• 2021年第0卷第17期文章目次
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    • >TE石油、天然气工业
    • 天然气管道瞬态仿真研究综述

      2021, 21(17):6959-6970.

      摘要 (1155) HTML (0) PDF 2.94 M (1071) 评论 (0) 收藏

      摘要:天然气管道仿真技术是天然气管网设计、运行、管理核心基础技术。在天然气管网大型化、复杂化、智慧化和多气源供应发展的大背景下,该技术将发挥着越来越重要的作用。为此,调研了国内外天然气管道瞬态仿真的研究进展,梳理了在数学模型、求解方法和加速仿真三个方面的研究历程,总结了当前的研究成果,分析了今后的发展趋势。目前天然气管道仿真技术已经基本成熟,其准确性和稳健性可得到较好的保证,中小型管网的仿真速度较快。为更好地服务大型智慧管网的建设,多气源混输、人工智能和并行仿真将是以后的重要发展方向。

    • 原油-水两相体系乳化特性研究进展

      2021, 21(17):6971-6979.

      摘要 (622) HTML (0) PDF 2.20 M (631) 评论 (0) 收藏

      摘要:原油-水两相体系的乳化特性对多相混输管道的流动规律有显著影响。从原油-水两相体系的乳化机理出发,系统阐述了混合条件、原油组成及水相组成三方面因素对乳化特性影响的研究进展。在混合条件的影响方面,分析了分散相比例、温度及剪切强度对乳化特性影响的研究现状及一般规律;在原油组成的影响方面,详尽阐述了原油的各种组分(如沥青质、胶质、烃类组分、蜡晶、固体微粒、酸性化合物等)影响乳化效果的作用机理,并总结了各种组分对乳化特性影响的一般规律;在水相组成的影响方面,分析总结了水相矿化度、无机盐种类及水相酸碱度对乳化特性影响的研究现状及一般规律。此外,对原油-水两相体系乳化特性研究的不足及发展方向做了分析。

    • >TK能源与动力工程
    • 基于特征量分析的电站锅炉燃烧状态诊断技术综述

      2021, 21(17):6980-6992.

      摘要 (534) HTML (0) PDF 3.13 M (1180) 评论 (0) 收藏

      摘要:概述了各类别燃烧诊断技术及特点,介绍了基于特征量分析的电站锅炉燃烧状态诊断技术流程,分析对比了单个特征量的物理意义及不同特征量组合的状态表征能力,进而归纳了特征量提取的基本要求。详细介绍了部分算法的数学推导过程及其在模式识别应用中所呈现的特点,旨在推动模式识别技术在火电机组故障诊断、运行经济性实时评价及智能控制领域中的应用。特征量的提取、算法的设计和训练/学习是基于特征量分析的模式识别技术的核心环节。特征量应有明确的物理意义且应具备表征状态某种属性的能力;特征量组合应完整全面地包含状态信息。特别地,当实际状态不同时,特征量组合应具备识别其差异的能力并具备较强的鲁棒性。BP神经网络算法、FCM算法适用于所有可根据人类经验进行分类的场合,FCM算法在状态渐变且无断然分界线的模式识别中表征更为精准,SVM适用于样本模式非此即彼的分类应用;Kohonen自组织神经网络适用于各类别之间具有较强区分度的场合。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 透地无线通信研究综述

      2021, 21(17):6993-7001.

      摘要 (521) HTML (0) PDF 1.86 M (609) 评论 (0) 收藏

      摘要:综述了国内外透地通信的发展及研究现状,介绍了几种不同透地通信方式的研究与性能情况,通过将具有代表性的透地通信产品PED系统、Canary系统、矿用本安型无线岩体通信系统、声波透地通信系统的优缺点对比,阐述了透地通信系统在实际应用中的进展情况。基于其原理建立了简化的透地通信信道模型,通过三维地质建模技术、插值技术建立信道模型,并采用数值计算法研究地层中电磁场的传播特性。最后结合当前研究和应用热点,分别阐述了电磁波透地通信与磁感应透地通信存在的主要问题与相应的关键技术研究,并提出了未来的研究重点与发展趋势。

    • >P天文学、地球科学
    • 稳定、中性条件风速标准差对烟幕扩散的影响

      2021, 21(17):7002-7007.

      摘要 (455) HTML (0) PDF 2.60 M (602) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好发挥发烟装备的使用效果,需要研究风速标准差对烟幕扩散的影响规律。通过分析现场观测数据,研究了稳定、中性层结条件下三个方向风速分量标准差与稳定度分类判据SR数及平均风速之间的关系,运用高斯烟羽模式结合实测平均风速和风速标准差计算了烟幕在大气中的扩散效果,分析了平均风速和风速标准差对烟幕有效遮蔽区域长度、高度、面积的影响规律。结果表明,烟幕有效遮蔽区域长度和高度的主导因素分别为垂直方向风速标准差和平均风速;相同的稳定度类别和近似的平均风速条件下,风速分量标准差可能存在较大差别,导致烟幕有效遮蔽区域的长度和面积可能存在量级上的变化。因此,在发烟装备评价和使用过程中,观测并参考风速标准差是很有必要的。

    • 1960—2018年河南省降水时空变化特征及重心

      2021, 21(17):7008-7016.

      摘要 (617) HTML (0) PDF 6.74 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:河南省是我国粮食生产核心区,研究其降水时空变化特征对于防治旱涝灾害、保障粮食生产具有指导意义。基于河南省112个气象站1960~2018年降水量资料,利用M-K法、滑动T检验、小波分析等方法对河南省站点及分区降水变化趋势、突变点和周期性进行了分析,并利用重心模型、标准差椭圆等方法分析了河南省降水重心分布特征。结果表明:1960~2018年期间,河南省112个站点中,67.9%站点降水量呈下降趋势,32.1%呈上升趋势,全省各站点气候倾向率主要位于-28~24mm/10a区间;河南省五个分区年降水量中,仅豫东地区年降水量呈上升趋势,各分区存在不同时间尺度的变化周期,在整个研究时域内经历了2.5次左右丰-枯交替循环变化;河南省降水重心分布在许昌市许昌县和漯河市临颍县一带,近59年降水重心有明显向东移动趋势。

    • 基于多种方法的城镇建设地质适宜性分级评价

      2021, 21(17):7017-7026.

      摘要 (465) HTML (0) PDF 12.28 M (622) 评论 (0) 收藏

      摘要:在城市建设中,地质条件直接控制土地开发难易程度、工程成本大小及城市建设的安全。本文以大冶湖生态新区(核心区)为例,在层次分析法(AHP)确定权重后运用激励型变权,应用三套理论上适合研究区的评价方法(W值法,加权综合指数法和模糊评价法),在满足地质安全性的基础上,对研究区地质环境质量(二级)进行评价。通过对三种评价结果对比、分析、野外验证后选取最能真实反映研究区现状的方案,应用到建设用地优化利用(三级)评价中去,结果表明:研究区符合普通民用及以上建设标准用地面积为16.2km2占全区总面积的73%,从工程建设角度上讲,区内土地能满足规划需求。

    • 天然气水合物非成岩出砂储层砂流数值模拟

      2021, 21(17):7027-7033.

