• 2020年第20卷第18期文章目次
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    • >O1-2数学
    • 基于单值中智VIKOR法的供应商优选模型

      2020, 20(18):7129-7136.

      摘要 (701) HTML (0) PDF 2.22 M (374) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对属性权重未知的供应商优选问题,提出了一种基于单值中智VIKOR法的供应商优选模型。首先通过语言变量确定了决策专家和属性指标的权重;接着利用单值中智加权平均算子把所有专家给出的中智决策矩阵进行集结,构建综合中智决策矩阵;然后通过将VIKOR法扩展到单值中智环境下,得到备选供应商的折衷最佳方案。最后通过仿真实例说明了模型的有效性和实用性,并结合灵敏性测试,验证了该模型的灵活性。

    • 一类具有Michaelis-Menten型抑制项的肿瘤-免疫模型的动力学分析

      2020, 20(18):7137-7144.

      摘要 (752) HTML (0) PDF 2.23 M (392) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文在假设肿瘤细胞对免疫效应细胞具有线性刺激率和Michaelis-Menten型抑制函数的基础上,建立了肿瘤细胞与免疫效应细胞相互作用的动力学模型。通过分析该模型平衡点的存在性和局部稳定性,运用Dulac函数排除周期解,得到模型的全局动力学性态。同时,发现该模型会产生鞍结点分支,使得肿瘤存在与否依赖于模型的初始条件。最后,借助数值模拟验证了所得结果的准确性,分析了肿瘤细胞对效应细胞抑制率系数与效应细胞对肿瘤细胞的抑制率系数对模型动力学性态的影响。所得结果表明减小肿瘤对效应细胞的抑制率系数或增大效应细胞对肿瘤细胞的抑制率系数对肿瘤的清除有良好的效果。

    • >O3力学
    • 滑移边界下气膜厚度阶跃变化的阶形板间气体流动

      2020, 20(18):7145-7151.

      摘要 (487) HTML (0) PDF 4.15 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步研究微尺度下气膜厚度阶跃变化的阶形板间气体流动的相关物理特性,通过带入适用于任意克努森数的新滑移边界条件修正雷诺方程,应用有限体积法迭代求解了阶形板间沿气体流动方向的气膜压力和克努森数分布曲线,沿高度方向的气体流动速度分布曲线,不同环境克努森数下的气膜承载力随速度参数的变化曲线。结果表明随着气膜间克努森数进入滑流区时,边界速度滑移效应对流体流动特性作用明显,当气膜间克努森数进入过渡区时,一阶滑移与新滑移边界条件间的数值结果产生明显偏差。可知相对于滑移系数固定的一阶滑移边界条件,滑移系数随气膜间克努森数改变而变化的新滑移边界条件,可以更好地描述高度存在阶跃变化即气膜间克努森数跨区域分布的微尺度气体流动。

    • >P天文学、地球科学
    • 基于小基线集干涉测量的天津地区地表沉降时空分析

      2020, 20(18):7152-7158.

      摘要 (483) HTML (0) PDF 51.18 M (387) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文基于覆盖天津地区2017~2019年期间的30景Sentinel-1A影像数据,采用SBAS-InSAR方法对研究区域进行地面沉降监测,获取了天津地区的年平均沉降速率和累积沉降量,并与水准数据进行比对,最后分析了该地区的沉降时空特征。结果表明:2017~2019年大部分区域地表形变速率在-15.8mm/a ~ 4.1mm/a之间,最大沉降速率超过-130mm/a,最大沉降中心位于天津市西青区王庆坨镇;基于SBAS-InSAR获取的沉降结果与水准测量结果比对,其精度达到2.96mm;地表沉降受地下水开采、城市基础建设的发展以及工业用地量、人为活动等方面因素影响明显。

    • 红旗凹陷典型构造变形特征及物理模拟

      2020, 20(18):7159-7166.

      摘要 (521) HTML (0) PDF 12.80 M (2675) 评论 (0) 收藏

      摘要:红旗凹陷是经历了多期建造与改造的叠合盆地,现今难以见到原型盆地的面貌,导致断裂体系的形成机制复杂,在建造期、改造期断裂系统是如何发育的,断裂系统之间有怎样的迁就、利用、切割改造关系尚不清楚。因此其构造演化及形成机制至今仍然存在较大的分歧。在前人研究的基础上,基于相似性原理,首次在研究区运用构造物理模拟实验方法,对凹陷北西边界红西断层控制作用下的伸展和挤压形成的构造样式及演化规律进行研究,以再现动力学演化过程,并取得了与实际地质情况较高的吻合度。结果表明,凹陷受到间歇性的伸展和挤压力的影响,共经历了断陷期(塔木兰沟组—南屯组一段)、断坳转换期(南屯组二段—伊敏组)和坳陷期(青元岗组)三个构造演化阶段。在变形过程中,内部形成的调节断层发育具有期次性,断陷期的发育的断层终止在南屯组一段顶面,断坳转换期发育的断层终止在伊敏组顶面。可见凹陷的构造样式主要受犁式控陷断层和区域伸展、挤压作用的共同影响。

    • 东营凹陷沙三中亚段超隐蔽浊积岩储层描述方法及应用

      2020, 20(18):7167-7175.

      摘要 (435) HTML (0) PDF 26.87 M (2806) 评论 (0) 收藏

      摘要:东营凹陷浊积岩油藏勘探开发进入高程度阶段后,研究对象转为“个体小(单砂体面积<1 km2)、厚度薄(单层厚度2~5 m,累加厚度5~15 m)、橫变快、含灰质(灰地比5%~45%)”的超隐蔽储层,该类储层常规方法描述难度大、精度低。因此,开展了超隐蔽储层描述技术综合研究:①应用谐波拓频技术、属性融合方法和波形指示反演技术刻画“个体小”和“厚度薄”储层;②形成了复杂岩性背景下横波估算方法,开展叠后、叠前综合去灰技术研究,刻画灰质发育区有利储层边界。取得了四点成果及认识:①谐波拓频技术提高了地震资料分辨率,且具有较高保真性,能够识别追踪厚度>10m储层;②波形指示反演技术刻画薄互层储层精度较高,单层厚度>5 m砂体预测结果与实钻井吻合度为88.5%,厚度2~5 m储层预测吻合率80.2%;③复杂岩性环境下横波估算方法,较传统的Xu-White模型方法横波估算精度提高了10%;④叠后、叠前联合储层预测技术在东营凹陷去除灰质的精度为84%。综合应用储层描述成果,在四个开发区块共部署滚动探井20口,目前完钻10口,8口井钻遇较厚油层,其中6口井投产后均获商业油流,新建产能约4.0x104 t。

    • 蟒西地区中酸性岩体地质特征及找矿潜力

      2020, 20(18):7176-7182.

      摘要 (378) HTML (0) PDF 17.12 M (2698) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对陕西地区中酸性岩体地质、地层、岩体构造等进行论述,归纳总结了区域中酸性岩体的特征,并通过矿床分析得出,陕西秦岭东部地区钼矿床地质学基本特征与我国内陆地区的大分布钼矿床的地质特征大致相同,其中Eu含量有所异常,K、Ra、Ba、Nb、Ta等元素的含量较为丰富,Ti为亏损状态;造山环境下易形成矿与岩;秦岭北部地区含矿岩浆中含有更多的壳液物质,南秦岭北部钼矿床含狂岩浆中含有较多的幔源物质。秦岭南部的大型岩体中 的值较高(-6.0~5.0,通常为负数),但是 的值较低(1.47~0.79Ga),相关数据表明岩浆的来源为幔源物质与新生的加厚地壳。地质和地球化学特征指示,秦岭气度有形成钼矿床的游丽条件,形成小-中型铜、钼矿床的潜力大。

    • 长白山天池地区泥石流激发雨型与临界雨量

      2020, 20(18):7183-7191.

