• 2021年第21卷第33期文章目次
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    • >Q生物科学
    • 真菌绿原酸的生物合成途径解析及调控策略

      2021, 21(33):14029-14039.

      摘要 (949) HTML (0) PDF 3.05 M (762) 评论 (0) 收藏

      摘要:绿原酸具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒等生物学功能。为提高真菌中绿原酸的生物合成量,实现真菌的提质增效,本文综合分析植物与真菌绿原酸的生物合成过程及其异同,绘制了绿原酸的生物合成途径;比较目前提高绿原酸合成量的方法,发现逆环境胁迫是积累绿原酸的关键。在培养真菌的过程中,可通过UV-B处理、增加光照强度、适当的光照时长、蓝光照射、低温胁迫、干旱胁迫等物理处理来调控其生长代谢,或者施加外源激素或转录因子刺激绿原酸生物合成途径中关键调节酶的过量表达,如苯丙氨酸解氨酶(PAL)、4-香豆酰辅酶A连接酶(4CL)、莽草酸/奎宁酸羟基肉桂酰基转移酶(HCT)及羟基化肉桂酰转移酶(C3H)等,这些酶的过表达可增加绿原酸生物合成途径的流通量,进而提高真菌中绿原酸的含量。

    • >U交通运输
    • 钢渣体积膨胀行为及改性方法研究进展

      2021, 21(33):14040-14048.

      摘要 (938) HTML (0) PDF 3.44 M (1157) 评论 (0) 收藏

      摘要:钢渣集料物理力学性能与天然碎石相似,然而钢渣集料体积稳定性较差,遇水易发生膨胀,严重制约其在道路工程中的应用。本文首先综述了钢渣集料的物理力学性能和化学组成;分析了诱发钢渣集料体积膨胀的主要因素;介绍了当下抑制钢渣集料体积膨胀的改性方法并总结其优缺点;提出采用钢渣表面改性的方法可增强钢渣表面疏水能力,消除钢渣遇水发生反应的前提条件。由于不同地区钢渣化学成分差异明显,钢渣改性处理工艺相对复杂,应深入研究钢渣表面改性方法,同时兼顾低成本有机改性剂的制备及循环利用,真正实现“低成本,高利用”的目的。

    • >X环境科学、安全科学
    • 抗生素菌渣中活性物质的提取及应用现状

      2021, 21(33):14049-14055.

      摘要 (519) HTML (0) PDF 2.03 M (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:抗生素菌渣作为制药行业生产中产生的危险废物,已经严重制约了我国制药行业的发展。为对其进行综合利用,寻找一种新型、环境友好的处理方法成为整个抗生素行业面临的重要课题。综述了近几年运用物理、化学和生物法等方法从菌渣中提取蛋白质、壳聚糖和麦角固醇等活性物质的工艺研究进展,分析了各提取工艺的优劣以及这些活性物质的应用现状。最后通过结合抗生素菌渣的特性,分析了从抗生素菌渣中提取活性物质的问题,并对其解决方案进行了展望。

    • >O6化学
    • 酮肟钾盐与18-冠醚-6在有机溶剂中的配位反应与消毒性能的关系

      2021, 21(33):14056-14061.

      摘要 (466) HTML (0) PDF 2.72 M (456) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究酮肟钾盐与18-冠醚-6在有机溶剂中的配位反应过程,从而阐明配合物的稳定常数与配方消毒性能的内在联系,采用电导法研究了25℃条件下2,3-丁二酮单肟钾(KBDO)和丙酮肟钾盐(K-DMKO)与18-冠醚-6分别在四乙二醇二甲醚、N-甲基吡咯烷酮、乙醇和乙腈中的配位反应,计算了1:1配合物的稳定常数和摩尔电导率。研究结果表明,在这四种溶剂中,KBDO与18-冠醚-6配合物的稳定常数大小分布为:乙醇>四乙二醇二甲醚>乙腈>N-甲基吡咯烷酮;K-DMKO与18-冠醚-6配合物的稳定常数大小顺序为:乙醇>N-甲基吡咯烷酮>乙腈>四乙二醇二甲醚。2种配合物在4种不同主溶剂中形成的消毒剂配方,对芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(2-CEES)的消毒反应动力学基本符合一级反应动力学规律。酮肟盐消毒剂配方消毒速率不仅与配合物在溶液中的稳定常数大小有关,还与配合物在溶剂中的溶解度有关,是以上两种主要影响因素共同作用的结果。

    • >P天文学、地球科学
    • 洞庭湖生态经济区城乡建设用地演变特征及驱动因素

      2021, 21(33):14062-14073.

      摘要 (509) HTML (0) PDF 13.40 M (1591) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究城乡建设用地演变特征及其驱动因素对促进国土空间可持续发展具有重要意义。现有研究在政策量化方面往往只关注限制城镇扩张的约束政策,而较少考虑引导城镇发展的驱动政策,且多集中于整体尺度,对区域内部每个单元的差异考虑不足。研究以洞庭湖生态经济区为例,探究其2000—2020年土地利用类型转移、景观格局演变,借助回归分析和景观扩张指数探究全域和县(市、区)级建设用地演变的主要驱动因素并定量化政策因素对建设用地扩张的驱动作用。结果表明:2000—2020年洞庭湖生态经济区耕地和建设用地景观结构变化明显,建设用地的增长主要以占用耕地为主,其年变化率由1.968%提高到1.973%;景观格局分析表明,建设用地景观优势逐步增强,耕地和林地的破碎化程度上升,水域分布更加集中,整体景观趋向于离散化和复杂化;全域尺度上,社会经济因素对建设用地演变的驱动作用较为明显,每单位距乡镇中心距离增加将使建设用地扩张机会减少到原来的0.615倍,各斑块以邻接扩张式为主,扩张中心小幅南移。县(市、区)尺度上,社会经济、自然与政策因素均表现出地区差异性,交通运输用地显著增加,建设用地增长以交通建设为主。研究结果有助于洞庭湖生态经济区实现“共抓大保护、不搞大开发”目标,为优化国土空间开发保护格局提供引导依据。

    • 基于不足气象要素时间序列的小时界限值提取

      2021, 21(33):14074-14080.

      摘要 (459) HTML (0) PDF 7.91 M (376) 评论 (0) 收藏

      摘要:气象要素质量控制中,往往是以全球或全国历史极值、气象站历史极值或季节性极值作为界限值检查标准,该方法在时间尺度上具有广泛性和粗糙性。为了使气象站气象要素界限值检查标准具有唯一性和精细性,将时间尺度缩至以小时为单位,利用全国1942个气象站2019年和2020年每小时气象数据,基于Python语言实现了一套确定每小时界限值的概率统计算法。由于时间尺度小,所以在相邻时刻,该界限值确定方法适用于具有规律性的气象要素(气温、气压和相对湿度)。经过样本统计,气温、气压和相对湿度的每小时界限值与其实际变化规律一致,证明了该算法的有效性,为后续质量控制界限值检查步骤的实施打下坚实基础。

    • 永登县苦水镇潜在地质灾害时空分布特征及易发性与危险性分区评价

      2021, 21(33):14081-14092.

