• 2021年第0卷第13期文章目次
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    • >O4-5物理学
    • 透明隔热抗紫外涂料的研究进展

      2021, 21(13):5167-5178.

      摘要 (1277) HTML (0) PDF 4.04 M (512) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要 具有透明隔热性能的玻璃窗户在建筑上有很大的节能效果,ITO、ATO、MxWO3等材料具有良好的隔热透明的性能,在隔热透明领域内一直都属于热门材料。此外,防紫外线性能在我们日常生活中也是非常重要的,含有二氧化钛或者氧化锌的复合材料都有很好的防紫外线性能。基于此背景,本文首先介绍透明隔热原理、防紫外线涂层的隔热机理。其次对不同透明隔热抗紫外涂料的类别及其制作方法进行进展综述。最后对涂层绝缘透明和抗紫外线性能的影响因素以及隔热透明材料的问题等进行总结和展望。

    • >TK能源与动力工程
    • 太阳能热发电的多级蓄热技术研究进展

      2021, 21(13):5179-5187.

      摘要 (700) HTML (0) PDF 2.05 M (352) 评论 (0) 收藏

      摘要:在太阳能光热发电系统中,采用水工质作为传热介质,吸热后产生高温高压蒸汽直接驱动汽轮机,可有效减少热量传递过程中的能量损失,因而具有很好的应用前景。水工质在蓄/放热过程中会发生相变,单一显热蓄热技术难以与水工质的温-焓曲线匹配,从而产生较大?损。嵌入与水工质温焓曲线相匹配的显热-潜热多级蓄热系统是有效减少系统?损失、提高蓄热能力的重要途径。本文首先介绍了太阳能光热发电中常用的显热蓄热技术及其优缺点,其次给出了适用于太阳能光热发电的潜热蓄热技术,然后从实验研究、理论分析和数值模拟三个层面对显热-潜热多级蓄热技术的发展现状进行了重点介绍,最后指出了太阳能直接蒸汽发电系统中多级蓄热技术的研究目标和方向。

    • >U交通运输
    • 沥青路面温度应力影响因素研究综述

      2021, 21(13):5188-5200.

      摘要 (737) HTML (0) PDF 3.25 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文综述了沥青路面温度应力影响因素的发展现状,总结了环境、路面结构以及材料因素对路面温度应力的影响规律,并对其敏感性进行定性分析总结,研究表明:与温度应力变化趋势正相关的因素有:初始温度、降温速率、温差、路面宽度、面层模量、基层模量、面层&基层模量比值、基层&地基模量比值以及裂缝深度;与温度应力变化趋势负相关的因素有:日平均温度、面层厚度、基层厚度与面层比热容;泊松比对温度应力的影响较小,可忽略不计。数种影响因素中,沥青路面温度应力对温差、降温速率、面层导热系数及路面开裂情况的敏感性较高。在此基础上,提出后续研究应对沥青路面温度应力进行多因素耦合分析、相关影响因素敏感性全面定性定量分析、考虑不同路面结构的区域特性、基于全寿命沥青路面概念进行全时程时效分析等,以达到更加准确把握路面结构内部的应力状况,为路面设计及后续研究提供一定的参考价值。

    • 粒料回弹模量室内试验方法

      2021, 21(13):5201-5209.

      摘要 (505) HTML (0) PDF 1.83 M (315) 评论 (0) 收藏

      摘要:回弹模量是表征粒料刚度和抵抗变形能力的一个重要指标。我国的公路沥青路面设计规范(JTG D50-2017)和美国路面力学-经验设计方法(MEPDG)均采用回弹模量作为沥青路面柔性基层的力学设计参数,用于表征基层材料在车辆动荷载作用下的刚度以及抗永久变形能力。本文首先基于国内外文献调研分析,介绍了粒料回弹模量的影响因素。其次,对中外回弹模量室内试验规程进行了对比分析,并结合室内粒料回弹模量试验结果,提出了粒料回弹模量室内试验方法中的不足和改进方案。最后,总结了国内外现有常用回弹模量预测模型的主要考虑因素。本文的主要研究成果有助于未来修订粒料室内回弹模量试验规程以及建立新的粒料回弹模量预测模型。

    • >O3力学
    • 基于非阻塞性颗粒阻尼技术的填充颗粒对约束阻尼结构减振性能的影响

      2021, 21(13):5210-5215.

      摘要 (554) HTML (0) PDF 2.83 M (342) 评论 (0) 收藏

      摘要:为使传统的约束阻尼结构的减振性能进一步提高,引入了非阻塞性颗粒阻尼技术,通过颗粒运动状态分析和悬臂梁试验研究了填充颗粒对基于非阻塞性颗粒阻尼技术的约束阻尼结构减振性能,探讨了颗粒填充率、粒径和密度对结构的振动响应、复合损耗因子等阻尼特性的影响规律。结果表明:随着填充率的增加,复合损耗因子呈先增大后减小的趋势,当填充率在50%时损耗因子最高为0.1447,提高了60.78%,振幅趋于平稳耗时0.2578s,此时颗粒成块状剧烈运动,阻尼效果最为理想;填充等直径钢球颗粒的粒径由0.8mm增至2.0mm,复合损耗因子仅增加0.0015,振幅趋于平稳耗时仅差0.0039s,对结构的减振性能无明显影响;填充不等直径的钢球颗粒的质量比为1:1时,复合损耗因子最大为0.1591,进一步提高了10%;填充颗粒质量相同时,密度小的材料减振效果最好,体积不变时,密度大的更佳。可见基于非阻塞性颗粒阻尼技术的填充颗粒能够提高约束阻尼结构的减振性能。

    • 基于计算流体力学-离散单元法耦合的粗糙壁面颗粒趋壁沉积过程的数值模拟

      2021, 21(13):5216-5222.

      摘要 (655) HTML (0) PDF 3.19 M (394) 评论 (0) 收藏

      摘要:细微(直径小于50μm)颗粒物在通风和空调管道内的沉积现象普遍存在,由于工程中实际加工问题不存在绝对光滑的表面,粗糙结构的存在使颗粒沉积过程更为复杂,明确颗粒与颗粒、壁面碰撞、反弹和颗粒团聚规律对于提高室内空气质量和提升设备效率有重要作用。本文采用计算流体力学(CFD)-离散单元法(DEM)耦合模型对三维矩形光滑和底部布有横肋的粗糙壁面不同粒径颗粒的沉积过程进行模拟计算。结果表明,颗粒无量纲沉积速率与实验值吻合度较高,颗粒在沉积过程中受二次流的影响使得20 μm、50 μm的颗粒绝大部分沉积在壁面两侧附近,并且在两侧壁面附近,50μm颗粒的概率密度将达到5μm的34倍。

    • >P天文学、地球科学
    • 基于可变形卷积网络的恒星大气物理参数自动测量

      2021, 21(13):5223-5227.

      摘要 (513) HTML (0) PDF 1.08 M (245) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着人类观测技术的不断发展,对宇宙恒星的研究方向层出不穷,全球各国开展的巡天观测积累了大量的观测数据。为解决海量恒星光谱数据自动处理问题,更准确地对恒星光谱物理与化学性质的研究,同时更加直观地反映恒星性质参数。本文通过利用可变形卷积网络(Deformable Convolutional Network,DCN)方法对恒星大气物理参数进行分析,系统地研究了恒星表面有效温度(Teff)、表面重力(Log g)、金属丰度([Fe/H])三个物理参数,实验结果对比梯度下降法神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)、人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)、径向基神经网络(Radial Basis Function Neural Network,RBFNN),评价标准为平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)、均值误差(Mean Error,ME)。基于SDSS-DR9、LAMOST-DR3恒星光谱数据得到Teff、Log g、[Fe/H]的DCN-MAE分别为97.2136K、0.2812dex、0.1252dex,DCN-ME分别为106.5963K、0.3856dex、0.1753dex。实验结果显示DCN效果优于BPCNN、ANN、RBFNN,为进一步分析与反映恒星真实情况提供参考。

    • 基于高分一号卫星影像的延安市顾屯流域耕地盐渍化定量反演

      2021, 21(13):5228-5235.

