• 2022年第22卷第33期文章目次
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    • >TH机械、仪表工业
    • 纳米石墨烯的减摩抗磨研究进展

      2022, 22(33):14549-14558.

      摘要 (248) HTML (0) PDF 4.21 M (389) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,纳米石墨烯在摩擦学领域引起了一番新的热潮,纳米石墨烯因具有独特的物化性能、超薄层间结构和优良的自润滑性能,将其作为润滑添加剂能够显著提高机体的摩擦学性能。文中综述了纳米石墨烯作为固体润滑剂、水基润滑添加剂和油基润滑添加剂以及与其他纳米粒子的复合材料作为润滑添加剂的研究进展,归纳总结了石墨烯的保护层薄膜、低表面能、自润滑性能、复合材料共同作用等减摩抗磨机理;指出了纳米石墨烯存在的问题,如不同添加量的石墨烯对溶液的抗磨减摩影响较大,石墨烯的层数和结构都是影响机体抗磨减摩的重要因素,并对今后石墨烯的研究方向进行了展望。

    • >TK能源与动力工程
    • 平板微热管的研究进展回顾与展望

      2022, 22(33):14559-14570.

      摘要 (207) HTML (0) PDF 7.38 M (614) 评论 (0) 收藏

      摘要:热管是一种具有高热导率的多尺度传热材料,被广泛应用于换热器的余热回收再利用、太阳能集热器和数据中心冷却等领域。从循环动力和性能表现两方面入手探讨微热管传热影响因素的研究实验。针对平板微热管的结构组成和工作机理,综述了平板微热管微槽结构、充装工质及其充液率、工作状态的性能研究进展,剖析了蒸发段和冷凝段的状态对流动状态与传热特性之间的关系,如曲率半径、循环工质流量和有效导热系数等参数的表现,总结了平板微热管的模型结构设计与理论预测研究进展,并结合强化换热和沸腾传热,对微热管微通道的发展方向进行了展望。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 黄河三角洲地物遥感分类研究进展与趋势

      2022, 22(33):14571-14583.

      摘要 (138) HTML (0) PDF 2.66 M (276) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄河三角洲地物种类众多,利用各种技术对黄河三角洲的地物进行分类与识别,有助于对该地区的资源进行合理的利用,同时对该地区的可持续发展具有重要的意义。本文对目前主要用于黄河三角洲地物遥感分类的卫星数据以及分类方法进行梳理和分析,总结了前人研究的不足,最后对黄河三角洲复杂地物分类方法的未来发展趋势进行了展望,对我国黄河三角洲地物的遥感分类以及动态监测提供参考和借鉴。

    • >O3力学
    • 基于正三角形模型的发射药燃气生成规律

      2022, 22(33):14584-14591.

      摘要 (136) HTML (0) PDF 11.30 M (1795) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确模拟发射药在膛内发生破碎后的燃气生成规律是发射安全性研究的关键与难点。运用离散单元法建立发射药离散单元力学模型,通过预设离散单元小球模型代表的正六棱柱几何模型,建立正三角形燃烧模型,推导燃烧函数;分别运用新建立的燃烧函数和传统形状函数对正常和破碎程度相同的发射药进行密闭爆发器燃气生成规律仿真对比研究,结果表明建立的燃烧函数能够精确计算发射药发生破碎引起的增面、增燃变化规律。研究结果在一定程度上解决了发射药在膛炸前发生局部随机破碎后燃气生成规律计算方法缺失问题,可应用于发射装药发射安全性研究领域。

    • >O6化学
    • 改性球形铁酸铋纳米材料的制备及光催化性能

      2022, 22(33):14592-14598.

      摘要 (87) HTML (0) PDF 5.35 M (172) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着水污染的加剧,研究环保高效的新型水污染处理技术尤为重要。采用溶胶-凝胶法制备了过渡金属离子La改性的BiFeO3球形光催化材料,利用XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis、VSM等表征手段对La掺杂的BiFeO3粉末的结构、光学及磁性进行分析;并以刚果红和实际环境污水为目标污染物,探究其光催化性能。结果表明,La掺杂的BiFeO3纳米颗粒呈球状且具有较小的粒径,La的引入不仅影响了BiFeO3的磁性,还使其带隙由2.67 eV减小到2.02 eV。通过调控La的掺杂量,可有效提升BiFeO3光催化降解效率,当La掺杂量为5%时,可以将实际污染水体中的COD浓度降低40%。同时,在光催化60 min时可将浓度为20 mg/L的刚果红溶液完全降解,比同一时间BiFeO3催化效果提高了85.7%。相关机理研究结果表明La掺杂BiFeO3光催化剂降解刚果红时,起主要催化作用的活性物质是空穴。

    • >P天文学、地球科学
    • 羌塘盆地昂达尔错古油藏油气来源及成藏模式

      2022, 22(33):14599-14607.

      摘要 (84) HTML (0) PDF 16.10 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以饱和烃色谱-质谱、单体烃碳同位素和流体包裹体分析为基础,对羌塘盆地昂达尔错古油藏油气来源、成藏期次及成藏模式进行了探讨。研究表明:昂达尔错古油藏油苗与下侏罗统曲色组烃源岩具有相似的生物标志化合物组合特征,体现出两者具有较强的亲缘性;昂达尔错古油藏油气充注期次可划分为晚侏罗世(151.6-158.7Ma)、早白垩世(142.3-143.9Ma)与中新世(12.5-16.6Ma)三期,其中早白垩世为该古油藏的主充注期;古油藏油源为下侏罗统曲色组页岩,储集层为中侏罗统布曲组砂屑灰岩和白云岩,盖层为布曲组泥晶灰岩,构成正常的“下生上储”式成藏组合。

    • 数字岩心多分辨率存储及连通区域分析

      2022, 22(33):14608-14616.

      摘要 (114) HTML (0) PDF 17.11 M (263) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决数字岩心文件因数据量大而导致存储空间狭窄和访问效率低下的问题,以及分析岩心孔隙的连通区域并管理其性质,通过四叉树和八叉树分块方法对数字岩心进行分布式多级分辨率存取,通过扫描线、三角剖分、四面体剖分和地图染色方法识别和划分连通区域,基于移动立方体算法求取连通区域边界面。结果表明:生成的多分辨率岩心数据根据浏览范围选择粒度层级,减少了数据读取量并提升了临近区域数据获取速度;分色划分连通区域展现了数字岩心的连通性质,并建立了三维模型实现对孔喉结构形态的分析。该研究结果为数字岩心的高效存取、连通性分析及孔喉结构建模提供了方法支持。

    • 贵州黔西市仓堡田滑坡变形特征及成因分析

      2022, 22(33):14617-14625.

