• 2021年第0卷第18期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >TU建筑科学
    • 数据中心喷雾冷却系统研究进展和要素分析

      2021, 21(18):7391-7403.

      摘要 (294) HTML (0) PDF 2.74 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着互联网和通信技术的快速发展,数据机房的建设与维护需求越来越多。与此同时也带来了数据机房的高散热问题。为将喷雾冷却技术应用于数据机房中解决数据机房的散热问题,本文通过归纳喷雾冷却系统应用于数据机房中需解决的换热、冷源选择、流体传输配置的优化和系统的控制与反馈等问题研究数据机房喷雾冷却系统关键要素构建。对比了不同冷源应用于数据机房的优缺点,以及喷雾冷却系统的整体优化;并在此基础上讨论了系统管路的构成和优化整体介质回收系统的途径;提出了系统联动反馈调节装置。结果表明:冷源的选择不仅要满足喷雾冷却的需求,同时需与喷雾冷却系统相匹配;系统管路的设计要建立在降低流阻上,设计最优管路;可通过结合主动调节系统和被动调节系统来保证喷雾冷却系统在数据机房的正常运行。可见本文涉及的内容可为将来运用喷雾冷却系统为数据机房散热提供一定的参考。

    • 绿色基础设施雨污管理规划研究进展

      2021, 21(18):7404-7414.

      摘要 (219) HTML (0) PDF 1.07 M (150) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统雨水和污水管理基础设施的弊端在高速城市化进程下日益显现,绿色基础设施已被认为是更具可持续性的、理想的替代设施。从目标制定、设施类型选择、所选设施数量及规模确定、选址和绿色基础设施网络优化五个方面对绿色基础设施规划于雨水和污水管理领域的已有研究进行了总结,分析不足和未来研究方向。鉴于难以量化绿色基础设施收益限制了相关规划研究的发展,指出通过跨学科、多部门合作,建立水文生态耦合模型探究水文过程和生态过程交互机制是支持绿色基础设施提供水文、生态和社会综合效益的量化研究的可行途径。阐述了分别从设施尺度和网络尺度进行完整的绿色基础设施规划研究的必要性,明晰了景观格局优化是在设施尺度研究的基础上进行绿色基础设施网络优化以保障并提升绿色基础设施功能的的技术路线,指出对绿色基础设施的规划研究应逐渐由雨污管理功能延伸至社会生态系统中兼顾生态环境和社会经济视角的多项生态系统服务的提供。

    • >X环境科学、安全科学
    • 微塑料对高等植物生长发育影响研究进展

      2021, 21(18):7415-7424.

      摘要 (221) HTML (0) PDF 1.70 M (158) 评论 (0) 收藏

      摘要:微塑料污染作为新兴环境问题倍受关注。高等植物作为人类和动物赖以生存不可或缺的重要组成部分,对保持生态系统平衡起着至关重要的作用。微塑料颗粒释放到环境中,不可避免地会与高等植物相互作用。高等植物受微塑料污染后,其生长发育特性受到影响,并将可能影响陆地生态系统及食物链。因此,研究微塑料对高等植物生长发育的影响具有重要意义。目前,虽然已有较多微塑料对高等植物生长发育影响的研究,但还缺乏对已有近期研究成果系统、全面的综述。本文综述了微塑料对高等植物生长发育影响的研究,总结了微塑料对高等植物影响的主要因素,分析了微塑料对高等植物影响机理及潜在生态风险,并针对微塑料对高等植物的影响及生态效应提出研究展望,为今后微塑料的污染防控提供科学依据。

    • >O3力学
    • 多点激励简支梁桥车桥耦合振动响应

      2021, 21(18):7425-7432.

      摘要 (217) HTML (0) PDF 5.31 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究多点激励下,简支梁桥跨中截面的动力响应,基于车辆动力学的相关原理,推导多车车辆动力学模型,采用模态综合法建立多车车桥耦合分析系统,并与相关文献算例结果进行对比分析,得出该方法与文献算例相对误差在6%以内,验证方法的正确性;通过分析不同车辆间距和车辆数量通过桥梁时,跨中截面的动力响应变化,结果表明:在一定车辆间距和车辆作用下,车辆振动与桥梁的能量耗散相抵消,结构动力响应达到达到极值,且在多点激励下,部分国家的规范值相对偏小,建议在后续分析中加入多车激励响应的影响,相关研究成果可为公路桥梁多车车桥动力分析的提供参考。

    • 拼接梯度压电材料中多裂纹的响应问题

      2021, 21(18):7433-7438.

      摘要 (202) HTML (0) PDF 1.82 M (158) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了拼接梯度压电材料中多裂纹的响应问题,考虑关于 y 轴对称的材料结构,多个裂纹分布在x轴上。运用傅里叶变换技术并结合边界条件将混合边值问题转化为第一类奇异积分方程。引入位错函数,并且通过高斯-切比雪夫方法对积分方程进行求解,得出切应力和电位移的解析表达式以及裂纹端的强度因子表达式。最后借助MATLAB进行数值算例分析,给出裂纹端强度因子受裂纹间距、裂纹几何尺寸、梯度参数以及材料带宽比的影响情况。

    • >P天文学、地球科学
    • 基于Cesium 的地下三维管网3D Tiles 模型构建与可视化

      2021, 21(18):7439-7446.

      摘要 (232) HTML (0) PDF 4.00 M (163) 评论 (0) 收藏

      摘要:Cesium作为目前日益流行的开源三维地图引擎,在各领域都有着广泛的应用前景。但目前原生Cesium不具备渲染地下管网模型可视化的条件。本文基于Cesium提出了一种利用shapefile二维地下管网数据自动构建三维地下管网3D Tiles模型的建模方法并完成了模型的可视化展示。具体步骤是首先将二维shapefile数据分级处理构建四叉树结构关系,通过迭代遍历各级的单块二维数据,将点、线要素分别进行逐瓦片的模型变换矩阵计算和模型构建,将点要素封装为i3dm模型,线要素封装为b3dm模型,得到3D Tiles地下管网模型;然后基于Cesium二次开发实现数据模型对接、地表透明化、裙摆关闭、摄像机地下视角等功能,完成模型的可视化展示。本方法使用辽宁省盖州市北海新区管网shapefile实例数据进行测试。结果表明,二维地下管网shapefile数据能够快速生成3D Tiles模型,实现良好的地下三维模型可视化展示,为后续Cesium地下空间相关研究工作提供技术支持和方法参考,有助于完善B/S架构的地下空间三维可视化管理系统,支持数字孪生城市建设。

    • 利用Sentinel-1A 的时序干涉测量探测蒲县滑坡形变

      2021, 21(18):7447-7454.

      摘要 (263) HTML (0) PDF 7.98 M (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用覆盖山西蒲县地区的24景Sentinel-1A升轨影像,分别采用PS-InSAR与SBAS技术对研究区域2019-01~2019-12的地表进行时序形变监测,获取蒲县地区疑似滑坡体位置、范围及滑坡速率,并对两种监测结果进行对比,深入分析滑坡隐患的可能性成因。结果表明,两种时序InSAR技术采集的形变信息大致相同,蒲县地区大部分地区趋于稳定状态,年平均形变速率在-10mm/a~+10mm/a之间;其中存在四处位置一致、形变明显的疑似滑坡点,分别是半沟村罗克线两侧、水泉窊015乡道附近、郭家山周边及井子洼村赵克路沿线。

    • 一种改进的自适应阈值分块曲面滤波方法

      2021, 21(18):7455-7460.

      摘要 (208) HTML (0) PDF 7.94 M (165) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的分块曲面滤波算法使用固定阈值进行滤波时造成的误分现象,提出了一种改进的自适应阈值分块曲面滤波算法。首先采用高斯滤波以及K-D树(K-dimensionl 树)滤波对异常点云进行剔除;然后利用网格法对点云进行逐级分块,并以曲面拟合的方式自动获取块域种子点,降低种子区域过大造成的滤波影响,从而建立了顾及块域面积及块域内最大高差两个因素的滤波阈值自适应模型。利用3组不同的数据对传统算法与本文改进算法进行滤波对比试验,结果表明本文方法不仅能解决人工选取种子点带来的问题,还能够有效降低两类误差,充分验证了本文改进算法的可靠性。

    • 基于Debye 分解的岩石电性与孔渗参数关系探讨

      2021, 21(18):7461-7466.