      摘要 (462) HTML (0) PDF 4.48 M (290) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 2013年陕西省延安市顾屯流域实施治沟造地工程后,部分新增耕地内出现盐渍化现象。为获取盐渍化空间分布特征,以顾屯流域作为研究区,基于高分一号影像及相应时间段内室内实测数据,通过盐分指数模型与高分影像特征波段建立的支持向量机(support vector machine, SVM)模型对工程后所有耕地进行了盐渍化定量反演。研究表明,选取的盐分指数(salinity index, S3)与盐分相关性最好,反演模型R2为0.742; 筛选相互之间相关性较低且信息量相对较大的3个特征波段组合,利用SVM方法建模,结果显示基于波段1与波段3组合(P1P3)的SVM模型表现了最优的反演能力,R2达到0.867,表明通过特征波段建立的盐分模型对于耕地盐分评估更为准确。SVM模型反演结果显示研究区正常土壤面积占26.62%,轻度盐渍化占43.52%,中度盐渍化区域为29.82%,重度盐渍化几乎没有,说明在工程后耕地正受到一定程度盐渍化的影响。

    • 桂北地区夏秋过渡季校园景观对局地微气候的影响

      2021, 21(13):5236-5244.

      摘要 (473) HTML (0) PDF 7.14 M (276) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究桂北地区夏秋过渡季校园景观对局地微气候的影响,本文选取桂林市某高校校园内具有典型代表的水域、林地、草地和架空楼层为校园微气候研究的监测对象,通过实测数据对比了不同景观类型对营造局地微气候的差异,利用数值模拟分析了不同景观布局对校园微气候热舒适的影响。结果显示:1)不同景观类型下垫面的形成肌理,是造成其局部微气候产生差异的根本原因;2)相比其他园林景观,架空楼层底部能营造一个更为舒适稳定的空间环境;3)草地景观对于营造校园微气候环境和提高人群活动空间的舒适性效果最为显著。本文研究结果对于桂北地区校园景观设计和校园微气候研究具有一定参考意义,可为改善校园微气候和提高校园人群活动空间的舒适性提供科学依据。

    • 云南老厂雨旺区块煤层气井产出水化学特征

      2021, 21(13):5245-5254.

      摘要 (425) HTML (0) PDF 5.16 M (231) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于云南老厂矿区雨旺区块煤层气地质条件和6口煤层气先导试验井产出水样品的常规离子测试,分析了区内煤层气井产出水化学特征、离子变化规律及其与产能的关系。结果表明:研究区煤系含水层自老厂背斜核部接受大气降水补给,整体称单斜向东南径流,并受次级褶皱和断层影响;煤层气井产出水阳离子以Na++K+为主,Ca2+、Mg2+含量较低,阴离子以HCO3-和Cl-为主,矿化度介于1 465~5 625 mg/L,水型主要为Na-HCO3·Cl和Na-Cl·HCO3,与压裂液水型相似。溶滤作用在研究区内普遍存在,脱硫酸作用强度较大,阳离子交替吸附作用强度较小,脱碳酸作用较弱。综合分析煤层气井产出水化学特征和研究区产能特征可知:当前煤层气井主要产出压裂液,煤层本身产水较低,导致压降漏斗扩展范围较小,降压效果较差,煤层气解吸量较少,产能较低。

    • 瞬变电磁波测井三轴感应响应特征

      2021, 21(13):5255-5261.

      摘要 (439) HTML (0) PDF 3.46 M (248) 评论 (0) 收藏

      摘要:瞬变电磁波测井的关键在于对不同界面的探测与识别,为提高仪器的灵敏度和探测距离,本文采用时间域瞬变电磁方法,模拟高精度三轴测井装置下的瞬变电磁波响应。结果表明:地层距离接收线圈越远,则异常出现的时间就越晚,对异常的探测越不敏感;通过异常场的响应分析,表明时间域远探测距离可达五十米左右;同时,瞬变电磁波测井响应对线圈的收发距并不敏感,因此可以采用较短的仪器长度达到频率域较长仪器才能做到的远探;瞬变电磁波遇到高阻层时传播速度加快,识别油-水层界面的能力增强。可见瞬变电磁波测井拓展了薄层敏感性测井资料在储层评价方面的应用,对于电磁波测井领域的发展意义重大。

    • 金沙江白格滑坡工程地质与水文地质特征

      2021, 21(13):5262-5269.

      摘要 (465) HTML (0) PDF 7.58 M (295) 评论 (0) 收藏

      摘要:西藏昌都市江达县波罗乡白格村分别在2018年10月11日和11月3日发生两次滑坡灾害,堵塞金沙江干流并形成堰塞湖,导致重大经济损失。为研究其成因,通过现场调查、钻孔取样和地下水流速测量发现,此次滑坡是该区域特殊的工程地质与水文地质联合作用下“新模式”的结果。研究表明:该滑坡处于羌塘地体和松潘-甘孜褶皱带之间的金沙江缝合带上,其后缘发育波罗-木协断裂,在此断裂作用下形成的波贡沟增加了研究区地下水的渗流;研究区主要出露地层为三叠系侵入的蛇纹岩和元古界雄松群片麻岩,钻孔资料显示坡顶地面45m深度以下均为强风化蛇纹岩,岩体极为破碎,为滑坡地下水的赋存提供有利条件,并与下盘片麻岩隔水层结合,形成了侵入接触带蓄水构造和风化壳蓄水构造;白格滑坡的坡脚处于金沙江凹岸处,在河谷强烈下蚀、凹岸侧蚀以及滑坡体自身重力作用下易发生倾倒弯曲拉裂变形;波贡沟水流长期渗入滑坡体,降低土体的抗剪强度和有效应力,使蛇纹岩地层逐渐演化成蠕滑带,在2018年极端降雨事件的触发下导致白格滑坡的发生。

    • >R医药、卫生
    • 民机驾驶舱人机交互脑力负荷预测模型

      2021, 21(13):5270-5274.

      摘要 (397) HTML (0) PDF 971.52 K (260) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对民机驾驶舱人机交互中飞行员脑力负荷问题,设计不同难度的人机交互飞行实验任务,分析飞行作业过程中飞行员脑力负荷在评估指标上的变化。在此基础上,提出一种新的改进的多元线形回归方法,探索人机交互中飞行人员脑力负荷变化预测模型的构建方法。结果显示:飞行作业过程中脑力负荷在反应时、正确率、NASA_TLX、SDNN 4个评估指标上变化显著;在RRI Count、Max RRI、Minimum RRI、Mean RRI、Max/Min 5个评估指标上变化不显著。改进的多元线形回归模型可对不同飞行难度下个体脑力负荷水平进行预测和等级划分,平均预测准确率为87.5%。本文提出的预测模型与实测数据吻合性较好,能够较准确地反映民机驾驶舱人机交互中飞行员脑力负荷变化特性,可为未来民机驾驶舱人机交互中工效学评价与优化设计提供依据。

    • 融合数据挖掘与网络药理学研究治疗原发性肝癌中药处方用药规律

      2021, 21(13):5275-5286.

