• 2020年第20卷第27期文章目次
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    • >TM电工技术
    • 船舶直流微电网的分层控制

      2020, 20(27):10979-10988.

      摘要 (981) HTML (0) PDF 3.48 M (569) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >P天文学、地球科学
    • 九寨沟九寨天堂泥石流沟特征分析与模拟预测

      2020, 20(27):10989-10995.

      摘要 (837) HTML (0) PDF 4.80 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文通过现场勘查、数值模拟、遥感影像解译查流域内地质灾害数目、物源特征和成因机理等。基于无人机测量数据选取Massflow软件中的Voellmy模型进行数值模拟,模拟泥石流10年一遇物源量、流速和堆积范围,根据模拟参数预测50年和100年一遇泥石流特征。模拟结果表明:10年一遇平均速度6.5 m/s,堆积范围0.103 km2,实际堆积面积0.096 km2。研究结论:流域下伏地层岩石破碎,容易形成松散堆积体,表层松散颗粒极易被雨水带入沟域内形成泥石流;河流改道致使沟谷对岸岸坡坡脚受泥石流侵蚀现象严重,岸坡整体稳定性下降可能性增大,局部有崩滑现象,严重威胁对岸301省道的通行安全。

    • 煤田隐伏陷落柱空间形态地震属性解释方法

      2020, 20(27):10996-11002.

      摘要 (710) HTML (0) PDF 5.66 M (418) 评论 (0) 收藏

      摘要:隐伏陷落柱是煤矿隐蔽致灾的主要地质因素,然而,常规三维反射地震中,单一顺层属性或层间属性难以可靠识别隐伏陷落柱,同时对其垂向展布及伴生断裂等三维空间特征刻画不清。为此,在基于OVT全方位处理数据体的基础上,计算相干、混沌等层间属性(奥灰顶界与目标煤层之间)与顺层两类属性,形成平面属性,采用波形聚类法对两类平面属性中的异常进行叠加处理,显著提高了隐伏陷落柱的平面位置解释精度;其次,引入断层概率体属性处理技术,优选构造导向滤波处理以及数据体融合技术,精细刻画了隐伏陷落柱垂向边界形态、陷落高度及伴生断裂特征。实例研究表明,采用波形聚类平面属性和断层概率体属性综合解释技术,可以有效提高隐伏陷落柱解释精度和效率,为隐伏陷落柱的识别提供了新的途径,具有广阔的应用前景。

    • 库水作用下青杠坪滑坡堆积体变形演化趋势

      2020, 20(27):11003-11011.

      摘要 (688) HTML (0) PDF 11.30 M (512) 评论 (0) 收藏

      摘要:青杠坪滑坡为一巨型古滑坡,位于溪洛渡库区金沙江右岸,距坝址约15.5 km,受库水升降作用影响,滑坡局部于2014年4月24日复活,复活体方量约300万m3,灾害使137间房屋及0.6千米乡村公路等毁于一旦,造成约500万元的直接经济损失。鉴于青杠坪滑坡堆积体方量巨大,后期库水升降作用下堆积体可能进一步复活,将对当地居民的生命财产安全造成极大威胁,因此对该滑坡的变形演化趋势进行研究迫在眉睫,研究成果可为类似灾害的防治提供参考。为分析库水作用对滑坡堆积体的影响,本文以滑坡堆积体上角砾土的现场双环渗透试验和室内干湿循环试验为基础,运用FLAC3D(Fast Lagrangian Analysis of Continua)模拟库区水位升降作用下青杠坪滑坡堆积体变形演化趋势,研究结果显示:(1)青杠坪滑坡表层堆积体平均渗透系数为6.94×10-2cm/s,为中-强透水介质。(2)土体抗剪强度指标与干湿循环次数n存在一定关系:粘聚力 ,内摩擦角 。(3)库水位稳定于540 m与600 m高程条件下,坡体整体稳定,随着干湿循环次数的增加,坡体堆积体变形裂缝逐渐加大,稳定性系数不断降低,循环次数达35次时,滑坡体消落带以上780~930 m高程范围及巨型块石上部的堆积体将发生滑动,青杠坪滑坡将再次复活。

    • >S农业科学
    • 喀斯特地区坡耕地细沟侵蚀产流产沙过程及特征

      2020, 20(27):11012-11017.

      摘要 (577) HTML (0) PDF 2.12 M (326) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究喀斯特地区坡耕地不同条件下产流产沙特征,通过野外细沟侵蚀模拟实验,分析径流侵蚀的发展机理及其影响因素,深入研究径流侵蚀过程的产沙特征,结果表明:在相同流量下,试验区表现为坡度越大初始含沙量越高,且地表含沙量随降雨时间的增加呈不同程度递减趋势,仅红枫湖含沙量随降雨时间呈“双波峰”状态;流量为5 L·min-1下,坡度增加到20°对径流含沙量有一定的抑制作用,10 L·min-1流量下,含沙量均随坡度增大呈不同增加趋势,且与坡度均呈显著正相关,相关系数分别为0. 985、0. 913、0. 938、0. 910;南明区试验点计算得到的Kr值最低,抗侵蚀能力最强。对于各试验点,含沙量总体随时间增加呈递减趋势,并与坡度存在显著正相关,且黏粒含量越高土壤抗蚀性越强。

    • 冬小麦净碳交换量和光能利用率对晴空指数变化的响应

      2020, 20(27):11018-11024.

      摘要 (547) HTML (0) PDF 2.99 M (355) 评论 (0) 收藏

      摘要:晴空指数(kt)是反映天空晴朗状况的重要指标,能反映到达地面的太阳辐射的变化状况。晴空指数kt的变化将影响植被的光合作用,进而影响生态系统总初级生产力(GPP)的模拟和预测。本研究基于寿县国家气候观测台的通量观测数据和常规气象数据(2008~2009年),分析了冬小麦拔节至乳熟期净碳交换量(NEE)和光能利用率(LUE)对kt的响应。结果表明:冬小麦NEE的绝对值随着kt的增加为先升高后降低的变化趋势,kt的变化可以解释NEE变化的59%。当kt为0.6左右时,即天空有部分云量覆盖的中等辐射条件下,冬小麦农田生态系统的NEE值达到最大。冬小麦LUE随着kt的增加而呈指数下降趋势,不同太阳高度角的拟合方程的决定系数平均值为0.57。随着kt的增加,空气温度和饱和水汽压差表现为增加趋势,这些气象要素的改变共同导致了晴朗天空条件下NEE的降低。

    • >TB一般工业技术
    • RV减速器非线性动态传动精度

      2020, 20(27):11025-11030.

      摘要 (515) HTML (0) PDF 3.47 M (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:论文以RV-80E减速器为研究对象,综合考虑系统中各零件的制造误差、装配误差、间隙以及微位移等相关因素对传动精度的影响,用质量弹簧“等价模型”的方法建立RV减速器动态传动精度的动力学模型,对RV传动精度模型进行仿真,分析了单项误差因素及系统误差对RV传动精度的影响。结果表明,针轮半径方向齿槽偏差所引起的位移对RV传动机构影响较大;当两摆线轮相互间相位差为120°时,对系统的传动误差影响较小;单项耦合对系统传动误差最大值为42.52〃。最后,以RV-80E减速器为例,进行实验,对测试的数据进行了分析,结果表示仿真与实测结果较吻合。本文对RV减速器的设计和制造具有一定的理论意义和实用价值。

    • 新型复合空调系统的结露情况及舒适性数值模拟

      2020, 20(27):11031-11037.

