• 2020年第20卷第7期文章目次
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    • >P天文学、地球科学
    • 南海成因模式述评

      2020, 20(7):2515-2527.

      摘要 (1113) HTML (0) PDF 2.14 M (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:南海的构造演化与其周边的板块构造运动有密切关系,一直是地学研究的热点问题。本文对国内外学者关于南海成因模式的观点、模式进行综述分析,讨论涉及主动成因10种,被动类成因7种,涉及代表性观点20个,每一观点都能合理解释一些宏观地质现象,也都与另一些地质现象相悖,还需要进一步修正、发展或用新的资料来验证。这是南海研究日趋成熟的表现,未来将会逐渐各个学说融合发展。笔者从史学的角度讨论了“南海观点”之演变,认为未来主要趋向是研究方法多元化、精细化、定量化,认为南海与周围地块之间主被动关系研究、东南亚盆地群响应序列之间对比、岩石圈结构学、区域岩石学发展史、不同学说的动力学定量对比与评价是未来的主要研究关注点,并并充分考虑外围被动因素,融合南海的发育历史,并将中生代南海的岩石圈禀赋及历史融于其中是南海成因模式研究的重要方向。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 破碎围岩注浆加固效果评价技术研究进展

      2020, 20(7):2528-2536.

      摘要 (1180) HTML (0) PDF 2.95 M (591) 评论 (0) 收藏

      摘要:注浆材料形成的固结体将原来松散的煤岩体固结形成一个整体,注浆效果是保证注浆工程质量最重要的一个阶段,对于注浆工程具有重要意义。详细阐述了五种注浆效果评价方法,并对其注浆效果评价方法进行了较为详细的论述与分析。指出注浆效果评价存在的问题,针对存在的问题,提出了未来需要提出注浆效果评价方法以及定量性指标;未来应研发新型物探技术,减少周围环境对于物探结果的影响;未来应该多种评价方法综合运用,边注浆边评价;未来注浆效果评价应针对不同的注浆工程提出不同的评价方法和指标。

    • >TE石油、天然气工业
    • CO2封存后地层岩石微观结构变化机理研究进展

      2020, 20(7):2537-2545.

      摘要 (892) HTML (0) PDF 2.62 M (538) 评论 (0) 收藏

      摘要:CO2地质封存不仅被认为是提高原油采收率的有效技术手段,更是降低大气中温室气体含量的重要策略,其长期埋存对地质完整性和安全性的影响是国内外学者关注的焦点。地层岩石在围压及地下水作用下的软化、变形甚至破坏是石油工程、化学工程及岩土工程所面临的重要课题。本文搜集了国内外学者在各领域内的相关实验及理论研究资料,从地层岩石的化学反应、岩石细观结构的变化、微裂缝的扩展、HMC(hydro-mechanical-chemical)耦合作用过程等方面综述了CO2酸性流体对地层岩石影响。阐明了CO2封存过程中地层岩石的微观溶蚀机理,进而从物理、化学角度着重分析了化学-应力耦合作用对岩石细观损伤结构的影响机制及破坏条件,最后根据目前的研究水平进一步提出需要研究的方向以及相应的建议,以便从初期的选址及后期的埋存安全性角度保证CO2封存工程的顺利进行。

    • >P天文学、地球科学
    • 异常分析在长江中下游暴雨分析和预报中的应用

      2020, 20(7):2546-2553.

      摘要 (960) HTML (0) PDF 7.97 M (472) 评论 (0) 收藏

      摘要:极端天气事件极易造成严重的气象灾害,对人类的生命财产和国民经济建设及国防建设等造成严重损害。使用欧洲中心(ECMWF)的ERA-Interim再分析资料,选择对极端天气有分析和预报有效的原始异常度(RA)和标准化异常度(NA)对南通地区2016年7月11日极端强降水过程进行分析和预报。研究表明,相比于常用的原值场,RA和NA等异常场对分析和预报该次强降水过程更有优势。日常业务中常用的原值场,很难明显给出对极端降水有较好指示意义的预报指标,相比之下,RA和NA这种异常场,可以给出更为有效的极端降水的预报指标。这表明,极端降水事件与气象要素的异常部分直接相关。极端降水的落区与位势高度RA和NA的负异常中心接近,湿度的RA和NA正异常出现的时段和位置也与降水出现的时段和位置有较好的相关性,降水强度与湿度和位势高度的RA和NA的异常强度也有一定关系。综合分析不同高度和位置位势高度和湿度的RA和NA,对分析和预报潜在极端天气的落区、强度和出现时段有重要帮助。使用ECMWF的模式预报资料,通过分析不同时效对该次过程的降水和850 hPa位势高度的预报结果,相比于对降水本身的预报,模式对850 hPa位势高度NA场的预报更为稳健,更有利于预报员该次极端降水事件的把握。

    • 贵州织金岔河铝土矿含矿岩系特征及成矿因素探讨

      2020, 20(7):2554-2563.

      摘要 (772) HTML (0) PDF 7.11 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深化黔中铝土矿的研究,野外在其西南缘的织金岔河地区选取了仰天窝、堰塘和大栗树三条铝土矿含矿岩系剖面进行了系统描述及采样。经分析得出本区铝土矿含矿岩系具有下部铁质层,上部铝质层的铁-铝结构特征。具有沉积环境指示意义的Sr/Ba值、Th/U值、δCe值表明本区的沉积环境大体如下:东端的堰塘剖面在铝土矿沉积时地势较低,且距离海岸相对较近,受海水侵入的影响较为强烈;西端的大栗树及南端的仰天窝剖面在铝土矿沉积时相对远离海岸,受海水的影响较小,主要为淡水沉积。结合成矿特征,反映出弱还原环境、淡水沉积的大栗树剖面较有利于优质铝土矿的形成,还原环境、受海水影响的堰塘剖面成矿环境最差。综合分析,表明成矿物源来源于研究区北面,大栗树和仰天窝间的区域可作为下步勘查的有利区域。

    • 瞬变电磁法在内蒙古乌拉特前旗明安镇西找水工程中的应用

      2020, 20(7):2564-2572.

      摘要 (801) HTML (0) PDF 10.47 M (536) 评论 (0) 收藏

      摘要:内蒙古自治区乌拉特前旗明安镇西某农业开发区需建设水井若干,地下水分布受隐伏断层影响而阻断,利用中心回线瞬变电磁法,布置了5条测线,准确定位出隐伏断层位置。通过自主开发的解释程序,实现了人机交互的定量解释:不仅推断出含水地层厚度倾向、断层产状,划定含水层区域范围,有效避免了干井的出现,而且为野外数据的快速定量解释提供了新的技术手段。

    • 应用测井资料定量识别碳酸盐岩 沉积微相——以川东北元坝地区长兴组为例

      2020, 20(7):2573-2582.

      摘要 (737) HTML (0) PDF 6.21 M (550) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 滹沱河超采区地下水硫酸盐来源识别及迁移转化

      2020, 20(7):2583-2589.