      摘要 (511) HTML (0) PDF 17.15 M (852) 评论 (0) 收藏

      摘要:以永登县苦水镇为研究对象,充分利用已有资料和野外实地勘察对苦水镇地质灾害的类型、地质条件、发育特征、时空分布规律等进行系统分析。明确了滑坡和不稳定斜坡均为土质斜坡,主要沿东侧黄土丘陵区第一斜坡带成带状分布,具有明显的雨季效应。基于苦水镇地质背景条件,以斜坡作为基本评价单元,分别选取滑坡和不稳定斜坡各自的指标评价因子对其易发性进行分区和评价,进而以易发性分析结果对危险性进行分区评价。结果表明:苦水镇地质灾害易发性可划分为高、中、低及非易发4个分区,面积分别为0.16km2、0.01km2、0.03km2、1.37km2;地质灾害危险性可划分为高、中、低及极低危险4个分区,面积分别为0.118km2、0.035km2、0.031km2、1.386km2。易发性与危险性分区结果与野外实地调查情况相吻合,能够较好地反映区内地质灾害发育的总体特征,这对苦水镇地质危害的预测预警具有一定的指导意义,为甘肃省城镇地区滑坡地质灾害评价和防治提供借鉴。

    • >R医药、卫生
    • 新医改背景下公立医院运营成本精准管控体系构建

      2021, 21(33):14093-14097.

      摘要 (340) HTML (0) PDF 3.50 M (527) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的:针对公立医院运营成本在管理和控制过程中受到经济全球化的影响,存在效率和精准度低的问题,为此提出了新医改背景下公立医院运营成本精准管控体系构建研究。方法:在新医改背景下,通过公立医院运行成本信息,健全了公立医院运营成本管控的组织结构,并对公立医院运营成本管控组织结构进行了优化,结合公立医院运营成本管控规范的优化设计,优化了公立医院运营成本精准管控策略,基于公立医院生产的标准成本和资源的标准消耗量的计算,制定了公立医院运营成本标准。结果:通过消除外部经营环境的影响,优化调整了公立医院生产的标准成本和资源的标准消耗量,制定了公立医院产品标准成本,最后通过完善公立医院运营成本的组织结构,实现了公立医院运营成本精准管控体系的构建。结论:实验结果表明,新医改背景下公立医院运营成本精准管控体系在管控效率和精准度方面,都具有更好的管控性能。

    • >S农业科学
    • 禾谷炭疽菌中候选G蛋白偶联受体蛋白理化性质及遗传关系分析

      2021, 21(33):14098-14105.

      摘要 (307) HTML (0) PDF 21.63 M (1759) 评论 (0) 收藏

      摘要:GPCR是G蛋白偶联受体的简称,作为一类具有七跨膜螺旋结构的重要细胞表面受体,对生物中细胞信号转导过程发挥着重要作用。然而,对于禾谷炭疽菌候选GPCR蛋白的理化性质及遗传关系尚不清楚,制约着对该菌致病机制的研究。本研究基于对禾谷炭疽菌中220个候选GPCR蛋白序列,利用SignalP 5.1、ProtParam和ProtScal等在线预测程序对上述蛋白中的信号肽、理化性质、疏水性进行明确,结果表明,禾谷炭疽菌中仅有7个含有信号肽的候选GPCR蛋白,理论等电点主要集中在大于6.01,多属于中性或碱性蛋白,均为疏水性蛋白,同时利用MEGA软件对上述蛋白的遗传关系进行解析,明确候选GPCR蛋白主要分为A、B、C三类,上述类别与其保守结构域有着密切关系。该研究为进一步开展禾谷炭疽菌GPCR蛋白功能解析提供了重要的理论支撑,也为其他炭疽菌中GPCR蛋白功能研究提供了重要的理论基础。

    • >TB一般工业技术
    • 高速公路路堑风雪流灾害预测模型与应用

      2021, 21(33):14106-14111.

      摘要 (502) HTML (0) PDF 8.50 M (574) 评论 (0) 收藏

      摘要:山区高速公路在风雪天气极易出现风雪流灾害,造成雪阻路断,影响正常通行。复杂的地形和路基断面往往是引导风雪流流向和雪粒沉积的关键因素,尤其路堑形式下,路面积雪更为严重。本文针对全路堑、迎风半路堑和背风半路堑三种路堑形式,对风雪流流场进行了数值模拟,分析流场的分布规律和雪害致灾机理。选定路面积雪范围为目标函数, 以山体相对高度、路基与山体横向距离、路堑深度、路堑坡度及风速为主要影响因素,对大量案例进行了正交试验和回归分析,获得了路堑积雪的预测模型。该模型经过了显著性检验,可反应各因素对路面积雪影响程度的大小, 并能体现各因素对路面积雪的耦合作用。最后,结合具体工程实例,对所建立的模型进行了应用与验证分析,发现预测模型与数值模拟结果误差不超过5%,验证了模型的有效性和实用性。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 基于空间相关性不同组构干热岩裂隙发育

      2021, 21(33):14112-14119.

      摘要 (387) HTML (0) PDF 11.60 M (1713) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于以往对干热岩开发的研究,不难发现其主要赋存介质为花岗岩,而此类岩石的组构分布与裂隙发育关系对其开采能效有较大影响。鉴于此,针对花岗岩组构分布与裂隙发育规律的考虑。利用空间相关性函数构建出不同组构的花岗岩表面图像,然后利用离散元数值软件针对图像组构进行建模,结合多种室内试验对数值模型参数进行校准,并进行抗拉强度试验,将裂隙发育情况采用分形维数对进行分析。结果表明:(1)空间相关函数随机场随着其参数的变化能够有效表征岩石内部组构变化情况;(2)随着花岗岩试件组构分布的变化,试件的强度也随之变化;(3)裂隙发育的分形结果表明,矿物组构的不同导致破坏过程中破裂点数目和破裂点发育状态不同,从而对试件的强度产生影响。进而影响干热岩开发的工艺和热交换效率。

    • >TE石油、天然气工业
    • 基于赫巴模式的页岩气水平井岩屑床清除工具安放间距

      2021, 21(33):14120-14126.

      摘要 (415) HTML (0) PDF 2.65 M (445) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩屑床清除工具可有效地解决页岩气水平井岩屑沉积的问题,安放间距是岩屑床清除工具的重要设计参数,与钻井液性能相关。建立了基于赫巴模式的页岩气水平井岩屑床清除工具安放间距计算模型;对影响安放间距的参数(岩屑颗粒直径、稠度系数、流型指数、屈服值、钻井液密度、钻井液排量)进行了敏感性分析。结论表明:在满足井眼清洁的条件下应尽量增大安放间距;岩屑颗粒直径减小,钻井液稠度系数、流性指数、屈服值、密度和排量增加,有助于增大岩屑床清除工具安放间距。

    • 考虑启动压力梯度的断块油藏CO2/N2复合气体吞吐注采参数优化

      2021, 21(33):14127-14132.

      摘要 (434) HTML (0) PDF 4.63 M (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:冀东油田高12断块油藏砂体规模小、渗透率较低、难以建立有效驱替关系,注入压力高,注水困难,水驱开发效果较差,但油藏温度和压力较高,适宜通过注气来提高油藏采收率。低渗油藏普遍存在启动压力梯度,对实际油藏开发造成影响,针对高12断块油藏,建立高12断块注气开发的三维地质模型,在室内启动压力梯度实验的基础上,得到启动压力梯度与渗透率的公式,在数值模拟软件考虑启动压力梯度与渗透率的变化关系。但长期注入CO2导致的管线腐蚀问题日益突出,N2作为良好的增能气体,将二者结合形成复合气体进行吞吐,可缓解对管线的损害。利用数值模拟方法,进行了衰竭阶段单井产量、段塞比、转注时机、注入量、焖井时间、注气阶段采油速度优化。最终得到该区块最优吞吐注采参数:衰竭阶段单井产量为15m3/d;段塞比为7:3;转注时机为衰竭阶段的日产油速度降为4m3/d时;注入量为60 000 m3;焖井时间为15天;注气阶段采油速度为25m3/d,为高12断块油藏提高采收率提供了方法技术借鉴。

    • 气藏压裂水平井温度剖面物理模拟实验研究

      2021, 21(33):14133-14138.

