在这篇文章中，阐述了陆面过程对天气，气候和大气环流的影响以及陆面过程模式在大气数值模拟中的重要性；回顾了陆面过程模式的发展历史；分析了一些陆面过程模式之间的主要结构差别；讨论了目前陆面过程模式的发展水平和未来的发展方向；简述了大气中尺度模式与陆面过程耦合的必要性以及当今耦合模式的研究现状。

为了探究城市扩展的规律,为城市的规划做出前瞻性的预测,将神经网络与元胞自动机相结合,从不同时相遥感数据中挖掘城市扩展土地利用演变的规律,自动找到土地利用元胞的转换规则,并以该规则反演和预测城市的扩展演变。应用该方法对义乌市的扩展作了实证分析和模拟预测,与同期义乌城市发展状况基本相吻合。 ### 基于神经网络与元胞自动机的城市扩展模拟 #### 一、研究背景与意义 随着全球化的加速和城市化进程的不断推进，城市土地利用的变化已成为一个重要的研究领域。城市扩展过程中涉及多种因素的影响，如经济发展水平、人口增长速度、政策导向等，这些因素共同作用导致了城市空间结构的演变。传统的研究方法往往难以准确捕捉到这些复杂因素之间的相互作用及其对城市扩展的影响。因此，探索一种能够有效模拟和预测城市扩展规律的方法显得尤为重要。 #### 二、元胞自动机(CA)与神经网络(ANN)结合的城市扩展模型 ##### 1. 元胞自动机理论基础 元胞自动机(Cellular Automata, CA)是一种用来模拟复杂系统的数学模型，它通过简单的局部规则来描述系统中各组成部分（即元胞）之间如何相互作用，进而推演出整体行为。CA模型主要由以下几个要素构成： - **元胞(Cell)**：构成系统的基本单位，例如土地利用类型。 - **元胞空间(Cell Space)**：所有元胞组成的集合。 - **状态(State)**：每个元胞可能处于的一种或多种状态之一。 - **邻域(Neighborhood)**：用于定义一个元胞周围与其相互作用的其他元胞集合。 - **规则(Rule)**：决定元胞状态转换的具体法则，是CA模型的核心。 ##### 2. 神经网络(Artificial Neural Network, ANN)的应用 人工神经网络是一种模仿人脑神经元结构的计算模型，通过大量的训练学习数据集中的模式和规律，具有较强的非线性拟合能力和自适应能力。在城市扩展模拟中，ANN可以通过学习历史遥感图像数据，自动识别出影响城市扩展的关键因素，并建立这些因素与城市土地利用变化之间的关联。 ##### 3. ANN-CA城市扩展模型 结合上述两种技术，ANN-CA模型首先利用神经网络从不同时相的遥感数据中挖掘城市扩展土地利用演变的规律，自动找到土地利用元胞的转换规则。接着，利用这些规则作为元胞自动机的转换规则，实现对未来城市扩展的模拟和预测。 #### 三、模型实施步骤 ##### 1. 数据准备 收集不同时间点的城市遥感图像数据，这些数据应覆盖城市扩展的不同阶段，以便于后续的模型训练和验证。 ##### 2. 特征提取 从遥感图像中提取与城市扩展相关的特征，如道路分布、建筑物密度、绿地比例等。 ##### 3. 神经网络训练 利用提取的特征训练神经网络模型，目的是让模型学会识别影响城市扩展的关键因素，并建立这些因素与土地利用变化之间的联系。 ##### 4. 规则挖掘 根据训练好的神经网络模型，自动挖掘出不同土地利用类型之间的转换规则。 ##### 5. 元胞自动机模拟 利用挖掘出的转换规则作为元胞自动机的规则，对城市未来的发展趋势进行模拟预测。 #### 四、案例分析——义乌市扩展模拟 ##### 1. 实证分析 该研究选择了浙江省义乌市作为案例，通过对该城市不同时期的遥感数据进行分析，建立了ANN-CA模型，并成功模拟了义乌市的土地利用变化过程。模拟结果与义乌市实际的城市发展情况基本相符。 ##### 2. 模型优化 通过对比分析模型预测结果与实际情况的差异，进一步调整模型参数，提高模型的预测精度。 #### 五、结论 本文提出了一种基于神经网络与元胞自动机相结合的城市扩展模拟方法。该方法不仅能够有效地挖掘城市扩展土地利用演变的规律，还能通过模拟预测帮助城市规划者做出前瞻性决策。通过对义乌市的实证分析表明，这种方法具有较高的预测准确性和实用性，对于指导城市规划和发展具有重要意义。