      摘要 (769) HTML (0) PDF 3.21 M (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年调查和监测发现,滹沱河超采区地下水中硫酸盐含量日趋增高,范围逐渐扩大,高浓度的硫酸盐主要分布在滹沱河、石津灌渠及黄壁庄水库副坝附近,并有向地下水降落漏斗区扩散的趋势,使该地区水资源矛盾更为突出。本文以滹沱河超采区为研究范围,结合水文地球化学理论开展了野外调查及取样工作,并基于长时间序列、多点位交叉动态监测数据分析以及硫氧同位素技术,研究得出:滹沱河超采区地下水硫酸盐异常与上游地表水有着紧密联系,黄壁庄水库及入流冶河受上游采煤活动影响,硫酸盐含量较高,地表入渗补给造成研究区地下水硫酸盐污染。通过分析研究区地下水硫酸盐的迁移转化特征,建立了滹沱河超采区地下水硫酸盐在地表水-包气带-地下水中的迁移转化模式,指出上游防控是减缓滹沱河超采区地下水硫酸盐污染的有效方式,为石家庄地区的地下水环境污染防治与地下水可持续利用提供了科学依据,具有重要的理论和实际意义。

    • 吕梁地区不同地层结构黄土边坡坡脚开挖效应

      2020, 20(7):2590-2597.

      摘要 (698) HTML (0) PDF 4.66 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原地区崩滑流地质灾害较为严重,与人类工程活动如灌溉和开挖等相关,尤其是坡脚开挖最容易导致坡体失稳形成滑坡崩塌地质灾害。本文在吕梁地区崩滑灾害野外调查的基础上,将该地区黄土边坡按地层结构概化为四种类型即单一黄土型(Q3)、黄土—古土壤型(Q2-S)、黄土—古土壤互层型(Q3-S-Q2)和黄土-古土壤-红黏土型(Q3-S-Q2-N2),基于FLAC3D有限差分软件,模拟分析了不同地层结构类型黄土边坡坡脚开挖效应。分析结果表明:四种不同地层结构类型黄土边坡在开挖进尺L≤20m时,开挖角度对边坡稳定系数的影响不大;开挖进尺L≥30m时,边坡稳定系数随开挖角度的增大显著降低,且在开挖进尺大、开挖角度较陡时边坡浅层产生贯通的最大剪应变增量带形成浅层滑坡,其中具有多层古土壤结构(Ⅲ型)的黄土边坡稳定性最好;开挖角度较缓时边坡位移以竖向回弹为主,开挖角度较陡时边坡水平与竖向位移均较大;坡型坡高相同的条件下,坡脚开挖导致不同地层结构类型的边坡变形破坏的破坏面形态基本一致,滑体厚度存在一定差异但区别不大。研究结果对黄土地区边坡科学合理开挖和灾害防治具有一定的指导意义。

    • 泥石流堆积区粒度分布及分形结构特征

      2020, 20(7):2598-2603.

      摘要 (705) HTML (0) PDF 3.07 M (438) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究泥石流堆积物粒度分布及分形结构特征,通过对泥石流堆积区现场调查和颗粒分析试验,采用统计图解法和粒度分维法分析泥石流堆积区堆积特征、粒度分形结构特征及与颗粒级配的关系。结果表明:泥石流堆积区具有集中性的特点;泥石流堆积区颗粒具有很好的分形特征,堆积区中轴线分维值均值与堆积区分维值均值接近;泥石流堆积形成由晚至早分维值逐渐减小;堆积物土粒大小级配连续性较好,分维值与不均匀系数和曲率系数均呈正相关。可见泥石流堆积区粒度的相关研究对研究泥石流形成机理及指导泥石流防治具有重要的意义。

    • >Q生物科学
    • 基于OpenSim人体步行腓肠肌静态生物力学分析

      2020, 20(7):2604-2608.

      摘要 (837) HTML (0) PDF 2.20 M (407) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确、快速的研究人体下肢运动规律,构建人体下肢模型。针对该模型推导出了人体步行状态下腓肠肌相应的力学方程F1(t)。利用OpenSim搭建人体骨骼肌肉模型,并以腓肠肌进行静态力学分析为例,解析了肌肉在IK和RRA两种不同分析方法中的肌肉激活度和力矩。研究结果表明:此模型能准确的模拟人体下肢肌肉的运动规律,利用RRA分析能够真实反映腓肠肌的受力情况,分析出肌肉激活度a,为进一步揭示膝关节和踝关节的生物力学特性和为设计人体下肢康复机器人提供肌肉阻尼奠定基础。

    • >R医药、卫生
    • 服用牦牛骨粉对运动员骨代谢和身体机能的影响

      2020, 20(7):2609-2613.

      摘要 (880) HTML (0) PDF 1.16 M (409) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨牦牛骨粉对运动员骨密度、骨代谢和身体机能水平的影响,以击剑、现代五项、武术、拳击等项目45名运动员为对象,运动员每日服用5 g牦牛骨粉,每周6次,共4周。采用EXA-3000外周双能X线骨密度仪检测左右前臂、跟骨骨密度,抽静脉血检测骨代谢和身体机能相关生化指标。结果发现,服用牦牛骨粉后男子运动员右跟骨骨密度显著升高,女子运动员左右前臂、跟骨密度显著升高,服用牦牛骨粉后女运动员血清钙、磷和男运动员血清钙显著性降低,女运动员血清肌酸激酶显著性降低,男运动员IgM显著性升高。可见,服用4周牦牛骨粉对女运动员前臂、跟骨的骨密度有一定的改善作用,对男运动员前臂和跟骨的骨密度影响作用较小,对运动员骨代谢血液生化指标和免疫球蛋白无不利影响,可以较好的维持运动员的身体机能水平。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 微波照射后玄武岩损伤机理试验研究

      2020, 20(7):2614-2618.

      摘要 (856) HTML (0) PDF 2.69 M (499) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究微波循环照射下玄武岩损伤机理,在不同微波照射参数下,对玄武岩试件进行微波循环照射和连续照射,通过超声波检测、巴西圆盘劈裂试验,以纵波波速、抗拉强度、损伤变量作为定量指标,衡量微波辐射对岩石损伤效应影响程度。结果表明:采用低功率微波照射时,因单次微波输入能过低不足以达到裂纹起裂能,使得循环照射的功效无法显现,此时不宜使用循环照射微波加载模式;采用高功率微波照射时,微波循环照射对岩石的损伤效应随着循环次数的增多而增强,且较之于连续照射,可实现用较少的能耗达到更好的损伤弱化效果;水是引起岩石损伤的重要因素,在循环照射间歇采用冲水冷却方式可增强岩石受损程度;可见高功率微波循环照射方式可提高破岩效果。

    • 矿物解离分析仪在泥堡金尾矿中的金赋存状态分析应用

      2020, 20(7):2619-2624.

      摘要 (788) HTML (0) PDF 3.74 M (465) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用矿物解离分析仪(MLA)系统等综合手段对贵州泥堡金尾矿进行工艺矿物学分析,考察了该尾矿的矿物组成、含金矿物的嵌布粒度及嵌布特征。结果表明:泥堡金尾矿中的金多以类质同象晶格态赋存于黄铁矿、氧化后的黄铁矿、赤铁矿之中,这三种金属矿物嵌布粒度微细,且均存在着复杂的连生及包裹关系。推荐采用非氰化浸出工艺处理该金尾矿

    • >TE石油、天然气工业
    • 塔中地区含砾砂岩段隔夹层特征及分布规律

      2020, 20(7):2625-2633.