      摘要 (394) HTML (0) PDF 5.90 M (1726) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对气藏压裂水平井各级裂缝参数差异较大所导致的温度剖面无规律、产出剖面解释困难等问题。设计了一套基于分布式光纤测温(DTS)的水平井物理模拟实验装置,开展了温度剖面物理模拟实验研究,探究了裂缝导流能力对温度剖面的影响规律。实验结果表明:随着裂缝导流能力的增大,产量增大,温度剖面整体下降,裂缝位置处的温降与对应裂缝的导流能力基本呈正相关;气藏储层渗透率增大时,温度剖面整体下降;据此还提出了一种基于DTS温度剖面实验数据实现快速定位、识别高产裂缝的方法,本文研究为实现基于DTS的气藏压裂水平井裂缝诊断及产出剖面解释提供实验依据。

    • 超低渗油田蓄能重复压裂增能机理

      2021, 21(33):14139-14146.

      摘要 (502) HTML (0) PDF 11.08 M (715) 评论 (0) 收藏

      摘要:鄂尔多斯盆地华庆超低渗油藏地层压力系数低,老井长期生产后近井区域地层能量亏空严重,制约了重复压裂转向裂缝的扩展,造成油井稳产时间短。蓄能重复压裂能有效补充地层能量,但压裂增能机理不明,地层压力提升幅度和规律不清。本文在分析地质和开发特征基础上,通过地质油藏精细建模和油藏数值模拟,研究了闷井期间井底压力演化、裂缝和基质内压力传播规律,以及注入量和闷井时间等因素对蓄能效果和产量的影响,从微观角度揭示了关井期间压裂增能机理,为现场“压裂—增能—驱油”工艺优化提供理论指导。

    • 伊拉克S油田碳酸盐岩油藏裂缝封堵

      2021, 21(33):14147-14152.

      摘要 (368) HTML (0) PDF 8.84 M (460) 评论 (0) 收藏

      摘要:伊拉克S油田主力开发层系为中高孔、中低渗的孔隙-裂缝型碳酸盐岩油藏,酸化压裂是该碳酸盐岩储层改造的主要技术手段之一。由于储层裂缝溶洞发育,非均质强,酸液滤失量大,作用距离有限,需要结合裂缝暂堵技术,实现对非均质储层的均匀改造。根据该油田储层地质油藏资料,对裂缝尺寸进行分析,并将储层裂缝划分为微缝和常规缝。实验通过巴西劈裂,对储层标准岩心进行劈裂造缝,模拟了真实粗糙微缝(0.03 mm、0.05 mm、0.08 mm),然后采用3D打印岩板模拟了常规粗糙裂缝(1 mm、2 mm、3 mm),最后将粉末、纤维、颗粒合理配比作为暂堵剂对裂缝进行封堵,优选了裂缝封堵配方。实验结果表明:针对微缝,纤维和粉末均能有效封堵裂缝,纤维相比粉末更易封堵微缝,封堵后承压均超过30 MPa;针对常规缝,采用纤维或纤维与颗粒组合可有效堵裂缝,封堵后承压均超过30 MPa。通过裂缝封堵实验,探索了碳酸盐岩缝内封堵规律,优选了暂堵剂配方,可为现场裂缝封堵施工提供理论依据。

    • >TH机械、仪表工业
    • 超大伸缩比机械臂结构设计及其刚度优化方法

      2021, 21(33):14153-14158.

      摘要 (455) HTML (0) PDF 4.56 M (747) 评论 (0) 收藏

      摘要:定期清理灰库内壁板结干灰已成为保障火电厂机组安全运营的重要措施。针对现有灰库清理机器人普遍存在的清理区间局限、整机刚度不足等突出问题,通过引入基于绳排的同步伸缩驱动机构,融合轻量化高刚度的多节箱式臂体及柔性周向回转关节,创新设计出一款基于超大伸缩比机械臂的灰库全域面清理机器人。在此基础上,通过深入力学分析建立伸缩臂力学模型并提出刚度条件。利用迭代法对伸缩臂截面参数进行优化,获得不同情况下最优截面参数。仿真实验表明经刚度优化后的伸缩臂整体刚度良好,满足灰库清理机器人长期作业要求。

    • >TK能源与动力工程
    • 不同结构超细粉尘颗粒凝并器凝并性能

      2021, 21(33):14159-14164.

      摘要 (349) HTML (0) PDF 7.78 M (502) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评价30000 m3/h烟气量(相当于10 t/h燃煤工业锅炉)凝并器性能,比较不同结构凝并器在不同入口含尘气流速度下的凝并效果,本文采用ANSYS Fluent流体仿真软件对两种结构凝并器进行性能对比仿真模拟,结果表明:1. 改进后的凝并片更适合于将超细粉尘(纳米级和次微米级)凝并为细颗粒(微米级),可有效填补电除尘器对次微米颗粒捕集效率低的缺陷;2. 随着速度的降低,凝并器阻力下降明显,入口速度5 m/s时的凝并器阻力不超过500 Pa,两者为正相关关系;与15 m/s入口速度相比,入口速度5 m/s时的粗颗粒凝并率降低不到10%;1 μm以下超细颗粒凝并率随速度降低而升高,最高凝并率达90%。可见,凝并片布置形式对凝并器性能影响较为显著,合理的结构形式对性能提升具有促进作用。

    • >TM电工技术
    • 基于随机矩阵理论和改进粒子群优化-深度置信网络的无功优化

      2021, 21(33):14165-14172.

      摘要 (442) HTML (0) PDF 7.18 M (586) 评论 (0) 收藏

      摘要:配电网无功优化是使电网能安全稳定运行的重要问题,本文将深度学习应用于配电网无功优化上,提出基于改进的粒子群优化 (Particle swarm optimization, PSO)深度置信网络(Deep Belief Networks,DBN)模型的配电网无功优化方法。首先,利用随机矩阵理论将配电网运行过程中产生的环境以及电气数据构造五种随机矩阵,每种矩阵构建8种特征指标,共提取40种特征指标;其次,以随机矩阵理论所提取的各特征指标为输入,以变压器分接头档位和节点的无功补偿容量作为输出,利用改进的PSO优化DBN网络的初始权重,建立PSO-DBN模型,学习各特征指标输入与变压器分接头档位以及节点无功补偿这两种控制策略之间的关系,得出相应的无功优化策略。最后,以改进的IEEE33节点系统作为算例仿真对象,验证了所提方法可降低网损和减少电压波动。

    • 基于数据融合的高效可靠智能电网通信技术

      2021, 21(33):14173-14180.

      摘要 (364) HTML (0) PDF 4.95 M (427) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着智能电网的大规模部署,传感器等终端设备将会大量增加。面对随之产生的海量数据,高效可靠的通信方式成为新时代智能电网研究的热点。针对智能配电网中通信网络复杂、工作环比较混乱、通信点多的问题,本文提出了基于数据融合的新型融合组网方案。首先,采用边缘计算和有线无线相结合的新型融合组网方式,提高了组网融合的性能;然后结合了基于最佳权重分配的数据融合算法解决了数据冗余的问题,降低了能耗。最后通过理论分析和实验仿真验证了本文基于数据融合的新型融合组网方案的有效性,在性能上与传统加权算法对比更加优越。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 众包室内定位系统中基于多维尺度变换的接收信号强度平滑理论

      2021, 21(33):14181-14187.

