• 2022年第22卷第28期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >TJ武器技术
    • 基于数字孪生的装备保障关键技术研究综述

      2022, 22(28):12233-12241.

      摘要 (422) HTML (0) PDF 3.82 M (632) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着军队改革的深入和军事装备的发展,合成部队对装备保障的“精确化”要求越来越高,传统的装备保障模式无法适应新的要求,出现了信息利用水平不高、主动预警能力不强、器材需求测算不准等问题。数字孪生技术的出现与发展为解决当前问题提供了有效方法。通过分析装备保障面临的问题,提出了将数字孪生技术应用于装备保障领域,综合分析了国内外关于数字孪生与装备保障关键技术的研究,并进行了应用展望。

    • >TM电工技术
    • 交直流混合微电网运行控制技术

      2022, 22(28):12242-12252.

      摘要 (269) HTML (0) PDF 2.19 M (379) 评论 (0) 收藏

      摘要:微电网为分布式能源的充分利用和发展提供了很好的平台,相比单一的直流(direct current,DC)微电网、交流(alternating current,AC)微电网,交直流(alterating and direct current,AC/DC)混合微电网兼具两者的优点,其运行控制技术受到广泛的关注。首先阐述了交流微电网、直流微电网、交直流混合微电网的典型结构与主要特征;并重点基于交直流混合微电网分层控制理念,从设备控制层、协调控制层以及能量管理层三方面的研究现状进行综述;最后结合能源互联网和智能电网的发展,探讨了交直流混合微电网的未来发展趋势。

    • >O3力学
    • 铁磁形状记忆合金复合材料力学性能试验研究

      2022, 22(28):12253-12258.

      摘要 (158) HTML (0) PDF 8.82 M (296) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过机械研磨的方法,获得不同尺寸的NiMnGa合金颗粒,在常温条件下,将NiMnGa合金颗粒与E51环氧树脂混合均匀,静置固化得到复合材料试件。对不同的复合材料试件进行压缩-卸载试验,从细观力学的角度分析不同体积分数和不同尺寸各向同性的NiMnGa合金复合材料试件的应力-应变曲线,研究了NiMnGa合金颗粒对树脂基的增强效果。分析实验结果表明:在温度不变,外力相同条件下,复合材料相比NiMnGa合金而言,应变相同时需要的应力值更大,并且在压应力卸载为0 MPa后,复合材料会有较小的残余应变。因为环氧树脂基体包裹合金颗粒,所以NiMnGa合金颗粒在产生应变时会受到阻碍,由于基体的存在,传递到NiMnGa合金颗粒的外载荷较小,大部分载荷由环氧树脂基体承担,这样可以改善合金颗粒易碎的缺点。不同尺寸的NiMnGa合金颗粒影响复合材料的应力应变,但复合材料发生马氏体变体重取向的临界应力为40 MPa左右。随着合金颗粒含量的增加,压缩应力卸载后,复合材料产生的残余应变会更大。这样复合材料缓冲的效果更好。

    • >P天文学、地球科学
    • 基于结构方程模型的安徽省归一化植被指数变化及影响因素分析

      2022, 22(28):12259-12267.

      摘要 (216) HTML (0) PDF 11.84 M (617) 评论 (0) 收藏

      摘要:定量研究植被变化的影响因素,对区域生态环境保护和治理具有重要现实意义。以安徽省为例,基于Google Earth Engine (GEE) 云平台获取MOD13Q1 NDVI数据,辅以一元线性回归分析法,分析2000-2018年安徽省NDVI时空变化特征和变化趋势,并采用结构方程模型(Structural Equation Model,SEM)量化气候、地形及人类活动对NDVI变化的影响。结果表明:(1)2000-2018年安徽省NDVI随时间变化呈现波动增加趋势。(2)大部分地区为中高和高植被覆盖度,植被空间变化趋势以改善为主,改善区域占研究区面积的81.43%,主要分布在皖南黄山、宣城、池州,皖中滁州、六安、安庆北部及皖北淮南。(3)夜间灯光变化能较好的衡量人类活动变化,对NDVI变化的负向影响最大。地形对皖南山区NDVI变化影响较强,皖中次之,而皖北平原NDVI变化基本不受地形影响。气候变化对皖北和皖中地区NDVI变化影响较强。

    • 孤立单体中雹胚生长物理过程分析

      2022, 22(28):12268-12277.

      摘要 (128) HTML (0) PDF 17.82 M (430) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究威宁地区孤立单体雹胚的演变特征,基于双线偏振雷达数据,通过模糊逻辑相态识别算法,研究了2018年3月30日雹暴过程霰粒子的演变特征。结果表明:在2018年3月30日雹暴发展阶段有一过冷水累积区存在,且该累积区范围在成熟阶段进一步扩大,维持至消散阶段;低密度霰分布于2-7km,高密度霰分布于0-3km,过冷水分布于1-4km,冰雹分布于0-7km,高密度霰和低密度霰对冰雹的生成都有贡献,但从整个降雹阶段分析,高密度霰为本次雹暴中冰雹的主要来源;冰雹区和过冷水累积区对应着反射率高值区,上升气流将高密度霰带往过冷水累积区形成冰雹是本次过程成雹的主要机制,通过对雹暴机制的分析,建立了相关概念模型。

    • 信阳牢山寨花岗岩岩体节理发育特征及构造应力分析

      2022, 22(28):12278-12290.

      摘要 (146) HTML (0) PDF 33.37 M (650) 评论 (0) 收藏

      摘要:信阳牢山寨花岗岩岩体位于大别造山带北麓,北淮阳构造带内,属燕山晚期第一次岩浆侵入的产物,主要岩性为中粒二长花岗岩。研究区规划为五岳抽水蓄能电站上水库,明确花岗岩的节理特征及构造应力场对水库的防渗处理和设计施工具有重要的指导意义。本次研究统计分析了库区范围内的351条节理,查明节理的优势方位为NNW-SSE向,倾角均为大倾角,节理面在浅部风化较为强烈,风化程度随深度增加而降低;节理张开度主要是微张—闭合,充填物主要为石英脉、岩屑和泥质,透水性较差。利用共轭剪节理的配套和分期,反演得出研究区构造应力演化史:燕山晚期主应力方向为NEE—SWW,至喜山期主应力方向转变为近E—W向;此两期构造应力与大别山地区构造运动应力方向一致。在喜山期之后,研究区主应力方向转变为NNE—SSW,此为该地区小范围的构造应力场特征。水压致裂法试验测试得出研究区构造应力略大于自重应力,属于低应力场区域。压水试验结果显示,随着深度的增加,岩体透水率降低,但在节理密集段其透水率伴随节理的发育而增大。这表明,研究区近地表中—强风化花岗岩岩体,风化程度高、卸荷严重、节理裂隙发育,岩体较破碎,透水率较大;随着深度的增加,岩体的风化程度降低,卸荷减弱;同时,自重应力和围压的增加迫使岩体节理张开度减小,NNW和近NWW向、填充度小的节理成为深部岩体的主要透水通道。因此,水库设计中应针对该类型节理进行防渗处理。

    • 偏心情况下方位声波固井质量评价测井数值模拟研究

      2022, 22(28):12291-12297.

      摘要 (154) HTML (0) PDF 13.02 M (398) 评论 (0) 收藏

      摘要:在水平井或大斜度井段,套管和测井仪器由于重力作用通常存在向下偏心的现象,这会对方位声波固井质量评价仪(AABT)的测量响应造成干扰,使其不能有效判别水泥窜槽方位。本文利用三维有限差分算法分别模拟了仪器偏心和套管偏心情况下方位声波固井质量评价仪的测量响应,分析了偏心距离与各方位接收波形幅度之间的关系,并在此基础上提出了一种水泥窜槽方位测量校正方法。数值模拟结果表明,仪器偏心对AABT测量响应影响很大,难以从首波幅度分布曲线中直接获取水泥窜槽的方位。基于仪器偏心时在自由套管条件下的响应特征,可以实现对仪器偏心效应的校正。从校正后的首波幅度分布曲线中,可以准确地获得水泥窜槽的方位。套管偏心对AABT测量响应影响很小,通常可以忽略。本文的工作为之后AABT实际资料的处理奠定了理论基础。

    • 湖北宜都磷石膏集中库区岩溶水文地质条件研究

      2022, 22(28):12298-12306.