      摘要 (95) HTML (0) PDF 22.91 M (1816) 评论 (0) 收藏

      摘要:贵州省黔西市中坪镇2020年7月相继发生2起规模较大的红层滑坡地质灾害,其中之一的仓堡田滑坡变形破坏特征与四川盆地缓倾顺向的红层滑坡具有差异性。本文通过详细的野外调查、变形监测、钻探取样等手段,研究了仓堡田滑坡变形破坏特征、变形时序及监测曲线变化特征,分析了该滑坡的形成因素。研究结果表明,仓堡田滑坡为规模约800万m3的大型推移式滑坡,其变形破坏后形成左右两个变形速率和位移量不同的次级滑体,滑坡前缘稳定后,后缘部分在持续缓慢变形,其变形破坏主要受前缘小冲湾河谷切割、松散破碎的岩土体结果及持续强降雨导致滑面软化、重度增加等因素的影响。

    • 水热变化对季节冻土区牵引式滑坡变形的作用机制——以2020年8月11日西和县大型滑坡为例

      2022, 22(33):14626-14634.

      摘要 (72) HTML (0) PDF 9.82 M (254) 评论 (0) 收藏

      摘要:季节冻融作用诱发滑坡的机制一直缺少定量化的研究结果,这源于缺少相应的理论模型。为了重构滑坡的变形过程并分析其变形机制,首次基于热力学理论,建立了季节冻土水分、温度和变形相互耦合的数值模型,阐述了水分变化对变形的作用机制。该模型的优点是能够体现冻土边坡中冻融作用引发的水分迁移过程和水分不均匀分布状况,并从水分对土体强度影响的角度来分析边坡稳定性。以2020年8月11日甘肃陇南市白冯村发生的大型滑坡为例,利用该数值模型计算了该滑坡处置前后边坡的水热和变形过程,并对其变形机制和稳定性进行了分析。结果表明,冷季水分向冻结锋面迁移并冻结成冰,暖季活动层内冻土融化导致液态水含量增加,从而使冰透镜体所在位置变成了潜在滑移面。在外部荷载(暴雨等)作用下滑体会沿着该滑移面产生滑动,这便是季节冻土区边坡中的水分迁移过程及其对滑体滑动的作用机制。此外,案例分析表明,滑坡处理前边坡最大垂直变形和最大水平变形分别为72.41 cm和68.57 cm。设置抗滑桩后,边坡达到稳定状态时的最大垂直变形和最大水平变形分别为2.60 cm 和2.72 cm,稳定性显著提升。而且,滞水层高度的提升导致边坡垂直和水平变形0?位移线分别升高了2.05 m和2.03 m,这使得潜在滑体体积减小,从而有利于边坡稳定。然而,抗滑桩仅从力学方面提升了边坡稳定性,但是潜在滑移面仍然存在,在外部外荷载作用下,滑坡可能会复活。

    • SENet优化的Deeplabv3+滑坡识别

      2022, 22(33):14635-14643.

      摘要 (103) HTML (0) PDF 21.04 M (304) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低川藏铁路四川段受到山区滑坡等地质灾害影响的风险和对沿线电网安全的监测保护,利用人工智能实现电力线通道地质灾害的快速筛查。实验利用Deeplabv3+网络对川西地区遥感影像中的滑坡区域进行分割,选取了不同的主干网,包括Resnet、Xception、Mobilenet和引入SE注意力机制的ResNet(SENet),实验数据表明,SENet优化的Deeplabv3+语义分割模型效果最好,PA达95.5%,MIoU达84.7%,相比于其他主干网络模型PA最低提升1.3%,MIoU最低提升2.2%。结果表明SENet优化的网络模型在滑坡边缘细节上的分割更精确,误识别和漏识别现象更少,识别效果优于其他模型。

    • >R医药、卫生
    • 基于粒子群优化-支持向量机的睡眠呼吸暂停检测

      2022, 22(33):14644-14651.

      摘要 (137) HTML (0) PDF 6.76 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:睡眠呼吸暂停(sleep apnea,SA)是一种睡眠障碍疾病,严重影响睡眠质量和身体健康。为降低睡眠呼吸障碍检测的复杂度并提高准确率,提出了一种粒子群优化支持向量机(particle swarm optimization-support vector machine,PSO-SVM)方法,通过心电信号实现对SA的准确检测。首先,将心电信号分段,并从中提取心率变异性;其次,实现特征提取与选择,包含心电信号RR间期的均值、标准差、均值标准差、差值均方的平方、心率变异性的信号总功率、低频段功率、高频段功率、瞬时中位频率、边际谱熵和能量谱熵等;最后通过PSO-SVM分类算法进行睡眠呼吸暂停检测。结果表明,本方法筛选10个特征对SA检测,利用Apnea-ECG数据库通过PSO-SVM检测准确率为94.0%,提升了现有方法的检测性能。

    • 基于互信息的帕金森病脑皮层功能连接

      2022, 22(33):14652-14658.

      摘要 (88) HTML (0) PDF 5.68 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:帕金森病的早期症状是很难察觉的,目前还没有一个明确的生物标志物可以准确地检测出早期的帕金森病。本文为了探究帕金森病的潜在生物标志物,分析15名帕金森病患者和15名健康对照者闭眼状态下的溯源后的脑电信号。首先,使用互信息测量两组受试者的大脑各个区域之间的功能连接。之后,对两组受试者之间的每个连接对的互信息值进行独立样本t检验,检测两组受试者之间显著差异的连接边。最后,将具有显著差异的连接边作为特征进行分类。结果表明,帕金森病患者的大脑各个区域之间的互信息值整体小于健康对照组,并发现在额顶叶和顶枕叶之间的功能连接差异十分显著(p<0.01)。利用互信息功能连接指标对帕金森病患者和健康对照组分类时,测试准确率为76.7%,验证了基于互信息的脑功能连接对帕金森病研究的有效性。这些发现表明额顶叶和顶枕叶之间功能连接性的降低可能是帕金森病的一个潜在生物标志物。本文系首次使用互信息这一功能连接指标对帕金森病进行研究,这为帕金森病的神经机制研究提供了一个新的途径。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 含裂纹岩石试件注浆模拟测试系统研制及试验研究

      2022, 22(33):14659-14665.

      摘要 (112) HTML (0) PDF 14.36 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前注浆实验多使用相似模拟材料制备类岩石试样,导致注浆加固效果评价不准、机理探析困难等问题,设计研发一种含裂纹岩石试件注浆性能测试系统,该系统由三联同步注浆加压系统、岩石测试系统以及数据采集系统组成。首先,对同一岩性的多个岩石试件进行单轴压缩试验获得基准参数,并得到含裂纹岩石试件;然后,利用三联同步注浆加压系统进行注浆加固,并再次开展力学性能测试获得对比参数;通过对注浆前后岩石试件力学性能及破坏形态进行对比,获得围岩注浆加固效果。利用该系统对淮南谢桥煤矿某巷道岩石进行测试分析,结果表明:注浆岩石试样强度性能取决于岩石强度和浆体材料中的较小值,注浆试件强度约为原岩力学性质的70~85%。本试验系统能够进行岩石裂隙注浆试验并对揭示围岩注浆加固机理、指导现场注浆效果具有重要意义。

    • 转载溜槽控尘结构优化及其机理分析

      2022, 22(33):14666-14672.

