密度计算与分析

密度计算与分析（精选9篇）

密度计算与分析 篇1

压实填土广泛应用于路基施工、轻型建筑物的地基施工过程中, 具有成本低、易取材, 施工简单的特点。对填土质量的控制是地基施工质量控制的重要环节, 规范规定采用压实度作为填土压实施工及验收质量的控制标准, 针对性质不同的填土材料, 检测方法通常采用环刀法 (测定细粒土) 、灌砂法 (测定粗粒土) 等。由于不同填土材料、性质不同的工程所要求的压实效果各不同, 故根据不同工程对压实填土的设计及使用要求, 预先设计压实试验参数, 作为施工过程中控制和验收压实填土的质量标准。实测压实度即为现场检测压实土层的干密度与最大干密度的比值。在控制含水率接近最佳含水量的前提下, 当实测压实度大于或等于标准压实度时, 为压实合格。

按照常规考虑, 土层的检测干密度一般都小于或等于其最大干密度, 但有时会出现土层的实测干密度大于其最大干密度的情况, 即压实度大于1.0, 出现这种问题究竟是检测过程的误差所致还是属正常理论范畴。本文通过理论公式推导并结合工程实践对最大干密度进行了分析, 提出了一些自己的看法和理解。

1 由室内标准击实试验求得的最大干密度

标准击实试验根据单位体积击实功不同分为轻型和重型两种, 《土工试验方法标准》 (GB/T50123-1999) 规定, 轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土, 重型击实试验适用于粒径不大于20mm的土, 三层击实时, 最大粒径不大于40mm。轻型击实试验的击实筒容积为947cm3, 击锤的质量为2.5kg, 单位体积击实功约592.2k J/m3, 落高为30.5cm;重型击实试验的击实筒容积为2104cm3, 击锤的质量为4.5kg, 单位体积击实功约2684.9k J/m3, 落高为45.7cm, 分五层击实, 每层锤击56下。公路规范求得某一土料的最大干密度常采用重型击实试验, 具体做法如下:首先分别将土料调制成不同的含水率, 然后分别对不同含水量的土料进行击实试验并求出其相应的干密度, 并绘制干密度和含水量关系曲线, 分析得到土料的最大干密度ρdmax和最优含水率Wop。

由土的击实理论可知, 土料的最大干密度, 主要受击实功的大小影响, 且与土料的含水量、种类、颗粒级配、包含物成分及成因密切相关, 最大干密度变化随最佳含水量增大而逐渐减小, 随击实功的增加而逐渐增大, 但其增大或减小的幅度逐渐降低。

2 理论推导绝对最大干密度

假定某一土样含水率为固定值, 假定土粒体积Vs=1, 孔隙体积Vv=e, 则土体体积V=Vs+Vv=1+e, 土粒比重Gs, 土样含水率W (单位为%) , 饱和度为Sr (单位为%) , 根据理论公式, 土体的绝对最大干密度为:

式中ρd-土体干密度, 单位g/cm3;ρs-土粒干密度, 单位g/cm3;ms-土粒质量, 单位g;V-土体总体积, 单位cm3;Vv-孔隙体积, 单位㎝3;Vw-水的体积, 单位cm3;ρW-水的密度, 单位g/cm3;e-土体的孔隙比;

将 (3) 式代 (1) 得ρd=Gs*ρw/[1+W*Gs (1+W2217/Gs) ] (4)

从上式可以看出, 在土料一定下, 当土体饱和度Sr=100%时, 即土体中空气全部排出, 孔隙为水所充满时, 土体的干密度得到绝对最大值, 即下式:

若含水量采用百分数表达, 则为

从 (5) 或 (6) 式可看出, 当土料一定时, 其颗粒Gs比重一定, 水的密度ρw为定值, 相应于已知某一个含水量, 就可以求得其对应的绝对最大干密度。

3 理论推导及现场实验的结果对比

在实际工程中, 常会遇到检测的干密度值大于由击实试验求得的最大干密度的现象, 出现这种情况是正常的。问题在于检测值比试验值大多少为正常, 通过理论计算的最大干密度可以进行解释。总之, 在保证土料质量和含水率一定前提下, 当检测的干密度值小于绝对最大干密度时, 该检测值及其对应的压实度是正确的;反之, 其检测结果必定是错误的。

现有一工程实例, 拟建北京路昌国路南延工程, 采用压实填土地基, 填土材料为粉质粘土, 采用重型击实试验进行测试, 室内击实试验求得的最大干密度ρdmax=1.88g/㎝3, 最优含水量为Wop=13.8%, 土粒比重Gs为2.71g/㎝3。地基施工结束后采取6组检测数据, 其中第2组和第4组数据压实度大于100%, 现用绝对最大干密度进行检验, 结果见表1。

从中可以看出, 2#和4#测点压实度超过100%, 但其对应的试验干密度仍然小于绝对最大干密度, 故土体仍有被压实的空间, 同时说明由室内击实试验求得的最大干密度与施工结果相比偏小。

伴随施工技术和机械化水平的不断提高, 对土体的压实要求也越来越高, 若仍单纯以室内击实试验数据为依据来指导施工, 恐怕难以适应施工中的设备能级状况和对压实质量的要求, 因此, 为更好评定路基填土质量和指导路基填土的施工, 最大干密度的试验标准不能一成不变, 它应伴随该时期的平均施工技术水平和机械设备的先进程度不断调整;但应说明一点的是, 填土的最大干密度是有极限的, 而不是可以无限增大的。

4 结论

不同材料所要求的压实效果是不同的, 可通过假设土体在质量和含水量为固定值的前提下用理论公式求得其绝对最大干密度, 作为检测压实结果的依据。

由标准击实试验求的最大干密度, 应伴随该时期的平均施工技术水平和机械设备的先进程度不断调整, 相应的规范标准应随着施工水平的不断发展进行修订。

为使室内试验数据能更好的指导施工, 建议采用与施工设备相同的击实功进行室内击实试验, 这样得到的最大干密度和最优含水量能与施工数据更接近, 对施工过程中的质量和问题能更好的控制。

摘要：工程建设中, 为了提高土的密实度, 增加其强度, 降低其透水性和压缩性, 常采用施工机械将填土夯实, 本文通过工程实例通过标准击实试验求得实测最大干密度, 同时通过理论定义对最大干密度进行公式推导, 分析了两种最大干密度的结果, 对绝对最大干密度检验填土的可靠性进行了探讨。

关键词：压实填土,最大干密度,压实度

参考文献

[1]《土力学与地基基础》高大钊 (中国建筑工业出版社) .

[2]《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2012) .

[3]《土工试验方法标准》 (GB/T50123-1999) .