力密度法是一种用于分析和设计索网和膜结构的找形分析方法。它首先由德国工程师H.J.Scheck提出，并在后来的应用研究中不断发展和完善。索网和膜结构是通过张拉索和支撑结构形成的独特空间结构体系，通常由高性能的材料制成，能够承受拉力作用，适用于大跨度的建筑和公共设施中。 索网结构的找形分析通常是从一个初始形状开始，通过设定索单元的力密度来模拟结构在受力后的形态变化。膜结构的找形分析则关注的是膜单元的应力密度，通过这个参数可以模拟膜材料在预应力作用下的形态变化。 在找形分析中，首先需要将索网和膜结构离散化，即将连续的结构模型转化为由节点和杆件组成的网络模型。接着，基于结构单元和节点之间的拓朴关系，建立关于节点的平衡方程组。这一步骤中，需要设定力密度值或应力密度值，并通过这些值建立起反映节点受力状态的数学模型。利用矩阵运算求解这些方程组，可以得到结构在受力后达到平衡状态时各节点的坐标，进而得到结构的形态。 在程序设计方面，可以通过计算机编程实现力密度法的计算过程。在算法实现过程中，需要考虑的是结构的拓朴矩阵，它由结构单元连接节点的规则和序列决定，矩阵中的元素根据节点序号和连接关系而确定。对于索单元，力密度可以通过将拉力与单元长度的比值来确定。对于膜单元，应力密度则涉及到材料的厚度和应力值，反映了材料的抗拉强度。 在实际应用中，找形分析的算例分析尤为重要。通过具体的实例来检验力密度法的找形效果，可以看到不同力密度和应力密度值对结构形态的影响。例如，在分析中，一双曲抛物面索网的初始平面尺寸为10m×10m，通过调整边索与内索的力密度比值，可以获得不同的曲面形态。类似地，在帐篷形膜结构中，通过对预应力的模拟，可以在初始平面尺寸的基础上，设计出满足特定形态要求的结构。 索网和膜结构的力密度法找形分析在工程设计中具有重要的意义，它提供了一种有效的理论工具来预测和控制结构在受力后的形态变化。这种方法不但可以用于单个结构的设计，还能用于大型复杂的索膜结构，如大型体育场的屋顶结构、展览馆的遮阳结构等。 在技术实施过程中，需要注意的是，找形分析的过程要结合实际情况，包括材料特性、施工技术、成本预算等因素。力密度的取值需要根据实际结构的工程需求和功能目标来确定，通过不断调整和优化，最终获得一个满足所有设计要求的结构形态。