      摘要 (536) HTML (0) PDF 2.62 M (379) 评论 (0) 收藏

      摘要:天然气水合物(可燃冰)作为新兴洁净能源,受到全世界的重视,由中国地质调查局组织实施的中国海域天然气水合物第二轮试采取得成功,并超额完成目标任务。当前,国内外天然气水合物模拟器开发和相关研究虽然有通过力学耦合描述“砂”的行为,但大部分都没有涉及“砂”的流动过程。针对天然气水合物分解后,储层多孔介质中“砂”流动过程的数值模拟,本文通过通用储层渗流模拟器GPSFLOW ,实现水、气(甲烷)、砂三相三组分模拟,把砂当做一种非牛顿流体,即为一组分也是一个相态,按宾汉流体进行模拟,初步探讨砂流过程模拟的理论方法和模型实现方案,并通过理想模型进行验证。相较于其他出砂数值模拟研究方法,本文提出的砂流模拟方法简单高效,能够有效地模拟砂流过程,后续通过耦合水合物开采渗流模型,有望实现对水合物开采过程中砂流的准确模拟。

    • >S农业科学
    • 软枣猕猴桃的光合模型筛选与光响应特征比较

      2021, 21(17):7034-7039.

      摘要 (452) HTML (0) PDF 1.38 M (281) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同光合响应曲线模型在软枣猕猴桃上的拟合,同时比较不同品种间的光响应特征。本文利用LI-6400 便携式光合仪测定2种软枣猕猴桃雄株‘月山’、‘森茂猕雄’及6种软枣猕猴桃雌株‘魁绿’、‘LD133’、‘赤焰’、‘大实(大実サルナシ)’、‘贵太郎(貴太郎)’、‘石榴红’的光合作用-光响应曲线,利用4 种光合模型进行拟合,比较并分析不同软枣猕猴桃的光合特性。结果表明:(1)直角双曲线的修正模型-叶子飘模型(YEM)为软枣猕猴桃的最佳光合响应曲线模型。(2)8个品种中,暗呼吸速率的拟合值从小到大的排序是:石榴红<森茂猕雄<月山<贵太郎<大实<魁绿

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 特厚煤层回采巷道顶板变形特征及控制技术

      2021, 21(17):7040-7045.

      摘要 (443) HTML (0) PDF 2.88 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决特厚煤层回采巷道顶板变形严重、支护困难等问题,通过现场观测和理论分析得出特厚煤层回采巷道变形因素及其特征,并利用Flac3D数值模拟软件分析了在原支护和高强恒阻让压锚网索联合支护2种护巷方式下巷道围岩变形情况。研究结果表明:含软弱夹层的特厚煤层回采巷道自稳时间短、变形速度快,顶板破碎严重,塑性区破坏范围较大,巷道顶板整体变形明显;高强恒阻让压锚网索支护系统能够适应围岩高应力的特点,遏制顶板过度变形破坏,满足该地质条件下巷道顶板大变形的趋势。工程实践表明,高强恒阻让压锚网索支护时巷道顶板最大下沉量为206mm,并且现场未出现锚杆(索)破断失效的情况,支护结构能够满足巷道顶板变形特征,保障综放工作面的安全高效生产。研究结果可为类似条件下的巷道顶板控制提供参考。

    • 基于钻孔电阻率法动态监测的煤层覆岩瓦斯抽采层位确定——以李雅庄煤矿为例

      2021, 21(17):7046-7052.

      摘要 (437) HTML (0) PDF 5.28 M (402) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >TE石油、天然气工业
    • 页岩气水平钻井延伸极限预测与参数优化

      2021, 21(17):7053-7058.

      摘要 (486) HTML (0) PDF 3.73 M (321) 评论 (0) 收藏

      摘要:大位移水平井是页岩气开采的主要方式,其极限延伸的合理预测备受关注。本文针对涪陵地区的页岩气水平钻完井进行研究,借助钻井延伸极限预测模型,计算了不同工况下的钻井延伸极限,分析了钻机性能、钻具组合、井眼曲折度、钻井液密度等因素对钻井延伸极限的影响。结果表明,滑动钻进模式是约束水平段延伸的主要工况,当摩阻系数比较高时,螺旋屈曲锁死导致无法钻达设计井深;高井眼曲折度限制了井眼延伸长度,钻进作业中要尽量减少轨迹调整次数,保证轨迹平滑;此外,邻井压裂作业可能导致正钻地层压力上升,会降低钻井延伸极限,需要对钻井液密度进行优化。该研究对页岩气水平钻井的设计及施工具有重要指导意义。

    • 气侵条件下裂缝性地层漏失模拟实验

      2021, 21(17):7059-7066.

      摘要 (400) HTML (0) PDF 5.77 M (304) 评论 (0) 收藏

      摘要:顺北区块裂缝性储层发育,气侵和漏失复杂同存,严重制约了该地区的油气田开采。为此,总结了顺北区块裂缝性储层气侵和漏失现状,并指出“先漏失后气侵”与“先气侵后漏失”两种漏溢同层模式。基于自制的钻井液动滤失与长裂缝封堵模拟实验装置,利用不同宽度楔形长裂缝模型,通过改变裂缝倾角、钻井液正压差和裂缝缝宽等不同裂缝性地层模拟情况,分析了气侵条件下裂缝性地层钻井液漏失规律。结果表明,垂直裂缝形成的封堵层最致密,气侵条件下承压能力较高,钻井液漏失深度为37.8 cm,但反向承压可达0.35 MPa,超出水平缝25%;钻井液正压差越大,漏失深度越大,3 MPa正压差漏失深度高达100 cm,比1 MPa条件下超出1倍;缝宽越大,漏失深度越大,形成的封堵层越多且致密,承压能力有一定提升,3 mm缝宽反向承压能力达1.12 MPa,超出1 mm缝宽65%,但气侵速度高达1.69 L/min。

    • 海上薄互层砂岩油藏层系划分及射孔优化方法——以蓬莱19-3油田为例

      2021, 21(17):7067-7073.

      摘要 (378) HTML (0) PDF 1.95 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:海上薄互层砂岩油藏是国内未来产量接替的重要部分,受储层发育特征及开发方式的影响生产过程中层间干扰异常严重,开发效果和经济性很差。针对薄互砂岩储层发育特征,综合考虑小层注采连通程度、物性、流体及水淹程度等关键因素,建立薄互砂岩储层层间干扰规律定量评价方法;同时引入流动能力及薄层干扰系数修正传统产能公式,建立薄互层砂岩油藏定向井产能预测及开发效果评价方法;研究方法在油田现场进行实例应用,效果理想。结果表明:①薄互层砂岩油藏层间干扰规律与常规多层砂岩不同,小层注采连通状况、储层物性、流体以及水淹程度均会对开发效果产生较大影响;②建议将流动能力级差5.0作为薄互砂岩储层的层系划分标准,后期选择合理时机进行层系调整和重组;③研究方法考虑因素全面,预测精度高,现场实用性强,为新油田层系划分及老油田后期调整提供有力支持。

    • 砾岩三维缝网扩展及影响因素分析——以玛湖凹陷南斜坡上乌尔禾组为例

      2021, 21(17):7074-7083.