      摘要 (493) HTML (0) PDF 36.80 M (3234) 评论 (0) 收藏

      摘要:长白山天池景区内受多条泥石流沟威胁,为降低泥石流灾害造成的损失与威胁,通过收集与整理该区域内泥石流活动历时资料与相应的降雨资料,分析各泥石流灾害暴发的降雨过程,获得长白山天池景区的泥石流激发雨型的特征,研究了降雨参数(降雨强度、历史累计雨量、前期有效降雨和降雨历时)与泥石流发生之间的关系,得到了长白山天池地区泥石流灾害暴发的临界雨量值。经研究表明,长白山天池地区泥石流激发雨型分为长期持续降雨与长期间断降雨两类,长期持续降雨型前期的有效降雨持续时间较长,总降雨时间也持续较长,泥石流在降雨量逐步达到临界值时暴发。长期间断降雨较长期持续降雨来说,总的降雨时间更长。该降雨类型的降雨强度存在多个由零到极大值再由极大值降低到零的重复过程,直到松散堆积体饱和导致泥石流暴发。再经统计与分析得出,长白山天池地区泥石流灾害暴发的防范雨量与预警指标(临界雨量),以历史累计降雨量43.5mm或前期有效降雨32.7mm可以作为防范值,以小时降雨强度19.7mm/h作为泥石流临界雨量,对不同的激发雨型特征与临界雨量的研究能够为长白山天池地区的泥石流灾害监测预警提供科学依据。

    • 东黄山国际小镇岩溶发育危险性评价

      2020, 20(18):7192-7198.

      摘要 (543) HTML (0) PDF 4.77 M (366) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩溶作为工程建设中常见的地质灾害之一,对岩溶区工程的设计和施工具有一定的威胁。根据东黄山国际小镇的勘察成果,揭露岩溶多以覆盖性串珠状溶洞为主,主要沿麻川河及其支流呈条带状分布。本文在总结岩溶发育特征的基础上,充分考虑了研究区影响岩溶发育的控制因素,选取地层岩性、钻孔遇洞率、覆盖层厚度、土层结构、地下水水位埋深、距地表河流的距离6个主控因素,应用GIS和AHP多源信息相融合的方法,构建了东黄山国际小镇岩溶发育危险性评价模型,并对研究区进行了预测分区评价。结果表明:岩溶高发育区主要集中在小镇中部和北部,面积约0.4km2,约占研究区总面积的5%。根据钻孔揭露情况,揭露溶洞的11个钻孔均位于评价分区图中的危险区,拟合程度高,表明构建的岩溶发育危险性评价分区模型与实际相符。研究成果对东黄山国际小镇基础设施的规划和建设具有一定的指导作用。

    • >R医药、卫生
    • 耐药病原体社区获得性肺炎的降钙素原水平及意义

      2020, 20(18):7199-7205.

      摘要 (636) HTML (0) PDF 1.99 M (361) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解耐药病原体(multi drug resistant,MDR)感染的社区获得性肺炎(community-acquired pneumonia,CAP)患者中降钙素原(procalcitonin,PCT)水平。通过回顾性分析方法研究了不同MDR风险组及MDR病原体组PCT水平。按PES评分表,将338例CAP患者分为低、中、高风险MDR组。依据患者病原学培养及药敏结果,分为MDR病原体组和非MDR病原体组。比较所有患者一般资料、降钙素原水平及其他炎性指标等,比较各组间的差异,分析PCT与PES评分之间的关系。使用Logistic回归分析感染MDR病原体的危险因素。结果表明低、中、高风险MDR组PCT水平依次降低,病原学阳性MDR组PCT水平低于非MDR组PCT水平;MDR病原体组患者18人,共检测出菌株23株,其中革兰阴性菌21株,以铜绿假单胞菌多见,革兰阳性菌1株,真菌1株;非MDR病原体组患者17人,共检测出菌株25株,其中革兰阴性菌13株,以大肠埃希菌多见,革兰阳性菌7株,真菌5株;病原学阳性的MDR组患者,以男性较多见,年龄较大,多合并有慢性肺部疾病基础病,多具有近期抗生素使用史,死亡率较高;PCT水平与PES评分呈负相关(rs值-0.25,P<0.05),即感染MDR的风险高时,PCT水平反而不高;多因素Logistic回归分析结果发现,年龄和既往90天内抗生素使用史是MDR病原体感染的独立危险因素。可见对于年龄较大,近期有抗生素使用史的CAP患者,其PCT水平升高不明显,临床上依据PCT水平指导抗生素治疗时,需考虑PCT水平低时存在的感染,尤其是MDR病原体感染的可能。

    • >S农业科学
    • 云南小叶种茶树叶片和茎段愈伤组织诱导及继代培养

      2020, 20(18):7206-7212.

      摘要 (680) HTML (0) PDF 4.66 M (398) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同消毒方法对茶苗发芽率及消毒效果的影响,以云南小叶种茶树“十里香”种子为原试验材料,研究不同消毒方法对茶苗发芽率及消毒效果的影响;并采用种子萌发的无菌试管苗叶片及茎段为外植体,探索研究不同培养基类型、激素种类及浓度对愈伤组织诱导、增殖的影响。结果表明:4%次氯酸钠10 min+75%酒精30 s的30s消毒效果最好,污染率最低。叶片愈伤组织诱导培养基和叶片愈伤组织继代培养基的适宜配方均是为B5 培养基+0.5 mg/L2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)+0.1 mg/L 激动素(KT),叶片愈伤组织继代培养基适宜配方也是B5+0.5mg/L 2,4-D+0.1mg/L KT;茎段愈伤组织诱导培养基和茎段愈伤组织继代培养基适宜配方均是为MS培养基+1.5 mg/L 6-苄氨基嘌呤(6-BA)+0.2mg/L 萘乙酸(NAA),其继代培养基适宜配方与其诱导培养基配方相同。研究结果为云南小叶种茶树组织培养及遗传转化体系的建立提供了科学依据。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 深海采矿扬矿管的纵向振动分析

      2020, 20(18):7213-7219.

      摘要 (425) HTML (0) PDF 9.51 M (358) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究深海采矿系统扬矿管的纵向振动规律,通过振动理论建立了扬矿管的纵向振动的偏微分方程,并对该方程进行求解。得到了扬矿管的固有频率、振型函数以及振动响应函数的理论解。随后用MATLAB进行仿真,从扬矿管上选取3个不同位置,分别绘制了有阻尼系统响应和无阻尼系统响应时绝对位移与相对位移随时间的变化曲线。再此基础上,对扬矿管的轴向应力进行研究。结果表明:两种情况下,扬矿管振幅随着水深的增加而增加,在3000m以后的振动幅值变化很小,有阻尼系统响应的变化规律类似于简谐运动;且在扬矿管顶端,有阻尼系统响应时所受的轴向应力要比无阻尼时的轴向应力减少25.5%,在大部分时刻,轴向应力随着深度的增加而减少。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于深度信念网络的磷石膏充填材料强度预测

      2020, 20(18):7220-7225.

      摘要 (472) HTML (0) PDF 2.20 M (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前现有的强度预测方法精度低,文章提出提取输入参数的深层连接的深度信念网络(DBN)强度预测模型,并采用量子粒子群优化算法(Quantum Particle Swarm Optimization,QPSO)来确定DBN的隐含层节点个数和学习率。为获得最优的预测性能,以充填材料的成分及其尺寸作为基于DBN的预测模型的输入,输出充填材料的抗压强度。实验结果显示,该预测方法仅用了1.89s的预测时间且精度达到99.84%,相比于广泛应用的BP神经网络,RVM(Relevance vector machine),SVM(Support Vector Machine)三种算法在精度和时间上都有显著提升。

    • >TE石油、天然气工业
    • 预测储量升级潜力优选研究与应用

      2020, 20(18):7226-7230.