      摘要 (509) HTML (0) PDF 4.58 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对竖壁贴附射流与地板辐射复合空调系统的结露情况及舒适性进行数值研究,建立室内复合空调模型,以实测数据作为边界条件,利用 Airpak3.0 软件对该系统的热环境进行数值模拟,分析设计相对湿度、送风速度以及排风口位置对室内热环境的影响,定性地分析室内各工况下相对湿度,PMV,PPD的特点,从而为竖壁贴附射流与地板辐射复合系统合理的运行设计提供了参考依据。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • KS地区砾岩地层岩石力学特性试验研究

      2020, 20(27):11038-11044.

      摘要 (587) HTML (0) PDF 3.73 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:以KS地区的砾岩研究对象,通过XRD衍射、岩石力学实验研究了该地区砾岩地层的基础物性、力学特征。研究结果表明:砾岩砾石颗粒主要是泥晶灰岩和灰质云岩组成,基质主要由碳酸盐岩、黏土矿物、石英和长石类矿物组成;砾石和基质强度差异较大,砾石的的压入硬度分布在569.39 MPa~1379.33 MPa,平均值为973.46 MPa,是砾岩基质硬度的2-3倍;砾岩地层的岩石力学参数变化范围大,砾岩未浸泡钻井液条件下,单轴抗压强度分布在59.74 MPa~75.5MPa,而浸泡现场钻进液后砾岩抗压强度下降较明显,下降幅度约为42.7%;砾岩脆性较强,峰值应变小于2%,在浸泡现场钻井液后脆性更为明显,峰值应变小于1%,砾岩破坏形式以劈裂为主,绕砾是裂缝扩展的主要形态。

    • 基于统一强度理论的巷道围岩松动圈计算方法

      2020, 20(27):11045-11050.

      摘要 (496) HTML (0) PDF 1.66 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对不同强度准则计算松动圈的适用性问题,基于围岩弹塑性理论,采用统一强度理论推导了巷道围岩松动圈理论计算公式。依托实际工程,采用Mohr-Coulomb准则、Hoek-Brown准则和统一强度理论对巷道围岩松动圈厚度进行理论计算。将理论计算结果和现场测试结果进行对比,发现基于Mohr-Coulomb准则计算松动圈厚度大于现场测试结果,基于Hoek-Brown准则计算松动圈厚度小于现场测试结果,同时二者的理论计算厚度与现场测试结果相差较大。而统一强度理论计算松动圈厚度和现场测试结果比较接近。因此,统一强度理论适用于巷道围岩松动圈理论计算。

    • 基于水化学和多元统计的煤矿采空积水识别

      2020, 20(27):11051-11058.

      摘要 (516) HTML (0) PDF 3.51 M (332) 评论 (0) 收藏

      摘要:老空积水是煤矿4大水害水源之一,在四川对煤矿安全生产的威胁最大。为快速准确识别采空积水的突水点,为矿山降低生产风险,以四川省孔家沟煤矿14组地表水和矿井水水化学检测数据为基础,在分析矿井水成因和水化学特征上,利用相关性分析和Q型聚类等多元统计方法对采空积水涌出点进行了识别。结果表明:Piper图可以初判矿井水的补给水源;通过Pearson种相关性系数判别值设定和大小关系分析,对地表水和深部矿井水具有较好识别效果;综合运用采样位置、地下水流向、Piper图、相关性和聚类分析等方法,可区分差异较小的裂隙水和采空积水,提高水源判别精度。该研究成果可为其他类似煤矿防治水工作中的水害水源识别提供参考。

    • >TE石油、天然气工业
    • 致密油藏动态裂缝影响下水驱开发数值模拟

      2020, 20(27):11059-11066.

      摘要 (584) HTML (0) PDF 4.56 M (442) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对致密油藏注水开发过程中动态裂缝的问题,提出了利用“方向性压敏”、“方向性相渗”的方法,利用室内物理模拟实验和油田矿场分析资料,建立方向性渗透率与注水压力的动态关系,实现不同方向上两相渗流规律的差异。结合致密油藏非线性渗流机理,建立动态裂缝影响下水驱开发的数值模型,研制全隐式快速解法。最终,新模型成功应用于长庆油田WY试验区块,为同类致密油藏开发提供借鉴。

    • 低渗和特低渗油层CO2-N2复合驱研究

      2020, 20(27):11067-11073.

      摘要 (590) HTML (0) PDF 3.12 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对低渗-特低渗油层CO2-N2复合驱提高采收率,以大庆外围YS油田的特低渗透油层为背景,进行了数值模拟和物理模拟两方面的研究。利用CMG数值模拟软件GEM模块,建立了一维长细管、均质、非均质理想模型及五点法井网单元模型,分别对CO2-N2复合驱的驱油方式、影响因素、五点法井网单元模型下的段塞组成进行了模拟计算及分析。与此同时,在室内分别选用30 cm长的低渗透、特低渗透天然岩心,各进行了5种不同驱替方案的实验研究,确定了CO2-N2复合中CO2合理段塞尺寸及驱油效果,并验证了数值模拟计算的可靠性。研究结果表明,低渗-特低渗透油层CO2-N2复合驱不宜采用CO2与N2混合驱方式,而应采用一次注入合理的CO2段塞(约0.3PV)+N2的段塞组合驱方式,这样不仅可以减少CO2用量,而且可以充分发挥CO2与N2各自的优势,获得优于全部注CO2驱的驱油效果;且油层渗透率越低、渗透率级差越小或长厚比越大,越有利于提高CO2-N2复合驱采收率;厚度小于井距1%的油层也有利于CO2-N2复合驱提高采收率。

    • 含砾砂岩储层重复压裂新方法及机理分析

      2020, 20(27):11074-11079.

      摘要 (512) HTML (0) PDF 3.22 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:重复压裂技术广泛应用于老油田开发过程,尤其适用于致密砂岩、页岩等典型储层,而含砾砂岩储层中重复压裂方法的有效性还有待研究。针对重复压裂含砾砂岩储层产生复杂裂缝网络的压裂方法问题,基于动态载荷促进裂缝分叉、易渗透压裂液明显降低岩石有效应力的作用机理,本文提出“变排量、分阶段多压裂液组合”的重复压裂方法。为验证该方法的合理性,本文以人工预制的含砾砂岩试件为实验对象,通过变排量、分阶段注入不同性质压裂液进行了室内真三轴压裂模拟实验,总结了压裂机理。研究表明:变排量压裂方式产生的裂缝条数至少是定排量压裂方式产生裂缝条数的3倍;分阶段多压裂液组合压裂方法产生水力裂缝的条数是单一类型压裂液压裂产生裂缝条数的3倍。变排量、分阶段多压裂液组合的压裂方法将对含砾砂岩储层进行重复压裂产生复杂裂缝具有一定的借鉴意义。

    • 缝洞型碳酸盐岩近井筒裂缝转向模拟研究

      2020, 20(27):11080-11086.

      摘要 (487) HTML (0) PDF 3.74 M (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:缝洞型碳酸盐岩油气储层在非主应力方向上存在许多储集体,水力压裂开采技术产生的压裂缝传统的扩展模式为对称双翼扩展线性裂缝,此方式很难沟通大量存在于非最大主应力方向上的储集体。定向射孔并控制水力裂缝扩展路径是解决此问题的关键。本文通过定向射孔压裂起裂模型判断水力裂缝起裂,最大周向应力准则作为判断裂缝转向扩展的依据,结合顺北某油气田实测参数,利用Abaqus扩展有限元法对射孔方位角、水平地应力差、射孔深度、压裂液排量等影响水力裂缝近井筒转向扩展的因素进行数值模拟。结果表明:射孔方位角、水平地应力差是水力裂缝转向扩展的主要控制因素;射孔深度的影响受水平地应力差的控制;压裂液排量的大小对于水力裂缝转向扩展几乎没有影响。

    • 页岩气井射流泵排水采气工艺下泵深度优化设计

      2020, 20(27):11087-11091.