      摘要 (377) HTML (0) PDF 10.06 M (433) 评论 (0) 收藏

      摘要:水力压裂技术成为开发玛湖致密油田的有效技术手段,然而对于真实压裂缝网的数值模拟难度大,缝网延伸影响因素分析不明确。本文对玛湖目的层上乌尔禾组的水力裂缝进行模拟并对裂缝延伸影响因素进行分析。结果表明,乌尔禾组杨氏模量值域在18-58.5 GPa之间,平均32.4 Gpa。泊松比值域在0.21-0.38之间,平均0.31。脆性指数在21.0-89.0之间,平均为44.3,压裂改造可形成多分支裂缝。水平井设计方向为南北向,水平应力差在4.2~9.8 MPa之间,储层容易压裂改造形成复杂缝网。缝网模拟与微地震监测裂缝吻合度高达92.03%,模拟效果理想。物性特征越好其裂缝延伸拓展范围越广。杨氏模量与脆性指数越大,更利于裂缝延伸,裂缝主要向高深区域及强脆性指数区域延伸,泊松比与裂缝广度呈负相关关系。最大水平地应力和最小水平地应力间接影响水力压裂裂缝拓展延伸,水平应力差越小,裂缝空间展布越大。针对人工缝网的模拟有利于优化玛湖1井区水平井合理压裂参数及开发参数。

    • >TH机械、仪表工业
    • 等截面一维声子晶体角梁结构振动特性

      2021, 21(17):7084-7091.

      摘要 (394) HTML (0) PDF 2.30 M (350) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文基于回传射线矩阵计算法,对等截面一维声子晶体角梁结构对于轴向波的振动特性进行研究。完成了结构模型建立、坐标变换、描述单元相位关系及节点散射关系,得出传播矩阵,并且与有限元法计算结果进行了对比,证明了算法计算的正确性。通过相应的频率响应函数曲线之间的差异,比较分析了各参数对声子晶体角梁振动特性的影响及相应规律。

    • >TK能源与动力工程
    • 螺纹槽管传热和流体阻力的数值模拟

      2021, 21(17):7092-7097.

      摘要 (445) HTML (0) PDF 3.60 M (301) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文对螺纹槽管在恒壁温和雷诺数5000-35000范围内空气的换热性能和压降进行了数值研究。分别对二十五种不同几何参数的螺纹槽换热管换热性能和压降与同参数的光滑管进行了对比分析。结果表明,螺纹槽管的换热性能要显著强于光滑管,同时压降也不同程度的高于光滑管;其中螺纹槽深度对换热性能和压降的影响大于螺纹槽间距,二者存在相互影响,呈现了最优区间原则。最大平均努赛尔数出现在Re=5000,几何参数dl/D=0.25,pl/D=0.5时,是光滑管的3.1倍。最大PEC值是1.404,出现在Re=5000,几何参数dl/D=0.15,pl/D=1时,此时螺纹槽管的换热能力是普通光滑管的1.8倍,摩擦因子是普通光滑管的2.25倍。从整体雷诺数范围考虑,最佳几何参数为dl/D=0.14至0.18,pl/D=0.8至1.2的区间时。

    • >TL原子能技术
    • 液体泄漏破碎行为数值模拟

      2021, 21(17):7098-7102.

      摘要 (424) HTML (0) PDF 2.40 M (304) 评论 (0) 收藏

      摘要:液体泄漏破碎行为研究对核反应堆安全分析具有重要意义,泄漏破碎形成的粒径尺寸分布是影响燃烧速率的重要因素。本文利用计算流体力学程序FLUENT对液体泄漏破碎进行三维模拟计算,与相关实验结果对比表明:液体流动轨迹、液滴索特尔平均直径(sauter mean diameter)与实验吻合较好,验证了VOF-DPM模型模拟液体泄漏破碎行为的适用性。在此基础上分析了不同工质及不同流速对液体破碎行为的影响。研究表明,在液体喷射速度和管道破口直径相同的情况下,工质表面张力越大,破碎形成液滴尺寸越小;随着液体喷射流速增大,所得粒径平均直径减小;液体破碎粒径沿径向方向分布较为对称,液滴在喷射中心区域粒径较小,径向方向靠近破口处粒径较大。

    • 复杂情境下的核电系统可靠性

      2021, 21(17):7103-7109.

      摘要 (452) HTML (0) PDF 1.92 M (265) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高复杂情境下的核电系统可靠性,保证核电系统安全运行,采用证据网络对核电不确定信息问题进行分析、建模、推理和评估,有效地处理和表达专家语言变量,同时解决非布尔逻辑关系和多状态变量的问题,建立核电系统可靠性模型。提出一种将语言数据转换成基本信度指派函数的方法,对于在故障树映射到证据网络中存在的非布尔逻辑关系,建立一种新的条件信度表,在前人对多状态变量研究的基础上,解决复杂情境下的核电系统可靠性问题。研究结果表明,实验结果符合预期,建立的可靠性模型对研究核电系统可靠性有一定的借鉴作用。

    • >TM电工技术
    • 基于FLUX3D的三相三芯柱变压器油箱和夹件涡流损耗

      2021, 21(17):7110-7115.

      摘要 (337) HTML (0) PDF 3.80 M (255) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力变压器的涡流损耗计算,对于提高变压器的稳定性、安全性和高效性具有重要意义。首先,从三相三芯柱变压器铁芯拓扑结构出发,基于统一磁路(unified magnetic equivalent circuit, UMEC)推导了考虑绕组耦合的三相三芯柱变压器电磁模型。然后,将电磁模型与涡流损耗经验公式联立,计算出电力变压器油箱和夹件的涡流损耗值。最后,借助有限元仿真软件FLUX3D,为变压器建立一个有限元模型,建模过程中考虑了油箱和夹件的涡流损耗。将本方法所得涡流损耗结果与FLUX3D软件建模分析的结果进行对比,证明了本文采用的涡流损耗研究方法和FLUX3D软件的有效性。基于该软件的建模与涡流损耗计算方法的探究对电力变压器的研发、生产和应用具有一定的前瞻性。

    • 基于虚拟同步发电机控制策略的多端柔性直流系统自适应下垂控制

      2021, 21(17):7116-7121.

      摘要 (429) HTML (0) PDF 2.40 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 分散式双馈风电机组接入配电网的不对称短路电流实用计算

      2021, 21(17):7122-7132.