      摘要 (457) HTML (0) PDF 1.95 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要:预测储量能否尽快升级直接影响着勘探开发决策部署和储量接替。以石油预测储量单元为研究对象,以优选储量单元升级为目的,依据预测储量和控制储量油藏动静态资料,对照控制储量单元特征,提出预测储量升级潜力优选的聚类分析方法。通过对储量单元的地质、物性及产能等特征的聚类分析,从预测储量单元中筛选出和控制储量具有高相似度的预测单元,为下一步储量升级动用提供优选目标。实例应用表明,该方法不仅能对可升级预测储量进行早期识别,而且能够节省研究成本、提高决策效率。

    • 基于集成学习的碳酸盐岩储集体类型划分——以塔河油田T615井组为例

      2020, 20(18):7231-7238.

      摘要 (662) HTML (0) PDF 6.79 M (384) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 油气储层开发程度对地质力学的影响规律

      2020, 20(18):7239-7244.

      摘要 (473) HTML (0) PDF 3.90 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究油气储层注采不平衡引起的孔隙压力变化对地质力学造成的影响,通过建立含密闭断层的多孔介质弹性储层地质力学模型,分析正应力与剪应力的相关关系,研究了储层压力变化对断层附近水平地应力场的影响规律。结果表明:孔隙压力变化使得密闭断层附近产生剪应力,并造成储层地应力场大小和方向均发生变化,受剪应力出现的影响,地应力大小发生更大程度的线性降低;地应力方向也可能发生偏转,偏转角度是孔隙压力变化值、断层夹角、岩石泊松比的函数;在考虑脱水作用与顶板效应后,储层压力变化对上覆盖层的地应力也会造成一定范围的影响,以渤海岐口18-1油田为例,评估了储层压力衰竭对盖层地应力场的影响范围不超过20m。

    • 基于改进果蝇算法和长短期记忆神经网络的油田产量预测模型

      2020, 20(18):7245-7251.

      摘要 (442) HTML (0) PDF 2.52 M (377) 评论 (0) 收藏

      摘要:产量预测是油田生产动态开发研究的重要内容之一。油田的长期生产积累了大量数据,但是波动幅度很大,直接应用长短期记忆神经网络预测油田的生产指标,会出现神经网络泛化性很差的问题。因此,本文首先利用双层LSTM和随机式失活层对神经网络架构进行调整,建立了深度学习神经网络模型;并提出了一种新的果蝇聚集方法,通过改进的果蝇优化算法对所建立的神经网络模型进行优化,避免其陷入局部最优解,搜寻解空间的最优解;最后,油田实例验证表明,优化后的深度学习网络的网络泛化能力和预测精度有了较大提高,对于油田波动性较大的数据也能较好地拟合。本文所建立油田产量预测模型可应用于矿场开发实际。

    • 一种基于属性分布的非均匀油藏数值模拟网格优化算法

      2020, 20(18):7252-7261.

      摘要 (446) HTML (0) PDF 25.39 M (467) 评论 (0) 收藏

      摘要:油藏数值模拟是油气田勘探开发的基础,三维地质网格模型是数值模拟的基础数据之一,网格的数量和大小决定了数值模型的精细程度,同时也影响了数值模拟的效率。为了有效保证地质模型的准确性,又可以提高数值模拟的效率,借鉴自适应网格法的思想,提出了一种改进的不均匀网格优化方法。该方法在储层物性非均质性强烈或重点研究区域采用细网格,而在储层物性均质性相对较好的区域采用粗网格,相邻粗、细网格间均匀渐变过渡。首先,设计了网格优化的基本原则;随后,在网格优化基本原则的基础之上,设计并实现了一种改进的不均匀网格优化算法;最后,以陕西省X区油田实例数据对算法的有效性和准确进行了验证。结果表明,该算法可以实现网格的均匀渐变过度,既有效减少了网格数量,又很好的保证了模型的精确度。

    • 裂隙岩体渗透各向异性对地下储油洞库水封性的影响规律

      2020, 20(18):7262-7270.

      摘要 (448) HTML (0) PDF 13.09 M (444) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究岩体渗透各向异性对地下储油洞库的水封性影响规律,建立油库单一洞室的二维等效连续介质模型,用不同渗透张量表征岩体渗透各向异性的不同情况,并开展数值模拟。从洞室周围水压力、渗流场和涌水量等角度对模拟结果进行分析,并评价了洞室水封性。结果表明:岩体各向渗透性较均匀时,储油洞室水封性要求相对一致,有利于水幕系统的统一设计和施工处理,容易通过设置的水幕系统保证洞室整体的水封密闭;岩体最强渗透方向在45°~90°之间时,有利于水幕系统的水压力向下传递,形成高水力梯度区包围洞室,保证洞室密封。

    • 旋转导向推靠控制系统研发及实验

      2020, 20(18):7271-7276.

      摘要 (430) HTML (0) PDF 2.74 M (341) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研制推靠式旋转导向工具,研发了一套推靠控制系统。该系统由单总线电路、非接触单元、测量单元、液压单元和主控电路五部分组成,能通过单总线接收电能并与井下中控双向通讯,基于电磁感应原理实现旋转部分与非旋转部分之间的非接触电能传输与信号传输,按照地面系统下传的指令利用力矢量分解原理计算三个翼肋油缸液压力大小,使用压力传感器测量翼肋油缸中的实际液压力并对液压力进行闭环控制。对研制的推靠控制系统进行了初步实验,验证了该系统的电能信号传输功能、推靠控制功能、耐高温及抗振性能等。研制的推靠控制系统达到设计目的,满足进一步实验的需求。

    • 复合电源蓄能修井机能量管理策略

      2020, 20(18):7277-7282.

      摘要 (436) HTML (0) PDF 2.35 M (320) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对网电修井机在使用时由于井场供电限制导致的变压器过载、井场短时停电以及下放作业能量浪费等问题,提出了以复合电源作为电动修井机的蓄能器,对修井机的输出功率进行补偿,并针对修井作业工况的特殊性,设计了一种基于局部优化的逻辑门限控制策略。利用Matlab/Simulink建立主要部件仿真模型并对典型工况进行仿真。仿真结果表明,所设计控制策略能够对各动力源的能量进行合理分配,超级电容的高利用率能够更加充分的发挥其优势,降低蓄电池能量流通与功率输出幅值,延长了蓄电池使用寿命。

    • >TH机械、仪表工业
    • 基于聚类算法的模块化方法及其在航空发动机研发中的应用

      2020, 20(18):7283-7287.

      摘要 (467) HTML (0) PDF 2.25 M (352) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对聚类算法应用于复杂产品模块化过程中的不足,提出了基于零件关联关系量化准则构建设计结构矩阵的方法,同时给出了以总联系信息流量为依据的模块化定量评价指标,建立了一套基于聚类算法的复杂产品模块化方法,并将其应用于某型航空发动机高压压气机产品研发中。研究结果表明:该方法能够为高压压气机产品核心研发团队的组建、职责分工提供指导。在研究范围内,将高压压气机构成零件划分为四个模块以及一个公共类属于最佳模块化方案。

    • >TJ武器技术
    • 充液格栅结构抗射弹冲击特性研究

      2020, 20(18):7288-7296.

      摘要 (681) HTML (0) PDF 16.61 M (673) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究充液格栅结构抗射弹冲击特性,基于二级空气炮系统开展1×1、3×3和5×5格栅结构抗射弹冲击实验,获得射弹速度变化和壁板应变等物理量,并通过LS-DYNA有限元软件,建立经实验验证的有限元模型,研究射弹速度全场变化、壁板变形等。结果表明:格栅结构后壁板变形最严重,且壁板下半部分变形大于上半部分;在内部壁板变形和流体对前壁板的共同作用下,5×5格栅结构前壁板变形趋势与1×1和3×3格栅结构不同;格栅结构在射弹冲击过程中获得的总能量随格栅数量的增加而增加,但内部壁板变形耗散更多的能量,导致格栅外部壁板变形反而减小,提高了结构的抗毁伤能力。

    • >TM电工技术
    • 基于变论域模糊PI控制的电力弹簧控制策略

      2020, 20(18):7297-7302.