      摘要 (344) HTML (0) PDF 7.98 M (387) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于WLAN指纹的定位方法具有成本低、可用性好等优点,近年来越来越受到人们的关注。为了实现室内定位系统的快速部署,通常采用众包技术替代传统部署方法。在离线阶段建立radio map时,由于利用众包技术采集的RSS数据量大大减少,使得RSS数据中的噪声和采集误差无法得到有效抑制,造成建立的radio map精度较低,定位误差增大。针对该问题,本文提出了一种基于多维尺度变换(Multidimensional Scaling, MDS)算法的RSS平滑理论。利用相邻位置RSS数据之间的相关性,在每个位置推断出一个最优RSS值,从而实现抑制噪声和消除采集误差的作用,最终得到更平滑的radio map,提高定位精度。实验结果表明,采用MDS方法达到了预期的目标。基于WLAN指纹的定位方法具有成本低、可用性好等优点,近年来越来越受到人们的关注。为了实现室内定位系统的快速部署,通常采用众包技术替代传统部署方法。在离线阶段建立radio map时,由于利用众包技术采集的RSS数据量大大减少,使得RSS数据中的噪声和采集误差无法得到有效抑制,造成建立的radio map精度较低,定位误差增大。针对该问题,本文提出了一种基于多维尺度变换(Multidimensional Scaling, MDS)算法的RSS平滑理论。利用相邻位置RSS数据之间的相关性,在每个位置推断出一个最优RSS值,从而实现抑制噪声和消除采集误差的作用,最终得到更平滑的radio map,提高定位精度。实验结果表明,采用MDS方法达到了预期的目标。基于WLAN指纹的定位方法具有成本低、可用性好等优点,近年来越来越受到人们的关注。为了实现室内定位系统的快速部署,通常采用众包技术替代传统部署方法。在离线阶段建立radio map时,由于利用众包技术采集的RSS数据量大大减少,使得RSS数据中的噪声和采集误差无法得到有效抑制,造成建立的radio map精度较低,定位误差增大。针对该问题,本文提出了一种基于多维尺度变换(Multidimensional Scaling, MDS)算法的RSS平滑理论。利用相邻位置RSS数据之间的相关性,在每个位置推断出一个最优RSS值,从而实现抑制噪声和消除采集误差的作用,最终得到更平滑的radio map,提高定位精度。实验结果表明,采用MDS方法达到了预期的目标。

    • 基于深度学习的Wi-Fi信号编码参数盲识别

      2021, 21(33):14188-14192.

      摘要 (308) HTML (0) PDF 3.13 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:通信链路层特征盲识别是智能通信和通信对抗领域关键技术。为提高基于IEEE 802.11协议的无线(局域)网/无线保真(wireless fidelity,Wi-Fi)信号的编码参数盲识别精度,提出了一种基于深度学习的低密度奇偶校验码(low density parity check code,LDPC)编码参数盲识别算法,可准确盲识别信道编码算法的信息位码长和码率。算法以解调后的比特流为训练数据集,搭建多层深度神经网络模型,经过多次调参和迁移训练,最终得到了能够准确预测编码参数的网络模型。实验结果表明,该网络模型能够在高达10%误码条件下得到优于91%的编码参数盲预测率,在无误码的条件下,编码参数盲预测准确度高达95.32%,为智能通信和通信对抗的研究提供了一定参考价值。

    • 基于散射电场的地面背景下风电机叶片回波模拟

      2021, 21(33):14193-14199.

      摘要 (367) HTML (0) PDF 7.09 M (474) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确模拟风电机雷达回波信号并分析其多普勒特征,对解决风电场对雷达台站的无源干扰问题具有重要意义。针对传统地面背景下的风电机回波算法的假设缺陷,本文提出了一种基于散射电场的地面背景下风电机叶片回波模拟方法。根据多径效应,明确了雷达信号在风电机叶片与地面之间的四种传播路径,基于镜像等效原理,将风电机叶片与地面之间的耦合路径,等效成了风电机叶片在自由空间中的双站散射路径。以Vestas-V82型风电机为算例,对地面背景下的风电机叶片时域回波和时频域回波进行模拟,并与传统方法进行对比分析,结果表明本文方法能更准确的模拟出地面背景下风电机叶片回波,为风电机雷达回波信号的识别与杂波抑制提供理论参考。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 面向局部定点区域的微型气象监测系统设计与试验研究

      2021, 21(33):14200-14208.

      摘要 (406) HTML (0) PDF 7.97 M (441) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大型气象监测站成本高、覆盖范围有限、灵活性差的问题,设计了一套面向局部定点区域的智能化微型气象监测系统。首先,基于树莓派Raspberry Pi 4B平台开发了一套微型气象数据采集装置,可实现多种气象参数的实时采集与传输。然后,基于Qt开发了一款服务端软件,实现了针对前端采集气象数据的接收、存储、管理和可视化显示。前端采集系统实现了多种气象信息的综合检测,且系统功能可靠稳定;服务端系统实现的大数据管理和图形化显示,增强了系统可读性和实用性。该系统不仅能为气象数据的联合分析提供可靠数据源,也为业界开发相关商业产品提供了借鉴思路。

    • 基于离散时空网络的多自动引导车路径规划问题

      2021, 21(33):14209-14219.

      摘要 (441) HTML (0) PDF 5.38 M (597) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多AGV(automatic guided vehicle)在仓储物流搬运系统中的巷道拥堵问题,提出一种规避拥堵的系统优化策略,将产生的AGV拣货路径作为约束生成后续AGV运行轨迹。对仓库相邻节点赋予时间链接,构建时空网络地图,在此环境建立基于离散时空网络的考虑拥堵的路径优化模型,并设计了时空网络与SA(simulated annealing)相结合的全局优化算法ST-SA(space time simulated annealing) 以求解该模型,通过仿真实验对模型及算法的有效性进行验证。实验结果表明:系统优化策略可以对AGV路径规划过程进行控制与优化,ST-SA能够很快搜索到合理、高效的AGV拣货路径方案,缩短AGV在巷道的作业时间,避免了多AGV在智能仓储系统中的碰撞及拥堵。

    • 基于变步长最小均方误差自适应滤波器的变压器机器鱼避障时延仿真

      2021, 21(33):14220-14226.

      摘要 (288) HTML (0) PDF 9.14 M (708) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决变压器机器鱼避障过程中时延信息难以准确估计的问题,提出一种基于变步长LMS(最小均方误差)自适应滤波器的时延估计方法。不同于传统的互相关时延估计算法,变步长LMS自适应滤波器算法不需要信号和噪声的统计先验知识,具有更好的适用性。算法根据最小均方误差准则和最速下降法对滤波器的输出和权系数向量进行自适应调节,迭代过程中采用变步长代替传统的固定步长提高了收敛速度,然后对权系数向量进行Sinc函数插值获得时延估计结果。仿真分析了不同信噪比条件的时延估计性能,并且与传统互相关算法进行了比较,结果表明所提算法相对于传统互相关算法具有更好的抗噪性和更明显的时延估计峰值。

    • 基于Moreau包络与迭代重加权策略的图像深度恢复

      2021, 21(33):14227-14237.

      摘要 (305) HTML (0) PDF 11.11 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决现有的深度恢复方法存在的局限性,提出了一种基于Moreau包络与迭代重加权策略的图像深度恢复方法。提出了一种基于Moreau包络的非凸惩罚函数,提高了模型的先验稀疏性,同时保持了模型的凸性,并对算法的收敛性进行了分析。然后引入了一种迭代重加权算法处理颜色不一致问题。此外,还提出了一种加速算法将深度观测矩阵转换到傅里叶域进行快速处理时的非均匀下采样问题。最后数据集实验结果表明,该方法能够处理各种类型的深度退化,在恢复精度和运行时间方面都取得了良好的效果。

    • 复杂场景下自适应视频前景提取算法

      2021, 21(33):14238-14244.