      摘要 (228) HTML (0) PDF 2.32 M (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着油气资源的深入开发与勘探难度的加大,常用的地震等声学方法已不能满足精准预测储层的要求,因此利用岩石的电学参数准确预测储层参数的方法越来越受到重视。本次研究通过岩石物理实验测量了碎屑岩、碳酸盐岩、变质岩的复电阻率、孔隙度与渗透率,基于Debye分解模型计算了岩样理论的相关激电参数,结合Archie公式与Kozeny-Carman方程预测了岩样的理论孔渗参数。根据理论模型与实测数据的拟合,确定了三类岩样预测模型待定系数的最佳取值范围,获得了模型拟合系数,最终得到了孔渗预测的相关经验公式。研究结果对于帮助岩石物理建模和指导油气勘探开发部署,具有积极的理论意义和应用价值。

    • 海南岛台风灾害综合危险评价

      2021, 21(18):7467-7475.

      摘要 (211) HTML (0) PDF 8.16 M (169) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更好地揭示海南岛台风灾害危险分布规律,耦合孕灾环境敏感和致灾因子危险两方面因素,利用海南岛1980-2019年台风数据,运用组合权重法,构建海南岛台风灾害综合危险评价模型,并按10年间隔划分为4个年代,得到海南岛不同时期台风灾害综合危险分区。结果表明:(1)孕灾环境敏感程度在空间上具有从东部、西南部沿海向内陆逐渐降低趋势,以中低敏感区为主,面积占比30.88%,高敏感区面积1495.02km2,占比为4.42%;(2)致灾危险程度随时间推移呈现上升—下降—上升变化趋势,空间分布具有从沿海向内陆呈逐级递减趋势特征;21世纪00年代致灾因子危险程度低的范围最广,面积为25624.85km2,占比达75.7%;10年代致灾因子危险程度高的范围最广,面积占比达34.78%;(3)台风灾害综合危险随时间变化呈现下降—升高趋势,空间上均具有从东北部、西南部沿海向中部内陆和西北部沿海降低特征;21世纪00年代综合危险指数最低,面积占比为29.61%;21世纪10年代综合危险指数最高,面积占比达42.08%;(4)台风灾害综合危险高值区主要分布东部、西南部沿海的文昌、陵水等6市县;中值区分布在沿海、内陆的万宁、保亭等6市县;低值区则分布在中部内陆至西北部的五指山、临高等6市县。海南岛台风灾害随时间变化具有较复杂的演变规律,随着社会经济的发展,防治台风灾害的任务将更艰巨。

    • >Q生物科学
    • 合成生物学研究的特征与趋势———基于CiteSpace 的数据分析

      2021, 21(18):7476-7484.

      摘要 (344) HTML (0) PDF 5.02 M (158) 评论 (0) 收藏

      摘要:21世纪初以来合成生物学在理论研究和应用研究方面均取得许多瞩目的研究成果,论文以WoS(Web of Science)核心合集收录的2000~2019年合成生物学领域4,765篇文献为研究对象,利用文献计量法和知识图谱可视化相结合的方法,系统回顾和展望合成生物学相关研究成果。研究结果表明:美国在合成生物学领域起主导作用,2014年开始中国在该领域的贡献度和影响力超过英国,成为第二大贡献国;合成生物学的基础研究、代谢工程、线路工程以及技术应用均取得重要进展,并形成较为完整的学科体系;理论与应用研究协同发展将是合成生物学未来发展的主线。

    • >R医药、卫生
    • 内固定系统中在螺钉受拔出负载时腰椎的受力分析

      2021, 21(18):7485-7491.

      摘要 (201) HTML (0) PDF 4.83 M (148) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过有限元方法分析比较传统轨迹椎弓根(TT,traditional trajectory)螺钉与皮质骨轨迹椎弓根(CBT,cortical bone trajectory)螺钉固定技术在腰椎椎体应用下的生物力学性能。样本依据提取的骨质疏松症患者电子计算机断层扫描图(CT,computed tomography)建立L1-L5全椎体功能单元骨质疏松人体有限元模型,模拟TT螺钉和CBT螺钉两种固定方式置钉后,以实际值为依据在加载一定旋转拔出力状态下测量比较两种方式钉道周围骨质的应力分布,最大应力值及分析其差异。结果表明:相同固定方式下CBT组在相同载荷状态中椎骨的应力分布差异明显。不同的钉道带来不同骨密度,直接影响了内固定螺钉在腰椎骨内的力学性能。不同的钉植入角度也对钉的应力分布以及最大应力值产生影响。L1-L5椎体形状不同,大小不同,其力学性能,表现也不相同。得出CBT螺钉技术是骨质疏松患者腰椎内固定方案中的一种优选方式。但针对5段腰椎需要对不同的椎骨采取不同的治疗方案。

    • 基于特征筛选的经验模式分解脑电信号分类方法

      2021, 21(18):7492-7499.

      摘要 (257) HTML (0) PDF 3.76 M (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:脑-机接口已成为一种独立于正常周围神经和肌肉的从大脑到输出设备的新型通信方式。而脑电信号处理是其中的关键技术之一。本文利用小波变换和经验模式分解对脑电信号进行分解重构出8个IMF,然后再对分解后的IMF计算排列熵,运用p值筛选出特征冗余小的IMF熵值,并利用遗传算法优化支持向量机进行分类,准确率达到97.64%。

    • 初次全膝关节置换术加速康复: 倒刺线缝合关节囊的应用

      2021, 21(18):7500-7504.

      摘要 (161) HTML (0) PDF 1.17 M (144) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 评价在加速康复理念下初次全膝关节置换术中应用倒刺线缝合关节囊较可吸收线的优势 方法 回顾性分析2018年7月至2019年7月本科行初次全膝关节置换术的85例患者,其中倒刺线组41例、可吸收线组44例,比较两组在切口缝合时间、切口并发症、术后关节功能方面的差异。结果 倒刺线组关节囊缝合时间(1.66±0.037min)、总缝合时间(6.57±0.081min)与可吸收线组(2.63±0.058min、6.57±0.081min)相比显著缩短,差异有统计学意义(P=0.003、P=0.035);倒刺线组皮下缝合时间(3.65±0.028min)、皮肤缝合时间(0.28±0.026min)与可吸收线组相比(3.67±0.043min、0.28±0.026min),差异无统计学意义(P=0.100、P=0.740);倒刺线组切口皮下血肿率(0%)低于可吸收线组(2.4%),倒刺线组切口并发症发生率(2.4%)低于可吸收线组(4.8%),差异无统计学意义(P=1.0);倒刺线组术后膝关节活动度与可吸收线组相比(125.73±2.37°vs. 126.02±2.36°),差异无统计学意义(P=0.961);术后3月和末次随访两组KSS(Knee Society Clinical Rating System)临床评分及功能评分均较术前明显改善,差异有统计学意义(P<0.05),两组组间及组内比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论 倒刺线缝合关节囊手术时间短,切口并发症少,术后关节功能良好,有利于加速康复,推荐使用。

    • >TE石油、天然气工业
    • 陆相页岩油储层水力压裂裂缝形态的试验

      2021, 21(18):7505-7512.

      摘要 (190) HTML (0) PDF 3.90 M (211) 评论 (0) 收藏

      摘要:水力压裂技术是在页岩油气藏中建立人工裂缝网络的一种重要方法,但由于各储层地质条件的差异性以及页岩具有的强非均质性,使得水力压裂裂缝形态十分复杂。为了了解长7陆相页岩油储层页岩水力压裂裂缝网络的形成机理,将室内真三轴水力压裂试验与基于CT扫描的3D可视化模型相结合,初步探讨了水平应力差异系数、压裂液粘度和天然不连续面对岩样水力压裂裂缝形态的影响。结果表明:页岩水力压裂裂缝形态按照复杂程度可以分为三类,即单一裂缝,鱼骨状裂缝和网状裂缝;低水平应力差异系数和低粘度压裂液有利于形成复杂的裂缝网络,较为合理的条件为水平应力差异系数为0~0.53,且压裂液粘度为0~17.1 mPa?s,在此条件下易形成鱼骨状裂缝或网状裂缝;此外,平行于层理面的天然不连续面有利于形成复杂裂缝网络,但是过多的天然不连续面开启是不利于主水力裂缝的形成和扩展。

    • 阵列恒温差热式流量计的设计与开发

      2021, 21(18):7513-7518.