密度计算与分析 篇2

1．某离子晶体的晶胞结构如图所示，X()位于立方体的顶点，Y(○)位于立方体的中心。试分析：

(1)

晶体中每个Y同时吸引________个X。

(2)

该晶体的化学式为__________。

(3)

设该晶体的摩尔质量为M

g·mol－1，晶体的密度为ρg·cm－3，阿

伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为________cm。

2.面心立方最密堆积，金属原子之间的距离为面对角线的一半，为金属原子的直径。

如果边长为acm，半径r=（／4）acm,3.体心立方最密堆积，金属原子之间的距离为体心对角线的一半，为金属原子的直径。

如果边长为acm，则半径r=（／4）acm

4．六方最密堆积

5.简单立方堆积

立方体的边长为acm,则r=a／2

cm。

6.金刚石

图中原子均为碳原子，这种表示为更直观。如边长为acm,碳原子的半径为（／8）acm。

晶胞的密度＝nM／NA

v

n为每mol的晶胞所含有的原子（离子）的物质的量。M为原子或离子的原子量，v是NA个晶胞的体积。已知原子半径求边长，已知边长可求半径。

晶胞的空间利用率＝每mol的晶胞中所含原子认为是刚性的球体，球体的体积除以晶胞的体积。

例：1.戊元素是周期表中ds区的第一种元素。回答下列问题：

（1）甲能形成多种常见单质，在熔点较低的单质中，每个分子周围紧邻的分子数为

；在熔点很高的两种常见单质中，X的杂化方式分别为、。

（2）14g乙的单质分子中π键的个数为___________。

（3）+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为

第二电离能I2，依次还有I3、I4、I5…，推测丁元素的电离能突增应出现在第电离能。

（4）戊的基态原子有

种形状不同的原子轨道；

（5）丙和丁形成的一种离子化合物的晶胞结构如右图，该晶体中阳离子的配位数为

。距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体

为

。已知该晶胞的密度为ρ

g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a=__________cm。

(用含ρ、NA的计算式表示)

（6）甲、乙都能和丙形成原子个数比为1：3的常见微粒，推测这两种微粒的空间构型为。

2．（15分）LiN3与NaN3在军事和汽车安全气囊上有重要应用.⑴N元素基态原子电子排布图为

.⑵熔点LiN3

NaN3（填写“＞”、“＜”或“＝”），理由是

.⑶工业上常用反应

NaNO2+N2H4＝NaN3+2H2O

制备NaN3.①该反应中出现的第一电离能最大的元素是

（填元素符号，下同），电负性最大的元素是

.②NO2－空间结构是

.③N2H4中N原子的杂化方式为

.N2H4极易溶于水，请用氢键表示式写出N2H4水溶液中存在的所有类型的氢键

.⑷LiN3的晶胞为立方体，如右图所示.若已知LiN3的密度

为ρ

g/cm3，摩尔质量为M

g/mol，NA表示阿伏伽德罗常数.则LiN3晶体中阴、阳离子之间的最近距离为

pm.3.氢能被视作连接化石能源和可再生能源的重要桥梁。

（1）水是制取H2的常见原料，下列有关水的说法正确的是。

a．水分子是一种极性分子

b．H2O分子中有2个由s轨道与sp3杂化轨道形成的键

c．水分子空间结构呈V型

d．CuSO4·5H2O晶体中所有水分子都是配体

（2）氢的规模化制备是氢能应用的基础。在光化学电池中，以紫外线照钛酸锶电极时，可分解水制取H2同时获得O2。已知钛酸锶晶胞结构如右图所示，则钛酸锶的化学式为。

（3）氢的规模化储运是氢能应用的关键。

①准晶体Ti38Zr45Ni17的储氢量较高，是一种非常有前途的储氢材料。该材料中，镍原子在基态时核外电子排布式为。

②氨硼烷化合物（NH3BH3）是最近密切关注的一种新型化学氢化物储氢材料。请画出含有配位键（用“→”表示）的氨硼烷的结构式

；与氨硼烷互为等电子体的有机小分子是

；（写结构简式）。

③甲酸盐/碳酸盐可用于常温储氢，其原理是：甲酸盐在钌催化下会释放出氢气，产生的CO2被碳酸盐捕捉转变碳酸氢盐，碳酸盐又能催化转化为甲酸盐。已知HCO3-在水溶液中可通过氢键成为二聚体（八元环结构），试画出双聚体结构。

④Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti2+中，电子占据的最高能层符号为，该能层具有的原子轨道数为；

（4）已知NF3与NH3的空间构型相同，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是；

（5）纳米材料的表面原子占总原子数的比例很大，这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠颗粒形状为立方体，边长为氯化钠晶胞的10倍，则该氯化钠颗粒中表面原子占总原子数的百分比为。

4．【物质结构与性质】

铁及铁的化合物在生产．生活中有着重要的用途。

（1）已知铁是26号元素，写出Fe的价层电子电子排布式________。已知自然界丰度最

大的铁的同位素是中子数为30的铁原子，则该种同位素符号________。

（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道，因此能与一些分子或离子形成配合物，则与之形成配合物的分子的配位原子应具备的结构特征是________。Fe(CO)3一种配合物，可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂，其配体是CO分子。写出CO的一种常见等电子体分子的结构式________；两者相比较，沸点较髙的是________填分子式）。

（3）1183K以下纯铁晶体的晶胞如图1所示，1183K以上则转变为图2所示晶胞，在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。

①图1和图2中，铁原子的配位数之比为________。

密度计算与分析 篇3

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密度计算与分析 篇4

路基质量的好坏直接关系到整个公路的使用品质，为了提高路基的强度和稳定性，必须对路基进行充分压实[1]。路基压实度是控制路基压实质量的一个重要指标，它直接影响路基的强度和稳定性，影响到路面的使用性能和使用寿命。压实度是路基施工现场测定的干密度与按交通部《公路土工试验规程》[2]（JTJ051-93）规定方法测定的室内最大干密度的比值。在实际施工工程中，宕渣的最大粒径超过了目前可测定最大干密度粒径范围，因此使用压实度评价路基的压实质量变得较困难。为了解决超粒径宕渣最大干密度确定的问题，许多学者进行了研究[3,4,5,6,7,8]。本文对现有最大干密度室内试验法和公式推算法进行了总结。

2 最大干密度的测定

粗粒土路基压实质量尚没有比较明确的控制指标和检测方法。目前，比较常用的是压实度。压实度即施工现场干密度与室内最大干密度的比值。通过压实度的定义可知，得到压实度需测出填料最大干密度和现场测定实际干密度。

2.1 试验法

目前，测定粗粒土的最大干密度的方法有击实法和振动法。对于含有较大粒径的石或砾的土石混合料最大干密度的确定，击实试验法的试验曲线大多数呈多峰或无显著峰值，这表明该法对粗粒土已不是最合适的试验方法，而且由击实法确定的“最大干密度”常常低于振动压实试验的结果[9]。因此，对于无黏性粗粒土的最大干密度测定方法，用振动法测定效果较好。