      摘要 (363) HTML (0) PDF 6.26 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前基于背景建模的前景提取算法在复杂场景中误检率高以及鬼影融入背景模型慢等问题,提出一种复杂场景下自适应视频前景提取算法。在前景检测阶段,利用背景模型中样本之间最小欧式距离的均值衡量背景动态波动程度,自适应调整像素点的半径阈值,从而抑制在光线变化,树叶晃动等场景中产生的拖影和噪声点;在更新背景模型阶段,根据物体的运动速度自适应选择一次更新背景模型中样本个数,加快因首帧存在运动目标和物体运动状态变更而产生的鬼影融入背景模型。实验表明,相比其他代表性算法,改进算法在加快鬼影融入背景模型和抑制背景动态干扰方面均有较好的表现,且提升了准确率、召回率,降低了假正率。

    • 基于改进卷积神经网络的非合作无人机检测应用

      2021, 21(33):14245-14250.

      摘要 (487) HTML (0) PDF 6.10 M (491) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对“黑飞”无人机侵犯公民隐私、危害个人及公共安全,现有的无人机检测算法难以平衡检测速度和精度且对小目标的检测精度较低等不足,本文在YOLOv3的基础上进行改进,提出MS-Net (Multi-Scale Object Detection Network) 对低空中的无人机进行快速高效地检测,为实现后续的防护压制提供依据。针对锚点框,通过 K-means聚类方法得出更准确预测目标区域的位置。在特征提取部分,使用SSP (Spatial Pyramid Pooling) 提取更丰富的特征信息,提升分类精度。在检测部分,提出ESE (Enhanced Sequeeze and Excitation) 通道注意力机制在基本不影响检测速度的同时实现更加精确的多尺度目标检测。实验结果表明:该方法在由无人机、风筝、鸟等组成的数据集上的检测速度为51FPS,平均准确率(mean average precision, mAP)为91.39%,比 YOLOv3 网络提高了6.42%;特别地,在无人机目标上的平均精度(average precision, AP)提升了7.42%。

    • 多特征融合的道路场景语义分割算法

      2021, 21(33):14251-14257.

      摘要 (420) HTML (0) PDF 6.21 M (1296) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升道路场景语义分割的性能以及实际应用性,本文将传统的图像处理算法与深度学习技术相结合,提出了一种多特征融合的轻量级道路场景语义分割网络模型。该模型首先利用颜色空间转化、图像均衡化、边缘检测等算法来对图像多种特征信息进行增强;其次,以深度可分离卷积为基本单元搭建高效率特征提取结构,对特征增强后的图像进行信息融合和提取,并结合跳层上采样操作完成初步分割;最后,引入边缘检测支路来对分割图像的目标边界信息进行细化,保障网络高精度分割。通过实验结果表明,所提网络在分割精度、计算效率上得到了较好的平衡,同时,在实际变电站道路场景应用中,该网络也能实现高效语义分割,为巡检机器人提供有效的道路信息。

    • 基于适应度继承的航空发电机比例-积分-微分参数优化算法

      2021, 21(33):14258-14265.

      摘要 (372) HTML (0) PDF 12.07 M (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:三级无刷交流发电机系统运行过程复杂,很难用明确的数学公式进行表达,其PID参数的优化过程需要用模型的运行结果(而不是简单数学公式计算)来确定,这就导致传统的优化算法因仿真过程时间过长而不可行。针对该问题,提出了一种基于适应度继承的遗传算法。该算法首先将PID参数定义为种群内的个体,将上升时间及调节时间组合定义为优化目标,接着在寻优过程中将种群聚类为P个子类,对子类中精英个体利用航空发电机仿真模型运行结果进行适应度计算,对非精英个体利用日志分析器进行适应度估计,最后利用适应度值来对种群内个体进行下一轮循环的选择、交叉、变异等操作,从而实现了估计值与精确值的结合、提高了利用仿真工具进行PID参数优化的效率。仿真分析表明,在保证寻优质量的前提下,提出的基于适应度继承的遗传算法能显著缩短寻优时间,为航空发电机系统仿真设计提供了有效的研究手段和参考依据。

    • 面向工控联网设备的安全管理技术

      2021, 21(33):14266-14272.

      摘要 (334) HTML (0) PDF 5.13 M (603) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对工业控制系统中智能化、网络化设备存在的漏洞威胁,展开面向工业控制联网设备的安全管理关键技术研究。联网设备类型的识别是后续获取设备详细信息和漏洞管理的关键,针对无法准确识别人机接口问题,提出一种结合通信长度和周期性特征的设备识别方法;此外,考虑工控漏洞库规模逐步扩大,提出一种多级索引信息匹配的漏洞检索方法。最后,本文结合联网设备的网络特性、业务特点及安全需求,设计一套适用于工业控制联网设备的安全管理系统。实验结果表明本文所提方法在设备类型识别准确性与漏洞检索方面性能有明显改善。

    • 基于多轨延迟-多普勒图的海面目标定位模糊去除

      2021, 21(33):14273-14280.

      摘要 (279) HTML (0) PDF 10.79 M (723) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着导航反射信号技术在海洋遥感领域的发展,利用星载延迟-多普勒图(Delay-Doppler Map, DDM)进行海面目标探测成为如今热门研究问题。但由于DDM上相同时延和多普勒点对应的空间区域具有不唯一性,导致出现真假目标定位模糊的问题。本文利用多颗卫星下不同镜反射点(Specular Point, SP)对应的DDM联合处理去除假目标。首先计算出目标相对各自SP的距离,然后以某个SP为原点将所有目标全部统一到一个坐标系内,通过真目标聚集来去除假目标;最后通过经纬度与距离关系求得目标最终地理位置。采用Cyclone GNSS(CYGNSS)星座的DDM数据开展验证实验,结果表明:利用多星轨迹DDM的海面目标探测时,真目标会聚集,假目标会分散;计算的目标最终位置与同时间段下“南海四号”钻井平台工作地点变化规律一致,误差小于1.5km,表明本文方法能有效解决海面目标定位模糊问题。

    • >TU建筑科学
    • 基于内聚力模型的钢筋混凝土梁断裂模拟

      2021, 21(33):14281-14286.

      摘要 (409) HTML (0) PDF 6.43 M (538) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对钢筋混凝土梁裂纹扩展问题,本文介绍了一种内聚力模型的方法来模拟钢筋混凝土梁在静态条件下的断裂行为。利用Python开发的计算机程序,通过在有限元模型中插入内聚力单元,并分别对三点弯曲素混凝土梁的Ι型断裂失效模式和L型混凝土板混合断裂失效模式进行模拟,验证了内聚力模型在素混凝土结构中的适用性。在此基础上展开对四点弯曲的钢筋混凝土梁断裂过程模拟,通过分析钢筋混凝土梁的裂纹扩展过程和荷载—挠度曲线,并与文献中的试验结果进行比对,计算结果与试验结果吻合较好。可见该方法适合于钢筋混凝土梁的断裂失效模拟。

    • 过焊孔对H型钢柱梁节点受力性能的影响

      2021, 21(33):14287-14296.

      摘要 (455) HTML (0) PDF 7.98 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对过焊孔对柱梁节点受力性能影响的相关研究较少,通过试验和有限元分析,研究过焊孔对T形柱梁节点各组成部分的力学性能的影响。结果如下:增大节点域的强度,不利于构件的变形性能,但可以提高构件的最大承载力。柱梁节点处过焊孔影响分析模型(analysis model,AM)的梁弯矩荷载分布。在梁柱节点的梁端部位,因过焊孔应力易集中,梁腹板弯矩荷载偏大。在梁端轴向0~80 mm范围内,梁腹板弯矩荷载相对小,其中,梁端轴向接近35 mm处的梁腹板弯矩荷载最小。在梁端轴向0~80 mm范围内,梁翼缘弯矩荷载相对大,这是由于受过焊孔影响引起的梁腹板承载能力递减、过焊孔周围应力易集中及外荷载作用不变等原因导致的;且梁腹板承担的荷载越小,梁端轴向对应处的梁翼缘承担的荷载越大。节点域强度变化与AM模型的梁端腹板承担的剪力荷载呈正相关,节点域强度越小,梁端腹板承担的剪力荷载也越小。

    • 网架结构螺栓球节点中M39高强度螺栓变幅疲劳性能试验

      2021, 21(33):14297-14303.