      摘要 (68) HTML (0) PDF 6.60 M (127) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决转载溜槽粉尘排放问题,基于现场转载溜槽的结构特点,提出了四种溜槽结构优化设计方案,通过建立实验室模型,对五种转载溜槽结构进行了粉尘排放水平测量实验,分析评价了不同优化方案的粉尘排放水平。结合数值模拟结果,对不同结构的控尘机理进行了分析。结果表明,在溜槽垂直段引入限流板能减少70%的粉尘排放,交错排布挡尘板的沉降室可以减少72%的粉尘排放,限流板叠加沉降室的方案具有最佳的控尘效果,能减少95%的粉尘排放。

    • 基于煤巷掘进粉尘分布的干式除尘布局优化

      2022, 22(33):14673-14682.

      摘要 (95) HTML (0) PDF 16.48 M (146) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着煤巷机械化掘进程度的不断提高,煤巷中粉尘浓度也不断攀升,高浓度的粉尘一方面会影响井下工作人员的身心健康,另一方面也增加了粉尘爆炸的可能性。干式除尘器由于具有除尘效率高、零耗水、无污染的优点而被广泛应用在煤矿掘进中。本文采用数值模拟的方式,研究了干式除尘器作用下巷道内的风流结构,并研究了除尘风筒和局部通风机风筒相对位置对除尘效率的影响,以及除尘风筒到掘进头的距离对除尘效率的影响。研究结果表明:除尘风筒的布置应与局部通风机风筒尽量的远离,当除尘风筒距离掘进头4~5 m时,除尘效果会比较好。研究可以有效的指导干式除尘器在巷道掘进中的布置,为改善巷道内掘进环境做出贡献。

    • 精准三维激光探测结合可视化建模的采空区稳定性分析

      2022, 22(33):14683-14690.

      摘要 (68) HTML (0) PDF 14.30 M (186) 评论 (0) 收藏

      摘要:精准地掌握复杂采空区的三维形态及其空间的相对位移,是进一步开展空区稳定性可靠分析的前提。以中核赣州某铀矿区为背景,利用BLSS-PE矿用三维激光扫描和测量系统, 对该采空区进行三维探测分析并对三维探测所得数据信息进行数字化处理转换,应用DIMINE建立采空区的三维空间模型,经过数字化处理后实现了与FLAC3D模型的无缝耦合,从而形成了三维数值运算模式。研究结果表明: 818-2#采场在开挖后最大主应力增加且最大值出现在采空区顶底板,最小应力基本保持不变,上下盘虽出现拉应力,但低于围岩抗拉强度; 818-2#采场最大水平位移和最大垂直位移均较小,且随着采场的逐步回采采空区围岩出现塑性区,但面积较小。因此,空区整体上呈稳定状态。研究成果为矿山地压管理和综合治理提供了有力的依据。

    • >TE石油、天然气工业
    • 敦煌盆地五墩凹陷中间沟组一段物源体系

      2022, 22(33):14691-14699.

      摘要 (87) HTML (0) PDF 29.66 M (231) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确敦煌盆地五墩凹陷中间沟组一段物源体系及展布,以岩矿与主量元素分析为基础,结合水动力条件、地震剖面反射特征和古地貌分析,研究砂体的发育程度、物源方向与搬运通道,探讨五墩凹陷侏罗系中间沟组不同井区的沉积物来源。研究结果表明:XC1与D2井具有同源性,岩屑类型以变质岩岩屑为主,D1井物源表现出一定差异性,岩屑类型以岩浆岩岩屑为主,主量元素分析结果与岩屑类型分析结果相一致;XC1、D2井主要为近源扇三角洲沉积,D1井主要为远源辫状河三角洲沉积;XC1和D2井区主要接受南部三危山隆起物源区的沉积物供给,D1井区主要接受北部北山物源区的沉积物供给。重新落实的物源体系展布对于研究区砂体展布规律具有重要的指导意义。

    • 低渗油藏CO2驱井网优化调整及开发效果影响因素

      2022, 22(33):14700-14706.

      摘要 (104) HTML (0) PDF 5.49 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:CO2驱、水平井开发技术对于低渗油藏有着较好提高采收率的作用,但是对于非均质性较强的低渗油藏,水驱开发后存在动用程度低的问题,因此有必要研究低渗油藏后期注采方式及注采井网的调整优化和开发效果的影响因素。首先依据目标油藏建立非均质概念地质模型,建立了一个上下分别为低渗和高渗储层油藏模型,采用油藏数值模拟方法对油藏进行了模拟计算。在油藏模型进行一段时间水驱后,加密调整井网采用水平井注CO2进行二次水气同驱的开发模式。对比不同加密井网模式的采出程度和地层压力,得到最优的加密井网模式进行二次优化开发。然后基于以上得到的最优井网优化调整模型,研究了井排距、储层渗透率和注CO2压力对该调整井网模式开发效果的影响。油藏数值模拟计算表明:加密水平井采油优于加密直井采油;加密水平井注气可以适当缩短排距,使CO2的驱替更充分,当井距/排距为0.4时,采出程度最大;在不同储层渗透率条件下,在其他生产条件一致的情况下,加密水平井井网时,可以将水平井沿水平渗透率较小方向安置;适当增大注气井注入压力可以有效地提高采收率恢复地层能量。本文研究成果对该类非均质低渗油藏的开发具有较好的借鉴意义。

    • 南海深部温压地层岩石可钻性评价及应用

      2022, 22(33):14707-14713.

      摘要 (133) HTML (0) PDF 8.72 M (223) 评论 (0) 收藏

      摘要:南海珠江口盆地深部地层具有高应力也伴随有高温的特点,应用常温常压下的可钻性计算评价方法不能真实、准确反映该地区地层岩石可钻性特征。本文对取自南海珠江组地层的岩石样品开展了高温高压条件下的可钻性测试,对比分析了温压单因素及耦合作用下的差异性,建立了考虑温度和围压的可钻性级值计算模型,并通过ABAQUS软件建模,对温压条件下聚晶金刚石复合片钻头切削齿后倾角进行了优化分析。结果表明:温度在20℃~180℃时对岩石可钻性级值影响不大,高于180℃时,可钻性级值随温度增加有减小的趋势;围压条件下可钻性级值与常压下的级值存在差异,且高1~2级;温压下调整PDC钻头的后倾角到25°时钻头的破岩效率最高,应用井与已钻井相比机械钻速分别提高了31.71%、41.95%。本文所做的研究对于进一步认识高温高围压地层机械钻速低的原因、优化钻头切削齿参数、减少钻井周期,指导高温高围压地层钻井作业具有重要意义。

    • 基于ABAQUS的特殊螺纹接头优选

      2022, 22(33):14714-14721.