《公路土工试验规程》规定：对粗粒土和巨粒土标准干密度的确定应采用振动台法和表面振动器法。

振动台法又称作平面振动加压成型法。这种方法是在室内最常用的机械振动台上来完成的，这种方法被广泛采用。实际上这种振动装置是从下至上的振动,与压实过程正好相反。表面振动器法又称振动夯法。该法可以模拟现场振动压路机在材料表面的作业状况，可通过变频器调节偏心电机旋转角速度而获得不同的压实(激振)频率,同时通过调节偏心质量可产生不同的离心力,使得整个激振器的名义振幅发生变化,以此模拟振动压路机的振动情况[10]。

振动台法和表面振动器法有着一个共同的特点，皆是以振动粒和静压力联合作用于无黏性粗粒图上。不同之处主要是振动时振源的位置不同、试样受力位置不同以及振动时损耗能量不同[11]。孙陶、高希章通过试验[12]，得到振动台法测得的最大干密度值小于表面振动器法测得的值，如图1所示。由图1看出，表面振动器法测得的最大干密度值大于振动台法测值，表明振动器振动时，其重量包括在附加荷重之中，而试样筒和试样的重量作用在地板上，因此，表面振动器法从压实原理上看比振动台法更接近现场振动碾压实。所以表面振动器法测定的最大干密度值大于振动台法测定的值。此外，颗粒形状对振动台法测定值与表面振动器法测得值的比值有较大影响。

图中，ρd ma x1为振动台法最大干密度；ρd ma x 2为表面振动器法最大干密度。

2.2 超径粗粒土最大干密度的计算方法

2.2.1 现有计算方法

实际工程所填筑的粗粒土，其最大粒径往往远远超过室内仪器所允许的最大粒径，室内无法直接测定其最大干密度。按《公路土工试验规程》，对于大于试验仪器允许最大粒径的颗粒，需进行必要的处理，通常采用模型级配的方法，包括简单剔除法、相似级配法和等重量代换法。李波、王万德[13]经过比较后认为，等重量代替法比较接近原型级配最大干密度。

对于最大干密度的确定，在实际工程中，通常采用近似或经验的方法。许多学者对此进行了研究，刘贞草提出等量代替级配系列延伸法即双曲线法；田树玉等在前人研究的基础上，提出了渐近线辅助拟合法；田树玉、史彦文提出了用校正的HUMPHREY公式计算粗粒土最大干密度。本文就这三种方法进行了实例计算分析。

等量代替模型级配系列延伸法即双曲线法[5]，是以系列模型级配资料为基础，按密度随最大粒径增大而增大的规律延伸出原型级配料的最大干密度，如图2所示[14]，最大粒径与干密度之间是双曲线关系。细粒含量始终和原型级配相同，最大粒径只能在粗粒范围内变化。

式中,d0、d为两个模型级配的最大粒径，mm；ρd0为最大粒径为d0模型级配料的最大干密度，g/cm3；ρd为最大粒径为d模型级配料的最大干密度，g/cm3;a为(dd0)/(ρd-ρd0)～(d-d0)关系线的截距；b为(d-d0)/(ρd-ρd0)～(d-d0)关系线的斜率。

田树玉提出用渐近线拟合法确定大粒径砂卵石最大干容重，通过与相似级配系列延伸法和粗粒等量代替模式计算法推算值相比较，以及原河床数千年天然沉积原位密度和现场碾压试验成果验证，渐近线辅助拟合法是确定大粒径混合砂卵石最大干容重的较为可靠的方法。

式中，ρd为最大干密度，g/cm3；ρd L为当d→∞时ρd值，是ρd～d关系曲线的渐近值，g/cm3；ρd 0为当d→0时的ρd值，g/cm3;d为最大粒径，mm;a为试验参数；b为试验参数，亦称收敛指数。

田树玉、史彦文通过分析基质土与不同含量及不同级配特征的超径料混合后最大密度的变化规律及受控因素，提出了用校正的HUMPHREY公式测定粗粒土的最大干密度。

式中,ρt为基质土和超径料混合理想密度；ρm为基质土密度(一般d≤5mm)；Gp为超径料比重；P为超径料在总料中的含量；η为超径料不均匀系数，η=dm ax/dmin。

2.2.2 实例计算

下面用渐近线拟合法、双曲线法和修正的HUMPHREY公式对相同填料最大干密度进行计算。

某填料最大粒径dH=400mm,Ps=78.4%，Gs=2.74,ρdl=2.5114g/cm3。确定系列模型级配的最大粒径分别为20mm、40mm、60mm、80mm、100mm。

1）渐近线拟合法所得的结果列于表1。

将d=400mm代入拟合公式，算得原型级配最大干密度ρd max=2.449g/cm3。

2）双曲线法算得结果列于表2中，根据已有数据绘制关系如图3所示，分别解得a=99.7,b=2.48，将各系数值代入式（2）得原型级配最大干密度值为：

3）修正的HUMPHREY法计算结果列于表3中，将各个系数值带入式(2)，解得原型级配最大干密度值为：ρdmax=2.422g/cm3。

通过对相同填料使用三种不同计算方法得到的最大干密度值相差不多，具有较好的一致性，三种方法均是计算超径粗粒土的最大干密度的较为可靠的方法。计算过程所需的系列模型级配最大干密度可以通过振动台试验测得，这是一般土工试验室常备的。因此，这些方法较适用于不具备大型测试设备的中小型工程，或大型工程可行性阶段。

3 结论

1）对于无黏性粗粒土室内最大干密度的测定，表面振动器法测值大于振动台法测值。

2）超径粗粒土需要经过一定的缩尺处理才可测得其最大干密度，许多学者通过大量的研究，找出了计算超径粗粒土最大干密度的近似方法，这些方法都是近似的和经验的，得到的最大干密度具有一定的一致性，在实际工程中可以根据现有参数选择使用。

3）由于目前还没有成熟的模型理论以及定量的标准和依据，因此，如何准确确定超径粗粒土的最大干密度的问题依然是填筑标准和施工质量控制中的难点。对此，有待继续深入研究。

摘要：压实度是控制路基压实质量的指标,因此现场实测干密度与最大干密度的准确测定十分重要。由于粗粒土粒径较大,仪器对粒径范围的限制使得最大干密度很难准确测定。此文对粗粒土最大干密度的试验法和计算法进行了分析,总结并验证了现有计算最大干密度的三种近似方法。

劳动生产率与经济密度实证分析 篇5

关键词：劳动生产率,经济密度,产业集聚,产出密度,就业密度

一、引言

一个国家或地区的劳动生产率受多重因素影响。世界银行出版的《2009年世界发展报告:重塑世界经济地理》提出密度、距离和分割这三维空间描述经济发展的地理变迁。密度对地方城市发展来说是最重要的维度空间。所谓密度即单位面积土地上的经济集中程度或者经济活动地理密集度, 其更能衡量经济生产活动的集中程度。

从产业集聚角度分析, 产业聚集程度与劳动生产力存在重要关系。根据马歇尔外部效应理论, 产业集聚理论通过劳动力效用、投入产出效应和知识外溢效应影响劳动生产率。显而易见, 一个城市的产业聚集程度越高, 其经济密度也相对越高。通过经济密度, 我们能够轻易解释与物理空间相关的劳动生产率问题, 当城市的经济密度在一定范围内提高时, 其城市的劳动生产率也将提高。