      摘要 (398) HTML (0) PDF 2.27 M (335) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力弹簧采用一种输入反馈的形式,有效的缓解了由分布式发电带来的电能质量问题。自适应模糊PI控制对电力弹簧装置的稳定性和鲁棒性有较好的改善作用,但是作为插值器的模糊控制器的精度在既定的规则下无法得到保障,本文将变论域思想应用到自适应模糊PI中,提出一种基于变论域模糊PI的电力弹簧控制策略,首先对伸缩因子进行动态调节,从而实现模糊控制论域的缩放,间接的增加或减少控制器的规则,从而达到预期的精度,使电力弹簧的控制效果达到最好。仿真结果表明变论域模糊PI控制能够快速无超调的实现对关键负载的控制要求,具有更好的控制精度和适应性。

    • 基于相关向量机的光伏系统谐波发射水平评估方法

      2020, 20(18):7303-7307.

      摘要 (503) HTML (0) PDF 2.88 M (406) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市配电网的高电缆化率,光伏系统接入时易引发谐波谐振问题;光伏系统并网运行时会向电网注入谐波,造成谐波污染。提出了一种基于相关向量机回归的光伏系统谐波发射水平计算方法,首先建立光伏电站诺顿等效电路;将公共连接点测量数据作为输入向量,利用相关向量机回归模型得到系统谐波阻抗,进而计算光伏系统谐波发射水平。克服了支持向量机方法,核函数必须满足Mercer条件,参数难以确定等问题。仿真分析和实测数据计算验证了所提方法的有效性。

    • 混凝土介质中无线电能传输系统的效率分析及优化

      2020, 20(18):7308-7311.

      摘要 (468) HTML (0) PDF 5.75 M (401) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用无线电能传输技术将室外能量收集系统的能量无线传输到室内能量消耗系统可以减少对建筑物结构的破坏,能够实现绿色建筑与光伏发电技术的有机融合。但是,作为电介质的混凝土材料会对发射线圈与接收线圈间的互感产生影响,使得输入阻抗发生改变并最终导致系统传输效率的下降。本文以电路理论为基础,分析了混凝土介质对无线电能传输系统传输效率的影响,并且提出了基于阻抗匹配网络实现系统最优传输效率的优化策略。仿真结果表明,随着轴向距离的增加,混凝土介质对无线电能传输系统传输效率的抑制作用逐渐减小,同时由于阻抗匹配网络的加入,系统的传输性能得到明显的改善。最后通过实验验证理论的正确性,实现了针对混凝土介质中无线电能传输系统效率的优化,减少了理论研究与工程应用之间的差距。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于流形距离的高速公路短时交通流预测模型

      2020, 20(18):7312-7317.

      摘要 (493) HTML (0) PDF 4.71 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确的高速公路短时交通流预测是实现交通诱导和控制的重要前提和基础。为了提高预测精度,本文提出一种基于流形距离(MD)的K近邻-长短期记忆(KNN-LSTM)高速公路短时交通流预测模型。该模型利用流形相似性分析高速公路交通流的时空特性,计算多站点与目标站点之间的流形距离。然后,采用改进的KNN算法筛选出空间相关站点构造交通流数据集,通过LSTM模型提取时序特征得出预测结果。实验表明,与单一预测模型相比,该方法能更好的提取交通流时空特性且预测精度更高,可为高速公路的交通管理提供必要的依据。

    • 基于TSK型递归模糊神经网络的加工中心双直线电机交叉耦合同步控制

      2020, 20(18):7318-7322.

      摘要 (484) HTML (0) PDF 3.21 M (420) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决高精密龙门移动式镗铣床加工中心X轴的两台直线电机的同步跟踪问题,采用一种TSK型递归模糊神经网络(TSKRFNN)与交叉耦合控制(CCC)相结合的控制方法。利用TSKRFNN解决单轴PMLSM受到参数变化和外界扰动等不确定性影响的问题,估计并补偿总不确定性因素并在线调整网络参数,从而抵抗外界干扰,提高系统的鲁棒性和跟踪性。其次,为解决双直线电机运行时存在的参数不匹配性和耦合问题,将CCC与TSKRFNN相结合,CCC可以将单轴跟踪误差按照一定比例分配给两台PMLSM,以抑制由不同步问题引起的不平衡扭矩,从而使系统高精度同步运行。最后,通过双直线电机平台上证明所提方法的有效性,实验结果表明该方法鲁棒性及跟踪性优良,可以较好地满足加工中心同步控制的要求。

    • 基于局部方向场散列的掌纹快速辨识方法

      2020, 20(18):7323-7330.

      摘要 (421) HTML (0) PDF 7.51 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:面向大规模人群身份辨识的掌纹识别系统有广阔的应用前景。为了加速系统的响应时间,文章提出了一种基于局部方向场散列的快速掌纹识别方法LOFP Hashing。该方法首先使用一种方向特征双编码的方式,解决了传统编码方式不稳定、精度差的缺点。然后提出一种特征窗口化的处理方式,即局部方向场模式,加速目标掌纹的检索。在香港理工大学大规模掌纹数据库Hong Kong PolyU large-scale database,中国科学院掌纹数据库CASIA database以及一个大规模模拟数据库上进行了的对比实验表明,提出的方法在基本不损失精度甚至有所提高的前提下,可以显著加速辨识速度。因此,LOFP Hashing可以有效提升面向大规模人群掌纹识别系统的性能。

    • 基于粒子群优化的神经网络算法的英语翻译

      2020, 20(18):7331-7335.

      摘要 (463) HTML (0) PDF 1.91 M (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来出现的粒子群优化算法与神经网络相结合,可以有效地提升全局搜索最优的能力,同时也提升了收敛的速度。本文将粒子群算法与神经网络结合应用于英语教学,通过对提取的学生翻译样本进行学习训练,用训练好的粒子群优化的神经网络模型对学生的英语翻译能力进行正确程度的分析,帮助教师估计学生的翻译能力水平,为下一步的教学提供参考。本文深入从粒子群优化算法的数学模型和算法流程何人工神经网络模型的基本原理出发,提出了学习能力分析模型,确定了该模型的神经网络的拓扑结构和隐藏层的节点数。案例应用结果表明,该研究模型可以促进英语翻译教学质量的提高和教学相长。

    • 航空器跟随滑行动态冲突风险计算模型

      2020, 20(18):7336-7341.

      摘要 (414) HTML (0) PDF 7.53 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:为及时探测滑行冲突,提出航空器跟随滑行动态冲突风险计算模型。该模型抽象航空器在同一滑行道依次滑行过程,综合共享滑行段长度、初始间隔、发动机喷流、机身长度等因素,基于动态速度、位置构造冲突风险量化模型。采用Visual C++编程实现仿真程序,仿真结果表明该模型能量化匀速、变速运动中跟随冲突,冲突风险值与初始间隔成反比、与两机速度差成正比。利用监视数据验证,结果表明:本文模型计算结果优于传统模型,与实际运行情况相符。该模型的应用能为管制员、飞行员判断跟随滑行冲突提供理论依据,具有一定的参考价值和实用性。

    • 基于病毒体投射机制的移动无线传感网节点定位算法

      2020, 20(18):7342-7349.