      摘要 (398) HTML (0) PDF 6.34 M (252) 评论 (0) 收藏

      摘要:融合数据挖掘与网络药理学方法,研究治疗原发性肝癌常用有效中药处方的用药规律,为中医临床治疗原发性肝癌处方用药提供参考。通过收集大量的临床和文献中,治疗原发性肝癌的常用中药处方,共筛选有效处方211个;运用中医传承辅助平台,挖掘有效处方中的核心药物组合;再通过TCMSP等数据库平台,筛选核心药物组合活性成分所对应的靶点;并在MalaCards、CTD、TTD等疾病数据库中,检索出与原发性肝癌相关的疾病靶点;取上述两种靶点的共有靶点,即为核心药物组合治疗原发性肝癌的一般靶点,并利用DAVID平台对一般靶点进行GO/KEGG通路富集分析;通过Cytoscape 3.6.1软件对共同靶点进行拓扑分析,得到核心药物组合治疗原发性肝癌的核心靶点;并利用CB-Dock平台对其进行分子对接验证;通过与有关文献实验研究的结果进行比较,验证本研究结果的可靠性。通过数据挖掘和网络药理学分析,得到常用药对23组(支持度≥50),关联规则的药物组合24组(置信度≥0.95),聚类分析的药物组合36组;治疗原发性肝癌疾病的一般靶点124个、核心靶点16个;经GO分析的生物过程450个、细胞组分37个、分子功能48个(P≤0.01);经KEGG通路富集分析得到信号通路44个(P≤0.01),并且p53等信号通路得到了有关文献实验研究结果的验证;而且还发现茯苓、白术、党参、半枝莲等药物在治疗原发性肝癌的处方中出现的频次较高。中医治疗原发性肝癌常以补虚、清热为主,兼顾活血、理气等,多从肝、脾、肺和肾等经络共同论治,并注重清补结合、虚实兼顾;核心药物组合主要通过诱导凋亡、阻滞周期、抗血管生成和调控炎症等途径治疗原发性肝癌。

    • >S农业科学
    • 禾谷炭疽菌内吞相关蛋白找寻及其生物信息学

      2021, 21(13):5287-5295.

      摘要 (423) HTML (0) PDF 3.49 M (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:真菌通过内吞的质膜变形运动将细胞以外的物质转运到细胞内,有关植物病原丝状真菌中内吞作用相关蛋白及其特征研究尚不多见,对其发挥内吞作用的NPFxD相关蛋白尚未见报道。本研究基于前人研究,运用内吞作用关键词在NCBI数据库中搜索,同时,以模式生物构巢曲霉中NPFxD蛋白序列为基础,通过Blastp开展在线比对分析,明确禾谷炭疽菌中具有NPFxD基序的蛋白有6个,根据同源关系分别命名为CgTPO1、CgMYO2、CgCRN3、CgNPF4、CgGBP5和CgTRM6;并从跨膜、保守结构域、亚细胞定位、理化性质以及信号肽、二级结构等方面对上述蛋白开展生物信息学分析,结果表明,不同跨膜预测软件结果并不相同,保守结构域种类较多且缺少同一类结构域,蛋白亚细胞定位位置多样且不尽相同,尤以G、A氨基酸残基所占比例最高,仅CgNPF4具有明显的信号肽,而CgMYO2蛋白具有比例相对高的α螺旋结构。此外,通过遗传关系分析明确了禾谷炭疽菌中NPFxD蛋白和炭疽菌属病菌具有较高的同源性和较近的亲缘关系,为深入探索NPFxD基序蛋白在炭疽病中的功能奠定了坚实的理论基础。

    • >TE石油、天然气工业
    • 川西资阳地区龙王庙组岩溶圈闭识别方法及应用

      2021, 21(13):5296-5305.

      摘要 (643) HTML (0) PDF 8.62 M (298) 评论 (0) 收藏

      摘要:川西资阳地区寒武纪龙王庙组储层主要为受沉积控制的礁滩相储层,研究区内局限台地台内滩沉积厚度薄,并在工区西北出现剥蚀尖灭,区内储集层预测、岩溶圈闭边界的刻画以及有利区带的识别不明确。为了弄清该区龙王庙组深海相碳酸盐岩储集层特征,在单井解析的基础上,结合区域构造及沉积特征,从多角度开展岩溶圈闭识别,分析岩溶圈闭形态,刻画圈闭空间展布,利用波阻抗反演技术进行储层边界的刻画,由此总结出一套针对资阳探区龙王庙组岩溶圈闭识别与储层预测的方法。并利用此方法为该区有利岩溶圈闭区的优选提供可靠依据。

    • 库车河剖面砾岩层的岩石力学性质

      2021, 21(13):5306-5310.

      摘要 (432) HTML (0) PDF 1.89 M (262) 评论 (0) 收藏

      摘要:新疆大北-博孜区块为典型的砾岩发育区块,钻井过程中井下事故的频发,对该地区油气储层地的开发产生了很大的影响。开展该区域砾岩岩石力学性质研究,具有重要的意义。结合微组构测试与室内岩石力学实验,对大北-博孜地区库车河剖面砾岩开展岩石力学性质分析,并研究了微组构对砾石层力学性质的影响。研究结果表明:库车河剖面砾岩层力学参数同层差距较小,不同层位之间差距较大;在分析影响砾石层力学性质方面,对比发现砾石层的力学性质与粒度组成呈反比,与胶结的致密程度呈正比,且灰质胶结含量越高、泥质胶结含量越低的地层,弹性模量值、单轴抗压强度值越大,泊松比越小,对应砾岩层越不容易发生破坏。

    • 页岩气井套管内压周期变化对水泥环密封失效的实验研究

      2021, 21(13):5311-5317.

      摘要 (433) HTML (0) PDF 3.43 M (249) 评论 (0) 收藏

      摘要:压裂、回注、储气库注采等作业将造成套管内压的循环变化,最终导致水泥环的密封失效。针对前人套管内压循环变化造成水泥环密封失效破坏的实验研究并结合最新的实验结果,分析了是否考虑地层岩石约束两种井眼系统工况条件下的水泥环失效破坏方式。分析结果显示:未考虑地层岩石约束的实验易导致水泥环的周向拉伸破坏而产生径向裂纹;套管-水泥环界面过渡区的存在能降低水泥环的径向压应力和周向拉应力,从而降低水泥环产生拉伸破坏的风险;考虑地层岩石的约束时,水泥环内外界面受到套管和地层岩石的径向和周向约束,阻止了已经达到拉伸强度极限的水泥环发生拉伸破坏而产生径向裂纹的趋势;套管内压增大时,井下工况中水泥环主要发生塑性屈服破坏产生微环隙,基本不会发生周向拉伸破坏。本文的研究成果可为固井优化设计提供参考。

    • 基于海上油田低产井回流补液参数优化

      2021, 21(13):5318-5325.

      摘要 (376) HTML (0) PDF 4.72 M (248) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对海上油田低产井电潜泵举升过程中,电机温度过高导致烧泵的问题。本文实验确定低产井电机烧泵时间,并通过有限元模拟的方法分析低产井井下流体的流动特征及传热规律,并提出一种应用于电潜泵的回流补液方法。研究结果表明:在油井产量较低的条件下,在约22分钟开始出现熔断现象,并且动液面位于泵吸入口下方,流体携热下降会发生烧泵事故;采用回流补液装置后,温度可降低130℃,说明回流装置具有很强可行性;泵上方10m处流体温度较稳定,流体基本不变,故回流补液装置短接在泵上方10m及以上皆可;回流通道尺寸在3cm-4cm之间时,回流量最大,相应的电机温度也为各尺寸中最低。

    • 稠油火驱低温氧化原油与尾气变化规律

      2021, 21(13):5326-5332.