二、文献综述

最近20多年随着地理经济学的发展, 国内外涌现出很多关于集聚经济效应与劳动生产率之间关系的研究。国外学者大多数都认为, 经济密度是影响劳动生产率的重要因素。Ciccone和Robert (1996) 用经济密度分析美国各州劳动生产率的差异, 由于存在地理外部性和服务多样性, 经济密度会导致集聚收益递增, 他们使用各州的产出数据得出劳动生产率对经济密度的弹性为6。Ciccone (2002) 研究法国、德国、意大利、西班牙和英国的集聚效应, 利用县级层面数据发现这些欧洲国家的集聚效应小于美国的集聚效应, 得到的劳动生产率对经济密度的弹性为4.5。Marius和Nicole (2008) 用20个欧洲国家的面板数据分析就业密度对劳动生产率的影响, 研究表明该影响效应是积极地, 这种集聚效应在1980~2003年一直在增长。

国内关于经济密度与劳动生产率的研究最近几年呈不断增长趋势, 范剑勇 (2006) 利用中国2004年地级市数据分析产业集聚、劳动生产率与地区差距之间的关系, 认为非农产业规模报酬递增地方化是产业集聚的源泉, 其提高了劳动生产率及对地区差距产生影响, 并发现非农就业密度对劳动生产率具有促进作用, 研究结果显示我国非农产业劳动生产率对非农就业密度的弹性为8.8。陈良文、杨开忠 (2007) 利用1996年、2000年和2004年我国各地级市数据分析劳动生产率与经济密度的关系, 结果表明城市经济密度对城市生产率的影响都显著为正, 城市劳动生产率对经济密度的弹性介于1~1.9之间。刘修岩 (2009) 基于中国2003~2006年的城市面板数据研究发现一个城市的就业密度和相对专业化水平对其非农劳动生产率存在着显著的正向影响。

目前, 国内关于劳动生产率与经济密度的研究都侧重在全国这个层面, 但聚集效应一般局限在有限的区域范围内, 所以研究某区域内劳动生产率与经济密度的关系显得十分必要。长三角城市群作为国际公认的六大世界级城市群之一, 以仅占全国2.1%的国土面积, 集中了全国1/4的经济总量和1/4以上工业增加值, 被视为中国经济发展的重要引擎, 是中国经济最发达、城镇集聚程度最高的城市化地区。本文以长三角城市群3省1市的31个城市为研究对象, 分析长三角地区城市劳动生产率与经济密度的关系, 从而检验区域的集聚经济效应。

三、研究设计

(一) 模型。

杨开忠等 (2009) 以Ciccone和Robert (1996) 的劳动生产率与经济密度关系的模型为基础, 并对模型作了细微的调整, 调整后的生产函数:

(1) 式中q代表c省份内s城市每平方公里产出水平, n表示每平方公里面积上的劳动数量, H衡量工人的人力资本水平, k为每平方公里的资本数量, Ωsc衡量城市S的要素生产率水平, Osc表示城市的总量经济规模 (总产出或就业总人数) , Asc表示城市的总面积。Osc/Asc代表经济密度, 其用来衡量对产出的影响。 (1) 式中α表示劳动和资本的回报分布, 当λ>1时表示经济密度对产出的影响为正。

杨开忠等 (2009) 对上述生产函数进行推导后, 其得到如下方程:

(2) 式中, 因变量为各市的劳动生产率, 自变量为各市要素产出水平、人力资本水平、人均资本和经济密度。

由于各市的产业结构和所有制结构也是影响各地区产出的重要因素, 通常的预期是第三产业比重高的地区人均产出要高于其他地区、外商投资所占比重较高的地区人均产出要高于其他地区, 我们需要对此进行控制, 我们在模型中加入各市第二产业与第三产业产值之比与各市外商投资占总产值的比重。此外, 我们用地区虚拟变量控制要素生产率水平和人力资本水平的影响。最终我们建立的模型为:

(3) 式中, lp、M、F、Ksc/Lsc、Osc/Asc、regiondum分别为劳动生产率、第三产业与第二产业比率、外商投资占国内生产总值比重、人均资本、经济密度 (产出密度或就业密度) 和地区虚拟变量。

(二) 数据。

本文选取长三角城市群中的31个城市2008~2011年的数据进行分析, 各城市的统计数据来自《中国城市统计年鉴2008-2011》。本文所用的2008~2011年居民消费价格指数和汇率来自《中国统计年鉴2013》。城市总产出用“市辖区的地区生产总值”表示, 城市劳动者数量用“市辖区的在岗职工平均人数”表示, 第三产业与第二产业比重用“市辖区的第三产业产值与市辖区的第二产业产值之比”表示, 外商投资占国内生产总值比重用“市辖区外商实际投资金额与市辖区的地区生产总值之比”, 各地级市的面积用市建成区面积表示。其中, 若Osc代表城市总产出时, Osc/Asc为城市的产出密度;若Osc代表城市劳动者数量时, Osc/Asc为城市的就业密度。各城市的资本存量估计方法为各城市产出减去劳动所得再除以资本回报率, 本文资本回报率取5%。地区虚拟变量为长三角地区核心城市, 变量取1时代表长三角地区核心城市, 变量取0代表长三角地区非核心城市 (核心城市为上海、南京、无锡、常州、苏州、南通、扬州、镇江、泰州、杭州、宁波、嘉兴、湖州、绍兴、舟山、台州, 非核心城市为徐州、连云港、淮安、盐城、宿迁、温州、金华、衢州、丽水、合肥、芜湖、马鞍山、铜陵、滁州、宣城) 。

注: (1) 系数下括号值为标准差; (2) *表示在10%显著性水平下显著, **表示5%显著性水平下显著, ***表示1%显著性水平下显著。

四、实证分析

(一) 描述性统计。

表1给出变量的描述性统计结果, 可以看到各变量在长三角地区城市群内部存在显著的差异。外商投资比重的差异最显著, 变异系数为0.604, 显示长三角地区城市间的外商投资比重差异比较大, 其中外商投资比重最大的城市为扬州, 比重为0.101, 最小的为台州市, 比重仅为0.003, 两者相差几十倍。劳动生产率、产出密度和就业密度的变异系数分别为0.401、0.449、0.368, 其最大值与最小值之间也相差几倍到十几倍。 (表1)

(二) 回归分析。

我们利用2008~2011年面板数据, 分别分析产出密度和就业密度对劳动生产率的影响, 回归结果如表2所示。 (表2) 在回归一与回归二中, 我们看到豪斯曼检验的结果Prob>chi2=0.0000, 拒绝了原假设, 我们采用固定效应模型来解释。

从固定效应模型中看出, 产出密度与经济密度对劳动生产率的影响显著为正, 劳动生产率对产出密度的弹性为0.061, 即产出密度提高1%时劳动生产率将提高6.1%, 劳动生产率对就业密度的弹性为0.056, 即就业密度提高1%时劳动生产率将提高5.6%。这一结果显示长三角城市群存在集聚经济效应。