      摘要 (469) HTML (0) PDF 2.64 M (355) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决当前移动无线传感网节点定位方案存在感知过程复杂、定位准确度不高,难以适应节点拓扑变化频繁的实际场景等不足,提出了一种基于病毒体投射机制的移动无线传感网节点定位算法。首先,鉴于当前直接测序方案及间接测序方案均存在抗噪能力差的不足,设计了多点定位方案,引入多个锚节点联合定位,定位过程中采用迭代方式降低RSSI误差,有效解决了定位过程中存在的圆环分布现象。随后,针对移动无线传感网节点存在的拓扑漂移速度较快,且坐标存在随机分布的规律,将锚节点看做病毒体,将移动无线传感网节点看做子病毒体,并针对病毒体-子病毒体之间存在随机拓扑规律,引入了病毒体投射机制,并通过迭代方式设计距离定位方案,模拟移动无线传感网定位过程中定位节点与待定位节点之间的拓扑漂移关系,提高网络对定位过程的感知能力。最后,引入权重调节机制对定位坐标进行误差消除,进一步提高网络定位精度并稳定感知性能,强化对移动状态下节点间拓扑的感知与监控,减少网络抖动对定位过程的影响。仿真实验表明,本文算法与当前常用的凸优化的WSN障碍环境下定位算法(Location Algorithm in WSN Obstacle Environment Based on Convex Optimization,OECO算法)及基于精确定位机制的改进DV-HOP算法(On Improved DV-Hop Localization Algorithm for Accurate Node Localization in Wireless Sensor Networks,AN-DV-Hop算法)相比,具有更高的定位收敛速度和更低的定位误差低。

    • >TS轻工业、手工业、生活服务业
    • 高次模碳纤维微波加热装置的设计与实验

      2020, 20(18):7350-7355.

      摘要 (817) HTML (0) PDF 8.31 M (355) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了使T300碳纤维达到微波石墨化的反应温度,需要对其进行微波加热实验。设计了一种基于TM110高次模的碳纤维微波加热装置,该装置是一种圆柱形谐振腔,腔体两侧分别存在一个轴向电场最大值区域,理论上可以同时加热多束碳纤维。为了保证碳纤维的加热效率,在设计时需要同时兼顾腔体的谐振频率和阻抗匹配特性。使用仿真软件优化了耦合点的具体位置,并对优化后的圆柱形谐振腔进行了多物理场的耦合仿真。仿真结果表明:出口处碳纤维的表面温度最高,且靠近耦合点的左侧碳纤维温度高于右侧。实验结果与仿真结果较为吻合,验证了碳纤维微波加热的可行性和装置的有效性。

    • >TU建筑科学
    • 基于模型缩聚-频响函数型模型修正的子结构损伤识别方法

      2020, 20(18):7356-7362.

      摘要 (408) HTML (0) PDF 2.47 M (361) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于大型复杂结构参数识别困难,这里提出将频响函数型模型修正方法与子结构方法结合进行损伤识别。构造一个关于损伤频响函数的优化方程。通过子结构有限元模型向损伤后频响函数修正的过程,识别损伤参数。以一个三层平面刚架为数值算例,计算结果表明该算法对损伤参数较为敏感,识别精度较高,可以准确识别出预设的子结构损伤单元和损伤程度。

    • 大跨屋盖钢桁架应力变形监测与分析

      2020, 20(18):7363-7370.

      摘要 (452) HTML (0) PDF 14.18 M (491) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某工程实例为背景,对施工过程中屋盖钢桁架的应力和变形进行监测,并采用数值模拟的方法对结构在不同工况下的应力和变形特征进行分析,给出应力与变形的最不利点,为现场监测提供理论支撑。分析结果表明:屋盖钢桁架在不同工况下的最大竖向位移为33.63mm,满足工程限值1/300的要求;施工过程中的结构最大应力为33.36MPa,尚处于弹性阶段。对施工过程中结构的应力和变形进行持续性监测,及时发现危险因素,与分析结果进行对比,分析计算值与实测值存在差异的原因。采用现场监测和模拟分析相结合的方法能够较为准确的对结构安全稳定性进行评估,并为后续施工和后期监测方案的调整提供依据。

    • 预应力部分外包组合梁抗裂性能试验

      2020, 20(18):7371-7377.

      摘要 (423) HTML (0) PDF 4.40 M (405) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究预应力部分外包组合梁的抗裂性能,设计制作了2组共8根试验梁,以预应力水平和截面宽高比为主要参数分析其对抗裂度和裂缝特征的影响。试验表明:施加预应力后2组组合梁的开裂荷载均值分别提高42%和23%,且延缓裂缝发展的作用显著,但达到较高预应力水平后,效果减弱。适当增大截面宽高比对提高预应力组合梁的开裂弯矩及阻裂性能有重要的作用,也能大幅提高极限承载力。结合已有理论和试验结果,提出开裂荷载的计算公式,与试验值比较,吻合度较高。

    • 增湿-冻融劣化原状黄土结构强度模型

      2020, 20(18):7378-7386.

      摘要 (441) HTML (0) PDF 3.79 M (352) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了后续研究工作能将原状黄土结构强度在实际工程中推广与应用,本文续增湿-冻融劣化原状黄土结构强度试验研究,力图建立其结构强度的劣化模型。研究工作如下:(1)依据原状黄土压缩曲线定义黄土结构强度、残余结构强度和结构强度损伤变量等概念,并分析损伤变量可表征黄土结构强度劣化过程;(2)基于Weibull分布和损伤力学应变等价性假设,建立了以体积膨胀率作为考察变量的黄土微观取样制样扰动、吸水增湿和增湿-冻融循环耦合统计损伤模型,统计损伤演化函数及黄土结构强度损伤基本方程。(3)在试验数据的基础上,确定了模型参数,并取西安北郊某基坑黄土对模型进行验证,与试验吻合性较好,研究成果能方便指导现场工程设计和施工。

    • 聚氨酯加固南海钙质砂静力特性试验研究

      2020, 20(18):7387-7393.

      摘要 (457) HTML (0) PDF 16.26 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评价聚氨酯泡沫胶黏剂对钙质砂的加固效果,通过单轴压缩试验和三轴剪切试验,研究了聚氨酯对钙质砂强度和变形特性的影响;并采用Duncan-Chang模型对三轴试验结果进行拟合,分析了聚氨酯胶凝钙质砂的变形及应力规律。结果表明:将聚氨酯掺入到钙质砂中可以稳定地提高钙质砂的承载能力,且增加掺量可提高固化效果;聚氨酯的掺入,不仅提高钙质砂的抗剪强度,而且减少了相同应力条件下钙质砂地基的沉降量;聚氨酯填充砂颗粒间的孔隙,使松散的钙质砂形成不规则的连续体或不连续体,增强了钙质砂的整体性,从而达到提高强度的目的。

    • 砂土地基强夯室内模型试验及加固特性分析

      2020, 20(18):7394-7400.

      摘要 (379) HTML (0) PDF 5.34 M (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获取德国莱比锡砂土地基强夯加固特性,采用自行设计的模型试验装置及量测系统,制备3种相对密实度的砂土进行了强夯室内模型试验,每组试验进行24击强夯。强夯过程中测量夯锤速度、位移、动态力、能量释放时间变化,结合PIV (particle image velocimetry)技术分析强夯后砂土颗粒位移结果,得到水平方向和深度方向的有效加固范围发展特性。结果表明:第6、12、18、24击的速度时程曲线在快速下降阶段基本重合,击数越高回弹速度越高、持续时间越短,体现为能量释放时间的不同;对于ID0.4、ID0.5、ID0.7试验组,从第6击到第24击的强夯能量释放时间分别下降38.9%、34.7%、31.4%,在第24击的夯锤位移回弹比分别达到65.3%、67.1%、69.0%;砂土相对密实度越高,夯锤冲击力越大,第6、12、18、24击之间的差别越小;随着夯击次数的增加,夯锤动态力峰值逐渐提高、上行曲线斜率变小,冲击行程逐渐缩短;ID0.4、ID0.5、ID0.7试验组分别在第20、18、15击后,水平方向有效加固范围增长大于深度方向。

    • 太阳能辅助空气源热泵夏季制冷性能提升

      2020, 20(18):7401-7406.