      摘要 (172) HTML (0) PDF 3.41 M (154) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前国内低产液油井的流量测量需求,根据强迫对流换热的原理,提出了恒温差阵列式流量检测方法,设计了温差控制电路和6通道数字电源,开发了一款阵列恒温差热式流量计。在此基础上进行了相关实验,实验结果表明,该仪器对于1~15m3/day区间的流量检测分辨率达到了1m3/day,且仪器对流体流量变化反应灵敏,集成度高,体积小,性能稳定,因此对低产液水平井大斜度井井下流量的在线测量有重要的参考价值。

    • 临界CO2 传输中水合物对弯管冲蚀规律分析

      2021, 21(18):7519-7525.

      摘要 (215) HTML (0) PDF 3.90 M (176) 评论 (0) 收藏

      摘要:管道输送超临界CO2过程中,受含汽量条件影响而形成的CO2固体水合物颗粒会对管壁造成冲蚀,研究水合物颗粒在不同条件下对弯管管壁的冲蚀规律对CO2的安全输送有重要意义。利用COMSOL软件分析超临界CO2输送管道的弯管段的固液两相流的流场规律,研究不同流速、不同粒径、不同弯曲角度下固体水合物对管壁的冲蚀规律。结果表明,流动速度和粒子粒径的增加会使固体水合物对管壁的冲蚀更严重,使冲蚀区域的分布位置往弯管外侧管壁集中;弯管角度发生变化时,碰撞时粒子的入射方向与壁面的夹角发生改变,造成了冲蚀区域和程度的不同,直角弯管更易受到水合物粒子的冲蚀破坏。

    • >TH机械、仪表工业
    • 声屏障巡检机器人本体结构及动力学分析

      2021, 21(18):7526-7531.

      摘要 (217) HTML (0) PDF 5.36 M (153) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前声屏障人工巡检存在的效率低、难度大等问题,本文提出了一种新型声屏障巡检机器人结构。该巡检机器人有两组行进装置,交替越障可以实现翻越声屏障立柱而连续行进。通过控制气缸的伸缩,可以改变关节杆串联后的状态,来适应声屏障的不同形状。对巡检机器人结构的静力学分析,得到巡检机器人满足结构设计要求。对机器人进行动力学分析,得到驱动的基本条件,验证了越障的可行性,且越障前进性能好,能达到预定的巡检设计要求。

    • >TK能源与动力工程
    • 叶尖结构变化对风力机噪声源分布特性的影响

      2021, 21(18):7532-7536.

      摘要 (190) HTML (0) PDF 4.12 M (155) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究由水平轴风力机叶尖结构变化所造成的风力机噪声源分布特性的规律,利用BK圆盘声阵列系统对不同叶尖结构风力机采用近场声全息技术和远场波束形成技术进行噪声源识别,采集得到运行中的水平轴风力机在额定工况下的噪声信号,分析了噪声源声压级变化情况以及风力机噪声声源位置的分布规律,其结果表明:叶尖结构变化可以有效降低风力机的气动噪声,改变了风力机叶尖噪声的强度和产生位置,在一定程度上降低了叶尖噪声;通过对风力机叶尖结构的优化设计可以在不损害风力机气动性能的同时,实现较好的降噪效果。

    • >TM电工技术
    • 考虑源荷不确定性的综合能源系统日前经济调度

      2021, 21(18):7537-7543.

      摘要 (234) HTML (0) PDF 2.21 M (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对可再生能源出力及负荷不确定性对综合能源系统日前经济调度的影响,基于由热电联产系统、储热、蓄电装置以及电锅炉等组成的电热综合能源系统,研究了考虑源荷不确定因素的日前经济调度问题。将系统中可再生能源出力以及电热负荷均用梯形模糊参数表示,构建了基于可信性理论的模糊机会约束规划优化调度模型;采用模糊机会约束的清晰等价类将含模糊参数的机会约束规划模型转化为确定性的混合整数规划模型,在Python环境中建模,利用Gurobi求解器求解。最后,通过算例分析了储能装置对于提高系统经济性的作用以及源荷不确定性程度、不同置信水平对系统运行成本的影响,验证了所提模型的有效性。

    • 基于时域特征检测用户用电不确定性行为

      2021, 21(18):7544-7550.

      摘要 (219) HTML (0) PDF 3.09 M (166) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对用户用电不确定性程度难以量化,如何选取合适用户参与电网新业务的问题,文章提出一种基于时域特征分量提取的用户用电不确定性行为检测方法,首先依次提取用电数据的周期分量、趋势分量和随机分量,并从随机分量中检测用户的不确定行为点,其次分别从短期和长期两个维度提出用户局部和整体不确定性指标,并对用户不确定性进行排序。结果表明,所提方法可以准确检测用户的不确定行为点,量化用户的不确定性程度,在检测精度,效率和速率等方面均比其他方法具有优势,为电网公司在不同时段选取用户参与调控提供依据。

    • 桩基施工对邻近顶管隧道的扰动影响

      2021, 21(18):7551-7557.

      摘要 (195) HTML (0) PDF 5.00 M (161) 评论 (0) 收藏

      摘要:预制桩静压施工会对桩周土体产生一定的扰动,进而对邻近既有顶管电缆隧道产生影响。顶管电缆隧道对管节的偏转和变形要求十分严格,一旦变形过大就会产生严重影响。为了确保顶管电缆隧道的正常使用,本文通过数值方法计算了预制桩静压施工对邻近顶管电缆隧道的影响,通过K0固结不排水剪切试验确定了软土小应变范围的参数取值,分析了桩长、桩-隧间距以及桩基挤土量对于隧道变形的影响。参考相关规范,以5 mm和15 mm变形扰动值为依据分别划分了预制桩静压施工对隧道变形强、弱影响区,为既有顶管电缆隧道周围的桩基施工提供相应的参考。

    • 正极性操作冲击电压下长短空气间隙放电特性

      2021, 21(18):7558-7563.

      摘要 (235) HTML (0) PDF 2.66 M (159) 评论 (0) 收藏

      摘要:现场真型试验是考核长空气间隙绝缘性能的关键环节,但由于电极结构各异、布置复杂等实际条件限制,试验对象一般为典型间隙结构,并不能涵盖所有实际工程问题。国内外学者均在努力探索长、短间隙试验的内在联系,通过研究不同间隙距离下放电各阶段异同点,实现对放电特性的精细掌握。本文搭建了由光电倍增管、电场传感器组成的光电联合测量系统,获得了操作冲击电压下5cm和3m针-板间隙放电发展过程中的空间场强、瞬时光功率等信号,分析得到了初始流注起始时延、暗期持续时间、初始流注电场跃升幅值和初始流注光功率跃升幅值等关键特征参数,结果表明:5cm与3m针-板间隙流注起始时延、暗期持续时间、场强跃升幅值相近,且光功率跃升幅值均与场强跃升幅值呈正相关的关系,长、短间隙在初始流注和暗期阶段呈现一定相似性;另外,5cm间隙的特征参数方差均小于3m间隙,短间隙下的放电随机性较小。本文获得的5cm和3m间隙距离下放电发展过程特征参数及各特征参量变化规律,为后期长、短间隙放电特性的电磁学仿真提供了准确的计算参数。

    • 风机叶片引下线断裂故障检测与定位方法

      2021, 21(18):7564-7569.