      摘要 (804) HTML (0) PDF 5.71 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:塔中4油田含砾砂岩段发育的隔夹层严重阻碍了油田的开发。本文在岩心、薄片观察基础上,结合前人研究,总结出本区隔夹层的成因主要有三大类七小类。根据岩性、电性、物性、产状、宏观展布等,进一步将不同成因的隔夹层分为泥粉质隔夹层、钙质隔夹层、物性隔夹层,并厘定了非取心井段隔夹层识别的物性、电性标准。最后基于单井解释,揭示了隔夹层的发育与沉积环境、沉积旋回、断层的关系:随着沉积水体逐渐加深,物性隔夹层从5小层至1小层迅速减少,而泥粉质隔层则相反;在每一个基准面下降旋回,顶部容易发育泥粉质隔夹层,底部容易发育物性隔夹层;钙质隔夹层则受断层控制。

    • 鄂尔多斯盆地天环坳陷北部山1-盒8段地层水地球化学特征及成因

      2020, 20(7):2634-2642.

      摘要 (711) HTML (0) PDF 5.33 M (386) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对天环坳陷北部地区山1-盒8段地层水水文地球化学特征等研究,揭示地层水成因,为该区下一步气水关系研究和天然气勘探开发提供基本依据。研究表明,天环北部地层水矿化度较高,其pH偏酸性,离子组成以Cl-、K+ + Na+和Ca2+为主,水型为氯化钙Ⅳ型和Ⅴ型水,反映所处环境有利于气藏的聚集和保存。地层水特征参数中除变质系数较大外,钠氯系数、钙镁系数和脱硫系数均较小,反映了山1-盒8段地层水浓缩和变质程度较深,地层封闭条件优越,是良好烃类聚集区。此外,通过对比水体环境中各离子组分的富集和损耗状态,分析认为研究区山1-盒8段地层水成因与蒸发浓缩作用、水-岩相互作用和流体混合作用等有密切关联,属于原始沉积成因水且经历了较强浓缩变质作用。

    • 基于嵌入式离散裂缝和扩展有限元的裂缝性页岩油藏流固耦合高效数值模拟方法

      2020, 20(7):2643-2651.

      摘要 (640) HTML (0) PDF 6.77 M (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文通过耦合嵌入式离散裂缝模型和扩展有限元建立了一种适用于裂缝性页岩油藏的流固耦合高效数值模拟方法。该方法创新性在于:通过对裂缝进行显式降维处理,可以准确刻画水力裂缝对渗流场和应力场的影响,同时可以模拟水力裂缝开度的动态变化过程以及水力裂缝内流体压力对裂缝变形的影响;在划分网格时仅需对基岩系统进行正交网格剖分,不必考虑裂缝的几何形态,渗流场和应力场均选取一套网格,使得网格划分时的复杂度大幅降低。对于渗流方程求解采取模拟有限差分方法,满足局部质量守恒并且可以有效处理全张量形式渗透率;对于岩石力学方程求解采取扩展有限元方法,可以准确处理裂缝两侧的位移间断性。通过算例分析,本文方法的正确性与优势得以验证。

    • 考虑应力敏感和压裂液影响的页岩气井动态产能评价方法

      2020, 20(7):2652-2658.

      摘要 (606) HTML (0) PDF 2.64 M (457) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 窄屋脊断块油藏人工边水驱筛选标准

      2020, 20(7):2659-2666.

      摘要 (577) HTML (0) PDF 3.94 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决胜利油田窄屋脊断块油藏人工边水驱精细二次开发的“三高协同效应”的问题,通过综合分析胜利油田窄屋脊断块油藏的地质特征和开发特征,在明确此类油藏二次开发前的剩余油分布特征及成因的基础上,从单井经济极限液量和地层压力恢复能力两个方面,分析了此类油藏二次开发前的开发潜力。通过油藏数值模拟和油藏工程方法,从地质因素、流体因素、开发因素三个方面筛选12项主控因素,提出了窄屋脊断块油藏人工边水驱开发主控因素敏感性的定量分析方法和判定原则,给出了窄屋脊断块油藏人工边水驱筛选标准。研究结果表明:窄屋脊断块油藏人工边水驱开发的极敏感因素主要为地质因素和流体因素,开发因素多为次敏感-微敏感因素,水体大小是不敏感因素;适合人工边水驱开发的窄屋脊断块油藏的筛选条件包含三类:满足水驱要求为基本条件,含油条带宽度和地层倾角等开发技术界限为必备条件,其他有利于开发因素为选择性条件;该筛选标准应用于胜利油田窄屋脊断块油藏取得了较好效果。可见本文建立的主控因素敏感性定量分析方法和窄屋脊断块油藏人工边水驱筛选标准,能为窄屋脊断块油藏人工边水驱高效开发提供决策依据和理论指导。

    • 水平井薄互层大段多缝纵向扩展影响因素分析

      2020, 20(7):2667-2673.

      摘要 (642) HTML (0) PDF 3.02 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究地质参数对水平井薄互地层进行水力压裂时裂缝纵向扩展规律的影响,给出了裂缝扩展的基本方程,介绍扩展有限元理论在研究裂缝扩展时的原理和优势。通过基于内聚区模型的扩展有限元模型,在ABAQUS平台建立二维多裂缝扩展数值模型,进行裂缝纵向扩展的单因素分析,并设计正交实验,研究多因素对裂缝纵向扩展的影响,为后续裂缝扩展研究建立基础,并对现场压裂施工提供参考意见。

    • 基于滑移网格方法的井下涡轮水动力性能

      2020, 20(7):2674-2680.

      摘要 (542) HTML (0) PDF 4.17 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:涡轮是钻井行业常用的一种机械结构,通常应用于井下涡轮发电机、涡轮钻具等。随着计算流体力学(CFD)理论与数值求解方法的不断拓展和革新,CFD方法已经成为井下涡轮性能研究的重要手段。目前针对井下涡轮的研究均是静态的。本文利用fluent软件,采用滑移网格方法,编写UDF文件对井下涡轮进行动态仿真,研究了外界负载、叶片数量、流量、叶片安装角对井下涡轮水动力性能的影响,并对井下涡轮的启动特性和运动过程进行了分析。结果表明:启动力矩小于负载时,涡轮静止不动;涡轮所受的启动力矩大于负载时,涡轮开始转动。涡轮转动过程中涡轮所受力矩不断减小,而转速、冲击力不断增加。转速稳定时,流体产生的力矩与负载平衡,冲击力稳定。

    • >TH机械、仪表工业
    • 基于Matlab的轻型无人直升机V带传动张紧机构分析

      2020, 20(7):2681-2685.

      摘要 (1010) HTML (0) PDF 1.69 M (570) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人直升机因其机动灵活的飞行方式,得到了广泛应用。V带作为轻型无人直升机传动系统中的重要组件,与齿轮减速器相比,具有轻量化和传动比选择范围较宽等优势。为了提高V带传动组件的可靠性,并为直升机在线监测提供理论基础,本文阐述了V带张紧机构的设计原则,并对V带张紧机构进行了参数化建模。最后,采用Matlab软件对该参数模型进行了仿真分析,结果表明V带设计参数对V带基线长度与张紧机构工作行程之间关系曲线的影响很小。

    • 面向复杂产品元件装配的流程建模与优化

      2020, 20(7):2686-2693.

      摘要 (922) HTML (0) PDF 3.59 M (468) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对产品元件装配流程中存在的聚类模块粒度过大、元件间干涉与冲突等问题,提出了面向复杂产品元件装配流程建模与优化方法。采用分析网络模型与模糊设计结构矩阵相耦合,对元件间的信息依赖关系进行定量化表示,其次运用传递闭包法求得具有自反性与对称性的模糊等价矩阵,基于截集阈值以及效用理论对复杂元件聚类划分,最后确定各元件模块的入出集,从而优化装配的执行顺序,提高产品的核心竞争力。以液压四足机器人腿部元件装配为例,验证了方法的有效性与可行性,为元件装配流程规划提供了新的设计思路。

    • 基于系统因素分析法和优劣解距离法的全寿命周期故障排序

      2020, 20(7):2694-2699.

