• 2019年第19卷第22期文章目次
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    • 2019年第22期封面及封底

      2019, 19(22).

      摘要 (700) HTML (0) PDF 3.03 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 2019年第22期中文目录

      2019, 19(22).

      摘要 (658) HTML (0) PDF 412.02 K (388) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 2019年第22期英文目录

      2019, 19(22).

      摘要 (477) HTML (0) PDF 57.54 K (319) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >TV水利工程
    • 水沙数学模型的认知与建立

      2019, 19(22):1-10.

      摘要 (832) HTML (0) PDF 1.24 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高使用者对水流泥沙数学模型认知和建立能力,从人为因素的角度提高模型的精确性和可信度。本文从模型认知、选取、网格划分、参数设定、模型率定和验证等方面对水沙数学模型国内外研究成果以及应用经验进行总结归纳,并指出常见误区。水流泥沙数学模型的建立应当以能够反映客观物理过程为出发点,模型使用者需要掌握一定的水流泥沙基础知识,充分了解研究区域的水流泥沙运动情况,合理高效建模。

    • >X环境科学、安全科学
    • 细水雾灭火有效性研究进展

      2019, 19(22):11-19.

      摘要 (544) HTML (0) PDF 1.79 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对机载细水雾灭火技术研发及其在民航领域的应用提供一定支持,对近年来国内外细水雾研究进行总结分析,主要包括细水雾喷雾特性对细水雾灭火有效性的影响、添加剂的影响、环境情况对于细水雾灭火的影响,以及利用细水雾进行的相关实验研究等。提出今后主要研究方向为新一代机载灭火技术、细水雾对遮挡火灾的抑制机理、高高原环境下细水雾特性与雾场诊断、细水雾灭火应用设施的设计、高效货舱机载灭火系统的关键技术研发、低压细水雾生成与控制机理的研究。最后,结合民机哈龙替代灭火技术需求,设计了新一代机载细水雾灭火技术研究的具体思路。

    • >O4-5物理学
    • 电感耦合式射频离子源放电与引出特性实验

      2019, 19(22):20-24.

      摘要 (828) HTML (0) PDF 1.57 M (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究电感耦合式射频离子源性能受离子束流、功率强度、工质流量和栅间电压的影响,以束流直径11cm射频离子源为研究对象,完成了射频离子源点火起弧关键物理参数的设计和选择,设计并搭建了电感耦合式射频离子源性能试验系统,通过试验研究了射频放电中离子束流、射频功率、工质流量、栅间电压之间的规律。结果表明:射频离子源试验系统设计合理,能够可靠稳定地工作,真空度低于1.0×10-3 Pa的氩工质条件下离子束能量大范围独立可调,在100 - 1500 eV范围引出80 - 460 mA的离子束流,当工质流量一定时,离子源离子束流随射频功率的增大以1mA/W比率增加,射频功率一定时,离子源束流强度随工质流量增大,在20sccm时,离子源束流强度至稳定值或者略微增加,合理控制离子源工作参数可以提高离子源工作性能和效率。

    • >P天文学、地球科学
    • 城市绿化灌溉对气象环境影响的模拟分析

      2019, 19(22):25-33.

      摘要 (735) HTML (0) PDF 7.78 M (874) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市绿地灌溉作为城市重要的水文过程,研究其对城市气象条件的影响有利于提高城市精细化预报并理解城市水循环过程。本文基于WRFV3.7.1模式,选取Noah/SLUCM陆面及城市冠层模型,以2010年夏季一次强烈的高温热浪天气过程作为天气背景,模拟分析了城市绿化灌溉对于中国东部重要城市南京的气象环境的影响。结果显示,绿地灌溉对城市地表能量平衡存在较大的影响。城市地区潜热最大增加45W/m2,地表温度最大减小0.25℃。绿地灌溉对于城市地区边界层内的气温的有降低的作用,在边界层附近下降得最为明显,而边界层以上的温度则略有上升。对于日趋严重的热岛效应,城市绿地灌溉有减弱其强度的作用,在09:00时,可以将热岛强度最大减小0.25℃。

    • 雷达导出参量与南京地区降水过程演变关系的诊断

      2019, 19(22):34-43.

      摘要 (614) HTML (0) PDF 6.53 M (720) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国的新一代天气雷达能够提供丰富的降水产品,但缺少反映大气热力和动力状况的产品。利用新一代天气雷达的基数据,计算出局地的温度平流、相对螺旋度、散度、垂直速度和散度垂直通量,并详细研究分析2016年南京地区的两次降水过程中,这些参量与降水演变的关系。研究表明:这些参量的变化都对降水系统的变化有良好的相关性和指示意义,温度平流通过改变局地大气热力结构和稳定度而影响系统发展;相对螺旋度、散度、垂直速度和散度垂直通量反映了局地大气的动力特性,并通过动力过程而影响降水系统的发展。层状云降水的 “下暖上冷” 温度平流、或对流型降水中雷暴后部的“下冷上暖”温度平流结构,有利于降水的加强;相对螺旋度的变化比降水的变化提前2.5~3.5h;超过3km的散度分布直接影响降水系统的发展;系统内4km以上的垂直上升速度对降水加强最显著;对流层中上层的散度垂直通量的负值与降水加强相关。可见,这些参量可以用于降水系统发展的雷达临近预报。

    • C波段雷达快速循环同化技术在宁夏降水天气预报中的应用

      2019, 19(22):44-50.

      摘要 (553) HTML (0) PDF 4.08 M (746) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文介绍了宁夏C波段雷达快速循环同化技术及其在2018年夏季降水预报中的应用效果。快速循环同化技术主要基于天气研究和预报模式WRF(Weather Research and Forecasting model),通过对C波段多普勒雷达资料进行去除奇异点、地物遮挡、谱宽检查、退模糊等质量控制,利用三维变分同化、动力降尺度及冷暖启动方法,实现了C波段多普勒天气雷达观测数据的逐小时快速循环同化分析,可逐时滚动输出未来12小时逐小时间隔、水平分辨率3公里的降水、气温、风向风速、相对湿度、物理量场等格点预报产品以及雷达回波产品。通过在2018年宁夏降水预报中的应用分析发现,加入雷达资料同化后的WRF模式降水预报能力有明显提升,可为宁夏降水天气智能网格预报特别是暴雨的短临预报预警提供技术支撑。

    • 北半球温带反气旋的气候统计特征

      2019, 19(22):51-62.