      摘要 (180) HTML (0) PDF 3.65 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:风机叶片引下线出现断裂故障,将直接威胁风机的安全运行,然而当前关于叶片引下线断裂故障的检测与定位研究较少。为此,本文选取2.5MW真机叶片引下线,并考虑其分支结构,以注入脉冲法为故障检测和定位手段,搭建了叶片引下线断裂故障仿真模型和实验平台,从仿真和实验角度开展叶片引下线断裂故障检测与定位方法研究。研究结果表明,含分支结构的叶片引下线发生断裂故障时,仅凭故障波形难以实现故障检测与定位,可通过对故障波形与无故障波形作差找到故障反射波,依据故障反射波完成叶片引下线断裂故障的检测与定位。本文方法具有较强的可行性和有效性,为当前风电场诊断叶片引下线断裂故障提供了新思路。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 基于独立分量分析的盲解码接收算法

      2021, 21(18):7570-7575.

      摘要 (177) HTML (0) PDF 1.79 M (147) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决广义频分复用(generalized frequency division multiplex,GFDM)系统接入信号中现有快速傅里叶变换(fast fourier transform,FFT)解码算法需要先进行同步的缺点,通过独立分量方法研究了异步情况下基于独立分量分析(independent component analysis,ICA)的解码算法。该算法可以在未知传输延时和载波偏移的非同步情况下,对多用户GFDM系统信号进行盲分离和解码,降低了定时和频偏估计误差对解码性能的影响,同时不需要去除循环前缀,增加了接收信号的能量,提高了解码性能。理论分析和仿真结果表明:在平稳信道环境下,随着循环前缀的长度增加,基于ICA的解码算法相比于传统的FFT解码算法至少获得约2dB的性能增益。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 鲸鱼优化算法及断路器触头弹簧小型化设计

      2021, 21(18):7576-7583.

      摘要 (189) HTML (0) PDF 4.13 M (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了克服低压断路器体积大、分断性能差等缺陷,结合弹簧约束条件构建触头弹簧小型化数学模型,并提出一种改进的鲸鱼优化算法(CA-WOA)进行优化求解,即在标准鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA) 的基础上,结合云模型与自适应权重策略改进鲸鱼优化算法,引入云模型加强算法的全局与局部搜索能力,避免陷入局部极值;再引入自适应权重策略,提高算法的收敛速度与精度;通过经典测试函数仿真和对比分析,表明其改进算法具有更好的性能。进而,采用改进的鲸鱼优化算法对所构建的触头弹簧数学模型进行迭代寻优,实验结果表明其改进算法能够有效地减小触头弹簧质量与体积,实现低压断路器小型化目标。

    • 基于多标签分类的高血压合并症预测模型

      2021, 21(18):7584-7590.

      摘要 (223) HTML (0) PDF 2.40 M (134) 评论 (0) 收藏

      摘要:合并症预测是典型的多标签分类问题,有效利用标签之间的相关性是提高多标签分类模型精度的关键。针对该问题提出了高血压患者常见合并症的预测模型AR-MLKNN (multi-label k-nearest neighbor based on association rules),首先从不同语义空间的临床概念中构建了患者特征表示,然后通过疾病标签关联信息量化合并症并发关系,并基于样本K邻域内标签的概率分布以后验概率的方式计算样本对每个疾病标签的隶属概率。利用合并症并发关系和疾病标签隶属概率映射形成合并症风险矩阵,基于合并症风险值,根据最小化分类损失的原则动态调整分类阈值以获取最优分类结果。实验结果表明该模型可以对高血压合并症进行较为准确的预测,F1 -score达到82%,相较于常规的ML-KNN(multi-label k-nearest neighbor)模型提高了8%,在临床辅助决策领域具有一定的应用价值。

    • 基于变磁力单元的磁力控制方法及数值研究

      2021, 21(18):7591-7596.

      摘要 (181) HTML (0) PDF 3.17 M (122) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高永磁吸附式管外壁爬行机器人运行过程中的吸附力稳定性,解决吸附能力与运动灵活性之间的矛盾,对变磁力吸附单元结构进行了研究。通过建立变磁力吸附单元有限元模型,并分析圆柱磁体的旋转角度和衔铁气隙距离对磁吸附力的影响,应用MATLAB拟合出磁力控制函数的数学模型。运用此数学模型控制伺服电机,使任意气隙间距下都反馈出相应的伺服电机旋转角度,进而控制磁吸附力大小,保证机器人爬行过程中磁吸附力的稳定。通过测量实验,表明此磁力控制方法可行有效。

    • 移动机器人同时定位与建图室内导航地图研究

      2021, 21(18):7597-7603.

      摘要 (191) HTML (0) PDF 2.64 M (150) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前视觉SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)生成的点云地图不能满足路径规划和导航的需要,提出一种室内移动机器人的导航地图制备方法。首先,通过SLAM估计相机位姿,后端优化后生成室内场景的三维点云地图;其次,根据地面移动机器人的运动约束及结构特点分情况讨论,推导点云相对于地面的二维坐标,同时对点云进行地面与障碍的分离、截取与筛选;最后,根据栅格占据状况有序构建出导航地图。实验结果表明,基于点云坐标的障碍物截取准确度高于地面拟合截取方法,所建地图精度与完整度均高于传统方法。室内移动机器人能基于该地图进行路径规划与导航。

    • 基于有界干扰Hammerstein 模型的化工过程的预测控制

      2021, 21(18):7604-7610.

      摘要 (230) HTML (0) PDF 1.94 M (157) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了控制一类由Hammerstein模型描述的含有输入约束和有界干扰的非线性化工过程,提出一种鲁棒预测控制策略。该策略分为两步,第一步考虑系统状态不可测的情况,对无约束受干扰的线性模型采用鲁棒输出反馈预测控制方法计算中间变量,其中为了处理干扰,采用二次有界技术设计出能够在线更新的估计误差集合的方法使得系统有界收敛。第二步通过中间变量求解非线性代数方程和采用解饱和的方法得到满足约束的实际控制输入。为了验证方法的有效性,对聚丙烯牌号切换过程进行控制仿真。结果表明,应用本文的控制策略,不仅能够保证优化问题的递推可行性也能保证闭环系统的鲁棒稳定性。

    • 一种解决群进化算法参数设置问题的最优向量法

      2021, 21(18):7611-7621.

      摘要 (265) HTML (0) PDF 1.83 M (147) 评论 (0) 收藏

      摘要:群进化算法是智能计算领域研究的核心内容,而算法中数值型参数的设置是影响算法搜索效率的重要因素,因此设计解决参数设置问题的方法也是群进化算法研究的重要内容。目前解决参数设置问题的常规统计方法是根据算法搜索的部分结果组成有限样本数据,依据统计最优值个数大小的判定结果来确定最优参数预设值。常规统计方法在有些测试样本数据中很难确定唯一的最优参数预设值。为了解决常规统计方法的缺点,提出了一种最优向量法,该方法可以将任意形式有限样本数据转换为向量,依据向量计算的判定规则进行最优参数预设值的确定。通过实验结果分析,依据获取的有限样本数据通过最优向量法找到最优参数值,采用该参数值的群进化算法搜索效率相对最优,从而验证了最优向量法的有效性。

    • 一种面向功能安全的新型软件测试方法

      2021, 21(18):7622-7626.

      摘要 (228) HTML (0) PDF 3.26 M (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着人们对汽车功能安全的关注,ISO26262成为汽车电控系统开发的重要标准。在汽车电控系统中,微控制器的应用软件对各种故障的容忍度是重要的安全指标。当应用软件设计完成后,对故障容忍的测试是至关重要的。选用AURIX系列TC397芯片作为芯片原型,引入Virtualizer 开发套件(VDK)虚拟建模工具,搭建真实的软件运行环境,对基于TC397开发的应用软件在软硬件集成的层面上进行故障注入测试,利用故障注入的方法,查看基于TC397开发的系统软件行为及配置是否正确,验证了ASIL-D目标下的软件安全机制的诊断覆盖率。为芯片级别软硬件集成测试提供了方法。

    • 双透射率成像模型与Retinex 融合的水下图像清晰化

      2021, 21(18):7627-7634.

