• 2020年第20卷第33期文章目次
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    • >TK能源与动力工程
    • 空气源热泵除霜技术进展与区域化应用综述

      2020, 20(33):13509-13519.

      摘要 (1122) HTML (0) PDF 3.83 M (549) 评论 (0) 收藏

      摘要:空气源热泵在冬季制热效果受到结霜等问题的影响,引起很多学者的关注。在整合国内外针对除霜技术研究进展后,明确了除霜方法研究主要有数学模型研究和试验研究两大类型,发现了多模式除霜技术作为突破常规除霜方法瓶颈的手段,成为当下研究热点。文章认为在应用层面,恰当评价体系可以提升不同技术在不同区域的除霜性能,提出了“抑霜为先,除霜为后”的技术原则作为引导,以期为空气源热泵技术大规模推广和应用提供参考。

    • >TU建筑科学
    • 排水管道检测与缺陷识别技术综述

      2020, 20(33):13520-13528.

      摘要 (840) HTML (0) PDF 1.52 M (445) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着排水管道使用年限的增长及输水能力要求的提高,对排水管道进行状态评估已成为必须要做的工作,但管道状态评估很大程度上依靠管道的检测结果,为全面了解排水管道的检测方法,本文对目前用于排水管道检测的主要方法做了综述,分析了各检测方法的原理和特点,并介绍了基于计算机视觉和图像处理的自动化缺陷检测技术,对排水管道检测技术的发展前景进行了展望,认为闭路电视检测方法结合深度学习缺陷识别技术,可以实现排水管道检测领域的自动化和高效率,具有较好的应用前景。

    • >U交通运输
    • 复合地层隧道稳定机理及量化评价研究进展

      2020, 20(33):13529-13537.

      摘要 (676) HTML (0) PDF 1.30 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:隧道工程向深部推进,遇到两种或两种以上力学响应具有显著差异的岩土层组合形成的复合地层。工程实践发现,缺乏复合地层隧道的科学设计和施工方法。因此,针对复合地层隧道开展系统研究以提出科学的设计方法是确保此类隧道施工和运营安全的必要前提。对复合地层隧道渐进破坏机理、复合地层隧道围岩分级方法、复合地层隧道稳定性评价和复合地层参数空间变异性的研究现状、存在问题和发展趋势进行了归纳和总结,并提出复合地层隧道设计方法的研究基础是隧道的渐进破坏机理。

    • >O3力学
    • 覆冰舞动下500 kV猫头铁塔损伤分析及改造技术

      2020, 20(33):13538-13546.

      摘要 (617) HTML (0) PDF 4.90 M (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:500kV猫头塔在我国超高压输电网系统中发挥着重要的作用,但其在覆冰舞动条件下的倒塌事故频繁发生。针对覆冰舞动条件下输电铁塔杆件内力的准确计算问题,本文首先引入超静定结构的概念,提出了一种基于n次超静定结构的杆塔内力求解方法;然后根据导地线参数推导出了覆冰舞动条件下挂线点的受力情况;最后基于铁塔桁架结构和载荷分布的对称性,将全塔模型简化为1/4模型进行内力计算,并对螺栓组的连接强度进行校验。以500kV宜兴Ⅰ回线路141#为例,对新方法的计算准确性进行验证。结果表明:内力计算值与仿真值之间的偏差均小于10%;采用新方法能够实现薄弱点的准确定位,并对薄弱点周围的螺栓组采取补强措施。该研究对今后的舞动区铁塔设计和改造具有一定的指导意义。

    • >O4-5物理学
    • 多相材料声子晶体微结构的拓扑优化设计

      2020, 20(33):13547-13551.

      摘要 (707) HTML (0) PDF 2.11 M (370) 评论 (0) 收藏

      摘要:声子晶体的带隙特性可以通过调整其周期性的微结构来控制,具有很强的可设计性,因此在材料的隔振、隔声和滤波等领域具有潜在的应用价值。通过遗传算法和拓扑优化技术研究了二维三相声子晶体的优化设计,并给出了三个算例研究。结果表明:三相材料能够得到更好的隔振效果;对比两相材料,三相声子晶体能够进一步降低禁带频率,并得到更大的相对带宽。可见,利用进化算法进行多相声子晶体的拓扑优化设计是可行的。

    • >P天文学、地球科学
    • 山东省齐河地区接触交代型铁矿成矿要素耦合分析

      2020, 20(33):13552-13558.

      摘要 (541) HTML (0) PDF 4.53 M (379) 评论 (0) 收藏

      摘要:鲁西地区齐河地区近年来在铁矿勘查过程中发现了多个接触交代型铁矿,该区铁矿经勘查显示有集中分布、厚度大、品位高、埋深大的特点。研究区大张、李屯和潘店地区物探异常查证工作表明铁矿形态多样,呈层状、似层状、囊状、脉状等。该区铁矿体具有明显的“地层、侵入岩和构造”控矿特征;在铁矿体赋存位置方面,地层控矿表现为部分铁矿体赋存于奥陶纪(石炭纪、二叠纪)地层中、侵入岩控矿表现为部分铁矿产于闪长岩体中,接触带控矿则表现为地层和岩体间接触带是主要铁矿赋存地段。矿床成因研究表明:在燕山晚期研究区发生了大规模的岩浆活动,在深源岩浆向上侵位过程中不断演化分异,形成了闪长质岩浆,在与奥陶纪灰岩接触过程中发生了复杂的物理化学反应,闪长质岩浆析出大量铁质成分,形成含铁富矿热液,并在有利赋矿部位形成铁矿体。研究区接触交代型铁矿的形成与保存是中生代区域性构造—岩浆—热液活动事件和区内地层、岩浆及构造等各种成矿要素有机耦合的结果,该区铁矿具有十分重要的勘查研究和社会经济价值。

    • 基于长短时记忆与多影响因子的滑坡位移动态预测

      2020, 20(33):13559-13567.

      摘要 (542) HTML (0) PDF 4.40 M (355) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统滑坡位移预测模型存在对历史数据遗忘的问题,提出了一种基于长短时记忆(LSTM)网络的滑坡位移动态预测模型。首先,将滑坡累计位移分解为趋势项位移与波动项位移,利用多项式拟合预测趋势项位移;然后,通过灰色关联度筛选外界诱发因子并运用LSTM模型预测波动项位移;最后,叠加周期项位移与波动项位移,得到累计位移。以新滩滑坡为例,并与RNN模型以及传统静态神经网络模型BP、ELM进行对比分析,采用平均百分比误差(MAPE),均方根误差(RMSE),拟合优度(R2)分别对其进行评价。应用结果表明:相比于传统静态模型,LSTM与RNN均适用于滑坡位移动态预测;对比结果显示,LSTM模型具有较好的预测精度,MAPE与RMSE值分别为1.026%、0.327 mm,拟合优度R2为0.978。

    • 四川盆地海相富有机质页岩孔隙特征及赋存状态特征

      2020, 20(33):13568-13574.

      摘要 (539) HTML (0) PDF 2.89 M (409) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文利用低温液氮吸附实验和扫描电子显微镜,基于分子动力学研究了龙马溪组页岩的孔隙特征和甲烷生成特征。根据低温液氮吸附的BET模型,龙马溪组页岩的比表面积为4.32-29.50 m2 / g,平均为13.78 m2 / g。计算得出的页岩总孔隙体积为6.12-30.47cm3 / g,平均孔径分布范围为3.83-4.52nm,平均孔径为4.06nm。页岩气的吸附和生成也很容易与人工压裂产生的裂缝形成有效的连通。输送通道相对平滑,气体渗透条件良好,这有助于页岩气的开发。孔类型主要包括微裂纹,粒内孔和粒间孔。龙马溪组页岩储层中甲烷的吸附特性表明,随着孔径的变化,甲烷的吸附势能由正向负变化,并逐渐趋近于零。零点表示没有甲烷分子吸附在孔壁上。爆发从吸附变为自由。

    • 内蒙古卫境地区铀矿找矿预测

      2020, 20(33):13575-13582.