      摘要 (499) HTML (0) PDF 1.74 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了恢复页岩气井的正常生产,本文通过提出一种新型射流泵排水采气工艺设计思想,该设计是以常压高气液比页岩气井的产气量能够满足携液要求时的井筒动液面为分析目标,从气井产能和临界携液流量两个方面进行分析,研究确定射流泵的下深。该工艺在XX区块XX井开展了现场试验,措施后页岩气井的平均日产气量为14.86×104m3,平均日产液量12.39m3,现场生产结果表明:本设计对XX区块常压高气液比页岩气井射流泵的下入深度的确定提供了新的理论指导。

    • 页岩气水平井体积开发产能评价模拟

      2020, 20(27):11092-11098.

      摘要 (517) HTML (0) PDF 3.93 M (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:页岩气产能提高的主要方式是长水平井多段多簇水力压裂制造大规模的沟通缝网。为了进一步提升开发储层动用率,尤其是储层纵向动用程度,本文探索了储层开发的体积开发模式。相对于单井开采,体积开发需要考虑层间气体动用的问题。根据层间干扰强度划分层间沟通模式为:层间不沟通、层间渗流沟通和层间缝网沟通。结合势的叠加原理和流场边界层效应建立层间渗流沟通判据和计算模型。通过引入裂缝应力敏感的页岩气基质-裂缝渗流修正方程和主裂缝-次生裂缝-基质三重介质模型描述页岩气多尺度输运,揭示和评价了三种沟通模式下的长宁区块龙马溪组页岩气开采效果。结果表明:层间渗流沟通的体积开发模式最终产能提升效果显著,相较于单井开发叠加,估算的最终可采储量EUR可增加0.25亿方,增加比例达9.84%。缝网沟通过强的储层改造程度使储层流体压力下降过快,应力敏感现象显著,中后期开采能力下降严重,最终影响到整个产层储量的有效动用。体积开发三种模式中渗流沟通效果最好,缝网沟通和层间不沟通采收效果相当。该研究为实现储层体积开发高效动用所需的合理立体井位布置和压裂施工方案提供了理论指导。

    • >TH机械、仪表工业
    • 基于深度置信网络的齿轮箱智能诊断方法

      2020, 20(27):11099-11104.

      摘要 (542) HTML (0) PDF 3.43 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对油田现场强背景噪声干扰下,难以实现齿轮箱故障精确诊断的问题,提出基于深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)的齿轮箱智能诊断方法。首先运用变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)对齿轮箱振动信号分别进行分解;然后依据互相关准则对小于阈值的模态运用最大相关峭度解卷积(Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution,MCKD)进行降噪滤波处理,并对降噪后的信号进行重构;最后构造故障特征集,实现基于DBN的故障特征自适应挖掘与故障模式智能识别。对现场的齿轮箱故障诊断表明,本文提出的方法具有自适应性,能显著提高故障分类准确率,为保障油田设备安全可靠运行提供了依据。

    • 基于损伤力学与安全衰减路径的含裂纹缺陷压力容器扩展寿命分析

      2020, 20(27):11105-11110.

      摘要 (593) HTML (0) PDF 2.66 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对含裂纹缺陷压力容器的疲劳裂纹扩展寿命问题,在裂纹缺陷的安全衰减路径仿真基础上,提出了一种预测裂纹缺陷疲劳扩展寿命的计算方法。首先根据裂纹长度和深度的几何关联变化模型,基于该关联模型与失效评定图(FAD)仿真裂纹缺陷的安全衰减路径轨迹,然后采用数学积分方法求解安全衰减路径的长度和剩余轨迹线段长度,以此为度量建立裂纹缺陷安全裕度及损伤程度的计算模型,结合低周疲劳试验数据,在Lemaitre能量损伤理论上建立一种裂纹疲劳扩展寿命预测模型。此外,本文对某压力容器进行了算例分析,并运用本文提出的模型计算结果与Paris公式的计算结果及扩展有限元仿真的结果进行对比,结果表明,该方法对压力容器含裂纹缺陷的疲劳寿命评估有一定的实用价值。

    • >TK能源与动力工程
    • 基于MATLAB的园区供暖系统仿真设计及参数优化

      2020, 20(27):11111-11118.

      摘要 (492) HTML (0) PDF 3.03 M (327) 评论 (0) 收藏

      摘要:以江苏某工业园区为例,本文介绍了园区供热系统中的基本组件构成,根据用户侧需求建立了Matlab仿真模型,通过PID控制模型对供暖过程中的各个部件的损失以及响应进行了分析,并对各个部件的参数进行了模拟优化。结果表明:理想状态下,系统可以在控制系统下正常运行,但是部分参数需要寻求最优值,当管道横截面积为1 m2,管道长度为100 m时,该供热系统整体效果达到最优,综合考虑换热器效率和保温材料导热系数,保温材料的影响效果更大,应该优先考虑,以上为区域供热的参数设计以及部件选择提供了依据。

    • 基于红外热成像技术的软包锂电池热特性分析

      2020, 20(27):11119-11124.

      摘要 (548) HTML (0) PDF 4.67 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:Based on infrared thermal imaging technology and visual testing methods, the surface temperature variation characteristics and heat generation law of ternary soft-pack lithium battery under different working conditions were investigated. The ambient temperature, the discharge rate, and the ear clamping method are three variable conditions. The two are coupled to the control variable experiment to monitor the temperature rise of the battery surface. The results show that the optimal working temperature of the battery is 25 °C, to ensure that the different rate of discharge experiments at the most suitable working temperature, found that with the increase of the discharge rate, the heat generation increased, the surface temperature of the battery increased, the conductive clip clamping tab is compared with the copper clip holding tab This method will lead to insufficient overcurrent at the ear, a sharp increase in heat generation, and a significant temperature rise on the surface of the battery. This type of clamping is not conducive to heat dissipation of the battery, which provides a parameter basis for thermal battery design optimization and experimental operation. The test results have guiding significance for the optimization of the heat dissipation scheme.

    • >TM电工技术
    • 燃气轮机双燃料喷嘴燃油内流场特性仿真分析

      2020, 20(27):11125-11130.

      摘要 (530) HTML (0) PDF 2.76 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为燃气轮机中的重要部件,喷嘴内部结构直接决定了燃油燃烧和动力输出效率,设计喷嘴结构并开展喷嘴中内流场特性仿真分析成为新型燃气轮机开发的研究重点。使用Solidworks软件对双燃料喷嘴结构进行设计,并对其燃油流道进行数值模拟。利用Fluent软件先对喷嘴燃油的整体内流场进行数值k-epsilon模拟,再使用流体容积法(VOF)方法对喷嘴燃油的核心流道进行数值模拟,研究喷嘴燃油流道的特性。结果显示燃油流道的质量流量、进口流速和核心流道进口流速随着进口压力的增大而增大;雾化锥角会随着进口压力的增加而增大,且当进口压力超过0.5 MPa时,雾化锥角最终会稳定在110°左右;同时结合相关实验数据与仿真数据进行对比。本文的仿真研究为燃气轮机喷嘴的结构改进提供了依据。

    • 含热电联合系统的微电网运行优化

      2020, 20(27):11131-11136.