平面曲线离散点集拐点的快速查找算法是一种采用几何方法来确定平面曲线离散点集中拐点的算法。拐点是指曲线上的一个点，其存在使得曲线的凹凸性发生改变。在处理离散数据集时，拐点的确定尤为重要，尤其是在数字信号处理、图像识别和计算机图形学等领域。 该算法的基本思想是利用几何方法进行拐点的快速定位。传统方法主要借助数值微分法或外推算法来确定离散点集的拐点，但这些方法存在误差较大和计算量较大的问题。本文提出的方法通过解析几何中的基本概念，如正向直线和内、外点的定义，来判断点与线之间的几何关系，从而确定拐点。 在定义中，正向直线指的是通过平面上两个点P1(x1, y1)和P2(x2, y2)的方向所确定的有向直线。对于任意不在直线上的一点Po(xo, yo)，可以通过正向直线方程L来判断Po点是位于直线的内侧还是外侧。具体来说，当直线方程L的左端表达式S12(x, y)=(x2-x1)(y-y1)+(y1-y2)(x-x1)对于Po点的坐标计算结果小于零时，Po点是直线L的内点；反之，若结果大于零，则Po点是直线L的外点。 在正向直线方程的基础上，算法定义了内点和外点的概念，并通过几何证明的方式得出结论：如果S12(xo, yo)<0，则Po点是内点；如果S12(xo, yo)>0，则Po点是外点。这些几何性质为后续的拐点确定提供了理论基础。 接下来，算法描述了正向直线L的四种情况，并通过分析得出，当S12(xo, yo)<0时，无论在哪种情况下，点Po(xo, yo)都位于正向直线L的顺时针一侧，因此根据定义，Po点是内点，即拐点存在于曲线的内侧。类似地，当S12(xo, yo)>0时，Po点位于外侧，因此不是拐点。 在实际应用中，平面曲线波形是通过在短时间内采集一系列离散点，然后通过分段线性插值绘制出的。由于这种波形通常具有复杂的凹凸特性，快速确定其中的拐点是数字识别中的一项重要任务。通过上述几何方法建立的算法，不仅具有结构简单、计算效率高的特点，还能够快速而准确地定位平面参数曲线离散点集中的拐点。 文章指出该算法还具有计算误差小的优点，这在数据密集型的现代计算环境中显得尤为重要。快速查找拐点的算法能够有效减少计算资源的消耗，并且在科学计算、工程计算等多个领域有着广泛的应用前景。通过这种方法，研究者和工程师可以更高效地处理和分析曲线数据，进行曲线波形的数字识别工作。

针对无刷双馈电机三电平直接转矩控制算法进行研究,相对于传统的两电平直接转矩控制算法,增加了电 压矢量的可选择性,并有效地减小了转矩脉动,获得了更好的磁链轨迹.同时在 PSIM 软件中建立了三电平直接转矩仿真算法模型并进行了验证.实验结果表明:该算法显著提高了无刷双馈电机的控制系统的鲁棒性和动态性能.

精细梁不同于Euler梁和Timoshenko梁，该模型在考虑剪切变形的同时还考虑了横向弯曲时截面转动产生的附加轴向位移及横向剪切变形影响截面抗弯刚度后产生的附加横向位移。推导了适用于向量式有限元分析的精细梁单元应变和内力表达式，采用FORTRAN自编了向量式有限元程序。对悬臂梁、两端固支梁和门式框架进行了算例分析，对比了采用不同梁单元模型下结构的竖向位移。结果表明：当高跨比较小时，3种梁单元的竖向位移相差不大；当高跨比较大时，精细梁单元的竖向位移较Euler梁和Timoshenko梁明显增大，表明剪切变

本文利用非静力平衡的中尺度模式MM5（V3）对2004年14号台风RANANIM （“云娜”）在登陆前近海加强及登陆初期的过程进行了54 h模拟，并加入人造台风优化初始场。结果表明：MM5能比较好地模拟出台风近海及登陆初期的移动路径及台风中心气压的变化。利用数值模拟结果，讨论了RANANIM （2004）台风在近海加强过程中的环流、动力和热力结构特征。发现在台风RANANIM近海加强的过程中对应有高空200 hPa净辐散场的存在，台风中心气压随净辐散值的增大而降低，反之亦然。净辐散值的减小对台风中心气压的

为了研究合成射流激励器处于NACA0015翼型回流区时对其分离流动的控制，采用商用计算流体力学软件Fluent 6.1求解Reynolds平均Navier-Stokes方程，通过对翼型气动力特性、脱落漩涡结构以及射流孔口附近流动结构的分析，揭示了合成射流处于分离区时对边界层控制的机理．结果表明：当合成射流孔口处于回流区时仍可有效推迟翼面边界层分离点，缩小回流区范围，从而有效提高翼型的升力．当射流方向垂直于壁面，无量纲频率以及吹气速度比都等于1时，翼型平均升力系数提高40％左右．

