• 2021年第21卷第1期文章目次
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    • >P天文学、地球科学
    • 频率域电磁法数值模拟进展

      2021, 21(1):1-9.

      摘要 (1367) HTML (0) PDF 1.46 M (663) 评论 (0) 收藏

      摘要:频率域电磁法在矿产普查、地球深部结构探查、地质调查、环境和工程勘查等领域都有着广泛的应用。频率域电磁法的数值模拟对提高电磁法的数据解释技术、电磁勘探设计水平,以及研究复杂地质条件下的电磁响应特征具有重要意义。近年来计算技术的进步、数据采集系统的提高和高性能计算机的迅速发展,大大促进了频率域电磁法数值模拟技术的发展,尤其是出现了多种高效的数值算法和并行求解技术,有效提高了频率域电磁场的三维数值模拟的速度和精度,对三维复杂地形地质结构的处理能力也显著提高,使得复杂条件下三维频率域电磁数据的快速反演成为可能。本文主要介绍了频率域电磁法数值模拟技术、进展,以及相关的线性方程组求解算法的应用,并对各种方法的特点作了分析比较,对未来的发展方向给出展望。

    • >U交通运输
    • 移位左转交叉口研究进展

      2021, 21(1):10-19.

      摘要 (1023) HTML (0) PDF 3.48 M (802) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了消除交叉口处直行与左转车流的冲突点,提高交叉口的通行效率,移位左转这一新型交通流组织方法被提出。该方法旨在将左转车道转移实现交叉口处多个方向同时通行,减少信号相位数从而提高绿信比,减小交叉口车均延误。中国对于移位左转交叉口的研究及实施正处于起步阶段,而国外起步较早,已有了很多理论和经验。鉴于此,该文详细介绍了移位左转方法的概念、分类及优缺点等,总结了自初次研究至今,国内外专家学者取得的理论方面的突破及实践方面的成果,从设计优化、信号控制、综合优化设计和效果评价四个方面对当前研究成果进行评述。在此基础上,提出了现状研究的不足并对移位左转交叉口未来研究方向给出了建议。

    • >O3力学
    • 节理频度对类岩石介质裂纹扩展行为的影响

      2021, 21(1):20-26.

      摘要 (823) HTML (0) PDF 4.41 M (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 为研究节理频度对类岩石介质受冲击荷载作用时动态裂纹扩展行为的影响,借助新型数字激光动态焦散线实验系统进行了试验研究。结果表明:随着节理频度的增大,竖向裂纹起裂时的动态应力强度因子减小,但大于水平节理翼侧裂纹起裂时的应力强度因子;裂纹扩展至节理区域时,动态应力强度因子有一个交替震荡的过程,此过程持续时间随节理频度增大而延长;竖向裂纹从加载到起裂时间并不明显改变,但从起裂到试件贯通破坏的时间近似线性增长;竖向裂纹起裂后的速度随节理频度增大有所减小,但大于裂纹扩展通过节理区域后的速度。可见不同节理频度类岩石介质的裂纹扩展行为存在差异,为冲击荷载下岩石断裂破坏提供理论参考。

    • >P天文学、地球科学
    • 利用重力卫星监测2003—2016年南极地区冰盖质量变化

      2021, 21(1):27-31.

      摘要 (693) HTML (0) PDF 2.53 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究南极冰盖消融对全球海平面变化的影响,本文利用2003年1月至2016年6月的重力恢复与气候实验(Gravity Recovey and Climate Explorer, GRACE)时变重力场数据反演该地区冰盖质量变化,并采用去相关滤波P3M6加上300km Fan滤波的组合算法削弱条带误差等影响,扣除冰后回弹和泄露误差影响。结果表明:南极地区冰盖质量变化整体表现为加速消融趋势,其质量变化率为-101.27±7.02,其中西南极和南极半岛呈现质量消融,其质量变化率分别为-148.35±6.78和-22.01±1.44,而东南极表现为质量积累,其质量变化率为69.09±2.64。

    • 北斗单系统及多全球导航卫星系统组合极区定位性能

      2021, 21(1):32-39.