      摘要 (301) HTML (0) PDF 5.23 M (292) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有DFIG短路电流解析计算过于复杂,难以进行工程计算的情况,提出了一种针对DFIG不对称短路电流的实用计算方法。通过建立不对称故障的含DFIG配电网复合序网图及正序增广模型,分析DFIG短路电流各序分量构成;计及不对称故障后DFIG低电压穿越策略,分析撬棒投入和未投入时短路电流负序周期分量,推导了短路电流负序周期分量计算式。以正、负序等值电压,计算阻抗及转子电流为依据,分析撬棒投切动作区域,制定故障后DFIG不对称短路电流负序周期分量计算曲面,最后给出DFIG接入配电网的不对称短路电流实用计算步骤,并通过算例验证本方法的正确性。本文方法能有效降低含DFIG配电网不对称短路电流的计算难度,适用于工程中DFIG不对称短路电流计算。

    • 考虑需求侧多能源响应的虚拟电厂优化运行策略

      2021, 21(17):7133-7142.

      摘要 (407) HTML (0) PDF 4.59 M (254) 评论 (0) 收藏

      摘要:虚拟电厂技术为聚合分布式能源和用户侧资源参与能源市场交易提供了有效手段。针对综合能源场景下能源供需互动不足的问题,文中基于虚拟电厂内多能源聚合商参与需求响应为背景,建立了一种综合考虑了储能设备、能源耦合设备、分布式可再生能源发电、多能源市场交易及激励型综合需求响应的虚拟电厂两阶段优化运行模型,第一阶段为虚拟电厂最优经济调度模型,第二阶段为聚合商-用户的双层规划综合需求响应模型,并给出了各阶段模型的求解方法。算例的仿真结果证明了文中策略在降低虚拟电厂调度成本,聚合商补偿成本以及用户的舒适度损失方面的良好优势。

    • 嵌入制热材料的自制热导线防冰

      2021, 21(17):7143-7150.

      摘要 (329) HTML (0) PDF 4.69 M (260) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决现有高压输电线路防冰技术的不足,提出了一种能实现防冰功能的自制热导线设计方法,简要介绍了其防冰的原理。根据传热学分析了导线传热机理,并对覆冰环境进行热平衡分析,建立了导线温度场方程,提出了自制热导线临界防冰电压计算式。应用有限元分析软件对自制热导线进行热学稳态仿真,结果验证了导线温度场方程和临界防冰电压计算式的正确性。研究了环境对导线钢芯温度、临界防冰电压和等效对流换热系数的影响规律。结果表明:风速和环境温度是影响导线钢芯温度、临界防冰电压和等效对流换热系数的主要因素。

    • 含逆变型分布式电源的配电网自适应电流保护

      2021, 21(17):7151-7158.

      摘要 (323) HTML (0) PDF 1.85 M (283) 评论 (0) 收藏

      摘要:含逆变型分布式电源(Inverter Interface Distribution Generator,IIDG)的配电网故障时,IIDG由于受到控制策略及出力随机性的影响,其短路电流具有很强的非线性,这给配电网的保护整定带来了困难。针对该问题分析了含IIDG配电网不同故障情况下短路电流与IIDG输出功率的关系,并指出其对现有传统保护的影响,提出了根据故障类型采用不同定值的自适应电流保护方案。以MATLAB/Simulink中建立的一个含IIDG的10kV配电系统为例,验证了该保护方案在不同故障情况下具有良好的选择性与灵敏性。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 粗糙地面上复杂目标的电磁散射特性

      2021, 21(17):7159-7167.

      摘要 (350) HTML (0) PDF 2.44 M (263) 评论 (0) 收藏

      摘要:粗糙地面与复杂目标的耦合散射特性研究一直是雷达目标识别领域比较有应用价值的课题。该文主要是针对粗糙地面与目标的复合电磁散射特性进行重构,包括复合模型的雷达截面积(Radar Cross Section, RCS)特性以及合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像特性。首先,对复杂目标进行几何建模并对粗糙面进行数值建模,构建地面与目标的一体化几何模型。然后基于空间射线分集技术、射线追踪技术以及劈边结构识别算法分离出复合模型中散射中心,包括面结构和劈边结构对应的散射中心,基于属性散射中心模型正向的确定散射中心对应的各个参数,最终建立起粗糙地面上复杂目标的散射中心参数化模型。并通过对其重构的散射特性与实测结果进行对比,分析了地面与目标的耦合作用,对雷达目标识别领域具有很大的应用价值。

    • 战术移动点对点Ad-Hoc作战单元拓扑重构

      2021, 21(17):7168-7173.

      摘要 (341) HTML (0) PDF 2.32 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于建筑物或地形遮挡等因素,分布式地面战术移动Ad-Hoc作战单元节点脱网时有发生,造成网络分裂,作战任务不能很好的遂行。为此,提出采用拓扑机器人来监视网络拓扑,拓扑机器人节点周期性发送拓扑探测消息收集网络拓扑状态,计算网络节点重要性,调整重要度最小的拓扑机器人节点,优化和重构当前拓扑,提高抗毁性。结合数值计算与网络仿真,验证拓扑机器人带来的网络抗毁性能的提升,结果表明采取拓扑机器人来优化拓扑的有效性。

    • S波段船载测波雷达接收机设计及实现

      2021, 21(17):7174-7179.

      摘要 (363) HTML (0) PDF 2.42 M (281) 评论 (0) 收藏

      摘要:在S波段船载测波雷达中,为实现对天线采集的回波信号能进行良好的信号处理,提出了一种适用于线性调频中断连续波(frequency modulated interrupted continuous wave,FMICW)的S波段船载测波雷达接收机的设计方案,此方案可分为模拟部分和数字部分,其模拟部分含有低噪高性能的射频前端模块;数字部分包括单端转差分转换器、模数转换(analog to digital converter,ADC)模块、数字下变频模块和DSP模块,其中DSP实现了时序控制和信号处理的功能。最后在系统设计完成后对雷达接收机灵敏度、1dB压缩点、线性动态范围和整机系统闭环的测试结果进行比较分析,验证了该雷达接收机设计方案的合理性,并将雷达接收机接入雷达系统后可获取有效准确的雷达数据。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 多旋翼飞行器建模与控制器设计

      2021, 21(17):7180-7186.

      摘要 (421) HTML (0) PDF 1.92 M (317) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着各项技术的日趋成熟,多旋翼飞行器的控制器设计也愈发受到重视。为了使四旋翼飞行器在复杂环境下可以进行稳定的飞行,本文研究设计了四旋翼无人机飞行器的控制器,根据实际情况对数学模型进行简化,建立了一个四旋翼飞行器运动的数学模型;在Simulink中搭建PID控制模型,实现串级PID控制,通过调整PID参数,初步实现了使其稳定飞行的目标。通过在Simulink上搭建系统模型并最终得出仿真结果,证明飞行器的姿态和位置都得到了稳定的控制。

    • 基于广义回归神经网络的上肢关节角度预测

      2021, 21(17):7187-7192.