      摘要 (341) HTML (0) PDF 6.75 M (425) 评论 (0) 收藏

      摘要:螺栓球网架结构在悬挂吊车循环荷载作用下,节点处高强度螺栓易发生疲劳破坏。本文利用MTS疲劳试验机完成了7组M39高强度螺栓在轴向拉伸应力循环下的变幅疲劳试验,通过对疲劳断口的形貌分析,揭示了变幅疲劳的破坏特征,基于miner线性累计损伤法则对试验数据进行折算,得到对应的等效常幅应力,经拟合绘制了变幅疲劳破坏的S-N曲线并给出表达式,最后将此次变幅疲劳数据和已有的M39高强度螺栓常幅疲劳对比,证明了变幅疲劳破坏寿命可以等效成常幅疲劳问题来分析计算。本次变幅疲劳试验结果所得的应力循环次数达200万次时对应的容许应力幅为现行规范中的1.45倍。

    • 油菜籽壳加筋黄土劈裂抗拉特性

      2021, 21(33):14304-14309.

      摘要 (321) HTML (0) PDF 6.40 M (375) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对黄土改良方面,目前已形成天然纤维加筋土的体系,但对于纤维土的抗拉强度鲜有研究。随着国家城市道路建设的快速发展,对于路基边坡的抗拉、抗裂性能有了更高的要求。为研究油菜籽壳加筋黄土的抗拉性能,设计单掺试验探究了油菜籽壳掺量、油菜籽壳长度、压实度对加筋黄土抗拉性能的影响规律并分析了加筋机理。采用响应面法建立了油菜籽壳加筋黄土抗拉强度的数学回归模型。结果表明:在黄土中掺入油菜籽壳可以有效提高黄土的抗拉强度,各因素对抗拉强度的影响主次程度依次为油菜籽壳掺量、压实度、油菜籽壳长度。油菜籽壳掺量与长度之间存在协同作用。所建立的数学回归模型具有可靠性,满足工程需求。研究结果可为路基边坡治理及路基强度提供基础数据。

    • 不同干密度压实黄土垂直积水入渗特性

      2021, 21(33):14310-14317.

      摘要 (401) HTML (0) PDF 6.78 M (658) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究受干密度变化影响下的压实黄土垂直积水入渗特性,以延安黄土为例,利用自主研发的一套一维土柱垂直入渗试验装置,设置三组不同干密度压实土柱进行常水头积水入渗试验。结果表明:入渗率和湿润锋前进速率与压实黄土干密度存在负相关性,导致相同积水入渗时段,干密度越大,累积入渗量越少,湿润锋前进距离越短;干密度变化对入渗率影响主要体现在积水入渗前期,随时间推移影响程度逐渐减小;积水入渗试验中,同一深度相邻传感器响应时间间隔与压实黄土干密度存在正相关性,且干密度越大,土体增湿过程越相对缓慢;试验土体增湿过程中,渗透系数逐渐增大,介于10-9~10-4cm/s之间,当体积含水率在20%~30%时,渗透系数受干密度变化影响不明显,当体积含水率大于30%,干密度越大渗透系数越小;压实黄土增湿稳定时,体积含水率小于饱和态,渗透系数近似等于饱和渗透值。

    • 颗粒形状对砂性土宏细观力学性质的影响

      2021, 21(33):14318-14326.

      摘要 (379) HTML (0) PDF 13.25 M (613) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多数关于颗粒形状对砂性土宏细观力学性质的影响方面的研究中忽略的两个问题,天然砂性土中颗粒的随机不规则形状和对比试验中颗粒的体积不相等问题,基于已有的研究成果,对天然的硅质粗砂做了直剪试验,然后通过离散元程序PFC对其进行模拟,并设计了基于圆形颗粒的对比试验。试验结果表明,颗粒形状只有在较高的法向应力下才可以增加砂性土的剪切峰值强度,当法向应力较低时,不规则形状颗粒组成的砂性土的剪切峰值强度还不如圆形颗粒组成的砂性土,且当颗粒间的摩擦作用较弱时会有类似的现象,临界值强度并没有因颗粒形状的不规则而有明显差别。对此结果的细观机理也做了浅析,认为在较低法向应力时,圆形砂性土较大的剪胀角是其剪切峰值强度较大的主要原因。

    • 层状砂岩静动力学特性对比

      2021, 21(33):14327-14332.

      摘要 (328) HTML (0) PDF 6.00 M (420) 评论 (0) 收藏

      摘要:文章为研究层状砂岩在冲击荷载和静荷载作用下层状砂岩的力学特性,对层理倾角为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°的试样进行冲击压缩实验和静力压缩实验。对2种试验的结果进行对比分析发现:随层面倾角增大,砂岩峰值强度先减小再后增大;试样冲击压缩时试样峰值强度较大;静载条件下,随角度的增大,弹性模量与强度均而先增加后减小再增加,冲击压缩时,随角度的增加,弹性模量的变化呈先增加再减小的趋势,强度的变化呈先减小后增大的“U”形;单轴压缩实验中,倾角为0°~75°试样发生剪切破坏,倾角为90°的试样发生劈裂和剪切混合破坏;冲击荷载作用下,试样在倾角0°~60°时破碎形状为块状,倾角在75°和90°时破坏形状为块状和片状混合。

    • 碳酸盐岩酸蚀裂缝渗流-传热特性

      2021, 21(33):14333-14344.

      摘要 (294) HTML (0) PDF 19.70 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:充分认识流体在碳酸盐岩酸蚀裂隙面上的渗流传热特性,实现地热能的可持续开发利用是十分必要的。针对碳酸盐岩热储非均质性和缝洞发育的突出特点,采用自主研发的实时高温常规三轴试验系统,能够真实模拟岩石裂隙的真实对流换热过程。采用试验和模拟相结合的方法,进行了碳酸盐岩裂缝渗流传热耦合机理研究。结果显示,裂缝表面进行非均匀性溶蚀,形成一条具有导流能力的人工裂缝,达到改善流体渗流条件的目的;在温度一定的条件下,对流换热系数增幅与流量、压强呈正相关;采用COMSOL Multiphysics软件对碳酸盐岩单裂隙渗流传热过程进行了模拟计算,开展了实际热储层环境条件下对流换热仿真分析,实验结果验证了数值模拟的正确性与可靠性,获得了储层温度场的演化规律。

    • 混凝土单轴受压的损伤表征

      2021, 21(33):14345-14350.

      摘要 (385) HTML (0) PDF 9.82 M (543) 评论 (0) 收藏

      摘要:混凝土受力破坏机理一直是土木工程领域研究的重点问题,针对混凝土单轴压缩状态下的损伤演变特征,分别选取不同强度下的混凝土试块进行压缩破坏试验,从中获取加压过程中不同荷载作用下试块表面的图像。应用分形理论,根据图像分析计算各个试块在不同状态下损伤的分形维数,并研究了试块初始损伤与其破坏速率之间的关联性,由此分析混凝土内部结构组成特征,揭示其破坏的放大效应过程。结果表明,随着荷载的增加,混凝土损伤的分形维数呈增大趋势,初始损伤越大,其破坏速率越快。C20混凝土由初始损伤分形维数最大的1.4177增加到后期的1.6314,平均增长率为0.0236,C50混凝土由初始损伤分形维数最大的1.3240增加到后期的1.5827,平均增长率为0.0349,强度较低的混凝土表现出较为明显的塑性破坏特征,混凝土内部结构的损伤通过分形路径进行加剧,表现出放大效应的过程,并最终演变为宏观裂纹的产生。该研究可为混凝土的结构演变与破坏机理的关联研究提供新的思路。

    • 基于深度残差反向传播神经网络的钢筋腐蚀检测

      2021, 21(33):14351-14355.