      摘要 (626) HTML (0) PDF 10.93 M (854) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用NCEP/NCAR再分析资料,采用判定和追踪反气旋的客观方法统计分析了1948—2016年北半球冬季温带反气旋活动特征。研究发现,北半球温带反气旋主要活动在中东部的北太平洋、东北大西洋、北美的沿落基山脉东部和美国东部、欧亚的环地中海、伊朗高原、青藏高原以北且贝加尔湖以南地区。大陆上反气旋分布较集中,且多位于中高纬度,而大洋上反气旋较陆地上分布较分散,纬度位置较低。海洋上、北美洲和环地中海地区上的反气旋夏季频数最高,而伊朗高原、青藏高原以北且贝湖以南的反气旋均冬季最多。海洋上的反气旋生成区域分布较分散,且主要向偏东方向移动、发展,且具有季节变化。相比于海洋,大陆上反气旋生成的纬度较低,主要向东南方移动、发展。北美大陆上的反气旋夏季生成的较多,冬季移动范围较广。北半球反气旋年平均过程数呈缓慢上升趋势。夏季过程数最多,且从1970年开始呈上升趋势。进一步通过分区考察温带反气旋的时空分布特征发现不同区域的反气旋具有不同的季节,年际和年代际变化。欧亚地区的反气旋过程数最多,其次太平洋的,大西洋的最少,但是同一个区域的四季相差较小。反气旋的中心气压大值区的形态和高频区的分布形态相似,且中心气压有明显的季节变化。四季中冬季反气旋最强。秋冬季节是欧亚地区的反气旋最强,大西洋的最弱。春夏季大西洋的反气旋最强,欧亚地区的最弱。春季大洋和大陆上差别较小。四季均是欧亚地区的反气旋的平均纬度较低,且冬季最低。北美地区的反气旋除秋季均是移动纬度范围最大的。反气旋数随生命史的变长而急剧下降,90%左右的反气旋的生命史在4天内,四季均是大洋上的反气旋生命史较大陆上的长。

    • 陇东南地区温泉气体地球化学特征

      2019, 19(22):63-69.

      摘要 (549) HTML (0) PDF 1.68 M (300) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究甘肃东南部温泉的成因,通过气体地球化学的方法研究对比了该区温泉、冷泉和地表水中溶解气的组分及其同位素特征。结果表明:陇东南地区出露的温(冷)泉和地表水具有相似的气体组分特征,均以氮气为主(介于70.47~78.33%);温泉水的δD-δ18O数据点沿着兰州大气降水线分布,没有明显漂移;δ13CCO2特征和二氧化碳含量表明CO2属于有机生物成因。可见陇东南地区温泉水与深部围岩的同位素交换作用不强,温泉水的来源属于大气降水补给。其形成可能是地表水在深循环过程中受热后,由于频发的地震产生有利于地下水和温泉气上升、运移的通道,使的泉水沿裂隙溢出而来。

    • 黄土塬斜坡带地震波激发数值模拟与波场特征

      2019, 19(22):70-75.

      摘要 (603) HTML (0) PDF 1.87 M (358) 评论 (0) 收藏

      摘要:Aiming at the special seismic and geological conditions of the loess plateau slope zone, the combined excitation mode of the slope zone is numerically simulated by using the spectral element method wave field simulation algorithm, the wave field characteristics are accurately reflected,and the multi-well combination excitation parameters are optimized theoretically. The numerical simulation agrees well with the experimental results. A high-density seismic wave excitation technology has been explored, and high-precision 3D seismic data have been obtained.

    • 金泉寺滑坡破坏机理及冲击强度定量分析

      2019, 19(22):76-84.

      摘要 (628) HTML (0) PDF 6.19 M (291) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究单体土质滑坡破坏机理及其冲击强度,以勉县金泉寺滑坡为研究对象,采用双轴试验标定方法,得到了滑坡岩土体的细观参数,将其与岩土体室内力学实验结果对比,认为所标定的细观参数可应用到金泉寺滑坡模型中。此后基于颗粒流离散元法构建滑坡数值模型,模拟滑坡变形破坏过程,并选用冲击距离、速度、冲击力三个指标表征单体滑坡冲击强度。研究结果表明:金泉寺滑坡坡脚和后缘先发生变形,随坡体中部锁固段贯通后,整体呈现为前拉后推的复合式破坏特征;滑坡冲击距离23.82 m,最大冲击速度4.10 m/s,冲击力随冲击距离的增加而线型衰减,单位宽度最大冲击力205 kN。颗粒流离散元法模拟滑坡渐进破坏过程效果较好,同时也适用于定量分析单体滑坡冲击强度。

    • >R医药、卫生
    • 白鲜皮挥发油成分GC-MS分析及其潜在活性成分研究

      2019, 19(22):85-89.

      摘要 (545) HTML (0) PDF 823.06 K (294) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 研究分析中药白鲜皮中挥发油类成分组成,探讨其潜在的抗菌活性成分。方法 采用水蒸气蒸馏法提取白鲜皮中挥发油类成分,采用GC-MS联用技术对挥发油类成分进行分离和分析鉴定。结果 从白鲜皮挥发油中分离出36个化学成分,通过质谱数据库鉴定出其中匹配度高于90%的25个成分。相对含量较高的成分是烯类成分(37.84%),醇类成分(4.06%),芳香醚类成分(2.25%)和芳香烃类成分(2.03%)。通过与文献报道比较,不同产地白鲜皮挥发油成分组成存在较大差异,其抗菌活性可能与α-蒎烯、β-蒎烯、茴香脑、麝香草酚甲醚和榄香醇等成分有关。 结论 白鲜皮挥发油中化学成分复杂,以烯类成分类成分为主,研究结果为中药白鲜皮的药效物质基础研究与质量控制评价奠定了基础。

    • 模拟失重对拟南芥下胚轴细胞生长和微管动态性的影响

      2019, 19(22):90-96.

      摘要 (616) HTML (0) PDF 3.38 M (297) 评论 (0) 收藏

      摘要:空间飞行中产生的失重环境会影响植物的一系列生命活动过程,因此,为保证植物正常生长,揭示失重环境下植物的生长发育规律至关重要。本研究利用大梯度强磁场超导磁体产生的抗磁悬浮模拟失重环境,对拟南芥幼苗进行处理。在相同外界条件下培养4天后,拍照记录不同重力环境下,拟南芥下胚轴细胞的生长发育及其周质微管骨架的排列情况,并进行图像定量分析和统计分析。结果显示,与control组相比,重力改变对幼苗的形态、株高、下胚轴细胞形态及其周质微管骨架的排列有不同程度的影响。尤其是在μg(模拟失重),幼苗弯曲明显,株高比其它组显著降低,细胞长宽比较小,下胚轴周质微管发生了重排。而control组、1g组、2g组(模拟超重)三组之间相比显示,除了在微管骨架排列方面存在极显著差异,其余指标均无明显差异。结果提示,模拟失重对植物生长发育有显著影响,微管骨架参与了重力信号的传感和转导,推测微管骨架可能通过其重排调控下胚轴细胞生长,参与模拟失重抑制下胚轴伸长来影响植株形态建成。

    • >TB一般工业技术
    • 碳纤维复合材料层合板在低速冲击下的力学响应

      2019, 19(22):97-102.

      摘要 (905) HTML (0) PDF 6.52 M (1075) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文利用改进的霍普金森杆对不同铺层方式的碳纤维复合材料层合板(简称CFRP)进行低速冲击试验,分析不同铺层顺序下,CFRP层合板的动态力学响应。搭建了基于高速三维数字图像相关方法(3D-DIC)的实验测量系统,该系统由三台高速相机组成,其中两台组成3D-DIC观测系统,用于三维成像,另外一台记录子弹飞行姿态,从而计算子弹飞行的速度。利用3D数字图像相关技术可以得到层合板损伤后的位移场,然后进行差分得到材料损伤后的应变场。利用ABAQUS/Explicit仿真软件对试验结果进行模拟,试验结果和模拟结果吻合较好,从而验证了3D-DIC在研究碳纤维复合材料层合板抗冲击性能中的有效应用。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 大南湖矿二区F1南井田煤层对比特征

      2019, 19(22):103-109.