      摘要 (179) HTML (0) PDF 6.99 M (145) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对水下图像出现的颜色失真、对比度低、雾化现象等问题,提出双透射率成像模型与Retinex融合的水下图像清晰化方法。首先,采用基于改进双透射率成像模型的复原算法,用以解决图像雾化以及亮度失衡;其次,在带色彩恢复的多尺度Retinex增强算法中引入引导滤波,解决图像色偏问题;此外,引用自动色彩增强算法,有效提升对比度;最后,将三个输入图像与结合对比度、显著性、饱和性得到的对应权重图采用多尺度融合框架得到清晰化水下图像。实验结果表明,与现有新颖算法相比,所提方法可以最大程度地将多种单一算法的优势有效结合起来,水下图像质量评价指标UCIQE均值高于各比较算法6.03%且SURF特征匹配点明显提升,算法能在保留图像细节的同时有效校正色偏现象、提升图像对比度及清晰度,更符合人眼的视觉效果。

    • 基于训练模型改进的语音问句信息抽取方法

      2021, 21(18):7635-7641.

      摘要 (193) HTML (0) PDF 1.71 M (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步提高客户语音问句实体信息抽取的准确性,增强智能问答系统知识图谱中信息抽取技术的整体效果。本文首先对语义标注进行优化,随后在BiLSTM-CRF(Bidirectional Long Short-Term Memory Conditional Random Filed)基础上加入BERT(Bidirectional Encoder Representation from Transformers)模型对句子进行实体抽取学习。在具体实验中,以语音问句事件文本为数据来源,对其进行语义标注和实体抽取实验。结果表明,在语义标注优化的基础上同时加入BERT改进模型,信息抽取结果均高于BiLSTM-CRF方法,且改进模型的调和平均值达到 91.53%,即可为增强事件实体信息抽取提供实践意义。

    • 融合双边滤波算子的多相水平集图像分割算法

      2021, 21(18):7642-7648.

      摘要 (215) HTML (0) PDF 2.82 M (136) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于乳腺肿瘤超声图像的边界模糊,且灰度异质现象较严重,准确分割出肿瘤区域是一项具有挑战性的工作。针对传统的Chan-Vese模型和局部二值拟合模型(local binary fitting)的分割缺陷,本文在乳腺肿瘤超声图像的全局和局部能量信息的基础上,结合双边滤波算子,提出一种全局和局部二值拟合模型的多相水平集分割算法。首先,将双边滤波算子作为乳腺肿瘤超声图像的核函数;然后,根据变分法求解表征超声图像结构信息的能量泛函,得到对应的梯度矢量方程;随后,引入多相水平集函数实现病灶区域的多区域细化分割;最后,对乳腺超声图像数据集的分割实验。结果发现:经过与医生手动标记的肿瘤区域进行对比,分割准确度为94.51%。可见,该模型的准确度较高、误判率较低、鲁棒性较强。

    • 基于高斯金字塔与双边滤波的隐藏目标检测

      2021, 21(18):7649-7656.

      摘要 (196) HTML (0) PDF 4.52 M (131) 评论 (0) 收藏

      摘要:隐藏目标通常处于视觉静止状态,其存在的微小运动不易被发现。当视频中存在隐藏目标时,其微小运动很难被检测到。针对该问题,提出一种将高斯金字塔算法和快速双边滤波相结合的隐藏目标微小运动检测方法,首先对视频图像的序列做多尺度的空间分解,然后对采样数据图进行滤波去噪,再经过视频重建后利用帧差法获取差分图像。实验结果表明,该方法与帧差法等相比,检测速度达到56.76帧/秒,帧差结果图的相似度最低,对隐藏目标的检测效果最显著,能在保证检测性能的同时提高检测速度。

    • 目标板反射对图像法测量能见度的误差分析

      2021, 21(18):7657-7662.

      摘要 (163) HTML (0) PDF 3.03 M (188) 评论 (0) 收藏

      摘要:大气能见度对航空、航海、路上交通、军事活动等有重要的影响。图像法测量能见度是新兴的一种方法,常用的目标物由于本身颜色和表面存在反射使得能见度测量存在一定误差。针对人工目标黑板表面存在反射影响能见度探测精度的问题,通过选取不同基线长度与固定的天空背景亮度,分析人工目标板固有视亮度比在存在不同误差时对能见度测量误差的影响,为日后对人工目标板进行结构改进奠定理论基础,以冀提高利用图像法测量大气能见度的精度。

    • >TQ化学工业
    • 不同加湿模式下甲烷湍流燃烧特性数值模拟

      2021, 21(18):7663-7671.

      摘要 (292) HTML (0) PDF 4.92 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究了水蒸气对甲烷燃烧的影响,基于简化的24步甲烷气相反应动力学机理,通过数值模拟的方法研究了在助燃空气和燃料中分别添加同体积的水蒸气对甲烷同轴湍流扩散火焰流场、组分浓度分布及污染物生成的影响,重点分析了中间产物OH基团对燃烧温度、污染物生成的影响。结果表明:添加水蒸气后,两种加湿方式下整体燃烧室温度均降低,燃料预混水蒸气燃烧方式下降低幅度较大;该模式下对控制污染物排放效果优于空气预混水蒸气,最后基于燃烧稳定性和控制污染物排放确定了一种最优的蒸汽燃料预混比例为71.4%CH4/28.6%H2O。

    • 不同煤阶煤热解气化特性及机理研究

      2021, 21(18):7672-7677.

      摘要 (243) HTML (0) PDF 2.91 M (161) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究煤阶形态差异对煤质分级利用的影响,采用热重-质谱联用仪对京隆褐煤、准东煤和阳泉无烟煤进行热解和气化实验,并采用扫描电镜、拉曼光谱仪探究煤焦微观形貌变化。研究结果表明,煤热解可分为3个阶段:水分析出和吸附气体释放、大量挥发分析出、二次脱气;随着煤化程度的升高,热解过程逸出H2、CH4等气体的释放峰向高温处移动,且热稳定性阳泉无烟煤>准东煤>京隆褐煤。对煤焦的气化活性评价表明,气化活性随反应温度的增大而升高;且随着煤化程度的增加,煤焦表面杂乱程度降低以及不定型结构和含氧官能团数量减少,这些表面微观结构的变化导致了高阶焦炭反应活性的降低。此外,本文还探索了煤热解和气化反应机理。

    • >TU建筑科学
    • 考虑共同避让行为的门诊大厅多向行人仿真

      2021, 21(18):7678-7684.

      摘要 (199) HTML (0) PDF 2.94 M (134) 评论 (0) 收藏

      摘要:医院门诊大厅建筑面积大、服务功能多,导致多向行人冲突频繁发生,影响行人服务感受,在大厅的空间规划、设计及管理时应充分考虑行人的多向冲突特性。实地调研发现,医院门诊大厅行人聚集区域的共同避让行为主要受行人通视、两共同避让行人间步行方向夹角及二者间距影响。本文基于社会力模型原理,结合共同避让行为影响因素,引入共同避让时行人间吸引力,建立门诊大厅多向行人共同避让行为仿真模型。以某中医院门诊大厅为例,通过共同避让行为特征和行人流参数对比,验证了仿真模型的真实性,据此研究不同门诊大厅空间布局对行人走行质量的影响,得到现状服务人流量及门诊大厅面积下,门诊大厅行人聚集区域长宽比以1:0.1~1:0.6为宜的结论。该模型可对医院门诊大厅等行人多向冲突频繁空间进行定量分析,为该类空间规划、设计及管理提供理论支持及方法依据。

    • 双 U 形金属阻尼器抗震性能优化分析

      2021, 21(18):7685-7694.

      摘要 (188) HTML (0) PDF 11.25 M (196) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决双U形金属阻尼器应力集中及初始刚度较低的问题,提出了两组增设不同形式钢板的优化方案。首先介绍了U形钢板的力学性能,设计了3个参数不同的U形钢板并进行了模拟验证。进而对两组模型进行有限元模拟分析,研究不同优化方案对双U形金属阻尼器滞回性能、刚度退化、耗能能力及应力发展的影响。结果表明:优化后的阻尼器具有良好的滞回耗能能力,应力分布得到有效改善,初始刚度明显提高。尤其以增设大矩形钢板优化的阻尼器在分阶段屈服方面性能更为突出,参数设计更加灵活。

    • 考虑温度影响的集成凸窗结构力学性能分析

      2021, 21(18):7695-7701.