      摘要 (331) HTML (0) PDF 1.70 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了深入认识稠油火驱开发低温氧化阶段的原油与尾气变化特征,利用反应釜开展了不同温度条件下的低温氧化实验,进行了原油物性、族组分、官能团、色谱指纹、同位素以及尾气组分等方面的研究。研究表明:(1)稠油在火驱低温氧化阶段以加氧反应为主,并伴随少量的裂解反应;(2)稠油在200 ℃以下低温氧化阶段原油物性变差,在200 ℃时黏度、密度达到最大值,之后随着温度升高又逐渐降低,这主要受原油中非烃、沥青质以及氧元素含量影响;(3)由于裂解程度低,原油与族组分的碳同位素没有发生明显的同位素分馏现象;(4)尾气数据表明稠油火驱低温氧化过程中生成了醛、酮、醇或羧酸等含氧化合物。该研究探索了稠油火驱低温氧化过程中原油与尾气的变化规律,并计算出了不同温度下稠油低温氧化反应方程。

    • >TJ武器技术
    • 基于多孔介质模型的火炮装药传热特性

      2021, 21(13):5333-5337.

      摘要 (425) HTML (0) PDF 2.22 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:在自行加榴炮的诸多战术指标之中,药温能够在很大程度上影响其发射初速及射程。本文以多孔介质传热模型为理论基础,建立火炮装药传热模型,利用有限容积法离散化处理所建立的数学模型,得到相应的差分计算格式,并对自行加榴炮的装药温度场进行模拟仿真。通过理论计算结果与试验测试数据的对比,表明所建的理论模型能够正确反映发射装药的温度变化规律,模拟结果具有一定的参考价值。

    • 一种增加动基座飞行器误差分离结果稳定性的半解析方法

      2021, 21(13):5338-5344.

      摘要 (443) HTML (0) PDF 1.44 M (223) 评论 (0) 收藏

      摘要:动基座发射飞行器存在初始误差大、初始误差和工具误差强耦合等特点,相比静基座发射,其误差分离过程更为复杂。针对上述问题,提出了一种增加动基座飞行器误差分离结果稳定性的半解析方法,建立了初始定位误差、初始速度误差的解析求解模型,采用了迭代方法对初始误差和工具误差进行联合求解。通过算例对比分析半解析误差分离方法和传统误差分离方法,结果表明:半解析方法中基于遥外测视位置和速度差分离初始误差,观测数据与误差量直接对应,并结合解析方法精准高效的特点,能够有效提高动基座飞行器误差分离结果稳定性。

    • >TM电工技术
    • 基于现场可编程门阵列的电机控制器硬件在环测试

      2021, 21(13):5345-5352.

      摘要 (395) HTML (0) PDF 6.67 M (249) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现电机控制器算法验证,提出了一种基于半实物仿真的新能源汽车电机控制器的测试平台设计方法。首先在Simulink上搭建永磁同步电机矢量控制算法模型及故障诊断算法模型,并将代码下载到DSP电机控制板中。然后搭建逆变器、永磁同步电机模型并下载到FPGA板卡运行,连接DSP对电机控制算法进行测试。永磁同步电机模型可以作为该仿真平台中的电机模型,既可以是基于d-q变换的PMSM模型,也可以是基于有限元分析(Finite Element Analysis,简称FEA)的PMSM模型。在HIL仿真平台上测试了控制器基本功能及逆变器开路和短路等故障模式,验证了控制器控制功能以及故障检测算法的可行性。

    • 基于多新息限定记忆的永磁同步电机参数辨识

      2021, 21(13):5353-5359.

      摘要 (327) HTML (0) PDF 2.60 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:在永磁同步电机伺服控制系统中,为了抑制由电机参数变化导致的控制精度下降,引入了电机参数辨识修正调节器参数。为了增强辨识系统的抗干扰能力,提出将多新息方法与限定记忆最小二乘法相结合,增加单步递推数据量,对电机参数进行辨识。通过采集电机运行下的电压、电流及转速信号,对电机定子电阻、交直轴电感、转子磁链参数进行同时在线辨识。通过仿真及实验验证,多新息限定记忆最小二乘法辨识收敛速度快,能有效减小辨识结果的稳态误差且鲁棒性强。

    • 基于双通道多特征融合的电力负荷智能感知方法

      2021, 21(13):5360-5368.

      摘要 (342) HTML (0) PDF 4.29 M (241) 评论 (0) 收藏

      摘要:负荷识别是分析用户用电行为的主要工具之一。提高负荷识别的精度对于开展用能监测服务、实现节能降损具有重要意义。本文提出了一种基于双通道多特征融合的电力负荷智能感知方法。该方法首先从电器设备的基本属性出发,分析了电流、谐波、功率等数值特征以及V-I轨迹图像特征对负荷识别的影响;然后考虑了特征之间的互补性,分别采用PCA-BP神经网络和卷积神经网络算法将数值特征和图像特征以不同通道在高维空间进行深度融合;最后,采用Softmax分类算法对融合后的高级特征和设备标签进行有监督地学习,从而实现了不同类别电器设备的有效辨识。算例测试结果显示,本文所提出方法的负荷识别准确率高达94.55%。该结果充分说明了将多种特征进行高维空间融合,可以更全面、立体地反映设备的本质属性,提高算法的识别精度。

    • 基于E类放大器的新型无线电能传输控制策略

      2021, 21(13):5369-5373.

      摘要 (340) HTML (0) PDF 1.71 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:E类放大器是磁共振无线电能传输(WPT)系统中常用的高频电源,其开关效率是评价WPT系统整体性能的关键指标。针对E类放大器中开关器件的效率和电压应力与负载的紧耦合关系导致其输出效率的不稳定问题,本文针对锂离子电池的充电特性和E类放大器的输出效率特性,选用合理的谐振补偿网络结构,提出了一种通过电容和电感阵列实现E类放大器零电压开关状态的主动控制策略。在20cm气隙条件下实现了功率输出为1.1kW、逆变部分效率高于95%以上的WPT系统实验,大大提高了采用E类放大器的WPT系统的稳定性,验证了所提出控制策略的有效性。

    • 基于模糊理论的主动配电网资源集群控制系统设计

      2021, 21(13):5374-5379.

      摘要 (362) HTML (0) PDF 1.80 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有系统进行主动配电网资源集群控制时,受PWM波频率的影响而无法进行有效调压,存在主动配电网响应偏差较大的问题,因此设计基于模糊理论的主动配电网资源集群控制系统。系统硬件配置包括集群管理模块、调压模块,集群管理模块由集群管理主站、集群管控装置、高级应用子系统以及SCADA系统构成,调压模块由调压装置构成。在硬件设计的基础上,通过集群划分实现配电网分区、主导节点选择以及集群资源划分,并通过多目标优化方法对电网资源进行多目标优化,根据优化结果通过主动配电网资源集群控制策略实现主动配电网资源集群控制。实验结果证明,在输出功率为3000W-6000W范围内所设计系统的响应偏差较小,且运行效率较高,实现了性能提升。

    • 基于MATLAB/Simulink的氢燃料电池系统建模与仿真

      2021, 21(13):5380-5386.