针对岩石物理试验中出现的孔隙流体(油水)两相分离现象，应用格子Boltzmann(LB)方法中的两相不相溶流体的伪势模型，对油水界面动力学行为进行微观数值模拟，分析多孔介质中两相流动的微观特征，并从理论上给出两相不相溶流体界面张力因子Gf值的确定方法。模拟由于表面张力造成的油水两相分离现象，在此基础上研究润湿性对真实储层岩心孔隙流体两相分离的影响，并实现全程动态可视化。研究表明，用LB方法进行储层岩石油水两相分离简便易行、形象直观，是研究流体分离规律和特点的重要评价方法。

以首钢生产的某X70管线钢成分为基础，利用Thermo-Calc软件计算了不同温度下钢中析出相的组成、相的析出温度及Nb元素的析出规律，研究了钢中Nb和C含量对Nb析出规律的影响，利用热模拟和扫描电镜等手段分析了钢中Nb合金相的析出温度．结果表明，平衡态下该X70管线钢中的析出相主要为Ti、Nb的碳氮化物、合金渗碳体、Ti4C2S2、MnS、AIN、M7C3，和Mo碳化物．Nb析出相主要以Nb和C元素为主，其中固溶Ti和N元素．随Nb和c含量的增加，Nb合金相的析出温度升高，在同一温度下Nb的析出量增加． ### X70管线钢中含Nb相的析出行为 #### 概述 本文献针对X70管线钢中含铌（Nb）相的析出行为进行了深入的研究。该研究基于首钢生产的X70管线钢的具体成分，利用Thermo-Calc软件模拟不同温度下钢中析出相的组成及其析出温度，同时还探究了钢中铌和碳（C）含量变化对于铌析出规律的影响。 #### 铌（Nb）的作用机制 铌是一种重要的微合金化元素，在钢中能形成高度弥散的碳氮化合物颗粒，这些颗粒具有以下作用： 1. **抑制晶粒长大**：铌的碳氮化合物能够有效固定奥氏体晶界，防止晶粒的异常长大。 2. **提高晶粒粗化温度**：铌的加入提高了钢的晶粒粗化温度，有利于改善其力学性能。 3. **固溶阻塞与拖曳作用**：铌原子在奥氏体中的固溶能够阻碍位错运动，进而抑制动态再结晶的发生。 4. **低温析出强化**：在冷却过程中，铌的碳氮化合物会在铁素体基体中析出，起到细化晶粒和提高强度的效果。 #### 析出相分析 在平衡状态下，X70管线钢中的主要析出相包括： - **Ti、Nb的碳氮化物**：这些相是铌和钛与碳、氮形成的复合物，具有较高的稳定性。 - **合金渗碳体**：由多种金属元素与碳形成的复杂化合物。 - **Ti4C2S2、MnS、AlN、M7C3** 和 **Mo碳化物**：这些都是在特定条件下形成的稳定相。 #### 铌析出相特征 铌析出相主要由铌和碳元素构成，同时也会固溶钛（Ti）和氮（N）元素。铌和碳的含量变化直接影响铌合金相的析出行为： - **析出温度的变化**：随着铌和碳含量的增加，铌合金相的析出温度逐渐升高。 - **析出量的变化**：在同一温度下，铌含量的增加会导致铌的析出量增多。 #### 研究方法 本研究采用的方法包括： - **Thermo-Calc软件模拟**：用于预测不同温度下钢中析出相的组成及析出温度。 - **热模拟实验**：通过控制加热和冷却过程，观察铌相的析出行为。 - **扫描电镜（SEM）**：用于观察铌合金相的微观结构。 #### 结论 通过对X70管线钢中含铌相的析出行为进行深入研究，可以更有效地控制铌的析出过程，从而优化管线钢的组织和性能。铌的合理添加能够显著提升管线钢的强度和韧性，这对于提高管道运输的安全性和可靠性具有重要意义。 通过上述分析，我们可以看出，铌作为一种有效的微合金化元素，在X70管线钢中的应用能够显著改善材料的力学性能。进一步地，通过对铌含量的精确控制，可以更加有效地利用铌的强化效果，为管线钢的设计和生产提供理论依据和技术支持。