      摘要 (200) HTML (0) PDF 9.43 M (152) 评论 (0) 收藏

      摘要:夹心保温墙板集成凸窗结构广泛应用于预制装配式建筑结构中,在环境温度作用下,夹心保温墙板由于不锈钢连接件的存在,导致线膨胀系数不同的两种材质即连接件和混凝土协同变形,使凸窗结构内产生内力。利用有限元软件ABAQUS对某典型尺寸的预制夹心保温墙板集成凸窗结构进行重力荷载及温度作用下内力分析,得到了中间保温层温度变化梯度及连接件处应力分布情况,分析了考虑温度影响的凸窗结构力学性能。分析结果表明,在室内外温差较大时,夹心保温墙板连接件的应力均小于材料屈服强度,附近混凝土拉应力均小于对应强度设计值,凸窗整体结构不会出现明显损伤。

    • 改良微生物诱导碳酸钙沉淀技术加固粉性土力学性能

      2021, 21(18):7702-7710.

      摘要 (208) HTML (0) PDF 7.53 M (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:MICP技术是近年来在国内兴起的一项多学科交叉的技术,工程技术人员将它引入到土木工程中,使得土体各项性能得以改良;黄河中下游的粉性土水稳定性差,毛细水作用大,干燥时强度高但潮湿时强度显著下降,利用MICP技术加固粉性土值得研究。本文以粉性土为研究对象,首先研究了不同糯米浆浓度下土样的力学性能,以最优糯米浆浓度作为改良材料对MICP技术进行改良;其次控制胶菌质量比为2:1,研究了不同胶结液浓度下MICP技术的产碳酸钙量以及Ca2+转化率,得出MICP技术的最佳配比,结合最优糯米浆浓度形成改良MICP技术;最后研究了素土、MICP加固土、改良MICP加固土土样养护7天后的力学性能。研究表明:土样最优糯米浆浓度为3%,此时土体无侧限抗压强度与内摩擦角达到最大;MICP技术最佳配比为2:1胶菌质量比、0.5M胶结液浓度,此时产碳酸钙量最多且Ca2+转化率在80%以上,添加3%糯米浆浓度的改良MICP技术Ca2+转化率在90%以上,比MICP技术高出10个百分点;通过土的直接快剪试验和无侧限抗压强度试验,MICP加固土的黏聚力提高了约30%,内摩擦角变化不大,改良MICP加固土的黏聚力提高了约50%,内摩擦角提高了约17%。

    • 基于地震损伤次生火灾概率研究

      2021, 21(18):7711-7716.

      摘要 (207) HTML (0) PDF 1.62 M (138) 评论 (0) 收藏

      摘要:地震的发生会破坏原有的自然平衡和社会稳定,易引起一系列二次破坏,这种破坏在空间上和时间上可能比地震本身更具危害性,其中,火灾是建筑物主要面临的地震次生灾害之一。云南大学新校区地处昆明市呈贡区,位于小江断裂带和普渡河断裂带之间[1],属地震多发区,且学校内部建有化学实验室和食堂,地震发生后极易引发次生火灾。为了研究校园区域地震次生火灾的发生率,本文通过Matlab程序调用SAP2000对一幢RC框架结构进行非线性时程分析,基于Park-Ang双参数损伤模型求解结构在不同强度等级地震作用下的损伤D值,并结合实地调研构建适用于不同使用功能建筑的次生火灾起火概率模型,为云南大学震后火灾救援工作和基于性能的抗震防火设计提供参考。

    • 基于修正摩尔库伦模型的深基坑变形数值分析

      2021, 21(18):7717-7723.

      摘要 (224) HTML (0) PDF 3.74 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究深基坑变形数值分析中模型参数的重要性,运用MIDAS-GTS/NX有限元分析软件,分别采用摩尔库伦模型(MC)、参考应力不变的修正摩尔库伦模型(MMC)以及参考应力随基坑深度变化的修正摩尔库伦模型(MMC),进行排桩支护变形和地表沉降的数值模拟,并与实际监测结果进行对比分析,结果表明:(1)在地表沉降预测上,摩尔库伦模型(MC)预测沉降值与实测值相差较大,预测沉降影响距离是实测沉降影响距离的2倍左右;(2)在排桩水平位移预测上,MC模型预测位移完全大于实测位移,且发生最大水平位移处排桩深度与实际深度不符;(3)MMC模型预测值与实测值相差不大,且两者位移规律曲线较为吻合。因此不同参考应力下的MMC本构模型比单一参考应力下的MMC本构模型预测变形更加精确,故使用不同参考应力下的MMC本构模型进行基坑开挖变形预测更具参考价值。

    • 干湿循环下万州侏罗系泥岩残积土的环剪试验

      2021, 21(18):7724-7730.

      摘要 (192) HTML (0) PDF 3.88 M (154) 评论 (0) 收藏

      摘要:对取自万州区侏罗系库岸某泥岩残积土,分别进行5次、13次和21次干湿循环后得到3组重塑样,利用大型环剪仪开展固结不排水剪切和自然排水残余剪切试验。试验结果表明:(1)随着干湿循环次数的增加,饱和泥岩残积土在不排水剪切过程中更易产生较高的超孔隙水压力,不排水残余强度因干湿循环而劣化。(2)随着干湿循环次数的增加,饱和泥岩残积土的有效残余黏聚力急剧增大,有效残余内摩擦角则显著减小,残余强度变由粒间黏聚力基本控制。(3)泥岩残积土的残余强度具有显著的剪切速率相关性,且在较小的速率范围内具有“负速率效应”,而在较大的速率范围内则有强烈的“正速率效应”。随着干湿循环次数的增加,残余强度表现出强“正速率效应”的起始速率将减小。研究结果对三峡库区侏罗系岸坡在季节性降雨和周期性库水位变动下的稳定性评价具有一定的参考价值。

    • 考虑横向约束作用的锚杆锚固参数优化

      2021, 21(18):7731-7738.

      摘要 (200) HTML (0) PDF 3.80 M (144) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究锚杆不同锚固参数对顺层岩质边坡稳定性的影响,基于综合考虑锚杆轴向作用力和横向作用力的锚杆数值模型,嵌入离散元软件UDEC中的LOCAL REINFORCE单元,针对某顺层岩质边坡,分析了锚杆长度、锚固角、锚杆间距和布设方式对边坡稳定性的影响,并基于正交试验提出了锚固优化方案。结果表明:锚杆存在有效长度,在有效长度内,锚杆长度和边坡安全系数存在线性关系;锚杆存在最优锚固角,且锚杆长度越大,最优锚固角越小;锚杆间距越大,边坡安全系数越小,且安全系数下降速率随间距的增大逐步减小;以边坡安全系数和锚杆用量为评价指标,通过正交试验对等长支护锚固参数进行了优化设计,得出了较佳的两个锚固试验方案;各锚固参数对边坡稳定性影响由大到小分别为:锚杆间距、锚杆长度、锚固角;锚杆布设方式对边坡稳定性的提升由大到小分别为:由长到短型、等长布置型、由短到长型。在考虑锚杆布设方式时,应使锚杆穿越的岩层与边坡位移情况相匹配。

    • 轻骨料纤维喷射混凝土动态力学特性试验

      2021, 21(18):7739-7745.

