摘要:氢能作为极具潜力的清洁能源,其大规模长距离储运是实现产业落地的关键瓶颈。 由于氢气运输成本高昂,将氢气 注入天然气管道进行掺混储运,成为当前氢能规模化运输的核心技术路径,对推动清洁能源产业发展具有重要意义。 针对现 有氢气注入天然气的掺混研究展开系统调研与总结,首先,阐述氢气注入天然气的掺混机理,归纳近年来中外学者在氢气注 入天然气掺混器领域的研究方法,梳理 T 形管、静态掺混器等主流掺混器结构类型,分析不同掺混结构对混合均匀度的影响 规律;接着进一步探讨人工智能在氢气注入天然气过程中的应用场景与实践价值,展现其在提升掺混效率、保障系统安全等 方面的技术优势;最后,对当前氢气注入天然气的研究现状进行全面总结,并从气体分布与管道设计、掺混技术与设备优化、 精准调控与运行优化、系统复杂性与智能化管理等维度,对该技术未来的重点研究方向提出展望,以期推动氢气注入天然气 技术的迭代升级,为构建零碳氢能管网提供理论支撑与实践参考。

摘要:为深入认识和发展旋翼结脱冰试验技术,从而为认知脱冰机理、开展脱冰数值模拟和推动防 / 除冰技术发展提供试 验条件。 对中外近 30 年来相关研究设备和测量方法进行梳理,首先介绍了旋翼脱冰研究设施及环境参数标定方法。 其次对 旋翼脱冰特征参数、黏附应力及动力学性能参数测量技术进行了总结和对比。 通过高速相机拍摄、推力 / 功率监测、3D 扫描等 直接或间接方法可对宏观脱冰时间、位置和冰形进行较高精度测量,而瞬态脱冰细节的捕捉和脱冰质量的直接测量技术仍需 进一步发展;撞击冰黏附应力测量是目前研究重点,但不同测试方法得到的结果仍缺乏统一评估标准;高精度力学传感器可 监测旋翼脱冰造成的性能突变,但对脱冰造成的流场扰动缺乏有效的监测手段。 最后,探讨了目前旋翼脱冰试验研究的关键 问题和技术难点,对未来发展方向进行了展望。

摘要:为研究核电站安全壳混凝土微通道内气体输运特性,基于改进的格子 Boltzmann 方法(lattice Boltzmann method, LBM),构建微尺度气体输运模型,并分析克努森数(Kn)对微通道内气体输运行为的影响。 首先,采用 D2Q9 速度离散模型建 立气体输运的数值计算框架,引入 Zou-He 边界条件模拟不同压力环境下气体流动特性;然后,基于 Knudsen 数调控自由分子 运动,研究不同 Kn 数下微通道内气体流动的速度分布、质量流量变化及压力梯度特性;最后,通过对比传统 Navier-Stokes 方法 的计算结果,验证改进 LBM 模型的准确性,并讨论其在微通道气体输运研究中的适用性。 结果表明:当 Kn 增大时,微通道内 气体流动表现出明显的滑移效应和非连续性特征,传统 Navier-Stokes 方程难以准确描述此类流动;在 Kn = 0. 194 和 Kn = 0. 388 时,气体的出口质量流量分别下降了 15. 2% 和 28. 7% ,表明分子自由程对流动阻力的影响显著;此外,不同压力条件 下,微通道内气体流动的速度分布存在明显差异,较高压力下流动更加均匀。 改进 LBM 模型能够有效模拟微尺度气体输运特 性,并为核电站安全壳微通道内气体流动行为预测提供理论支持。

摘要:单木分割是获取森林单木信息的关键技术,高精度分割森林单木是精细化计算森林资源的基础。 在非均匀分布和 高郁闭度的梯度郁闭林中,仅依靠经验设置参数阈值的聚类方法难以实现高精度单木分割,严重影响森林资源精细化管理。 为此,提出了一种基于自适应半径 DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)的梯度郁闭林单木点云分 割方法。 首先,对预处理后的点云数据作 z 轴切片,进行初步 DBSCAN 聚类,计算各子簇的水平尺度,为后续聚类参数自适应 提供依据。 其次,通过剔除子簇尺度极值并计算中间尺度值均值,自适应确定每一切片的聚类半径,以适应不同高度层级的 结构差异。 最后,结合自适应聚类半径、核心点识别与基于 k 维树(k-dimensional tree, KD-Tree)的邻域搜索策略,实现单木点 云的准确分割。 结果表明:所提出的方法应用在 5 个梯度郁闭林样地单木分割的平均召回率和精确率分别达到 0. 94 和 0. 99,相较于现有方法具有明显优势。 该方法在梯度郁闭度复杂森林环境下具有良好的通用性和鲁棒性,本研究对于提高森 林资源调查的精度和效率具有重要意义。

摘要:罗能地热异常区位于红山湾背斜脊部,断裂发育,构造条件良好,属于中低温传导型地热系统,热储层为震旦系-寒武 系碳酸盐岩,具备良好的构造通道和盖层条件,地热水沿次生断裂运移并出露地表,形成中低温温泉。 为明确云南省武定县 罗能地热异常区的水化学演化规律与成因机制,以热水塘和以进干两个地热片区为对象,通过野外地质调查、水化学测试、氢 氧同位素分析及热储温度计算等方法,对地热流体的水化学特征、补给来源和热储成因进行系统分析。 结果表明:热水塘地 热水化学类型以 HCO3·SO4 -Ca 型为主,而以进干则以 HCO3 -Ca·Mg 型为主。两者水化学组成主要受碳酸盐岩风化溶解控制, 在上升过程中发生阳离子交换作用,并部分混入浅层地下水。 热水塘片区和以进干片区的地热水均源于大气降水,补给高程 分别为 2 266 m 和 1 248 m,热储温度范围分别为 76 ~ 81 ℃ 和 76 ~ 79 ℃ ,冷热水混合比例分别为 55% ~ 67% 和 86% ~ 97% , 地热水循环深度分别为 1 963 ~ 2 068 m 和 1 964 ~ 1 994 m。 总静态资源量约为 3. 24 × 1014 kJ,预测热水塘片区为优先开发区, 有利于发展康养和旅游资源,以进干则为潜力开发片区,以发展农业灌溉和供暖为主。