      摘要 (665) HTML (0) PDF 11.65 M (633) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了评估北斗单系统(BDS)及多全球导航卫星系统(GNSS)在极区环境下的导航定位性能,从可见卫星数、位置精度因子、定位精度和高度角变化等多个性能指标对南北极四个测站进行分析。首先介绍了多GNSS的位置精度因子计算模型,然后利用开普勒轨道参数仿真各卫星导航系统数据,详细分析了北斗单系统、北斗双系统以及四系统的性能。仿真结果表明,双系统和四系统能够显著增加可见星数和降低位置精度因子值,从而提高定位精度。四个测站中中山站可见卫星数最多,且各方面性能指标最优,高纬度区域昆仑站性能最差。此外,北斗/GLONASS组合可以显著增加高仰角卫星,能够改善极区定位性能。

    • 基于小基线集时序干涉雷达分析武汉中心城区地表沉降时空特征

      2021, 21(1):40-46.

      摘要 (688) HTML (0) PDF 3.50 M (457) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文利用2015至2016年期间获取的15景Sentinel-1A TOPS SAR影像,采用小基线集时序InSAR分析方法,研究了武汉中心城区的地表沉降特征,分析建立了该地区地表沉降与城市建设、降雨量和长江水位变化等因素的关联关系。采用32个水准点数据验证了基于基于Sentinel-1A反演的地表沉降结果,精度为5.82 mm/year。研究区域内不均沉降明显,其地表沉降速率范围为-81.5 mm/year至18.2 mm/year,且探测到的最大沉降速率位于后湖地区;地表沉降时间序列呈伴随有明显季节变化的非线性沉降。地表沉降与影响因子的对比分析表明,沉降漏斗与工程建设施工区位置分布具有较高的空间相关性;地表沉降中的季节性变化与水位变化和降雨量有关;研究区域地表沉降主要由人为活动、土层压缩性、以及地下水过度开采等造成。本文研究结果给出了武汉中心城区地表沉降时空特征和地表沉降与其影响因子之间的相互关系。

    • 基于改进自适应粒子群算法的混合核函数最小二乘支持向量机大坝变形预测

      2021, 21(1):47-52.

      摘要 (673) HTML (0) PDF 1.99 M (572) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大坝变形影响因素的复杂性,以及监测数据的非线性、随机波动大和预测难度大等问题,本文提出一种改进自适应粒子群(PSO)算法的混合核函数最小二乘支持向量机模型(LSSVM),实现了大坝水平变形的时间序列预测方法。基于Mercer理论,将多项式核函数和高斯核函数进行线性组合,构建混合核函数,作为最小二乘支持向量机模型的核函数,并以特征因子与大坝变形间的相互联系为基础,采用动态自适应惯性权重的粒子群算法,对混合核函数的最小二乘支持向量机模型进行参数寻优,以确保建立最佳LSSVM预测模型。将模型应用于丰满大坝,并与传统多项式核函数和传统高斯核函数的最小二乘支持向量机模型进行对比仿真实验,对所提方法的有效性和准确性进行验证评估。结果表明,该模型在预测精度上有了明显提高,预测性能尤佳。可见改进自适应粒子群的混合核函数最小二乘支持向量机模型对大坝变形的时间序列预测有良好的实用价值。

    • 应用太阳法实现CTL-713C型天气雷达天线波束指向自动定标

      2021, 21(1):53-60.

      摘要 (587) HTML (0) PDF 4.04 M (370) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对CTL-713C型天气雷达传统的天线波束指向定标方法中存在的技术落后、操作繁琐、自动化水平低等问题,论文提出应用更为先进的太阳法进行雷达天线波束指向定标。本文在分析利用太阳辐射能量标校该型雷达可行性的基础上,论述了结合经纬度信息、赤纬角和时角的太阳位置算法,介绍了太阳法标定软件的设计原理、实现方法、测试应用情况及使用中的注意事项。从测试应用效果来看,定标误差满足功能规格需求书规定的技术指标要求,且与其他定标方法比对结果的一致性得到了验证。该项研究实现了雷达天线波束指向定标方法由手动向自动的转变,软件算法准确度高,界面设计合理,操作简便,能够满足在雷达定标业务中应用的要求。

    • 四川盆地普光地区三叠系杂卤石测井评价与发育规律

      2021, 21(1):61-67.