      摘要 (446) HTML (0) PDF 11.38 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:翅片上涂有太阳能选择吸收涂料的太阳能辅助空气源热泵夏季运行时冷凝温度升高,导致系统COP和制冷性能下降。为解决这一问题,通过采用正压均流太阳能辅助空气源热泵系统以及制冷对照实验的方法,研究了气流组织形式、太阳辐射强度大小对不同压缩机频率下太阳能辅助空气源热泵系统性能的影响。结果表明,通过优化气流组织形式和改变遮阳条件,系统COP提升14.1%,仅比对照机组低3.0%,表明该设备可直接用于居住建筑;此外,不同系统形式均在压缩机频率为50~60 Hz时具有最高的系统COP,为系统匹配不同负荷特性建筑提供了依据。

    • 考虑土体小应变刚度的地表堆载对隧道影响数值分析

      2020, 20(18):7407-7412.

      摘要 (435) HTML (0) PDF 6.73 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着城市地下空间的进一步开发,交通隧道、地下车站和地下商铺等建筑(构筑)物不可避免地变得越来越密集,既有隧道周围会频繁存在堆载的情况。本文采用数值方法分别研究摩尔-库伦(M-C)本构模型及考虑土的小应变特性的硬化本构模型(HSS)情况下基坑开挖地表堆载尺寸、堆载大小及隧道埋深对既有顶管隧道变形的影响规律。计算结果表明,在相同堆载大小及堆载宽度的情况系,HSS本构得到的土体受堆载影响范围明显低于M-C本构计算结果。当堆载大小为100 kPa时,M-C本构的侧边和深度影响范围达到了75 m,而HSS本构下侧边及深度影响范围仅有35 m和30 m左右;当堆载宽度为25 m时,M-C本构的侧边和深度影响范围达到了75 m,而HSS本构下深度影响范围不超过35 m,侧边则不超过40 m。基于数值计算结果,对实际工况提出严禁在既有隧道的正上方进行堆载的建议。

    • >U交通运输
    • 双目标冷链物流车辆路径问题及其遗传蚁群求解

      2020, 20(18):7413-7421.

      摘要 (456) HTML (0) PDF 2.30 M (481) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对带容量和软时间窗约束的双目标生鲜农产品冷链物流车辆路径问题,建立了以最小化总成本和最大化客户满意度为目标的双目标优化模型。为了求解问题,运用ε约束法处理双目标模型,以蚁群算法为基础,加入交叉与变异算子,设计了遗传蚁群算法。算法求解过程中,蚂蚁个体在进行状态转移时按照确定性选择和伪随机比例选择相结合的方式,信息素总量采用分段函数进行优化。为验证模型与算法的有效性,对实际算例进行求解,并与遗传算法、蚁群算法求得结果进行对比。结果表明所建模型符合实际需求,所设计的遗传蚁群算法收敛速度和求解结果均优于遗传算法和蚁群算法。

    • 基于滚石运动参数的防护网数值模拟

      2020, 20(18):7422-7428.

      摘要 (397) HTML (0) PDF 4.41 M (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:被动柔性防护网是目前有效治理滚石灾害的一种防护装置,它的设计选型、现场布置位置和系统的布设高度取决于滚石在坡面上的运动轨迹以及相关的动力学参数,本文基于Hertz接触力学,运动学以及土体的线弹性本构模型对滚石各个运动阶段进行了公式化推导并利用现有的滚石模拟软件进行了验证,数值模拟显示两缓一陡,两陡一缓坡面能减少碰撞抛射次数并有效降低滚石能量 ,被碎石、角砾、土壤和植被覆盖的坡面材料能有效增加滚石能量的损耗。利用ANSYS/LS-DYNA,对R7/3/300网片进行数值验证,结果显示能有效拦截了滚石,说明选取网片适宜。本文基于能量与运动学理论推导了滚石各阶段公式,基于滚石运动参数的防护网数值模拟设计更为经济与安全,实际应用价值较高。

    • 断层破碎带隧道围岩稳定性的离散元模拟研究

      2020, 20(18):7429-7440.

      摘要 (394) HTML (0) PDF 64.40 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:断层破碎带是隧道施工中常见的不良地质体之一,容易导致隧道围岩失稳甚至塌方等问题,为了分析其对隧道围岩稳定性的影响规律,本文依托港珠澳大桥连接线南湾隧道,利用离散元软件PFC2D建立二维分析模型,结合施工监控量测结果,得出了以下结论:(1)断层破碎带作用下隧道围岩应力呈非对称性,当断层位于受拉一侧时,断层对隧道水平位移的影响更为明显。(2)当断层穿越隧道轮廓面时,断层对隧道围岩竖直方向位移的影响比水平方向位移更加显著。(3)对比断层比邻与穿越隧道两种情况,断层与隧道相交时的最大潜在松动破坏区是未相交时的最大坍塌区域的2倍以上。(4)现场监测结果表明,当断层与隧道边墙位置相交时,该断面的位移最大且相比其他断面位移值明显增大,几乎是其他断面相同位置位移的2.5倍,这与数值计算中断层破碎带对潜在松动破坏区的影响规律是类似的。

    • 隧道白云岩砂化段帷幕注浆处理技术

      2020, 20(18):7441-7450.

      摘要 (549) HTML (0) PDF 17.65 M (1189) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究隧道白云岩砂化段帷幕注浆处理技术,通过计算、数值模拟和工程实践方法研究了处理技术的四种关键影响因子,即注浆压力、注浆材料、注浆厚度和注浆工艺。结果表明:在全强砂化白云岩粉细砂层中帷幕注浆应采用高压劈裂注浆,注浆终压建议为4~5 MPa;通过数值模拟确定双液浆最适合白云岩砂化段注浆处理工程;经过公式计算和数值模拟对比,注浆厚度公式可采用经验公式计算,方便简单,一般地层中可取开挖半径值;注浆顺序原则为:由外到内、由下到上、间隔跳孔,分三序孔施工;前进式注浆工艺能够较好的解决成孔质量问题,但应结合现场条件合理调整分段长度,白云岩砂化段分段长度以0.5~1 m为宜;注浆过程中可以先进行双液浆灌注形成维护圈,再进行超细水泥的局部补强。可见,这些成果可为类似隧道帷幕注浆工程提供借鉴,保障安全掘进和工程质量。

    • 隧道开挖与初支机械单机作业特性及作业衔接特征分析

      2020, 20(18):7451-7456.

      摘要 (402) HTML (0) PDF 5.17 M (356) 评论 (0) 收藏

      摘要:公路隧道开挖和初期支护作业过程涉及诸多施工机械,机械单机作业效率和机械作业间的衔接效率是机械群高效协同作业的基础,直接影响了隧道施工进度。为探寻公路隧道施工过程中主要机械的单机作业特性及衔接特征,本文依托金家庄特长螺旋隧道,通过系统调研开挖与初期支护相关机械的现场作业时间,对施工机械的单机作业特性和作业衔接特征进行了分析研究。结果表明:开挖与初期支护施工机械作业特性具有规律性;装载机和湿喷机停机等待问题与隧道累计进尺相关性强于现场协调组织管理等因素,随着累计进尺的增加,装载机和湿喷机停机等待问题逐渐凸显;金家庄隧道出渣与立架工序衔接快慢对立架与湿喷工序衔接时间具有一定影响,两者分布规律具有一致性。可见实现公路隧道机械化快速施工,除采用单机作业效率高的机械设备外,还应根据隧道累计进尺的变化增加机械设备数量,同时缩短各工序之间的衔接时间,尤其是出渣与立架工序的衔接时间和立架与湿喷工序的衔接时间。

    • 富水粉细砂层盾构下穿湖泊风险分析及控制——以太原地铁2号线下穿迎泽湖工程为例

      2020, 20(18):7457-7463.