      摘要 (906) HTML (0) PDF 1.57 M (461) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据数控机床的故障数据特征,从全寿命周期角度,提出了一种基于DEMATEL权重-TOPSIS法(系统因素分析法和优劣解距离法)的评价方法。该方法是将设计FMECA(故障模式、影响度及危害性分析)的RPN(风险优先数法)计算值与过程FMECA的RPN计算值的关系值作为DEMATEL(系统因素分析法)的输入数据得到TOPSIS(优劣解距离法)所需的权重值,再应用改进的TOPSIS距离公式对故障模式进行排序。利用这种方法对伺服驱动系统故障进行分析,并与传统的RPN法相比,克服了传统RPN法的数学缺陷,确定了伺服驱动系统的薄弱部件。通过计算分析表明,该方法的评价结果符合伺服驱动系统的实际情况,具有一定的实用性和可行性。

    • >TJ武器技术
    • 铝粉在不同爆炸环境中的反应率研究

      2020, 20(7):2700-2704.

      摘要 (907) HTML (0) PDF 1.54 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用恒温式量热计测定了两种粒度铝粉的含铝炸药在真空中和空气中的爆热值,分析计算了铝粉粒度及爆炸环境中氧含量对铝粉反应率的影响规律。结果表明,随着铝粉含量的增加,含铝炸药中铝粉在真空和空气中反应的百分含量呈递增趋势;在真空条件下,当铝粉含量为5%~30%时,12μm和125μm铝粉的反应率相差不大,反应率均为33%~38%,当铝粉含量为35%时,两者反应率分别36.4%和29.7%,12μm铝粉的反应率下降趋势较明显;在1标准大气压空气中,当铝粉含量为5%时,铝粉反应率最高,12μm和125μm铝粉的反应率分别为56.8%和75.0%,Al粉含量为10%~35%时,两者反应率分别为40%~47%和45~51%。

    • >TK能源与动力工程
    • 夏威夷果壳热解特性实验研究

      2020, 20(7):2705-2710.

      摘要 (853) HTML (0) PDF 1.84 M (461) 评论 (0) 收藏

      摘要:夏威夷果壳是一种农产品加工剩余物,随意处理会造成资源的极大浪费。采用同步热分析仪和红外光谱仪对夏威夷果壳的热解过程进行了研究,使用Coats-Redfern法计算了热解动力学,以期为果壳的高值化利用提供基础数据。实验结果表明:夏威夷果壳的挥发分(78.67%)、木质素(42.81%)和C元素(47.45%)含量均较高,其主热解温度区间在275-410℃,热解总失重率为76.31%。随着升温速率的增加,热解反应的活化能和频率因子均增大,由58.737kJ·mol-1、11.689min-1增加到59.796 kJ·mol-1、43.773min-1,线性拟合系数均在0.99以上。傅里叶红外光谱仪对果壳热解固体产物进行了红外光谱分析,实验同样表明夏威夷果壳的热解温度区间在300℃-500℃,热解过程主要是纤维素、半纤维素和木质素的解聚,与热重分析结果相一致。

    • 操作参数耦合对质子交换膜燃料电池性能影响的模拟研究

      2020, 20(7):2711-2718.

      摘要 (848) HTML (0) PDF 6.07 M (416) 评论 (0) 收藏

      摘要:质子交换膜燃料电池(PEMFC)不受卡诺循环限制,能量转换效率高,被认为是最有潜力的绿色能源转换装置之一。为了最大程度发挥燃料电池运行时的潜能,对操作参数控制的优化和研究变得至关重要。本文使用ANSYS/FLUENT建立了一个采用多平行蛇形流道的三维质子交换膜单体模型,开展不同操作压力(101.325 kPa、202.65 kPa、303.975 kPa)、进口温度(300 K、330 K)和散热率(5 W/m2-K、40 W/m2-K、60 W/m2-K)下的性能变化模拟计算,分析不同操作参数及各参数耦合对燃料电池性能的影响。研究结果表明:各操作参数对燃料电池电流密度和温度的变化和分布情况均有显著影响;燃料电池性能在一定程度上随着散热率、操作压力及其进口温度的增加而升高,随工作电压的增加而下降;当工作电压为0.9 V时,电压对燃料电池性能的影响占据支配地位;当电压为0.5 V、散热率为60 W/m2-K、操作压力为303.975 kPa时,电流密度最大,达到0.81 A/m2。

    • >TM电工技术
    • 一种基于改进自抗扰控制器的风电机组变桨距控制策略

      2020, 20(7):2719-2726.

      摘要 (762) HTML (0) PDF 3.49 M (924) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善风电机组的恒功率输出区域的动态性能,提出了一种基于改进自抗扰控制器的变桨控制策略。当风速高于额定风速时,通过调节桨距角改变风气动转矩,保证风机输出功率的稳定性。设计了一个改进的连续光滑的非线性函数,可有效提高系统的抗扰动能力。基于该非线性函数对传统自抗扰控制器做出了改进。仿真结果证明,改进自抗扰控制器的变桨距控制系统能够对桨距角进行精确调整并将输出功率快速稳定到额定值附近,具有较快的响应速度以及较好的抗扰动能力。

    • 多因素耦合对光伏发电性能影响的试验研究

      2020, 20(7):2727-2732.

      摘要 (649) HTML (0) PDF 3.47 M (1210) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解苏州地区各因素耦合对光伏发电性能的影响,在苏州科技大学搭建了太阳能光伏一体化材料试验台,将所采集到的同步光伏发电数据及环境气象参数进行研究分析,首先采用了多元线性回归方程的分析方法分析了各影响因素与光伏板表面温度之间的关系,接着研究了光伏板表面温度对光伏板发电量的影响,并采用了一元线性回归方程分析其之间的关系。然后采用趋势面分析法分析了光伏板表面温度和太阳辐射量量对多晶硅光伏板发电量的影响。研究表明:环境温度每升高1℃,光伏板表面温度增加0.908℃;室外风速每升高1m/s,光伏板表面温度降低0.056℃;总太阳辐射强度每升高1W/m2,光伏板表面温度增加0.035℃;室外湿度每升高1%,光伏板表面温度降低0.172℃,且光伏板表面温度每升高1℃,发电量增加0.073Wh。同时,趋势面分析发现光伏板表面温度与太阳辐射量对发电量的影响呈双向变化的趋势,即太阳辐射量的正向变化,光伏板表面温度负向变化,且两级变化趋势明显,中间变化趋势平缓。

    • 基于双向长短时记忆网络和卷曲神经网络的电力系统暂态稳定评估

      2020, 20(7):2733-2739.