      摘要 (87) HTML (0) PDF 9.42 M (147) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 非接触磁应力检测技术在提离高度检测中的应用

      2022, 22(33):14722-14728.

      摘要 (101) HTML (0) PDF 9.04 M (168) 评论 (0) 收藏

      摘要:非接触磁应力检测已在各类型管道进行有效应用,但由于管道沿线埋深不同,管道沿线磁检测结果受提离高度影响不能准确反应管道应力异常情况。基于中缅长输管道4处开挖管段的非接触磁应力检测数据,确定了非接触磁应力检测的有效检测范围。在有效范围内,根据8组现场X80天然气管道磁感应强度随提离高度变化的检测数据,拟合得到了管道本体和环焊缝处磁梯度模量和检测高度的量化关系公式。采用量化关系公式,将某开挖管段0.8m处磁感应强度检测数据统一转化到1.0m高度下,转化后磁感应强度数据与实测数据进行对比,两者误差小于10%。后续非接触磁检测可采用拟合的定量关系公式统一不同检测高度的磁梯度模量数据,克服非接触磁应力检测沿线检测高度不一致导致检测结果有误差的难题。

    • >TH机械、仪表工业
    • 基于Iwan模型的螺栓非线性接触建模与参数辨识

      2022, 22(33):14729-14735.

      摘要 (133) HTML (0) PDF 4.98 M (238) 评论 (0) 收藏

      摘要:螺栓连接在使用过程中会产生非线性现象,主要包括微观碰磨与宏观滑移等。本文主要建立了基于Iwan模型的螺栓连接结构动力学模型,并通过实验研究实现了模型的参数辨识。引入六参数Iwan模型,对力-位移方程进行数值求解,绘制Iwan模型非线性位移与非线性力关系曲线,解决了传统螺栓连接模型计算精度不高的问题。针对螺栓结构动力学模型参数辨识问题,采用万能试验机拉伸实验与振动实验平台激振试验结合,识别构建的模型参数,实现模型构建。实验结果表明随着螺栓直径的增加,宏观滑移残余刚度会随之增加。研究结果可为螺栓结构设计分析与计算提供参考。

    • >TM电工技术
    • 基于改进下垂控制的并联电流源环流抑制策略

      2022, 22(33):14736-14743.

      摘要 (102) HTML (0) PDF 9.03 M (172) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的下垂控制为电压型控制,通过下垂方程对电压的幅值和相位进行整定,在电流源并联系统中受到限制,使得电流分配精度不高,且环流抑制效果有限。对此,本文采用了一种针对电流源并联系统的改进下垂控制策略,结合下垂方程对电流的幅值和相位进行调整,输出参考电流,提高了电流分配精度,可以更好地应用在电流控制系统中。该策略引入了纯感性的虚拟阻抗,在减小功率耦合的同时提高了环流抑制效果,同时针对虚拟阻抗的使用而导致的母线电压跌落,在无功下垂控制回路中使用了电压补偿,减小电压跌落的同时得到了更加精准的输出电流。最后,通过Matlab/Simulink仿真与搭建实物样机并进行相应实验,验证了理论分析的可行性。

    • 基于微气象微地形的北京地区输电线路覆冰预测技术

      2022, 22(33):14744-14751.

      摘要 (88) HTML (0) PDF 6.14 M (300) 评论 (0) 收藏

      摘要:实现输电线路覆冰预测是保障北京地区输电线路在覆冰季正常运行的关键技术。针对北京地区输电线路覆冰预测技术研究,采用皮尔逊相关系数和灰色系统关联度分析方法,利用历史数据研究覆冰厚度与微气象微地形的相关性,得出湿度、坡向、风向和高程对覆冰厚度影响程度较高;通过多种环境特征要素组合构建基于极限随机树模型和灰色系统预测模型的覆冰预测模型,对比不同模型的预测结果的均方根误差(RMSE),得出由湿度和风向组合构建的灰色系统覆冰预测模型效果最佳。研究结果表明,与同类预测方法相比考虑了微地形对覆冰厚度预测的影响,得到北京地区输电线路覆冰厚度相关性较高的环境因素为湿度、坡向、风向和高程;对比多种环境要素构建的覆冰预测模型,湿度和风向组合的灰色系统预测模型的均方根误差明显优于其它组合,可以有效实现北京地区输电线路覆冰预测。

    • 基于特征迁移和深度学习的配电网故障定位

      2022, 22(33):14752-14758.

      摘要 (142) HTML (0) PDF 3.99 M (254) 评论 (0) 收藏

      摘要:故障诊断对电力系统的稳定运行至关重要。当配电网的拓扑结构发生较大变化时,难以获取大量带有标签的暂态数据,导致传统的故障预测模型精度难以提高。针对此问题,提出一种将特征迁移和深度学习相结合的配电网故障诊断新方法。首先,采集配电网不同线路的零序电流构造故障特征集;其次,引入加权半监督迁移成分分析方法(semi supervised migration component analysis,SSTCA),利用混合核函数将不同拓扑结构下的特征样本映射到同一特征空间中,缩小数据间的分布差异性;最后,将映射后的源域样本输入到卷积神经网络中进行分类训练,并测试映射后的目标域样本。通过Simulink仿真表明,在改变配电网拓扑结构的新场景下,文中所提的特征迁移方法与其它方法相比,对目标域故障定位精度最高且达到98%以上。

    • 基于深度学习的输变电设备紫外放电光斑分割方法

      2022, 22(33):14759-14766.

      摘要 (109) HTML (0) PDF 9.64 M (202) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着紫外成像技术的发展,高压电力设备对于紫外成像图谱的量化分析提出了更高的要求。紫外图谱的量化分析需要用到除紫外成像仪所输出“光子数”额外的紫外光斑图像信息,所以需要将紫外放电光斑从可见光的背景中分割出来。然而,传统紫外图谱光斑分割方法仍存在复杂背景及小光斑分离困难、特征选取复杂、分割精准度低等问题。基于上述问题,提出了一种基于深度学习的紫外图谱光斑分割提取的方法。首先,采用紫外成像仪拍摄电力设备放电缺陷紫外图谱;而后,分别构建FCN-32s、FCN-16s、FCN-8s三种FCN子模型架构,并利用随机梯度下降法进行模型训练;最后,实现输变电设备放电缺陷紫外图谱主光斑的自主分割提取。经过对FCN 3种子模型架构的训练、测试和对比分析,得出结论:FCN-16s模型为紫外光斑分割提取的最佳模型,测试准确率可达99.34%。结果表明基于深度学习的紫外图谱光斑分割方法准确高效,为紫外光斑的量化提取及电力设备放电缺陷的紫外诊断提供了参考。

    • 考虑温度的电池荷电状态估算和主被动均衡

      2022, 22(33):14767-14778.