      摘要 (663) HTML (0) PDF 5.06 M (472) 评论 (0) 收藏

      摘要:四川盆地三叠系是上扬子地区由海洋过渡为陆地的关键时期,沉积了大套碳酸盐岩-蒸发岩。川东北地区是四川盆地三叠系含钾有利区,具有良好的成钾条件,钾盐矿资源丰富,以杂卤石为主。目前,杂卤石测井评价以统型杂卤石的响应特征分析和定性识别为主要研究内容,定量评价方法和发育规律分析较少。近期,随着一种新型杂卤石盐矿——“盐晶颗粒杂卤石岩”的发现,本文基于“油钾兼探”思路,利用普光气田现有钻录井和测井资料,落实川东北普光地区6类主要岩性敏感信息和测井识别模式;提出了利用曲线重叠和交会图法、钾钍比值法等方法开展杂卤石定性识别,落实研究区杂卤石发育情况和分布规律,明确其横向变化大、局部富集的特点,同时,研究区二叠、三叠系几个基本构造单元均以北东向为主,二者一定耦合关系;提出采用“伽马能谱差值分析法”计算富钾矿物的模型,形成了定量计算方法。通过开展杂卤石测井评价和发育规律研究,明确了川东北地区深层钾盐矿产资源的潜力,为勘探开采提供技术支撑。

    • 特提斯构造域典型构造特征及其控制因素探讨——以物理模拟成果为例

      2021, 21(1):68-76.

      摘要 (561) HTML (0) PDF 5.91 M (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:特提斯构造带的变形特征及其形成演化已成为研究的热点,其对板块构造重建和油气资源富集规律的认识具有非常重要的意义。为此,论文从近年来有关物理模拟技术对特提斯构造域的褶皱-冲断带变形特征的研究出发,系统归纳、总结物理模拟对特提斯构造域从西段比利牛斯山、喀尔巴阡山、阿尔卑斯山,中段的高加索和扎格罗斯山到东段的天山、库车、到喜马拉雅、龙门山和雪峰构造带沿线典型褶皱-冲断带变形特征和控制因素的重要意义。研究结果表明特提斯构造域西段主要是形成双向逆冲断裂、侏罗山式褶皱,块体的几何特征及极性对该段的变形样式具有重要的控制作用;中段形成前陆冲断带和断层相关褶皱,现今构造变形仍在快速扩展,滑脱层对该区段的变形具有关键的控制作用;东段形成逆冲断裂和褶皱及复杂的断裂体系,地壳隆升幅度较大,地层流变学结构对变形具有非常重要的控制。同时,板块之间的挤压汇聚速率对不同区段的构造样式的形成具有明显的影响。

    • 鄂尔多斯盆地东北部塔然高勒地区侏罗系直罗组含铀地层地球化学特征分析

      2021, 21(1):77-86.

      摘要 (640) HTML (0) PDF 7.00 M (513) 评论 (0) 收藏

      摘要:沉积岩的地球化学特征记录了岩石沉积时的重要地质信息,是研究沉积古环境、源区构造背景及源岩属性的有效手段。本文采用X衍射荧光光谱(XRF)、等离子体质谱仪(ICP-MS)和CMS350A型岩心扫描仪对鄂尔多斯盆地东北部塔然高勒地区中侏罗统直罗组地层岩心样品的主量元素、微量元素、稀土元素及粘土矿物含量进行测试分析,综合研究塔然高勒地区直罗组地层的沉积古气候特征、古水体氧化还原条件、古水体盐度及物源特征。研究表明: Sr/Cu比值、Rb/Sr比值、FeO/MnO比值、Mg/Ca比值及Al2O3/MgO比值、化学蚀变指数 (CIA)以及粘土矿物组合特征等指标综合指示出,研究区中侏罗世直罗早期为干旱气候,到直罗中期气候逐渐湿润,而后到直罗晚期气候再次变得干旱。古水体环境整体为富氧的淡水-半咸水环境。结合常量、微量、稀土元素各种构造背景判别方法,认为研究区直罗组地层源区构造背景主要是与大陆岛弧相关的活动大陆边缘,源岩可能为盆地北部阴山造山带内古生代中酸性侵入岩和的大青山-乌拉山-集宁地区前寒武纪变质岩。

    • 红石泉白岗岩地球化学特征及其构造意义

      2021, 21(1):87-94.