      摘要 (480) HTML (0) PDF 7.87 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究内蒙古卫境地区构造特征及其与铀矿化的关系,在对高分二号数据进行大气校正等预处理的基础上,采用目视解译的方法,对卫境地区进行了构造遥感解译。经过野外查证,并结合已有的地质资料,分析了卫境地区构造分布规律,结果表明北东-北东东向F12和北北东向F11构造与次级近东西向构造、北西向构造等的交汇部位,是卫境地区铀成矿的有利空间。在敖包吐-苏莫查干敖包地区开展了1:1万γ能谱扫面工作,结果显示放射性异常主要分布在二叠系大石寨组三段的炭质板岩中,圈定了1处铀矿化异常带以及多处铀矿化异常点,显示该地区具有良好的铀成矿潜力。

    • 起伏地形下井一地联合电阻率观测含水陷落柱模型异常特征

      2020, 20(33):13583-13592.

      摘要 (464) HTML (0) PDF 13.04 M (387) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对在起伏地形的情况下,含水陷落柱的异常形态特征的系统研究不足的问题。本文采用井-地联合电阻率观测装置,用有限单元法对起伏地形下不同形态和位置的含水陷落柱模型进行正演计算,对正演的结果进行系统的分析。结果表明起伏地形对地下情况的勘探有较大的影响,含水陷落柱处于地形产生的低阻异常区域时产生的异常被掩盖,含水陷落柱处于地形产生的高阻异常区域时会产生新的低阻异常,并能根据新的低阻异常推断含水陷落柱模型位置,得到的系统对比分析的结果对于实际勘探有指导作用。

    • >TB一般工业技术
    • 激光诱导热裂切割玻璃的声发射信号监测技术

      2020, 20(33):13593-13598.

      摘要 (558) HTML (0) PDF 2.93 M (427) 评论 (0) 收藏

      摘要:现阶段各个领域对玻璃切割质量的要求越来越高,作为一种新兴的切割技术,激光诱导热裂相对于传统切割有很大优势,但在切割过程中裂纹扩展轨迹会偏离预定的路径。若要改善这种偏离现象,切割时需要通过对裂纹扩展状态的实时监测来确定补偿策略,而声发射作为一种无损检测方法在此方面有着巨大的优势。本文在激光诱导热裂切割玻璃过程中,会产生声发射现象。针对激光诱导热裂切割玻璃过程中产生的声发射信号针对此声发射信号进行了模态分析和小波包分析,确定了最优的小波基及分解尺度选择的依据。在实验中,通过对传感器进行优化布局并采用时差定位方法对裂纹尖端位置进行了定位分析。在此基础上,进行了激光诱导热裂切割玻璃声发射信号监测实验研究,探求了AE信号特征与裂纹扩展状态两者之间的联系。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 露天深孔空气间隔装药爆破的数值模拟研究

      2020, 20(33):13599-13605.

      摘要 (485) HTML (0) PDF 4.05 M (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决露天大孔径深孔爆破普遍存在大块率高的问题,采用中部空气间隔装药代替原有连续装药。通过Ansys/Ls-dyna有限元软件构建了上下装药比例分别为1:4、3:7、2:3及1:1时,空气间隔占比分别为炮孔长度的10%、12.5%、15%、17.5%和20%的计算模型进行分析,结果表明:当上下装药比例为3:7,空气间隔占比为15%时,孔壁压力没有过多的应力集中,应力分布均匀,孔内有效平均压力最高,高压作用时间长,有利于岩石的破碎块度分布均匀。同时构建了当炮孔密集度系数为1.4、1.6、1.75时的计算模型,对以上结论进行了验证。

    • 永磁直驱式带式输送机系统动态特性及能耗分析

      2020, 20(33):13606-13612.

      摘要 (481) HTML (0) PDF 2.32 M (326) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决传统异步驱动式带式输送机效率低、能耗高的问题,基于机械动力学理论和磁力传动技术,对永磁直驱式带式输送机的运动模型和耗能情况进行深入研究。针对永磁直驱式带式输送机复杂的非线性机电耦合关系问题,以永磁电机驱动的带式输送机为主要研究对象,在带式输送机离散系统的简化动力学模型基础上,引入同步旋转坐标下的永磁同步电机状态方程,建立了基于机电耦合关系的永磁直驱式带式输送机系统模型,并通过Harrsion软启动速度推导出该系统模型在启动过程中的能耗解析式;以矢量控制技术对系统进行仿真分析,得到了永磁直驱式带式输送机的动态特性,表明了带速及张力变化规律符合实际运行工况,并进一步将永磁直驱式带式输送机与异步驱动式带式输送机相比较,得到启动过程的张力和能耗对比图,结果表明:在启动过程中永磁直驱式带式输送机具有更小的张力峰值,同时在整个启动过程中永磁直驱式带式输送机比异步驱动式带式输送机降低了约8%的能耗。

    • 内齿轮电火花成型铣削加工工艺

      2020, 20(33):13613-13617.

      摘要 (479) HTML (0) PDF 2.31 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于中小模数内齿轮结构所限,其齿面淬硬后的齿形加工难以使用传统的磨齿工艺,因此提出了一种电火花成型铣削加工方法,由于电极旋转放电,电极放电面积大,加工精度受电极损耗影响小,且电电腐蚀产物更好的排出。根据加工原理与方法设计了加工装置,通过单因素试验研究了基本工艺规律。根据单因素实验结果选取有代表性的水平设计正交实验,通过正交实验结合表面粗糙度和加工效率研究了最优加工条件。设计对比试验,实验结果表明比较与传统电火花成型加工方法,工件表面质量与加工效率都有显著提高。

    • >TE石油、天然气工业
    • 淮南潘谢矿区石盒子组煤系页岩气储层孔隙结构特征及影响因素

      2020, 20(33):13618-13627.

      摘要 (584) HTML (0) PDF 6.98 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:页岩储层孔隙结构对于页岩气富集和开采具有重要影响。应用高压压汞、低温N2和CO2吸附实验结果,对淮南潘谢矿区石盒子组煤系页岩气储层的孔隙结构进行定量表征,并结合有机地球化学特征、矿物组成和成熟度探讨了其影响因素。结果表明:潘谢矿区石盒子组页岩孔隙度为1.21%~11.00%,平均3.58%;孔隙类型主要为平行板状孔、楔状半封闭孔及墨水瓶孔。潘谢矿区石盒子组页岩的总孔容为(12.77~36.66)×10-3 cm3/g,总比表面积为(10.27~26.01) m2/g,平均孔径为9.59 nm,介孔对孔隙结构的贡献最大,其次是微孔和宏孔。孔径为0.5~0.85 nm,2.1~3.5 nm及71~150 nm的孔隙对潘谢矿区石盒子组页岩孔容起主导作用,孔径为0.4~0.85 nm和2.5~5.0 nm 的孔隙提供了主要的比表面积。有机碳含量(TOC)、矿物组分和成熟度均会影响石盒子组页岩孔隙结构的发育。TOC的富集有利于拓展孔隙空间和孔隙结构的发育;黏土矿物含量的增加会抑制孔隙结构的发育,脆性矿物则相反;石盒子组页岩成熟度达成熟-高成熟,处于有机质第一次裂解后孔隙减小阶段。该研究成果为深入认识该区页岩气赋存富集提供基础资料。

    • CO2增注剂与油藏的适应性

      2020, 20(33):13628-13634.