摘要:下辽河坳陷地热资源丰富,但当前以砂岩热储勘查开发为主,存在热储温度低、回灌困难、效益差等问题,基岩热储 作为埋藏在砂岩热储下部的第二热储,研究程度较低,其热状态与热聚敛机制尚不明确。 基于区域地热地质条件,通过钻孔 测温数据统计分析,揭示了基岩热储盖层地温梯度在垂向上古近系地层高于新近系 + 第四系地层、水平上西部凹陷高于东部 凹陷、坳陷南部高于北部的地域空间特征;利用 COMSOL Multiphysics 软件构建二维地质剖面模型,模拟了 12 km 以浅热流传 导过程,发现区域温度场随基岩起伏呈波状形态,埋深 3 200 m 以浅和以深地层温度场呈现相反的分布规律。 结果表明:区域 大地热流以传导为主,局部存在岩溶热储和断裂带对流聚热形成的高温异常区(带),并首次定量计算了西部凹陷(40 ~ 70 mW / m2 )、中央凸起(52 ~ 65 mW / m2 )和东部凹陷(36 ~ 60 mW / m2 )的热流值。 创新性提出下辽河坳陷“四元控热”模式, 包括深部热传导、凹凸构造分流聚热、断裂带和岩溶对流控热,并指出西部凹陷斜坡带的低凸起区为高效钻探靶区,可显著提 升井底高温获取效率;西部凹陷斜坡带的碳酸盐岩地层对流循环强烈,推测可显著提升地热井回灌效率。 研究成果为基岩热 储勘探开发提供了理论依据和技术支撑。

摘要:堤坝隐患识别在水利工程安全监测中具有重要意义。 然而,由于物探数据来源多样、特征差异显著以及目标区域边 界模糊,现有方法在多源物探数据融合与精细识别方面仍面临挑战。 针对上述问题,提出了一种基于改进 U 型神经网络 (U-Net neural network,NetU-Net)的多源协同识别方法,设计了独立特征提取模块与噪声特征辅助机制,用于增强瞬变电磁、探 地雷达与水下声呐数据在特征层的表达一致性与互补性。 通过增强跳跃连接结构、引入加权交叉熵损失函数及余弦退火学 习率调度策略,提升了模型对小样本类别、高噪声背景和隐患边界的辨识能力。 在江西九江市立新圩堤坝实测数据上的应用 表明,该方法在典型隐患区域的识别准确率达到 87% 以上,在均交并比(mean intersection over union,mIoU)等指标上相较传统 方法取得明显提升。 研究结果验证了所提方法在多源物探数据融合处理与复杂地质条件下的稳定性与适应性,可为堤坝隐 患识别系统的智能化与工程化提供技术支撑。

摘要:“西电东送”的能源战略得以大力实施，输电铁塔不可避免地修建在陡峭山坡地带，这类山坡的稳定性直接关系着输电线路的安全运行。以姜资500 kV某铁塔滑坡为例，基于有限元数值模拟的方法，分别建立铁塔滑坡渗流稳定性及动力响应分析模型，研究姜资500 kV铁塔滑坡在短时强降雨和持续性中雨条件下滑坡变形的差异，并进一步分析地震动对铁塔滑坡的动力响应。研究结果表明:1)降雨是诱发姜资500 kV铁塔滑坡的主要因素，在雨水渗透作用下，滑坡将沿着潜在滑动面发生滑移，但滑坡后缘位移较小，坡体整体仍处于稳定状态，对输电铁塔的正常运行并未产生较大威胁。2)长时间久雨作用下，滑坡体内孔隙水压力和渗透速度大幅度增加，导致土体抗剪强度降低、下滑力增加而使坡体变形更剧烈。3)地震作用下，塔-坡动力响应特征表现为随着高度的上升，加速度放大倍数逐渐增大；且随地震加速度的增大，地震惯性力突破坡体抗剪强度阈值，引发坡体-塔基系统失稳滑动，导线柔性约束与滑动过程产生动力耦合效应，最终导致塔腿失稳破坏。

摘要:运用网络药理学预测温胆汤治疗动脉粥样硬化（Atherosclerosis,AS）的关键靶点及作用机制，并通过实验研究进行初步验证。首先通过TCMSP、SYMmap、GeneCards等数据库筛选出温胆汤与AS交集靶点，然后通过蛋白互作分析、GO和KEGG通路富集分析提示肿瘤蛋白p53（tumor protein p53，TP53）、蛋白激酶B1（protein kinase B1，AKT1）、信号转导和转录激活因子3（Signal tranducers and activators of transcription 3，STAT3）、白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）为核心靶点，作用涉及抗氧化应激、脂质代谢、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor-α，TNF-α）及p53信号通路等。然后通过高脂饲料喂养ApoE-/-小鼠复制AS模型，用温胆汤进行干预后，检测小鼠血脂四项、氧化应激相关指标、p53、溶质载体家族7成员11?（Solute Carrier Family 7 Member 11、SLC7A11）、谷胱甘肽过氧化物酶4（Glutathione Peroxidase 4，GPX4）的蛋白和基因表达。验结果显示：温胆汤能够减小ApoE-/-模型小鼠主动脉血管内斑块面积；降低总胆固醇(total cholesterol,TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）水平；降低血清超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽（glutathione，GSH）水平，提高丙二醛（malondialdehyde，MDA）水平；下调p53的mRNA及蛋白表达水平，上调SLC7A11、GPX4的mRNA及蛋白表达水平。本研究表明温胆汤具可通过调节脂质代谢、抗氧化应激、抑制铁死亡抗AS，其作用机制可能与其调控p53信号通路有关。