      摘要 (355) HTML (0) PDF 4.53 M (321) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对人体上肢运动意图识别问题,基于上肢表面肌电信号,本文提出广义回归神经网络(General Regression Neural Network, GRNN)预测受试者的上肢关节角度。 GRNN预测模型的输入为处理后的表面肌电信号,预测的三个关节角作为输出,将GRNN预测结果和径向基函数(Radial Basis Function, RBF)神经网络的预测结果对比,并用均方根误差对上肢关节角度的预测结果做评估,验证GRNN模型预测上肢关节角度的可行性。

    • 密集池化连接和短语注意力下的文本分类算法

      2021, 21(17):7193-7199.

      摘要 (321) HTML (0) PDF 2.88 M (310) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决在文本分类中神经网络训练时产生的梯度消失、特征信息丢失以及注意力机制短语维度组合不匹配的问题,本文提出一种基于密集池化连接和短语注意力机制的文本分类算法,该算法首先通过密集池化连接中的残差网络部分进行特征提取,可有效缓解梯度消失问题,并通过池化层复用重要特征,改善特征信息丢失问题。通过改进常规注意力机制,提出短语注意力机制,可灵活的得到不同阶短语之间联系,解决常规注意力机制短语维度不匹配问题。结果表明,该模型在对比模型中取得了最好的效果,在相同的新闻数据集中准确率可达92.7%,同时还对三个对比模型的收敛性和分类准确性进行分析,可见改进后的模型可以有效缓解梯度消失,并且解决短语维度组合不匹配问题,从而提高了分类准确性。

    • 基于XLNet的情感分析模型

      2021, 21(17):7200-7207.

      摘要 (423) HTML (0) PDF 2.09 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前通过深度学习方法进行语言模型预训练是情感分析的主要方式,XLNet模型的提出解决了BERT模型上下游任务不一致的问题。本文在XLNet基础上增加LSTM网络层和Attention机制,提出XLNet-LSTM-Att情感分析优化模型,通过XLNet预训练模型获取包含上下文语义信息的特征向量,接着利用LSTM提取上下文相关特征,最后引入注意力机制根据特征重要程度赋予不同权重,再进行文本情感倾向性分析。仿真实验中将XLNet-LSTM-Att模型与五种常用的情感分析模型进行对比,结果表明提出的模型优于其他测试模型,模型的精准率达到89.29%。

    • 基于聚类和双向门控循环单元条件随机场的多类型流式文档结构识别

      2021, 21(17):7208-7216.

      摘要 (336) HTML (0) PDF 1.82 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:流式文档结构识别对于文档自动排版和优化、信息检索等领域有着重要作用。以往针对流式文档结构识别主要集中于学术论文领域,对于其他诸如公文、报告等多类型的文档结构识别研究较少。本文针对此现状,使用聚类的方法对文档进行分类,在此基础上提出了针对不同文档分类的、基于双向门控循环单元-条件随机场(BIGRU-CRF)的文档结构识别方法,以此来解决多类型文档结构识别的问题。实验结果表明,该方法不仅能够提高学术论文结构识别的效果,对其他类型的文档结构也能够较好地进行识别。

    • 基于卷积神经网络的灾难场景图像分类

      2021, 21(17):7217-7223.

      摘要 (430) HTML (0) PDF 2.90 M (282) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对灾难场景图像进行快速分析和识别,提出了一种基于多分辨率卷积神经网络和残差注意力机制(Attention Module)相结合的图像分类模型。首先,对灾难场景数据集进行预处理,在相同类型的条件下将其随机划分为训练集和测试集。基于改进的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN),提取训练集的图像特征。使用训练集图片的特征进行训练,并且在测试集图片上实现分类测试。选取DenseNet、Xception和MobileNetV2三种模型,以灾难场景数据集(Disaster_Data_Scenes)为数据集进行实验验证。结果表明:改进的Xception和MobileNetV2网络在灾难场景数据集上进行的图像分类实验测试,比原网络精度分别提升了4.56%,3.04%。其中改进的DenseNet网络比原网络模型精度分别提升9.13%,17.88%,10.27%。可见改进的卷积神经网络模型的分类精度得到有效提高。

    • 基于非下采样剪切波变换与显著信息加权的图像融合算法

      2021, 21(17):7224-7229.

      摘要 (326) HTML (0) PDF 2.97 M (310) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了克服当前较多图像融合方法主要依靠测量图像能量信息来完成不同系数的融合,忽略了图像的显著内容,导致融合图像含有吉布斯效应及间断效应等弊端,设计了非下采样剪切波变换NSST耦合显著信息加权的图像融合算法。引入NSST机制,对源图像进行系数分解,获取高、低频系数。借助高斯滤波器来构造出显著度量模型,以计算图像拥有的显著信息。随后,利用信息熵函数来计算出图像拥有的细节丰富度。并以图像拥有的细节丰富度和显著信息为依据,设计低频系数融合的加权因子,以此完成低频像素的融合。最后,利用图像中像素点的三邻点像素值,融合高频系数,获取融合图像。通过多组实验结果显示,与当前图像融合技术相比,所提算法融合质量更好,融合结果连续性较强,所对应的平均梯度值较大。

    • 基于改进YOLOv3的街道行人检测与跟踪方法

      2021, 21(17):7230-7236.

      摘要 (439) HTML (0) PDF 2.67 M (283) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对室外街道的行人检测与跟踪,提出一种改进YOLOv3与SORT(Simple Online And Realtime Tracking)算法相结合的检测及跟踪方法。首先,引入DPIOU(Distance and Proportional-IOU)损失,将原有的损失函数中的MSE(Mean Square Error)部分进行变化,从而得到更精确地检测框;其次,将网络结构中的RestNet进行优化,改变下采样区域,增加池化层,进而减少特征信息的丢失;最后将检测结果输入SORT算法进行建模和匹配。实验结果表明,在室外街道的场景下,改进的算法与YOLOv3相比较,损失值收敛更快,AP值高出4.85,跟踪准确率上升3.4%,同时,模型的速度有所提高,最快可达14.39FPS。

    • 基于稳态视觉诱发电位的脑电控制上肢康复机器人

      2021, 21(17):7237-7242.

      摘要 (380) HTML (0) PDF 2.19 M (277) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现阶段基于脑机接口(BCI)的康复机器人存在多目标分类时间长、识别准确率仍有待提升的问题。本文设计了一种由脑电信号控制的上肢康复机器人,对脑电信号中的稳态视觉诱发电位(SSVEP)分类,进而判断出受试意图并输出相应动作指令。基于Matlab的Psychtoolbox工具箱设计了包含五个刺激矩形的频闪界面作为视觉刺激器,刺激大脑生成SSVEP信号,对应上肢康复机器人的五个控制指令。运用多导联同步指数(MSI)算法对采集到的信号进行分类并输出控制指令,机器人在接收指令后执行特定动作。实验得到的机器人动作正确率最佳为98.33%,平均信息传输速率为23.11bit/min。结果表明:SSVEP信号控制的上肢康复机器人在辅助治疗的方面具有良好的应用前景,可以有效提高肢体偏瘫患者的康复效果。

    • 基于改进蚁群算法的移动机器人火灾救援路径规划方法

      2021, 21(17):7243-7248.

