,對(duì)我國(guó)遼西北沙地不同植被類型下土壤容重、土壤養(yǎng)分、水分含量進(jìn)行了測(cè)定和分析。結(jié)果表明:遼西北沙地8種典型植被類型土壤容重大小依次為荒草地>油松純林>棄耕地>樟子松林>山杏林>榆樹疏林>松楊混交林>楊樹純林;沙地經(jīng)過人工固定后土壤的養(yǎng)分含量發(fā)生了變化,土壤有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量有不同程度的提高,全磷、全鉀則有不同程度的下降。在雨季,針葉樹林地土壤含水量高于其他植被類型,農(nóng)業(yè)棄耕地在7月份和10月份中土壤表層含水量較高,山杏林地在不同時(shí)期含水量均表現(xiàn)為最低。

以遼寧北票地區(qū)的油松純林和油松＋山杏混交林為研究對(duì)象,分析兩種林分類型對(duì)林下土壤化學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：混交林對(duì)土壤ph值和有機(jī)質(zhì)含量提升顯著,可提高土壤質(zhì)量。混交林在堿解氮和有效磷方面有較好的提升效果。

針對(duì)我國(guó)有機(jī)物—汞復(fù)合污染土壤的現(xiàn)狀,文章提出一種熱修復(fù)工藝,并且對(duì)該工藝流程以及控制參數(shù)進(jìn)行研究,以達(dá)到處理有機(jī)物—汞復(fù)合污染土壤達(dá)標(biāo)的目的。

提出了一種利用總積分散射(tis)測(cè)量k9玻璃基片表面散射和體散射的實(shí)驗(yàn)方法。首先采用磁控濺射技術(shù)在基片表面沉積厚度為幾十nm的金屬ag薄膜,然后將基片的表面和體區(qū)分開考慮,通過tis測(cè)得了基片上下表面的均方根粗糙度,進(jìn)而求得基片的總散射和表面散射,最后計(jì)算得到了體散射。分別利用tis和原子力顯微鏡(afm)測(cè)量了3個(gè)樣品上表面所鍍ag膜的均方根粗糙度,兩種方法所得的均方根粗糙度的數(shù)值相差不明顯,差值分別為0.08,0.11和0.09nm,表明tis和afm的測(cè)量結(jié)果相一致。利用該方法測(cè)得3塊k9玻璃基片的總散射分別為6.06×10-4,5.84×10-4和6.48×10-4,表面散射介于1.25×10-4~1.56×10-4之間,由此計(jì)算得到的體散射分別為3.10×10-4,3.30×10-4和3.61×10-4。

介紹了一種用多模光纖構(gòu)造的動(dòng)態(tài)光散射粒徑測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),系統(tǒng)中沒有對(duì)接收光纖的孔徑角加任何限制措施。分別用單分散,多分散和不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯乳膠球懸浮液檢測(cè)了該系統(tǒng)的適用性。結(jié)果表明,該系統(tǒng)可準(zhǔn)確地測(cè)量濃度(體積分?jǐn)?shù))達(dá)5%的聚苯乙烯乳膠球溶液中懸浮顆粒的粒徑分布。