      摘要 (286) HTML (0) PDF 5.97 M (481) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对小样本数据下浅层神经网络模型拟合能力不足,而加深网络层数出现网络性能退化问题,提出一种双跳跃深度残差BP神经网络模型,每个残差块堆叠三个同维度网络层,在网络的一、二层和一、三层之间加入双跳跃连接,增强浅层低非线性度特征信息向深层网络的直接传递和重复利用,且在反向传播过程中避免了梯度消失,提升模型分类准确率。同时引入一阶矩估计梯度指数加权平均因子对Adam算法中影响学习率的二阶矩估计梯度进行调整,优化网络的收敛能力。将改进后的算法模型用于钢筋腐蚀样本数据训练及测试,仿真结果表明,改进后的算法模型具有更好的分类性能。

    • 有色金属锡矿尾矿协同脱除活性污泥水分

      2021, 21(33):14356-14365.

      摘要 (275) HTML (0) PDF 6.96 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对水泥窑掺烧活性污泥的输送工艺和含水量要求、以及尾矿可协同掺烧的特点,本文研究了以有色金属锡矿尾矿协同脱除活性污泥水分,并以热重和红外等方法探讨了脱水机制。结果表明:常温下,污泥中掺入有色金属锡矿尾矿后可使污泥的物理挤压方法脱水效果得到显著的改善,使内部结合水容易脱除分离出来,可达到深度脱水。尾矿粉掺入量为污泥质量的50 %时可将污泥脱水率从物理挤压方法的60 %左右进一步提高到90%以上,脱水后污泥的含水率从74 %左右进一步下降到约40 %,脱水效果显著。脱水后污泥质量可得到大幅缩减,脱水压滤饼固体化程度较高,粉碎性好,污泥的粘附性得到了显著的降低,可为实现污泥和有色金属尾矿在水泥窑协同掺烧大量化处置提供更为简便和能耗小的工艺前提条件。

    • >TV水利工程
    • 库区滑坡涌浪水域船舶系泊系统动力特性试验研究

      2021, 21(33):14366-14371.

      摘要 (282) HTML (0) PDF 10.02 M (441) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高海事部门在滑坡涌浪灾害下的应急应变能力,减少伤亡和损失,研究库区滑坡涌浪作用下船舶系泊系统的动力特性分析,具有极高的社会经济效益。本文以三峡库区岩体滑坡为研究对象,结合试验条件,模型比尺为1:70,考虑弯曲河道涌浪的传播形态,以系泊位置、锚链布置等为变量,开展库区滑坡涌浪的物理模型试验,分析船舶系泊系统的动力特性。研究表明,滑坡涌浪对船艏锚链的作用大于对船艉锚链的作用,采用多点系泊方式可以降低锚链设计时的强度要求,船舶在远离滑坡点时所受到的影响越小,同时,锚链拉力的大小变化趋势和滑坡涌浪衰减的变化趋势一致,研究成果可以为三峡库区船舶通航安全提供新的理论依据。

    • 城市水循环健康的评价方法及其应用——以邯郸市主城区为例

      2021, 21(33):14372-14378.

      摘要 (284) HTML (0) PDF 3.91 M (13999) 评论 (0) 收藏

      摘要:健康良性的水循环是实现区域可持续发展的基本保障。为客观诊断邯郸市水循环健康状况,选用综合指数法对其主城区2005~2016年水循环进行了健康评价,并采用模糊模式识别法和集对分析法进行对比验证。结果表明:邯郸市主城区因受到重工业城市背景和产业结构不合理的影响,城市水循环状态为亚健康;随着邯郸市产业结构的调整和水利民生政策的落实,其水循环健康状况逐年好转,2016年已达健康状态。三种评价方法的结果趋势基本一致,说明评价指标体系的构建较为合理,评价方法也较为适用。可见,研究结果为区域水资源综合管理的进一步优化以及社会经济的高质量发展提供了技术参考。

    • >U交通运输
    • 车辙历程中的集料细观运动追踪方法及其应用

      2021, 21(33):14379-14386.

      摘要 (334) HTML (0) PDF 8.75 M (416) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究集料运动规律是理解车辙细观机理的有效途径。采用X-ray CT获取沥青混合料在车辙试验前后的位移变化情况。在改造的车辙试验中采用黄铜矿(CuFeS2)作为集料替代物,应用该方法成功地从集料细观运动角度描述了车辙历程。研究结果还表明:车辙发展过程中,试验轮正下方的混合料保持较完好的骨架结构,而车辙区域两侧边缘的粗集料多数向上运动,无法形成有效的骨架结构;并通过构建有限元模型,验证以矿石替代集料、结合CT和图像处理技术的集料追踪方法是合理有效的。

    • 特立尼达湖沥青/热塑性丁苯嵌段共聚物复合改性沥青混合料改性机理及性能

      2021, 21(33):14387-14392.

      摘要 (313) HTML (0) PDF 6.85 M (423) 评论 (0) 收藏

      摘要:为弥补特立尼达湖沥青(Trinidad Lake asphalt,TLA)在某些性能方面的不足,考虑加入热塑性丁苯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene,SBS)改性剂进行改善。首先,从微观及化学组成分析了TLA的改性机理。然后,对TLA和TLA/SBS复合改性沥青性能分别进行了测试,并对不同TLA掺量下的TLA/SBS沥青混合料进行了动稳定度、稳定度、水稳性、低温抗裂性、抗疲劳、动态模量等指标的试验。结果表明,复合改性显著的改善了基质沥青的软化点、延度、黏度指标,一般在45%以上;复合改性后的沥青混合料各项指标都得到了明显的提升,特别是高、低温稳定性、抗疲劳性能、动态模量提升幅度在13%~86%,具有良好的路用性能。最后,得出了沥青混合料中的SBS最佳掺量应为5%,TLA掺量为20%。

    • 冻融循环作用下泡沫和乳化沥青冷再生混合料损伤特性与细观机理

      2021, 21(33):14393-14400.

      摘要 (359) HTML (0) PDF 4.32 M (375) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示冻融循环作用下泡沫沥青和乳化沥青冷再生混合料的疲劳损伤规律,设计了冻融循环试验方案,基于劈裂强试验、无侧限抗压强度试验、贯入剪切试验研究冻融循环作用对泡沫/乳化沥青冷再生混合料力学性能的劣化影响,以工业CT无损检测技术为研究平台,研究冻融循环作用对泡沫/乳化沥青冷再生混合料微细观空隙级配、空隙直径的影响规律。结果表明,冻融循环作用显著降低了泡沫/乳化沥青冷再生混合料的力学性能,总体上,泡沫沥青与乳化沥青冷再生混合料表现出了基本相同的力学性能,乳化沥青比泡沫沥青冷再生混合料有更好的抗损害性能。随着冻融循环次数增加,泡沫/乳化沥青冷再生混合料的平均空隙直径和最大空隙直径增大,大空隙数目增加,小空隙比例和空隙数目减小,随着平均空隙直径增大,泡沫/乳化沥青冷再生混合料劈裂强度、贯入剪切强度均呈指数函数关系减小。冻融循环作用下,泡沫/乳化沥青冷再生混合料内部微空隙数目减少、平均空隙直径增大是其力学性能衰减的主要原因之一。

    • 公交车单车事故严重程度影响因素分析

      2021, 21(33):14401-14407.