      摘要 (502) HTML (0) PDF 2.26 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:车用氢燃料电池在实际应用中易受外界环境和工况变化的影响,存在电压输出不稳定、大滞后性以及燃料安全性等问题,严重阻碍了燃料电池的商业化应用推广。建立更为准确的燃料电池系统模型能够更有效地进行仿真与优化。本文采用机理建模和辨识建模相结合的方式建立了氢燃料电池系统模型。本文依据电堆的实际情况建立了输出电压、输出功率的半经验模型;根据燃料电池系统的工作原理,建立了燃料电池空气供给系统和氢气供给系统的机理模型,并在Matlab/Simulink环境下进行了仿真分析。该模型能有效反映电堆运行的工作压力、电堆温度、阴阳极工作压力差以及氧气过量比等关键参数的静、动态变化,进而绘制不同工况下的输出电压、输出功率随负载电流的关系曲线图。最后,从得到的图形中,得出不同参数的变化对燃料电池运行的影响结果。

    • 基于多源数据分析的变电站状态维护策略优化方法

      2021, 21(13):5387-5393.

      摘要 (354) HTML (0) PDF 1.54 M (200) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前传统的基于状态的电力设备维护策略(Condition Based Maintenance, CBM)在进行建模及数据优化结果精度不足的问题,本文提出了一种基于多源数据分析的变电站状态维修策略优化方法。本文首先通过分析不同类型组件之间的互联关系,将变电站分为不同的维护单元从而使同一单元内组件可同时维护;而后为定量评估维修前后零件的可靠性,分别建立了基于健康指数(Health Index, HI)和寿命降低因子的失效率计算模型,并针对故障零件的位置和严重程度,提出了替代各类组件故障或缺陷的维修策略;而后依据生命周期成本理论(Life Cycle Cost, LCC),以最低总成本为维护周期优化目标建立了CBM优化模型。最后通过应用实例验证了所提策略的有效性,该优化策略可显著提高变电站的供电可靠性及经济性。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 化学镀Zn对n型Bi2Te2.4Se0.6合金热电性能的影响

      2021, 21(13):5394-5398.

      摘要 (326) HTML (0) PDF 2.75 M (233) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究化学镀Zn是否能影响n型Bi2Te2.4Se0.6材料的热电性能,并以何种机制起作用,采用化学镀法制备n型Bi2Te2.4Se0.6/Zn纳米粉体,并结合放电等离子烧结烧制成块体材料,n型 Bi2Te2.4Se0.6/Zn热电材料的Seebeck(S)的值提升,热导率显著降低,其中0.15%Zn/Bi2Te2.4Se0.6的热导率最低,在371 K达到最小值0.74 W·m-1k-1,这是由于载流子浓度的降低引起电子热导减小,以及第二相和晶界增多引起声子散射造成晶格热导降低。结果表明,0.15%Zn/Bi2Te2.4Se0.6的ZT值有很大的提升,在421 K达到1.06。

    • 一种强互耦阵列天线的校正方法

      2021, 21(13):5399-5404.

      摘要 (325) HTML (0) PDF 3.33 M (255) 评论 (0) 收藏

      摘要:Vivaldi天线因具备优异的宽带扫描性能,被广泛应用于雷达、无线通信、测向系统等领域。由于Vivaldi天线单元组阵后存在强电磁耦合作用,使阵列方向图失真引起波束指向偏差,影响测角精度。针对相控阵天线单元间由于互耦引起阵列方向图失真,导致阵列天线波束指向产生偏差这一问题,提出了一种基于最小二乘互耦矩阵的相位校准方法对波束指向进行校正,最后采用了一组X波段的16单元Vivaldi阵列天线进行仿真实验。仿真实验结果表明,针对Vivaldi天线阵列在强互耦情况下波束指向存在偏差这一问题,本文方法可以对该阵列天线波束指向偏差进行有效校正,为工程应用奠定了理论基础。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于ImagePy的水敏纸图像预处理及液滴参数测量

      2021, 21(13):5405-5414.

      摘要 (424) HTML (0) PDF 6.36 M (349) 评论 (0) 收藏

      摘要:快速获取喷施农药后雾滴在水敏纸表面的沉积分布,对了解农药的田间分布情况有十分重要的意义。针对目前水敏纸图像处理软件缺少对水敏纸图像的旋转等预处理操作,以及将水敏纸图像先转换为灰度图像再进行分割而导致检测精度低的问题,本文基于ImagePy开发了一种可以快速准确检测雾滴尺寸及分布特性的水敏纸图像处理软件,该软件由一组自定义插件组成,可以对水敏纸图像进行自动检测并旋转,然后对水敏纸图像进行彩色图像分割,进而使用这些插件统计测量雾滴尺寸、分布、总雾滴数和雾滴密度等雾滴参数,并将检测结果保存在Excel表格中以便后续数据处理,通过与DepositScan软件进行比较,验证了本软件的有效性。实验结果表明,基于ImagePy的水敏纸图像预处理及液滴参数测量方法可提取试纸上94.1176%以上的雾滴,较DepositScan软件准确率提升了6.7707%。

    • 基于鱼眼镜头的树高测量方法

      2021, 21(13):5424-5431.

      摘要 (708) HTML (0) PDF 2.99 M (249) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决当前测量树高方法中存在测量误差大,测量不便等问题,提出一种基于鱼眼镜头的树高测量方法。该方法首先利用鱼眼镜头成像模型确立世界坐标系到图像像素坐标系的变换关系;然后以畸变系数的等距投影模型为基础,利用Scaramuzza鱼眼相机标定方法求解参数并建立测量系统模型;最后利用图像处理技术对实验图像进行轮廓提取,分割及极值点提取,实现对树高的测量。通过本文提出的测量方法对树高进行测量,实验结果表明:本文提出的测量方法测量误差在-0.196 m~0.195 m之间,树木测量最高相对误差为2.75%,平均相对误差为1.505%,说明该方法有效减小了测量误差,具有很高的精确性,同时测量方法简便,可操作性强。

    • >TU建筑科学
    • 花岗岩多次高温水冷热冲击后力学试验

      2021, 21(13):5432-5439.

      摘要 (342) HTML (0) PDF 3.24 M (216) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究多次高温水冷产生的热冲击作用对花岗岩力学性能,开裂特征的影响,将花岗岩在300℃高温下进行不同循环次数的高温水冷热冲击处理,并对处理后的花岗岩分别开展静态压缩试验与静态巴西劈裂试验,测试其相关力学参数的变化。结果表明:(1)随着循环热冲击次数的增加,花岗岩的抗压强度、抗拉强度都呈现下降趋势,且抗压强度与抗拉强度之间存在线性函数关系,根据拟合公式,可以较好的预测花岗岩的强度变化特征。(2)花岗岩的压缩弹性模量、变形模量经过15次循环热冲击后,分别下降了25.18%、35.20%;拉伸弹性模量下降了46.76%,采用多项式拟合结果较好。(3)随着循环热冲击次数的增加,花岗岩延性增加,表现为单轴压缩应力-应变曲线形式从塑-弹性形式向塑-弹-塑性形式过渡;巴西劈裂试验应力-应变曲线基本分为压密阶段、弹性变形阶段和峰后破坏3个阶段。(4)花岗岩单轴压缩破裂模式从竖向劈裂破坏逐渐向锥形剪切破坏过渡,破坏角度逐渐减小。可见循环高温水冷热冲击对花岗岩力学性能的劣化具有较大的影响。

    • 黏塑性蠕变模型中屈服强度的确定方法

      2021, 21(13):5440-5445.