      摘要 (511) HTML (0) PDF 1.55 M (391) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高微电网的经济运行水平,提出考虑分时电价并计及制热收益的微电网多目标能量调度模型,该模型以微网发电成本最低与环境效益最优为目标。首先,利用权重系数将多目标经济调度问题化成单目标优化问题。其次,针对遗传算法局部搜索能力差的问题,提出了天牛须搜索算法改善遗传算法的变异操作,利用自身对空间的判断,加强局部搜索能力,在此基础上将Metropolis接受准则加入天牛须搜索算法中,增加变异的概率。最后,以一个微电网为例,将改进的算法与标准遗传算法进行对比,验证了所改进的算法的全局最优解的搜索能力,使得微网获得更佳的综合效益,降低了系统经济运行成本。

    • 基于两级结构的电网运行断面特征选择与在线生成

      2020, 20(27):11137-11142.

      摘要 (443) HTML (0) PDF 1.99 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决利用机器学习算法在线生成电网运行断面时所面临的特征因素“维数灾”问题,提出了一种基于两层模式的电网运行断面特征选择与在线生成方法。上层为过滤式特征选择层,采用Fisher分和信息增益两种特征选择指标对初始因素集进行筛选,重点剔除重复因素和无关因素,输出基础因素集。下层为包裹式特征选择层,利用序列后向搜索算法,进一步分析电网运行断面与运行参数之间的内在关系,生成特征因素集,同步形成基于该特征因素集的运行断面生成智能体。基于某地区电网实际数据构造的算例表明,本文方法能大幅降低特征因素“维度”,与初始因素集相比缩小90%以上,基于该特征因素集的智能体能在10秒中内在线生成运行断面,准确性评价指标达到95%,能够满足电网实时运行控制辅助决策的需要。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 第五代移动通信控制信道极化码的设计

      2020, 20(27):11143-11148.

      摘要 (551) HTML (0) PDF 1.86 M (451) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决5G场景下的极化码编码设计问题,本文通过对两种符合5G保准规定的控制上下行信道最大编码长度的极化码进行Matlab仿真测试,研究了5G场景的极化码编码的最佳设计方案。首先将输入序列根据上下信道分别对应的CRC生成多项式,添加CRC比特。然后采用巴氏参数法进行极化信道可靠性估计,在可靠性高的信道传送信息序列。最后对不同的编码结构进行仿真,对仿真结果进行性能分析。结果表明:不实施比特反转的生成矩阵的编码方法的编码效率最高、用时最短。

    • 基于无迹卡尔曼滤波和协方差交叉融合的分层多簇无线传感器网络多速率跟踪算法

      2020, 20(27):11149-11154.

      摘要 (472) HTML (0) PDF 2.71 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无线传感器网络(WSNs)在跟踪过程中精度低,性能差等缺点,提出基于无迹卡尔曼滤波(UKF)和协方差交叉(CI)融合的分层多簇WSNs多速率跟踪算法。将传感器分成多个簇,同一簇中的传感器可以采用不同的采样和传输速率对目标的数据进行采集和传输。首先,采用UKF处理传感器节点采集的数据,生成局部估计。然后,利用CI融合算法将收集到的局部估计值形成融合估计。通过定义一个附加权重因子,为真实协方差的不确定性定义一个更严格的界限。仿真验证了方法的有效性,采用多速率分层融合估计的精度更高,效果更明显。

    • WiFi与行人航迹推算自适应无迹卡尔曼滤波融合定位算法

      2020, 20(27):11155-11160.

      摘要 (507) HTML (0) PDF 2.53 M (332) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对wifi信号易受环境波动和存在多径效应现象,行人航位推算(PDR)系统中传感器模块精度有限,且存在累计误差问题,因此提出了一种加入自适应调整因子的改进无迹卡尔曼滤波(UKF)融合算法,该算法利用残差rk的理论协方差与实际协方差的差异作为条件,引入调整因子ρ调整状态向量和观测向量的协方差进而调整卡尔曼增益参数,增强系统鲁棒性和提高定位精度。在实验环境中,实验结果表明所提算法的平均误差为1.35m,最大误差为2.23m。定位位置误差在1.5m以内的概率达到了约80%,相比于标准UKF算法在1.5m以内的概率约为22%,提高了约58%。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于改进A*算法的一种智能车路径规划方法

      2020, 20(27):11161-11165.

      摘要 (632) HTML (0) PDF 2.60 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:轨迹规划是智能车安全行驶的关键技术。本文基于A*算法在复杂地图轨迹规划耗时长,拐点多等问题,提出了一种基于图论及几何方法的改进A*算法的避障与导航方法。该方法在传统A*算法的基础上结合图论进行路径规划,同时剔除路径中冗余节点,并采用Labview进行具体的仿真实验来验证轨迹规划算法的性能。结果表明:该算法在复杂环境中仍能有效找到距离短且平滑路径,提高了智能车的运行效率降低了能耗,可用于实际的智能车安全行驶管理中。

    • 柑橘果园机器人仿生眼的目标跟踪与定位系统

      2020, 20(27):11166-11172.

      摘要 (538) HTML (0) PDF 3.20 M (383) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统柑橘园林机器人云台视野范围小、定位精度低等问题,在仿生眼平台上,提出一种基于连续自适应均值偏移(CAM shift)算法和变结构PID控制器相结合的目标跟踪方法。具体包括效仿人类眼颈的结构特点,设计一个4自由度的仿生眼视觉平台;建立仿生眼的成像模型,提出一种相机外参数自适应标定方法,以解决仿生眼平台外参数会随着相机位姿改变而不断变化的问题;提出基于CAM shift的仿生眼目标跟踪算法,成功实现了对于目标的持续跟踪;为提高仿生眼系统在饱和非线性特性下的动态响应性能,提出采用基于抗饱和(Anti-windup)的变结构自适应PID控制器来设计仿生眼控制系统。以柑橘为研究对象,在设计的仿生眼平台上开展试验。结果表明,本文方法左眼平均中心位置像素误差(CPE)为7.2,右眼CPE6.1,均小于设计所要求的CPE10,且每帧图像处理过程小于0.1s。系统能满足实际应用,具有较高的鲁棒性和准确性。

    • 基于变化趋势的闭环控制系统报警监控方法

      2020, 20(27):11173-11179.

      摘要 (453) HTML (0) PDF 3.38 M (357) 评论 (0) 收藏

      摘要:在现代工业系统中,传统的闭环控制系统大多通过对监控信号设置报警阈值来检测系统的运行情况,但此类检测方法往往存在大量的干扰报警。本文提出一种基于变化趋势的闭环控制系统报警监控方法,用来在检测异常状况的同时,减少干扰报警次数。本方法首先确定控制信号滞后于过程输出信号的延迟时间,以此作为报警持续时间的阈值;其次将滑动窗口提取的过程输出信号及控制信号的子序列分别进行最优拟合,并对拟合结果进行定性趋势分析,用特征字符表示趋势变化的特征;最后对比两个信号的特征字符,当特征字符不一致的持续时间超过阈值时触发报警。本文通过实际工业案例验证了所提方法的有效性。

    • 基于直觉模糊集合的软件质量评价模型

      2020, 20(27):11180-11184.