      摘要 (485) HTML (0) PDF 1.80 M (334) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对油藏CO2驱开发注气增注剂与油藏的适应性问题,以中原油田某储层为研究对象,采用室内试验手段,分别考察了降低界面张力型增注剂LB-1和改善润湿性型增注剂NR-1与储层流体及储层多孔介质的适应性。研究结果表明:两类增注剂均适于在该目标区块推广应用,两种增注剂与地层水混合未产生任何沉淀和絮状物,并且与原油的乳化效果较好;在一定的浓度区间上,前者可使油水界面张力降低一个数量级,后者能够将岩石润湿角提高三倍以上,两者的作用效果非常明显并且稳定性好;在较低吸附滞留量范围内,可具有较好的防膨性能;基于上述适应性数据分析,分别优选了两类增注剂的适应性浓度区间,从而形成了一种增注剂浓度优选与评价方法;室内实验提高注气能力6%以上,研究成果丰富和发展了注气开发技术体系,为注气开发的现场实施提供重要的技术参考。

    • 致密砂岩气藏渗流模式及其影响效果分析

      2020, 20(33):13635-13640.

      摘要 (483) HTML (0) PDF 4.13 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:低渗致密砂岩气藏储层物性差,狭小的孔隙空间易产生启动压力,但压裂后投产的生产方式导致气藏原本的渗流模式发生改变。本文以川西致密砂岩气藏为研究对象,利用室内岩心实验及数值模拟技术,对比气藏实际生产指标,模拟储层渗流模式及其对开发效果的影响。结果表明,大规模压裂后投产的致密砂岩气藏原本单一的孔隙内渗流转变为孔隙内,孔隙到裂缝,裂缝到裂缝的多级渗流,基质与基质、基质与裂缝间的启动压力大幅度影响开发效果,渗流模式如模型4所示。气藏物性越差,启动压力梯度对开发效果影响越大,其中渗透率小于0.2×10-3μm2、含水饱和度大于45%是启动压力梯度对开发效果大幅度影响的临界点。基质-压裂区间启动压力梯度对开发效果影响甚微,而基质间启动压力对开发效果影响大,启动压力梯度越小,影响幅度越大,启动压力梯度小于4MPa/100m时,采收率及地层压力下降率降低幅度高达40%。

    • 基于电参数的油井动液面监测方法

      2020, 20(33):13641-13646.

      摘要 (458) HTML (0) PDF 2.38 M (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电功图曲线在油井工况监测中电功率的获取受第三方功率分析仪的制约,及抽油系统中平衡块对冲程内电机功率波动的减小等因素,而导致方法的分析精度及可靠性降低的问题,提出充分利用电参数获取的优势和可靠性,直接利用抽油电机电压、电流参数分析其三相电功率,基于分布参数的电机模型,考虑铁芯等损耗,获取电机输出电功率,减少二次仪器投入环节,提高功率获取精度。并根据封闭系统能量守恒理论,将冲程周期能量指标引入功图分析中,以提高电功率图形的分析精度。以此为基础,将改进的电功图法引入油井动液面的在线监测,油田现场应用验证了该技术的有效性和准确性。

    • 南海固态流化开采天然气水合物设计参数优化

      2020, 20(33):13647-13653.

      摘要 (466) HTML (0) PDF 4.71 M (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:确保水合物开采工程安全,是实现南海固态流化开采天然气水合物商业化开采的关键和前提。为研究钻井参数对固态流化开采天然气水合物过程中多相流特性和工程安全的影响,建立了考虑水合物热分解的井筒多相流模型并分析了钻井参数对工程安全的影响,在此基础上,提出了确保固态流化开采天然气水合物工程安全的具体工程参数选择办法。研究结果表明:为确保固态流化开采天然气水合物工程安全,排量应该控制在40-50 L/s之间;如果地温梯度高于0.04℃/m,钻井时应该提前冷却钻井液;钻井液密度应该控制在1.20-1.25 g/cm3之间;为最大化水合物开采效率,钻速应该保持在20m/h左右。研究成果可为中国南海固态流化商业化开采天然气水合物提供理论指导和技术支持。

    • 油气管道涡流变形检测探头研制

      2020, 20(33):13654-13659.

      摘要 (448) HTML (0) PDF 2.58 M (395) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的管道变形内检测探头环向检测面积较小的问题,在磁旋转编码检测技术的基础上,结合电涡流检测技术,研制了一种涡流变形内检测探头。文中首先介绍了电涡流管道变形检测的理论基础,设计了管道涡流变形检测探头的机械结构及电路系统,利用有限元方法得到探头与被测件距离d的增加引起传感器输出电压峰值信号呈现非线性减小的变化规律,同时研究了激励信号峰值和激励线圈内径变化对d值检测的影响。后进行实验验证,结果表明基于电涡流检测技术的管道变形检测具有可行性,实验测量精度达到1mm。该检测探头的研制对于提高管道变形内检测环向检测精度、降低检测成本具有一定的意义。

    • 埋地管道泄漏数值模拟分析

      2020, 20(33):13660-13666.

      摘要 (467) HTML (0) PDF 3.26 M (335) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对不同因素对管道泄漏工况的影响进行了模拟研究。管道的铺设方式一般为埋地铺设,长时间埋地管道会因为外力破坏或管道自身老化、腐蚀穿孔等因素造成管道泄漏。管道泄漏时会造成重大压力损失和管道流体的损失,管道大孔泄漏后容易在地面上被检测出来,小孔泄漏不容易被检测出来。因此采用数值模拟方法,通过模型简化,同时考虑计算精度和计算成本,建立了埋地管道小孔泄漏扩散模型。分别研究泄漏压力、泄漏孔径、管道埋深、土壤性质、环境温度、泄漏孔形状和障碍物等因素对埋地管道泄漏扩散的影响。

    • >TH机械、仪表工业
    • 微流控芯片通用性微阀的设计实现与性能

      2020, 20(33):13667-13672.

      摘要 (450) HTML (0) PDF 3.27 M (325) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >TJ武器技术
    • 防雷座椅台架试验冲击波形模拟技术

      2020, 20(33):13673-13679.

      摘要 (644) HTML (0) PDF 2.40 M (383) 评论 (0) 收藏

      摘要:防雷座椅台架试验是通过跌落试验台模拟防雷座椅在受到爆轰波冲击的过程的一种试验方法,对防雷座椅动态性能测试与缓冲性能优化具有重要的现实意义。针对爆轰波的波形特点,提出一种用于防雷座椅台架试验的冲击波形模拟方法,并建立了波形发生装置的设计与调试方法。本文基于具体试验过程,给出波形的设计原理、波形发生器设计方法,通过具体试验数据,提出波形的调试与修正方法,并将其应用于多项试验当中进行验证。最后,结合具体试验过程,给出波形发生器的调试过程,并给出试验中存在问题的具体处理方法。结果证明,该冲击波形模拟技术具有有效性和实用性,可用于防雷座椅台架试验。

    • >TK能源与动力工程
    • 高温高压模拟井筒流固耦合传热建模与数值求解

      2020, 20(33):13680-13687.

      摘要 (548) HTML (0) PDF 2.88 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:模拟井筒加温系统是用于模拟井下高温高压环境,对射孔器材进行高温性能检测的一种实验装置。模拟井筒为耐高温高压的厚壁圆柱形封闭腔体,为研究加温过程中腔体内流体与厚壁腔体之间的动态耦合传热过程,根据模拟井筒加热物理模型,建立了模拟井筒耦合传热数学模型。应用有限差分法离散模拟井筒耦合传热数学模型,得出厚壁井筒和腔体内流体数学模型的离散格式。使用迭代法分别计算厚壁井筒与腔体内流体区域的传热过程,在厚壁井筒与流体的交界边界处应用热平衡法进行耦合传热计算,求解模拟井筒耦合传热温度场,腔体内流体区域采用投影法对数学模型进行求解。通过仿真计算与实验结果的对比,验证了建立的高温高压模拟井筒流固耦合传热模型的正确性。

    • >TM电工技术
    • 基于LLCL型并网逆变器的复合控制方法

      2020, 20(33):13688-13696.