摘要:通过网络药理学和分子对接技术探讨清肝通络饮(Qinggantongluoyin,QGTLY)治疗高血压(Hypertension)的机制。使用TCMSP和TCM-ID数据库筛选清肝通络饮中的活性化合物及其相关靶点,并在Uniport数据库中获取靶点的标准基因名；运用GeneCards和OMIM数据库,收集与高血压相关的疾病靶点,对药物靶点和疾病靶点进行交集分析,蛋白互作网络(PPI)在STRING数据库中构建;运用David数据库、微生信网站进行GO、KEGG富集分析；在Cytoscape软件中绘制高血压-通路-清肝通络饮-活性成分-潜在靶点图；最后使用Pymol、AutoDock Tools等软件进行分子对接验证。结果显示清肝通络饮中的247种活性成分(如槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇、木犀草素)作用于PTGS2、PPARG、IL1B、AKT1、MMP9等344个靶点；富集分析主要涉及AGE-RAGE、Fluid shear stress and atherosclerosis、HIF-1信号通路等；分子对接结果显示木犀草素、β-谷甾醇、山奈酚、槲皮素与IL1B、AKT1、PTGS2、MMP9、PPARG结合活性较强。清肝通络饮通过β-谷甾醇、山奈酚、槲皮素等活性成分作用于MMP9、PPARG、IL1B等靶点,调控Fluid shear stress and atherosclerosis、AGE-RAGE等信号通路,改善血管平滑肌渗透性,调节血管活性物质,抗氧化应激,控制炎症反应等方面共同作用从而治疗高血压。

摘要:纤维金属层合板因其复合材料的各向异性和层合结构的特征,而展现出优异的可设计性,开展纤维金属层合板的优化设计研究可有效增强其力学性能并实现轻量化目标。为提高纤维金属层合板的抗冲击性能,提出一种基于GWO-CatBoost代理模型的纤维金属层合板的铺层角度优化设计方法。采用4因素4水平全因子离散化试验设计,将纤维金属层合板的各铺层角度设为设计变量,同时选取结构吸能和峰值力作为设计目标,根据试验设计方案进行参数化建模获取样本点,建立类别型特征梯度提升(CatBoost)代理模型,构建设计变量与设计目标之间的非线性映射关系,同时采用灰狼优化算法(GWO)优化CatBoost的超参数,实现层合板抗冲击性能的高效预测；在此基础上,以层合板的最大吸能和最小峰值力为优化目标,采用遗传算法对层合板的铺层角度进行优化设计。研究结果表明,GWO-CatBoost代理模型对层合板抗冲击性能的预测具有较高的精准度,可代替复杂耗时的有限元计算,有效提高目标方程的计算效率,同时通过显式动力学计算程序ABAQUS/Explicit验证优化效果。在最优的铺层角度方案下,优化后层合板的碰撞峰值力下降18.04%,能量吸收增加了3.77%,其优化设计结果可为工程设计提供参考。

摘要:随着煤炭资源的开发向深部延伸，地应力、温度和水压逐渐增大会改变深部岩体结构的有效应力分布，从而驱动煤岩体内原生裂隙发生损伤破裂并扩展贯通，形成良好的导水通道，极易引发煤层底板突水事故。以峰峰矿区九龙矿15252N工作面煤层底板突水为例，采用理论分析、数值模拟、物理模拟（相似材料）等方法，研究隔水层原生裂隙扩展型突水模式致灾机理，并提出针对性的防控关键技术。结果表明：随着九龙矿15252N工作面的开采，在采动矿压作用下导水破坏带的范围和深度变大，隔水层原生裂隙沿最薄弱的方向扩展，形成局部剪切贯穿裂隙带，同时在承压水楔劈、软化作用下，原生裂隙与周围局部剪切贯穿裂隙带相互贯通，进一步减小煤层底板有效隔水层厚度。在采动矿压和承压水水压的共同作用下，承压水沿断层渗流导升，承压水导升带范围进一步扩大，当承压水导升带与原生裂隙、导水破坏带相连接时，奥灰水通过导水通道进入工作面，导致煤层底板突水事故的发生。研究成果为水文条件类似矿区深部煤层开采水害防治提供理论依据和技术参考。

摘要:反循环作业广泛应用在地热资源和油气资源开发过程中，其作业效果显著地受到井筒和地层温度分布的影响。为了明晰反循环过程中井筒工作液和地层的温度分布对其资源开发的影响机理，本文考虑了工作液与周围介质的对流换热和井身结构对井筒温度分布的影响，建立了反循环作业过程中的井筒温度分布数值模型。通过实例计算得到了反循环作业过程中井筒温度分布规律，并且对比了反循环与正循环作业过程中井筒和地层温度分布规律的不同之处。研究结果表明，相较于正循环，反循环情况下工作液与地层的换热效率提高了19 %、地层的扰动距离缩短了0.3 m，并且明显降低了近井壁地层的平均热应力。可见，采用反循环作业对于提高作业的安全性以及地热的高效开发具有重要的意义。