      摘要 (384) HTML (0) PDF 14.52 M (1257) 评论 (0) 收藏

      摘要:太原地铁2号线盾构隧道采用土压平衡盾构施工方式,盾构区间按照设计需要下穿湖泊穿越富水粉细砂层。为了保证盾构施工安全平稳通过,合理控制土压平衡盾构下穿湖泊的风险源,对风险产生的机理和如何控制风险进行了研究。分析了盾构穿越富水粉细砂层主要风险:含水地层盾构螺旋机喷涌机理,盾构通过后盾尾空隙沉降较大原因,盾尾密封失效风险。针对风险控制提出包括调整渣土改良参数,优化同步注浆配比,对盾构机尾刷改造等措施。工程实践表明,在富水粉细砂层中掘进,将高分子聚合物浓度创新性的提高到千分之十,可以有效控制螺旋机喷涌,降低盾构下穿湖泊时湖底坍塌、湖水倒灌风险;通过将第三道盾尾刷由钢丝尾刷改造为钢板尾刷,有效减小了盾尾刷磨损导致盾尾密封失效风险;优化盾构掘进过程中同步注浆浆液的配比,使其凝固时间由6小时变为4小时,有效控制了盾构通过后的盾尾空隙沉降过大风险,最终湖底监测点测得累计沉降25.33mm,取得了较好的施工效果。

    • 正盘台隧道洞内空气和围岩温度场分析

      2020, 20(18):7464-7471.

      摘要 (456) HTML (0) PDF 7.26 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于京张高铁第一长隧道正盘台隧道为研究对象,根据现场实测温度数据,应用ANSYS有限元软件求解计算模型温度场。以热传导方程为理论基础,分析影响隧道温度场的因素,并通过控制变量法计算得出不同工况下正盘台隧道内部温度场的变化规律,为研究隧道内部温度场问题及运营之后的防寒保养工作提供了一定的理论和数据基础。分析结果表明:通过计算值与实测数值的对比可发现,在当地最冷月,隧道内温度呈现“两头低、中间高”的趋势;隧道内围岩的初始温度是影响隧道整体温度场的主要因素,初始温度越高的工况,隧道整体温度越高,冻融圈深度和冻结里程越小,温度每升高5 ℃,冻结里程减小160 m;环境风速对于隧道进出口1 000 米左右的区间段影响较大,此区域应作为防寒抗冻的重点;冻结时长是影响冻融圈深度的关键因素,冻结时间一个月、两个月、三个月的冻融圈深度为2.1 m、3 m和3.6 m。

    • 基于有限状态机的军用起动/发电一体化混合动力车辆能量管理策略研究

      2020, 20(18):7472-7483.

      摘要 (532) HTML (0) PDF 8.56 M (434) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足未来军用混合动力车辆的需求,设计了一种基于起动/发电一体化(integrated starter generator,ISG)技术的军用混合动力总成方案,制定了相应的能量管理策略。基于有限状态机(finite state machine,FSM)理论建立各个工作模式间的逻辑关系及状态转换过程,同时,对各个工作模式下车辆动力源负荷率分配进行了定量分析。以某型军用ISG混合动力车辆参数作为仿真输入条件,利用Cruise/Simulink软件仿真分析整车动力性和经济性,对制定的能量管理策略进行验证。仿真结果表明,军用ISG混合动力车辆与原型车相比动力性获得较大提升,FSM理论能够实现车辆工作模式之间的转换,动力源负荷率的合理分配优化了发动机的运行工况,使得发动机大部分工作点分布在经济工作区内,降低了油耗,所制定的能量管理策略最终达到了提高车辆的动力性、改善车辆的燃油经济性的目的。

    • 考虑信号灯状态的经济车速规划

      2020, 20(18):7484-7492.

      摘要 (498) HTML (0) PDF 15.99 M (441) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决车辆在信号灯控制区域频繁启停造成的通行延误和通行效率低问题,本文提出了考虑信号灯状态的经济车速规划方法。借助车路协同技术通过车路交互获得车辆当前的位置和运动状态数据,以及信号灯相位信息,对近信号控制区车辆通行特征及路口可通过性进行判定,建立车辆通行引导控制模型。对各驾驶行为下车辆时空轨迹进行分析,以路口停车次数及车辆延误最小为目标,建立统一优化目标函数,利用多目标粒子群算法求得最优经济车速,以向驾驶员提供车速建议。为验证本文车速引导模型的有效性,利用PreScan、Vissim和MATLAB/Simulink联合仿真。结果表明,该方法可有效避免红灯停车,车辆行程时间可减少18.7%,停车次数在高车流密度下减少44%以上,车辆延误减少45%。

    • 信号交叉口左转车辆跟驰行为建模

      2020, 20(18):7493-7498.

      摘要 (463) HTML (0) PDF 2.05 M (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:跟驰模型是交通流理论的核心内容之一,但是左转车辆跟驰行为在交叉口转弯过程中的特征表现,尚缺少根据实际数据的深入研究。针对这个问题,本文设计了信号交叉口左转车辆跟驰实验,基于高精度GPS和Mobile GIS系统采集车辆跟驰行为相关数据,分析了信号交叉口不同转弯半径下左转跟驰车辆速度时变规律及分布特性。在全速度差(Full Velocity Difference,FVD)跟驰模型的基础上,考虑跟驰车驾驶员对前导车加、减速反应的非对称性,构建了改进的全速度差模型,并采用遗传算法对模型进行了参数标定。最后,以跟驰车加速度为检验指标,利用实测数据对改进的全速度差模型加、减速度过程的准确性进行了分析与评价。结果表明:信号交叉口左转跟驰车辆的平均运行速度与转弯半径成正相关;在不同转弯半径下跟驰车速度出现频数最高的数值随着转弯半径的增大而增大;改进的全速度差模型,能更好的的描述交叉口左转车辆跟驰过程,驾驶员对前导车减速行为的反应敏感度比对加速行为的更强烈。

    • 斜撑支护体系在深厚淤泥区域基坑中的应用

      2020, 20(18):7499-7506.

      摘要 (427) HTML (0) PDF 13.15 M (635) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用有限元分析方法,对佛山市某基坑支护工程施工工况进行模拟,分析开挖过程地表沉降、桩体水平位移及斜撑轴力的变化过程,并与现场监测数据进行对比,为斜撑基坑支护体系在深厚淤泥区的初步设计提供参考。通过单因素分析法,对斜撑斜率与斜撑间距进行了敏感性分析。结果表明:在深厚淤泥区,斜撑对基坑地表沉降的影响范围较为深远;在斜撑的作用下,桩顶水平位移增量得到了有效控制;斜撑在支护体系中承受压力作用,本工程中斜撑轴力最大值出现在本支护段最左侧,斜撑轴力最小值本支护段中间部位;在斜撑倾角增大的情况下,斜撑下方土体因为其距斜撑支撑点的距离更近,坑底隆起曲线有了明显的下降趋势;斜撑间距变化对坑底隆起的影响不大,但斜撑轴力受其影响较为明显,且两者间呈等斜率线性增长趋势。

    • >V航空、航天
    • 推进式螺旋桨振动应力特性飞行试验与分析

      2020, 20(18):7507-7515.

      摘要 (505) HTML (0) PDF 18.12 M (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文根据某型飞机单发推进式螺旋桨结构与载荷特征,利用有限元分析确定桨叶振动应力危险部位,设计加装无线电遥测系统进行应变测试,并根据螺旋桨振动应力的影响因素确定飞行试验科目。测试系统装机后开展不同条件的飞行试验,获得了螺旋桨在典型工作状态下的静应力和动应力。分析表明静应力基本随高度、速度和滚转角的增大成增大趋势,但在高度5000m静应力随滚转角的变化趋势并不明显,动应力随速度增大明显增大,随高度和滚转角增大缓慢增大;通过Compell图和多状态频谱分析发现慢车状态1阶动频与转速2倍频接近,存在共振风险,并给出了改进建议。

    • 基于载荷设计的电动飞机复合材料机翼结构优化方法及试验验证

      2020, 20(18):7516-7523.