      摘要 (527) HTML (0) PDF 4.61 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:LLCL(电感-电感-电容-电感)型并网逆变器因存在串联谐振支路,能够极大地衰减开关频率处的电流谐波成分。在两相静止αβ坐标系下,采用双闭环控制策略对并网电流直接进行控制。比例复数积分控制能实现交流信号的无静差跟踪,但其动态性能差,准比例谐振控制不仅能实现对交流信号的控制还能保留一定的带宽。故外环采用比例复数积分和准比例谐振控制并联的新型控制策略,内环采用电容电流反馈的有源阻尼方法抑制LLCL逆变器存在的谐振问题。最后基于RT-LAB搭建了半实物仿真实验平台并建立LLCL型并网逆变器模型,通过半实物仿真实验验证了控制策略的可行性。

    • 基于双因素理论的电能质量敏感用户需求识别

      2020, 20(33):13697-13704.

      摘要 (472) HTML (0) PDF 1.68 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确识别电能质量敏感用户,明确服务对象,是电能质量增值服务顺利推进的重要保障。本文基于双因素理论,提出一种敏感用户电能质量需求识别方法。首先,提出了敏感用户优质电力保健需求和优质电力激励需求的概念,刻画用户对高电能质量的需求程度和有偿优质电力服务的购买愿望。其次,提出接入点的电压暂降水平、工业过程后果状态落差和工业过程免疫水平三个指标,度量用户的优质电力保健需求;提出银行贷款偿还率、年度电费缴纳比率和相对销售净利率三项指标,度量用户的优质电力激励需求。针对数据缺失的情况,采用符号数据,计算保健需求综合指标和激励需求综合指标。建立电能质量敏感用户识别坐标系,定性识别用户对优质电力的需求,明确优质电力服务对象。通过算例验证,所提方法具有较好的正确性和实用性。

    • 一种改进的锁相环用于抑制三相不平衡和直流偏移

      2020, 20(33):13705-13711.

      摘要 (489) HTML (0) PDF 3.53 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了解耦双同步参考系锁相环(Decoupling dual synchronous reference system phase-locked loop, DDSRF-PLL)在电网电压不平衡情况下的锁相精度问题。为了消除直流偏移的影响,提出了一种结合混合二阶与三阶广义积分器(Mixed second- and third-order generalized integrator, MSTOGI)的DDSRF-PLL结构,且对其PI控制器引入了一种非线性函数进行控制。首先,利用了MSTOGI的滤波能力,能够有效地衰减谐波和降低直流偏移的影响。其次,非线性函数能够根据系统偏差的大小对PI参数进行调整,提高了锁相的精度和速度。通过Matlab/Simulink进行仿真,证明了文中提出方法的有效性与可靠性。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 基于全局亮度自适应均衡化的海上图像带色彩恢复的多尺度Retinex算法

      2020, 20(33):13712-13717.

      摘要 (473) HTML (0) PDF 2.47 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对海上图像利用多尺度图像增强算法(MSRCR)不能有效地去除雾以及存在颜色纠偏过度问题,提出了一种基于全局亮度自适应均衡化的海上图像改进MSRCR算法。该算法首先计算海上雾天图像的取反图;其次对原图像和取反后图像进行MSRCR运算;然后利用全局亮度自适应直方图均衡化处理,并将处理后的亮度与经MSRCR处理后的反射分量进行低频信号线性叠加;最后计算叠加后图像的均值和标准差,并采用自适应拉伸图像灰度值,实现图像色彩对比度的提升。实验证明该算法处理后的图像,前景突出,细节清晰,色彩丰富,对于海上图像除雾,具有一定的意义。

    • 基于跨层网络的危险物品X射线自动识别

      2020, 20(33):13718-13724.

      摘要 (377) HTML (0) PDF 3.94 M (319) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前的行李物品安检系统通过人眼进行判别,检测效率较低、存在漏检的问题。提出了一种改进后的faster-rcnn跨层检测网络,通过跨层连接网络层,采集多种角度下的危险物信息,将网络结构中提取的低层次特征和高层次特征相结合来训练网络结构,提升网络的复杂性。研究表明该方法在本文所构建的数据集上进行训练和检测实验,结果表明检测效果良好。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 一种柔索驱动手指康复机器人设计与动力学分析

      2020, 20(33):13725-13729.

      摘要 (502) HTML (0) PDF 3.19 M (389) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文基于脑卒中患者后续康复训练需求,设计了一种柔索驱动的手指康复训练机器人,通过UG和ADAMS建立机器人三维模型,模拟对患者进行康复训练过程配置仿真环境,并进行动力学仿真,分析仿真过程中手指三个关节与机器人系统的驱动柔索、滑块受力和力矩数据,表明康复机器人设计符合手指的康复要求,能够帮助患者进行康复训练,仿真结果显示正常工作时柔索受力为55N,计算输出扭矩最大值为0.22Nm,依次结果对驱动装置进行选型,为后续实验开展奠定基础

    • 基于遗传算法多目标优化的工程项目调度

      2020, 20(33):13730-13734.

      摘要 (519) HTML (0) PDF 1.64 M (358) 评论 (0) 收藏

      摘要:在建设工程项目管理中,施工周期和项目成本的综合均衡管控是项目调度管理的最重要内容之一。然而,实际中两者的关系即相互关联又矛盾对立,任一目标的优化必然以弱化另一目标为代价。因此,工程项目调度管理问题是一类组合优化问题。为此本文提出了一种基于遗传算法的多目标优化建设项目调度模型。模型为项目管理者制定和评估工程完成最佳时间和成本最小化的的工程施工进度计划。计算模型主要分为三个模块:开发实用的建设项目进程调度模块;计算项目成本的管控模块;多目标搜索和识别项目时间和成本之间最优或接近最优解的权衡模块。最后,应用该模型分析了一个应用实例,并证明了模型的有效性,为项目管理者提供理论参考。

    • 基于偏序对改进蝙蝠算法的旅行商问题研究

      2020, 20(33):13735-13739.

      摘要 (422) HTML (0) PDF 1.35 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为一种新兴的群智能启发式算法,蝙蝠算法近年来被广泛用于求解离散、连续、及组合优化问题。针对典型组合优化问题中的旅行商问题,本文提出一种基于偏序对改进的蝙蝠算法用于求解离散型旅行商问题。通过对蝙蝠速度、位置的更新,使算法具有更强的适用性。本文对16个标准TSP问题进行测试与对比分析以验证算法有效性。实验结果表明,本文提出的偏序对蝙蝠算法在大多数实例中均优于其他算法。

    • 基于亮度特征耦合信息量制约的图像复制一粘贴篡改检测算法

      2020, 20(33):13740-13746.

      摘要 (439) HTML (0) PDF 3.46 M (335) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了克服当前较多图像篡改检测算法主要通过比较特征点的距离来完成伪造内容的识别,忽略了特征点邻域所含的信息量,导致检测结果中存在较多的漏检和误检等问题,采用图像的亮度特征和信息量特征,设计了一种新的图像篡改检测算法。首先,引入Forstner算子,计算图像像素点的Robert梯度,从图像中精确获取特征点;然后,在图像特征的邻域中,通过均值模型来计算图像的亮度特征,将其与像素点的灰度差异特征相结合,以构造健壮的特征向量。最后,采用互相关函数来计算图像特征的关联度,采用信息熵来评估图像特征邻域所含信息量;并以图像特征间的关联度与信息量特征为依据,对图像特征进行匹配;最后,利用图像特征的特征向量,获取匹配点间的距离值,实现匹配点的归类,获取检测结果。实验结果表明:与当下篡改检测算法相比,在多种几何内容变化下,所提算法具备更高的检测准确度,所含的漏检和误检信息最少。

    • 基于高阶交叠组稀疏正则项的图像恢复方法

      2020, 20(33):13747-13756.