各市的第三产业与第二产业比重对劳动生产率的正影响不显著, 因为通常服务业对技术要求高, 其产出水平通常要高于制造业, 这与我们的预期不一致。各市的外商投资比重对劳动生产率存在显著的负影响, 这也与我们的预期不一致, 可能的解释是长三角地区经过改革开放30多年的发展, 内资企业的劳动生产率一定程度上超过了外资企业的缘故。

我们用地区虚拟变量控制要素产出和人力资本水平的影响, 但虚拟变量的结果不显著, 这说明长三角核心城市与非核心城市的劳动生产率差异不明显。

五、结论

本文使用2008~2011年长三角城市群的面板数据对经济密度与劳动生产率进行了实证分析, 我们得出如下结论:

1、当前长三角地区经济增长还是过度依赖资本投入, 劳动生产率对资本产出比的弹性在90%以上, 这种经济增长方式不可持续, 尤其在经济低迷当下会增加政府沉重的债务负担。

2、长三角地区要推进产业升级, 需要提高第三产业特别是服务业在国民产出的比重, 这样才能促进长三角地区劳动生产率得到更大的提升, 增强其国际竞争力以及带动国内其他地区的发展。

3、产出密度与就业密度对劳动生产率影响显著, 劳动生产率对产出密度与就业密度弹性分为6.1、5.6, 这一结果充分证明长三角城市群集聚经济效应的存在。

目前, 长三角地区城市化水平为70%左右, 政府还有一定提升该地区城市化水平的空间, 需要将经济密度调整到合理的范围内, 充分利用经济密度对劳动生产率的促进作用, 但同时注意经济密度过大导致交通堵塞、环境污染等社会问题。

参考文献

[1]The World Bank.World Development Report 2009:Reshaping Economic Geography[R].World Bank, 2008.

[2]Ciccone Antonio, Hall Robert E.Productivity and the density of economic activity[J].American Economic Review, 1996.86.1.

[3]Ciccone Antonio.Agglomeration effects in Europe[J].European Economic Review, 2002.46.2.

[4]Marius Brülhart, Nicole A Mathys.Sectoral agglomeration economies in a panel of European regions[J].Regional Science and Urban Economics, 2008.38.4.

[5]刘修岩.集聚经济与劳动生产率:基于中国城市面板数据的实证研究[J].数量经济技术经济研究, 2009.7.

[6]梁琦:产业集聚论[M].商务印书馆, 2004.

[7]贝涵璐, 吴次芳, 冯科, 刘婷婷.土地经济密度的区域差异特征及动态演变格局——基于长江三角洲地区的实证分析[J].自然资源学报, 2009.11.

密度计算十类型 篇6

例1有一只金戒指, 用量筒测得其体积为0.24cm3, 用天平称出其质量为4.2g, 试问这只戒指是否是纯金制成的? (ρ金=19.3×103kg/m3)

解析鉴别依据是同种物质具有相同的密度。用公式ρ=m/V求出密度ρ, 把它与密度表中该物质的密度相比较, 若两者相等, 金戒指就是纯金的;若两者不相等, 则不是纯金的。

解ρ=m/V=4.2g/0.2 4cm3=17.5g/cm3=17.5×103kg/m3<19.3×103kg/m3。因为ρ<ρ金, 所以这枚戒指不是纯金的。

二、空心类问题

例2一个铜球的质量是178g, 体积是40cm3, 试判断这个铜球是空心的还是实心的。 (ρ铜=8.9×103kg/m3)

解析判断铜球是否空心有下列几种方法。 (1) 看体积:先根据物质的质量算出实心部分的体积 (物质的体积) V, 再与物体的实际体积V物比较。若Vm物, 则该物体是空心的;若m=m物, 则该物体是实心的。m=ρ铜V球=8.9g/cm3×40cm3=356g>m球, 所以此球为空心球。

说明:本题最好采用方法 (1) , 因为这样既可判断该球是空心的, 还可求出空心部分的体积V空=V球-V。

三、样品类问题

例3有一辆运油车装满了50m3的石油, 为了估算这辆油车所装石油的质量, 从中取出30cm3石油, 称得其质量是24.6g, 问:这辆运油车所装石油的质量是多少?

解析密度是物质的一种属性, 对同一物质而言, 不管其质量和体积的大小如何变化, 它们的比值 (即密度) 是不变的。本题中所取样品与整车石油的密度相等, 即ρ1=ρ2, ρ=m/V, m1/V1=m2/V2, 取合适的单位有m1/50m3= (2.46×10-5t) /3.0×10-5m3, m1=41t。

也可以分步计算如下:

四、装瓶类问题

例4一只玻璃瓶装满水时总质量为200g, 装满酒精时总质量为180g, 求这只瓶子的质量和容积分别是多少。 (ρ酒=8×102kg/m3)

以, 在装满的情况下, 水的体积与液体的体积相等。

由题意得

(1) - (2) 得ρ水V瓶-ρ酒V瓶=20g,

代入 (1) 得m瓶=200g-ρ水V瓶

五、模具类问题

例5飞机上一钢质机件的质量为80kg, 为了减轻飞机的重力, 选用铝质零件代替这一钢质零件。问:代替钢质零件的铝质零件的质量应是多少? (ρ铝=2.7×103kg/m3, ρ钢=7.8×103kg/m3)

解析根据物体体积和模具体积相等进行解答。

六、水、冰类问题

例6 720mL的水结成冰, 体积增大了多少? (ρ冰=0.9×103kg/m3)

解析质量是物体的一种属性, 它不随物体的状态、形状以及地理位置的变化而变化, 故这类问题应根据质量相等的条件进行解答。

七、溢出类问题

例7一装满水的玻璃杯总质量为700g, 将一金属块放入水中, 待水溢出稳定后, 把杯的外部擦干, 称得其总质量为1040g, 取出金属块后其总质量为500g, 求:该金属块的密度。

解析溢出水的体积等于金属块的体积。

由题意得m金属块=1040g-500g

八、计划类问题

例8某炼油厂每节油罐车的容积为50m3, 为了将527t的柴油运出去, 需要多少节油罐车? (柴油密度为8.5×102kg/m3)

解析油罐车的容积应该不小于柴油的体积。

油罐车的节数只能取整数, 因此, 炼油厂需要13节油罐车。

九、溶液类问题

例9用盐水选种时, 要求盐水的密度是1.1×103kg/m3。现在配制了0.5dm3的盐水, 测得其质量是0.6kg, 这样的盐水是否符合要求?若不符合要求, 应该如何配制?