摘要:针对页岩储层微纳孔喉结构复杂、非均质性强、传统渗透率法难以准确评价伤害程度的问题,本文提出基于核磁共振(NMR)技术并结合T?谱归一化处理的伤害评价方法。选取鄂尔多斯盆地延长组长7段与山西组页岩岩心,模拟典型压裂液体系下的储层伤害过程,利用小尺寸岩心在线采集核磁信号,开展归一化定量分析,并与传统渗透率变化率结果进行对比验证。结果表明,两类储层对压裂液的响应存在显著差异：在长7段储层中,清洁压裂液体系的归一化进液量变化率最高(45.06%),而清水体系最低(–3.19%)；在山西组储层中,小分子体系表现最优(41.16%),胍胶体系较差(5.02%)。各体系在两类储层中的伤害趋势与渗透率法高度一致,验证了该方法的准确性与可靠性。研究结果表明,“在线核磁共振+归一化分析”可有效减小岩心非均质性和尺寸差异带来的干扰,提升评价结果的可比性与稳定性,为页岩储层伤害识别与压裂液体系优化提供了一种高效可靠的新路径。

摘要:为应对致密砾岩储层非均质性强、应力-岩石结构耦合复杂，裂缝因绕/穿砾呈现迂曲多变形态，导致支撑剂运移铺置困难及传统光滑平板模型无法反映真实裂缝特征的难题，本研究通过超大型真三轴试验裂缝数字重构与表面特征量化，结合DEM-CFD流固耦合模型，系统分析砾石含量、支撑剂组合形式、注入速度对支撑剂运移沉降的影响规律。结果表明：砾石诱导裂缝偏转/穿砾加剧表面粗糙度，均值从11.6 mm增至17.6 mm，虽支撑剂覆盖率提升8.99%、砂堤高度上升15.61 mm，却阻碍远端运移、加速沉降；混合粒径注入时小粒径填充大粒径间隙易引发“桥接”，“先小后大”注入顺序可优化填充、降低砂堵风险；注入速度由0.1 m·s-1加至0.4 m·s-1时，支撑剂最终覆盖率降低高达80.5%，砂堤高度降低了19.06mm，注入速度的增大，虽延长颗粒运移距离但劣化近井填充。本文建立的三维粗糙裂缝重构方法及多因素流固耦合分析模型，为砾岩储层压裂施工参数优化提供了理论依据，对提升储层短期导流能力及工程应用具有关键指导价值。

摘要:针对成品油管道安装超声波流量计在复杂工况下受流体组分、温压波动、安装条件等多因素影响导致测量精度下降的问题,本研究提出基于Stacking集成学习的智能在线校准方法,以质量流量计换算体积流量为参考基准,实现超声波流量计的动态校准,提升其计量精度和可靠性。构建Stacking集成学习框架,以RF、KNN、XGBoost等九种机器学习模型为备选基学习器,基于西南某成品油管道8万余条实测数据,经数据预处理后训练评估各模型性能。根据判定系数R2等指标,选择性能最优的三个机器学习模型作为基学习器,采用线性回归作为元学习器进行加权整合,构建Stacking超声波体积流量计校准模型。通过R2、MAE、RMSE及MAPE指标评估模型性能,算例分析表明,Stacking模型R2达到0.9991,整体性能优于单一基学习器；MAPE仅为0.216%,有效降低了流量计量偏差。所提模型绝对误差主要分布在0~1 m3/h区间,误差分布呈右偏态且尾部最短,表明模型具有更高的预测精度和稳定性。基于Stacking集成学习的超声波流量计智能校准模型有效融合了多个异构学习器的优势,提升了计量准确性,为复杂工业环境下的流量计在线校准提供了可行的解决方案。该方法为油气管道安全经济运行提供了可靠的技术支撑,并为工业仪表智能校准提供了理论参考和实践指导。

摘要:石化储罐在长期使用过程中易受内外环境的侵蚀，导致泄漏事故发生，对生态环境、国民经济及居民安全造成重大隐患。目前，深度学习和传统图像处理方法等机器视觉技术在锈蚀的检测与识别上仍存在一定局限，其识别结果缺乏客观定量标准。针对上述问题，提出一种基于超像素分割的石化储罐锈蚀检测方法。通过搭建轻型卷积神经网络模型（Lightweight Convolutional Neural Networks，LCNN），使用简单线性迭代聚类算法（Simple Linear Iterative Clustering，SLIC）对图像初步分割并生成超像素，随后采用融合纹理核的全连接条件随机场算法（Conditional Random Field，CRF）对锈蚀进行准确分割，并利用RGB颜色空间判断锈蚀程度。实验表明，相比于深度学习和传统图像处理等检测方法，运用基于超像素分割的石化储罐锈蚀检测方法，可在一定程度上提高对石化储罐的检测效率和精准性。

摘要:海上漂浮式光伏系统在波浪作用下会产生晃动和阴影遮挡，需优化系统布局和结构设计，以最大化太阳辐射接收并减少遮挡损失，从而提高发电效能。本文以浮块型浮体为研究对象，首先分析其在波浪环境中的动态响应特性，明确浮体运动的边界条件，并结合波浪运动引起的倾角变化与倾斜表面辐照度计算模型，建立了动态倾角下的发电量计算模型。其次，构建波浪作用下的动态阴影遮挡计算模型，明确波浪和组件布局对光伏场区的发电量的影响，提出了一套考虑波浪影响的海上漂浮式光伏效能优化设计方法。最后，结合具体海域水文数据进行仿真验证，结果表明，优化后的系统发电效能较未优化方案提升约13%~16%，验证了所提优化方法的有效性。