      摘要 (481) HTML (0) PDF 4.10 M (352) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步提高交叠组稀疏全变分模型的图像恢复效果,通过在现有模型的基础上结合图像的二阶梯度信息,增加二阶梯度正则项的方法对交叠组稀疏正则项进行改进,研究了基于高阶交叠组稀疏正则项的模型建立和算法以及在图像恢复中的效果及各参数的影响。结果表明:在一定水平噪声标准差的情况下,应用该方法对图像进行恢复时,基本上均可获得比其他模型更好的恢复效果。可见在交叠组稀疏全变分模型中考虑二阶梯度信息有助于提高图像的恢复性能。

    • 基于注意力模型的卷积循环神经网络城市声音识别

      2020, 20(33):13757-13761.

      摘要 (550) HTML (0) PDF 2.27 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:环境声音识别(Eenvironment Ssound Rrecognition ,ESR)在基于情景感知和辅助技术等领域发挥着重要作用。卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)作为两种最具代表性的特征提取方法,在语音和音乐信号处理方面都取得显著效果,然而二者都存在一定缺点,CNN无法有效提取时间特征,RNN在提取空间特征上也存在明显劣势。为了有效的提取并利用时间特征和空间特征,提出一种新模型,利用时间分布卷积神经网络(CNN)从梅尔频谱图中提取城市环境声音特征,然后应用双向长短时记忆网络(BiLSTM)从CNN输出中获取时间信息,最后在BRNN的输出序列上实施注意力机制,从而关注到与城市环境声音最相关的特征进而做出分类判断,注意力机制既提高了分类准确性,又增强了模型的可解释性。实验结果表明,在Urbansound8K数据集中,该模型可获得80.2%的分类准确率,这优于以前在同一数据集的报告结果

    • 基于机械系统动力学自动分析水平井钻柱一井壁接触仿真分析水平井钻柱一井壁接触仿真分析

      2020, 20(33):13762-13768.

      摘要 (484) HTML (0) PDF 2.63 M (383) 评论 (0) 收藏

      摘要:钻柱在高曲率、长水平段的水平井中与井壁接触状态十分复杂,接触状态又直接影响钻进过程中钻柱的摩阻扭矩,进而影响井的延伸极限。因而,较准确、全面描述全井钻柱系统与井壁的接触状态是保证钻柱摩阻扭矩分析结果可靠的前提。基于ADAMS软件,结合力平衡理论、Hertz接触理论和相似原理,建立了与真实测试试验装置具有一致钻井参数的水平井全井钻柱-井壁动态非线性接触模型,分析了全井钻柱接触力分布情况,研究了起钻速度、下钻速度、钻压和转速对接触的影响规律。结果表明:接触力峰值出现在弯曲段;起、下钻速度均对弯曲段钻柱接触状态影响明显,速度相同时起钻比下钻时接触力大;增加钻压可减小全井钻柱的平均接触力;钻柱旋转会在水平段中前部出现小幅密集接触。仿真结果为钻柱摩阻扭矩测试试验装置提供了合适的钻柱与井壁的接触力测量位置,便于利用该装置开展钻柱摩阻扭矩等相关研究。

    • >TU建筑科学
    • 双参数轨道非线性能量阱控制性能分析

      2020, 20(33):13769-13776.

      摘要 (419) HTML (0) PDF 4.27 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文在传统轨道非线性能量阱(Track Nonlinear Energy Sink,简称轨道NES)的基础上提出了同时具有线性和非线性特点的新型控制装置——双参数轨道非线性能量阱(Double-term Track Nonlinear Sink,简称DT轨道NES)。DT轨道NES可以在一定程度上解决线性控制方法频率鲁棒性较差和完全非线性的控制方法能量鲁棒性较差的问题。建立了n自由度主体结构顶层附加DT轨道NES的系统运动方程,并对三层钢框架模型分别使用不同阶组合多项式DT轨道NES系统的减振性能进行了分析,其中使用2阶和6阶组合多项式的DT轨道NES系统减振性能最优。同时,对比分析了DT轨道NES系统与调谐质量阻尼器系统以及传统轨道NES系统分别在在脉冲型荷载和地震作用下的控制性能。结果表明,DT轨道NES系统具有优越的控制性能,并同时展现出较高的频率鲁棒性和能量鲁棒性。

    • 含水率及孔隙率对黏性土电阻率影响的试验研究——以桂林红黏土、粉质黏土为例

      2020, 20(33):13777-13783.

      摘要 (475) HTML (0) PDF 2.90 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:为获得土体电阻率与含水率及孔隙率之间的定量关系,以桂林红黏土、粉质黏土为研究对象,通过更严格的单因素控制试验,在保持其他各因素不变的情况下,探讨两种土体的电阻率随含水率(保持土体类型、孔隙率不变)、孔隙率(保持土体类型、含水率不变)的变化规律,并引入能够综合反映含水率和孔隙率变化的土体体积含水率,探讨电阻率与体积含水率间的确定性关系及经验公式。试验结果表明:孔隙率一定时(含水率一定时),两种土体电阻率与含水率(孔隙率)之间均呈幂函数关系。两种土体电阻率均随含水率的增加先剧烈减小,而后逐渐变缓;均随孔隙率的增加而增加。两种土体电阻率均随体积含水率的增大而减小,红黏土电阻率与体积含水率间呈幂函数关系,粉质黏土电阻率与体积含水率间呈线性关系,基于体积含水率得到的两种土体电阻率经验公式相关性较高,可应用于红黏土、粉质黏土地区的岩土工程实践。

    • 竖向开挖卸载应力引起的基坑坑底土体变形响应

      2020, 20(33):13784-13790.

      摘要 (456) HTML (0) PDF 2.68 M (330) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基坑开挖引起的坑底土体和桩基础的回弹变形问题,基于Mindlin解和自重应力抵消法,给出了大面积基坑坑底中心区域的开挖回弹影响深度和回弹变形的计算方法。通过算例计算,对比了基于Mindlin解和基于Boussinesq解的竖向开挖卸载应力、回弹应力分布的区别,指出基于Mindlin解的解答更适用于基坑开挖的情况。研究结果表明:基坑坑底的竖向开挖卸载应力、回弹应力以及回弹影响深度与基坑开挖宽深比、长深比和泊松比正相关;可采用基于Mindlin解的回弹应力的线性分布拟合公式直接计算坑底回弹变形。经上海地区的3个大规模基坑工程实例,验证了本文方法的适用范围和计算精度。

    • 真实复杂地层大直径钢顶管三维数值模拟研究

      2020, 20(33):13791-13798.

      摘要 (492) HTML (0) PDF 5.27 M (350) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示地表沉降与管周土体扰动沿顶进方向的真实变化规律,本文提出了真实复杂地层三维数值建模方法。依托某市北线引水工程隐患整改顶管工程项目,采用FLAC3D分析平台开展了真实复杂地层和简化均匀地层条件下的大直径钢顶管施工数值模拟研究。模拟结果及现场地表沉降实测结果对比表明:基于真实复杂地层模型的模拟结果与现场沉降监测结果吻合较好,能够准确反映地表沉降沿纵向的变化规律,而简化地层模型模拟结果与监测值差距较大。扰动分析表明顶管施工时会引起其上方地层的沉降变形和下方地层的抬升变形,其变形值大小与地层土体性质和分布有关。顶管上覆土体横向位移基本朝向顶管轴线,其变形受土体空间分布的影响较小,但顶管下部土体的横向变形受土体空间变化影响较大。地表沉降的横向影响范围为?5.3D(D为顶管直径),且受土层分布影响较小,但地表沉降值受地层分布影响较大。

    • 含泥量与含水率对三峡库区花岗岩风化砂细集料抗剪强度的影响

      2020, 20(33):13799-13806.