      摘要 (763) HTML (0) PDF 3.91 M (479) 评论 (0) 收藏

      摘要:红石泉地区位于龙首山西部,对研究区内白岗岩进行了详细的岩相学和地球化学分析,以探讨其岩石成因、岩浆源区特征和大地构造背景。结果表明,红石泉白岗岩具有高SiO2(67.46%~75.56%)、富Al2O3(11.46%~14.80%)、贫MgO(0.11%~0.99%)、低TFe2O3(0.53%~1.10%),铝饱和指数(A/CNK)为0.86~1.12,全碱(ALK)为8.58%~10.91%,属于准铝质—弱过铝质碱性花岗岩。白岗岩样品微量元素显示出铀、铷等元素相对富集,相对亏损磷、钛、钡和铌等元素的特征,稀土元素相对富集轻稀土(15.9×10-6~197.79×10-6),相对亏损重稀土(2.43×10-6~32.85×10-6),总体Eu负异常。上述地球化学特征均指示红石泉白岗岩具有I型花岗岩特征。综合分析认为,红石泉白岗岩可能形成于后碰撞伸展环境,是由于幔源岩浆底侵作用,提供充足外部热能,致使地壳物质发生部分熔融的产物。

    • 煤田地质勘探地理信息系统空间数据库管理系统设计

      2021, 21(1):95-102.

      摘要 (637) HTML (0) PDF 4.17 M (464) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 一种基于卷积网络的地震探测数据随机噪声去除方法

      2021, 21(1):103-108.

      摘要 (697) HTML (0) PDF 2.54 M (469) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效提高地震数据信噪比,通过卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的方法研究了地震勘探数据去除随机噪声问题。该方法包含17个卷积层,使用线性整流(rectified linear unit, ReLU)激活函数避免梯度消失,使用批量标准化(batch normalization,BN)提高网络的泛化能力。所构建的网络应用残差学习策略,即输入为含噪地震正演叠前数据,输出为CNN网络学习获得的随机噪声。然后从地震记录中减去网络预测的噪声数据,从而达到去除随机噪声的目的。同时,我们根据地震勘探数据振幅随探测时间衰减的规律,在网络训练过程中进行深度加权,使得CNN对于深部噪声的学习效果更好。网络在PyTorch框架下训练,应用GPU并行计算可以有效提高网络训练速度。利用训练好的网络进行去噪实验,结果表明与传统的f-x域预测滤波法相比,该网络能更好的压制随机噪声。可见针对地震勘探数据,CNN能够有效提取含噪数据中的噪声信息,证明了该方法在去除随机噪声方面的合理性与有效性。

    • 栖霞中桥地区岩溶塌陷时空分布规律及成因分析

      2021, 21(1):109-117.

      摘要 (581) HTML (0) PDF 7.51 M (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩溶塌陷是岩溶地区一种特有的地质灾害,其在时间上具有突发性,空间上具有隐蔽性。栖霞中桥地区位于山东省胶东半岛中北部,区内分布岩溶地层,岩溶发育较为强烈,近年来随着周边人类工程活动强度增大,加之一些自然因素影响,先后发生多次岩溶塌陷,给区内人民群众生产和生活带来了较大影响。本文以栖霞中桥地区作为研究区,通过收集资料、实地勘查、地球物理勘探、钻探、抽水试验、水位监测等工作方法取得本区岩溶塌陷、地层、降水、水位等翔实资料,研究分析了本区岩溶塌陷的时空分布规律:时间上主要发生于枯水期与丰枯交替时期,空间上多发生于覆盖型岩溶区岩溶水径流通道的两翼且地下水水力坡度急剧变化地段,均为断裂构造上盘区,第四系厚度多小于25m,为粘性土与砂土互层的多层结构,与基岩面接触的岩性为粉质粘土及碎石土。在此基础上,分析了本区地下水位、降水变化对岩溶塌陷的影响机理:塌陷发生期间,区内地下水水位呈持续下降、骤然上升或上下起伏变化,已形成的土洞负压与高压相互交替,对土洞顶板产生吸力与压力,剪应力快速降低,岩溶地层上覆土体无法承受自身重力条件下引发岩溶塌陷,是潜蚀、真空、气爆及重力作用相互作用的结果,以潜蚀、真空效应为主。为栖霞市各级政府及相关主管部门开展岩溶塌陷地质灾害防治、地区规划建设等提供地质科学依据,为胶东半岛岩溶塌陷后续相关分析研究工作提供翔实的理论基础。

    • >S农业科学
    • 城市林地叶片与冠层尺度CO2浓度、水汽密度比较

      2021, 21(1):118-123.