      摘要 (579) HTML (0) PDF 2.21 M (486) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于机器学习方法的暂态稳定评估已成为电力系统分析与控制领域的热点,由于实际系统中存在不能实现PMU的全面覆盖以及数据采集存在噪声的问题,使得传统机器学习方法的评估性能受到较大限制。针对此,构建了一种在PMU最优布点上的时间序列特征,提出了一种将改进卷积神经网络(ICNN)与双向长短时记忆网络(BiLSTM)进行融合的评估方法。该方法首先利用BiLSTM提取电压、相角以及有功功率三种基本电气量的时间序列特征,随后通过卷积和池化操作对数据进行进一步的数据挖掘,最后利用轻量梯度提升机完成对数据的分类。为了避免出现过拟合现象,该方法还通过正则化、Dropout等方式提升模型的泛化性能。在新英格兰10机39节点上的算例表明,该方法能利用基本电气量数据进行暂态稳定评估,且在复杂条件下仍能保持较好的评估性能。

    • 500 kV变电站集中监控模式的指挥策略及系统设计

      2020, 20(7):2740-2748.

      摘要 (611) HTML (0) PDF 7.60 M (1926) 评论 (0) 收藏

      摘要:文中提出了基于500kV变电站集中监控模式的指挥策略及系统设计方案。指挥策略分为正常、故障、检修和应急四种情况,可在各种情况下提高监控中心对现场作业的管控,提高应急指挥的效率,保障系统的安全稳定运行。监控中心系统采用底层平台和上层应用相对分离的模式建设,提供一体化数据采集与处理功能、公共的人机界面和灵活的系统接口;设计变电站集中电力监控系统、保护及故障信息管理系统、变电站视频及环境监控系统和现场作业移动指挥系统,从而满足监控中心的监视控制、故障分析、现场作业交互、应急指挥等需求。该指挥策略和监控系统方案可在500kV变电站集中监控模式下,实现数据的统一高效交互和对各变电站设备的监视业务和远方控制,实现故障告警的智能分析与处理和现场作业的实时视频监控、语音交互以及应急指挥调度。

    • 混合动力车辆永磁同步轮毂电机转速自抗扰控制

      2020, 20(7):2749-2755.

      摘要 (643) HTML (0) PDF 3.81 M (413) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决复杂扰动条件下混合动力车辆永磁同步轮毂电机转速跟踪精度不高的问题,建立了永磁同步轮毂电机转速自抗扰控制系统模型,进行了自抗扰控制参数整定。分别在负载转矩扰动和模型失配扰动条件下,研究了自抗扰控制下永磁同步轮毂电机转速响应情况,并与优化调整参数的PID控制器的仿真结果进行对比。结果表明:自抗扰控制在提升永磁同步轮毂电机转速响应快速性和减小转速超调方面的独特优势。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 一种基于窄带自相关的实信号频率估计算法

      2020, 20(7):2756-2761.

      摘要 (897) HTML (0) PDF 2.54 M (473) 评论 (0) 收藏

      摘要:单频含噪实正弦信号的自相关函数和其原信号的频率一致,且自相关可去除一部分噪声影响,因此基于自相关的频率估计算法一直备受关注。由于自相关可以从时域获得也可以从频域获得,基于自相关的频率估计算法有比较简单的基于时域的方法和性能比较好的基于频域的算法。本文结合时域和频域自相关的特点,提出一种基于窄带自相关的实信号频率估计算法,该算法在频域进行谱峰搜索后,利用信号的窄带功率谱来计算自相关,进而用简单的时域自相关的改进协方差算法(Modified Covariance,MC)来得到频率估计,推导出频率估计闭式解。仿真结果表明该算法性能优于传统的自相关时域算法和频域算法,在信噪比高于-7dB时就能逼近CRB界。

    • 基于Grid-PARAFAC毫米波大规模多输入多输出系统联合信道估计算法

      2020, 20(7):2762-2766.

      摘要 (898) HTML (0) PDF 1.73 M (482) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对在毫米波大规模多输入多输出系统中超密集组网存在干扰的问题,提出了基于Grid-PARAFAC(grid-parallel factor analysis)联合信道估计方法。首先,将大规模天线的高维接收信号映射到大尺度张量空间,利用Grid-PARAFAC张量分解将其分解为子张量接收信号,然后对子张量接收信号并行张量分解得到符号、接收天线和子载波的子投影矩阵,最后,通过交替最小二乘准确求得隐藏高维接收信号中的信道信息。通过Grid-PARAFAC张量分解能够在保留原始空间信息的条件下深度挖掘数据隐藏因子,并对其处理而不是整个数据张量,降低了接收信号维度,同时又保留着高维接收信号的空间结构互相关信息;仿真结果表明,所提算法减少了超密集组网所存在高维度信道干扰,降低了计算复杂度,提高了系统性能。

    • 基于压缩感知的时域抗射频干扰方法

      2020, 20(7):2767-2772.

      摘要 (810) HTML (0) PDF 3.47 M (515) 评论 (0) 收藏

      摘要:射频干扰是高频地波雷达中一种不可避免的干扰,在海态探测应用中,会对海洋回波信息的提取造成极大困难。基于射频干扰在原始时域数据上的短时性特征,提出了基于压缩感知的时域抗射频干扰方法。该方法利用少量的无干扰采样数据即可对干扰数据段的海洋回波进行估计,以完成射频干扰抑制。经过仿真和实测数据的检验,射频干扰被完全抑制且海洋回波保持完好,表明该方法对射频干扰有良好的抑制效果。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 线性广义系统P型迭代学习控制在Lp范数意义下的收敛性

      2020, 20(7):2773-2777.

      摘要 (755) HTML (0) PDF 1.42 M (482) 评论 (0) 收藏

      摘要:在对一类线性广义系统进行非奇异变换后,利用卷积的推广Young不等式,在Lebesgue-p(Lp)范数意义下,研究了一、二阶P型迭代学习控制算法的收敛条件,并对二种算法的收敛速度进行了比较。理论分析表明,控制算法的收敛条件、收敛速度与学习增益矩阵、系统本身属性有关;如果选取合适的学习增益矩阵,则二阶P型控制算法的收敛速度快于一阶的。仿真实验验证了控制算法的可行性和理论的正确性。

    • 离子型金属聚合物复合材料的分数阶建模及二阶滑模控制

      2020, 20(7):2778-2785.

      摘要 (657) HTML (0) PDF 3.94 M (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:离子型金属聚合物复合材料 IPMC(Ionic Polymer Metal Composites)是一种具有广阔应用前景的电驱动智能复合材料,但是它具有强非线性,尤其是磁滞特性,严重影响了控制精度。分数阶控制系统的提出,不仅涵盖了传统的整数阶系统,还对其进行了补充,大大增加了控制理论的鲁棒性和易模拟性。为了准确建立IPMC模型,首先通过实验数据和人工蜂群算法对整数阶模型进行参数寻优,再将其转化成拟合度更高的分数阶模型。针对该分数阶模型,提出并介绍了基于分数阶的二阶滑模控制器的理论内容,并从仿真与实验两个方面分别与分数阶控制器作对比,结果表明了所提出控制方法的控制效果更好。

    • 基于趋势特征聚类的多元相似时间序列的提取

      2020, 20(7):2786-2793.

      摘要 (776) HTML (0) PDF 5.60 M (4394) 评论 (0) 收藏

      摘要:历史相似时间序列的提取在数据挖掘、工业故障检测以及故障根源分析等领域应用非常广泛。针对工业报警系统中异常根源分析方法存在的问题,本文提出了一种基于趋势特征聚类的多元相似时间序列的提取方法,可以有效地辅助现场工作人员分析关键变量发生异常变化的根源。首先对多元时间序列进行分段线性表示,获得变量的趋势特征信息,然后采用基于密度峰值聚类分析算法对获得的趋势特征在高维空间中聚类,从而实现历史数据的相似性提取,最后可根据关联变量的幅值变化量分析导致主变量发生异常变化的根源变量。数值仿真和实际工业数据案例验证了所提方法的有效性。

    • 基于领域词典的民宿评论情感分析

      2020, 20(7):2794-2800.