      摘要 (422) HTML (0) PDF 4.65 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究含泥量和含水率的变化对三峡库区花岗岩细集料强度特性的影响,通过控制含泥量和含水率的变化,采用四联式电动直剪仪在四个不同垂直应力下进行16组直剪试验。结果表明:花岗岩风化砂细集料抗剪强度随含水率和含泥量的增加表现为不同程度的减小;细集料的内摩擦角随含泥量的增大而减小,当含水率为15%时,含水率对内摩擦角不再具有明显的影响;而黏聚力随含泥量的增大而增加,随含水量的增大而减小。花岗岩风化砂细集料的内摩擦角 在20.9°~24.9°之间变化,黏聚力 值6.4 kPa ~21.3kPa之间变化。研究结果可为三峡库区地基或路基工程作参考。

    • 给排水管底土层的承载力分析

      2020, 20(33):13807-13814.

      摘要 (421) HTML (0) PDF 2.80 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:管道是公路工程和城市建设的重要组成部分,合理的管底土层承载力是避免管道破坏的重要保障之一。本文把管道等效成条形基础、检查井等效成矩形或圆形基础,对管道设计通用图纸有关承载力规定的合理性进行了详细讨论,结果表明:当深度大于1m时,满足要求时的土层承载力特征值很小;对于检查井等结构物,随外径和地表单侧轮重的不同,对检查井底部土层承载力特征值的要求也是不同的,甚至会出现承载力特征值非常大的情况,这说明通用图纸规定的要求不再适用。当土层承载力不足时,应采用换填垫层的进行处理,同时应满足软弱下卧层的承载力要求。垫层会增加沉降差,且管底土层越好,垫层的增加作用越不明显。然而总的来说,管道的沉降差是非常小的,不足以造成管道损坏。根据实际情况,为最大限度避免管道破坏,同时使管道沉降、管底承载力均满足要求,本文提出了一个简单的管底土层处理原则。

    • 填方工程中双排桩的设计方案优化

      2020, 20(33):13815-13824.

      摘要 (405) HTML (0) PDF 4.77 M (1125) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的的双排桩应用于高度较大的填方工程时,前排桩与后排桩无法尽早组合形成整体,导致桩体在悬臂状态下进行一定高度的土方填筑,必然导致双排桩的受力特征与挖方工程存在较大差异。为了提高填方工程中双排桩的整体刚度,建议在双排桩腰部增设连系梁,并基于数值分析表明,双排桩腰部增设连系梁后,填方工程中填土与桩体的水平位移大大减小,降幅超过45%,且腰部连系梁以上的前排桩、后排桩、顶部连系梁的弯矩降幅超过75.0%。并进一步对填方工程双排桩的构型进行优化,使原地面以上前排桩的高度仅为后排桩高度的一半,在前排桩的冠梁与后排桩腰梁之间设置连系梁。分析表明,优化后双排桩方案的填土水平位移与桩体控制内力比传统双排桩方案的相应值更小,说明优化方案具有合理性与可行性,且具有侧移刚度大、造价低等的优点。

    • 冻融循环作用下白云岩边坡的稳定性分析

      2020, 20(33):13825-13832.

      摘要 (430) HTML (0) PDF 5.64 M (1088) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究季冻区白云岩边坡在冻融循环作用下的失稳机理,通过白云岩完整岩样的室内快速冻融循环试验、声速测试试验和单轴压缩试验,获得了不同循环次数后岩块的物理力学性质参数,结合广义Hoek-Brown岩体强度准则,利用冻融岩样的纵波波速量化冻融裂隙岩体的地质强度指标GSI和冻融扰动因子Dn,实现了将岩块的冻融力学参数向边坡裂隙岩体冻融力学参数的转化,并分析比较了岩体各参数的冻融劣化效应,最后以河北省北部山区某白云岩高边坡为背景,利用FLAC3D分析了边坡在冻融效应下的循序破坏机理。结果表明:边坡岩体的各项力学性质参数在冻融作用下均呈指数型下降趋势,其中岩体破碎度的冻融劣化效应最强;剪切塑性区主要在边坡的冻融层中产生和扩展,坡脚处的受损和变形最严重,边坡冻融破坏模式主要为表层碎裂岩块的崩落和沿冻融交界面的浅层滑塌。可见,冻融白云岩边坡的防护方案宜优先考虑从提升岩体完整性的角度入手并选用施工扰动较小的支护体系,以避免因施工扰动而造成浅层风化堆积体的滑塌。

    • 时变扩散系数对混凝土结构服役寿命的影响

      2020, 20(33):13833-13838.

      摘要 (398) HTML (0) PDF 1.18 M (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于氯离子二维扩散模型考虑混凝土氯离子扩散衰减系数及其随机性,计算了氯盐侵蚀下混凝土结构的可靠度及服役寿命。为克服传统可靠度敏感系数的缺陷,分析氯离子扩散衰减系数及其随机性对混凝土结构耐久性的影响,根据全微分公式导出了可靠度对随机变量均值和变异性的无量纲敏感系数。计算结果表明,忽略氯离子扩散系数时变性会导致显著地低估结构服役寿命,而不考虑衰减系数的随机性又会明显地高估结构耐久性能。敏感性分析结果表明,混凝土氯离子扩散衰减系数与混凝土保护层厚度对氯盐侵蚀下混凝土结构耐久性的影响占主导地位,并随着服役时间的增加,衰减系数的影响会超过混凝土保护层厚度。

    • 湿热环境下碳纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁的耐久性能试验

      2020, 20(33):13839-13846.

      摘要 (425) HTML (0) PDF 2.97 M (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究湿热环境对于碳纤维增强复合材料(CFRP)加固混凝土梁的耐久性能的影响,制作了6根混凝土梁构件从而开展了不同时长湿热环境处理CFRP加固混凝土梁的静载试验研究,重点关注不同组构件在加载过程中的破坏形态,并结合承载力、挠度及应变等数据全面分析其力学性能及耐久性能,为湿热环境下CFRP加固结构的设计及应用提供参考。结果表明:采用CFRP布加固措施的混凝土梁具有优异的带裂缝工作能力,其承载能力得到大幅度提升;不同时长的湿热环境处理会使得CFRP加固构件的强化效果减弱,即构件的承载能力会逐渐降低,同时其破坏形态也由弯剪破坏逐渐转变为弯曲破坏。在弯剪破坏形态下加固构件的承载性能相对优异但其延性低下,而经过湿热处理后产生弯曲破坏形态的构件有着相对较好的变形能力及延性。此外还通过应变数据验证了湿热环境造成CFRP加固结构产生性能劣化的原因在于湿热环境会使得CFRP布的粘结性能变差,CFRP布会更早因为局部剥离而退出工作、难以发挥出自身的材料性能,所以其对于混凝土梁承载性能的强化效果会减弱,而这种劣化会随着湿热处理时间的延长而进一步加剧。

    • >U交通运输
    • 基于AnyLogic的人流增多地铁站系统再优化

      2020, 20(33):13847-13851.