      摘要 (329) HTML (0) PDF 869.74 K (205) 评论 (0) 收藏

      摘要:在岩石蠕变特性试验中,当施加的常应力达到一定程度后岩石将发生黏塑性变形,一般用屈服强度判断岩石是否发生黏塑性变形,与弹塑性理论中不同,在黏塑性蠕变模型中,屈服强度并不是定值,而是随蠕变时间增长而逐渐减小,确定蠕变过程中准确的屈服强度对黏塑性变形计算有重要的影响。本文通过等时曲线法确定岩石长期强度的过程,首先对屈服强度随时间的变化规律及确定方法进行研究,阐明瞬时屈服强度与长期强度的关系,其次把岩石全应力应变曲线与蠕变等时曲线相结合,可以有效判断蠕变变形中是否发生黏塑性变形及黏塑性发生的时刻,然后推导出屈服强度随时间变化情况下的广义宾汉姆模型,分析采用长期强度代替瞬时屈服强度产生的误差,最后结合不同类型岩石的蠕变试验结果分析两个数值的关系并给出用岩石时效强度进行岩土工程设计的思路。研究成果有助于在蠕变模型中正确使用屈服强度,对蠕变模型研究具有一定的积极意义。

    • 考虑时间影响的桩锚支护深基坑流固耦合分析

      2021, 21(13):5446-5452.

      摘要 (340) HTML (0) PDF 3.23 M (210) 评论 (0) 收藏

      摘要:以深圳地区某桩锚支护深基坑为依托,基于有限元软件PLAXIS的Hardening Soil模型对深基坑降水开挖过程进行数值计算,得出降水开挖过程中变形随时间变化的规律,并在考虑时间变化的前提下,分析了考虑流固耦合与不考虑流固耦合深基坑变形和支护结构内力计算结果。研究结果表明:(1)桩体水平位移和坑外地表沉降在开挖后设置的固结期产生了回弹现象,而固结期后的坑底隆起量相对于开挖后有所增长;(2)考虑流固耦合与未考虑流固耦合时相比,最终桩体水平位移和坑外地表沉降都明显增大,坑底隆起明显减小,降水对桩体竖向位移和对坑底土体变形有类似的影响规律,并且桩体对坑底隆起具有限制作用;(3)坑底以上的桩身弯矩,考虑流固耦合时更大,而坑底以下部分,恰好相反;另外,考虑流固耦合时的最终轴力小于不考虑流固耦合时的最终轴力。

    • 深厚软土地基桩筏基础筏板厚度承载特性试验

      2021, 21(13):5453-5459.

      摘要 (339) HTML (0) PDF 4.33 M (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获取内陆深厚软土地区桩筏基础复合地基承载特性,通过几何相似比为1:10的物理模型试验研究和数值模拟,在试验中对基础的沉降、土压力、筏板内力及桩顶反力等数据进行采集,方法研究了不同工况下内陆深厚软土地基桩筏基础不同筏板厚度的承载变形特征。结果表明:桩筏基础的沉降分为三个阶段:线性阶段、非线性阶段和破坏阶段;加大筏板厚度对于筏板相对刚度具有较大影响,筏板相对刚度处于刚性状态时加大筏板厚度能有效降低总体沉降并减少差异沉降;加大筏板厚度后,筏板和板下土体更多地承担了荷载;板下地基反力呈现四周大中心小的趋势。

    • 季节性冻土区黏土冻结深度预测

      2021, 21(13):5460-5466.

      摘要 (373) HTML (0) PDF 4.00 M (227) 评论 (0) 收藏

      摘要:合理确定冻结深度是季节性冻土区防冻设计的关键,为研究季节性冻土区黏土的冻结深度,统计了我国部分季节性冻土地区气温,获得了这些地区的气温特征,以此确定了室内试验的温度边界条件,开展了10%、20%、30%三种不同质量含水量的单向冻融循环试验。研究结果表明,10%、20%、30%三个试样的最大冻结深度分别为28cm,15cm,12cm;鲁基扬诺夫公式预测值较Stephan公式、《建筑地基基础设计规范》公式、《冻土地区建筑地基基础设计规范》与《冻土工程地质勘察规范》公式的预测值更准确;利用未冻水体积含水率修正了《冻土地区建筑地基基础设计规范》的冻结深度计算值,其误差在6%之内,因而建议在季节性冻土区的黏土地区用该修正公式计算设计冻结深度。

    • 南水北调中线磁县段污水管下穿公路顶管施工地表变形规律

      2021, 21(13):5467-5473.

      摘要 (338) HTML (0) PDF 4.58 M (200) 评论 (0) 收藏

      摘要:顶管施工对地层变形的扰动成为影响周围建筑物安全和环境变化的重要因素之一。以南水北调中线磁县段砂砾石地层中污水管网顶管下穿和谐大道施工为例,对顶管施工扰动下地表沉降变形进行理论预测和现场试验研究,并基于现场实测结果对理论预测模型参数进行了优化修正。研究结果表明:当地层体积损失率控制在6.9%以内时,磁县和谐大道附近地表沉降量满足相关规范安全要求;南水北调磁县段污水管网施工范围内地表最大沉降量位于2.5~4mm之间,未突破安全阈值;针对类似工况条件提出了地层损失率和沉降槽宽度系数指数建议取值,分别为3.31%和0.525。相关研究成果为类似工况条件下地表变形预测研究提供借鉴。

    • 固化夯土材料强度特性与耐久性能试验

      2021, 21(13):5474-5483.

      摘要 (332) HTML (0) PDF 4.77 M (250) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着生态建筑的大力推广,夯土技术被广泛应用。基于改良夯筑方法,针对含有不同粘土矿物的膨润土、高岭土和天然土的夯土试样,开展以水泥和石灰为固化剂的11种不同配比,4种养护龄期(3,7,28及56)条件下的无侧限抗压强度试验和吸水试验,研究固化夯土材料强度特性以及耐久性能。研究结果表明:随养护龄期的增加,膨润土试样的强度逐渐增强,高岭土试样的强度先增加而后小幅衰减,而对于天然土试样,仅当水泥和石灰等量配比时,其强度先增加而后减小,其余配比条件下,试样强度逐渐增强;对于同一类试样,水泥在试样耐久性和抗风化能力方面相较于石灰表现出更好的固化作用,但石灰含量的变化对试样强度的影响效果各不相同;整体而言,三种试样中高岭土表现出最优的强度和耐久度,其次是天然土,膨润土试样的强度和耐久度最差。进一步对实验结果进行了拟合并得到固化夯土试样无侧限抗压强度增长函数模型,该函数能良好地描述其夯土材料强度增长规律。

    • 富水圆砾层深基坑双排桩变形特性

      2021, 21(13):5484-5490.

      摘要 (353) HTML (0) PDF 3.44 M (232) 评论 (0) 收藏

      摘要:以南宁地铁4号线那洪立交站附属围合区富水圆砾层深基坑为工程实例,对围合区基坑双排桩的桩顶水平位移、桩身水平位移、坑外地表沉降及地下水位进行监测,进而对基坑双排桩支护结构的变形规律进行分析,同时对止水帷幕效果进行评价。结果表明:受基坑开挖及圆砾土性质影响,桩顶水平位移在前期增长较快,受泥岩流变特性影响,停工期的变形呈现一定时间效应;桩身水平位移曲线呈“鼓胀型”,因双排桩刚度大且能够协调自身内力和变形,最大值仅为23.22 mm,桩底处几乎没有产生位移,嵌固稳定性较好;坑外地表沉降曲线受桩侧阻力影响呈“凹槽型”分布,最大值仅为0.12%H,基坑开挖对周边地表的影响主要在0.7H范围内的主要影响区;相较于监测起始水位,坑外地下水位最低点为950 mm,表明高压旋喷桩具有良好的止水效果。综合分析在圆砾层中采用双排桩支护结构是可行的,采用高压旋喷桩止水帷幕能满足施工要求。

    • 主动区溶洞对桩锚支护基坑稳定性的影响

      2021, 21(13):5491-5498.