      摘要 (521) HTML (0) PDF 1.10 M (334) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了合理的评价软件质量,本文研究一种基于直觉模糊集合的多属性决策软件质量评价模型。该模型在模糊子集的隶属度的基础上,加入非隶属度及犹豫度,从这三个方面对软件质量指标进行评价,使之更加符合人们对事物评价的不确定性及犹豫程度。同时,本文还应用了直觉模糊熵权法来确定评价指标的权重值,并利用GIFHWA算子对直觉模糊集合进行集成,通过具体案例的结果对比,说明了本文给出的软件质量评价模型是有效的。

    • 基于全局注意力的多级特征融合目标检测算法

      2020, 20(27):11185-11191.

      摘要 (529) HTML (0) PDF 3.42 M (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对小目标物体检测精度差的问题,同时不以牺牲速度为代价,本文提出了一种基于全局注意力的多级特征融合目标检测算法。算法首先由卷积神经网络生成多尺度的特征图,然后采用多级特征融合的方法,将浅层和深层特征图的语义信息相结合,提高特征图的表达能力,接着引入全局注意力模块,对特征图上下文信息进行建模,并捕获通道之间的依赖关系来选择性地增强重要的通道特征。此外,在多任务损失函数的基础上增加一项额外的惩罚项来平衡正负样本。最后经过分类回归、迭代训练和过滤重复边框得到最终检测模型。对所提算法在PASCAL VOC数据集上进行了训练和测试,结果表明该算法能有效地提升小目标物体检测效果,并较好地平衡了检测精度与速度之间的关系。

    • 基于层次聚类的飞机成型模具表面波纹检测技术

      2020, 20(27):11192-11197.

      摘要 (501) HTML (0) PDF 2.45 M (410) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决飞机成型模具打磨后形成的表面波纹难以检测和分类的问题,本文研究了基于层次聚类算法的复杂曲面表面波纹检测技术。通过中值滤波和小波变换对表面波纹图像进行预处理,有效地消除了表面粗糙度和噪声的影响,采用图像灰度共生矩阵提取了表面波纹的能量、对比度、熵、逆差矩等作为特征参数,并建立层次聚类模型。实验结果表明:该预测模型的分类正确率达到90%,可满足飞机成型模具表面波纹检测要求。通过对比表面波纹实际特征,对层次聚类后的样本进行了分类和定义,并分析各类波纹产生原因,提出并验证了不同类别表面波纹的去除方法和工艺,有效地改善了飞机成型模具的表面质量。

    • 基于模糊矩阵的多线程网络通信延迟检测技术研究

      2020, 20(27):11198-11203.

      摘要 (461) HTML (0) PDF 1.31 M (294) 评论 (0) 收藏

      摘要:在多线程网络中,网络延时是评价网络性能的重要指标,有效检测通信延迟技术可确保网络通信的高效运行。首先分析多线程网络通信延迟中的队列延迟与传输延迟,利用队列延迟与传输延迟建立多线程网络通信延迟检测模糊矩阵;再通过该矩阵对多线程网络中通信延迟情况进行评价判别,并对该判别矩阵实施一致性测试,最终实现对网络通信延迟情况的有效检测。分析仿真实验结果可知,所构建的模糊矩阵一致性较强,可用于对多线程网络通信延迟的检测。并且在不同带宽与不同干扰情况下,该方法对多线程网络通信延迟检测误差低于10ms,正确率在90%以上,说明该方法具有较高的准确性与稳定性,实用性较强。

    • >TQ化学工业
    • 膜蒸馏组件结构优化计算流体力学模拟及实验研究

      2020, 20(27):11204-11211.

      摘要 (553) HTML (0) PDF 4.06 M (460) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高膜蒸馏过程中的渗透通量,对膜组件料液侧流道进行优化,利用计算流体力学(CFD)软件,对3种膜组件(Model A、Model B、Model C)进行三维模拟计算,对比分析各膜组件的内部流动状态、温度极化系数(TPC)、浓度极化系数(CPC);同时,考察流道优化后膜通量和热效率的变化情况。模拟结果表明:Model A内存在主流区和回流区,Model B内分区现象消失,Model C内流动最为复杂;Model A温度极化最严重,Model B浓度极化最严重,Model C各极化现象最弱;此外,Model C在膜通量方面比Model A提升至少90%,对于热效率,Model C最高,Model A与Model B在不同工况下存在差异。最后,选取Model C进行实验,发现实验值与模拟值吻合良好,验证模型的准确性。研究表明流道优化能极大改善膜蒸馏的通量问题,为进一步优化内部结构提供依据。

    • g-C3N4/TiO2复合光催化剂制备及其第一性原理计算

      2020, 20(27):11212-11216.

      摘要 (636) HTML (0) PDF 2.59 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高二氧化钛(TiO2)在可见光范围下的光催化活性,采用三聚氰胺与商用TiO2高温复合制备出高效的g-C3N4/TiO2复合型光催化剂。通过单因素实验研究三聚氰胺与TiO2的质量配比、煅烧温度和煅烧时间对g-C3N4/TiO2光催化活性的影响。在单因素控制变量法下设计正交实验确定其最佳制备工艺为:三聚氰胺和纳米TiO2 的质量配合比为3.5:1,煅烧温度为580 ℃,煅烧时间为3.5 h,在该工艺条件下得到的g-C3N4/TiO2复合光催化剂对一氧化氮(NO)的降解效率高达74.77%。然后基于第一性原理从原子尺度出发计算复合体系的能带结构和差分电荷密度,分析其光催化活性增强机理。计算结果发现两个表面之间会形成一个内极电场,延长了光生电子和空穴的寿命,导致光催化活性增强。

    • >TU建筑科学
    • 弹塑性弯曲直梁的回弹变分原理及应用

      2020, 20(27):11217-11224.

      摘要 (477) HTML (0) PDF 1.63 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于在建筑结构中,荷载作用下弹塑性梁的变形影响着建筑物的安全性与舒适性。在模具生产中,材料的受力回弹决定着冲压成型构件的精度问题。且弹塑性材料的弯曲变形及回弹变形问题,以往都是通过计算机模拟进行分析计算,因此,为解决上述问题本文推导出弹塑性材料的变形方程和回弹方程。本文以有限变形回弹反耦联系统和反耦方程为基础,应用有限变形回弹反耦联方程和加权余量法建立有限变形回弹变分原理。并应用回弹变分原理中的最小势能原理和最小余能原理求解了弹塑性悬臂梁和简支梁的回弹挠曲线方程。在对计算结果与ANSYS有限元模拟进行对比的过程中,取得了一定的成果,该成果对工程实际具有一定的工程参考价值。

    • T形柱边框架节点套筒灌浆连接抗震分析

      2020, 20(27):11225-11232.

      摘要 (487) HTML (0) PDF 6.65 M (341) 评论 (0) 收藏

      摘要:对预制柱连接进行优化,套筒灌浆用于角纵筋连接,其余纵筋绑扎搭接,设计并制作了一个T形柱边框架梁柱节点试件。采用试验和有限元计算,研究梁柱节点在水平地震作用下破坏过程、承载力与变形、延性、刚度与耗能能力,并对轴压比参数进行计算分析。结果表明:优化后梁柱节点呈梁端受弯破坏,节点和预制柱固端未出现明显裂缝;荷载位移骨架曲线表现出较好的塑性变形能力,延性系数接近5;滞回环面积饱满,累积耗能约15 kJ,等效黏滞系数在0.04~0.24之间;随轴压比增加,节点受压损伤区域扩大,延性明显降低。后浇整体式T形柱边框架节点整体性良好,抗震性能较强,弹簧单元用于竖向预制后浇界面黏结作用的简化,数值计算结果与试验表征相符。

    • 降压开采下深海能源土斜坡分解区的判定及其稳定性分析

      2020, 20(27):11233-11239.