      摘要 (646) HTML (0) PDF 2.50 M (460) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了定量评价城市公园林地的小气候作用,在北京市海淀公园架设涡度相关系统连续观测林地的冠层尺度数据,利用光合作用仪Licor 6400观测林地较大面积树种的叶片尺度数据,比较夏季日间叶片尺度与冠层尺度CO2浓度和水汽密度。结果表明,两个尺度观测的CO2浓度和水汽密度的日变化趋势基本相同,但叶片尺度CO2浓度高于冠层尺度数据约10~20%,叶片尺度水汽密度高于冠层尺度数据约40~70%。冠层尺度数据的双峰“午休现象”不明显,或弱于叶片尺度数据和存在时间上滞后。叶片尺度CO2浓度与净辐射、净光合速率呈显著的负相关关系,叶片尺度水汽密度与蒸腾速率呈显著的正相关关系、与空气温度呈显著的负相关关系。冠层尺度CO2浓度和水汽密度数据均与垂直风速呈显著的正相关关系。研究结果有助于了解城市林地冠层与叶片之间CO2和水汽的湍流输送。

    • >TE石油、天然气工业
    • 塔里木盆地寒武纪早期地质背景及对烃源岩发育的控制

      2021, 21(1):124-129.

      摘要 (734) HTML (0) PDF 3.93 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:塔里木盆地寒武系油气勘探的突破很大程度上决定于烃源岩的发育和分布状况。本文基于古气候、生物发展的分析,认为早寒武世具有发育烃源岩的条件。寒武系沉积古地形分析显示,塔里木盆地寒武系基底存在古隆起,从台地中心到深海盆地,仍发育泻湖,这些为烃源岩的发育提供了物质条件和古地理条件,古隆起提供了泥质来源,深海盆地和闭塞海湾提供了烃源岩沉积环境,也控制了烃源岩分布。同时,围绕古隆起应该发育粗粒碎屑沉积物,是未来除白云岩和灰岩储层以外的、值得重视的另一类储层。

    • 低成熟海相黑色页岩生烃特征的热模拟实验

      2021, 21(1):130-137.

      摘要 (684) HTML (0) PDF 2.66 M (463) 评论 (0) 收藏

      摘要:页岩气是黑色富有机质页岩生烃演化完成后滞留在页岩中的烃类气体,为了查明海相黑色页岩生排烃过程中产物的变化规律及影响因素,揭示海相富有机质页岩的生烃潜力,本文采用地层孔隙热压生烃模拟仪对四川盆地广元地区上寺剖面大隆组黑色页岩进行热压模拟实验。结果表明:(1) 黑色页岩具有极高的生烃潜力,最高产烃量达452.43 mg/gTOC,其中气态烃总产率195.45 mL/gTOC,液态烃最高产率为377.8 mg/gTOC;(2) 油的产率随热模拟温度升高表现为先升后降的特征,生油演化成峰型尖锐的单峰特征,生油高峰在360℃,甲烷随成熟度升高而增加,而重烃气C2-5则表现为先升后降的特征,甲烷主要由油裂解形成,其次是干酪根热解和重烃气裂解;(3) 气态烷烃呈现δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4,且随热模拟温度增加,气态烃的碳同位素值均表现为逐渐富集13C,说明了热模拟过程中只发生了碳同位素的动力学分馏。基于本次热模拟产物产率随热成熟度变化特征,建立了黑色富有机质页岩的生烃模式,分为两个主要阶段: 热催化生油气阶段和热裂解生湿气阶段,特别是在很高热模拟温度下仍未进入生干气阶段,表明了在过成熟阶段黑色页岩仍具有一定的生烃潜力,对拓展高过成熟页岩气勘探领域具有较好的参考意义。

    • 中东地区典型Mishrif储层纵向水驱渗流规律

      2021, 21(1):138-143.

      摘要 (605) HTML (0) PDF 4.56 M (434) 评论 (0) 收藏

      摘要:以中东地区B油田为例分析了典型Mishrif组碳酸盐岩储层的纵向渗流规律,在当前注水压差和射孔高差下,底部注入水将窜入顶部高渗层,形成上下两个渗流通道。基于流线模拟,分析了典型底注顶采连通模式下的波及影响因素及定量认识。结果表明:典型底注顶采模式下,顶部和底部采出程度高,中部采出程度低;注水压差越小、射孔高差越大有利于增加储层中部和底部的波及程度;注水井附近存在夹层模式优于生产井附近存在夹层模式,有利于延缓油井见水;高渗透贼层降低了波及体积,其发育程度越高,注入水窜现象越严重。在此基础上,提出内部温和注水和水平井注水是此类油藏底注顶采开发的有效优化策略。

    • 气液两相流管道泄漏流场特性数值模拟分析

      2021, 21(1):144-151.