      摘要 (193) HTML (0) PDF 5.39 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高轻骨料喷射混凝土喷层支护承受动态抗压强度能力,以普通C20喷射混凝土配比为基准,将3种不同掺量的陶粒与聚丙烯纤维进行组合,配制出了9组轻骨料纤维喷射混凝土(Lightweight Aggregate Fiber Shotcrete,LAFS),进行了一维SHPB冲击及SEM扫描电镜试验,同时借助Matlab数值计算软件,拟合出陶粒-聚丙烯纤维掺量与LAFS动态抗压强度预测模型。研究表明:陶粒掺量与聚丙烯纤维掺量对LAFS动态抗压强度的影响是交互的,同陶粒掺量下,不同的聚丙烯纤维掺量,对LAFS动态压缩性能有很大差异,反之亦然;混凝土基体中均匀分布的陶粒与乱向分布的聚丙烯纤维网,与混凝土基体共同受力,使得LAFS应力-应变曲线屈服平台明显、韧性增强;本试验条件下陶粒与聚丙烯纤维掺量较好的组合为:49.81 kg/m3+0.91kg/m3、99.67kg/m3+1.82kg/m3。拟合得到的LAFS动态抗压强度模型与本文研究成果可为LAFS推广及配合比确定起到参考。

    • >U交通运输
    • 高峰期轨道交通廊道出行均衡模型及算法

      2021, 21(18):7746-7751.

      摘要 (252) HTML (0) PDF 2.16 M (165) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了指导城市轨道交通运营、规划及管理,在考虑轨道车厢内拥挤和早到与晚到成本的情况下,通过建立轨道交通廊道中的出行动态均衡模型,研究了模型算法以及出行时间价值对乘客出行分布的影响。如果乘客通过权衡拥挤成本与延误成本,选择最佳轨道班次使得个人出行总成本最小,那么会达到出行成本的用户均衡状态。首次基于Frank-Wolfe算法迭代计算轨道交通廊道中用户出行时间分布均衡解。结果表明,均衡状态时,不同讫点的乘客连续分布在不同班次之间,人数分别在各自误时成本最小的车次上达到峰值;晚到成本增大到一定程度时,没有乘客选择晚到的班次;减少单位早到误时成本时,乘客只权衡拥挤成本来选择班次。本文的研究不仅对轨道交通管理有一定理论意义,也对个人出行选择行为有一定的实践指导意义。

    • 路用调温低温相变微胶囊制备及性能

      2021, 21(18):7752-7761.

      摘要 (202) HTML (0) PDF 9.66 M (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:以三聚氰胺-尿素-甲醛树脂为壁材,十四烷为芯材,采用原位聚合法制备出可以在低温条件下进行储能和放热的相变微胶囊,并以其为改性剂制备相变沥青新材料。采用扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪(FT-IR)、差示扫描量热计(DSC),研究了不同芯壁比、合成温度以及乳化转速对微胶囊形貌、粒径、热稳定性的潜热的影响。通过DSC和动态剪切流变试验仪(DSR)研究了相变沥青性能。结果表明芯壁比为1:1,搅拌温度75℃,乳化搅拌速率为3000rpm时,微胶囊性能最佳,相变潜热达119J/g。相变微胶囊在相变沥青中能够保持结构完整,不会对沥青的路用性能造成严重影响。

    • 基于金属磁记忆的钢结构焊缝疲劳试验

      2021, 21(18):7762-7769.

      摘要 (156) HTML (0) PDF 4.12 M (141) 评论 (0) 收藏

      摘要:金属磁记忆检测技术已经在对接焊缝疲劳损伤检测方面有了诸多研究成果,但是目前的研究主要集中于对接焊缝的拉压疲劳,与实际结构中焊缝的弯拉疲劳过程之间存在差异。为此,本文开展了含对接焊缝的工字钢梁疲劳试验,旨在真实地模拟实际工程中对接焊缝的疲劳开裂过程,揭示疲劳过程中磁信号的变化规律。试验结果表明:焊缝的初始焊接状态对于磁信号分布曲线的变化趋势有一定的影响,对于同一焊缝,当其初始磁信号曲线分布趋势相似时,其峰值及谷值随疲劳周次的变化趋势基本一致;研究发现,磁信号分布曲线的突变可以表征宏观疲劳裂纹出现,但是在疲劳稳定阶段,磁信号法向分量对于疲劳损伤的累计更加敏感;经过标准化处理后的矢量合成磁场平均值特征曲线可以表征焊缝疲劳的变化过程,捕捉到疲劳裂纹萌生的广义时间节点,从而对宏观疲劳裂纹的出现起到预警作用。

    • 隧道横断面精细分区下系统锚杆布设最优组合

      2021, 21(18):7770-7776.

      摘要 (170) HTML (0) PDF 4.06 M (130) 评论 (0) 收藏

      摘要:在解决工程类比法与现场施工匹配不足的问题上,系统锚杆设计与优化在工程实际中产生分歧与矛盾。为提高隧道初期支护系统锚杆优化精细程度,本文依托江玉高速香树坳隧道,基于数值模拟对系统锚杆进行分区研究,明晰横断面各区域系统锚杆参数敏感性差异。研究结果表明:系统锚杆长度、直径、环向间距、纵向间距为围岩变形的主要影响因素;系统锚杆对围岩变形敏感性排序依次为环向间距、纵向间距、直径和长度;改变系统锚杆参数对围岩应力应变极值影响较大,而对应力应变分布特征影响可忽略;优化系统锚杆参数对其自身受荷特征改善大于其他构件,最大改善效果可达其他构件的3.17倍。研究结果可为同类工程提供参考。

    • 富水泥岩大断面隧道开挖面稳定性及加固方式

      2021, 21(18):7777-7783.

      摘要 (225) HTML (0) PDF 3.47 M (205) 评论 (0) 收藏

      摘要:富水泥岩隧道开挖过程中开挖面易失稳。以巴东隧道穿越富水紫红泥岩段为工程背景,基于岩土控制变形分析及现场调查将开挖面稳定性评价为“C类稳定形态”,提出超前帷幕注浆结合超前管棚的预加固措施。基于离散元方法构建泥岩隧道开挖模型,分析开挖面失稳过程及前方围岩变形破坏特征。结果表明:开挖面失稳过程呈现“挤出变形-局部塌落-明显溜塌”的渐进破坏特性。发生溜塌后,开挖面前方拱部径向4.5m,纵向15m范围松动区发育,孔(裂)隙率由0.1增至0.186;隧底出现相应范围的隆起区,颗粒接触力链分布稀疏,从宏细观层面进一步说明富水泥岩段开挖面前方失稳性强。考虑以上围岩扰动范围,提出了超前帷幕注浆参数,经现场应用,开挖面前方围岩加固效果良好,有效保证了大断面隧道施工安全,可为类似富水泥岩隧道设计、施工参考。

    • >V航空、航天
    • 飞行学员注视方式对团队情境意识的影响

      2021, 21(18):7784-7789.

      摘要 (205) HTML (0) PDF 1.36 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析不同着陆场景下飞行学员的注视方式对团队情境意识与着陆绩效的影响,模拟正常着陆和单发失效着陆两种场景,以飞行学员关注外景或仪表的注视点占比反映其注视方式,以被试的个体情境意识与共享心智模型反映其团队情境意识,分析飞行学员的注视方式与团队情境意识的相关性,并进一步分析其对着陆绩效的影响。结果表明,飞行学员的注视点占比与其团队情境意识存在显著的正相关关系,正常着陆场景下对外景注视较多会获得较高的团队情境意识;单发失效场景下对内外景平均分配注视点会获得较高的团队情境意识;团队情境意识与着陆绩效存在显著的正相关关系。因此,在着陆阶段飞行学员可以采取合理的注视方式以增强其团队情境意识,进而提高着陆绩效。

    • 基于模拟机的空中交通管制复杂度预测模型

      2021, 21(18):7790-7796.

      摘要 (211) HTML (0) PDF 4.66 M (152) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改进管制工作负荷预测方法在探究主、客观量映射关系方面的局限性,提出了一种空中交通管制复杂度预测模型。定义空中交通管制复杂度为管制员工作负荷与其阈值之比;组织一线管制员及资深专家进行多组模拟机实验,获取其对各实验场景下管制复杂度的主观定性评估,利用MATLAB处理得到相应场景下的复杂因子;通过BP(back propagation)神经网络对样本数据进行非线性拟合。拟合模型的平均绝对误差为0.025,预测偏离程度为3.75%。研究表明该模型能够较准确地反映空中交通管制复杂度(主观量)与各复杂因子(客观量)之间的映射关系,为空域规划与管理提供科学理论支持。

    • >X环境科学、安全科学
    • 土壤-玉米重金属富集迁移特征及秸秆还田

      2021, 21(18):7797-7805.