      摘要 (439) HTML (0) PDF 2.61 M (329) 评论 (0) 收藏

      摘要:深海能源土是指含新型战略性新能源-天然气水合物的海底沉积物。降压开采天然气水合物是一种相对经济、高效的方式,开采中水合物储层分解区域的确定与能源土斜坡稳定性分析是确保天然气水合物安全有效开采的前提之一。本文归纳了水合物降压开采的基本方程,通过自主编写USDFLD子程序,在ABAQUS中实现了降压开采条件下海底斜坡水合物储层分解区域的判断,模拟了水合物饱和度以及相关物性参数的变化情况。结合一实际海底能源土斜坡,完成了降压开采条件下能源土斜坡水合物储层分解区域、有效应力及变形场的计算,并结合有限元强度折减法对深海能源土斜坡降压开采的实际工况进行了数值模拟。结果表明开采前与开采后的安全系数变化不大,单井降压开采对斜坡的稳定性影响不明显。

    • 线性荷载下排桩、空沟隔振特性试验研究

      2020, 20(27):11240-11249.

      摘要 (420) HTML (0) PDF 7.81 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究排桩、空沟的隔振效果的影响范围,通过试验研究的方法在线性荷载条件下对此进行了研究,结果表明:在线性荷载条件下,排桩可取得整体性的隔振特点,并且在不同的屏障前均出现了振动增强的情况;深度的增加可使得排桩、空沟的影响范围增加;随着屏障宽度的增加,排桩的影响范围呈现出了增长的趋势,而空沟则为整体下降的趋势。且空沟的影响范围降低程度相比于排桩较小;随着振源距的增加,空沟、排桩的影响范围均为降低趋势。

    • 延安Q3黄土应力应变特性及其归一化性状研究

      2020, 20(27):11250-11258.

      摘要 (478) HTML (0) PDF 4.81 M (347) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究延安原状Q3黄土应力应变关系特性,并总结其在不同含水率不同围压下的归一化性状,进行了一系列固结不排水三轴剪切试验。试验结果表明:延安原状Q3黄土的应力应变关系整体上随围压增大由弱硬化型向强硬化型转变,但在含水率极低且低围压条件下会呈现出一定的软化特性;基于Kondner双曲线模型,对原状Q3黄土进行应力应变归一化分析,含水率为5%和10.2%的Q3黄土在400 kPa以下的围压下不存在归一化性状,含水率为17%的Q3黄土在300 kPa以上的围压下存在归一化性状,含水率为22%、27%和32%的Q3黄土在200 kPa以上的围压下归一化性状较显著;通过比较,选用初始切线模量或极限偏应力作为延安原状Q3黄土的归一化因子,归一化效果较好;建立了不同含水率下延安原状Q3黄土应力应变关系的归一化方程,其预测值与试验值较接近。该方程对延安Q3黄土相关工程设计及工程经验的验证有一定参考价值。

    • 冻土单轴抗压试验研究及盾构始发冻结优化设计

      2020, 20(27):11259-11265.

      摘要 (483) HTML (0) PDF 3.32 M (310) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证浅埋深富水软弱地层的盾构隧道安全始发,采用人工冻结法进行端头加固。通过在室内进行冻土单轴抗压试验,得到可靠的冻土力学参数,并采用正交试验的方法分析冻结深度、冻结宽度和冻结温度对地表沉降和管片拱顶沉降的影响规律和影响程度,选取确定最优冻结加固方案。结果表明:土体冻结温度越低,抗压强度越大;对地表沉降和管片拱顶沉降的影响排序为冻结深度>冻结宽度>冻结温度;最优冻结方案为冻结宽度6m,冻结深度15m,冻结温度-20℃。

    • 乌鲁木齐地铁隧道互层岩体力学特性的离散元数值分析

      2020, 20(27):11266-11271.

      摘要 (597) HTML (0) PDF 1.97 M (398) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究乌鲁木齐地铁隧道中强风化泥岩、砂岩组成的互层岩体力学特性,本文首先在乌鲁木齐泥岩、砂岩物理力学参数获取的基础上,对互层岩体物理力学参数进行微观参数标定,然后通过颗粒流数值模拟单轴压缩试验,分析了互层围岩层厚、层厚比、岩层倾角及层厚比与岩层倾角共同作用下互层岩体力学特性响应规律。分析结果表明:互层围岩的层厚与其单轴抗压强度呈负相关关系;随着互层围岩层厚比的增加,其单轴抗压强度在降低,且降低梯度逐渐减小;互层围岩倾角的增加使单轴抗压强度的变化大体呈U字形变化趋势,在岩层倾角为40时,单轴抗压强度达到最低;围岩倾角与层厚比的组合对单轴抗压强度的影响比较明显,且在围岩倾角为0、20及80,围岩层厚比为0~0.2的范围之间最为明显。研究成果对乌鲁木齐互层岩体稳定性评价与预测预报具有一定的理论指导意义。

    • 川东北嘉四—五段地层岩石力学参数不确定性研究

      2020, 20(27):11272-11279.

      摘要 (499) HTML (0) PDF 5.22 M (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对川东北油气田嘉陵江组四?五段地层普遍出现的套管变形损坏现象,有必要对该地层段岩石力学性质进行统计分析。采用随机?模糊统计法对静态岩石力学参数样本数据进行粗差分析,并基于K?S假设检验方法,研究嘉陵江组四?五段地层的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度和内聚力等岩石力学参数的概率分布特征,以确定各岩石力学参数最优的概率分布形式和概率密度函数。结果表明:嘉陵江组四-五段地层的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度和内聚力都具有较强的离散性,且其大样本最优概率分布形式并不一致,分别为威布尔分布、威布尔分布、对数正态分布和对数正态分布。计算得到的岩石力学参数概率分布区间,能够更为准确地描述嘉陵江组四?五段地层的力学性质,研究结果为盐膏岩地层钻井设计及井壁稳定性研究等提供了数据支持。

    • 考虑沉桩挤土效应的楔形管桩纵向振动特性

      2020, 20(27):11280-11287.

      摘要 (477) HTML (0) PDF 4.03 M (342) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于剪切复刚度传递方法研究考虑沉桩挤土效应的楔形管桩纵向振动特性。首先,根据楔形管桩特殊的桩身结构并考虑桩周土的成层性,将桩-土体系沿竖向划分为若干段,进一步地,将桩周土沿径向划分为若干环形圈层以考虑沉桩过程中的挤土效应导致的土体径向非均质性;逐圈层求解土体动力平衡方程并通过相邻圈层间剪切复刚度的传递得到桩-土界面的剪切复刚度,求解桩的动力平衡方程,并结合Laplace变换和阻抗函数递推的方法,得到楔形管桩桩顶复阻抗频域响应解析解;通过与已有解答的对比证明了本文解的可靠性,在此基础上,分析了楔形管桩桩身参数及沉桩过程中的挤土效应对低频范围内桩顶复阻抗的影响。

    • 冻融循环作用下混杂纤维粉煤灰混凝土力学性能试验

      2020, 20(27):11288-11294.