      摘要 (477) HTML (0) PDF 2.36 M (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着城市地铁及城市规划的持续扩建,伴随出现了一些建设较早的地铁站人流增多而引起的大客流现象。针对这一现象,从地铁站内、外两方面系统地分析了客流增多的原因,应用工业工程方法提出了优化思维导图和地铁再优化原则。以西安地铁二号线运动公园站为例,运用Anylogic行人库仿真技术进行了全尺寸、全数据仿真建模研究,在对进站人流特性进行分析的基础上,以密度图拥堵点、进出站用时和服务用时及它的队长等为指标,体现了优化前后的效果。结果表明,两侧入口人流得到明显均衡、瓶颈处人流密度降低,A、D侧行人安检耗时缩短4.48min,进站时间缩短4.08min,整体人流出站时间缩短了0.62min。地铁再优化思路以及案例具体的优化意见能够为现今地铁站的再优化提供一定的解决思路。

    • 装配式钢混组合梁全息图像拼接方法试验研究

      2020, 20(33):13852-13858.

      摘要 (412) HTML (0) PDF 5.65 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统桥梁监测方法存在测点数量有限的问题,提出一种通过摄影测量手段获取桥梁全息几何形态信息的方法,以进行对全桥任意点变形监测。首先采用形态图像数据采集系统获取试验梁具有重复区域连续照片,然后基于改进后SIFT算法对连续图片进行拼接可得试验梁全息图片,进而获取试验梁全息几何形态,最后基于全息形态位移信息追踪算法提取试验梁各工况下的全息变形曲线。通过与传统位移计测量结果和基于SIFT算法拼接而得位移结果进行对比发现:基于改进后SIFT算法实现的拼接图像包含信息丰富,可为大尺度结构大视场应用情况下全息几何形态监测奠定基础。

    • 滑坡体对其正交下穿隧道的变形影响

      2020, 20(33):13859-13864.

      摘要 (480) HTML (0) PDF 4.16 M (352) 评论 (0) 收藏

      摘要:隧道正交穿过滑坡体时,会同时诱发滑坡体移动和隧道变形增大的不利局面。为了研究两者的相互作用影响,增加对滑坡体和隧道的变形认识,给隧道的设计与施工提供参考,对特克斯现场滑坡体及隧道进行了监测分析,并从隧道开挖位置与滑动带的垂直距离的角度出发,结合特克斯隧道现场滑坡体与隧道的地质情况,设计了八种不同工况下的数值模拟计算,模拟隧道开挖造成滑坡体移动后,滑坡体滑动对其正交下穿隧道的变形影响,分析研究了滑坡体下穿隧道顶部距滑动带的垂直距离对两者相互作用的规律,得出了以下结论:(1)滑坡体与其正交下穿隧道相互作用的临界影响深度在3 D(D为隧道开挖宽度)左右,此时两者相互作用很小,隧道开挖对上方滑坡体没有扰动影响。(2)当隧道在滑坡体下方开挖时,开挖位置处于滑坡体中部时对滑坡体造成的位移变化最大,而滑坡体对隧道变形影响也最大,坡脚其次,坡顶影响最小。

    • 考虑透水夹层作用下富水山区隧道涌水量预测

      2020, 20(33):13865-13871.

      摘要 (432) HTML (0) PDF 3.10 M (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现对隧道侧面存在透水夹层时隧道涌水量的精准预测,以“圆岛模型”和映射原理为理论基础,推导了透水夹层作用下隧道涌水量预测公式。通过改变围岩渗透系数、透水夹层厚度、隧道与透水夹层中心距等因素,分析了各个因素对隧道涌水量的影响规律。结果表明:理论计算值与实际勘测值基本吻合,误差为10.4%;随着围岩渗透系数或者透水夹层厚度的增大,隧道涌水量值呈线性增大,趋于稳定时增幅分别约为30%和20%;随着隧道与透水夹层中心距的增大,隧道涌水量值呈非线性下降,最大降幅为27.7%,稳定时降幅约为8%;若同时改变围岩渗透系数、透水夹层厚度、隧道与透水夹层中心距中的任意两种,通过分析可知,围岩渗透系数对隧道涌水量的影响最明显,透水夹层厚度次之,隧道与透水夹层中心距最弱。

    • 公路隧道竖井一集热棚一烟囱三段式自然通风节能模型及应用

      2020, 20(33):13872-13880.

      摘要 (417) HTML (0) PDF 5.91 M (338) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了降低公路隧道通风费用,实现隧道运营节能,自然风的利用是隧道通风发展的方向。但是由于自然风向随机,并且不能准确确定风量大小,隧道自然风的有效利用率低。为了加强公路隧道竖井自然通风的效果,控制竖井口自然风风向,实现隧道通风节能,设计了一种竖井-集热棚-烟囱的三段式自然风增强模型。利用数值模拟的方法,分析太阳能烟囱不同温度下,太阳能烟囱内部不同位置的温度、压力和风速分布情况,从而确定自然风向。结果表明:在太阳能烟囱的不同温度下,设计的三段式太阳能烟囱的通风量与集热棚-烟囱的温度差呈线性相关,并且环境温度越高,线性相关性越强。在环境温度低于15℃时,太阳能烟囱的风向保持向上,起到抽吸的作用。根据该模型的设计思想,陕西省雷家坡一号隧道建成了太阳能烟囱自然风通风系统,观测数据表明该通风系统可以补充隧道机械动力通风,为黄土高原及类似地形地区公路隧道的自然风利用提供借鉴意义。

    • 基于小波降噪与贝叶斯神经网络联合模型的短时交通流量预测

      2020, 20(33):13881-13886.

      摘要 (469) HTML (0) PDF 3.35 M (421) 评论 (0) 收藏

      摘要:在短时间内准确、稳定地预测出交通流量,是实现智能交通控制系统的重要环节,对于交叉口信号控制方案的实时调整具有重要意义。鉴于此,提出一种 联合模型的预测方式,引入 和 作为模型评价指标,从精度和稳定性两个方面对模型进行评价。结果表明,在 、 、 等不同的时间预测尺度下, 联合模型的 和 均小于小波网络、贝叶斯网络、 网络等方法,短时交通流量预测结果的精度和稳定性得到了不同程度的提高。

    • >V航空、航天
    • 基于残余应力和应力集中系数的凹坑细节疲劳额定值预测

      2020, 20(33):13887-13891.

      摘要 (452) HTML (0) PDF 2.77 M (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用有限元分析及试验验证的方法对冲击能量进行研究,给出了冲击能量与尺寸系数之间的关系曲线。对凹坑的不同尺寸系数下的残余应力和应力集中系数进行计算,提成了一种基于残余应力和应力集中系数的凹坑疲劳分析工程方法。通过疲劳分析与试验结果的比较,结果表明:两种吻合很好,适用于工程计算。

    • 掺混孔对中心分级燃烧室出口特性分析的数值模拟

      2020, 20(33):13892-13896.

      摘要 (430) HTML (0) PDF 2.87 M (339) 评论 (0) 收藏

      摘要:燃烧室是航空发动机的核心部分,由于其出口工作环境复杂,研究分析其出口特性参数就显得尤其重要。本文针对的是中心分级燃烧室掺混孔几何特性方面对出口的影响,首先建立三级旋流器燃烧室的简化模型,再设计圆形,雨滴型,斜缝型三种掺混孔几何形状,利用FLUENT分析其各截面的的排放三个方面进行对比,经过模拟分析得雨滴形掺混孔对出口温度分布影响较好,圆形对燃烧室排放有着更好的调节作用。可见掺混孔对燃烧室出口特性有重要影响。

    • 中弧线参数化曲线形式对压气机叶栅性能的影响

      2020, 20(33):13897-13901.

      摘要 (457) HTML (0) PDF 2.81 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:不同形式的参数化曲线由于曲率特征不同,使得构造的压气机二维叶型几何存在差异,进而影响压气机叶片气动性能。本文针对二维叶型MAN GHH 1-S1,分别采用贝塞尔曲线、多项式曲线、曲率积分曲线构造叶型中弧线,并通过数值模拟,讨论中弧线参数化曲线形式对叶栅性能的影响规律。研究结果表明,曲率积分方案的改型叶栅能有效降低各攻角工况的叶型损失,并且拓宽攻角适应性范围。

    • 基于神经网络的尾流激励叶片气动力辨识方法

      2020, 20(33):13902-13908.