      摘要 (526) HTML (0) PDF 7.96 M (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:大南湖矿区二区F1南井田含煤地层为侏罗系中统西山窑组(J2x),主要为一套陆相细碎屑岩类,无明显标志层,为了对本区煤层有更为详细的了解,通过大量的钻孔资料,从煤层自身特性、煤层沉积间距、岩性组合特征、物性特征及地震地质特征等方面进行综合分析研究,得到本区煤层特点,为分析研究中生代煤层打下了很好的基础。:大南湖矿区二区F1南井田含煤地层缺乏明显标志,煤层对比遇到困难。通过本区大量钻孔资料分析,从煤层物理性质、煤层间距、煤层顶底板岩层组合序列、地震反射特征、测井曲线特征等进行研究,总结出研究区煤层特征为:F1南井田含煤地层位于侏罗系中统西山窑组碎屑岩中,全区共有52层含煤地层,煤层总厚度平均为63.95m,其中发育24层可采煤层,15煤层最厚,平均厚度为6.14m,出现在含煤段的中部,分布稳定,全区可采,可作为主要对比标志;5煤层全区可采,较稳定;22煤下和30煤层局部可采,分布不稳定;其他大部分可采煤层可采范围较大,局部可以对比。大部分煤层每两层可组成一个煤层组;各煤层间距变化不大;多个煤层间发育一套粗粒砂岩或砂砾岩,可作为对比标志。同一含煤地层的测井曲线形态组合大部分相似或接近;典型煤层界线的地震反射同向轴具有空间连续性;同一煤层沉积环境具有空间过渡性特征。煤层的综合地质特征分析为煤田地质开采研究提供理论依据。

    • 镀银铜导线与银箔平行微隙电阻焊影响因素

      2019, 19(22):110-114.

      摘要 (537) HTML (0) PDF 1.75 M (299) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了保证空间硅太阳电池阵的连接质量,采用枪式微型电阻焊接系统对镀银铜导线与银箔连接片进行了工艺实验研究和影响因素分析。结果表明:采用纯钼电极焊接的焊点质量及其耐磨性要明显优于纯钨和钨铜电极。电极间隙对焊点质量影响很大,焊接电压对焊点质量的稳定性有较大影响。适当增加焊接压力会抑制焊接飞溅、改善焊点质量、提高焊点强度,但当压力大于25N时,压力的增加对焊点强度的改善作用将不再明显。银箔扭曲或撕裂是最可靠的焊点拉伸破坏形式,此时对应的焊点强度超过40N,且焊接过程飞溅较小,电极无明显粘连。可见选用适当的工艺参数,则焊点界面结合良好且无明显孔洞缺陷以及虚焊现象,综合性能最佳。

    • >TE石油、天然气工业
    • 东营凹陷沙四段近岸水下扇地震沉积学——以东辛油田盐斜229块砂砾岩油藏为例

      2019, 19(22):115-121.

      摘要 (812) HTML (0) PDF 10.06 M (582) 评论 (0) 收藏

      摘要:东营凹陷北坡陡坡带发育有众多沉积类型的砂砾岩油藏,目前对该类油藏储层的发育特征认识不清,描述技术尚未成熟,必须对砂砾岩扇体内部的期次及其分布特征开展系统的研究。本文以沉积学和层序地层学为指导,以地震沉积学为基础,通过井震结合的方法对砂砾岩油藏期次进行研究,将研究区地层划分为3个期次。以岩心、测井、地震分析为基础,明确扇根、扇中、扇端三个亚相特征,通过地震相分析及波阻抗反演技术明确各个亚相的空间展布范围,扇中亚相是储层发育的有利相带,对于油田指导砂砾岩油藏勘探与开发工作部署具有重要的意义。

    • 桑托斯盆地盐上阿尔比阶台地边缘滩特征及其控制因素

      2019, 19(22):122-128.

      摘要 (682) HTML (0) PDF 9.29 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:巴西桑托斯盆地阿尔比阶碳酸盐岩沉积为典型的台地边缘滩相,通过对地震反射结构、钻井岩性、薄片分析多方面分析,总结出了阿尔比阶台地边缘滩相的主要特征及主控因素。台地边缘滩以鲕粒灰岩、砂屑灰岩沉积为主,反映了浅水动荡的沉积环境,阿尔比阶灰岩颗粒滩符合镶边碳酸盐岩台地沉积模式,从陆地向海方向依次发育泻湖、浅水砂屑滩相、台地边缘滩后相、台地边缘滩相和斜坡相等沉积相带。古隆起和水体变化是颗粒滩发育的主控因素,成岩作用是储层物性的关键控制因素。平面上,盆地西南部开阔台地内古盐拱区及陆架边缘坡折带为阿尔比阶灰岩有利储层发育区。

    • 渤海湾中部疏松砂岩油藏砾石充填适度防砂适应性评价

      2019, 19(22):129-135.

      摘要 (558) HTML (0) PDF 2.96 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:渤海湾中部油田储层胶结强度低,非均值性强,泥质和细粉砂含量高,优质筛管独立防砂往往出现堵塞的情况,致使油井产能快速下降,严重阻碍了生产。为此,提出了疏松砂岩油藏砾石充填适度防砂技术,采用自行研制的大型防砂物理模拟实验装置,结合渤海中部油田储层特征(d50=137~182μm,UC=18.3-35.4,泥质27%,小于44μm微粒含量21.5-44.5%)和实际工况,进行了金属网布筛管+砾石充填的防砂物理模拟试验,系统评价了金属网布筛管120μm+砾石(20-40目)、金属网布筛管150μm+砾石(16-30目)、金属网布筛管200μm +砾石(10-30目)3种防砂体系下流通性能、挡砂性能和综合性能。实验结果表明:金属网布优质筛管+砾石充填复合防砂方式下筛管流通性能、挡砂性能以及综合指标都较高,适合作为渤海湾中部油田高泥质细粉砂油藏防砂筛管类型。在适度防砂标准0.5‰的条件下,推荐防砂参数为200μm(金属网布优质筛管挡砂精度)+10-30目(砾石尺寸)。

    • 普通稠油油藏反九点井网平面波及系数计算方法及数模验证

      2019, 19(22):136-142.

      摘要 (578) HTML (0) PDF 2.43 M (331) 评论 (0) 收藏

      摘要:综合考虑普通稠油油藏渗流过程中存在启动压力梯度和非活塞驱替以及井网处于非单一沉积微相时渗透率各项异性的特征,建立了一套普通稠油油藏反九点井网平面波及系数的理论计算方法。该方法不仅可以定量表征平面波及系数的变化规律,还可以计算各方向边、角井的见水时间。研究了启动压力梯度、压差以及渗透率级差对平面波及系数和见水时间的影响。发现:启动压力梯度越小,压差越大,水驱平面波及系数越大,边、角井见水时间越快,含水率越高;渗透率级差越小,波及越均匀,边井见水时间差越小。同时,自主编程了考虑启动压力梯度的油藏数值模拟器,通过模拟,验证了理论计算方法的准确性,可视化了不同水驱阶段平面波及系数和剩余油饱和度的变化规律。通过优化注采参数、差异化边角井工作制度等方式,缩小死油区,提高平面波及系数,改善水驱效果。

    • 压裂泵高压排出管汇的振动特性分析及测试

      2019, 19(22):143-148.