      摘要 (139) HTML (0) PDF 17.09 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立磷石膏集中库,以堆填的方式处理解决磷工业废弃物是目前的主要方法,而磷石膏集中库的建立对库区水文地质条件有着极高的要求。为避免库区中磷石膏发生泄露对当地地下水环境造成污染以及为该库的实际工程建设与设计提供参考依据,本研究以湖北省宜都市枝城镇六里冲村的磷石膏集中库项目为例,综合利用野外水文地质调查、地球物理勘探、岩溶地下水示踪试验等方法,查明该地区的水文地质条件,采用Qtacer2软件获取水文地质参数,分析研究区岩溶地下水流向及岩溶含水介质结构特征。野外基础地质调查发现库区北部(初期坝处)发育一具有走滑性质的逆断层构造(F2),其是库区岩溶发育方向的主控因素;地球物理勘探确定了沿淹水淌断裂发育的岩溶区存在着地下水流径通道;示踪试验数据表明库区地下水流速缓慢,存在着由淹水淌断裂控制的地下水主流径带,方向为NE70°;分析示踪剂浓度历时曲线特征得出库区岩溶发育程度不均一,岩溶发育特征为裂隙、单一小型管道、局部溶洞并存,具有非均质各向异性特征;基于Qtacer2数据分析,估算出水力参数(包括弥散系数,纵向弥散度,摩擦系数,雷诺兹数,舍伍德数,施密特数)。研究成果对库区的选址、建设以及对当地岩溶含水层水资源保护提供了依据。

    • 强降雨作用下花岗岩全风化土坡致灾现场模型试验研究

      2022, 22(28):12307-12314.

      摘要 (114) HTML (0) PDF 25.51 M (632) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >TB一般工业技术
    • 三维数值流形法覆盖系统并行分区生成算法

      2022, 22(28):12315-12323.

      摘要 (159) HTML (0) PDF 8.68 M (236) 评论 (0) 收藏

      摘要:三维数值流形方法(three dimensional numerical manifold method,3D-NMM)是岩土工程数值模拟中强大的数值方法之一。但一直存在接触判断困难、计算处理数据量大,效率低等问题。将并行计算技术应用于三维数值流形方法覆盖系统生成可以有效提升其覆盖系统的生成效率。详细研究了并行编程模式下三维数值流形法覆盖系统的生成算法。基于MPI分布式内存编程原理,将分区覆盖生成作为三维数值流形法并行覆盖生成基本思路。先采用规则粗六面体网格覆盖问题域,并利用Metis划分网格形成负载基本均衡的子区域,在原有串行算法的基础上设计了子区域覆盖系统的生成算法。并基于分布式内存存储模式下不同区域间数据传递需求,对本并行算法建立了界面信息传递算法,用以并行计算过程不同区域间中数据交流。最后,使用C++开发了基于布尔运算的三维数值流形单元及覆盖系统并行生成算法。算例表明此并行覆盖系统生成算法可有效提高三维数值流形法覆盖系统的生成效率及其应用规模

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 基于Visual Modflow的刚果(金)迪兹瓦露天矿地下涌水量预测

      2022, 22(28):12324-12330.

      摘要 (76) HTML (0) PDF 8.75 M (170) 评论 (0) 收藏

      摘要:在露天矿山实际开采过程中,准确预测各阶段涌水量对矿山安全生产具有重要意义。本文以刚果(金)迪兹瓦露天矿为中心建立研究区,采用Visual Modflow数值模拟软件对研究区的边界条件和水文地质条件进行刻画,模拟矿区及周围环境的地下水流场分布。模型预测结果显示,所建模型可较好的模拟研究区地下水流场分布,矿区开采第3年、第6年、第10年的平均涌水量分别为12 100 m3/d、13 400 m3/d、14 400 m3/d。同时,地下涌水量随季节降雨量的变动而发生变化,丰水期涌水量约为平水期的1.5倍,约为枯水期的2倍。通过对矿区各阶段涌水量进行定量分析,可为矿区防排水设计提供了一定的科学依据。

    • >TE石油、天然气工业
    • 鄂尔多斯盆地城华地区长4+5段储层孔隙结构及分形特征研究

      2022, 22(28):12331-12338.

      摘要 (117) HTML (0) PDF 10.57 M (302) 评论 (0) 收藏

      摘要:储层孔隙结构对油气勘探开发至关重要,但孔隙几何形状、尺寸分布以及孔隙空间展布等特征难以利用单一手段进行描述。通过岩心资料、铸体薄片资料、扫描电镜资料分析、高压压汞及分形理论等多种方法对鄂尔多斯盆地城华地区长4+5储层微观孔隙结构进行精细表征。研究结果显示:城华地区长4+5储层孔隙度平均为9.93%,渗透率为0.41 mD,表现出典型的特低孔超低渗特征,储层孔喉结构复杂,储层非均质性强。储层中孔隙类型主要为粒间孔、粒内溶孔以及晶间孔和微裂缝;储层孔喉半径主要分布在0.06 μm-2 um;根据压汞曲线将研究区储层孔隙结构分为3类。汞饱和度法研究砂岩储层分形特征表明相对小孔呈现出较好的分形特征,分形维数平均值为2.31,相对大孔分形维数平均值为4.90,表明相对大孔不具分形特征,孔隙结构复杂,非均质性强;分析认为成岩作用、裂缝发育以及过度简化孔隙形态是导致研究区相对大孔分形维数偏大的主要原因。通过计算出的转折点半径与渗透率、中值半径有良好的相关性,表明转折点半径适用于表征孔隙结构非均质性。研究成果对科学勘探开发研究区油气资源具有借鉴意义。

    • 四川盆地五峰组黑色页岩放射性元素含量特征及其地质意义

      2022, 22(28):12339-12348.

      摘要 (73) HTML (0) PDF 10.89 M (325) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 苏里格气田区小井眼二开水平井优化设计

      2022, 22(28):12349-12354.

      摘要 (119) HTML (0) PDF 2.99 M (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:小井眼二开水平井具有周期短、节省钻井成本的优点,但在钻进过程中会出现的井眼轨迹控制难、机械钻速慢、井壁易垮塌和易发生井漏等问题,针对上述问题对小井眼水平井进行井身结构设计、井眼轨道优化设计、钻具组合优选、钻井液配置。井身结构的设计采用自下而上的设计原则,确定井身结构为小井眼二开水平井,二开结构可以减少下钻次数,缩短钻井周期;井眼轨迹设计采用五段制中的“直-增-稳-增-水平”井眼轨道设计,增加稳斜段弥补造斜不足的问题;井眼轨迹的控制应用旋转导向钻井技术,提高井眼轨迹控制准确度;最后对钻井液进行研究分析,优选聚合物钻井液提高井壁稳定性。解决了井眼轨迹控制、机械钻速慢、井壁稳定问题。

    • 固井用油井水泥颗粒干混特性的数值模拟

      2022, 22(28):12355-12361.