      摘要 (74) HTML (0) PDF 13.01 M (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:电池的荷电状态(SOC)估算和电池均衡作为电池管理系统BMS的核心功能,对电池的一致性和使用寿命、安全等至关重要。在电池的工作期间,温度直接影响了电池的可用容量和放电特性,从而加剧了SOC的估算误差。因此,本文考虑了温度对电池的影响,对SOC估算方法进行了改进,并利用主被动均衡改善了单体一致性问题。首先,通过建立电池的热特性模型对电池的内部温度进行估计,将温度估计结果对扩展卡尔曼滤波(EKF)算法进行了改进,再使用该算法进行SOC估算。并分别在UDDS、DST、HPPC工况下验证了本文改进的算法对提高SOC估算精度的有效性。其次,以更高精度的SOC估算结果作为变量,本文提出了一种主被动均衡电路并合理设计了均衡策略。最后,在仿真验证下,本文改进的EKF算法显著提高了SOC的估算精度,并通过主被动均衡实现了DST工况下一组SOC极差为13%的六节单体电池之间的快速均衡。研究结果表明,本文改进的方法能有效降低温度带来的SOC估算误差,改善了电池单体间的不一致性问题。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 指数形式的二次相关GCC-PHAT-β时延估计算法

      2022, 22(33):14779-14785.

      摘要 (91) HTML (0) PDF 4.92 M (236) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有的时延估计算法在低信噪比下精度低、时延估计误差大的问题,提出一种指数形式的二次相关GCC-PHAT-β算法。通过构造加有高斯白噪声的两路单频正弦波信号,分别在不同信噪比下对GCC-PHAT-β算法、二次相关GCC-PHAT-β算法以及改进算法进行实验仿真,验证三种算法在不同信噪比下的峰值凸出程度;进一步选用男声音频作为信号源,比较三种算法在进行时延估计时所产生的误差大小。仿真结果表明:信噪比在-10~10dB时,改进算法的相关函数的最大峰值明显凸出于GCC-PHAT-β算法和二次相关GCC-PHAT-β算法,其时延估计误差相较于其它两种算法也显著减小。可见指数形式的二次相关GCC-PHAT-β算法在信噪比为-10~10dB时具有一定的优势。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于深度学习与数据增强技术的小样本岩石分类

      2022, 22(33):14786-14794.

      摘要 (152) HTML (0) PDF 7.16 M (240) 评论 (0) 收藏

      摘要:在油气勘探中,利用深度学习技术对岩石进行识别与分类能极大提高工作效率。岩石采样并制作样本图像费时费力,因此岩石样本通常较少。有鉴于此,基于深度学习技术设计一个新的神经网络模型MyNet,该模型能对小样本进行学习并完成岩石样本的分类。使用数据增强技术通过Python编程将314张岩石样本扩充成28272张图像,为了充分利用现有数据,取其中的27384张作为训练集,剩余888张作为测试集。将数据分别导入MyNet、ResNet50、Vgg16进行训练和测试。实验结果表明,加载、不加载预训练参数的ResNet50、Vgg16的岩石分类结果因受有无迁移学习影响会有所不同;MyNet的总体分类准确率为75.6%,均优于有无迁移学习的ResNet50、Vgg16,且其结构复杂度与训练代价明显低于比较模型,说明新模型应用于小样本的岩石分类可行有效且经济安全,更容易推广应用。

    • 基于开源软件的无人机飞行仿真

      2022, 22(33):14795-14800.

      摘要 (85) HTML (0) PDF 7.00 M (210) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞行控制算法设计和仿真是无人机研制的关键步骤。为了缩短无人机飞行控制算法设计周期和试验成本,本文对无人机纵向和侧向控制算法进行了设计,并基于开源软件开发了固定翼无人机可视化的飞行仿真系统,对飞行控制算法进行仿真实验。仿真结果显示,飞行仿真系统实时且直观,通过对飞行仿真试验数据的综合分析,验证了飞行控制算法的有效性,该飞行仿真系统可广泛应用于无人机飞行控制算法的仿真验证。

    • 基于改进YOLO的虹膜快速定位检测算法

      2022, 22(33):14801-14808.

      摘要 (137) HTML (0) PDF 5.34 M (248) 评论 (0) 收藏

      摘要:虹膜定位是虹膜识别系统中不可或缺的环节,针对传统的虹膜定位方法对镜面反射、眨眼等复杂环境下质量差的虹膜图像定位准确率低、计算复杂度高和鲁棒性差等问题,提出了一种基于改进YOLOv3模型的虹膜快速定位方法。针对眼周图像中虹膜内、外圆尺寸变化不大,将YOLOv3网络的多尺度结构改进为双尺度检测;引入了轻量级网络Mobilev3中bneck块来改进特征提取网络,减小模型复杂度;利用kmeans++算法对虹膜数据集进行类聚,获得更优的锚点框;模型边框损失函数采用改进的损失函数代替原均方差(MSE)损失函数;利用虹膜特有几何特征,将模型矩形预测框更改为圆形预测框。在CASIA-IrisV4数据集验证表明,改进模型定位准确率为96.32%,mAP为99.37%,检测速度为49.4帧/s,模型参数减少到4.13M。结果表明改进后的模型较小,并且能够快速精准对虹膜区域定位,具有较高鲁棒性,能够满足虹膜实时定位的场景。

    • 基于视觉的水面背景下目标检测与跟踪算法

      2022, 22(33):14809-14819.

      摘要 (109) HTML (0) PDF 18.94 M (171) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决清漂船在复杂水面背景下对漂浮物体积较小或被遮挡的检测与跟踪问题,提出了一种基于视觉的水面背景下目标检测与跟踪算法,通过利用YOLO改进的多粒度特征融合方法使得模型在最终检测时所提取的特征向量考虑更多底层的特征,并引入K邻域搜索感兴趣区域模块,与长短期记忆神经网络(LSTM) 相结合,弥补了卷积神经网络的时序关联性差的缺陷,根据目标当前帧语义特征和运动特征预测下一帧中目标所在位置,能够更快的提取目标的特征,并且有效的去除复杂背景的干扰。实验结果表明:该算法的跟踪平均成功率、平均准确率和平均速度分别为57.1%、71.1%、45.4fps。较好解决因被检测目标过小的问题,提升在跟踪目标被遮挡的情况下的跟踪性能。

    • 滤光片阵列多光谱图像拼接与灰度调整算法

      2022, 22(33):14820-14827.