      摘要 (701) HTML (0) PDF 3.94 M (594) 评论 (0) 收藏

      摘要:气液两相流管道声波泄漏检测技术在研究过程遇到流动参数无法准确测量难题,不能充分了解泄漏声源特性,阻碍了声波泄漏检测技术的发展。基于多相流体流动过程中声场和流场是密不可分的,且两者之间相互作用、相互影响。为补充实验研究和理论分析不足,本文利用ANSYS软件,简化管道泄漏的几何模型,采用Fluent动网格技术和UDF编程实现气液两相流管道泄漏开启过程和完成的流场模拟。通过对比分析泄漏流场各参数变化分析得到泄漏声源特性,并与理论相验证。并且分析分层流、波浪流、段塞流三种流型下泄漏过程流场参数变化,得到各流型泄漏开启过程的声场变化,深入探讨气液两相流管道泄漏声源产生机理,为声波检测技术提供理论支持。

    • >TH机械、仪表工业
    • 3-SPS/PPS并联机构运动学分析

      2021, 21(1):152-157.

      摘要 (852) HTML (0) PDF 1.74 M (620) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现一种空间上三维转动和两维平移的运动形式,提出了一种3-SPS/PPS为构型的五自由度并联机构,该机构的驱动支链为SPS支链,约束支链为PPS支链。应用螺旋理论对3-SPS/PPS并联机构的支链进行了理论分析,对并联机构的自由度进行计算,求出了并联机构位置方程的表达式。通过三维建模软件建立了3-SPS/PPS并联机构的模型,利用ADAMS软件进行运动仿真分析,从而得到了3-SPS/PPS并联机构在逆解下的位移曲线变化图,同时得到了在正解下的位移、速度和加速度运动曲线图,验证了3-SPS/PPS并联机构的自由度,为并联机构的应用提供了理论参考。

    • >TK能源与动力工程
    • 风电叶片疲劳共振加载方式参数分析及试验

      2021, 21(1):158-164.

      摘要 (767) HTML (0) PDF 2.02 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决叶片疲劳加载方式中激振设备存在一部分功率消损及选型困难等问题,提出了一种新的直驱式疲劳加载方式,并通过拉格朗日方法分别建立了离心式、往复式以及直驱式共振加载方式的动力学模型,在分析了各加载方式中激振设备所需参数的基础上,建立了各加载方式设备功率之间的关系,并通过推导功率比值系数,得到各加载方式设备所需最大功率与叶片共振功率之间的关系。实例分析结果表明,通过功率比值系数以及叶片必需共振功率可以快速求得三种加载方式的最大激振功率,且计算误差小于2.7%。直驱式加载方式的设备所需功率及能耗均小于其余两种加载方式,在叶片疲劳测试中,测试人员可根据实际测试场景优先选用直驱式共振加载方式。

    • >TM电工技术
    • 分数阶耦合电感的无源性

      2021, 21(1):165-172.

      摘要 (692) HTML (0) PDF 3.28 M (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:分数阶耦合电感的提出进一步丰富和完善了已有的电路元件体系,开展该类分数阶元件的无源性研究将促进相关的电路分析和综合理论的发展。从频域角度入手,使用耗散矩阵的概念推导了分数阶耦合电感的无源性条件,并通过几个实例进行了说明。可以看到,整数阶耦合电感仅为分数阶耦合电感中较为特殊的一类;两者的无源性条件存在较大差异,前者无源时是互易的,而后者可以是非互易的。

    • 直流偏磁下变压器绕组及垫块振动特性分析

      2021, 21(1):173-179.

      摘要 (539) HTML (0) PDF 3.75 M (395) 评论 (0) 收藏

      摘要:直流偏磁使得变压器绕组振动加剧,目前采用将绕组简化为忽略垫块结构的圆柱模型的建模方法误差较大。本文建立包含垫块的线饼式绕组精细化模型,通过电磁场-结构场-流体场多物理场耦合的方法,在对直流偏磁下变压器磁场分布进行分析的基础上,对绕组及垫块的振动位移特性进行研究且进行实验验证。结果表明直流偏磁下变压器漏磁增加且在特定角度分布集中,绕组在对应位置出现新的不平衡单边振动模式,绕组局部位移的不平衡使得垫块脱落的可能性增加,变压器抗突发能力下降。此研究可为变压器直流偏磁下运行状态监测提供理论指导。

    • 220 kV变电站的智能汇控小室优化安装方案

      2021, 21(1):180-188.