      摘要 (106) HTML (0) PDF 4.56 M (1245) 评论 (0) 收藏

      摘要:在固井作业中,湿混方式混合时间长、原料浪费严重、环境污染大,因此气力干混技术日益得到重视。为探究干混时油井水泥与外掺料混合均匀程度的变化规律,确定最佳操作条件,利用FLUENT软件,采用欧拉-欧拉多相流模型对混拌罐内油井水泥颗粒和外掺料颗粒的混合过程进行数值模拟,分析了进气速度、进气口数量、物料装填顺序以及颗粒物性等因素对混合情况的影响。结果表明:气流速度较低时油井水泥与外掺料混合不均匀,气流速度过高则会出现颗粒局部集中;对本算例而言,气流为1m/s时可获得较好的混合效果;增加进气口数量不能明显改善颗粒混合的均匀程度;初始装填时,密度最大的颗粒不应置于最底层;颗粒密度对混合情况有较大影响,而粒径的影响较小。

    • 大产液量水平气井不同气举方式气液两相流研究

      2022, 22(28):12362-12369.

      摘要 (128) HTML (0) PDF 9.73 M (278) 评论 (0) 收藏

      摘要:连续气举是产水量大的水平气井重要排采措施,针对现场正举和反举的特点,为揭示气田开发过程中反举条件下油管和正举条件下油套环空内的气液两相流流动规律,分别用水和空气在套管内径为127.3mm、油管外径为73mm的油套环空和内径为60mm的油管内进行了井筒气液两相管流模拟实验,对低压积液气井气举时井筒流动规律进行了研究分析,分析了井筒中气相和液相的体积流量、注气方式等因素对井筒压降和持液率的影响。实验结果表明,在相同气、液流量条件下,反举时的持液率比正举持液率小;不同气举方式下的井筒压降随注气量的增加呈不同的变化趋势,反举时的井筒压降比同工况下正举的压降大,对于产液量较大且有一定地层能量的气井,推荐采用反举方式进行气井排水采气。

    • FLNG-LNGC系统中卸料软管的服役条件研究

      2022, 22(28):12370-12376.

      摘要 (88) HTML (0) PDF 7.78 M (243) 评论 (0) 收藏

      摘要:浮式液化天然气生产储卸装置应用于深远海和边际油田,采用串靠卸载方式对环境的适应性好,安全性较高,是浮式液化天然气海上卸载系统的发展趋势。考虑了风、浪、流与系泊浮体的耦合作用,进行了浮式液化天然气装置与液化天然气运输船串靠模型水池试验,研究了多浮体系统的耦合运动特性,并对不同组合工况和连接方式下串靠卸载系统中液化天然气卸料低温软管的两端固定点间的相对运动特性进行了分析。结果表明,对于外转塔式单点系泊条件下串靠卸载作业,浮式液化天然气装置与液化天然气运输船间采用双缆连接时,其运动稳定性优于单缆;卸料低温软管的长度设计应考虑风浪流非同向组合的外输点相对运动中的最大距离,软管端部设计则应考虑风浪同向组合中转角的动态变化范围。

    • 连续油管下入煤层U型井疏通水平通道可行性研究

      2022, 22(28):12377-12387.

      摘要 (88) HTML (0) PDF 8.59 M (201) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >TH机械、仪表工业
    • 架空输电线路巡检机器人塔上充电系统设计及充电策略研究

      2022, 22(28):12388-12394.

      摘要 (63) HTML (0) PDF 12.08 M (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足架空输电线路巡检机器人全天候在线工作的要求,本文根据架空输电线路的环境特点,设计出一种架空输电线路巡检机器人塔上充电系统。优化的充电接口设计结合对接位置微调算法,有效提高了机器人充电对接的成功率;基于不同工况下的机器人功耗分析,建立机器人工作能耗模型,得出了科学的充电站布局方式及机器人充电策略。通过系统运行和充电测试结果表明,机器人塔上充电系统运行稳定,机器人充电对接准确、高效,满足机器人塔上自主充电的需求。

    • >TK能源与动力工程
    • 矩形涡流发生器结构参数对圆形换热管传热特性的影响

      2022, 22(28):12395-12401.

      摘要 (69) HTML (0) PDF 10.60 M (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高圆形换热管的换热效率,采用SST k-ω湍流模型,对内置矩形涡流发生器的圆形换热管进行了数值模拟研究,分析了涡流发生器长高比L/H和攻角β对流动和传热特性的影响。结果表明:V型排布的4个矩形涡流发生器产生了两对反向旋转的纵向涡流,增强了冷热流体的混合,改善了圆管内的场协同,提高了换热性能。随着涡流发生器长高比L/H的增加,换热管努塞尔数( Nu )、摩擦因子( f )和综合性能评价指标(PEC)均增大;但是综合性能评价指标(PEC)的增加幅度逐渐减小,当L/H = 2时,换热管具有较好的综合性能。随涡流发生器攻角β的增大,综合性能PEC先增大后减小,当攻角β = 30°时,多数工况下PEC具有最大值,换热管具有最佳综合性能。

    • 喷油时刻对高速缸内直喷汽油机性能的影响

      2022, 22(28):12402-12408.

      摘要 (97) HTML (0) PDF 5.41 M (176) 评论 (0) 收藏

      摘要:汽油缸内直喷(gasoline direct injection, GDI )技术有利于发动机的进气过程,表现出较好的NOx 排放和燃油经济性,被广泛运用于乘用车领域。喷油起始时刻(start of injection, SOI )严重影响着缸内油气混合的均匀性,进而对发动机的燃烧和排放性能产生影响。本文通过Converge软件对某款高速GDI发动机进行仿真分析,研究不同SOI条件下发动机的性能变化。研究结果表明:发动机高速运行时,在缸内气流和燃油束气流的共同作用下,缸内左侧形成强滚流团,混合油气向进气侧方向聚集。随SOI延后,喷雾撞壁时刻推迟,燃油在缸内的破碎效果得到加强,但不利于顶面油膜蒸发,火花塞处形成不同浓度的混合油气。对比发现400° CA为最佳喷油时刻,此时缸内油气混合均匀性最好,燃烧重心提前,缸内最大爆压达到10.5 MPa,动力性能和燃油经济性得到提升;燃油的充分燃烧以及缸内燃烧温度的增加使CO和THC排放减少,但NOx排放有所增加。

    • >TM电工技术
    • HHUPFC在环网线路中的潮流调节应用

      2022, 22(28):12409-12416.

      摘要 (84) HTML (0) PDF 6.16 M (235) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于输电线路阻抗参数分布不均匀,电网潮流的自然分布往往不符合理想分布,有效调节线路潮流分布才能充分挖掘现有电网的潜力,减少新建输电线路的成本。文章在介绍高压混合式统一潮流控制器(HHUPFC)结构、电压调节原理的基础上,计算了HHUPFC在单条输电线路上的潮流调节性能。从理论上推导了HHUPFC接入环网后,HHUPFC对环网的潮流调节作用。通过在IEEE30节点系统的仿真,验证了HHUPFC在环网线路中的潮流均衡作用,HHUPFC可将IEEE30节点系统中输电通道 “4-12”和“9-10”的潮流不平衡度从82%减小到3%。仿真结果表明,在达到同样的潮流调节效果时,相比于传统混合式统一潮流控制器(HEUPFC),文中采用的HHUPFC可将二次绕组成本减少70%、UPFC容量减少55%、有载调压开关成本减少39%。在广东某220kV环网中也验证了HHUPFC的潮流调节作用。

    • 基于主从博弈的含电动汽车综合能源系统运行策略

      2022, 22(28):12417-12423.

      摘要 (112) HTML (0) PDF 5.36 M (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:综合能源系统(IES)是解决能源生产与分配等问题的重要能源系统之一,考虑电动汽车作为综合能源系统中重要的主动负荷,合理引导其充电能促进综合能源系统的高效运营,提出了综合能源系统与电动汽车的主从博弈优化运行模型。在主从博弈框架下,以综合能源系统为领导者,各电动汽车为跟随者,构成一主多从优化调度模型。根据博弈的阶段性特点,提出基于引力搜索算法和混合整数线性规划的两阶段主从博弈求解方法。算例对比分析表明,通过主从博弈,综合能源系统能合理地引导电动汽车有序充电,有效整合分布式能源并提高了运行的整体经济收益。

    • 考虑广域源-荷协调的分布式鲁棒优化调度

      2022, 22(28):12424-12431.