解析首先计算已有配制溶液的实际密度, 再与需要配制溶液的规定密度进行比较。若实际密度大于规定密度, 则需要加水, 加水时, 溶液的质量和体积均增加;若实际密度小于规定密度, 则需加溶质 (盐) , 加溶质时, 溶液的质量增加, 而体积可以认为是不变的 (因为是溶解, 总体积几乎等于原溶液的体积) 。

因此, 需稀释, 加水量为m水。

解得:m水=0.5kg。

十、混合类问题

例10为测定黄河水的含沙量, 某校课外活动小组取了10dm3的黄河水, 称得其质量是10.18kg。已知沙子的密度ρ沙=2.5×103kg/m3, 求黄河水的含沙量。 (每立方米黄河水中含沙多少千克)

解析混合类不同于溶液类, 混合物体总质量等于组成该物体的各物质的质量之和, 总体积等于组成该物体的各物质的体积之和。

黄河水是由沙和水组成, 则

将 (2) 代入 (1) 得m=ρ沙V沙+ρ水 (V-V沙)

临界热流密度流体模化方法与分析 篇7

临界热流密度 (CHF) 是沸腾危机发生时传热突然恶化时的高热流现象, 因此, 强制对流沸腾的临界热流密度往往被视为换热设备设计、运行的重要监视参数, 如直流锅炉、反应堆、蒸发器、火箭引擎等领域。对管内水的强制对流沸腾CHF的理论和实验研究已有50多年的历史, 已发展了许多预测模型和方法[1], 但是由于CHF现象本身的复杂性, 其机理尚不能被精确的数学方程所描述。作为实验研究, 高温高压条件下的实型实验投资巨大, 难于控制, 且实验安全得不到保障, 这时低潜热和低临界参数的流体, 便为人们所采用以代替水进行模化实验来研究特定流道的传热特性提供了一种节能、可靠、安全、实用的研究手段。

1 CHF流体模化理论

流体模化方法的理论基础是相似理论和量纲分析理论。CHF的流体模化方法, 是针对CHF现象以保证流体物性相似为主要依据, 选择压力温度条件低、潜热小的工质 (通常是氟利昂类物质) 代替原型工质 (水) , 以达到降低实验困难易于研究并能得到足够精确工程应用结论的目的。

20世纪60年代, 英国人Barnett首次提出了CHF的流体模化, 1964年, Stevens 和Kirby等[2]依据流动工质的热平衡关系, 将水等效压力下的氟利昂CHF数据与水CHF数据进行了直接的模化对比。20世纪70年代流体模化技术有了较大发展, 针对核反应堆应用的流体模化工作取得了长足的进步, 1973年, Ahmad发展了补偿失真模型[3]。之后, X.Cheng和U.Muler 研究了定位格架对棒束中临界热流密度流体模化的影响[4]。1984～1988年, 清华大学张振杰和鲁钟琪等修正了Ahmad的补偿失真模型, 并发展了一组新的比例模化因子, 推动了流体模化技术的发展[5]。近年来, 中国核动力设计院陈军、陈炳德等针对反应堆棒束通道流体模化做了大量工作[6,7]。最近, Song Kyu Lee和Soon Heung Chang使用环保制冷剂R134a开展了上升圆管内CHF的实验研究[8], 陈常念、韩吉田等[9]正在开展复杂流道内的CHF传热和流体模化研究。

2 CHF流体模化工质

流体模化工质的选取是开展模化研究的关键。对于模化水为介质的高温高压设备中CHF传热过程通常选择氟利昂物质, 这是因为它不仅运行温度压力低、潜热小, 而且化学稳定性好、无毒、不爆炸。根据参考文献[10]、[11]计算出了沸腾条件下相同液气密度比时 (ρl/ρg=172～4) R12、R22、R123和R134a与水的压力范围, 如图1所示。

由图1比较看出, 在计算范围内四种氟利昂物质的压力范围相当, 但明显比水的小, R22的上限值为3.81MPa, 仅为水上限值的21%, 其他三种工质上限值均小于水上限值的18%。在通常工况中常见液气密度比约为20的情况, 此时五种工质的压力值如图2所示, 四种氟利昂物质的平均上限压力值仅为水上限值的16%。可见, 用氟利昂类物质作为模化工质, 温度压力条件会大大降低, 从而降低实验困难并节约能源。

氟利昂类物质虽然具有良好的热力性能, 但R12、R22和R123等对臭氧层具有破坏作用而逐渐被淘汰, 所以模化工质的选取还必须考虑到工质的环保性能。R134a是环保替代制冷剂, 其临界压力和温度分别为4.06MPa和101℃ (水分别为22.064MPa、373.99℃) , ODP值为0, 是比较理想的模化工质。此外, 根据模化的实际过程需要也可选择其他氟化物类、芳香烃类以及CO2等作为模化工质。

3 CHF流体模化分析与典型模型

3.1 CHF流体模化条件分析

对沸腾流动的CHF现象有一般函数关系式:

f (qc, G, ΔH, L, D, g, λ, ρl, ρg, μl, μg, CPl, CPg, Kl, Kg, σ, γ, β) =0 (1)

式中:qc—临界热流密度, kW/m2;G—面积质量流速, kg/ (m2·s) ;ΔH—入口过冷焓, J/kg;L—加热长度, m;D—水力直径, m;g—重力加速度, m/s2;λ—汽化潜热, J/kg;ρl—液相密度, kg/m3;ρg—气相密度, kg/m3;μl—液相动力粘度, Pa·s;μg—气相动力粘度, Pa·s;CPl—液相定压热容, J/ (kg·K) ;CPg—气相定压热容, J/ (kg·K) ;Kl—液相导热系数, W/ (m·K) ;Kg—气相导热系数, W/ (m·K) ;σ—表面张力, N/m;γ—定义为undefined;β—定义为undefined。

Ahmad基于此函数关系式用量纲分析理论推导出了适用准则数, 根据大量实验分析给出了如下准则关系式[3]:

undefined

式中:ΨCHF—模化参数。

等式左侧为描述CHF的沸腾数, 可见, 要使模化可行需要满足如下条件:

(ΨCHF, ΔH/λ, ρl/ρg, L/D) P= (ΨCHF, ΔH/λ, ρl/ρg, L/D) M (3)

由于沸腾CHF的复杂性, 不同的流道形式对气泡尺寸、流型转变等具有重要影响, 而且规律难于把握, 为了避开这种影响往往采用与实型相同的试验本体, 则式 (3) 中的无量纲数L/D自动满足;对于入口过冷度和液气密度的影响分别用无量纲数ΔH/λ和ρl/ρg来反映;对于模化参数ΨCHF, 不同的模型则采用了不同的形式。

3.2 几种模型比较

尽管不同学者采用了不同的推导方式, 但最终的结论都和Ahmad的结论相统一, 即模化条件的区别主要在模化参数ΨCHF的不同, 其他条件均相同。

Stevens和Kirby[2]给出了ΨCHF的形式为GD1/4, 需要满足的模化条件等式为 (GD1/4) P=Ks· (GD1/4) M, 其中Ks为经验修正因子;Ahmad[3]的结论是undefined;Katto模型[12]令undefined;张振杰[5]改进了Ahmad模型, 提出undefined;D.C.Groeneveld[1]则给出了更为简单的形式, undefined。

