摘要：The scientific design and preliminary results of the data assimilation component of the Global-Regional Prediction and Assimilation System (GRAPES) recently developed in China Meteorological Administration (CMA) are presented in this paper. This is a three-dimensional variational (3DVar) assimilation system set up on global and regional grid meshes favorable for direct assimilation of the space-based remote sensing data and matching the frame work of the prediction model GRAPES. The state variables are assumed to decompose balanced and unbalanced components. By introducing a simple transformation from the state variables to the control variables with a recursive or spectral filter, the convergence rate of iteration for minimization of the cost function in 3DVar is greatly accelerated. The definition of dynamical balance depends on the characteristic scale of the circulation considered. The ratio of the balanced to the unbalanced parts is controlled by the prescribed statistics of background errors. Idealized trials produce the same results as the analytic solution. The results of real data case studies show the capability of the system to improve analysis compared to the traditional schemes. Finally, further development of the system is discussed.

摘要：为了考察探空资料随高度的漂移对高分辨率数值预报模式的影响,充分发掘探空资料的应用价值,根据探空资料的探测原理,设计定位方案,计算出了各气压层上探空气球所处的实际位置。对位置订正前后的资料分别用3D-VAR系统进行同化,将同化结果作为WRF模式的初始场进行数值预报并对预报效果进行对比分析。结果表明:探空气球在施放过程中的漂移距离远远超过目前数值模式可取的水平分辨率;所设计的探空气球定位方案对水平分辨率为10km×10km的数值预报模式基本是可用的;总的来讲,位置订正对分析增量场的改变与原分析增量场相比小一个量级。模式预报结果显示,探空资料的定位使降水预报效果得到了改善。研究表明,将各气压层上探空资料订正到实际位置对高分辨率数值预报模式的预报效果有一定程度的正面影响,但仍需要更多的个例来验证。

摘要：为了实现快速低成本改变光学系统焦距,设计了基于液体透镜的变焦结构光三维成像镜头和微透镜阵列。系统采用7片球面玻璃镜片和1片液体透镜结构,F#为3.2,全视场大小为10mm,总长180mm,焦距变化范围54mm^61mm。结果表明:该系统能实现投影距离227mm^256mm调节,调焦过程中目标表面清晰,细节分辨率高,系统在整个变焦区域内,在40lp/mm时,全视场MTF优于0.2,系统场曲小于0.2,畸变小于0.2%。柱面微透镜阵列整体尺寸为10mm×10mm,周期宽度为1mm,厚度为1mm。随着投影距离的增长,光学系统成像质量先上升后下降,在237mm处成像质量最优,随着投影距离的增加,光学系统的放大倍率增大,光学系统整体相对照度不均匀性小于0.2。

摘要：在垃圾分类的大背景下,基于垃圾特征对现有垃圾桶进行改良设计迫在眉睫。针对在投掷垃圾过程中的不同场景下需要解决的问题,进行模块化设计,以降低使用者与垃圾接触的时间,减少细菌传播,提高干湿垃圾的分离效率。同时,对干垃圾的体积进行压缩处理设计,可增大干垃圾桶的存储容量。针对商用垃圾桶的设计需求,在符合现代人生活习惯的同时,该设计可有助于减少消耗,利于环境保护。

摘要：为准确掌握运动员训练时手部的动作情况,研究和设计一种射击辅助训练系统。该系统以聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜为传感器,STM32F103C8T6为控制核心,配以放大电路、滤波电路和无线传输模块,用以捕捉射击运动员击发瞬间手部施加在枪体接触面的压力波形,并将该信号通过蓝牙传输至手机端APP,在APP中完成压力波形的显示、存储、计算和分析。经模拟测试,该系统可以实时记录击发瞬间手部相关位置施加的压力波形,为教练员实施精确的个性化指导提供客观依据。