      摘要 (58) HTML (0) PDF 4.08 M (171) 评论 (0) 收藏

      摘要:对源荷双侧存在的不确定性进行精细化建模,可提升广域源荷协调调度结果的有效性。分别以风电功率和分时电价为不确定变量,利用历史数据构建基于Wasserstein距离的概率分布模糊集来表征风电功率和分时电价的不确定性,并根据各类民用负荷特性建立分时电价引导下广域分布的民用负荷需求响应不确定模型。建立基于Wasserstein距离的广域源-荷协调双层分布式鲁棒优化调度模型,优化求解得到火电机组、风电场和各类广域民用负荷的调度计划。最后通过算例仿真验证所提方法可有效挖掘广域民用负荷调峰潜力,降低系统运行成本,提高风电消纳能力,平衡调度计划的经济性和鲁棒性。

    • 用于提高电网中风电渗透率的混合储能容量优化分析

      2022, 22(28):12432-12439.

      摘要 (74) HTML (0) PDF 2.91 M (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升电网中风电渗透率,通过提出由电池、超级电容器和抽水蓄能构成的混合储能系统,构建缓和风电并网时不稳定性的双层容量优化模型。首先,提出了风电典型场景和极端场景的提取方案,获得充分逼近原风电出力场景的场景集合。然后,使用小波包分析法,配置电池和超级电容器的容量用来平抑风电功率波动,并在电力系统中利用抽水蓄能进行削峰填谷,建立双层混合储能容量优化模型对储能容量进行优化。最后,利用某风电场一年输出功率数据,对改进的 RTS-96 系统进行仿真验证并分析。算例结果表明:建立的双层混合储能容量优化模型在确保经济性的条件下提升了风电渗透率。

    • 山区输电塔滚石撞击响应分析及撞击力计算

      2022, 22(28):12440-12448.

      摘要 (103) HTML (0) PDF 8.98 M (212) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了掌握滚石撞击作用下山区输电塔受力特性,以某山区800kV特高压输电线路T型输电塔为对象,采用非线性显式动力学分析软件,建立了输电塔滚石撞击有限元模型,研究了输电塔撞击区域杆件变形、应力及其时程变化,分析了滚石撞击位置、角度、速度以及滚石直径对输电塔撞击响应的影响规律,给出了输电塔滚石撞击力峰值计算公式,并与其它算法对比验证。结果表明:输电塔滚石撞击力呈现三角脉冲形态,持续时间短、冲击力大;输电塔撞击区域塔杆变形和内力较大,撞击时塔杆应力水平瞬时达到峰值,随后迅速振荡衰减,并逐渐稳定;滚石撞击后塔杆发生塑性变形,出现残余应力,但残余剪应力水平小于残余轴向应力;滚石撞击位置处于1/6到1/8塔高时,滚石撞击力峰值和杆件的残余轴向应力相对较大,撞击角度为0°时,输电塔的撞击响应最为剧烈,撞击速度和滚石直径对输电塔撞击响应影响较大;④撞击力峰值拟合公式可用于输电塔滚石撞击力的估算。

    • 基于Open CV围栏合规性摆放检测方法研究

      2022, 22(28):12449-12459.

      摘要 (95) HTML (0) PDF 18.84 M (284) 评论 (0) 收藏

      摘要:近几年,可视化设备应用的普及,使得目前图像信息资源庞大,图像信息作为一种极为重要的信息,它与整个人类的生活息息相关。同时,我国工程建设行业蓬勃发展,使得施工现场数目迅速增加,施工安全问题的重要性成为亟需解决的问题,如何充分利用目前已有信息资源实现由于围栏摆放不合规导致的施工安全隐患的检测与告警,文章提出了一种基于Open CV的围栏合规性摆放检测方法。利用Open CV对目前电力施工现场可视化设备所收集的海量视频图像信息,对于施工现场围栏摆放的合规性进行检测。通过对于施工现场图片的处理,首先对于图象中目标围栏部分进行预处理,并通过连通区域分析算法与区域生长算法相结合,实现对于该围栏群围栏部分的提取以及缺口存在性的初步判断,然后训练专用于检测围栏缺口的分类器对于存在缺口的围栏群进行再次检测,并对检测结果中缺口数量进行统计。通过对于测试集样本进行检测,分析分类器检测结果,总结并解决分类器检测结果不准确的问题,对分类器重新训练并优化,最终该算法可以实现对于围栏摆放合规性的判断。通过一系列图像处理算法的应用以及专用分类器的训练,以缺口数量作为判断围栏摆放是否合规的突破口,首次实现了使用Open CV对电力施工现场围栏群摆放是否合规的检测,并为该类特征模糊物体的检测拓展了思路.

    • >TN电子技术、通信技术
    • 基于AHP-FCE的通信系统风险评估

      2022, 22(28):12460-12467.

      摘要 (55) HTML (0) PDF 1.99 M (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:通信网络是一个关联性很强的系统,每个风险的发生都可能会出现连锁反应。通信系统安全风险研究主要集中在移动终 端安全、应用程序安全以及网络信息安全方面,缺乏对移动通信系统的整体安全评估。针对此问题,本文基于层次分析法-模糊综 合评价法(AHP-FCE)方法进行通信系统的整体安全风险评估。将移动通信系统风险分为四大类一级指标,即:移动终端安全风 险、移动网络安全风险、环境风险和人为风险,并进一步细分得到十八个二级指标。为避免打分法所存在不同经历专家具有相同 权重的问题,采用基于模糊层次分析法(Fuzzy-AHP)的专家权重计算方法,并结合层次分析法确定指标权重。然后使用模糊评 价法建立风险因素综合评价矩阵,得出移动通信系统各个风险指标的隶属度和对应风险范围。最后,根据本文方法进行了实例的 风险评估,评估结果与人工研判结果一致。并针对各类风险制定了相应防控措施,为通信系统风险评估提供了新思路。

    • 复杂目标雷达图像形成机理分析

      2022, 22(28):12468-12475.

      摘要 (86) HTML (0) PDF 7.36 M (248) 评论 (0) 收藏

      摘要:合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)图像包含了复杂目标重要的电磁散射特性,图像中的散射中心可以提供目标结构和散射点位置等重要的目标几何信息。定量分析SAR图像中散射中心分布和形成机理在目标探测和识别领域具有重要的理论意义和应用价值。本文选取典型复杂目标(航母和战车),正向构建了目标散射中心参数化模型。在此基础上,对目标SAR图像中轮廓的形成机理和图像稳定性开展了定量分析,建立了图像中散射中心与散射部件间的良好映射关系,揭示了散射中心的形成机理,进一步分析了目标上随姿态稳定的散射中心与目标局部几何结构之间的联系。此外,针对实际应用中目标几何模型非理想光滑的情形,本文研究了目标表面几何粗糙对SAR图像的影响,目标表面合适的粗糙程度可以改进仿真图像的结果,形成更加清晰的目标轮廓;但若粗糙程度过大则难以客观反映实际模型的电磁特性。本文构建的散射中心模型与实测数据进行了比对,结果吻合良好。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 航空液压系统流量智能预测方法研究

      2022, 22(28):12476-12483.