以上几种CHF流体模化模型以R12、R22、R113、CO2等工质在圆管和棒束流道的模化结果具有不同适用性, 其中以Ahmad模型应用最为广泛, 精度较高;Katto模型和Groeneveld模型在本质上是统一的, 它们主要考虑了We数的影响, 形式较为简单, 便于应用;Stevens-Kirby 模型是一种经验模型, 经验修正因子Ks由不同液气密度比时的实验数据确定;张振杰模型引入气相Pr数用以反映边界层中气相热容和导热对气相输送及气膜生成发展的影响, 有较好的适用性。

4 结论

(1) CHF的影响因素有很多, 由于不能用准确的数学方程描述, 宜采用量纲分析理论寻找各影响因素之间的关系 (准则数) , 必须针对具体问题和要求的不同预测精度筛选影响因素, 切忌盲目选取。

(2) 几何因素对CHF的影响是复杂的, 更是重要的, 有时与实体一致的流道制作困难或代价高昂, 或者更为复杂的任意曲线形流道希望从典型流道结论得到推广。因此几何模化比例因子的求取及其修正需要进一步研究。

(3) 流体模化是实验的指导理论, CHF典型实验回路应至少具备如图3所示设备装置:泵提供循环动力, 旁路用于调节流量, 过滤器用于清除杂质, 蓄能器用来调压和稳压, 工质在预热段预热至所需状态后在实验段进一步加热至CHF发生, 后经冷凝器冷凝回到储液罐, 继而进入下一个循环。

(4) CHF现有理论模型是流体模化方法改进的重要基础, 可以在两个方面进行完善:一是针对具体问题选取不同的准则数, 但采用模型成熟的推导和实验验证模式 (如根据实验数据推定某个常数值或经验因子) ;二是在模型基础上引入普适的参数, 将模型进一步推广。

综上所述, 选取合适的流体模化工质, 如环保制冷剂R134a等, 对CHF现象进行模化实验, 温度压力水平可降低70%～80%, 节约研究费用80%左右, 是一种节能、安全的有效方法;针对复杂情况下的CHF现象, 为取得更好模化效果, 可以将现有模型为基础在复杂流道、广义模化参数等方面加以改进完善。

参考文献

[1]D.C.Groeneveld, J.Q.Shan, A.Z.Vasic, et al.The2006CHF look-up table[J].Nuclear Engineering and De-sign, 2007, 237:1909-1922.

[2]Steven G.J., Kirby F.A..Quantitative comparison be-tween burnout data for water at l000psia and Freon-12at155psia, Uniformly Heated Round tube Vertical Up-flow[R].United Kingdom:United Kingdom Atomic Ener-gy Authority, Report No.AEEW-R327, 1964.

[3]Ahmad S.Y..Fluid to fluid modeling of critical heat flux:A compensated distortion Model[J].International Journal of Heat and Transfer, 1973, 16:641-662.

[4]X.Cheng, U.Muller.Critical heat flux and turbulent mix-ing in hexagonal tight rod bundles[J].International Jour-nal of Multiphase Flow, 1998, 24:1245-1263.

[5]张振杰.流动沸腾临界热通量的模化实验研究[D].北京:清华大学, 1984.

[6]陈军, 杨燕华, 廖建如, 等.圆管临界热流密度的流体模化[J].核动力工程, 2003, 24 (4) :354-358.

[7]陈军, 廖建如, 赵华, 等.定位格架对4×4棒束临界热流密度流体模化的影响[J].原子能科学技术, 2005, 39 (1) :1-5.

[8]Song Kyu Lee, Soon Heung Chang.Experimental study of post-dryout with R-134a upward flow in smooth tube and rifled tubes[J].International Journal of Heat and Mass Transfer, 2008, 51 (11) :3153-3163.

[9]陈常念, 韩吉田, 邵莉.临界热流密度流体模化准则数的导出[R].郑州:中国工程热物理传热传质学术年会, 2008.

[10]ASHRAE.2001Fundamentals Handbook[S].Atlanta, USA:ASHRAE, 2001.

[11]严家录, 余晓福.水和水蒸气热力性质图表[M].北京:高等教育出版社, 1995.

低密度格码的性能分析与研究 篇8

自2007年LDLC码被提出以来, 许多学者对LDLC码理论方面进行了初步的研究。对于LDLC码本身的编译码算法, 很多学者已经进行了研究。例如在代改荣在论文中就对LDLC码进行了详细的解释, 包括它的定义、性能、校验矩阵的构造、译码算法和收敛分析等都有说明;杨海艳等在论文中对它的复杂度和H矩阵的构造进行了分析。

根据LDLC的定义可知, LDLC码可以直接由x=Gb来进行编码, 但是, 由于生成矩阵G并不是稀疏的, 这样实现编码的话, 运算复杂度和存储复杂度均为0 (n2) , 也就是与码长的平方成正比, 编码复杂度相对较高。所以sommer等人根据校验矩阵H稀疏的特点, 提出了利用jacobi迭代的编码算法, 这种算法应用的前提是校验矩阵H的对角线元素不为0。用雅克比迭代的方法进行编码时, LDLC码的编码过程可以通过来实现, 这种算法的复杂度为0 (n) 。

关于编码简化主要集中在对H矩阵的构造, 关键技术是消除H矩阵中的四环和六环。因为四环和六环的存在会使在译码过程中信息很快回到原来的节点中进行迭代, 严重影响译码效果。目前对于构造无四环和六环的方法主要有:

(1) 穷尽搜索法去除H矩阵中的四环。该算法从H矩阵的第一列开始, 依次判断每列中是否有二环和四环的存在。如果有二环存在, 就将二环所在行的任意一行非零元素和该行的其他非零元素互换位置。如果检测到四环的存在, 就随机选择一行, 将两列中的非零值交换。如此从第一列到最后一列, 检测其中的二环和四环, 并逐一予以消除。该方法的优点是算法简单, 去环彻底, 缺点是复杂度高。

(2) 准循环搜索算法构造无八环的H矩阵:该算法是将码的所有节点分成相等的组, 形成子矩阵, 然后用相同的顺序将子矩阵中的点连接起来, 按照一定顺序选择和连接彼此相距一定距离的节点。再将生产序列随机加入到这些距离矩阵中, 就得到了LDLC码无八环的校验矩阵。该算法的优点是直接构造出来的校验矩阵中就不存在四环和六环, 同时算法的复杂度是0 (n) , 复杂度低, 同时构造出的矩阵的性能明显优于随机生成的矩阵。缺点是需要借助信息的距离图来构造矩阵, 同时距离图对应的矩阵形式不能直接对应码的校验矩阵, 需要通过转换。

经过LDLC码编码后, 信息的误码率降低, 最小欧氏距离增大, 平均功率也随之增大。平均功率的增加使得编码后的信息序列不适合在功率受限的信道中传输, 所以必须通过整形来控制编码后平均功率的增加[3]。整形的目的就是在编码前对信息序列b’进行处理, 使得输入的信息序列只映射到整形区域的格点上, 从而使编码后信息的平均功率不大于未编码时的信息平均功率, 从而达到控制功率的目的。