      摘要 (87) HTML (0) PDF 10.28 M (187) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对滤光片阵列多光谱图像拼接后单波段图像中地物灰度不一致问题,提出各波段重叠区域灰度均值比的均值统调算法。首先,根据各条带有效区域构建多光谱图像模板,利用平台姿态信息对多光谱图像及图像模板进行投影变换,再利用SURF(Speeded Up Robust Features)算法提取图像匹配点并计算相邻图像间单应性转换矩阵,选择中间序列图像为参考图像,对投影后的图像及其模板进行配准;其次,计算投影后各单波段图像重叠区域灰度平均值比的均值作为图像灰度调整系数,并以参考图像为基准,依次调整配准后图像灰度;最后,利用灰度调整后多光谱图像和配准后图像模板得到各单波段序列图像,通过图像拼接得到灰度一致的大区域单波段图像。理论分析与实验结果表明:该方法不仅可以有效解决滤光片阵列多光谱图像地物灰度不一致的问题,而且能够最大限度保持地物在不同波段下的光谱信息特征。

    • >TQ化学工业
    • 商业可行的质子交换膜制氢催化剂制备和评价

      2022, 22(33):14828-14834.

      摘要 (105) HTML (0) PDF 7.46 M (198) 评论 (0) 收藏

      摘要:在碳中和的背景下,通过构建高活性和高稳定性的电催化剂来降低贵金属成本,是近期大规模开发质子交换膜(PEM)电解水制氢技术的必然路径。本文采用简便、高效且易于放大(公斤级)的方法制备了纳米级IrO2和IrxRu1-xO2催化材料,并对合成条件进行了优化。利用三电极体系进行析氧活性测试,在10 mA/cm2下IrO2和IrxRu1-xO2过电位分别达到274 mV和230 mV,比商业IrO2分别降低39 mV和83 mV。在基于Nafion117质子交换膜的电解槽中对这些催化剂进行了评价,在60 ℃和2 A/cm2电流密度下电解电压低至2 V,且可稳定运行200 h以上。这些结果揭示了高活性的铱基氧化物在PEM电解水中大规模应用的可行性。

    • >TU建筑科学
    • 钢管高钛矿渣砂超高强混凝土短柱轴压力学性能试验研究

      2022, 22(33):14835-14840.

      摘要 (110) HTML (0) PDF 5.37 M (197) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究钢管高钛矿渣砂超高强混凝土短柱的轴压力学性能,完成了10根钢管高钛矿渣砂超高强混凝土短柱轴压试验,重点考察高钛矿渣砂取代率对其力学性能的影响。结果表明:高钛矿渣砂取代率对钢管混凝土试件的破坏形态、荷载-位移曲线、应力-应变曲线、应力-横向变形系数曲线规律无明显影响,试件均为剪切破坏模式;随着高钛矿渣砂取代率的增加,钢管混凝土试件的承载力与初始刚度随之增加,在取代率为60%时,均达到最大值;由于核心混凝土强度过高,试件含钢率偏小,钢管对核心混凝土约束效应有限,实测承载力小于规范计算承载力。

    • 不同厚度充填体-围岩组合体力学性质及损伤本构

      2022, 22(33):14841-14851.

      摘要 (97) HTML (0) PDF 25.29 M (244) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究充填体厚度变化对充填体-围岩组合体力学性能的影响规律,开展了5种不同厚度充填体-围岩组合体试件单轴压缩试验,结合数字散斑技术对试件破坏模式的变化进行分析,建立考虑峰后应变软化阶段的分段式损伤本构模型对全过程应力—应变关系进行描述。分析结果表明,充填体厚度变化对组合试件力学性能与破坏模式影响显著。随着充填体厚度由0 mm增加至100 mm,试件峰值强度由94.6 MPa呈指数关系下降至10.1 MPa、峰值应变由0.30下降至0.06,弹性模量呈先下降后上升变化趋势;利用数字散斑技术分析发现,随着充填体厚度增加,破坏模式逐渐由脆性剪切破坏过渡为拉剪复合破坏,最终发展为由充填体内部发生 X 型剪切破坏而引起的拉伸劈裂破坏;通过改变分段式损伤本构模型的分布参数与修正系数,可较好的表征不同充填体厚度试件的全过程应力—应变曲线,利用文献[26]数据进行验证,发现模型适用性较好;充填体厚度越大,由充填体存在而引起的试样初始损伤越大,达到峰值应变时,损伤变量 D未达到1,试件延性破坏特征越明显,破坏后残余强度越高。

    • 基于三维重构的原岩硬性结构面抗剪强度

      2022, 22(33):14852-14860.

      摘要 (112) HTML (0) PDF 19.23 M (239) 评论 (0) 收藏

      摘要:节理面形貌特征是影响岩石节理面剪切破坏的重要因素。具有相同形貌特征的岩石节理面,沿不同剪切方向其力学行为存在差异性。结合三维激光扫描和3D打印技术,针对天然节理岩石的表面形貌进行逆向处理,将其制备为不同剪切方向的人工节理试样,并进行5种法向应力条件下的直剪试验。依据室内试验结果与理论分析,提出了定量计算节理面三维粗糙度与沿剪切方向接触面积有效系数值的方法,建立了不同剪切方向下含有三维形貌参数的抗剪强度模型。结果表明,影响剪胀角的因素与节理面的粗糙度系数和沿剪切方向接触面积有效系数值有关;沿不同的剪切方向会得到不同的剪胀角。基于剪切破坏的爬升和摩擦效应理论,并利用非线性拟合方法,得到峰值剪胀角的变化规律。最后,与已有的Barton抗剪强度公式进行对比分析,进而验证了该方法的合理性。

    • 建筑垃圾再生微粉对水泥净浆性能的影响

      2022, 22(33):14861-14869.

      摘要 (123) HTML (0) PDF 15.77 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用废弃混凝土生产的再生微粉可以一定程度取代水泥材料,在工程中具有十分巨大的应用潜力。为了更好的研究其相关工作性能和力学性能,研究了普通再生微粉和700 ℃低温煅烧再生微粉对水泥净浆不同取代率下的工作性能、抗折与抗压强度和强度活性指数的影响,拟合出两种再生微粉取代率与类折压比的函数关系表达式,并进行了再生微粉对水泥净浆微观结构特征影响分析。结果表明:随着取代率增加,水泥净浆的工作性能如流动度减小,标准稠度用水量和凝结时间增加;力学性能如抗折强度、抗压强度与强度活性指数均减小,再生微粉取代率超过30%时对抗压强度影响较大。700 ℃低温煅烧处理再生微粉取代水泥净浆力学性能优于普通再生微粉取代水泥净浆力学性能。

    • >TV水利工程
    • 基于门控循环单元-支持向量回归组合模型的湖泊水位预测方法探索

      2022, 22(33):14870-14880.