      摘要 (93) HTML (0) PDF 8.12 M (192) 评论 (0) 收藏

      摘要:液压系统是飞机重要机载系统之一,它为飞机输出能源驱动,其性能、稳定性和可靠性直接影响飞机的安全性。流量是衡量液压系统稳定性的重要判据,实时监测液压系统管路流量可对系统特性分析、故障诊断提供有力的支持。但由于流量传感器造成的流阻对系统特性有显著影响,因此在航空液压系统中未广泛使用。针对传感器带来的流阻问题,深入分析了与流量相关的参数,提出基于梯度提升回归树的航空液压系统流量预测模型,通过关键参数预测液压系统的流量。最后试验结果表明, GBRT模型相比最小二乘线性回归模型、决策树回归模型、极端梯度提升树XGBoost模型,在预测准确度、训练时间、测试时间等指标中取得了较好的表现,验证提出方法的有效性。

    • 基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划

      2022, 22(28):12484-12490.

      摘要 (149) HTML (0) PDF 6.44 M (306) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对蚁群算法应用于机器人路径规划存在的全局搜索能力差、初始化信息素少、收敛性差、寻优能力弱等问题,提出了一种多因素改进的蚁群算法。通过改变初始化信息素浓度分配、改变启发式函数、采取蚂蚁回退策略、引入蚂蚁优化排序等方法对蚁群算法进行优化。利用MATLAB软件对改进蚁群算法进行仿真和六足机器人实验,结果表明,改进后的算法在路径更优,迭代次数更少,提高了算法的鲁棒性和寻优能力。

    • 基于三角剖分和轮廓分析的船舶焊缝特征识别

      2022, 22(28):12491-12498.

      摘要 (127) HTML (0) PDF 4.20 M (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现船舶焊接件数字模型中焊缝特征的精确识别,进而提高焊接机器人焊接工艺选择的快速性和准确性,提出了基于三角剖分和轮廓分析的焊缝特征识别算法。首先通过角系数法判断多边形的凹凸顶点,基于凹顶点和三角形旋向的Delaunay三角剖分,构造三维模型表面的三角形网格并生成STL文件;然后基于相邻三角面片的法向量夹角,提取出模型的轮廓线及点;最后根据接头空间位置和最小轮廓线距离识别出焊接接头和坡口形状。测试结果表明,基于三角形旋向的网格剖分适用于如“梳子”等复杂多边形,与其他相关方法相比,其网格平均和关联质量系数分别平均增加12.06%和12.26%,有效降低了畸形三角形的产生并提高了网格质量,而融合轮廓分析后不仅能实现4类接头及10种坡口的焊缝特征识别,而且具有高效、高准确率优势,从而验证了算法的有效性。

    • 乳腺密度自动测量与乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后方法

      2022, 22(28):12499-12504.

      摘要 (51) HTML (0) PDF 4.54 M (199) 评论 (0) 收藏

      摘要:乳腺癌严重威胁人类生命健康,乳腺癌患者手术后辅以他莫昔芬治疗是常用的治疗方法。然而患者治疗后仍然面临复发或转移的风险,所以需要有效的预后方法来预测疗效。为了探索一种基于钼靶X线影像的乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后分析方法,本文通过基于通道注意力机制的SE-CNN(Squeeze-and-Excitation Convolutional Neural Network)方法研究了钼靶X线影像中的乳腺密度自动提取模型,提出预后影像标志物——乳腺密度变化率(MDCR),并进行生存分析,研究其对乳腺癌术后他莫昔芬治疗的预后能力。研究表明:SE-CNN的阈值绝对误差为9.92±4.78,决对系数为0.77,结果表明该方法能够准确提取阈值。生存分析中得到无进展生存期为HR:2.654(95%CI,1.102-6.395),p=0.030。MDCR值高的患者预后较好,反之则较差。可见乳腺密度变化率可以作为乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后影像标志物。

    • 基于多模态的贝叶斯网络疼痛识别方法

      2022, 22(28):12505-12511.

      摘要 (172) HTML (0) PDF 3.21 M (339) 评论 (0) 收藏

      摘要:有效的疼痛管理对病人的治疗和护理至关重要,针对传统的单模态疼痛识别准确度低的问题,提出了一种基于多模态的贝叶斯网络(MMBN)疼痛识别方法。首先利用互信息对多模态特征进行相关性判断,剔除冗余的特征向量,使得模型简洁;其次将多模态特征与贝叶斯网络结构的可扩展性相结合设计了一种基于多模态的BN结构,并建立疼痛识别模型;最后利用BN概率推理算法完成疼痛识别,并在UNBC-McMaster数据库上进行验证。实验结果表明,与传统基于单模态的疼痛识别方法相比较,MMBN方法利用多模态之间的信息互补性能够有效地提高疼痛识别准确度,为目前的疼痛识别与研究提供了一种新手段。

    • 冰雪颗粒3D打印的材料填充算法

      2022, 22(28):12512-12517.

      摘要 (98) HTML (0) PDF 8.25 M (169) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据所提出的冰雪3D打印机器人的课题研究需求,针对冰的物理特性,提出颗粒材料的3D打印方法。采用六方紧密堆积的规律,对颗粒的填充规划算法进行了研究。读取STL模型文件数据,研究了三角面片和切平面的匹配方法,提出采用黄金分割的匹配计算方法。针对分层后轮廓的颗粒填充问题,提出采用平面颗粒填充网格模板与轮廓曲线进行比较筛选的规划方法。计算实例证明,黄金分割查找实现三角面片与切平面匹配比二分法具有更高的效率;这种颗粒材料填充规划算法对复杂的实体造型均有效。

    • 对运动船舶的多无人机协同查证路径规划方法

      2022, 22(28):12518-12524.

      摘要 (130) HTML (0) PDF 4.42 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决无人机对运动船舶进行查证面临的最优路径生成问题,设计了一种面向运动目标的多无人机路径规划方法,通过模拟退火算法对查证路径进行优化,确定完成查证任务所需的最少无人机数量、查证序列和运动路径。结果表明:该方法能够生成满足时间约束的多无人机协同运动船舶查证路径,可为海事监管领域开展无人机路径规划应用及优化资源配置提供技术支撑。

    • >TU建筑科学
    • 大跨度钢管翼缘组合梁桥车桥耦合振动性能分析

      2022, 22(28):12525-12534.

      摘要 (102) HTML (0) PDF 9.48 M (275) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究钢管翼缘组合梁桥的动力性能,通过有限元软件ABAQUS建立了三维车桥耦合振动模型,采用了隐式动力学分析了路面平整度、车辆载重、速度、上翼缘钢管内填混凝土等级和含钢率等因素对管翼缘组合梁桥动力性能的影响,以及与管翼缘组合梁竖向刚度等效的工字钢梁和混凝土梁的动力性能,得出了以下结论:随着路面不平顺程度的增大,管翼缘组合梁的动力响应呈几何倍数增长,并且只有当路面等级为B时才与现行《公路桥涵设计通用规范》中公式计算的动力冲击系比较吻合;车辆载重与其跨中挠度呈线性相关;速度对其的影响比较复杂,当车辆速度超过60 km/h时,其动力响应随速度增大呈非线性增长;上翼缘内混凝土等级和含钢率对其动力影响极小;相对于等效工字钢梁和等效混凝土梁,管翼缘组合梁桥重量轻,整体弹性模量较小,同等荷载下跨中挠度比较大。通过上述的动力性能研究为以后大力发展此类型桥提供技术保障。

    • 矿物粒径比引起的岩石微波照射效果差异

      2022, 22(28):12535-12541.