Sommer曾提出了三种整形思想, 这三种整形分别是:超立方体整形、系统整形、嵌套格整形。这三种整形方法是把编码前的信息序列bi看作是星座图上的点, 根据格码整形的思想, 对bi进行处理, 以达到整形的目的。但是文献中提到的这三种整形方法都是基于特定的下三角校验矩阵进行的, 具有特殊性和局限性。

由于LDLC可以和LDPC一样用Tanner图来表示信息沿着边的传递。所以, LDLC的译码也是用迭代译码的方法来实现的。但是, LDLC和LDPC之间的差异性也决定了两者在译码上的差异。LDPC传递的概率, 它是标量信息。而LDLC所传递的是函数, 它是概率密度函数。

最近几年, 对LDLC码应用方面的研究包括在MIMO上的应用和OFDM系统中的应用, 以及在协作通信中的应用。

LDLC码的研究还处于初级阶段, 目前的研究基本都是在功率不受限的AWGN信道下进行的, 而实际应用中大部分信道是功率受限的信道, 所以对LDLC码整形方面的研究可以作为后续工作的出发点。其次, 译码的复杂度较高是LDLC码的缺点, 所以寻找更简单、有效的译码方法也可以作为该领域的研究方向。

摘要：LDLC码是一种新的信道编码技术, 是2007年sommer等人结合格码和LDPC码提出的码字。由于它距离香农限只有0.5dB, 自提出以来, 就受到了广大学者的关注。目前对于LDLC码的研究主要集中在校验矩阵H的构造、编码、整形、译码算法的简化和应用五个方面[1]。文章对LDLC目前的研究现状和研究成果进行了分析和说明, 并通过这些分析说明, 对LDLC码未来的研究方向进行了展望。

关键词：低密度格码,雅克比迭代,整形,迭代译码

参考文献

[1]Lian-xiang Zhu, Gai-rong Dai, Ying Tang, Xiang Li, Yan-Hui Xing.”Principles of Low Density Lattice Codes and their Performance Simulation.”Journal of Chongqing Uni-versity of Posts and Telecommunications.Sep.2010

[2]朱联祥, 杨海艳.一种构造八环准循环LDLC码的搜索算法[J].重庆邮电大学学报 (自然科学版) , 2011.23:570-573

密度计算与分析 篇9

高密度电法属于电阻率法的范畴, 它是在常规电法勘探基础上发展起来的一种勘探方法, 仍然是以岩土体的电性差异为基础, 研究在施加电场的作用下, 地下传导电流的变化分布规律。高密度电法利用程控电极转换器, 由微机控制选择供电电极和测量电极, 实现了高效率的数据采集, 已经成为常规物探方法之一[1]。

高密度电法实际上是一种阵列勘探方法, 野外测量时只需将全部电极 (几十至上百根) 置于测点上, 然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集。当测量结果送入微机后, 还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种物理解释的结果。显然, 高密度电阻率勘探技术的运用与发展, 使电法勘探的智能化程度大大向前迈进了一步[2]。高密度电阻率剖面一般采用拟断面等值线图、彩色图或灰度图来表示, 由于它表征了地电断面每一测点视电阻率的相对变化, 因而, 该图在反映地电结构特征方面具有更为直观和形象的特点[3]。因此, 也在管线检测、物探找水、岩溶及地质灾害调查等工程物探中逐渐成为了常用的方法[4]。

2 高密度电法的工作原理

高密度电法中研究中开始的排列方式主要有三种:α, β和γ[5,6,7], 运用最为常见的为温纳装置, 即当发射电极AB和接受电极MN满足AM=MN=NB时的装置系统, 其测量的电阻率ρs, 单位Ω·m, 表达式为:

式中K为装置系数;ΔUMN为MN两级的电压, 单位V;I为电流, 单位A。

高密度电法工作流程如图1所示, 数据采集系统由主机、多路电极转换器、电极系三部分组成。多路电极转换器通过电缆控制电极系各电极的供电与测量状态;主机通过通讯电缆、供电电缆向多路电极转换器发出工作指令、向电极供电并接收、存贮测量数据。数据采集结果自动存入主机, 主机通过通讯软件把原始数据传输给计算机, 计算机将数据转成处理软件要求的数据格式, 经相应处理模块进行畸变点剔除、地形校正等预处理后, 最终二维反演、成图。

2 高密度电法的实际应用

2.1 高密度电法解释基础

实际工程场地地层结构简单, 自上而下可分为三层:①杂填土, ②黄土状粉质粘土, 卵石层, 现自上而下分述如下:

①杂填土 (Q4m L) :厚度0.5~1.2m, 黄褐~灰褐色, 稍湿, 以粉土为主, 混卵、砾石和建筑垃圾, 定为素填土不合理上部可见较多的植物根系、腐殖质及虫孔, 结构疏松。

②黄土状粉质粘土 (Q4al+pl) :层厚8.4~15.4m, 西厚东薄, 层顶埋深0.5~1.2m, 层顶标高1771.06~17872.58m, 连续分布, 土质较均匀, 黄褐~红褐色, 稍湿, 干强度低, 韧性中等, 摇震反应慢, 稍有光泽。

③卵石层 (Q3al+pl) :埋深约9.6~15.9m, 西深东浅, 层顶高程1757.08~1763.75m, 钻入该层2.9~8.1m未穿透, 杂色~青灰色, 粒径多为40~90mm, 多呈亚圆形或次圆形, 卵石粒间充填物以粗砂为主, 分选和磨圆良好, 稍密~中密, 母岩岩性主要为砂岩、灰岩、花岗岩、石英岩等, 该层在场地内普遍分布, 地层较稳定。

2.2 高密度电法结果分析

由于场地地形限制, 本次高密度电法测试采用道间距为5m, 可以探测的最大深度为33.8m。高密度测线的测试方向为由西向东。反演得到的数据出图, 如图2所示。

根据反演得到的数据图, 剖面大致分为两层, 分界面稍有起伏, 地表至反演深度15m为相对低电阻率层, 电阻率在67.3Ω·m之下;15m以下为相对高阻层, 电阻率在67.3Ω·m之上, 推测该地层为卵石层。这与前期勘察所得到的数据基本吻合, 高密度电法也反映出卵石层西深东浅的现象。

3 结语

1) 根据勘察结果和高密度电法解析结果, 可以看到, 高密度电法基本能够反映出地层埋藏深度, 起伏状况, 并且可以和前期勘察结果相一致。可以认为, 高密度电法在工程勘察中的应用是具有一定的实用性的。

2) 本次物探工作中, 高密度电法对于地层的大体埋深等方面具有较高的反应, 但是对于规模较小的透镜体以及层厚较小的土层, 精度还是不够。所以, 结合必要的工程勘察手段以及其他资料, 在工程勘察工作中也是必不可少的。

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