      摘要 (433) HTML (0) PDF 2.64 M (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决在火灾救援中考虑多因素的移动机器人最优路径规划问题,提出一种基于改进蚁群算法的救援路径规划方法。方法通过改进全局信息素更新策略,考虑影响移动机器人到达待救援点时间的路径长度、转弯次数、坡度大小等主要因素,并根据多因素综合指标来分配各路径上的信息素量,指引蚂蚁走向最优路径。通过仿真算例并与同类方法对比,结果表明,本文方法在考虑多因素后性能有较大提升,具有较好的全局搜索能力和收敛速度,可提高移动机器人在火灾救援中的效率。

    • 基于风格解耦和自适应层实例归一化的图像翻译方法

      2021, 21(17):7249-7257.

      摘要 (337) HTML (0) PDF 3.16 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前无监督图像翻译方法在翻译过程中存在着图像内容变化过大、目标图像域风格传递不佳而导致生成的图像质量较低、多样性较差等问题,提出一种基于风格解耦和自适应层实例归一化的图像翻译方法。首先,采用基于解耦表示的自编码器作为模型的生成器,共享内容编码器来增强图像翻译的内容一致性;然后,在解码器中实现自适应层实例归一化运算,可以自适应地改变图像的风格,以改善风格传递的效果;接着,将随机风格编码融合至损失函数中,使得设计的模型具有生成随机风格图像的能力,来提升生成图像的多样性;最后设计并实现了该方法,并在多个数据集上进行验证和分析。实验验证表明,与现有的无监督图像翻译方法相比,所研究的方法生成的图像质量较高、多样性较好。

    • >TQ化学工业
    • 多曲盘旋转雾化装置设计及振动试验

      2021, 21(17):7258-7263.

      摘要 (407) HTML (0) PDF 3.06 M (283) 评论 (0) 收藏

      摘要:旋转圆盘雾化器是一类用途广泛的雾化器。本文设计了一种多曲盘旋转雾化装置,介绍了装置的整体设计方案和主要结构参数的确定,并对电机不同工作频率下装置的振动特性进行了试验。装置的最大振动位移在装置水平方向,为10Hz时的0.308mm;最大振动速度在装置垂直方向,为35Hz时的11.9m/s;最大振动加速度在装置垂直方向,为40Hz时的10.5m/s2。装置在10Hz以及35-50Hz范围内运行时存在较大振动;在15-30Hz范围内运行相对较为平稳,建议装置在此范围内运行;装置在垂直方向上振动较为明显,应增添垂直方向上约束以实现装置的减振。

    • >TU建筑科学
    • 基于高效求矩法与最大熵原理的矩方法

      2021, 21(17):7264-7271.

      摘要 (382) HTML (0) PDF 1.24 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:矩方法是进行结构可靠度分析的重要方法之一,其精度与效率很大程度上依赖于对功能函数矩的求解。然而,现有的求矩方法并不能很好地兼顾精度与效率。鉴于此,本文提出了一种基于高效求矩法与最大熵原理的矩方法。首先,通过自适应二维减维与高阶无迹变换求解结构功能函数前四阶矩,继而依据求得的前四阶矩,采用最大熵原理求解结构可靠指标。算例部分通过两道例题,将本文所提的高效求矩法与已有求矩方法,如蒙特卡洛方法,一维减维点估计等方法的求矩结果进行了对比,同时对比了结构可靠指标的计算结果。结果表明,本文所提的矩方法在求矩方面既提高了效率,也能保证精度,且计算得到的结构可靠指标的精度也能够满足工程要求。

    • 长行程屈曲约束支撑拟静力试验

      2021, 21(17):7272-7277.

      摘要 (423) HTML (0) PDF 2.46 M (273) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究长行程屈曲约束支撑的抗震性能,针对不同有效屈服长度比的屈曲约束支撑进行了拟静力试验研究,对比分析了试件的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能能力、刚度退化和强度退化等性能指标。结果表明:高有效屈服长度比能够有效提高试件的极限承载力和极限位移;长行程屈曲约束支撑的延性系数为2.54-3.60,延性较好;有效屈服长度比对长行程屈曲约束支撑的刚度退化性能影响不大;高有效屈服长度比的长行程屈曲约束支撑,强度退化更稳定;抗震性能有所提高。

    • 基于组合赋权法的建筑结构安全评价

      2021, 21(17):7278-7285.

      摘要 (398) HTML (0) PDF 1.52 M (282) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了客观准确地进行房屋安全性评价,考虑到房屋结构的复杂性和评价指标的不确定性,提出基于区间层次分析法(IAHP)和熵权法的建筑物安全模糊综合评价方法。将建筑结构划分为6个相对独立的部分,在此基础上建立影响每部分安全性的评价指标。其次,采用区间层次分析法和熵权法通过耦合赋权的方式计算综合权重,根据评判标准建立两种类型的隶属函数,并对各因素进行模糊评价,运用多级模糊评价原理构建房屋安全评估模型。最后,对工程实例进行安全评估,结果表明:基于房屋安全评估模型提出的评价方法能较为全面真实地反映房屋的安全状态,同时为房屋的修缮工作提供科学性依据。

    • 粉砂土抗剪强度黏粒含量效应

      2021, 21(17):7286-7292.

      摘要 (375) HTML (0) PDF 4.20 M (339) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析黏粒含量对遗址土抗剪强度特性的影响规律及其形成机理,以遗址粉砂土为研究对象,用常规直剪仪开展不同黏粒含量的慢剪试验,并对部分土样进行微观试验。直剪试验结果表明,黏粒含量从0%增至25%的过程中,抗剪强度显著提高,黏聚力c呈两段折线型增长(拐点位于黏粒含量10%处)特征,高、低应力段的差值逐渐减小直至基本相同,而内摩擦角φ则随黏粒含量增加而减小;在试验干密度和黏粒含量范围内,粉砂土按照规范法拟合所得低应力段的抗剪强度大于实测值,用于土遗址稳定性等分析时偏于不安全。结合扫描电镜试验结果,认为造成土样黏聚力c随黏粒含量呈折线型变化的主要原因是,当黏粒含量大于10%后,遗址土土性从“类砂土”向“类黏土”转变,受力骨架由砂颗粒向“黏粒网架”过渡。

    • 基于相关向量机的富水砂层渣土改良试验效果预测

      2021, 21(17):7293-7298.