      摘要 (230) HTML (0) PDF 2.78 M (157) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对重金属的富集与迁移特征的研究多集中在受污染的土壤区域,对未被污染区域重金属富集与迁移特征的研究相对较少。为了研究未被污染区域重金属富集与迁移特征,选取青州市南张楼村为研究区域,研究区是典型的平原村落,区域内无地表水系,以种植玉米、小麦、胡萝卜等农产品为主,远离城区与工业园区,是较为理想的研究场所。通过采集南张楼村根系土-玉米系统(根、下茎、中茎、上茎、叶、籽实)配套样品32套,应用电感耦合等离子体质谱法、X射线荧光光谱法、原子荧光光谱法等测定配套样品各部分中的重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Pb、Zn、Cu、Ni的含量,结合统计学方法与生物系数法,研究了重金属元素在土壤-玉米中的富集与迁移特征。分析研究发现,重金属在玉米植株各部位中的含量存在差异,从小到大依次为根、茎、叶、籽实;Cu、Zn、Cd在玉米茎中的富集表现出了明显的顶端聚集,而Pb、Cr、Ni、As的富集则表现出了明显的底端聚集;玉米植株根中Pb、Cr、Ni、As聚集明显,茎中Cu、Cd聚集明显,叶中Hg的聚集明显,籽实中Zn聚集明显,说明不同重金属元素在玉米成长过程中的迁移存在差异;由于重金属元素在玉米植株各部位的富集程度不同,因此在秸秆还田过程中可以考虑部分还田方案。

    • 西宁市特大滑坡监测预警示范

      2021, 21(18):7806-7813.

      摘要 (239) HTML (0) PDF 8.21 M (186) 评论 (0) 收藏

      摘要:滑坡是西宁市主要的地质灾害类型,对当地人民群众生命财产安全危害严重,传统的监测方法以人工巡查为主,无法做到监测数据实时传输,远不能满足新形势下地质灾害防治工作的需求。本文以张家湾特大型滑坡为研究对象,实施了雨量、地表位移、裂缝位移及深部位移监测,率先在西宁市开展了滑坡实时自动化专业监测,通过对获取的监测数据分析,建成西宁市特大型滑坡监测预警示范工程,为实时掌握地质灾害变形规律、险情预报、灾害防治及政府防灾减灾决策提供技术支撑。

    • 基于多级反渗透的页岩气压裂返排液处理技术

      2021, 21(18):7814-7819.

      摘要 (210) HTML (0) PDF 1.37 M (150) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对页岩气压裂返排液处理过程中常规反渗透膜脱盐难以满足高总溶解性固体含量(Total Dissolved Solids,简称TDS)需要,结晶蒸发存在换热器结垢,而氧化处理不能实现脱盐效果等问题和页岩气压裂返排液急需处理的现状,分析了川南页岩气压裂返排液的水质,并以水质软化与絮凝沉降、多级过滤为预处理工艺,高、低压反渗透膜串联为深度处理工艺,形成了一种基于多级反渗透脱盐的页岩气压裂返排液处理技术。返排液预处理后的硬度降至120 mg/L,TSS降至7~20 mg/L;利用SRO膜与RO膜串联,依靠其导流盘设置的大量凸点,使滤液形成湍流,避免膜堵塞,实现了TDS达6×104 mg/L的返排液脱盐处理。该技术在长宁页岩气区块开展了现场试验,结果表明:TDS为2×104~6×104 mg/L的返排液采用该技术进行处理后,清水产率达56.5%~81.36%,清水的TSS、氯化物含量、COD、氨氮等指标均达到GB8978-1996和DB51/190-93的一级指标要求,实现了页岩气压裂返排液的减量化外排处理。

    • 阳极修饰对微生物燃料电池性能的影响

      2021, 21(18):7820-7826.

      摘要 (205) HTML (0) PDF 2.52 M (161) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究利用PW12/rGO复合材料负载于碳布表面制得PW12/rGO修饰阳极并构建单室空气阴极微生物燃料电池(MFC),考察PW12/rGO修饰阳极对MFC产电和高氯酸盐(ClO4-)还原性能的影响,并通过对阳极表面形态及其电化学特性的分析,探讨PW12/rGO修饰阳极改善MFC产电性能的机理。结果表明,当ClO4-浓度为700 mg.L-1时,PW12/rGO修饰阳极MFC的最大输出电压和ClO4-平均去除速率分别为200.18 mV和1.15 kg.m-3.d-1,分别是空白阳极MFC的4.4倍和1.06倍;扫描电镜(SEM)表征显示,PW12/rGO修饰阳极表面附着的微生物量远高于空白阳极;Tafel曲线、循环伏安曲线(CV)和交流阻抗谱(EIS)测试表明,PW12/rGO修饰阳极较空白阳极具有更高的交换电流密度、CV电活性面积以及更低的电荷转移电阻。PW12/rGO修饰阳极提高了阳极电子产量和电子传递速率,进而改善了MFC的产电性能。

    • 桂西拜耳法赤泥静态淋溶碱释放影响因素试验

      2021, 21(18):7827-7836.

      摘要 (199) HTML (0) PDF 4.24 M (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究桂西拜耳法赤泥碱溶出影响规律,利用静态淋溶试验分析了赤泥中碱赋存的状态及含量,通过改变pH、固液比、粒径大小、环境温度、是否搅动等条件,研究赤泥中的碱释放随时间变化释放的规律并采用正交分析法分析赤泥中碱释放主要影响因素。结果表明:赤泥中的可溶性碱占总碱的30.04%,主要以氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠等的可溶性碱为主;溶液中初始溶液pH、固液比、溶液温度对赤泥中碱释放影响较大,是否搅动、赤泥粒径的影响较小。影响赤泥溶液中碱浓度及碱溶出率的因素依次为液固比、环境温度、pH。研究结论可为桂西拜耳法赤泥对周边环境效应影响、水洗脱碱、碱回收等提供必要科学依据。

    • 加热对餐厨垃圾生物干化能效及氮损失的影响

      2021, 21(18):7837-7844.

      摘要 (228) HTML (0) PDF 2.54 M (179) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对餐厨垃圾生物干化处理周期长、脱水效率低的问题,本研究基于外源辅助加热的生物干化机,比较不同加热温度(加热板设置温度)/加热时间(分别记为CK、JR 55-30、JR 75-30、JR 95-30、JR 105-20、JR 105-30、JR 105-40、JR 115-30)对餐厨垃圾生物干化过程系统脱水能效及氮素损失的影响。结果表明:(1)CK、JR 75-30和JR 105-30的单位质量水分去除能耗较低,分别为0.58、1.24和1.34 kw.h.kg-1,其余处理在1.42 ~ 1.61 kw.h.kg-1之间;(2)JR 105-30 、JR105-40、JR 115-30的水分去除效率较高,别为84.22%、92.27%、84.77%;其余处理均在26.86%~76.82%之间;(3)加热温度越高、加热时间越长,总氮(TN)和铵态氮损失率越大,8个处理的TN损失了6.16% ~ 22.03%,铵态氮减少了19.15% ~ 60.87%。Pearson相关性分析结果表明TN、铵态氮与含水率(MC)呈现显著正相关(p<0.05),与电导率(EC)呈现显著负相关(p<0.05)。JR 105-40处理的单位质量水分去除能耗为1.52 kw.h.kg-1,比CK(0.58 kw.h.kg-1)高0.94 kw.h.kg-1;水分去除效率为92.27%,比CK(26.86%)高65.41%;TN损失了19.49%,比CK(6.16%)多损失了13.33%;铵态氮损失了57.45%,比CK(19.15%)多损失了38.30%。在保障快速干化效率的基础上,建议采用JR 105-40对餐厨垃圾进行生物干化;4d内可以使餐厨垃圾含水率下降到28.56%。本研究为餐厨垃圾快速生物干化处理外源加热温度/时间的选择提供了参考。

当期目录


年第卷第

文章目录

过刊浏览

年份

刊期

点击排行

引用排行

下载排行

×
亟待确认的版面费信息
向全国科技工作者致敬!要追就追这样的星!