      摘要 (608) HTML (0) PDF 7.48 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对新疆地区智能汇控小室损坏率高,使用寿命短和存在拒动、误动的问题,提出220 kV汇控小室优化方案的研究。利用建模软件构建了新疆某地区220 kV变电站的三维模型,基于有限元方法进行变电站稳态电磁场分布研究,仿真数据与现场试验数据比较结果验证了该电学模型的准确性,对该模型采用空间寻优法获得智能汇控小室的最优安装位置方案。228个测点的工频电磁场仿真、试验对比数据平均误差为5.3%,满足变电站电压允许波动7%的要求;在平行进出线(X)、垂直母线(Y)、以及安装高度(Z)方向上工频电磁场衰减速度的正交试验表明,Y方向衰减速度最为显著,220/110 kV侧分别在(2,10,2)和(1.5,6,2)米处获得最佳安装位置方案。研究结果为进一步研究工频电磁场的变化特性和变电站二次设备安装路径优化提供一定的理论参考。

    • 风光能源基地远距离直流输电方式选择

      2021, 21(1):189-193.

      摘要 (580) HTML (0) PDF 1.29 M (405) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着风和光等可再生能源的大规模开发,弃风弃光限电问题日益严重。为将大容量风光资源远距离输送到负荷中心,本文针对含丰富风光资源的远距离高压输电,分析风光混合能源的功率出力特性,提出了一种基于置信度的风光混合发电输送容量确定方法;同时,针对源端出力的不确定性、直流输电经济技术性等因素,提出了风光混合能源的远距离直流输电评判指标体系,最后基于后悔理论法对候选方案进行综合优选。算例表明采用本文提出的选择方法可有效结合源端特性和输电成本建立不同方案,并做灵敏度分析给出不同输电方案的适用范围,从而为可再生能源的远距离输送规划提供指导依据。

    • 基于改进场景聚类法的主动配电网中分布式电源准入容量规划

      2021, 21(1):194-200.

      摘要 (667) HTML (0) PDF 2.72 M (442) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着电力市场的不断拓展,将出现拥有分布式电源的主动用户,在主动配电网中高渗透率地接入可再生能源成为主要的市场模式之一。在市场机制的作用下,主动用户进行可再生能源最优配置时,不仅要考虑利润的问题,还需要充分考虑主动配电网的消纳能力。本文基于联合时序场景对主动配电网中分布式电源的准入容量进行研究。首先,针对分布式电源及负荷的不确定性问题建立了联合时序场景,并对已有的聚类算法进行了改进,高效地实现了联合时序场景削减;其次,在主动配电网中充分考虑网络潮流优化及电压控制对分布式电源的消纳影响,基于联合时序场景,建立了计及有功控制、无功补偿、变压器有载调压三种主动管理策略下的分布式电源准入容量模型;最后,通过历史数据及IEEE33节点配电网对上述模型进行算例分析,验证了所提方法及模型的正确性及有效性。

    • 基于发电机组最大调节速率的电网负荷指令调度优化

      2021, 21(1):201-206.

      摘要 (556) HTML (0) PDF 2.11 M (415) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着新能源发电的大规模并网,电网平稳运行受到日益严峻的挑战,为充分利用火电等功率可调机组的自动发电控制(AGC)功能,加快对电网负荷指令的调整,抑制新能源发电波动带来的电网功率偏差,本文提出一种基于机组最大调节速率的电网负荷指令优化调度方法。首先,对机组实发功率历史数据分段线性表示获得机组调节速率样本,基于调节速率样本分布估计机组最大调节速率,其中采用贝叶斯估计判断样本分布的稳定性;然后,以最短调节时间为目标建立负荷指令调度线性规划模型,求解确定了按机组最大调节速率进行电网负荷调度的策略;最后,通过工业和仿真案例,并与传统负荷分配方法对比,验证了所述方法的有效性。

    • 钢芯铝绞线压接缺陷统计分析及典型缺陷对承载性能的影响

      2021, 21(1):207-214.