      摘要 (423) HTML (0) PDF 1.39 M (315) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了精准、高效获得富水砂层渣土改良试验效果,本文以渗透系数、内摩擦角(改良前)、电阻率、泡沫剂浓度和膨润土浓度为输入变量,以坍落度、渗透系数、内摩擦角(改良后)为输出变量,并基于24组富水砂层渣土改良数据,建立相关向量机(relevance vector machine, RVM)预测模型,将预测结果与BP神经网络模型进行对比分析。结果表明:RVM模型在预测坍落度、渗透系数和内摩擦角时的平均误差分别为0.73 %、0.38 %和2.24 %优于神经网络(back propagation,BP)模型的1.76 %、4.53 %和3.60 %;通过计算皮尔逊相关系数,可知RVM预测值与实测值对应坍落度、渗透系数、内摩擦角的相关系数r分别为0.999 9、0.999 3和0.987 8,说明拟合程度极高。由此可见,RVM模型具有预测精度高、可靠性高的优点,为富水砂层渣土改良试验效果的预测提供一种新方法。

    • 强震作用下液化场地桩-土非线性动力相互作用特性

      2021, 21(17):7299-7307.

      摘要 (362) HTML (0) PDF 4.54 M (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究强震作用下液化场地桩-土非线性动力相互作用特性,依托海文大桥实体工程,利用Midas/GTS有限元软件,建立了桩-土相互作用模型,分析了地震动峰值为0.35 g时4种类型地震波作用下桩身加速度、桩身位移、桩身弯矩及剪力等动力响应,并根据计算结果对桩基在强震作用下的安全进行了评价。结果表明:在0~10 m的可液化粉细砂层,桩身加速度峰值迅速增加,并在桩顶处达到最大,桩顶加速度出现峰值的时刻与桩底相比均呈现滞后现象,最大滞后时间为2.14 s;不同类型地震波作用下,在可液化的粉细砂层,桩身位移均增加较快,Kobe波产生的桩顶位移最大,El-Centro波产生的桩顶位移次之,5010波产生的桩顶位移最小;桩身弯矩峰值均出现地下10 m位置处,即液化土层和非液化土层分界处,桩身剪力峰值均出现在地下0~10 m的可液化土层之间,Kobe波作用时,桩身弯矩和剪力峰值均最大,5002波作用时桩身弯矩和剪力峰值次于El-Centro波,5010波作用时,桩身弯矩和剪力峰值均最小;地震动强度为0.35 g,5010、5002、El-Centro地震波作用时,桩身弯矩及剪力峰值均未超过桩身截面抗弯和抗剪承载力,Kobe地震波作用时,桩身弯矩峰值小于桩身截面抗弯承载力,而桩身剪力峰值超出桩身截面抗剪承载力的68.6%,桩基础桩身强度不满足抗震要求,建议增加桩基础纵向配筋。

    • 玻璃纤维砂浆管动态劈裂拉伸性能试验研究

      2021, 21(17):7308-7312.

      摘要 (455) HTML (0) PDF 2.48 M (323) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究壁厚对玻璃纤维(FRP)管混凝土动态劈裂拉伸性能的影响,利用直径为74 mm的分离式霍普金森压杆系统开展FRP管混凝土动态冲击试验,通过改变冲击气压得到不同加载速率下的FRP混凝土动态特性变化规律,同时设置壁厚为2 mm、3 mm、4 mm、5 mm并进行该变量下的纵向分析。试验结果表明:在FRP管的约束下,动态应力-应变曲线出现“双峰”现象,且第二个应力峰值高于第一个应力峰值;通过SHPB试验发现,随着壁厚的增加其动态强度-冲击速度拟合直线斜率减小,应变率效应减弱;在破坏形态方面,FRP管混凝土在0.4 ~0.5 MPa冲击气压下只出现一条贯穿裂缝,随着冲击气压的上升,开始出现受载面的局部破裂,但试件依然呈现完整的外形。

    • 锂渣掺量对水泥基复合材料性能的影响

      2021, 21(17):7313-7318.

      摘要 (412) HTML (0) PDF 2.49 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究锂渣掺量对水泥基复合材料性能的影响,设计了六组试验,水胶比0.35、砂胶比0.3和纤维掺量2%保持不变,锂渣掺量分别为0.2、0.3和0.4,粉煤灰作为对比组,进行单轴拉伸试验和抗压试验,并运用灰色关联法对试验结果进行分析,结果表明:锂渣掺量在0.3以下时,和易性良好,达到0.4时,粘稠度增强,和易性变差;随着锂渣和粉煤灰掺量的增加,复合材料的伸长率、抗拉强度和抗压强度先增大后减小,掺量在0.3时最优;灰色关联分析表明,锂渣和粉煤灰掺量对伸长率和抗拉强度有明显的影响,对抗压强度有一定影响。综上可知,用锂渣代替粉煤灰进行水泥基复合材料的配制是可行的。

    • 盾构法近距离下穿施工对既有盾构隧道的影响

      2021, 21(17):7319-7326.

      摘要 (470) HTML (0) PDF 5.22 M (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:新建隧道近距离下穿既有盾构隧道,势必会引起既有隧道不均匀变形。以北京地铁12号线西三区间盾构穿越机场专线为工程背景,提出了适合既有运营隧道纵向刚度折减的修正等效连续模型。模型以轨顶面为中性轴位置,可以较好考虑运营隧道对道床、钢轨等结构影响。数值分析及与已有经验模型对比结果表明,修正等效连续模型预测值与监测值最吻合,验证了模型在本工程中的适应性。从隧道净距及地层性质两方面进行了参数分析,研究结论可为类似盾构下穿既有线路工程提供参考。

    • >TV水利工程
    • 基于组合权重-灰色关联逼近理想解排序法的甘肃省水资源承载力评价

      2021, 21(17):7327-7333.

      摘要 (517) HTML (0) PDF 982.25 K (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:构建了涵盖水资源、经济社会和生态环境3个子系统的评价指标体系,采用层次分析法和熵权法确定评价指标的组合权重,利用灰色关联TOPSIS法对甘肃省2010-2019年水资源承载力进行了综合评价,并利用障碍度模型诊断了影响甘肃省水资源承载力的主要障碍因子。结果表明:2010-2019年甘肃省水资源承载力整体呈逐步上升的趋势,但仍处于超载状态;水资源子系统对甘肃省水资源承载力的制约影响最大,其中人均水资源量和产水模数是最主要的障碍因子。

    • 基于地理信息系统与综合分析法的海水淡化厂选址

      2021, 21(17):7334-7339.

      摘要 (460) HTML (0) PDF 1.85 M (289) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着沿海地区淡水资源日益短缺,海水淡化产业有着广阔的发展前景,如何进行适宜的海水淡化厂厂址选择成为海水淡化应用研究的热点。本文以红石崖街区为例,通过分析海水淡化技术特点确定了拟建海水淡化厂的淡化工艺;根据选址的空间要求,运用ArcGIS软件确定候选厂址,综合分析经济、海域水质、社会和政策因素,从候选厂址中选出最适宜建设海水淡化厂的地址。结果表明该方法综合考虑多种因素,可直观得出海水淡化厂适宜厂址,具有一定的科学性和可操作性。

    • >U交通运输
    • 城市轨道交通网络运营安全的综合评估

      2021, 21(17):7340-7347.