      摘要 (465) HTML (0) PDF 2.11 M (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究混杂纤维和粉煤灰增强混凝土在冻融循环作用下的损伤程度,通过对基准混凝土、混杂纤维混凝土和混杂纤维粉煤灰混凝土试样在冻融循环条件下进行抗压强度试验及超声波检测试验,得到冻融破坏后混凝土的抗压强度和相对动弹性模量,分析抗压强度损伤量、相对动弹性模量损伤量和内部结构破坏机制,建立了基于相对动弹性模量的强度衰减方程。试验结果表明:基准混凝土、混杂纤维混凝土和混杂纤维粉煤灰混凝土的抗压强度和相对动弹性模量均随着冻融循环次数的增加而减小;经历60次冻融循环时,其抗压强度和相对动弹性模量都有不同程度的下降;混杂纤维粉煤灰混凝土抗压强度和动弹性模量的损伤量在粉煤灰掺量小于10%时整体小于基准混凝土,而在粉煤灰掺量为20%和30%时大于基准混凝土;通过对冻融循环作用下混凝土相对抗压强度与相对动弹性模量的关系拟合,得到相关系数良好的相对抗压强度与相对动弹性模量的指数函数关系表达式;分析了混凝土冻融损伤、纤维和粉煤灰增强混凝土抗冻融机理。掺入适量纤维和粉煤灰能增强混凝土的抗冻融破坏能力。

    • 高层混凝土剪力墙置换加固与施工监测

      2020, 20(27):11295-11301.

      摘要 (464) HTML (0) PDF 3.89 M (700) 评论 (0) 收藏

      摘要:置换混凝土加固是处理混凝土强度偏低或有严重缺陷的有效方法之一。针对某高层住宅高位楼层局部剪力墙混凝土强度不满足设计强度的问题,采用微膨胀水泥基灌浆料进行分段置换。设计了详细的分段置换方案;采用PKPM软件分析墙体拆除过程中承载力、变形发展情况;在此基础上,制定必要的支撑方案;采用裂缝监测、位移监测、应变监测手段对施工过程进行控制,确保施工过程安全。施工完成后的持续监测和超声波检测结果显示该置换方案满足设计要求,并达到预期加固效果。

    • 基于结构熵权-物元可拓分析的宁夏农村基础设施建设适用技术评价

      2020, 20(27):11302-11307.

      摘要 (449) HTML (0) PDF 1.22 M (367) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对宁夏农村基础设施建设中由于技术选择不当而导致的大量设备设施闲置问题,研究适合村级单位进行技术初选的适用技术评价方法。根据宁夏农村地区实际情况,选取21个能够客观、全面、真实反映宁夏农村基础设施建设技术适用性的指标,采用结构熵权法确定指标的权重,建立基于可拓学方法的宁夏农村基础设施建设适用技术评价模型,并以宁夏吴忠市利通区某村污水处理技术的选择为例进行案例分析。案例分析的结果与该村实际情况一致,表明所建立的评价模型真实有效,可以为宁夏农村基础设施建设技术选择提供科学依据。

    • >U交通运输
    • 水泥改良对地层冻结温度场影响分析

      2020, 20(27):11308-11314.

      摘要 (466) HTML (0) PDF 4.26 M (712) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前对于水泥改良土地层冻结温度场研究较少的问题,基于福州地铁二号线某联络通道冻结工程,对该工程积极冻结期土体冻结温度场进行数值模拟,得到了水泥改良土地层在冻结过程中的温度分布规律与冻结壁发展规律,分析了不同截面和不同温度路径处的冻结效果差异;并通过改变土体参数,得到了土体冻结效果随水泥掺量变化规律。研究成果将为今后水泥改良土地层冻结工程提供参考和借鉴。

    • 红层软岩高边坡的时效变形特性

      2020, 20(27):11315-11322.

      摘要 (454) HTML (0) PDF 3.18 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究边坡工程的长期稳定性,有鉴于红层地区的工程建设日益增多,受红层特殊工程地质特性的影响,红层软岩边坡在其整个寿命期内是一个逐渐“衰老”的过程,开挖边坡在运营5~10年以后常出现各种严重地质病害和安全风险,而在前期边坡稳定性评价中往往都采用传统的极限平衡法计算,但其无法根据红层特性预判边坡的长期稳定性和时效变形特征,无法指导工程设计制定出既经济又安全可靠的针对性预加固措施,因此为日后的长期安全运营留下了较大隐患。以西南红层山区某快速通道项目隧道改路基的深挖路堑100m级高边坡工程为例,通过FLAC3D建立了包含特殊节理裂隙单元的复杂数值模型,计算获得了边坡潜在变形范围、潜在滑面位置、深度等,对比分析了边坡刚开挖完成时、未加支护工程蠕变20年和增加支护工程蠕变20年后这三种工况下的长期稳定状态、位移及应力变化等时效变形特性,计算结果表明:红层地区高边坡在长期服役环境下会发生蠕变、应力松弛、软化破坏等复杂变形行为,其普遍存在于实际工程中,后期针对性的支护方案应高度重视红层软岩高边坡的时效变形问题。本文的计算结果成功应用于最终工程设计中,填补了传统计算方法难以分析解决此类问题的空白,以期为今后红层地区这类高达100m量级的软岩高边坡开挖后的时效变形特性研究和加固设计提供一定的参考和借鉴作用。

    • 基于傅里叶红外光谱法的沥青抗老化能力分析

      2020, 20(27):11323-11331.

      摘要 (574) HTML (0) PDF 4.76 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了快速评定沥青抗老化性能,本文通过FTIR测试,对抗老化改性沥青老化前后官能团变化进行定性与定量分析;通过不同评价标准,对比官能团指数变化率与残留针入度比之间的相关系数,分析官能团指数变化率与常规指标相关性;并利用FTIR法推定抗氧剂1010在抗老化改性沥青中的含量。结果表明,FTIR法可以准确地推定抗老化改性沥青中抗氧剂1010的含量;官能团指数变化率与残留针入度比有好的线性关系,因此利用FTIR可以快速评定沥青抗老化性能,避免了常规试验的缺点。

    • 基于导波模态分析的高强钢丝腐蚀评估

      2020, 20(27):11332-11338.

      摘要 (490) HTML (0) PDF 3.98 M (375) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高桥梁缆索损伤声发射监测的精度和可靠度,将小波变换的用于导波模态分析,提出了基于导波模态特征的高强钢丝腐蚀评估方法。通过有限元方法模拟多模态导波在索内单根高强钢丝中的传播过程,采用小波变换对节点振动加速度信号进行模态分析,并与柱波导理论时频曲线对比。通过在不同腐蚀程度高强钢丝上进行导波传播实验,分析了腐蚀损伤对导波模态特征的影响,并根据导波模态的频率分布特征构建评估指标,进行腐蚀评估。结果表明:有限元节点不同方向振动所包含的模态存在差异,数值计算结果与理论值吻合较好。高阶纵向导波频率更高,能量衰减更快,波形在反射过程中迅速消失。随腐蚀程度增加,高频高阶导波衰减严重,导波模态逐渐向低频低阶转移。基于导波模态特征的评估指标随腐蚀程度的增加单调上升,理想情况下,腐蚀率在7.6%以内的高强钢丝腐蚀损伤均可被有效识别。可见小波变换能够有效提取导波模态特征,基于导波模态特征构建评估指标可有效识别腐蚀损伤。

    • 盾构近距离侧穿建筑遗产的施工技术分析及保护措施加固效果

      2020, 20(27):11339-11346.