      摘要 (79) HTML (0) PDF 5.92 M (644) 评论 (0) 收藏

      摘要:微波辅助破岩过程中,影响破岩效果的因素众多,矿物粒径特征是重要的影响因素之一。本文以主要由方解石和黄铁矿组成的岩石为研究对象,根据岩石中矿物实际比例大小,拟定了6种矿物粒径比方案,运用多物理场耦合分析平台COMSOL,建立反映矿物大小比例的分析模型,深入研究了不同方案下微波照射后岩石内部的电磁场、温度场、应力场以及塑性区分布特征和演化规律。研究结果表明:矿物粒径比对微波照射过程中岩石内部电磁场分布规律和量值影响较小。但岩石内部最高温度、温度梯度、第一主应力、最大剪应力均呈增大的变化规律;随矿物粒径比增大,岩石塑性区面积也越大,岩石内塑性区萌生时刻越早,在强吸波矿物内部受拉区面积显著增加,且面积占比越大。总体来看:粒径比越大,岩石内部矿物大小越不均匀,微波照射后岩石弱化程度越高,照射效果越好。

    • 雁行双裂隙类砂岩加载条件下裂纹扩展演化规律研究

      2022, 22(28):12542-12549.

      摘要 (107) HTML (0) PDF 14.19 M (320) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究裂隙岩体在荷载作用下裂纹扩展演化与破坏规律,以预制含雁行双裂隙类砂岩试样为研究对象,采用单轴压缩试验与DIC技术相结合,探究裂隙倾角和岩桥倾角对试样裂纹产生、扩展和破坏模式的影响。结果表明:(1)裂纹先从试样边界处产生,向试样中心扩展,随加载的进行,裂纹转向从裂隙尖端处产生,向试样上下端面扩展。(2)试样新生裂纹扩展演化过程、破坏模式与裂隙的倾角特征关系密切,随裂隙倾角和岩桥倾角的增加,裂纹扩展的数量分别呈现出先减少再增加后减少、先减少后增加的特点,试样破坏模式呈现出由张拉破坏向张拉-剪切复合破坏转变,但当裂隙倾角增加至90°时,试样破坏模式又呈现出张拉破坏。(3)岩桥贯通取决于其水平投影长度,当岩桥倾角为0°、30°,岩桥水平投影长度较长,岩桥未贯通,当岩桥倾角为60°、90°、120°,岩桥水平投影长度逐渐减小,岩桥发生直接贯通。研究成果可为工程设计及优化提供一定的指导意义。

    • 降雨入渗对锚杆加固多级边坡稳定性分析

      2022, 22(28):12550-12556.

      摘要 (125) HTML (0) PDF 8.01 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:降雨入渗对多级锚杆支护边坡稳定性的影响尚不清晰,基于非饱和土渗流-应力耦合理论,采用Geo-studio软件建立了降雨入渗锚杆加固多级边坡的流固耦合有限元分析模型,研究不同降雨持时、雨强时锚杆加固多级边坡的渗流、应力、变形场稳定性变化规律,以及锚杆受力特性。研究表明:随着雨强和持时的增大,锚杆轴力及坡面位移均增大,边坡安全系数降低;第三级边坡的锚杆轴力提升幅度最大;同一级边坡内,坡脚处的锚杆轴力值大于坡顶处锚杆力。

    • 升温速率对砂浆渗透性及微观结构的影响

      2022, 22(28):12557-12563.

      摘要 (98) HTML (0) PDF 16.18 M (526) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究升温速率对砂浆渗透性以及微观结构的影响,现以3种升温速率(5℃/min、10℃/min、15℃/min)加热砂浆至500℃。通过新的实验技术允许在围压下用气体同时测量砂浆的渗透率和孔隙率,并采用核磁共振(NMR)和扫描电镜(SEM)技术,观察损伤后试样的T2谱图分布、孔径分布和裂缝演变情况。结果表明:在500℃下,随着升温速率的增大,砂浆气体渗透率与孔隙率逐渐增大。在加卸载围压的过程中,与孔隙率相比砂浆的气体渗透率对围压更敏感。不同升温速率作用后的砂浆T2谱图均出现2个波峰,主波峰的分布占据了3个数量级。随着升温速率增大,砂浆的孔径分布向右移动,孔径增大。高温作用后,砂浆致密结构变得多孔疏松,升温速率越快,其内部裂缝宽度越大。

    • 混凝土裂纹扩展的非线性超声表征试验研究

      2022, 22(28):12564-12570.

      摘要 (100) HTML (0) PDF 17.22 M (254) 评论 (0) 收藏

      摘要:混凝土内分布大量微孔隙、微裂纹等软性夹杂,精确探测微裂纹的萌生与扩展对其安全与健康评价具有极为重要的意义。二次谐波法对混凝土微损伤较为敏感,然而,对于裂纹扩展过程中的非线性超声响应规律的研究较少,且混凝土材料的非线性超声研究样本尚显不足。为此,本文首先利用扫描电子显微镜(SEM)观察未加载试样的微观形貌,验证了混凝土试样的完整性,进而设计了应力、应变和非线性参数的同步测试系统,探究了受压过程中的混凝土非线性参数β变化规律。研究结果表明,加载初期非线性参数β显著增加,随着荷载水平的增加,非线性参数β迅速下降,并在后续加载过程中波动变化。结合单轴受压混凝土的裂纹扩展规律,讨论了裂纹扩展对非线性参数β的影响规律,并与首波幅值A进行了对比,得到了非线性超声参数对混凝土微损伤的萌生及扩展更为敏感,而首波幅值A对混凝土弹性阶段后期和塑性阶段损伤规律性更强的结论。

    • 疲劳荷载对橡胶-钢纤维混凝土变形、能量及损伤性能的影响

      2022, 22(28):12571-12578.

      摘要 (84) HTML (0) PDF 6.93 M (211) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究橡胶-钢纤维混凝土(R-SFC)在疲劳荷载下的变形、能量以及损伤特性,本文利用电液伺服万能试验机对R-SFC进行静态压缩增幅循环加-卸载试验。结果表明:应力-应变曲线由密变疏,同时应力退化也逐渐增大;随着循环次数的增加,不闭合度呈现先减小后趋于稳定再增大的“三阶段”变化;加、卸载变形模量随着循环次数的增加而逐渐增大,且卸载变形模量小于相应的加载变形模量;加载应变、累积残余应变随着循环次数的增加而增大,且钢纤维混凝土(SFC)的加载应变和累积残余应变均大于R-SFC;总输入能速率、弹性应变能速率随着循环次数的增加而增大;随着循环次数的增加,耗散能先缓慢增大再迅速增大,且R-SFC的耗散能大于SFC;累积残余应变损伤和能量耗散损伤随着循环次数的增加而逐渐增大,且R-SFC的能量耗散损伤大于SFC,但R-SFC的累积残余应变损伤则小于SFC。

    • 滇中高原山地城市群空间格局演变及驱动机制

      2022, 22(28):12579-12589.

      摘要 (69) HTML (0) PDF 33.27 M (258) 评论 (0) 收藏

      摘要:云南省作为典型高原山地区域,地质环境多样,生态环境脆弱,自然资源约束明显,山区城镇化的快速发展引发的空间结构问题突出。结合滇中高原山地地理环境和城市发展特点,从空间结构、空间联系和用地扩展三方面,构建高原山地城市空间综合评价模型,研究1994、2002、2010、2018年滇中城市群的空间格局演变特征及驱动机制。结果表明:1994-2018年期间,城市群逐渐呈现出高首位度、高紧凑度的“单核结构”关系,城市用地扩展则呈现出“快速规则扩展—快速不规则扩展—慢速规则扩展”的用地变化过程,用地的形态特征也对应呈“单点外延—多点外延—单点填充”的三阶段。城市群由“单中心”向“一主多副”的等级结构转变。城市群空间格局的演变主要受地形、交通道路网络、经济产业结构和政府调控因素的影响,呈现出政府主导、经济驱动、环境约束的特征。应倡导创新发展理念,建设创新型经济综合体;重整、优化道路空间资源,加强资源要素流动;完善刚性生态保护规划以增强约束,强化“三线”的统筹管控。

    • 自进式大吨位架廊机前支腿垫层承载力数值模拟及现场试验研究

      2022, 22(28):12590-12597.