      摘要 (333) HTML (0) PDF 3.19 M (219) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究存在最危险滑移面时主动区溶洞对桩锚支护基坑稳定性的影响,首先运用FLAC3D软件模拟出没有溶洞时基坑最危险滑移面的位置,然后再分别模拟出主动区不同位置、不同大小的溶洞对桩体最大水平位移和弯矩、锚索最大轴力以及地表最大沉降位移的影响规律,最后提出主动区溶洞的处理方法。结果表明:最危险滑移面的剪出口出现在强风化石灰岩与中风化石灰岩的分界线处,最危险滑移面为与基坑内壁夹角约45°方向的弧形面;在同一溶洞中心埋深下,越靠近最危险滑移面的溶洞对基坑稳定性影响越大,当溶洞中心埋深不同但都在最危险滑移面上时,越靠近剪出口的溶洞对基坑稳定性影响越大;溶洞边长越大,对基坑稳定性影响越大,当边长大于等于2 m时,需要对溶洞进行处理,且利用增大锚索预应力的处理方法对主动区溶洞的处理效果比较明显。可见,考虑最危险滑移面的不利影响对研究主动区溶洞对桩锚支护基坑稳定性的影响是必要的。

    • 曲线隧道施工引起地表沉降槽峰值偏移规律

      2021, 21(13):5499-5508.

      摘要 (338) HTML (0) PDF 5.42 M (259) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于曲线型盾构隧道卸荷扰动区的不对称性,使得隧道施工后地表沉降槽峰值出现了一定的偏移。故为便于对曲线型盾构隧道沉降峰值的偏移规律进行定性及定量分析,利用Midas GTS有限元软件,以隧道的不同线路半径作为变量设定多个模拟工况,建立三维模型进行分析研究,且采用Origin软件对模拟的计算结果进行函数拟合;最后,依托乌鲁木齐市南农区间8标段小半径曲线盾构隧道的工程实例进行验证。研究表明:围岩变形、地表沉降峰值及地表沉降槽宽度均随曲线型隧道线路半径的增大而呈现出减小的趋势;地表沉降槽峰值点的偏移距离与隧道的线路半径关系近似反函数曲线。

    • >TV水利工程
    • 降雨作用下南水北调膨胀土渠道稳定性及影响因素

      2021, 21(13):5509-5517.

      摘要 (536) HTML (0) PDF 3.99 M (279) 评论 (0) 收藏

      摘要:南水北调中线工程膨胀土渠道超过全长的四分之一,降雨是诱发膨胀土渠坡失稳的主要外因。对比分析了考虑非饱和渗流对边坡稳定性的影响,基于有限元方法计算降雨作用下渠道的饱和-非饱和渗流场,分析其边坡的安全系数和位移的变化规律,最后通过正交试验和灰色关联理论对渠道边坡稳定性的影响因素进行敏感性分析。研究结果表明:考虑非饱和渗流下边坡稳定性分析结果更切合工程实际;降雨过程中,边坡浅层一定深度内土体的孔隙水压力迅速增大,这一土体范围随着降雨强度增大和时长增加逐渐向深部扩展;降雨对堤顶向下0~2.5 m范围和一级马道向下 0~5 m范围内土体含水率的影响较大,降雨强度的影响大于降雨时长;降雨导致土体吸水膨胀,位移出现轻微的回弹;渠坡的安全系数随着降雨持续逐渐减小,并且降雨强度越大,降幅越大;影响边坡稳定性因素的敏感性排序:粘聚力>内摩擦角>饱和渗透系数>降雨强度>降雨时长>土体重度。这一结果有利于为南水北调工程加强渠道稳定性提供依据。

    • >U交通运输
    • 基于流变性能的抗油蚀改性沥青高温特性

      2021, 21(13):5518-5523.

      摘要 (338) HTML (0) PDF 2.21 M (208) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效评价抗油蚀改性沥青的高温特性,采用5%抗油蚀剂对佛山70#、佛山90#两种基质沥青进行改性,并对其抗油蚀性能进行评价。同时,基于流变性能对不同沥青进行高温性能研究,并对不同表征高温特性的指标进行相关性分析。结果表明,与基质沥青相比,抗油蚀改性沥青具有更小的油蚀度,抗油蚀性能优异;抗油蚀改性沥青的相位角δ、不可恢复蠕变柔量Jnr下降明显,复数剪切模量G*、车辙因子G*/sinδ及蠕变恢复率R显著增加,高温性能显著改善;与其他高温指标相比,G*/sinδ与Jnr相关性更好,G*/sinδ更具适用性和准确性。

    • 水性环氧树脂/丁苯橡胶复合改性乳化沥青的制备及性能

      2021, 21(13):5524-5531.

      摘要 (339) HTML (0) PDF 2.48 M (251) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用先乳化后改性的方式制备水性环氧树脂(WER)/丁苯橡胶(SBR)复合改性乳化沥青,通过室内试验分析筛上剩余量、储存稳定性、蒸发残留物三大指标、布氏粘度研究不同水性环氧树脂掺量对复合改性乳化沥青性能的影响,并采用荧光显微镜对复合改性乳化沥青的改性机理进行分析。试验结果表明:随着水性环氧树脂掺量的增加,乳液的筛上剩余量呈上升趋势,储存稳定性先下降后上升,当水性环氧树脂掺量为4%,乳液的储存稳定性达到最低;蒸发残留物针入度逐渐降低,软化点逐渐提高,5℃延度先上升后下降,布氏粘度显著提高,高低温性能有所提高;荧光分析显示:3.5%SBR+4%水性环氧树脂的复合掺量下,形成致密的三维网络骨架结构。

    • 盾构隧道施工因素对砌体结构房屋的影响

      2021, 21(13):5532-5538.

      摘要 (339) HTML (0) PDF 1.98 M (239) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析盾构隧道下穿砌体结构房屋施工因素的影响程度,采用正交试验设计方法,运用MIDAS-GTS有限元软件,建立了包括地层、盾构隧道和砌体结构在内的三维整体有限元模型,对不同影响因素条件下的盾构隧道下穿砌体结构房屋施工过程进行了数值模拟。以砌体结构房屋墙体所受到的最大拉应力增量作为评价指标,分析了盾构隧道下穿砌体结构房屋过程中掌子面支护压力、刀盘扰动范围和注浆层弹性模量对上部砌体结构房屋的影响大小。研究结果表明:在盾构隧道下穿砌体结构房屋施工过程中,刀盘扰动范围对砌体结构房屋的影响最大,注浆层弹性模量影响次之,掌子面支护压力影响最小;如果不考虑地层扰动的影响,可能会低估施工对地表砌体结构房屋的影响程度,给建筑物的正常使用带来风险。

    • 集成式电液制动系统建模仿真与压力控制

      2021, 21(13):5539-5545.

      摘要 (293) HTML (0) PDF 3.08 M (177) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现对集成式电液制动系统 (IEHB) 压力的精确控制,通过MATLAB/Simulink软件建立了包含机械系统和液压系统的IEHB整体仿真模型,研究分析了IEHB系统具有多个控制对象且相互耦合的特点,设计了电动主缸、助力电机、增压阀、减压阀以及电动泵的控制策略,从而实现主缸压力和轮缸压力的协调精确控制,并对IEHB系统和压力控制方案建模。最后在三种不同工况下对IEHB模型和压力控制策略进行仿真实验,结果表明:所建立的IEHB模型可以较好地模拟实物系统,所设计的IEHB压力控制策略与传统的PID控制相比具有更好的跟踪响应表现和更强的鲁棒性。

    • 城市故障共享单车回收路径优化——以摩拜单车为例

      2021, 21(13):5546-5555.