摘要:目前，风力发电成为可再生能源发电主要方式，但风电大规模并网给电网安全运行带来了极大的挑战。本文提出一种混合储能分组控制优化策略。首先，基于并网波动标准采用自适应小波包分解和快速傅里叶变换得到并网参考功率并对混合储能系统进行了初步功率分配。随后，采用模糊控制算法对超级电容的荷电状态(state of charge，SOC)进行动态优化，从而实现对超级电容和蓄电池功率指令修正。最后，针对蓄电组间SOC偏差问题，在双蓄电池控制策略基础上引入备用电池储能单元，构建三蓄电池组动态分组控制策略。通过算例仿真，与现有的蓄电池分组控制策略对比，结果表明：三蓄电池动态分组策略可使电池组间平均SOC偏差减少了9.34%，最大SOC偏差减少了15.57%。验证了三蓄电池组在改善充放电不平衡、电池组间等效SOC偏差增大等问题上的有效性。

摘要:智能电网的迅速发展带动了电力系统的智能化、高效化发展，在对电力负荷进行预测的过程中，存在负荷数据不合理分解，预测精度不高等问题，本文提出了一种基于优化二次分解的BiLSTNet组合预测模型。首先，使用改进的完全自适应噪声集合经验模态分解(Improved Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise， ICEEMDAN)对负荷数据进行一次分解重构降低数据整体的噪声影响。其次，使用变分模态分解(Variational Mode Decomposition， VMD)对数据进行二次分解并重构。为优化VMD的分解参数，使用改进沙猫种群算法(Enhanced Sand Cat Swarm Optimization, ESCSO)对VMD参数进行寻优，引入Kent混沌映射初始化算法种群，采用纵横搜索策略和自适应t分布扰动策略，提高全局搜索和跳出局部最优能力。最后，将重构后的数据输入BiLSTNet混合模型进行预测。实验结果表明，本文方法在澳大利亚电力负荷数据集上表现出较好的分解结果和预测精度，优于其他传统混合模型，具有较高的实用价值。

摘要:锂离子电池热失控是亟待解决的关键安全问题，热失控早期识别与预警对防止灾难性后果至关重要。本研究提出基于拉曼光谱气体分析的早期识别与爆炸预测算法，联立偏最小二乘回归（PLSR）与卷积神经网络（CNN），同时引入注意力机制提高对关键信息的关注度和理解力，实现对热失控特征气体（C2H4、CO、CH4等）的精准检测，通过融合热失控动力学与Raman-CNN浓度预测算法，构建爆炸时刻预测模型。经验证，该模型对爆炸时间预测的平均绝对误差体现为时间提前24秒，该预警响应机制能有效降低锂电池热失控造成的人员及财产损失。

摘要:针对传统多通道窄带光透射片主要通过改变缺陷层的厚度实现光透射通道调谐时出现的制备效率低、难度大、成本高等问题,设计了一种圆柱体介质超表面多通道光透射模型。首先介绍了介质超表面光透射模型的结构与滤波机理,然后分析光透射模型的电磁场分布以揭示光线在其中的传输特性,接着从DBR周期、缺陷层折射率、缺陷层高度以及超表面结构对模型光透射特性进行了仿真分析,最后分析了不同偏振态不同入射角对透射光谱的影响。根据仿真结果得到了最佳的多通道窄带光透射模型,为实现各种可调谐光透射片提供了新思路。

摘要:Boruta是一种基于随机森林的特征选择算法，其核心思想是通过引入影子特征来评估原始特征的重要性，从而获得重要性高于影子特征的特征子集。然而，Boruta的影子特征生成机制是对原始特征进行随机打乱，具有较强的随机性和不确定性。为此，本文聚焦于影子特征的生成机制，创新性的提出一种注入高斯噪声的正则化自编码器扰动特征选择算法（Regularized Autoencoder Perturbation Feature Selection，RAE-PFS）。该算法通过正则化自编码器学习原始特征的结构信息，将原始特征编码到潜在空间、引入高斯噪声扰动潜在空间、解码，从而生成影子特征，与原始特征合并后，通过随机森林获得重要性高于影子特征的特征子集。通过8个公开数据集和5种分类器实验，结果表明，所提出的RAE-PFS比传统的Boruta特征选择率降低了8.34%，并且分类准确率，精确率和召回率均有显著提高。最后，在医学数据集上使用SHAP对选择特征进行可解释性分析，验证了RAE-PFS选择特征的合理性。

摘要:针对现有低光照图像增强算法存在的利用频域信息不足和缺乏频域-空域有效跨域交互机制等问题，本文提出了一种基于傅里叶卷积和小波变换自注意力机制的低光照图像增强算法（F-WNet）。算法核心创新在于将傅里叶卷积与小波变换自注意力相结合，构建双分支网络结构，在编码器-解码器框架的颈部实现频域与空域信息的互补增强。其中，傅里叶卷积分支通过快速傅里叶卷积残差块有效捕捉全局频域特征；小波变换自注意力分支则利用小波变换对自注意力机制进行优化，在建立长距离依赖的同时显著降低计算复杂度，增强对局部细节与区域关系的建模能力。两分支输出经通道注意力融合模块进行动态权重自适应融合，进一步提升特征表达能力。最后，所提方法在7个公开LLIE基准数据集上进行了算法评估。实验结果表明，本文算法能够有效提升低光照图像亮度，可靠抑制噪声并稳健保持图像色准，在纹理细节保留方面具备显著优势。F-WNet在13项指标上达到最优。在3个配对数据集上的PSNR指标分别达到了26.977，27.794，28.592，SSIM分别达到0.881，0.897，0.943，LPIPS分别达到了0.096，0.120，0.052。在3个非配对数据集上BRISQUE 分别达到25.84，20.54，22.09，NIQE 值分别达到3.75，4.15，3.91。本文提供了一种可行的傅里叶-小波变换联合增强算法，有效利用频域信息并提供了一种新颖的跨域交互机制。