      摘要 (478) HTML (0) PDF 4.04 M (631) 评论 (0) 收藏

      摘要:为严格控制地表沉降,最大限度地减小施工对不可复制建筑遗产的影响,本文结合郑州地铁3号线近距离侧穿全国重点文物保护单位——二七纪念塔的实际工程,采用数值模拟和现场实测的方法,建立隧道-土体-建筑遗产的三维有限元模型,进行了盾构施工前二七纪念塔周边加固效果分析、施工技术参数优化分析、施工现场实测值与数值计算值对比分析;验证了排桩加固效果、施工技术参数选取的合理性、数值计算和监测数据的一致性。最后,有效的控制了地表沉降,顺利通过二七纪念塔,确保了其安全性和完整性,为同类工程施工提供参考。

    • 汽车动态底盘控制系统多模式垂向控制及实车验证

      2020, 20(27):11347-11352.

      摘要 (441) HTML (0) PDF 2.25 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明汽车动态底盘控制系统控制作用机理,研究其多种模式下的垂向控制策略并进行实车道路对比验证。建立半主动悬架1/4车辆模型,研究经典天棚和地棚控制算法,并在此基础上提出改进天棚控制策略,将其分别实施于动态底盘控制系统的舒适、运动和标准三种模式。仿真和实车道路验证结果表明,所提出的控制方案满足动态底盘控制系统多种模式可调的需求,并在某些模式下明显优于被动减振器和原车控制器。

    • 基于STAR-CCM+的整车空调系统计算流体动力学模拟分析

      2020, 20(27):11353-11358.

      摘要 (481) HTML (0) PDF 4.65 M (630) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究整车空调系统在不同工作模式下的流场分布情况,基于计算流体动力学方法,采用流体分析软件STAR-CCM+对空调系统除霜除雾及吹面模式下内部流场进行数值模拟,分析各风道出风量风量分配的合理性及前挡风玻璃速度分布的均匀性。结果表明:空调系统内部气流流动较顺畅,在除霜除雾模式工作时前挡玻璃A区、左右两侧窗驾驶员视野区的速度分布不理想;吹面模式下中间风道两出风口的速度及风量分配不均匀,影响了气流均匀性。针对速度分布不均、风量分配不均匀的问题提出了相应的优化方案,优化后前档风玻璃表面速度明显改善,侧窗玻璃表面速度略有提升,除霜性能满足国标要求;优化后各吹面风道风量分配更加均匀,有利于乘员舱的舒适性。研究结果可为整车空调系统风道的设计及优化提供仿真数据支撑及理论参考。

    • 社交网络交通信息出行者使用意向分析模型

      2020, 20(27):11359-11364.

      摘要 (487) HTML (0) PDF 1.66 M (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决出行者对社交网络交通信息的使用意向缺少定量描述方法的问题,在技术接受模型的基础上,以感知有用性、感知易用性、感知风险性、使用意向等7个潜变量描述出行者的心理感受,构建社交网络交通信息使用意向分析模型,运用结构方程模型定量分析潜变量对使用意向的直接或间接影响效应。最后将模型应用于重庆市出行者实例分析中,结果表明:感知风险性(-0.41)对使用意向具有负向影响,其余变量对使用意向均为正向影响,其中感知易用性(0.48)、感知有用性(0.46)对使用意向的影响总效应最为显著。

    • >V航空、航天
    • 机场选址阶段不同场址净空条件的量化对比

      2020, 20(27):11365-11370.

      摘要 (478) HTML (0) PDF 1.74 M (330) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对机场选址阶段不同场址方案之间净空条件对比缺少量化方法的现状,本文从障碍物对净空条件影响程度和范围两个方面出发对障碍物对净空条件影响的量化方法进行了研究。首先,提出了障碍物自身属性的定义和障碍物影响度的概念,构建了障碍物在净空区内的位置、障碍物物理特性、障碍物超高高度、坡度、投影面积等5个评价自身属性对净空条件影响的指标,给出了5个指标量化表达方法、权重和障碍物影响度计算方法;其次,以净空区障碍物遮蔽原则为基础,建立了净空区不同区域障碍物影响范围的确定方法;第三,在应用障碍物影响度修订障碍物影响范围的基础上,提出了障碍物影响率的概念,给出了计算方法;最后,以两个待选场址的净空条件对比为背景,应用本文的模型、方法进行了计算,得到了不同场址净空条件的量化对比结果。通过上述研究建立了机场选址阶段净空条件对比的量化方法,为选址阶段场址之间净空条件优劣的判定提供了一种新的思路与方法。

    • >X环境科学、安全科学
    • 改性椰壳生物炭对甲基橙的吸附效果与机制

      2020, 20(27):11371-11377.

      摘要 (559) HTML (0) PDF 2.65 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以椰壳为原料制备椰壳生物炭,并用于甲基橙(MO)的吸附。通过扫描电镜 (SEM)、红外光谱(FT-IR)、氮吸附(BET)、元素分析(EA)等对椰壳生物炭物化性质进行了表征,分析了活化剂种类、浸渍比、热解温度和热解时间等因素对 MO 吸附效果的影响。结果表明活化剂为KOH,浸渍比为 3:1,热解温度是700 ℃,热解时间270 min,制备的生物炭K3CBc700270比表面积为126 1.93 m2?g-1,平均孔径1.10 nm,具有优异的甲基橙去除效果,当甲基橙浓度为100 mg?L-1,添加量为5 mg,吸附时间270 min,MO去除达到95.31 %。研究吸附机制发现吸附等温线数据拟合符合Langmuir 模型,吸附动力学数据拟合符合拟二级动力学模型,说明吸附以化学单层吸附为主,物理吸附为辅。结果证明椰壳生物炭K3CBc700270具有开发为去除水染料污染物吸附剂的潜力。

    • 民机货舱变压环境下多种新型清洁灭火剂对锂离子电池热失控作用特性

      2020, 20(27):11378-11384.

      摘要 (473) HTML (0) PDF 3.92 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究替代哈龙的新型清洁灭火剂对民航运输锂离子电池火灾作用特性,基于动压变温实验舱,实验设定了80 kPa,60 kPa和40 kPa的压力环境,使用全氟己酮(Novec1230)、2-溴-3,3,3三氟丙烯(2-BTP)和细水雾进行灭火实验。根据它们的灭火机理,从实验现象,降温效果和一氧化碳浓度三方面分析了三种灭火剂的灭火效果。结果表明,变压条件下Novec1230和2-BTP主要通过化学抑制的机理有效降低锂离子电池火焰中自由基H·和OH·浓度,实现快速灭火;而细水雾的降温和抑制温升效果要明显优于Novec1230;同时灭火效果会随环境压力的下降而增强;在较低环境压力下,2-BTP对于灭锂离子电池火的综合效果最好。

    • 环境压力对飞机舱内典型乘客衣物燃烧特性的影响

      2020, 20(27):11385-11390.

      摘要 (520) HTML (0) PDF 2.00 M (342) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好地进行民用飞机飞行中火灾早期探测和防治,选取典型乘客衣物作为实验试样,在四川广汉(96 kPa)和康定机场(61 kPa)进行燃烧对比实验。测量试样的质量损失、火焰形态、烟密度及烟气成分并计算其变化率,以研究不同环境压力对典型乘客衣物燃烧特性的影响。结果表明:61 kPa下衣物试样的质量损失比等于96 kPa;火焰高度随着压力的减小而增大,蓝色火焰在61 kPa下占火焰高度的比例大于96 kPa;61kpa下的烟气密度变化率要先于96 kPa达到峰值,但其在整个过程中的变化趋势基本相同。61 kPa下乘客衣物燃烧产生CO和CO2的变化趋势与96 kPa下相比有明显的差异。研究发现,压力对衣物材料在不同场景下的燃烧具有显著的影响。

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