      摘要 (547) HTML (0) PDF 3.78 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了防止压裂泵高压排出管汇在工作状态下出现剧烈振动,通过有限元仿真计算发现,高压管汇的固有频率接近压裂泵的工作频率,存在共振的危险。因此根据仿真计算得到的振型改进其约束方式,经有限元仿真分析得到改进后的结果,分析表明改进约束方式后的高压管汇,其固有频率远大于压裂泵的工作频率,有效地避开了压裂泵工作频率范围。最后通过对高压管汇的试验模态分析验证了有限元仿真计算结果,为高压管汇的防振及应用提供了依据。

    • >TH机械、仪表工业
    • 提升离心泵小流量工况数值模拟精度的进口边界设置

      2019, 19(22):149-154.

      摘要 (584) HTML (0) PDF 4.50 M (350) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高离心泵小流量工况下性能参数的预测精度,本文参考关死点工况数值模拟研究的现有文献,将一种开口边界作为吸水管进口条件应用于某离心泵的多个小流量工况,以试验测量结果为基准,与常规进口边界设置下的计算结果进行了性能参数及泵内流场的对比分析,研究了不同边界设置对于不同工况的适用性。结果表明:以吸水管进口处是否存在回流为判别标准,对于存在明显回流的工况,采用开口边界可以大幅提升扬程等性能参数的预测精度,而对于入流均匀无回流的工况,常规边界条件即可满足工程计算精度要求;采用开口边界可以在吸水管进口处释放回流而避免形成虚假漩涡,保证水力损失的合理预估,进而得到更为精确的离心泵特性曲线。因此,在计算离心泵的完整特性曲线时,可首先采用常规边界条件进行全工况的数值模拟,再根据进口回流情况调整进口边界设置,对少数小流量工况进行二次计算,确保特性曲线形状符合真实情况。

    • >TK能源与动力工程
    • 对称阵列斜翅热沉自然对流数值研究

      2019, 19(22):155-161.

      摘要 (631) HTML (0) PDF 2.91 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对LED散热冷却问题,研究了一种自然对流条件下竖直放置对称阵列斜翅热沉的换热性能,分析了翅片高度,纵向间距对换热性能的影响,以及讨论了对称阵列斜翅热沉换热特点。结果表明:努塞尔数Nu随瑞利数Ra增加而线性增大;当热沉翅片高度大于40mm时,Nu达到最大值,随后Nu随翅片高度增加不再明显变化;翅片纵向间距从25mm到15mm,其间距愈短,努塞尔数Nu下降的愈快;从四列热沉到八列热沉,基板温度场自下而上分层现象愈来愈明显,高温区域集中在基板上部两角位置;相对四列热沉和八列热沉,六列热沉瑞利数Ra随努塞尔数Nu变化的拟合曲线斜率要比四列热沉高约5%,其具有更少的高温区域,有效地改善换热性能。

    • 基于AMESim的农用发动机冷却散热器仿真分析与优化设计

      2019, 19(22):162-168.

      摘要 (649) HTML (0) PDF 2.85 M (307) 评论 (0) 收藏

      摘要:以典型农用发动机冷却系统为研究对象,开展了基于AMESim仿真软件的建模、仿真分析与核心部件优化设计研究。在对发动机冷却系统基本结构及工作原理的分析基础上,应用AMESim软件中的冷却系统库、热力库、热液压库及信号控制库建立了发动机冷却系统的一维仿真模型。首先通过仿真计算分析发动机冷却系统中散热器的工作性能,并通过仿真值与试验值的对比,证实了所建立的AMESim仿真模型的可靠性,为冷却系统关键部件优化设计提供了模型与技术支持。然后,进行冷却系统散热器有效正面积优化设计的仿真研究,结果表明,发动机冷却系统对散热器的宽度更敏感,合理增大散热器有效正面积可以提高冷却系统对发动机的冷却效果。

    • 叶片数对SCPPVC空气涡轮机气动性能影响的试验研究

      2019, 19(22):169-173.

      摘要 (574) HTML (0) PDF 1.58 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:立式太阳能热气流发电系统(SCPPVC)空气涡轮机叶片数与其气动性能密切相关,利用Wilson设计方法,对该系统涡轮机叶片进行了初步设计,利用3D打印技术完成了叶片制样,简介了风洞方法。据此,试验研究了叶片数对SCPPVC系统空气涡轮机气动性能的影响。结果表明:以功率和风能利用系数为指标,涡轮机最佳叶片数以7片为宜;涡轮机输出功率与入口风速增加呈指数变化趋势,与涡轮机前后压差增大呈近似成线性关系。

    • >TM电工技术
    • 配电电缆绝缘劣化的极化去极化电流特性仿真

      2019, 19(22):174-180.

      摘要 (543) HTML (0) PDF 2.82 M (302) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现对6kV交联聚乙烯电缆绝缘状态的可靠检测,本文基于德拜扩展模型建立了整体受潮、局部受潮、绝缘老化、含水树枝电缆的仿真模型,采用极化—去极化电流法(PDC)对电缆绝缘状态进行诊断,研究电缆在不同绝缘状态下PDC特性变化规律。结果表明:电缆受潮较严重时,电压电流呈现明显的非线性关系,绝缘电阻下降速率更快;水树枝程度越深,极化去极化电流初始值越大,电缆绝缘性能越差。

    • 电网低频振荡扰动源线路暂态特征频带选取算法

      2019, 19(22):181-186.

      摘要 (592) HTML (0) PDF 974.69 K (314) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了有效利用线路暂态特征频带包含的故障信息,准确选取线路暂态特征频带,使得频率在该频带内的暂态分量可有效体现电网低频振荡扰动源位置,提出电网低频振荡扰动源线路暂态特征选取算法。分析了线路边界频率特性,获取线路暂态特征频带上限约束值。将电网低频振荡扰动源线路的始端和末端当成端口,通过二端口网络方程获取线路等值阻抗,对暂态特征进行分析。在此基础上,通过矩阵束法对不同线路电流频率分量和频率分量相位进行提取,按照升序顺序排序,对不同频率分量相位进行比较。将与90°相角相应的频率当成频带上限,完成对电网低频振荡扰动源线路暂态特征频带的选取。实验结果表明:所提算法可得到线路暂态特征频带选取结果,获取电网低频振荡扰动源位置;和特高压直流输电线路暂态保护特征频带选取算法与基于暂态相电流特征分析的故障选线算法相比,所提算法选取结果和实际结果间的误差最小。可见所提算法暂态特征频带选取结果准确。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 基于弹性波的碳纤维复合芯导线结构健康监测系统

      2019, 19(22):187-194.

      摘要 (660) HTML (0) PDF 4.49 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:ACCC导线的结构不同于钢芯铝绞线,传统的导线检测方法难以在ACCC导线上得到有效应用。为了保证电力系统运行的稳定性与可靠性,有必要对ACCC导线的结构健康进行快速、全面的检测。根据ACCC导线的结构与弹性波的传播特性,分析了弹性波的相速度、群速度及频散特性,采用虚拟仪器技术,提出了一种基于弹性波检测技术的ACCC导线结构健康监测系统。基于小波变换理论,分析了峰值到达时间的计算方法,研究了激励信号的波形、频率、幅值及波峰数的选择策略。根据弹性波的信号特征,进行了幅值衰减特性实验,研究了信号幅值随距离变化的规律与不同中心频率下的幅值变化特征,结果表明,激励信号的幅值在传播过程中随距离呈指数衰减。以ACCC/TW导线为实验对象,搭建实验平台,进行了损伤定位与损伤辨识,实验中定位的最大误差不超过4.28cm。通过比较损伤的实际位置与结构健康监测系统的输出结果,表明所研究的系统能够有效地对ACCC导线损伤进行定位并具有良好的精度。基于功率谱密度的分析方法,实验研究了不同频率和不同损伤条件下的信号特征。结果表明,通过分析功率谱密度曲线的特征,实现了对ACCC导线不同损伤状态的辨识。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 风电塔筒爬壁机器人电机基座优化设计

      2019, 19(22):195-200.