      摘要 (81) HTML (0) PDF 17.57 M (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:雄安新区启动区NA8路示范段综合管廊建设采用廊上架廊自动化节段安装工艺,为了研究架廊机前支腿垫层的沉降特征、承载能力及其对架廊机设计和管廊安全安装的影响,本文以雄安新区京雄城际铁路JXSG-6标固安南制梁场作为试验场地,对架廊机前支腿施工区域的垫层进行数值模拟和浅层平板载荷现场试验,数值模拟研究了不同垫板宽度和垫层厚度对土体沉降和应力的影响,试验采用堆载块分十级加载,每级加载40 kPa荷载。试验结果表明:垫板宽度由1m增大至5m,土体沉降降低52.5%;考虑安全储备和找平作用,垫层厚度优化为20cm;单级加载垫层的沉降区间为0.43~0.78 mm,呈现先降低后平稳再增加的趋势;垫层累计沉降5.72 mm,在架廊机前支腿设计承压条件下,垫层地基累计沉降值仅为1.98 mm;堆载试验完成后,承压板东西两侧的路面、承压板底部砂面和承压板底部垫层均保持较好的完整度,未发现显著沉降或开裂现象;承压板垫层地基刚度为69.93 MPa/m,垫层的变形模量为58.1 MPa。研究显示架廊机前支腿垫层具有良好的承载力,能够满足综合管廊节段安装阶段架廊机的施工要求。

    • >U交通运输
    • 考虑道路受损的震后应急物资运输路径优化

      2022, 22(28):12598-12604.

      摘要 (103) HTML (0) PDF 2.78 M (221) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了在地震发生时提高应急物资配送效率, 降低人员伤亡与经济损失,将道路受损作为影响应急物资配送的重要因素。以多应急物资种类、多配送中心为背景,考虑应急物资配送时间窗约束,建立总时间和总成本最小的双目标模型。结合模型的特点,设计了遗传算法与模拟退火算法相结合的混合算法,算例结果表明,该算法具有较快的收敛速度和求解结果。进一步对比考虑道路受损和不考虑道路受损的情况,结果表明:考虑道路受损在配送总时间、总费用和产生惩罚成本的时间都有所降低,进一步验证了模型的优越性。可见该模型和算法可以有效地解决考虑道路受损的应急物资配送路径优化问题,提高应急物流效率,减少地震带来的损失。

    • 考虑非机动车流影响的微循环路网组织优化

      2022, 22(28):12605-12611.

      摘要 (72) HTML (0) PDF 3.25 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高道路网通行能力,缓解干道拥堵,提高支路利用率,研究了非机动车流对机动车流的影响,并构建了影响模型,对机动车流的路阻函数进行改进。使用改进后的路阻函数构建微循环路网单向交通组织双层规划模型。上层模型以路网交通效率最大,干道平均饱和度最小和微循环支路平均饱和度最小为目标; 下层模型是基于用户平衡分配的交通流分配模型。采用遗传算法对模型进行求解。最后以北京市西三旗地区某微循环系统为例进行算例分析。研究结果表明:实施单向交通能够有效降低干道饱和度,提升支路利用率,平衡道路资源使用。在不考虑非机动车流影响时,进行单向交通组织的路段为9条,考虑单向交通影响时,进行单向交通组织的路段为4条,仅有两条路段重合,两种情况路网组织方案差异明显,所以应在实际路网优化时考虑非机动车流的影响。可见,考虑非机动车影响的微循环路网组织优化模型能够为实际单向交通组织提供理论支持。

    • 驼峰车辆减速器制动噪声的复特征值分析

      2022, 22(28):12612-12618.

      摘要 (69) HTML (0) PDF 5.13 M (166) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究驼峰车辆减速器对下溜车列进行制动时发出的高频制动噪声问题,以驼峰车辆减速器为研究对象,在ABAQUS软件中建立制动系统有限元分析模型。通过采用复特征值分析理论对制动系统的稳定性进行分析,获得了振动系统不稳定模态在频域上的分布。现场采集制动尖叫噪声并分析其主要振动频率,与理论预测结果进行对比得到相对误差。结合振动频率的分岔曲线和振动模态的耦合情况,对影响制动系统产生不稳定模态的因素进行分析。结果表明,制动轨与车轮接触面间的摩擦系数在0.07~0.17区间内增大时,制动系统发生尖叫噪声的趋势增大,同时,制动轨作用在车轮上的侧向力在50~260 kN区间内增大时,对制动系统也有同样的影响。而被制动车辆的初速度对于制动系统发生尖叫噪声的倾向影响并不明显。可见,摩擦系数和制动轨作用力的变化对车辆减速器在制动过程中产生高频制动噪声的倾向具有重要影响。

    • 相变材料对温拌沥青混合料路用性能及微观机理的影响

      2022, 22(28):12619-12626.

      摘要 (102) HTML (0) PDF 18.40 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究相变材料DTC对温拌沥青混合料路用性能的影响,通过马歇尔稳定度试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验、电子显微镜试验以及核磁共振试验,研究了不同DTC掺量下相变温拌沥青混合料的高温、低温、水稳性能的影响规律及其微观机理。结果表明:马歇尔稳定度值、小梁抗弯拉强度值与DTC掺量符合线性关系,通过t检验和F检验可知,短期老化对劈裂抗拉强度比的均值和方差无显著影响,长期老化对劈裂抗拉强度比的均值影响显著,对方差无显著影响。电子显微镜和核磁共振的研究发现:随着DTC掺量的增多,试件内的孔隙越来越多,但孔径分布及其峰值主要集中在0.01um-1um之间,孔隙度也在增大,这也正是DTC掺量越大,马歇尔稳定度值、劈裂抗拉强度值和小梁抗弯拉强度值下降越多的主要原因。通过灰色关联度分析获知,老化对沥青混合料路用性能的关联度影响甚微。因此,DTC掺量对沥青混合料的路用性能影响由大到小依次是马歇尔稳定度、抗弯拉强度、劈裂强度;相关性分析表明,沥青混合料微观结构特性与其宏观性能的相关系数都在0.77以上,宏细观性能紧密关联。

    • 考虑施工全过程的超近距邻近既有桥影响

      2022, 22(28):12627-12633.

      摘要 (93) HTML (0) PDF 13.74 M (332) 评论 (0) 收藏

      摘要:新建桥梁工程与既有工程近接施工的现象愈发普遍,大多数研究并没考虑桩基施工步序和土体附加力的影响,但二者均会对既有工程安全带来不可忽略的隐患。理论分析了考虑施工全过程对超近距邻近既有桥的影响评价方法,同时土体附加力的负向作用会加快邻近既有桥桩的沉降、引起水平和竖向变形。数值分析了新建桥梁按有无施工步序、有无土体附加力三种情况,计算对周围土体的应力变化和位移影响以及对邻近既有桥的影响。研究结果表明:相较于不考虑桩基施工过程,计入施工步序和土体附加力后对所邻近的既有桥不利影响加剧,靠近邻近既有桥桩的下部土体挤入值相比于其他位置会更大。对于施工步序繁多且步序之间衔接不紧密的新建工程,在评价施工超近距邻近既有桥影响时更应该将施工步序和土体附加力计入考虑。

    • 风屏障开孔形式对车桥系统气动特性影响的数值研究

      2022, 22(28):12634-12641.