      摘要 (748) HTML (0) PDF 2.90 M (551) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文通过基于领域词典的情感分析法,从用户生成的内容中更为准确地分析其情感状态,为民宿业提供一种新的研究视角。以贵阳民宿评论为研究样本,采用SO-PMI算法完成领域词典的构建,并借助LDA主题模型和可视化技术对用户评论进行情感分析。研究发现,构建的领域词典相较基础情感词典而言,性能上得到了提升,尤其在负面评论方面,准确率、召回率也分别提升了17%和16%。同时结合LDA主题挖掘,分析民宿评论中的正负面主题,以便民宿管理者做出更好的决策。

    • 农产品安全网络舆情演化分析与导控策略

      2020, 20(7):2801-2809.

      摘要 (682) HTML (0) PDF 3.75 M (398) 评论 (0) 收藏

      摘要:农产品安全事件的网络舆情是关乎民众健康和社会安定的重大问题。本文采用改进的元胞自动机模型分析此类网络舆情的演化趋势及导控策略。通过对元胞空间邻域结构、状态转移函数及演化规则的改进体现农产品网络舆情特点,引入导控因子分析舆情导控策略,并通过仿真实验探究网民情感倾向、相互作用以及信息干预对舆情演化趋势的影响。最后对中国近期发生的“非洲猪瘟”事件相关舆情进行实证分析。研究表明:本文的模型实现了对该事件网民情感倾向变化及舆情发展的合理预测,并提出科学的舆情干预和监管措施。本文的研究将有助于揭示农产品安全网络舆情特征与演化规律,为网络舆情的有效监管提供参考。

    • >TU建筑科学
    • 基于激光点云的大跨度曲线圆管结构线形高效自动检测方法

      2020, 20(7):2810-2815.

      摘要 (693) HTML (0) PDF 3.59 M (413) 评论 (0) 收藏

      摘要:大跨度曲线圆管类结构在工程上应用广泛,但该类结构存在线形获取效率低、整体线形难以保证等问题,本文提出一种基于激光点云的大跨度曲线圆管结构线形高效自动检测方法。利用三维激光扫描仪对结构全方位、快速的姿态获取,然后进行目标点云降噪、删除无关点等操作,最后采用编程算法对曲线圆管的中心线实现自动化批量提取。为验证中心线线形精度,赋予中心线合适半径值完成曲线圆管的重构,并将重构模型与点云进行三维对比分析。本文以某大跨度曲线圆管围护结构为分析对象,试验表明,由该方法逆向得到的大跨度曲线结构整体线形精度高、效率上大幅度提升,有良好的工程应用前景。

    • 基于盲孔法的网架焊接空心球节点球面焊趾处残余应力的测试

      2020, 20(7):2816-2822.

      摘要 (585) HTML (0) PDF 3.42 M (414) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于盲孔法对3种规格的焊接空心球节点球面焊趾处焊接残余应力进行了试验测量,根据常规模型和Kirsch理论解对比计算了本次试验选取的应变片的应变释放系数。依据Scara-Mangas经验公式对计算得到的球面径向、环向焊接残余应力进行塑性修正,最终得出球面焊接残余应力分布图。探讨了焊接残余应力对工程领域中节点疲劳的影响。

    • 基于增量动力分析方法的单层球壳结构强震损伤分析

      2020, 20(7):2823-2830.

      摘要 (590) HTML (0) PDF 6.97 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究地震作用下空间网格结构的倒塌过程及其破坏行为,进而揭示结构的倒塌机理,基于增量动力分析方法(IDA),以单层球面网壳结构为研究对象,考虑材料损伤累积效应,模拟网壳结构在地震作用下的倒塌过程,并分析不同杆件截面尺寸、矢跨比、初始几何缺陷、支座约束数量等参数对结构抗倒塌能力的影响。结果表明:强震作用下,考虑损伤后网壳结构的动力极限承载力比未考虑损伤时其极限承载力下降了20%左右,塑性单元比例上升10%左右;其它参数一定时,加强杆件截面以及矢跨比的减小,均能提高网壳的动力极限承载力,网壳对初始几何缺陷十分敏感,缺陷为跨度的1/100时其极限承载力比完整结构降低30%左右,支座约束减半后,损伤累积效应使结构的地震承载力降低10%左右。因此在结构设计之初,应考虑材料损伤累积效应的影响。

    • 测试海洋工程桩-土动力响应的多荷载耦合加载装置设计与实现

      2020, 20(7):2831-2838.

      摘要 (676) HTML (0) PDF 3.83 M (444) 评论 (0) 收藏

      摘要:结合海洋工程桩基础全生命周期的受荷特点,研制出一种测试海洋工程桩基础-土动力响应的多荷载耦合循环加载装置,该装置能同时或分别施加水平循环荷载、竖向循环荷载、水平冲击荷载。本文对装置各个模块的工作原理进行了详细阐述,并推导了各模块工作时输出力的大小和规律。其中,水平循环加载模块,通过变频电动机转轴的转动带动对心曲柄滑块机构中的滑块在导轨上水平往复运动,从而实现水平循环荷载的施加。水平冲击加载模块,变频电动机的转盘带动绕线器转动,通过钢丝绳与绕线器连接的冲击加载小车沿倾角为θ的导轨向上运动至撞击杆处时,连接在冲击加载小车上的撞击脱钩器与撞击杆发生碰撞后自动脱钩,冲击加载小车进入水平导轨,撞击安装在模型桩上的加载板,实现水平冲击荷载的施加。竖向循环加载模块,利用与变频电动机相连的钢丝绳带动小车沿导轨运动,引起与加载板相连的弹簧伸长或压缩,通过与下加载板连接的卡扣实现竖向循环荷载的施加。该装置能得到多荷载耦合作用下海洋工程桩基础动力响应及桩土相互作用导致的桩周土刚度弱化规律,对海洋工程桩基础的设计和维护具有重要意义。

    • 中巴公路陡崖块状危岩群体崩塌前兆特征

      2020, 20(7):2839-2844.

      摘要 (646) HTML (0) PDF 3.08 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对中巴公路边常见的陡崖块状危岩群体特征,通过对原有的振动台进行适当的改装,开展了地震作用下陡崖块状危岩破坏模型试验研究。以模型试验重点研究陡崖块状危岩节理倾角、危岩块度、危岩群体高度以及地震强度等因素对破坏的影响,得到的结论:节理倾角越大,危岩体越不稳,90°特殊垂直节理倾角表现的非常脆弱不稳,崩塌一般发生在危岩体1/3高度之上,之下几乎不发生崩塌,节理倾倒角从90°减到70°时使群体破坏模式从群体崩塌转为群体滑动破坏模式,更像是岩质边坡滑动加滚动破坏。

    • 广州某办公大楼地下室排水减压设计

      2020, 20(7):2845-2850.