      摘要 (674) HTML (0) PDF 3.78 M (311) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要:为解决应用于风电塔筒壁面检测的爬壁机器人电机基座轻量化的问题,提出了一种将动力学仿真与优化设计相结合的方法。通过ADAMS进行动力学建模仿真,得到电机基座的动态载荷并将其作为优化设计的边界条件;通过ANSYS Workbench将拓扑优化、尺寸优化相结合的方式进行优化设计,拓扑优化确定了优化区域,结合参数敏感性分析和响应面法的尺寸优化确定了满足电机基座轻量化目标的最优解。

    • 足球机器人在多运动状态中的角色建模与Petri网控制策略

      2019, 19(22):201-207.

      摘要 (977) HTML (0) PDF 2.15 M (302) 评论 (0) 收藏

      摘要:RoboCup是研究动态环境中的机器人自主决策的典型平台。针对5v5标准平台组足球比赛角色行为的多态性,采用面向对象方法建模并设计不同的策略,减少了程序设计的复杂度和降低了逻辑推理难度。同时考虑上层策略是比赛成功的关键,提出一种在B-Human 框架下能够兼顾多个比赛环境信息的多状态Petri网建模策略。该方法建立精确的数学模型,实现了机器人运动中的各状态协调运行,在SimRobot仿真平台下与基本状态机模型相比,减少了任务规划时间和提高了成功率。最后在标准平台组足球赛场中验证了该策略的可行性和正确性。

    • 基于邻域粗糙集的文本主题特征提取

      2019, 19(22):208-214.

      摘要 (635) HTML (0) PDF 1.79 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:LDA主题模型是一种有效的文本语义信息提取工具,利用在文档层中实现词项的共现,将词项矩阵转化为主题矩阵,得到主题特征,然而在生成文档过程中会蕴含冗余主题。针对LDA主题模型提取主题特征时存在冗余的不足,本文提出一种基于邻域粗糙集的LDA主题模型约简算法NRS-LDA。利用邻域粗糙集构造主题决策系统,通过预先设定主题个数,计算出每个主题的重要度,根据重要度进行排序,将排序后重要度低的主题删除。将本文提出的NRS-LDA算法应用于K-means文本聚类问题上,并与传统的文本特征提取算法及改进的算法进行比较,实验结果表明本文所提NRS-LDA方法可以得到更高的聚类精度。

    • 基于直方图平移的安全可逆信息隐藏算法

      2019, 19(22):215-222.

      摘要 (545) HTML (0) PDF 3.24 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:可逆信息隐藏技术可以在提取隐藏的秘密信息之后完全恢复原始的载体信息,具有重要的理论意义和广阔的应用前景。基于直方图平移的可逆信息隐藏技术需要额外传送一部分信息,会带来较大的通信负担和安全隐患。通过对载体图像进行分块,并引入密钥,提出了一种基于直方图平移的安全可逆信息隐藏算法,不需要单独传送任何额外信息就能实现秘密信息提取和原始载体的无损恢复。能够有效弥补传统算法的缺陷,降低通信负担,同时具有较高的安全性。理论分析和实验仿真表明该算法具有较好的实用性能。

    • 海量电子图书信息资源利用率均衡调度方法

      2019, 19(22):223-228.

      摘要 (622) HTML (0) PDF 1.42 M (323) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决传统方法调度均衡性差,资源利用率低的弊端,提出一种新的海量电子图书信息资源利用率均衡调度方法。依据海量电子图书信息资源池中物理服务器的工作情况,对资源池运行工作进行判断,针对不饱和运行状态,通过分析资源利用率方差、资源利用率均衡度和整个资源利用率均衡度,建立均衡调度目标函数,采用蚁群算法对其进行求解决,获取最优调度策略。在资源池饱和的情况下,求出全部虚拟机资源的等待时间,选用等待时间最短的虚拟机执行当前海量电子图书网络用户请求资源。结果表明,所提方法调度结果和其它方法相比最均衡,只有少部分均衡性相对较差;对CPU和I/O资源利用率调度均衡性较好,对内存利用率调度均衡性相对较差,但和其它方法相比较好;对不同资源利用率均在95%~99%范围内。可见所提方法对电子图书信息资源利用率调度均衡性好,有很高的竞争力和资源利用率。

    • 结合信息增益率的异构医疗数据库字段标识系统设计

      2019, 19(22):229-234.

      摘要 (588) HTML (0) PDF 943.62 K (291) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决现阶段医疗机构中不同科室数据异构,导致标识准确率低的问题,提出并设计了结合信息增益率的异构医疗数据库字段标识系统。给出设计系统整体结构,分析设计系统主要模块功能。对异构医疗信息进行数据标识化处理,令原本没有语义信息的异构医疗数据变成可处理数据。在此基础上,将信息增益率看作节点分割的优度衡量指标建立多特征函数,依据特征函数标识异构医疗数据库信息时,通过标识规则对数据种类进行判断,获取全部医疗信息数据库所有数据字段标识结果,完成异构医疗数据库字段标识系统设计。实验结果表明,所设计系统标识结果准确,操作性能优,标识时延低。

    • 基于PCIe高速通信接口的图像处理系统设计

      2019, 19(22):235-240.

      摘要 (706) HTML (0) PDF 2.41 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:面向图像处理数据的高速传输和快速处理需求,本文设计实现了基于PCIe高速通信接口的图像处理系统。在NetFPGA SUME平台的基础上,借助Riffa PCIe架构实现CPU和FPGA高速数据传输,充分发挥PCIe总线接口高效性、灵活性、可扩展、低延迟传输性能。设计统一图像处理和管理硬件接口,支持高效实现CNN手写字符识别的FPGA加速处理。测试表明,PCIe传输速度可以达到2.86 GB/s;CNN手写字符识别单张图片运行时间为1.58 ms。可见本方案可有效提升图像处理系统的数据传输和处理能力。

    • 基于深度卷积神经网络的肺结节检测与识别

      2019, 19(22):241-248.

      摘要 (721) HTML (0) PDF 2.64 M (330) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 应用卷积神经网络将肺结节从含有背景、噪声的胸腔区域里检测并识别出来;方法 首先,对图像进行预处理,获得肺实质图像。然后,应用Faster R-CNN多特征融合算法检测肺结节候选区域,再利用多角度特征融合方法滤除假阳性结节。接着,通过数据增强法、残差学习法、优化初始参数等对卷积神经网络的性能进行优化。最后,应用迁移学习方法对数据集进行训练,得出最终的检测结果。结果 抽取LIDC数据集中含有肺结节图像数据,检测并识别肺结节的准确率达到98.1%。实验结果表明,本文的算法优于其它三类算法,实现了肺结节的精确检测和识别。结论 本文的方法在保证检测和识别出正确结节的前提下,降低了过拟合率及训练时间,提高了算法的效率,研究成果为早期肺癌的诊断提供参考依据。

    • 阵列工业图像快速拼接算法

      2019, 19(22):249-253.