      摘要 (76) HTML (0) PDF 12.51 M (414) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用流体力学软件(Star CCM+)建立32 m简支箱梁和CRH2型高速列车的全尺寸模型,对不同风屏障开孔形式的车桥系统进行数值模拟,研究了风屏障开孔形式对风屏障挡风效率和流场的影响,分析了车辆三分力系数和桥梁三分力系数随开孔形式的变化规律。结果表明:风屏障的开孔形式对车辆的阻力系数影响较大,且随着开孔边数的增加各车辆的阻力系数先减小后增大,开孔形式为格栅形时阻力系数最大。采用格栅形式时中车比头车的力矩系数大了63.6%;中车的阻力系数和力矩系数随开孔边数的增加基本呈下降趋势,位于背风侧时中车阻力系数和力矩系数变化较缓;随着风屏障开孔边数的增加,桥A段、桥B段和桥C段的CRWBD都呈增加趋势,其中桥B段的贡献率增加地最多,增加了12.2%。风屏障对阻力和力矩的贡献率CRWBD、CRWBM基本都超过了50%。

    • 斜弯独塔混合梁斜拉桥参数敏感性分析

      2022, 22(28):12642-12650.

      摘要 (114) HTML (0) PDF 7.06 M (288) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究斜弯独塔混合梁斜拉桥在成桥状态下受结构设计参数的影响程度,对结构设计、施工监控和关键控制量制定等提供参考,以张家口纬二桥为工程背景,建立有限元模型。基于结构参数敏感性分析的摄动原理,引入敏感度分析指标,选取塔梁固结处弯矩值、桥顶纵向位移值、背索索力、主梁最大挠度为控制目标,对桥梁钢混结合段位置、桥塔局部温度荷载、斜拉索初拉力和背索竖向倾斜角度等结构参数进行敏感性研究。分析结果表明:桥梁钢-混结合段位置、斜拉索初拉力、背索竖向倾斜角度对斜弯独塔混合梁斜拉桥主梁挠度和桥塔线形影响较大。其中,混凝土梁和钢梁的跨度比变化15.73%,塔顶纵向位移、主梁最大挠度将分别变化30.3%和29.4%;桥塔局部温度荷载主要影响此类桥塔的纵向变形,对桥塔受力敏感度较低;背索竖向倾斜角度对斜弯独塔混合梁斜拉桥影响最为显著,背索竖向倾斜角度变化7%,塔顶纵向位移较初始位置最大变化也达到205.8%。

    • 单车道手动-自动驾驶混合交通流仿真分析

      2022, 22(28):12651-12658.

      摘要 (150) HTML (0) PDF 6.57 M (231) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着汽车产业和交通行业的快速发展,智能交通取得了长足进步,尤其是在自动驾驶领域。为研究手动驾驶、ACC和CACC三类车辆独立存在时的单车道交通流运行特性,基于元胞自动机Nasch规则,引入Gipps安全间距和速度,分别构建跟车模型,通过数值仿真试验,分析混入ACC和CACC车辆对道路通行能力、行驶速度、行车间距、交通拥堵等运行特性的影响。研究表明:随着ACC和CACC车辆渗透率的增加,道路通行能力和车辆行驶速度不断提高;当道路仅由数量相等的ACC和CACC车辆驾驶时,通行能力可提升2.2倍,拥堵指数可降低60%,显著改善了交通运行;引入ACC和CACC车辆增大了手动驾驶车辆行驶时的跟车间距,而ACC和CACC车辆仍能以较小的间距保持较高的速度跟随前车,提高了道路空间资源利用率。

    • >V航空、航天
    • 基于计算流体力学的总静压复合探针设计及试验分析研究

      2022, 22(28):12659-12666.

      摘要 (120) HTML (0) PDF 7.97 M (200) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对航空发动机及燃气轮机内流场压力测试探针尺寸小、测点多、高精度、高可靠性的要求,基于CFD(Computational fluid dynamics)仿真分析手段,根据圆柱绕流的特点,对不同直径的探针进行了气动性能分析,研究其表面压力分布规律,根据CFD分析结果确定了总静压复合探针设计方案并加工了试验件,试验件的风洞校准试验分析结果表明:在来流无偏角的情况下,Ma0.2到Ma0.6的范围内,Φ10 mm探针静压孔角度在±50o时、Φ12 mm探针静压孔角度在±47.5o时、Φ14 mm探针静压孔角度在±45o时,测量误差在±1%以内,可满足一般试验的精度要求。另外,在满足探针±1%的测量误差的前提下,Φ10 mm探针静压测量不敏感角在马赫数0.2~0.5范围内,可达到±18o;在马赫数0.6时,能达到±15o。Φ12 mm和Φ14 mm探针静压测量不敏感角在马赫数0.2~0.4范围内,可达到±18o;在马赫数0.5时,能达到±12o;在马赫数0.6时,可达到±3o。探针的总压测量误差在马赫数0.2~0.6、±15o的偏转角度范围内可达到±0.3%的发动机测试要求。

    • 高速航空螺旋桨翼型气动特性及数值仿真

      2022, 22(28):12667-12673.

      摘要 (133) HTML (0) PDF 7.88 M (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提升高速航空螺旋桨的气动性能,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法研究了平凸翼型NACA4412、超临界翼型RAE2822和高雷诺数薄翼型NACA65206在不同马赫数、不同攻角下的升阻比变化规律,以及翼型流场的马赫数等值线分布等。通过翼型的升阻比特性研究,选用NACA65206翼型设计了一款高速航空螺旋桨,并进行了螺旋桨流场的CFD仿真和气动性能计算。结果表明:随着马赫数从0.5提高到0.9,NACA65206翼型具有更好的升阻比特性,并且失速特性不断改善;采用NACA65206翼型设计的螺旋桨在0.6飞行马赫数下,推进效率高于80%,在0.7飞行马赫数下,推进效率高于75%,说明了使用薄翼型结合大后掠角度设计的高速航空螺旋桨具有较好的推进效率。

    • 考虑空域功能性的终端区内三维扇区划设方法研究

      2022, 22(28):12674-12682.

      摘要 (102) HTML (0) PDF 17.76 M (211) 评论 (0) 收藏

      摘要:为缓解终端区内管制扇区划设不合理的问题,本文结合空域功能性研究了终端区内三维扇区划设问题。首先,在满足传统扇区约束条件的前提下,以降低所有扇区管制负荷之和与均匀各扇区管制负荷为目标。接着,结合垂直高度的层次聚类与水平方向的泰森多边形划分,将终端区划分为若干个三维空域单元并根据不同的飞行性质赋予各空域单元不同的功能属性。根据优化目标,考虑功能性的相近程度,采用NSGA-II算法将各三维空域单元组合形成扇区。最后,以上海终端区为实例进行验证。结果表明,相比于现行扇区划设方案,优化后的扇区划设方案能够有效地降低扇区的管制负荷之和,同时均匀各扇区的管制负荷。

    • >X环境科学、安全科学
    • 三生空间视角下防城港市土地利用景观生态风险评价

      2022, 22(28):12683-12693.

      摘要 (130) HTML (0) PDF 12.96 M (400) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 为揭示沿海地区景观生态风险的时空变化规律,通过GIS技术和半变异函数的分析方法,利用景观干扰度指数和景观脆弱度指数,从三生空间角度构建防城港市土地利用生态风险模型,深入研究了2000—2019年防城港市景观生态风险的时空分异特性。结果表明:2000—2019年,防城港市景观格局变化显著,草地生态空间面积减少最多,为34 557.59 hm2,主要流向林地生态空间;林地生态空间作为其他地类的重要转入源,共减少32 962.59 hm2;19 a间,低生态风险区面积持续减少,且后10 a减少尤为显著;较低生态风险区面积前9 a增加,后10 a减少,总体呈增加之势;中、较高和高生态风险区面积不断增加,且后10 a增加的面积远多于前9 a;2000—2019年,防城港市各区域整体生态风险程度加深、环境质量有所退化,且后10 a表现明显。可见,研究防城港市景观生态风险变化对促进其生态环境和区域经济的协调发展以及完善海湾城市景观生态风险的理论具有重要意义。

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

×
律回春渐,新元肇启|《科学技术与工程》编辑部恭祝新岁!
亟待确认版面费归属稿件,敬请作者关注