      摘要 (82) HTML (0) PDF 15.88 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要: 为改善传统循环神经网络预测梯度消失的问题,并探讨组合模型在水位预测中的应用,提出了一种基于门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)和支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)的组合预测模型,对猎德涌流域源头西湖水位进行预测。对GRU-SVR(多项式核、RBF核、Sigmoid核)模型进行了比选。组合模型通过GRU提取雨量与水位间时空特征,SVR增强整体的非线性预测能力。结果表明,与CNN-GRU及SVR相比,GRU-SVR(多项式核)模型在湖泊的降雨时期拥有较好的预测精度。

    • 冬奥会山区综合管廊1#支洞关键工程地质问题及地质选线

      2022, 22(33):14881-14890.

      摘要 (55) HTML (0) PDF 24.37 M (187) 评论 (0) 收藏

      摘要:冬奥会山区综合管廊1#支洞区域地质背景复杂,为了科学地指导1#支洞路由选址工作,通过地质测绘、钻探、工程物探、原位测试、水文试验、室内试验的综合勘察技术方法对综合管廊1#支洞的主要工程地质问题进行了深入研究与分析。研究表明,断层带破碎问题、突水涌水问题、围岩稳定问题为1#支洞突出的工程地质问题,并对其进行了定量评价。在此基础上,确定了综合管廊1#支洞地质选线原则,并结合BIM三维模型,对北线、南线方案进行了比选,确定了地质条件相对较优的南线方案。研究的方法可为存在类似工程地质条件或工程地质问题的山区地下工程的地质选线提供一定的参考与借鉴。

    • >U交通运输
    • 生物柴油再生沥青胶结料性能

      2022, 22(33):14891-14897.

      摘要 (139) HTML (0) PDF 3.95 M (201) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究生物柴油再生沥青胶结料的粘附性能与流变性能。通过三大指标和布氏黏度分析生物柴油对老化沥青常规性能的影响;采用车辙因子评价高温性能,疲劳性能通过线性振幅扫描试验(LAS)测试,并基于粘弹性损伤模型(VECD)对疲劳寿命预测;通过测试有机溶剂与沥青试样的接触角分析其粘附性。结果表明:生物柴油掺量2%~3%时,能有效恢复老化沥青的三大指标,2%掺量生物柴油可使老化沥青的黏度恢复至基质沥青水平;生物柴油的加入降低了沥青的高温性能,掺量越大沥青试样生物高温临界温度越低,但能显著提高沥青的疲劳性能,掺量达到2%时,路面产生 5%应变时的疲劳寿命约是基质的1.28倍,产生2.5%应变时约是基质的1.39倍。3%掺量生物柴油再生沥青与两种集料的界面粘附强度均大于基质沥青,其与玄武岩的粘附功达到65.69 mJ·m-2,与花岗岩的可达51.73 mJ·m-2。

    • 基于北斗三号远程监测系统的公路岩质边坡开挖变形分析

      2022, 22(33):14898-14906.

      摘要 (101) HTML (0) PDF 16.60 M (242) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确保G336神木段匝道岩质边坡开挖安全,设计并采用了北斗三号(BeiDou-3 Navigation Satellite System,BDS-3)远程监测系统对边坡开挖进行实时监测。该监测系统由数据采集与传输子系统、BDS数据解算子系统及数据发布管理子系统构成,能实现实时远程自动化变形监测。边坡开挖模拟发现:边坡岩土体水平与竖向累计位移均小于5 mm,日位移均小于3 mm,为保证施工安全,于是将累计位移预警值和日位移预警值分别设为4 mm与2 mm。位移监测发现:开挖过程中,边坡岩土体的竖向位移大于水平位移,能够率先反映边坡位移状态和变化趋势,因此,开挖过程中应重点关注边坡竖向位移以保证施工安全。采用强度折减法进行边坡稳定性分析时,可利用边坡岩土体位移突变来判断边坡是否稳定,模拟发现坡脚处不存在位移突变特征,因此监测点应尽量选取边坡中上部或者塑性带附近。

    • 新型碳纤维板锚具设计及试验研究

      2022, 22(33):14907-14916.

      摘要 (62) HTML (0) PDF 7.76 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统CFRP板锚具易出现滑脱、劈裂等现象,螺栓提供的预紧力大小难以控制的问题,对传统锚具的结构形式做出改进。通过理论分析新型锚具的受力机理,为新型锚具的结构尺寸设计提供理论依据。利用有限元软件对不同参数CFRP板锚具进行受力模拟,得出锚具设计尺寸参数进行试验研究。研究结果表明:当夹板横向两侧位移为0.65mm时,锚具的最大锚固效率为89.37%,CFRP板发生爆炸式破坏;锚具夹板内曲面式设计可通过控制夹板位移有效控制预紧力大小,增强挤压效果。

    • 基于健康监测的重载铁路连续刚构桥活载挠度可靠度评估

      2022, 22(33):14917-14922.

      摘要 (57) HTML (0) PDF 3.42 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 多视域下基于机器视觉的索力测试

      2022, 22(33):14923-14933.

      摘要 (100) HTML (0) PDF 12.18 M (192) 评论 (0) 收藏

      摘要:拉索是缆索承重体系桥梁的关键承力或传力构件,在体系构成中的地位至关重要。为解决现有非接触视觉测量存在的测试视场不足、应用场景复杂多变,致使其测试精度与视域范围相互矛盾无法协调统一的技术难题,提出了多视域下基于机器视觉的索力测试新方法。以全息视觉传感器系统获取斜拉索全视域-多视域下的空间几何构型数据,建立了像素映射及图像增强算法计算模型;通过数字空间基准平面的信息转化,对复杂测试场景下视觉传感器光轴射线与被测物体所在承影面非正交情况进行测试参数修正。为避免实测拉索全息性态特征因偏离标准悬链线所导致的索力测量误差,以单一视域下的几何构型拟合降噪后的全息曲线并精确定拉索上下锚固点坐标,进而可由拉索全息性态特征参数精确测算斜拉索索力。试验结果表明:本文方法可在复杂测试场景下量化分析拉索索力计算参数,相较于常规索力测试方法,最大相对误差为9.2%,均方根误差为2.79%,满足工程实践测试精度及稳定性要求,为复杂测试场景下斜拉桥索力监测提供了一种新途径。

    • 临近区间隧道抗疲劳受压防火门的疲劳寿命预测

      2022, 22(33):14934-14943.