      摘要 (481) HTML (0) PDF 3.12 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:运营安全评估是保障轨道交通网络化安全运营的关键环节之一。本文基于熵权可拓物元模型提出了一种轨道交通线网运营安全评价的方法。该方法通过统计分析轨道交通线网历史运营情况,构建运营安全评价指标体系;利用数理统计划分评价指标的经典域;利用熵权模型计算指标权重;并利用可拓物元模型计算轨道交通线网的综合评价值和风险等级。研究结果表明,所构建的轨道交通线网运营风险评估的指标体系切实可行,基于熵权可拓物元模型提出的评价方法能客观有效地评估线网的运营风险。

    • 基于变预测时域的电动汽车轨迹跟踪控制

      2021, 21(17):7348-7354.

      摘要 (515) HTML (0) PDF 3.36 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对在不同车速下由于车辆动力学参数改变导致轨迹跟踪的误差变大的问题,研究电动汽车自适应性轨迹跟踪控制器设计。首先,基于模型预测控制(MPC)设计轨迹跟踪控制器,对比分析不同车速下不同预测时域对轨迹跟踪的影响;通过仿真结果,发现不同车速下采用恒定预测时域,轨迹跟踪在不同速度下自适应性变差,易产生较大的跟踪误差。然后,设计了基于车速变化的变预测时域轨迹跟踪控制器;CarSim/Matlab/Simulink联合仿真结果表明,改进后的轨迹跟踪控制器在不同车速下轨迹跟踪具有良好的控制精度和稳定性。

    • >V航空、航天
    • NACA埋入式进气口气动特性试验设计优化

      2021, 21(17):7355-7362.

      摘要 (347) HTML (0) PDF 4.29 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了优化NACA埋入式进气口气动特性,基于CFD数值方法,以阻力、总压恢复系数、出口质量流量和出口马赫数为性能指标,对三个关键几何参数进行了DoE试验设计。基准工况结果表明,在进气口斜坡侧边靠近主流处有轴向涡产生。DoE结果表明,斜坡角度α对性能指标影响大,斜坡扩张角θ角影响小,出口转折半径对阻力和出口质量流量影响大,且α角一定时折转半径越小越好。α角越小,前缘位置马赫数越小,涡管越长,同一截面速度分布越均匀,因此总压恢复系数和出口质量流量越大,且出口气流不均匀度小,气动性能佳。

    • 基于摆臂式随动加载技术的活动翼面功能试验及应用

      2021, 21(17):7363-7368.

      摘要 (340) HTML (0) PDF 3.33 M (301) 评论 (0) 收藏

      摘要:活动翼面偏转过程中所承受的动态气动载荷大小随运动状态不断变化,方向始终垂直于翼面弦平面,因此,为了真实模拟活动翼面运动过程中真实受载状态,活动翼面功能试验加载过程需与翼面收放过程/状态连续和同步,具有随动跟踪翼面运动的能力,且确保载荷动态垂直于翼面。为满足试验加载要求,提出了一种摆臂式随动加载技术,并设计了随动加载装置,然后通过模拟试验验证了新方法的可行性,有效性和实用性,最后将该技术应用到某型号襟缝翼耐久性试验中,顺利完成了试验,经过数据分析,表明了该加载方法满足试验要求。

    • 基于导星电子星图模拟器的卫星控制系统半物理试验方法

      2021, 21(17):7369-7376.

      摘要 (331) HTML (0) PDF 5.62 M (261) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现卫星的高精度高稳定度控制,中法天文卫星建立了卫星姿轨控半物理仿真试验系统。对该系统采用导星电子星图模拟器引入仿真闭环进行研究。首先,将导星敏感器作为高精度姿态测量部件引入控制系统,地面动力学为其提供输入信息。接着,高精度测量单机和高精度控制机构引入到闭环中。然后,粗测量敏感器和粗控执行机构由数学模型替代。最后,通过地面实时系统将控制系统、星务计算机、载荷计算机和整星电源系统组成了实时仿真验证系统。实验结果表明:在地面半物理条件下,可以达到导星进入开小窗条件,y、z轴稳定度达到2?/10 s 及5?/100 s。导星敏感器可以提高姿态测量精度和姿态控制的稳定度。满足控制稳定度在亚角秒级别卫星的要求。

    • >X环境科学、安全科学
    • 峰峰矿区矿井水污灌区重金属污染评价及定量源解析

      2021, 21(17):7377-7384.

      摘要 (443) HTML (0) PDF 4.89 M (349) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国北部煤矿地区常常使用矿井水灌溉农田,进而农田土壤的重金属污染,但很少有人关注。为此,本文以峰峰矿区矿井水污灌区的农田土壤为研究对象,通过分析重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)的分布特征,评价了矿井水污灌区农田土壤的污染状况,并进行了定量源解析。结果表明:农田土壤重金属元素含量(均值)由高到低依次为Zn(89.16 μg/g)、Cr(67.16 μg/g)、Pb(33.01 μg/g)、Ni(31.27 μg/g)、Cu(28.36 μg/g)、As(11.65 μg/g)、Cd(0.29 μg/g)、Hg(0.10 μg/g)。污灌区农田土壤重金属元素Cr未受到污染,1.96%,9.80%,7.84%,1.96%,5.88%,7.84%和19.60%的污灌区农田土壤分别受重金属As、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn和Hg轻度污染,3.92%受重金属元素Hg中度污染,1.96%受重金属元素Hg中度污染到强度污染。综合PMF分析、因子分析结果可知,重金属污染来源主要受污水灌溉影响(32.17﹪),农业生产(26.76﹪),大气燃煤污染(25.12﹪)和土壤母质(15.94﹪)。该地区农田土壤重金属元素生态风险属于低风险。研究结果为煤矿污灌区土壤重金属元素环境风险评估,科学合理指导农业生产活动和农田土壤环境质量保障提供科学依据。

    • 枯草芽孢杆菌对早熟禾和紫花苜蓿修复镉污染土壤的强化作用

      2021, 21(17):7385-7390.

      摘要 (472) HTML (0) PDF 2.04 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物-微生物联合修复是一种经济可行且生态良好的重金属污染土壤修复方法。本研究通过盆栽试验,探究接种枯草芽孢杆菌对两种草坪植物(早熟禾、紫花苜蓿)去除土壤中镉效率的影响及机制。结果表明,种植早熟禾时,枯草芽孢杆菌能够阻隔早熟禾吸收镉,显著提高生物量,增加土壤酶活性,降低土壤有效态镉含量,并且将土壤中总镉的去除率提高约49%;对于紫花苜蓿,枯草芽孢杆菌能够促进紫花苜蓿吸收镉,显著提高生物量,增加土壤酶活性、微生物物种多样性以及有效态镉含量,并且将土壤中总镉去除率提高约140%。可见,接种枯草芽孢杆菌对两种草坪植物修复镉污染土壤均表现出显著的强化作用,而且能够改善只种植紫花苜蓿造成的土壤微生态环境破坏。接种枯草芽孢杆菌对两种草坪植物不同的影响和强化机制将为重金属污染场地的植物-微生物修复策略的制定与实施提供理论支持。

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