      摘要 (460) HTML (0) PDF 10.88 M (407) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于柔度法静气弹分析方法,对电动飞机复合材料机翼考虑气动弹性载荷的结构优化方法进行研究。以考虑翼型弯度的涡格法计算机翼气动载荷,并与CFD计算结果进行对比,验证其准确性。使用遗传算法对机翼结构进行铺层优化,以铺层度及铺层角度百分比为优化变量,结构重量最低为优化目标,强度及复合材料工艺性作为设计约束,对机翼结构进行优化,计算强度时考虑气动弹性载荷。最后通过静力试验验证仿真结果的准确性。研究表明直机翼考虑气动弹性载荷后翼根弯矩、剪力及扭矩均有增加,基于该优化方法可设计合适的机翼结构刚度,在满足强度设计要求同时能达到减重目的。

    • 非漂浮型和漂浮型航空座椅垫动态压缩力学性能研究

      2020, 20(18):7524-7530.

      摘要 (430) HTML (0) PDF 10.89 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究航空座椅垫的动态压缩力学性能,基于非漂浮型和漂浮型两型航空座椅垫,考虑4种非漂浮层材料密度和4种漂浮层材料占比的影响,通过电子万能实验机与高速液压伺服实验机开展准静态和动态压缩特性实验,研究座椅垫的变形过程、率敏感性、能量吸收和能量损耗等变化规律。结果表明:航空座椅垫压缩实验重复性较好;座椅垫材料具有明显的非线性特性、迟滞效应与超弹性特性,且弹性模量较小;座椅垫材料率敏感性较为明显,应变率参数与非漂浮层密度正相关,与漂浮层占比负相关;峰值能量与应变率、漂浮层占比及非漂浮层密度均正相关;能量损耗百分比与应变率正相关,与漂浮层占比和非漂浮层密度负相关,且漂浮层材料占比起主导作用。

    • 飞机复合材料层板结构原位超声检测技术

      2020, 20(18):7531-7537.

      摘要 (472) HTML (0) PDF 16.95 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:超声接触式脉冲反射法是碳纤维增强树脂基复合材料层板结构原位检测的主要方法。本文从超声检测系统的选择、对比试块设计要求和损伤检测与评定等方面,结合飞机复合材料层压板结构形式、损伤特性及外场检测环境,开展原位超声反射法检测技术研究,建立了典型损伤的超声信号特征图谱,为强度试验和外场飞机复合材料层板结构的超声检测提供技术支持。

    • 基于相关向量机的发动机剩余寿命预测

      2020, 20(18):7538-7544.

      摘要 (425) HTML (0) PDF 4.07 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对民航发动机寿命预测中监测参数较多筛选困难的问题,提出一种基于信息融合与相关向量机的发动机剩余寿命预测方法。首先通过核主元分析方法从发动机多维监测数据中提取退化特征信息;然后利用非线性模型将主元序列融合成反映发动机退化趋势的健康指数序列;最后采用相关向量机以历史失效数据为训练样本建立预测模型,对现有的发动机健康指数序列进行外推预测得到当前样本的寿命预测值。通过NASA Ames研究中心公开的涡轮风扇发动机仿真数据验证了该方法的有效性,其预测性能优于常用的支持向量机模型和过程神经网络模型。

    • 具有卫星厅的机场航站楼登机口分配研究

      2020, 20(18):7545-7551.

      摘要 (450) HTML (0) PDF 2.28 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:机场航班量快速增长,导致登机口不足,增加卫星厅是解决登机口不足的新方案。本文在考虑新增卫星厅对中转旅客的影响的情况下,对登机口分配的问题进行研究。以成功分配航班数最多、登机口使用数目最少以及中转旅客花费时间最短为优化目标,根据问题的数学描述和登机口分配的基本原则,建立了多目标最优化模型,并使用遗传禁忌搜索(GA-TS)算法对模型进行求解。在给出的案例中,该方法能够给510个航班成功分配登机口,占航班数的84.16%,使用了64个登机口,占可用登机口的92.75%。本方法能够解决对新建卫星厅后带来的登机口分配问题,减少旅客的中转时间,对优化登机口分配具有积极意义。

    • 基于核因子分析的捷联惯组稳定性评估技术

      2020, 20(18):7552-7557.

      摘要 (408) HTML (0) PDF 2.10 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:当前捷联惯组的稳定性评价方法单一,严重影响了使用单位对捷联惯组的使用效率。针对捷联惯组各个误差系数两次测试之差线性相关性较弱的特点,本文应用统计学习理论中的核化原理将因子分析这一线性特征提取算法推广至非线性特征提取算法,并改进了传统的因子综合评价方法,将其用于捷联惯组的稳定性评估。数值实验结果证明了本文提出的核因子分析方法的有效性。

    • >X环境科学、安全科学
    • 大汶河流域上游典型剖面地下水水化学特征及其影响因素分析

      2020, 20(18):7558-7566.

      摘要 (558) HTML (0) PDF 7.61 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解大汶河流域上游地下水水化学特征及其主要离子成因,选取两条典型剖面,采集了21组水样数据,利用数理统计分析、聚类分析、离子比分析、同位素分析等方法探讨其水化学特征及主要物质来源。结果表明,流域内各类地下水阳离子以Ca2+为主,HCO3-、SO42-为优势阴离子,属于低矿化度水,pH均值7-8之间,整体偏弱碱性。研究区地下水水化学类型主要为 HCO3.SO4-Ca型、HCO3.SO4-Ca.Mg型、SO4.HCO3-Ca.Mg型。其中岩溶水中沿地下水流向从补给区向径流区SO42-离子含量逐渐增大,水化学类型由HCO3.SO4-Ca.Mg型演变为SO4.HCO3-Ca.Mg型,Na+ 、Ca2+ 、HCO3- 、SO42-来源为白云石、方解石等碳酸盐矿物溶解和石膏等硫酸盐矿物溶解。研究表明流域内地下水主要来源于大气降水,大气降水和孔隙水的入渗补给是岩溶水的补给来源。地表水与孔隙水氢氧同位素特征相似,并且δD值为-60‰~-50‰,δ18O值为-6‰~-4‰,说明其受到当地降水二次蒸发补给的影响。通过对流域水化学特征及物质来源的分析,以期对大汶河流域地下水资源的合理开发利用和水污染的防治提供科学的依据。

    • 微生物与生物炭复合修复铬污染土壤的室内试验研究

      2020, 20(18):7567-7572.

      摘要 (484) HTML (0) PDF 2.62 M (348) 评论 (0) 收藏

      摘要:以铬污染土为研究对象,通过浸出试验、Cr(VI)残留值试验、BCR连续提取试验研究了巴氏芽孢杆菌、生物炭及巴氏芽孢杆菌与生物炭复合对铬污染土壤的修复效果。结果表明:经过20 d修复后,上述添加剂均能够修复铬污染土壤,但菌液与生物炭复合的修复效果优于菌液和生物炭,且菌液的修复效果要优于生物炭;其中,当菌液浓度OD600 为1.0与生物炭浓度40 g?kg-1复合时,土壤浸出浓度和土壤中Cr(VI)含量分别从90 mg?L-1、270 mg?kg-1降低至1.08 mg?L-1、5.14 mg?kg-1,修复效果最好;同时,3种添加剂均提高了土壤的pH,均促使铬从弱酸态向可还原态和残渣态转化,而对可氧化态铬影响不大;由X射线光电子能谱分析(XPS)分析可知巴氏芽孢杆菌与生物炭复合修复铬污染土壤为混合吸附和还原的过程。

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