      摘要 (105) HTML (0) PDF 25.13 M (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究区间防火门的抗疲劳破坏性能对实际工程投产运营阶段消除安全隐患具有重要意义。本文基于ABAQUS有限元软件建立防火门简化数值模型和考虑接触关系的精细化模型,利用防火门性能测定试验结果比较验证了模型的准确性,并以该模型为基础计算分析了恒定风压及往复风压条件下,临近区间隧道抗疲劳受压防火门各部件的应力状态,并根据研究结果给出了防火门在往复风压下疲劳寿命预测方法。研究结果表明:防火门的高应力区主要集中在闭门锁和铰链与门体的连接区域;依据应力分布情况得当闭锁点处的预测循环寿命为3.69×105次,铰链处的预测循环寿命为1.3×106次,门体其他部分的疲劳寿命则在1×108次以上。

    • 面向微观仿真参数敏感区间的参数选取——以交织区为例

      2022, 22(33):14944-14950.

      摘要 (81) HTML (0) PDF 3.47 M (145) 评论 (0) 收藏

      摘要:参数集及参数取值范围的选取是仿真模型标定的前提工作,合理准确的参数集及其范围的选取不仅可以减少标定实验的工作量,还关系到仿真实验结果的准确性。研究基于微观仿真实验数据,发现微观仿真参数对宏观校核指标的敏感性影响形态存在较大差异总结出6种变化形态,优化提出融合趋势分析的连续空间聚类方法,对微观仿真模型参数的作用区间进行分割,并以每一区间的信息熵指标度量区间的数据波动状况,给出参数敏感性取值范围的量化界定方法。最后以交织区为例,给出了面向Vissim仿真平台的参数仿真取值空间,可为其他道路交通设施仿真研究提供参考。

    • >V航空、航天
    • 基于改进遗传算法的航空器载重平衡

      2022, 22(33):14951-14958.

      摘要 (123) HTML (0) PDF 3.22 M (295) 评论 (0) 收藏

      摘要:为优化研究航空公司所遇到的飞机载重平衡问题,建立了以业载量最大和重心偏移量最小的多目标载重平衡模型,考虑了单舱位限重、多舱位限重、重心限制等约束,运用遗传算法对模型求解,为加快算法寻优能力和加快收敛速度,在普通遗传算法的基础上添加了进化逆转操作算子。最后运用波音757-200F作仿真优化实例,计算结果显示业载量平均可达21 281kg,重心偏移量平均为2.31%MAC,验证了模型的有效性和合理性。

    • >X环境科学、安全科学
    • 沉积物团聚体稳定性和总磷释放特征

      2022, 22(33):14959-14966.

      摘要 (126) HTML (0) PDF 6.07 M (258) 评论 (0) 收藏

      摘要:沉积物内源磷释放会对水体造成二次污染,研究表明沉积物团聚体的稳定性与水体污染关系密切。以秦淮河石头城的沉积物为研究对象,探究沉积物总磷释放与团聚体稳定性的关系以及影响总磷释放和团聚度的因素。结果表明,不同pH值的上覆水,沉积物总磷释放浓度最大可达0.91 mg·L-1,一定时间内团聚度下降最大幅度为27.27%;沉积物有机质含量越高(1.0%),总磷释放浓度和团聚度最大下降幅度越小(分别为1.48 mg·L-1和62.84%),;扰动强度越大(200 r·min-1),总磷释放浓度和团聚度下降最大幅度越大(分别为2.32 mg·L-1和65.23%)。颗粒内扩散模型和Boxlucasl模型的拟合结果表明沉积物释放总磷过程中,总磷释放量越大,团聚度越小;颗粒物理吸附-解吸作用比沉积物颗粒的扩散作用强;有机质在沉积物释放总磷过程中起着重要作用,且对沉积物团聚度有着重大影响。

    • 浅层地下流体保真取样技术及工程应用

      2022, 22(33):14967-14975.

      摘要 (148) HTML (0) PDF 11.32 M (238) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展地下流体取样作为地下环境保护的基础性工作,是实现地下能源可持续发展的关键性措施。通过对比国内外地下流体取样技术,气体推动式取样技术具有取样精度高,地层扰动小,具有分层连续取样的特点,是实现地下环境三维高精度连续监测的重要技术手段。通过分析国外气体推动式取样器的结构及应用情况,研发了浅层U型管分层取样系统,通过定制连接构件、封隔器、过滤渗析组件及储流容器,克服了应用深度有限、层间封隔性弱、易淤堵、场地适应性弱等难题,实现了定量、保压取样功能,并使得取样器更具标准化和规范化。目前,取样器在延长油田CCS-EOR示范项目进行安装应用,检测结果证明示范区未发生CO2泄漏。此外,该应用也验证了所研发的取样系统取样精度高、系统体积小、综合成本低等技术优势。通过搭接现场原位监测技术,浅层U型管分层取样装置可望形成地下流体环境实时监测预警平台,为我国地下水资源调查与评估、污染场地监测与修复、废弃物地质封存等环境工程领域提供技术支撑。

    • 聚丙烯酸改性反渗透膜及其在含α放射性核素废液处理中的应用

      2022, 22(33):14976-14981.

      摘要 (74) HTML (0) PDF 5.68 M (176) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究聚丙烯酸(polyacrylic acid,PAA)改性反渗透膜处理含α放射性核素废液的效果,为含α放射性核素废水的处理提供指导,对改性方法进行了探究,对改性前后膜的截留率和抗污染性能进行了系统的测试。结果表明:PAA改性的引发剂K2S2O8和Na2S2O3最佳比例为1:1,最佳接枝时间为6 min; PAA改性提高了膜的亲水性、降低了膜的粗糙度和zeta电位,因此提高了膜的性能。相对于原始膜,处理含α放射性核素废液,改性膜的膜通量提升至1.36倍、截留率从98.20%提升至99.84%,对磷酸三丁酯(TBP)、十二烷基硫酸钠(SDS)污染引起的膜通量衰减分别降低了29.6%及33.5%。可见PAA改性反渗透膜对含α放射性核素废液的处理具有良好的效果及重要的应用价值。

    • 基于犹豫模糊集的移动式压力容器充装站应急预案评价体系

      2022, 22(33):14982-14990.

      摘要 (57) HTML (0) PDF 2.47 M (154) 评论 (0) 收藏

      摘要:为科学客观地评价移动式压力容器充装站应急预案的质量,提高充装站应急处置能力,基于现有应急预案规章制度,构建了移动式压力容器充装站应急预案质量分级指标体系并建立了应急预案质量等级评价模型。移动式压力容器充装站应急预案质量分级指标体系包括了5个二级指标和27个三级指标。应急预案质量等级评定模型以犹豫模糊集理论为基础,将应急预案质量划分为5个等级。该评价模型采用集值迭代法计算各指标权重,并结合HFWA算子计算各指标的最终犹豫模糊得分。将该模型应用于浙江省某天然气有限公司突发事故应急预案,根据模型计算最终得分结果,将该公司应急预案质量等级定为“良好”,验证了该模型的可行性。

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