      摘要 (590) HTML (0) PDF 2.01 M (283) 评论 (0) 收藏

      摘要:相机阵列获取的多目图像拼接常依赖特征点的数量和空间分布情况,采用传统Harris角点检测算法提取特征点时,会产生伪角点和角点簇,影响拼接速度和精度。本文自定义Harris角点检测阈值,保留明显特征点,利用自适应非极大值抑制(ANMS)优化角点簇问题;再生成特征描述子,实现特征点的初步匹配,接着用RANSAC算法去除误匹配;最后采用渐入渐出融合算法,实现了拼接图像的平滑过渡。实验结果表明,本文算法能够快速、精确地实现工业图像拼接,具有优良的工业实用性。

    • 基于改进小波阈值算法的遥测数据去噪研究

      2019, 19(22):254-258.

      摘要 (598) HTML (0) PDF 1.46 M (421) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善目前遥测数据检测系统硬件体积较大、数据测量误差大、去噪算法适用性弱等缺陷,利用改进小波阈值的遥测参数去噪算法实现了遥测监测系统软件化设计,通过对遥测空速、发动机转速等参数进行小波去噪效果实验分析,结果表明,该算法对于空速数据去噪效果显著提升,将测量误差平方和降低为2199.6,去噪拟合曲线与原始数据曲线相似度高达0.9889,且对其它遥测数据噪声处理具有较好的通用性。

    • >TU建筑科学
    • 基于完全概率的随机薄板结构非线性振动分析

      2019, 19(22):259-264.

      摘要 (555) HTML (0) PDF 1.10 M (278) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据大挠度薄板的弹性理论建立了矩形薄板的非线性振动控制方程,并用伽辽金变分法将其化简为常微分非线性动力学方程。利用Lindstedt-Poincare?摄动法求解得到固定参数薄板的振动频率解析解,应用随机向量函数的概率分布函数表达式,通过确定积分区间、变量替换、积分顺序变换等一系列数学上的处理,获得随机薄板结构非线性振动频率的概率密度函数。通过具体算例分析与蒙特卡罗模拟结果以及文献(1)结果相比较,验证了理论分析的正确性表明该方法具有较高的精度和计算效率。

    • 粘钢加固H形截面压弯钢柱受力性能试验研究

      2019, 19(22):265-272.

      摘要 (533) HTML (0) PDF 3.68 M (309) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究粘贴钢板厚度和荷载偏心距对粘钢加固后的压弯钢柱受力性能的影响,对4个加固后的压弯钢柱以及1个作对比的未加固压弯钢柱进行静力试验,采用Q235B热轧中翼缘H形截面。加固方式为型钢翼缘外侧对称粘贴钢板并全长加固。柱两端采用圆柱铰以实现试件平面内偏心受压。分析了各试件柱中的位移变化、腹板的应变分布、翼缘与钢板之间应变关系、破坏模式以及极限承载力,并将承载力的试验分析值与理论计算值进行对比。结果表明:翼缘外粘钢板加固压弯柱能有效提高其平面外稳定承载力;加固后的压弯钢柱腹板截面塑性发展更明显;偏心距是影响加固后压弯钢柱稳定承载力的主要因素,较小的偏心距有利于钢板与型钢之间通过胶层黏结形成整体共同工作。

    • 玄武岩纤维改性高强自密实混凝土柱轴心受压试验

      2019, 19(22):273-279.

      摘要 (527) HTML (0) PDF 4.26 M (276) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究玄武岩纤维的掺入对高强自密实混凝土柱轴心受力性能的影响,以玄武岩纤维体积掺量0.1%、0.2%和纤维长度15mm、30mm为参数,设计并制作了3根HSCC对比柱和12根玄武岩纤维改性HSCC柱,进行轴心受压试验。试验结果表明:相较对照组,掺入玄武岩纤维后,HSCC柱的极限承载力有一定程度提高。纤维长度为15mm、体积掺量为0.1%的HSCC柱提高幅度最大,达到19.6%;同等荷载作用下HSCC柱裂缝的出现、开展得到延缓,应变和变形减小;达到极限承载力时,对应的压应变和位移分别增大24.3%、20.6%,HSCC柱的延性得到显著提高。

    • 基于3DEC的楔形体滑移过程分析 ——以兰成渝管线伴行边坡 K0526+300边坡为例

      2019, 19(22):280-285.

      摘要 (655) HTML (0) PDF 3.14 M (331) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩质斜坡楔形体滑移速度变化与路径曲线,对防治工程的布置有重要意义。为了研究岩质斜坡楔形体失稳滑移的速度变化及路径曲线,分析滑移运动过程与防护工程布置的关系。以兰成渝管线伴行道路岩质边坡——上缓下陡反倾边坡的楔形体为研究对象,定性分析楔形体的稳定性及滑移过程,使用3DEC模拟滑移过程并监测该过程速度位移变化。得到楔形体滑移运动分为匀加速直线、转动滑移变速和匀加速直线三个阶段,楔形体绝对速度的三个极小值存在于转动滑移阶段。针对以上楔形体滑移运动特征,提出在转动滑移变速阶段进行楔形体滑移灾害防治的建议,为防治工程的布置提供了依据。

    • 北京明长城青砖毛细吸水性测定及其影响因素

      2019, 19(22):286-292.

      摘要 (550) HTML (0) PDF 3.63 M (314) 评论 (0) 收藏

      摘要:长城是著名的世界文化遗产,近年来北京市文物局提出了长城文化带保护建设工作,且因水作为多孔材料青砖耐久性能的主要影响因素,其携带的侵蚀性介质会对青砖造成严重破坏,故需对长城主要承重材料-青砖的毛细吸水性进行研究。本文通过单面吸水法和卡斯特瓶法分别检测青砖的毛细吸水系数,发现卡斯特瓶法误差主要来源于水压影响和读数延迟,研究并建立了两种检测方法测试结果的关系方程或比例系数,可应用于不可取样长城青砖现场测试的毛细吸水系数转换为实际的毛细吸水系数的推算工作。此外,分析评估了环境温度、初始含水率、孔隙率和孔径四个主要因素对青砖毛细吸水性的影响,发现温度、孔隙率及孔径对毛细吸水性影响较大,且呈正相关关系,初始含水率则影响不大。

    • 纳米硅粉对大掺量橡胶砂浆力学及收缩性能影响

      2019, 19(22):293-298.

      摘要 (584) HTML (0) PDF 1.60 M (301) 评论 (0) 收藏

      摘要:橡胶砂浆的力学性能会随着橡胶掺量的增大而降低,限制了其工程应用,为增大橡胶掺量,补偿橡胶掺量过大带来的强度损失,以纳米SiO2作为橡胶砂浆力学性能提升的外加剂,以橡胶替代率为40%和60%等体积替代砂子,共设计了6种配合比,研究了一定量的纳米SiO2对两种大掺量的橡胶砂浆力学性能的提升以及收缩性、密度及孔隙的影响。结果表明:纳米SiO2对大掺量砂浆抗压、抗折强度均有显著的提升,且提升效果优于普通砂浆;掺入纳米SiO2可增强橡胶砂浆的刚度,并且使其韧性仍优于普通砂浆;掺入纳米SiO2能够减少大掺量橡胶砂浆的孔隙率和吸水率,并且使橡胶砂浆的密度增加;橡胶掺量对砂浆的收缩量影响不明显,而加入纳米SiO2会使橡胶砂浆的收缩量增大;掺入纳米SiO2能够减少橡胶砂浆的质量损失,并且橡胶掺量越大作用越明显。

    • 纳米MgO对高强水泥基材料力学与收缩性能的影响

      2019, 19(22):293-298.