摘要:针对公路隧道口光照突变导致的自动驾驶车辆视觉适应性问题，提出一种非下采样剪切波变化(Nonsubsampled Shearlet Transform，NSST)域下渐进式的红外与可见光图像融合方法。该方法构建多尺度、多方向的层级分解结构，获得从粗到细的低频结构信息与多方向高频细节信息；对低频系数，创新结合分块处理机制与Alternating Direction Method of Multipliers(ADMM)优化算法改进卷积稀疏表示，有效解决全局特征一致性问题；对高频系数，引入光谱边缘信息并基于新活性度量方法实现对融合图像的纹理细节优化；最后，利用非下采样轮廓波逆变换重构融合图像。实验选取G22宁夏六盘山隧道进行融合实验验证，结果表明：所提方法与传统算法相比，互信息(mutual information, MI)、边缘信息传递量(transfer of edge information, QAB/F)和自然图像质量评价指标(natural image quality evaluator，NIQE)指标值至多提高0.98、0.22和2.2，运行时间至多提升17.5%，克服了传统算法的“块效应”和“伪吉布斯”效应，增强图像间相关性。将融合图像输入YOLO11s目标检测网络，mAP@0.5达到92.45%，验证了该方法在下游感知任务中的实际增益。综上，所提方法有助于提升自动驾驶系统对低照度、高动态范围环境的感知精度，同步改善行车安全性与通行效率。

摘要:煤矿井下掘进工作面因黑暗、粉尘多、光照不均，采集图像存在清晰度低、对比度低、细节丢失问题。传统图像增强方法未考虑该场景图像亮度不均情况；现有基于深度学习的图像处理方法，在该场景应用中则面临高质量图像数据稀缺的挑战。为此，本文提出一种融合改进自校准照明（Self-Calibrated Illumination:SCI）的掘进工作面图像增强方法。该方法首先对采集的掘进工作面图像采用暗区动态调整，减少图像过曝、噪点放大及细节丢失等问题。同时将图像输入SCI模块，以自校准模块为核心，对图像进行照度估计，并采取自校准照明学习。然后结合LAB白平衡矫正环境光导致的色偏，通过亮度增益调整与自适应对比度增强解决局部亮度失衡与对比度不足，同时保护高光和阴影细节，构造自适应伽马校正函数平衡光照分量，并设计自适应饱和度非线性矫正函数优化色彩，使图像更符合人类视觉感知。研究结果表明，对比5种常用图像增强算法，本文方法处理的煤矿井下掘进工作图像，在均值、平均梯度、标准差、信息熵、空间频率等评价指标上有着较好表现，平均提升 25.95%、61.49%、61.24%、20.28%、44.28%；实验表明该方法有效解决了此类图像清晰度低、可见度低、对比度低、细节丢失的问题。

摘要:河流流量短期预测为防灾减灾及水资源可持续利用等提供关键时间窗口和决策支持。针对单一长短期记忆(long short-term memory,LSTM)模型存在难以捕捉局部特征、对超参数敏感以及预测性能差等问题,提出了一种融合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)、LSTM以及自注意力机制的水流量预测模型,利用贝叶斯优化(bayesian optimization,BO)算法对超参数调优,从而构建耦合模型BO-CNN-LSTM-Att。以湖北荆州长江流域为实例,对比评估多种模型的流量预测精度,结果表明:本文融合模型相对于传统LSTM在均方根误差(root mean square error,RMSE)和平均绝对误差(mean absolute error,MAE)两个误差指标上分别减少了51.55%和53.56%,且有着最高的决定系数(R2)0.9728,预测效果显著优于未完全融合以及其他算法模型。

摘要:为探究缩尺效应对粗粒土抗剪强度特性的影响,本文基于三维颗粒流程序(PFC3D),构建了粗粒土直剪试验的数值模型,重点分析了颗粒尺寸效应对粗粒土强度特性与变形特性的细观机制,并结合力链分布、位移场、应力场等细观演化特征,揭示了颗粒尺寸效应对抗剪强度的影响机理。结果表明:抗剪强度指标均随着颗粒最大粒径的增加而增大,验证了室内直剪试验结论的可靠性。颗粒尺寸对粗粒土抗剪强度的影响与垂直压力密切相关。颗粒尺寸显著影响剪切变形特性和颗粒细观接触,随着尺寸增加,剪切带厚度增大且不均匀性增强,剪切带宽度约为4~8倍颗粒平均粒径,且力链强度差异性加剧,分布趋于集中。剪切变形是渐进发展过程,具有明显的累积性与渐进性特征。主应力偏转方向、组构主轴方向和主力链方向均表现出近似一致的偏转,偏转后主轴方向集中在30~45,且偏转角度会随着颗粒尺寸的增加而增大。研究成果可为土工试验的数值模拟和工程应用提供理论支持。

摘要:中国软土地区深埋盾构隧道出现的频率逐渐升高，对其衬砌结构水土荷载的准确计算和对衬砌管片的合理设计具有重要意义。建立考虑盾构隧道动态施工全过程和不同隧道埋深（2D~8D）的有限元模型（D为隧道外径），阐明衬砌荷载模式与隧道埋深之间的关系。并将有限元结果与工程中常用的各种衬砌荷载计算方法进行对比，分别从盾构隧道衬砌结构荷载分布模式，内力大小和管片配筋量等方面深入分析，明确了适用于计算深埋、超深埋隧道衬砌实际荷载的计算公式。研究表明：与各种衬砌荷载计算方法得到的线性均布荷载不同，实际工程中深埋隧道顶部、底部水土荷载模式呈高斯曲线形式分布。一些经典松动土压力计算方法并不适用于计算软土地区隧道衬砌结构荷载，结果偏不安全；随着隧道埋深的增加，采用上覆土柱法计算得到的衬砌结构荷载愈发超出衬砌结构实际承受的荷载水平，结果偏于保守。若在盾构施工工程中采用本文提出的荷载模式进行衬砌管片设计，可在保证隧道衬砌结构安全性的前提下，节约深埋、超深埋隧道衬砌管片配筋量，实现盾构隧道的低碳建造。研究成果可为软土地区深埋、超深埋盾构隧道衬砌管片设计提供理论参考。