      摘要 (661) HTML (0) PDF 3.57 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:某项目办公大楼是一个综合体项目,由塔楼、裙楼以及地下室组成。在地下室抗浮设计中,采用排水减压设计方法。这一方法通过在地下室底板下层设置碎石疏水层与排水盲沟来将地下水引导至集水井,从而减小甚至消除地下水对底板的浮力作用。采用有限元软件plaxis进行分析,结果表明,地下室渗水量是可控的,满足相关规程的要求。对比排水减压设计与设置抗拔桩两类方法,结果发现,排水减压设计在经济上与工期上均具有较大的优势,且理论上在排水减压设计方法下,地下室底板不受浮力作用,更为安全。建议相似工程案例在进行地下室底板抗浮设计时可考虑排水减压设计方法。

    • 泡沫水泥-粉煤灰材料的强度及其电化学特性

      2020, 20(7):2851-2857.

      摘要 (676) HTML (0) PDF 2.63 M (338) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于水泥基材料的电化学体系,研究了冻融条件下不同粉煤灰掺量对泡沫轻质水泥基材料的无侧限抗压强度与电化学参数的影响规律,建立相应的等效电路模型,分析表明:随着粉煤灰掺量的增加,造成胶体之间产生“滑移”现象,使得材料抗压强度不断降低;Nyquist图由高频段与中频段两个时间常数及低频区的扩散阻抗组成,相应的等效电路模型中的Q和Cd不断减小,Rt、W、Rl与Rs不断增大;泡沫轻质水泥-粉煤灰材料的强度与电化学元件参数间为指数关系。

    • >TV水利工程
    • 考虑渗透系数变异性的堤防渗透破坏概率分析方法

      2020, 20(7):2858-2863.

      摘要 (964) HTML (0) PDF 2.60 M (469) 评论 (0) 收藏

      摘要:堤防对我国人民生命财产安全有着重要的保护作用,目前针对堤防渗流破坏概率分析的研究有较多局限性,存在渗流破坏极限状态方程单一,无法考虑随机因素影响等不足。通过在有限元方法中将渗透系数视为随机变量的手段实现随机渗流分析,针对堤防渗流破坏可能发生的位置及其形式根据土体的受力情况构造渗流破坏极限状态方程,建立了堤防随机渗流计算有限元模型,对比分析了变异系数对堤防渗流场的影响,结合JC法理论进行可靠度分析,结果表明变异系数变大会使得水力梯度标准差增大及局部破坏概率增大。

    • >U交通运输
    • 就地热再生高温加热对不同深度老化沥青流变性能的影响

      2020, 20(7):2864-2869.

      摘要 (641) HTML (0) PDF 3.52 M (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究就地热再生施工时高温加热(>200℃)对不同深度老化沥青流变性能的影响,采用红外热像仪测量各个加热阶段的路表温度,分别采用动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)试验测试高温加热后不同深度老化沥青的高低温流变性能。结果表明:加热后的路表温度高达240℃,同一横截面上存在温度离析;高温加热主要使上面层表面2cm沥青(RS2)发生二次老化,加热后不同深度沥青老化梯度增大;高温加热后RS2的温度敏感性增加,高温性能增强,低温性能衰减较快。结论可为优化就地热再生老化沥青胶结料性能评价提供理论参考。

    • 箱梁预应力管道内空洞探地雷达有限元正演模拟

      2020, 20(7):2870-2875.

      摘要 (569) HTML (0) PDF 4.11 M (460) 评论 (0) 收藏

      摘要:箱梁预应力管道注浆不密实导致梁体预压应力瞬间失效,从而造成梁体突然断裂坍塌的危害。为了更准确地检测箱梁预应力管道内注浆不密实缺陷,建立箱梁预应力管道内空洞物理模型,分析在探地雷达二维及三维探测下钢筋、管道部分注浆及管道充水条件下反射波信号的成像特点。基于改进Sarma吸收边界的有限元法计算公式,编制Matlab程序对箱梁预应力管道内不同大小的空洞进行正演模拟。通过模型试验和数值模拟对比分析,结果表明:探地雷达三维探测能识别钢筋和空洞的分布,更全面地反映不同病害的形态特征;有限元模拟分析表明回波信号出现的时间、回波强度、双曲线的曲率及延长度均与空洞几何尺寸有关。空洞在模拟和试验探测的结果均为“弧形”,验证了数值模拟方法的可行性,为实际工作提供指导依据。

    • 基于直接横摆力矩和发动机扭矩调节的汽车侧向稳定性控制

      2020, 20(7):2876-2884.

      摘要 (636) HTML (0) PDF 4.99 M (493) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高传统乘用车的安全性能,对电子稳定性控制系统的控制方法和策略进行了研究。文章首先研究了直接横摆力矩控制介入时机以及发动机扭矩调节控制介入时机等问题,分别采用 相平面法和纵向速度门限值法来判断;然后设计了基于滑模控制算法的直接横摆力矩控制算法,其目标值计算依靠线性二自由度模型;发动机扭矩调节则利用模糊算法计算得到,输入值主要是车辆状态参数和驾驶员对方向盘的输入;再采用Matlab/Simulink、AMESim、Carsim软件联仿的方式进行正弦迟滞工况仿真和方向盘增幅工况仿真,仿真结果表明本文所提配合控制算法的有效性;最后进行夏季实车实验,依据高附双移线工况实验数据,表明本文设计的方法符合ISO-3888-1标准。

    • 基于simulink的纯电动汽车整车控制系统设计

      2020, 20(7):2885-2891.

      摘要 (700) HTML (0) PDF 4.11 M (401) 评论 (0) 收藏

      摘要:为电动汽车整车控制系统开发周期长和稳定性差的问题,本文通过设计了一款纯电动汽车整车控制系统研究了整车控制问题。该系统基于飞思卡尔S12处理器开发的ECMV2硬件模块,软件的底层驱动是以Code Warrior IDE for HCS12为开发环境创建软件工程,封装成simulink的图形化模块,提供全部板载外设驱动程序库,并提供GUI界面以便于配置,使得基础软件和控制算法在同一个平台上搭建并验证,以及建立了整车各模块模型和控制策略。通过实车测试进行验证,结果表明,电机驱动扭矩峰值的时间差是1s;车辆的加速过程相对稳定;电池电压也不会迅速下降;驾驶员的操作也很快得到响应。可见该系统控制器灵敏度高,电机响应迅速,车辆运行平稳。此系统与传统的开发形式相比,开发时间大大缩短,增强了整车控制器的稳定性和可靠性。

    • 考虑不规则驾驶行为的城市隧道事故率预测

      2020, 20(7):2892-2898.

      摘要 (664) HTML (0) PDF 1.97 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确预测交通事故风险概率是实现隧道内交通安全主动管理的先决条件。本文从交通状态和驾驶员行为2个方面分析影响事故发生的主要因素,提出“不规则行为率”作为特征变量。对特征变量显著性检验,选用Logistic概率模型构造城市隧道事故率预测模型,并提出利用ROC曲线寻找阈值的方法。最后基于实测的青岛胶州湾隧道数据进行实例验证,研究结果表明,阈值确定为0.36较为合适,此时基于不规则驾驶行为的事故率预测模型准确度为78.4%,能够较为准确预测隧道内事故发生的可能性,研究成果可以为智能交通安全发展奠定理论基础。

    • 工程船穿越航道时间计算模型与应用

      2020, 20(7):2899-2904.