      摘要 (652) HTML (0) PDF 1.64 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:高强水泥基材料通常表现出收缩量大和容易开裂等问题,为此,采用纳米MgO制备高强水泥基材料,探析纳米MgO对高强水泥基材料力学性能和收缩性能的改性作用。结果表明:纳米MgO掺量越大,高强水泥基材料的初凝时间和终凝时间越短,终凝时间的缩短量相对较大,流动性降低。0.5%~4.0%纳米MgO能提高高强水泥基材料的抗折强度与抗压强度,且抗折强度约为抗压强度的1/5~1/7,掺量为1.0%时,抗折强度和抗压强度达到最大。干燥收缩与质量损失随纳米MgO掺量的增加不断降低,且两者之间存在呈线性关系。综上发现,纳米MgO能改性高强水泥基材料的和易性、力学性能和收缩性能。

    • 考虑结构面损伤的岩石本构模型与工程应用

      2019, 19(22):305-311.

      摘要 (587) HTML (0) PDF 4.12 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:含结构面的岩体在应力加载-卸载作用下破坏机理非常复杂,建立含结构面岩体的损伤本构模型是研究的难点。通过对含结构面的岩体建立三维数值模型,研究分析岩体在三轴压缩下的破坏特征,发现含结构面岩体的峰值随着围岩的增加而升高,在单轴压缩下,岩体的峰后强度几乎为零;且含结构的面岩体存在损伤阀值点,得出了岩体损伤劣化行为发生的原因。根据微元统计理论建立了损伤变量与岩体劣化破坏之间的概率密度关系,通过引入修正系数η调整了岩体因含有结构面的初始损伤,并拟合出围压与峰前弹性模量的非线性关系,推导出含结构面岩体的损伤本构方程。与已有损伤本构方程进行数据对比,发现本方程可更加准确描述结构面的损伤演化特征,通过FISH语言实现对FLAC3D的二次开发,将本构方程程序化,并以此研究分析了青岛某交叉隧道施工中的沉降问题,发现采用损伤本构模型计算结果与现场实测数据吻合程度较高,反映出损伤本构模型能较好的描述风化花岗岩的损伤劣化效应。建立的含结构面岩体的损伤本构方程对实际施工及理论研究具有重要的参考价值。

    • >U交通运输
    • 不同道路沥青的原子力指标与针入度指标对比

      2019, 19(22):312-316.

      摘要 (468) HTML (0) PDF 4.79 M (280) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用原子力显微镜研究不同道路沥青的微观形态特征,利用分析软件获取不同道路沥青微观结构的形态学参数并进行量化分析,结合传统针入度指标,研究不同道路沥青微观结构对其宏观高温性能的影响。结果表明,沥青针入度越小,“蜂状结构”越多,代表沥青中大分子量组分越多,说明其高温性能越好,粗糙度与高温性能的关系也呈现出一定的规律性。研究结果为用原子力显微镜探索沥青的微观结构与宏观性能的关系提供了基础。

    • 基于摩擦滑移的板式橡胶支座耗能试验

      2019, 19(22):317-321.

      摘要 (512) HTML (0) PDF 1.29 M (314) 评论 (0) 收藏

      摘要:地震作用下支座剪切滑移可以耗散部分能量,减轻桥梁下部结构损伤。为研究中小跨径梁桥板式橡胶支座剪切耗能性能,采用3组不同轴向压应力单面滑动支座与1组无滑移支座试验。分析了不同轴向压应力下支座剪切滑移现象、滞回曲线、等效刚度、等效阻尼比。结果表明:随着轴向压应力降低,支座的滑动位移显著增大,脱空明显,滞回曲线面积增大,耗能能力显著增强;但限制了支座自身等效剪切变形与等效刚度的发挥。中小跨径桥梁可利用支座摩擦滑移耗散地震中的能量,该研究成果为进一步评价服役混凝土梁桥的安全性和可靠性提供了量化力学指标。

    • 面向车路耦合的6x6轮式机器人动力学分析

      2019, 19(22):322-331.

      摘要 (492) HTML (0) PDF 6.09 M (321) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确的描述采用6个轮边电机独立驱动的双减震轮式机器人的响应特性以及轮胎的动载荷,通过构造适合不同等级路面的6x6轮整车13自由度垂向动力学模型进行仿真。该模型包含了双边六个车轮垂向位移,车身质心垂向位移,车身四角垂向位移,车身俯仰运动以及车身侧倾运动,并且将左右轮在行驶过程中的相干性以及行驶过程中左右轮地面信号输入的不同的情况考虑在内;同时利用三角级数法构造并验证了仿真所需的各级路面时域信号,可以模拟在任何等级路面下的运动情况;建立了利用MATLAB/Simulink平台求解该动力学模型,获得响应特性及轮胎动载荷的研究方法。结果表明,在F级路面下的整车13自由度垂向动力学模型的可行性以及准确性。可见,该动力学模型可为以后6x6双减震轮式机器人相关参数(例如悬架优化,有限元分析,轻量化设计)的优化提供参考。

    • 港口客运站人员应急疏散仿真

      2019, 19(22):332-337.

      摘要 (563) HTML (0) PDF 4.22 M (309) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评估港口客运站人员应急疏散能力,根据港口客运站火灾特点和人员疏散影响因素,提出基于AnyLogic和Pathfinder 的港口客运站人员疏散评估方法,分别建立基于AnyLogic的客运站作业系统仿真模型和基于Pathfinder的人员疏散仿真模型。最后,以某港口客运站作为例,利用提出的港口客运站人员疏散评估方法,以人员疏散时间作为指标评估港口客运站人员疏散能力,并确定火灾关键危险位置和制约人员疏散效率的关键因素,为港口客运站平面布置和日常运营管理提供决策支持。

    • >V航空、航天
    • 喷流气动噪声仿真计算

      2019, 19(22):338-342.

      摘要 (500) HTML (0) PDF 3.29 M (332) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对内外涵分开双喷流的噪声问题进行了仿真计算研究。计算采用“CFD+CAA”的混合方法,流场计算采用大涡模拟(LES),捕捉流场中的主要噪声源;声场计算采用FW-H方程(Ffowcs Williams & Hawkings equation)积分得到远场噪声信息。为了降低喷流噪声,在内涵安装了锯齿形喷嘴。安装锯齿形喷嘴后,内外涵气流掺混增强,增加了内涵的喷流有效面积,使得中低频噪声降低,高频噪声略有增加,总体降噪量3dB-5dB。喷流噪声具有明显的指向性,喷流下游噪声明显高于上游,总体指向喷流下游。

    • 水翼型水上飞机水动性能数值计算及分析

      2019, 19(22):343-349.