摘要:为实现水泥道面抗滑纹理快速重塑的目标，研究分别设计了自制乳液（A1、A2）、水性环氧树脂（B1、B2、B3、B4）、水（C）三种液态类型，包含了7个固-液比例的双组份涂层配方。联合采用拉拔试验、摆式摩擦试验、激光纹理扫描测试以及冻融循环试验，对涂层-混凝土的界面粘结、抗滑及抗冻性能进行了评价。结果表明：涂层厚度对拉拔强度影响显著，最佳厚度区间为2-4 mm，且在3 mm时拉拔强度均达最大。当涂层厚度为3 mm，固化时间为6h和24h时，水性环氧涂层（B3、B4）的拉拔强度最大，分别达1.707 MPa和1.905 MPa。涂覆涂层的试样摆值均明显增大（＞15%），且乳液类涂层（A2）试验区呈现出更大提升（＞30%）。三种液态类型涂层的平均断面深度（mean profile depth, MPD)显著提升（21~43%）；且涂覆涂层前、后斜率谱密度（slope spectral density, SSD）峰值波段由1.78 mm移至0.5 mm左右，这一发现从纹理尺度解释了涂层改善抗滑性能的原因。此外，100次冻融后，无涂层试样出现明显“露骨”现象，而涂覆涂层的试样仅呈现轻微“脱皮”迹象，且水性环氧类涂层（B3）的防护效果最优。综上，双组份涂层技术可提升混凝土的防滑防护性能，有望成为道面纹理快速修复领域的潜力技术。

摘要:为深入探究偏压效应对内撑式基坑工程的不利影响，降低施工风险，对其变形特征及作用机理的详细分析对于提升基坑工程的安全性与经济性具有重要意义。本文为量化偏压荷载对基坑的影响程度提出偏压系数λp，利用数值模拟手段系统探讨了不同偏压系数下基坑的变形的主要规律与影响机理。针对偏压工况，提出了一种基于偏压基坑变形特征设计的坑底土体梯度加固方法。结果表明：偏压系数直接影响基坑支护体系的受力与变形模式，当偏压系数等于0.15时，偏压侧支护桩最大变形增大90.5%，非偏压侧支护桩出现朝坑外的变形。梯度加固方案在偏压基坑变形控制中表现出了技术与经济效益的双重优势，在变形控制方面与传统满堂加固方案基本相同，但材料成本降低了28%。可见梯度加固方案优势显著，本文研究成果可为相似基坑工程的支护结构前期设计和施工阶段的基坑变形控制方案等方面提供指导和参考。

摘要:为了探究不同结构沥青混合料的受载应变差异，基于数字图像相关方法将沥青混合料在间接拉伸模式下的水平应变进行可视化，提出平均应变、相对应变强度、影响应变、开裂高应变、应变概率分布等指标量化差异性，建立结构与应变之间的联系。结果表明，应变和应力密切相关，平均应变峰值可反映承载能力；悬浮结构促进协同变形，应变区边界规整，骨架结构导致应变分布不规则，缺陷会导致高应变，裂缝扩展路径复杂；AC13低应变均匀，SMA13高应变不均匀，OGFC13高应变均匀；应力模式的影响高于结构差异，应力模式决定变化趋势，结构特征影响演化速率。研究结果为沥青混合料黏弹状态下的应力传递和失效开裂提供了重要分析方法和评价标准，有助于沥青混合料结构设计，提升沥青路面耐久性。

摘要:为探讨车辆荷载作用下负弯矩区裂缝对波形钢腹板组合连续梁桥动力性能的影响，本文基于ANSYS有限元平台构建考虑非线性效应的车桥耦合振动分析模型，采用开口裂缝损伤函数模拟负弯矩区混凝土的开裂程度，并通过全瞬态分析中的Newmark-β隐式积分法获取桥梁在车辆荷载下的动力响应。系统研究了裂缝深度(α)与损伤区域长度(β)对桥梁自振频率、跨中位移、冲击系数及关键连接部位峰值应变的影响，并进一步评估了桥面不平整度的耦合作用。结果表明:裂缝参数α与β均导致桥梁自振频率下降、跨中位移与冲击系数增大，支点处桥面板与钢梁连接部位峰值应变显著上升，且β对结构响应的影响更为显著；并且，桥面不平整度与负弯矩区开裂存在明显耦合放大效应，使桥梁竖向位移与加速度响应在开裂状态下显著增加，加速结构性能劣化进程。

摘要:随着语音合成技术的发展,车载信息系统能够提供多种语音形象的信息提示,在满足驾驶员个性化偏好的同时,提升了交互体验。然而,现有研究对不同语音形象在高认知负荷非驾驶任务条件下对驾驶员行为的影响仍缺乏系统认识。基于此,本研究旨在探讨车载信息系统在使用不同语音形象进行危险提示时,对执行不同沉浸程度非驾驶任务的驾驶员情境感知能力的影响。为探究上述因素的影响机制,本研究采用2×2实验设计,设置两种语音形象(支配者/个人助理)与两种沉浸程度(高沉浸/低沉浸)的非驾驶任务为自变量,并招募18名参试者参与驾驶模拟实验。在模拟自动驾驶的视频场景中,通过反应时间、兴趣区注视总持续时间以及情境感知问卷得分对驾驶员的情境感知能力进行量化评估。通过对数据进行分析发现,支配者语音形象相较于个人助理语音形象,在不同沉浸度的非驾驶任务条件下均能够显著缩短驾驶员的反应时间(P=0.006<0.05)和兴趣区注视总持续时间(P=0.043<0.05),同时获得更高的情境感知问卷得分(P=0.029<0.05)。在潜在危险场景中,使用支配者语音形象进行危险信息提示,能够帮助驾驶员快速发现危险并准确理解当前驾驶行为,增强驾驶员在驾驶过程中的情境感知。