      摘要 (703) HTML (0) PDF 1.94 M (386) 评论 (0) 收藏

      摘要:为防止船舶穿越航道过程中因穿越时机选择不当而与航道通航船舶发生交通冲突,减小船舶碰撞风险,根据主航道的船舶航行环境、航行状态等因素,建立工程船穿越模型,并利用MATLAB软件对该模型进行编程,通过定量计算得出工程船的安全穿越时机,最后将建立的穿越模型应用于工程船穿越主航道的实际案例中,并对影响穿越时间的因素进行了分析。实例结果显示,该模型可根据通航船舶航行信息计算出合理的穿越时间段,为船舶穿越主航道的时机选择提供参考,还可以通过改变工程船穿越航道的相关航行参数对计算结果进行适当调整。

    • 一种虚实结合舰船辅锅炉维修模拟训练考核平台的研制

      2020, 20(7):2905-2912.

      摘要 (490) HTML (0) PDF 7.37 M (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现对舰船辅锅炉的理论教学培训、实作维修训练以及评估考核的计算机化。通过以LSK-0.5立式针形管蒸汽为本体加以适当地改造并以PLC为控制核心,结合计算机仿真技术的方法,研制了一种虚实结合舰船辅锅炉维修模拟训练考核平台。经过一段时间的实践应用,结果表明:该平台不仅便于受训人员对辅锅炉工作过程、常见故障的认知与理解,而且有效地提高了受训人员对辅锅炉基本操作、故障诊断与维修的能力。可见该平台在保证具有较好维修训练及考核效果的同时,节省大量设备购置费以及克服场地限制的缺陷。

    • >V航空、航天
    • 复合材料加筋壁板长桁凸缘变厚度设计对长桁-蒙皮界面承载能力的影响

      2020, 20(7):2913-2919.

      摘要 (677) HTML (0) PDF 4.09 M (513) 评论 (0) 收藏

      摘要:长桁与蒙皮之间的脱胶是复合材料加筋壁板主要的失效形式之一。本文首先对复合材料机翼结构长桁-蒙皮典型结构进行了三点弯曲试验,获得破坏载荷以及界面失效模式。然后基于ABAQUS建立三维有限元模型,采用内聚力模型模拟界面的破坏情况。有限元计算结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的合理性。在此基础上,对长桁凸缘宽度方向采用渐变厚度设计,开展了其对长桁-蒙皮界面承载能力的影响分析。研究结果表明采用变厚度设计可以减缓长桁凸缘末端附近的刚度突变,降低长桁凸缘末端与蒙皮之间界面的面外载荷。凸缘变厚度设计可以有效避免长桁与蒙皮界面过早出现脱胶失效,长桁凸缘末端越薄,界面脱粘载荷越大。

    • 氧化铝涂层对叶片温度测量影响数值研究

      2020, 20(7):2920-2926.

      摘要 (592) HTML (0) PDF 4.86 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步提高涡轮叶片可测量温度,通常在叶片表面涂氧化铝涂层以固定和保护热电偶。目前,涂层对叶片热电偶温度测量结果的影响尚不十分清楚。本文基于瞬态热-流耦合理论,采用有限元/边界元方法,对12种不同类型的直板叶片进行瞬态热冲击数值仿真。针对涂层叶片和无涂层叶片在同样边界条件下展开测点温度变化研究,考虑气动、涂层及叶片结构对测点温度的影响。结果表明,隔热涂层的存在对叶片瞬态温度测量结果影响较大,这种影响会随着安装角的增加而减小。隔热层对叶片稳定后的温度场影响较小,但测点温度在叶片整体温度稳定后也会在一个很小的范围内产生变化,对于高精度温度测量而言这种影响将不可忽略,需要针对具体叶形开展进一步的研究。

    • 固体火箭尾焰等离子体特性影响因素数值

      2020, 20(7):2927-2933.

      摘要 (668) HTML (0) PDF 4.49 M (401) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究固体火箭尾焰等离子体分布特性,采用CFD方法对不同工况下某型号固体火箭发动机尾焰进行了仿真,获得了尾焰流场温度及压强分布,并采用等离子体浓度模型计算了尾焰等离子体浓度分布。在此基础上,对尾焰等离子体频率进行了求解和分析,得到了其在尾焰轴线方向上的变化规律。分析结果表明,火箭尾焰等离子体特性对推进剂中Al含量的依赖性很高,随着推进剂中Al含量增加,尾焰温度升高,燃气电离度增加直至成为等离子体,尾焰等离子体区域范围增大;随着飞行高度的增加,尾焰等离子体区域位置后移。

    • >X环境科学、安全科学
    • 非饱和煤矸石淋滤仪改进及应用

      2020, 20(7):2934-2938.

      摘要 (667) HTML (0) PDF 2.25 M (433) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升非饱和煤矸石室内淋滤试验的可靠性与准确性,对传统非饱和煤矸石淋滤仪的降雨模拟系统进行改良,实现了随机降雨路径的模拟,并增大了煤矸石有效淋滤体积。同时,以韩城桑树坪煤矿煤矸石为研究对象,揭示了不同降雨强度和风化程度组合条件下煤矸石淋滤特征,试验结果是:(1)淋滤液电导率(EC)及SO42-浓度(c)均随淋滤时间呈整体下降趋势,且可划分为快速下降和缓降趋稳两个阶段;(2)采用指数型函数、傅里叶函数及幂函数对不同试验条件下EC-t和c-t关系曲线进行拟合,拟合函数R2介于0.87~1.00;(3)167mm/h降雨强度下,淋滤液电导率及SO42-浓度对风化程度的敏感性指数最大,分别为3.14和7.64;(4)相较其它条件下淋滤液电导率及SO42-浓度,83mm/h降雨强度和风化3a矸石条件下淋滤液EC值和c值更高。分析得到三点结论:(1)煤矸石可溶元素释放量主要呈指数型函数衰减,并在试验进行3~5h后趋于稳定;(2)风化程度为影响煤矸石可溶元素释放能力的主控因素;(3)较小的降雨强度和较高的风化程度有利于煤矸石元素持续淋滤释放。

    • 基于驾驶员生理负荷的高原公路转角值安全风险评价

      2020, 20(7):2939-2943.

      摘要 (616) HTML (0) PDF 1.28 M (434) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解在高原公路上行车时平曲线转角值对驾驶员生理负荷的影响,选取国道314线海拔3000m~4030m区间段作为试验路段,选取心率增长率、脉搏血容(BVP)作为驾驶员生理变化的评价指标,并且通过MATLAB编程给心率增长率和脉搏血容分配系数,得到K值作为驾驶员生理负荷的评价指标,通过实测数据的对比分析,定量分析心率增长率、BVP与K值随平曲线转角值得变化规律,并建立回归模型。结果表明:心率增长率、BVP值和K值都与平曲线转角值存在较强的相关性,并且K值随平曲线转角值的增加而减小,尤其在转角值0-10°范围内变化显著;在海拔与转角值的双重影响下,随着转角值越小,海拔越高,K值越大,驾驶员生理负荷越高,交通安全风险越高。

    • 社会助长效应对民航管制员的管制能力影响实验研究

      2020, 20(7):2944-2948.

      摘要 (662) HTML (0) PDF 999.99 K (459) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高民航管制员的管制能力,减少“错、忘、漏”事件的发生,基于社会助长效应,以监控状态、任务难度为自变量,以管制员的调配管制间隔能力、理解管制意图能力、航空器识别能力和管制差错作为因变量,采用2×2组内设计,通过塔台模拟软件搭建实验平台。实验结果表明:随着任务难度的不同,社会助长效应对管制员的调配管制间隔能力和理解管制意图能力产生显著影响,对航空器识别能力没有显著影响;进一步对管制员的管制差错产生显著影响。因此,管制单位可以采用管制现场安装监控等措施,以提高管制员的管制水平。

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