      摘要 (646) HTML (0) PDF 3.99 M (326) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用空气动力和水动力耦合求解并结合动力学平衡方程方法对水翼型水上飞机水面起飞过程水动性能进行计算。使用 Realizable k- e 模型对NACA0012三维地效机翼进行计算,验证空气动力计算方法;使用VOF方法对验证模型在不同弗汝德数下进行数值模拟,验证水动力计算方法。最后,对水翼型和双浮筒型水上飞机水面起飞过程进行数值计算,计算结果表明,水翼能够产生较大水动升力,当速度达到12 m/s时,水翼产生的水动升力将机身抬离水面;水翼水动升力峰值为6395 N,约占飞机总升力的83%,双浮筒型水上飞机阻力增加较快,其阻力峰值约为水翼型水上飞机阻力峰值的1.87倍,从而证明了水翼能够产生较大水动升力并能有效降低水上飞机的水动阻力。

    • 考虑气动-结构耦合的机翼三维结构拓扑优化方法

      2019, 19(22):350-355.

      摘要 (649) HTML (0) PDF 1.67 M (301) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对机翼三维结构拓扑优化方法在工程实际应用中的气动-结构耦合问题,开发了一种在机翼翼型表面直接加载气动载荷的三维拓扑优化方法,用更接近真实工程的约束和载荷条件进行结构拓扑优化,便于考虑不同翼型之间气动载荷的差异,并兼顾拓扑优化方法的载荷敏感性。论文利用MATLAB编写自动网格划分、施加约束和载荷、求解优化的结构分析程序,实现气动-结构分析统一模型,最后通过实例验证了方法的可行性及有效性。结论表明该方法为载荷敏感的拓扑优化方法更精确得到符合实际工况的优化结果提供了一种实用的方案,并对于气动-结构耦合三维拓扑优化方法进行了原理性的探索研究。

    • 电气化铁路影响下仪表着陆系统的电磁环境评估

      2019, 19(22):356-361.

      摘要 (508) HTML (0) PDF 1.19 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究电气化铁路对仪表着陆系统的电磁环境影响程度。根据仪表着陆系统电磁环境要求及测试规范,选择动车的高压电缆、锚段关节、牵变所、分区所等典型位置,利用电磁干扰接收机进行点频测试,得到了其在航向信标频谱内的电磁辐射特性;应用电磁传播理论,以电气化铁路垂直穿越航空器下滑道为例,理论分析了典型位置电磁辐射对航空器着陆的影响;根据GB 6364航向信标防护率要求,结合典型位置实测数据,进行了电磁兼容预测,给出了典型位置距跑道中心延长线的保护距离。结果表明:高压电缆的电磁骚扰可以忽略不计;分区所处的电磁骚扰最大,在110MHz处产生的辐射峰值高达89.7dB;当分区所、牵变所和锚段关节分别距跑道中心线延长线垂直距离不小于9247m、297m和986m时才不会对飞机的导航信号产生影响。研究结果能给电气化铁路和民用航空机场区域的电磁兼容问题提供建议和数据支撑。

    • 半透明特性对热防护系统隔热性能的影响分析与验证

      2019, 19(22):362-368.

      摘要 (539) HTML (0) PDF 4.58 M (315) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究对流加热和辐射加热方式下半透明特性引发的热防护系统(以下简称TPS)温度响应差异,选取氧化硅体系整体式TPS为研究对象,建立了考虑半透明辐射特性的分析模型,通过辐射与传导耦合计算,得到了辐射加热与对流加热下温度和热流的分布规律,并设计试验获取了试验件内部温度特征,将分析与试验结合,证明了半透明特性对TPS隔热性能的影响,可见在辐射加热试验中应采取措施降低表面半透明特性,以降低不同加热方式下的温度响应差异。

    • 级间分离二级折叠尾翼展开动力学仿真

      2019, 19(22):369-373.

      摘要 (491) HTML (0) PDF 3.91 M (4070) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对两级火箭在级间分离时二级折叠尾翼的展开问题,研究了影响尾翼展开时间的影响因素。首先分析了尾翼展开片数对飞行器静稳定性的影响,然后根据单片翼面所受到的力矩,建立了二级折叠尾翼展开动力学方程,得到单片翼面展开过程中翼面张角与力矩的变化,最后使用ADAMS软件对六片翼面进行动力学仿真,对翼面展开的同步性进行计算,为折叠尾翼的弹簧设计和级间分离点的选择提供理论依据。

    • >X环境科学、安全科学
    • 二元重金属混合物联合胁迫斜生栅藻毒性研究

      2019, 19(22):374-383.

      摘要 (484) HTML (0) PDF 5.30 M (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:市政水体及实际水环境中各类复杂混合污染物的暴露已成为普遍现象,且对人体健康的危害不断在加剧。随着混合物联合毒性的研究越来越多,使得混合物联合毒性作用的研究成为了一个重要领域。为探索重金属混合毒性作用特点,本研究选取水环境中较敏感的斜生栅藻为指示生物,实际环境中常见的六种重金属(锌Zn、镍Ni、铬Cr、铜Cu、砷As和铅Pb)为目标污染物,通过等效应浓度比法(ECRR)设计一系列二元混合物联合毒性试验,研究二元重金属混合物联合胁迫下的斜生栅藻96h毒性及其相互作用。结果表明:以EquRay设计的45条二元重金属混合物射线,测试混合物对斜生栅藻的毒性效应。分析45条混合物射线相互作用,重金属二元混合物中7条为加和作用,37条为协同作用,1条为拮抗作用。重金属混合预测决定系数大于0.95,均方根误差小于0.08,具有较好的拟合显著性和统计性。

    • 低温作业环境下应急救援人员局部冷损伤预测评价

      2019, 19(22):384-388.

      摘要 (440) HTML (0) PDF 1.02 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评价应急救援人员在低温环境下开展救援活动时遭受的冷损伤情况,对传统人体热生理模型进行改进,将人体模型拓展为20个分区,增加了脸部、肩部等部位,每个部位包括4层:核心、动脉、静脉、皮肤,动、静脉的血流参数由128段血管模型计算获得。基于改进的人体热生理模型,计算分析了多种低温环境工况下应急救援人员局部皮肤温度的变化规律,主要探讨分析了环境温度、风速、防护程度对手部和脸部皮肤温度的影响程度。结果表明:风速对低温环境工况人体局部皮肤温度影响显著,但随着风速的增加,影响程度会降低;较好的局部低温防护能提高人体该部位皮肤温度10℃以上;手部较脸部更容易遭受冷损伤。该研究能为低温环境下作业人员冷损伤评估提供技术支持,对低温冷损伤防控具有重要应用价值。

    • 基于SS-TFN耦合模型的潜在地震次生火灾风险评估

      2019, 19(22):389-394.

      摘要 (592) HTML (0) PDF 1.49 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于地震灾害及次生火灾在演化过程所产生的交叉性、耦合性和复杂性等特征,导致次生火灾一般呈高斯分布或近似高斯分布,特别当研究区域内样本数据精度不高或信息不足时,利用传统评估模型及方法有一定的局限性。本文在Monte Carlo随机模拟基础上,结合三角模糊数理论,建立地震次生火灾潜在风险评估的SS-TFN耦合模型,首先,利用专家意见和AHP法来确定指标权重度量值,然后,利用具有11级划分标准的模糊语义,定量描述城市地震次生火灾灾害风险评估指标的风险级别和风险重要性,其次,建立研究区域内待评城市综合风险取值的置信区间范围,最后,对研究区域各城市的次生火灾状况进行综合评估。研究结果表明:经耦合模型模拟实验20000次时,其计算结果已收敛,可得各城市的系统综合风险模拟值的置信水平95%下的置信区间值,可为抗震防灾规划提供相关决策支持。

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