摘要:针对滚装船配载决策过程中,存在甲板边界过于简化从而与实际不符、没有综合考虑多层甲板和多种车型车辆同时配载情况以及甲板利用率低等问题,结合滚装船配载特点,构建滚装船多层甲板自动配载决策模型。首先,结合甲板边界及障碍物特点,将最低水平线法融合甲板边界定位算法和障碍物检测算法等改进策略,解决甲板边界不规则以及内部存在障碍物的问题；其次,提出一种基因片段法,将同类型车辆集中分组处理以保证相同车辆邻近装载,相对提高了9.24%的甲板利用率；最后,使用双层整数编码策略,将多层甲板和车辆同时处理,以满足多层甲板自动配载要求。经过仿真验证,本文提出的多层甲板自动配载决策模型得到的配载方案可使甲板达到90%左右的甲板利用率,效果较好,可以有效解决滚装船实际配载问题。

摘要:针对航空发动机在飞行过程中易受外物吸入威胁而影响运行安全的问题，本文发展了一种基于Euler-Langrage气-固两相架构的外物轨迹模拟方法。该方法综合引入壁面碰撞理论和鸟体非球形曳力方程，建立了肋部进气式S形进气道内外物运动的三维可压缩模型，并系统地考虑了外物所受的多种作用力。在此基础上，对比研究了不同参数下两类外物在进气道内的轨迹，并获得了相应的撞击信息。结果表明：鸟体在进气道内通常经历两次碰撞，其出口速度较初始速度显著提升，初始速度为80 m/s时最大增幅可达34.61%，与之对应的进气道入口靠近机身一侧的上半区域视为高风险外物吸入区。鸟体最终的碰撞位置集中在风扇面靠近机身一侧的上半区80%叶高处，意味着叶梢部位的结构强度需重点关注。此外，砂石类外物在高速气流作用下沿程做加速运动，当粒径减小到3 mm以下时，平均速度比初始速度提高了100%以上，且超过50%的砂石将撞击在0.6倍叶高以内的区域。上述研究可以为航空发动机进气道结构优化以及外物损伤研究提供一定的数据参考。

摘要:针对水陆两栖飞机水面滑行过程中的结构动态响应问题，本研究基于弗劳德相似准则设计1:10缩比全机模型，开展了水池不规则波滑行试验，测量不同弗劳德数（Fr=0.31~1.52）下的动态响应。基于统计方法分析了纵倾角、艏部垂向过载与重心处垂向过载增量的统计特性。结果表明:Weibull分布对滑水载荷下三类响应的极值统计特性具有良好适用性（拟合优度R2>0.95）；随Fr增大（Fr=0.31~1.52，浪高0.15m），纵倾角特征极值增长283%，重心垂向过载增量特征幅值提升383%，同时艏部垂向过载峰谷值分布尾部显著增厚，表明机体遭遇极端载荷的概率急剧升高。基于上述统计特性及多工况加权方法，建立了基于Weibull分布参数的载荷谱，为水陆两栖飞机结构寿命预测提供关键载荷输入，并通过与全机疲劳试验数据对比证实了该载荷谱模型的工程可信度。

摘要:为揭示对流天气下终端区空中交通流量的衰减规律，进一步提升现有模型对长序列数据中复杂依赖关系的捕捉能力，提出了一种融合多头注意力机制的终端区流量影响程度预测方法。该方法首先建立空域区块化分区，融合天气危险指数与空域阻塞率双维度特征，进而构建基于多头注意力机制(multi-head self-attention mechanism, MHSA)改进的长短期记忆网络(long short-term memory network, LSTM)模型(MHSA-LSTM)，并以广州终端区实际运行数据为例进行验证。结果表明：输入序列长度为12时，模型预测效果最好。与支持向量回归(SVR)、随机森林(RF)、循环神经网络(RNN)、长短期记忆网络(LSTM)及门控循环单元(GRU)等经典模型相比，平均绝对误差(MAE)分别降低61.97%、53.45%、43.75%、10.00%、20.59%；均方根误差(RMSE)分别降低了58.89%、53.16%、41.27%、13.95%、15.91%；决定系数(R2)分别提高了48.10%、30.18%、15.13%、2.30%、2.97%。可见，所提模型能有效捕捉气象要素与流量衰减间的复杂关联，尤其当对流天气出现在跑道邻近空域及终端区北部关键进离场区域时，流量衰减效应最为显著，建议管制运行中加强对上述空域的实时监测与预警。

摘要:随着经济社会的快速发展新疆地区水资源供需矛盾日益凸显，咸水淡化技术作为拓展沿海及干旱地区淡水资源获取的主要途径可有效缓解水资源的供需矛盾。目前关于地下咸水淡化已有小范围的中试研究，而针对农田盐碱排水淡化的研究鲜有报道。本研究通过小试对比与软件模拟优化，创新性的构建微絮凝介质过滤-超滤-反渗透耦合工艺，并开展中试验证。运行结果表明，反渗透装置在运行期间产水水质稳定，进膜压力波动较小，维持在10.5-15.96MPa之间，系统回收率维持在71%左右，产水电导率在150-350μs/cm范围内波动，整体脱盐率达到97.04%以上；此外通过光伏-电网协同动态供电模式有效降低了淡化系统运行电耗，综合运行成本控制于0.62元/m3以内。本中试应用进一步构建了农田盐碱排水淡化的技术体系，为此类水源的开发利用提供参考和借鉴。