      摘要 (401) HTML (0) PDF 2.79 M (230) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保障用户骑行安全及企业正常运维,需要及时回收故障共享单车,科学规划回收路径从而提高回收效率。在简要分析故障共享单车回收现状的基础上,对其进行定义和分类,并确定回收准则及具体流程。接着,选择K-means算法对故障共享单车进行聚类处理,构建以回收工作总成本最低为目标的路径优化模型,并以上海市徐汇区部分区域的故障摩拜单车为例,设计改进蚁群算法进行求解,验证了所用模型和算法的正确有效性。研究表明:满载率系数与回收车辆行驶用时呈现正相关性,服务节点个数同时影响着搬运时间和行驶时间,从而对回收总成本产生较大影响。因此在安排回收任务时,企业应结合现实情况的工作量及计划成本来选择具体参数,使得模型更贴合实际规划需求。

    • 新型冠状病毒肺炎疫情对国际干散货航运市场的短期影响

      2021, 21(13):5556-5562.

      摘要 (385) HTML (0) PDF 1.03 M (246) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究新冠肺炎疫情对国际干散货航运市场的短期影响,应对新冠肺炎疫情下动荡的国际贸易,为干散货航运市场的发展提供方向与建议,考虑到国际原油价格在反应世界经济发展状况的同时,作为上游产业同干散货航运市场联系密切,选用回归分析法,结合国际原油价格考察新冠肺炎疫情对干散货航运市场的冲击并探究其冲击角度。结果表明,即期新冠肺炎疫情对干散货航运市场冲击显著,滞后1-7期新冠肺炎疫情同干散货航运市场均具有较强相关性,存在持续性冲击。新冠肺炎疫情短期内对国际干散货市场的影响存在于供需双侧,且以需求侧为主。国际干散货航运企业应积极应对新冠肺炎疫情带来的国际贸易波动,港口企业和政府部门也应在充分了解市场的情况下做出积极的运营管理规划和政策扶持。

    • 双点异向循环荷载下吸力式四桶型基础承载特性实验

      2021, 21(13):5563-5567.

      摘要 (308) HTML (0) PDF 1.86 M (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:吸力式桶型基础安装简便、施工周期短,有利于节约成本,在海上风电行业的应用逐渐增多。但实际海洋环境复杂多变,风、波浪荷载的作用方向往往不尽相同。考虑到实际工程中可能出现的此类复杂海况,本文进行了不同荷载夹角下的双点循环荷载模型实验:选取某海域原型土,探究四桶型基础结构在不同风、浪夹角的循环荷载作用下的承载性能,研究在不同工况下基础承载性能的变化规律。结果表明,当两类荷载存在一定的荷载夹角时,基础处于更危险的状态;建议在该地质条件下,当风机处于正常服役状态时,考虑不同的循环荷载夹角对四桶型风机基础承载性能的影响。

    • >V航空、航天
    • 无人动力翼伞双环积分滑模控制器设计与仿真

      2021, 21(13):5568-5574.

      摘要 (344) HTML (0) PDF 3.36 M (299) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人动力翼伞系统具有非线性和较强耦合性的特点,飞行状态难以控制。为了对无人动力翼伞进行更好的控制,本文首先建立了无人动力翼伞6-DOF数学模型。以此模型为基础,针对无人动力翼伞三轴角速度和角度的控制设计了一种双环积分滑模控制器,并针对其三轴惯性位移的控制设计了一种滑模控制器。最后通过MATLAB软件将PID控制器与双环积分滑模控制器进行仿真对比分析,结果表明,本文所建立的双环积分滑模控制器相较于工程中常用的PID控制器具有更快的响应速度以及更小的超调量,能够更好满足对无人动力翼伞飞行状态的控制需求。

    • 基于航迹的终端区进场效率

      2021, 21(13):5575-5583.

      摘要 (354) HTML (0) PDF 4.98 M (248) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着空中交通量持续增长,空域拥堵、资源紧张、航班延误等问题愈发严重。为了在现有运行环境下提高终端区效率,本文提出了水平维度与垂直维度联合的终端区进场效率综合评价指标。以天津滨海国际机场为例,基于航迹数据对终端区进场效率进行分析,以评估机场短期改进的潜力。评估结果显示:天津机场终端区进场效率整体较低;不同进场方向航班进场效率不同;航班下降过程中平飞段较多,导致较大的垂直偏差和较长的额外时间;研究还发现水平维度和垂直维度效率评价指标间存在一定的相关性,随着额外时间的增加,垂直偏差也会相应地增加。天津机场可以通过更好地遵循最佳性能剖面来减少额外时间和降低垂直偏差,从而提升终端区效率。

    • 基于调速的飞行冲突探测与解脱方法

      2021, 21(13):5584-5591.

      摘要 (295) HTML (0) PDF 2.19 M (201) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着中国民航的快速发展,空域资源的紧缺和空中交通拥堵现象越来越严重,由此带来的飞行冲突也越来越多。本文提出了一种基于调速的飞行冲突探测与解脱方法并且通过非线性规划的方法优化调速机动阶段的燃油消耗。通过飞行冲突探测和解脱方法确定飞机可以进行调速的速度区间,然后通过优化调速机动阶段燃油消耗,得到可调速的速度区间中的最省油的速度。最后将速度剖面实时分配给相关的航空器,使航空器之间的间隔大于给定的最小安全间隔。通过仿真分析,本文提出的飞行冲突探测与解脱方法能够快速解决的飞行冲突,非线性规划优化燃油消耗的方法能够带来较大的燃油消耗的节省,比较有意义。

    • 复合材料T型接头拉伸断裂行为的数值模拟

      2021, 21(13):5592-5596.

      摘要 (414) HTML (0) PDF 2.47 M (269) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对碳纤维复合材料T型接头在拉伸载荷下的断裂行为及其失效强度进行了数值预测,并将预测结果与试验数据进行了对比分析。在该数值模型中,分别使用增强有限单元法和内聚力模型考虑了T型接头三角区填充材料裂纹和层间界面分层的萌生与传播过程。数值计算结果与试验结果对比较好,并可以发现,三角填充区域是T型接头结构中裂纹最先萌生的位置;填充材料的断裂行为并不影响T型接头最终失效载荷;加强筋层合板与蒙皮层合板间的分层行为是T型接头拉伸失效的根本原因。

    • >X环境科学、安全科学
    • 安徽省人口和土地城市化耦合协调过程与影响因素

      2021, 21(13):5597-5605.

      摘要 (502) HTML (0) PDF 5.50 M (339) 评论 (0) 收藏

      摘要:人口城市化和土地城市化是衡量城市化水平的重要内容,探究两者耦合协调关系及耦合发展驱动因素对于实现新型城镇化具有重要意义。文章以安徽省地级市辖区、县级市、县为研究单元,选取GDP、人口密度、平均高程等相关指标计算人口和土地城市化速率的协调度,运用耦合协调模型和地理探测器,研究了2000-2016年安徽省人口和城市化速率以及两者的耦合协调演变趋势、空间差异,最后探讨了耦合驱动因素。结果表明:(1)安徽省主要的城市化特征为人口城市化滞后型,人口和土地城市化耦合协调关系整体向好但增长缓慢,协调水平仍较低;(2)人口和土地城市化耦合协调发展的空间差异较为明显,并且有一定的空间集聚性;(3)对两者耦合影响较大的为:土地城市化率、人口密度和平均坡度,交互作用最强为人口城市化率和土地城市化率,土地城市化和人口密度与相应的社会经济因子之间的交互作用对人口和土地城市化耦合发展起着主导作用。

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