      摘要 (499) HTML (0) PDF 6.24 M (380) 评论 (0) 收藏

      摘要:发动机中存在上下游干涉作用,上游叶片的尾迹流会引起下游叶片发生强迫振动。针对这一现象,提出了采用神经网络模型的方法辨识尾流激励下的叶片气动力。通过计算流体力学(CFD)方法获得时域尾流压力波及其叶片气动力作为训练信号和测试信号,分别用BP神经网络和NARX神经网络建立尾流激励下的叶片气动力辨识模型,对测试信号的叶片气动力进行辨识,并与CFD结果进行比较,探究这两种辨识模型的计算精度。算例结果表明基于NARX神经网络的叶片气动力辨识模型较基于BP神经网络的叶片气动力辨识模型计算精度更高,泛化能力更强。基于NARX神经网络的尾流激励叶片气动力辨识模型,可以快速准确地辨识不同振幅的随机尾流激励和周期尾流激励下的叶片气动力。

    • 空间带网抛射展开参数分析

      2020, 20(33):13909-13913.

      摘要 (429) HTML (0) PDF 2.12 M (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着空间碎片对航天器及航天员威胁的日益增加,采用飞网的空间碎片清理技术已成为研究热点。本文采用强度更高,缠绕现象少的空间带网代替传统飞网。基于弹簧质点法采用MATLAB进行了抛射展开过程仿真。为了能更好的模拟带网发射过程,本文提出了空间带网抓捕效果评价指标。并对带网的结构参数进行敏感性分析,讨论结构弹簧弹性系数和剪切弹簧弹性系数对展开过程的影响。其次对发射参数进行分析,讨论发射速度、发射角度和质量块质量对展开过程的影响,为带网的抛射展开提出参数选取依据。结果表明较大弹性系数有利于带网展开过程,发射时不宜选取过大发射速度、发射角度及质量块质量。

    • LaB6空心阴极放电电压波动现象及发生机理

      2020, 20(33):13914-13918.

      摘要 (471) HTML (0) PDF 1.40 M (321) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于发射电流密度大,LaB6空心阴极已被广泛地用于空间电推进领域。针对间歇性放电时LaB6空心阴极放电电压波动的现象,首先分析不同区间放电电压波动幅值及规律,确定造成电压波动的原因。然后对试验后的LaB6发射体表面成份及中毒机理进行了分析,最终得出:暴露大气后LaB6空心阴极表面吸附了大量的氧气,并与其表面形成了强偶极矩,导致发射体表面逸出功增加。由此,再次工作时放电电压将上升;通过对LaB6发射体加热预处理或离子轰击的方式,可去除发射体表面吸附的氧气和形成的氧化物,此时空心阴极的放电电压将降低。使用该方式能有效改善空心阴极放电性能、提高器件的可靠性。

    • >X环境科学、安全科学
    • 基于输出系数模型的清水河上游农业非点源污染负荷估算

      2020, 20(33):13919-13927.

      摘要 (430) HTML (0) PDF 6.42 M (410) 评论 (0) 收藏

      摘要:结合调查资料和GIS技术,采用Johnes经典输出系数模型估算2000、2005、2010、2015年清水河上游流域总氮(TN)、总磷(TP)农业非点源污染负荷,并分析其时空变化特征和污染来源。结果表明,四个时期TN、TP的污染输出负荷均呈明显的下降趋势,且前者是后者的9.2~9.8倍;不同污染源类型对TN、TP负荷贡献率的影响规律相似,且土地利用是最关键的影响因素,表现为耕地>草地>林地。从空间变化趋势上,TN、TP的污染负荷强度分布特征相似:整体分布不均,高负荷区集中分布在清水河支流水系两岸坡度较小的平原和丘陵区,低负荷区主要分布在耕地较少的水源涵养区,且TN的负荷强度是TP的10倍左右。分别从土地利用、禽畜养殖和农村生活等角度分析其污染来源,结果表明耕地,尤其是蔬菜等经济作物种植是农业非点源污染的主要来源,禽畜养殖及居民生活是非点源污染的重要组成部分。

    • 城市饮用水源地周边城区不同类型地表径流污染特征

      2020, 20(33):13928-13935.

      摘要 (547) HTML (0) PDF 5.03 M (409) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市饮用水源地水质保障是影响城市供水安全和供水系统处理效能的重要因素,其周边城区的径流污染是威胁饮用水源安全的因素之一。为研究城市饮用水源地周边城区不同类型地表径流污染特征及对饮用水源地的潜在影响,以常州应急备用水源地德胜河周边城区的城市主路、快速路和建筑小区三处不同类型地表径流进行了现场监测,分析了不同地表径流的典型常规污染物、重金属和有机物污染特征。研究结果表明:城市主路、快速路、建筑小区的地表径流中COD(chemical oxygen demand)、TP(total phosphorus)、Pb、Cr、Zn的事件平均浓度超过《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中Ⅴ类水标准,地表径流直接排放将严重威胁饮用水源地安全;典型有机污染物石油类、苯酚、苯污染水平总体相对较低,对饮用水源地可能造成的潜在威胁相对有限。降雨量和降雨强度等降雨特征,地表类型、坡度等下垫面特征都会影响径流污染物初期冲刷的程度,且重金属与SS(suspended solids)呈现较为一致的初期冲刷规律。城市主路、快速路和建筑小区径流中常规污染物SS、COD、TN(total nitrogen)、TP的年污染负荷与其他城市同类型下垫面的年污染负荷基本一致,但Pb、Cu、Cr、Zn、Mn的污染负荷较高,将对应急备用饮用水源地德胜河的水环境质量造成严重威胁,迫切需要采取径流污染控制工程与管理措施,以保障饮用水源地水环境质量和城市供水系统安全。

    • 基于决策试行与评价实验室一Choquet 积分的航班运行风险评价

      2020, 20(33):13936-13941.

      摘要 (464) HTML (0) PDF 922.64 K (310) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高航空公司安全管理水平,提出一种基于决策实验室分析(DEMATEL)和Choquet Integral耦合的方法对航空公司航班运行风险进行评价。首先在识别航班运行风险因素的基础上,利用DEMATEL方法计算因素的综合影响矩阵。利用综合影响矩阵分别计算因素的影响度、被影响度、中心度和原因度,确定因素的因果属性并确定关键因素。在利用DEMATEL方法计算得到关键风险因素的基础上,利用Choquet Integra构建风险评价模型对航空公司航班运行风险进行综合评价。结果表明,该风险评价模型能够消除风险因素之间的关联性,实现航空公司航班运行风险的合理、有效评价。

    • 改进社会力模型的飞机火灾一体化疏散仿真优化

      2020, 20(33):13942-13948.

      摘要 (566) HTML (0) PDF 2.54 M (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善现有飞机火灾应急疏散研究滑梯处旅客行为分析较少及疏散方案整体性不足等情况,规划出包括舱内狭小空间、应急滑梯以及地面在内的一体化疏散通道。此外引入惶恐系数和集体关系因素对传统社会力模型进行改进,根据问卷调查充分了解人群在机上危险时刻的心理状态从而设置建模参数。用AnyLogic软件对一体化疏散流程进行模拟,分析仿真过程中拥挤点的产生原因及环境影响因素并提出合理方案,从不同风向下应急出口开放数量及人员分拣区位置设置等方面进行优化。所得研究结果完善了机上旅客疏散流程,有利于机场应急预案改进及演练。

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