      摘要 (354) HTML (0) PDF 1.52 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究公交车单车正面碰撞事故严重程度的影响因素,选取英国2014-2018年速度不高于30mph/h的公交车在城市交叉口范围内发生正面碰撞的数据,建立离散选择模型—有序logit模型,从公交车驾驶员特征、车辆特征、道路特征、环境特征和事故特征方面分析影响致命事故、严重事故和轻伤事故的因素。分析结果表明:在90%的置信水平下,事故严重程度与驾驶员性别、年龄、车辆意图、车龄、车辆状态、车辆是否离开车行道、事故是否发生在工作日、路面情况、是否信号控制、光线情况、警察是否在事故现场、事故发生位置、碰撞设施这些因素显著相关。研究结果可使交通管理者采取相应的措施降低公交车事故严重程度。

    • >V航空、航天
    • 飞机防滑刹车系统试验分析方法

      2021, 21(33):14408-14414.

      摘要 (373) HTML (0) PDF 6.76 M (1971) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评估某型飞机新研制防滑刹车系统的实际使用性能,建立了一种飞行试验数据分析方法。建立了“飞行员评述导向+流程化判读+问题归纳+优化建议”的测试数据判读流程;发展了一种实际机轮速度求解方法;研究了该型飞机刹车减速过程航向偏移的机理;通过对比不同飞行架次滑移率与减速率的关系,首次在飞行试验中发现了深打滑引发航向失稳进而导致减速率变化的现象;分析了刹车减速过程深打滑产生的原因并提出了刹车控制律优化建议。结果表明:发展的试验分析方法能够有效评价防滑刹车系统的性能,可为试验设计和防滑刹车控制律优化升级提供技术参考。

    • 雷诺数和湍流度对叶片表面边界层转捩和换热特性的影响

      2021, 21(33):14415-14421.

      摘要 (432) HTML (0) PDF 6.92 M (1979) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了深入了解涡轮叶片表面边界层转捩特性及其对换热系数的影响,在叶栅风洞中分别测量了进口雷诺数为5×105、6×105和7×105时叶片表面压力分布,并将压力数据加载到边界层计算程序TEXSTAN中,计算了每个进口雷诺数在来流湍流度为3%、5%和7%时叶片表面换热系数分布。结果表明,进口雷诺数增大,压力面转捩点基本不变,吸力面转捩点前移3%~7%相对弧长,换热系数沿叶片型面减小的区域缩短。来流湍流度对压力面流动和换热的影响弱于吸力面,湍流度增大使压力面转捩点前移5%~10%,换热系数增加16%~34%,使吸力面转捩点前移17%~24%,换热系数增加19%~41%。

    • 动力传动轴-机匣系统耦合振动特性

      2021, 21(33):14422-14427.

      摘要 (306) HTML (0) PDF 11.05 M (29992) 评论 (0) 收藏

      摘要:从转静子系统耦合振动机理出发,以某型动力传动轴-机匣系统为研究对象,采用有限元方法对系统进行耦合振动分析,并开展了系统动力特性试验,结果表明:该动力传动轴-机匣系统工作转速范围内出现了2阶系统耦合共振,并且该2阶共振导致系统出现了较为明显的振动响应,因此工程中在设计阶段应开展系统耦合振动分析,确保在工作转速范围内不存在系统耦合共振。研究工作可更好的辅助传动系统的动力学设计。

    • 基于贝兹曲线的压气机特性图生成方法

      2021, 21(33):14428-14433.

      摘要 (366) HTML (0) PDF 4.02 M (463) 评论 (0) 收藏

      摘要:精准的性能模型对发动机性能评估和故障诊断尤为重要,其精度主要决定于发动机部件特性图(Map)。这些是发动机制造商的专有信息,是在昂贵的试车测试中获得的。但同种类型发动机由于装配尺寸和制造工艺的误差,个体发动机部件Map之间存在一定区别,其中压气机Map的变化尤为明显。为此提出了一种新的压气机特性图生成方法,通过贝兹曲线的通用方程来表示压气机的转速特性线,将控制贝兹曲线形状的控制点参数表示为无量纲转速的多项式函数,以完成压气机特性图上转速特性线的生成过程。最后利用发动机试车数据,在建立的涡扇发动机性能模型上进行了验证,并对比了使用不同控制点参数对模型精度的影响,结果表明该方法可以有效提高发动机性能模型的准确性。

    • 离港航班可变滑出时间预测方法及应用

      2021, 21(33):14434-14439.

      摘要 (366) HTML (0) PDF 6.39 M (578) 评论 (0) 收藏

      摘要:考虑离港航班可变滑行时间的可量化影响因素,构建了基于BP神经网络的离港航班可变滑出时间预测模型,然后采用遗传算法(Genetic Algorithm, GA)优化BP神经网络的权值和阈值,并提出基于可变滑出时间预测结果的航空器推出控制策略。最后,基于我国中南某枢纽机场2周的实际运行数据对预测模型及控制策略进行了验证。结果表明:①离港航班的可变滑出时间与机场场面交通流有强相关性,与平均滑出时间中度相关,与滑行距离相关性和转弯个数较弱;②基于GA优化后的BP神经网络预测结果误差在±60s、±180s、±300s内的准确率分别提升了14%、10%和5%;预测结果的平均绝对误差百分比提升了1.87%,平均绝对误差和均方根误差分别减少了3.58s、32.45s。③基于可变滑出时间预测的离港推出策略比实际推出时间平均晚68s。研究成果为提升大型枢纽机场场面运行效率和协同决策能力提供了新的思路。

    • >X环境科学、安全科学
    • 生物炭农田利用领域的研究热点与趋势:基于文献计量学的可视化分析

      2021, 21(33):14440-14450.

      摘要 (396) HTML (0) PDF 5.45 M (30109) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物炭素有“黑色黄金”之称,在农业领域得到广泛应用。为了揭示生物炭农田应用领域研究热点与发展趋势,本文利用文献计量学方法和CiteSpace软件系统梳理了该领域主要研究力量(国家、机构、作者),归纳了该领域的主要研究主题。研究发现:1)在生物炭农田利用领域,中国学者表现十分活跃,但国际影响力有待进一步加强。2)经过15年的发展,该领域涌现出大量研究热点和研究前沿,主要有(1)2007-2011年间的研究热点是生物炭的土壤改良效果,该阶段的研究前沿是污泥基生物炭的安全施用与土壤改良效果。(2)2012-2016年间的研究热点是生物炭的碳封存与温室气体减排效应,该阶段的研究前沿是温室气体的转化与减排机理。(3)2017-2021年间的研究热点是生物炭的土壤修复效果,该阶段的研究前沿是生物炭(改性生物炭、生物炭复合物等)对重金属、有机污染物的矿化/降解机理。

    • 贵州黔北地区构造煤与原生结构煤孔隙特征及分形

      2021, 21(33):14451-14458.

      摘要 (434) HTML (0) PDF 10.07 M (33824) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究煤体在构造作用影响下孔隙结构与分形特征,本文采用低温氮气吸附法、压汞实验等方法,并结合分形理论对三甲煤矿突出孔洞内外煤样孔隙分布进行定量分析。通过MIP与N2GA联合分析,软硬煤临界孔径分别为59nm和86nm。硬煤孔容主要分布在100nm以下的孔隙中,构造煤各孔容分布差异不大,其中中孔和大孔孔容明显高于硬煤,并且构造煤比表面积比硬煤增大4倍多,孔容多出24.5%。根据分形理论分析发现,构造煤渗流孔和吸附孔分形维数分别为3.03和3.77均高于原生煤3.01与3.72;构造煤热力学分形维数高达2.916,构造煤具有更加复杂的孔隙结构和更加粗糙的孔隙表面。

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