      摘要 (615) HTML (0) PDF 4.59 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究通过对大量实测数据及27个省、自治区、直辖市统计数据的深入分析,确定了钢芯铝绞线压接结构的典型缺陷及其所占比例,系统分析了各种缺陷形成的原因。而后通过X射线成像和准静态拉力实验相结合的方法,并研究了各种典型缺陷在不同尺寸下对压接结构承载能力的影响,结合试验结果分析了不同缺陷对承载能力影响的机理;研究结果表明结果表明防滑槽漏压、防滑槽欠压和不压区压接为最主要的三种缺陷,其中防滑槽漏压、欠压以及铝管压接长度不够会增大钢芯承受载荷的占比,钢芯穿管不到位、钢芯断裂会增大铝绞线承担载荷的比例。

    • 有源配电网阻抗特性分析与测量

      2021, 21(1):215-221.

      摘要 (560) HTML (0) PDF 2.98 M (392) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以LCL型并网逆变器和L型并网逆变器的有源配电网为研究对象,分别建立LCL型并网逆变器和L型并网逆变器的诺顿等效模型,通过电路变换得到有源配电网的戴维南等效模型。在此基础上,分析不同逆变器的主电路参数和控制参数对有源配电网等效阻抗幅值和相角的影响。最后介绍一种基于串联谐波电压源扰动的有源配电网阻抗测量方法,并基于MATLAB/SIMULINK搭建的仿真模型,验证有源配电网阻抗模型的正确性。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 一种改进的免缩放坐标旋转数字计算算法及其实现

      2021, 21(1):222-226.

      摘要 (611) HTML (0) PDF 2.34 M (624) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对经典的免缩放坐标旋转数字计算算法存在的迭代次数过多和适用角度范围较小的缺点,提出了一种基于查找表方法的改进算法。该改进算法在扩展了适用角度范围的基础上,对折叠后的区域进行了进一步细分,以查找表方法免去了原算法中的冗余迭代过程。最后本文在MATLAB平台和FPGA器件上对该改进算法进行了仿真和实现,结果表明,所提出改进算法在提高计算精度的同时,其平均迭代次数相比以往改进算法也有了不同程度的减少,且其硬件实现结构简单,具备一定的工程应用价值。

    • 水下激光探测系统实现关键技术

      2021, 21(1):227-233.

      摘要 (706) HTML (0) PDF 3.01 M (468) 评论 (0) 收藏

      摘要:激光探测技术可以弥补声纳探测的局限性,本文在辨析激光探测理论的基础上,利用蒙特卡洛模拟方法对海水中激光传输特性进行仿真分析,最后根据传输特性仿真结果以及系统需求的探测距离选择激光器,接收系统选择光阴极触发的ICCD相机,控制系统选择距离选通法进行控制,用ZEMAX对激光进行简单的扩束仿真,确定了激光水下探测系统的设计方案并进行了硬件设计与实现。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 一种基于多尺度融合卷积神经网络的人群计数方法

      2021, 21(1):234-239.

      摘要 (952) HTML (0) PDF 2.33 M (546) 评论 (0) 收藏

      摘要:人群间的相互遮挡和多变的空间尺度是基于单幅图像人群计数算法面临的主要挑战。近年来,基于深度学习的人群计数算法在该问题上取得了显著的成效,然而越来越深的网络结构给模型的训练和应用带来了困难。为了解决上述问题,本文提出了一种基于多尺度融合卷积神经网络(Multi-scale fusion convolution neural network, MSF-CNN)的人群计数方法。方法采用三列不同大小卷积核的卷积神经网络来提取不同空间尺度的图像特征,同时在网络结构中引入融合层将提取到的特征进行融合并求取密度图,最后对密度图积分求和得到人群数量。在ShanghaiTech数据集及UCF_CC_50数据集数据集上的实验结果表明,本文方法能够适应复杂的场景,有效减少人群间相互遮挡和空间尺度的变化对计数结果的影响,同时模型易于训练,明显优于现有人群计数方法。

    • 改进的NSGA-Ⅱ算法的柔性物料搬运策略

      2021, 21(1):240-247.

      摘要 (725) HTML (0) PDF 2.69 M (505) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的装配车间拉动式物料配送存在拣货效率低和配送成本高的问题,提出了以搬运机器人为中心的柔性物料配送策略。建立了以完工时间、延期时间、负载和能耗等目标最小化的多目标多机器人协作配送调度模型;并结合模型特点提出了一种改进的NSGA-Ⅱ算法,对算法的流程、编码方法和遗传算子进行了设计和改进。最后以某汽车部件装配车间为例,运用改进的NSGA-Ⅱ算法对所建模型进行求解,并与经典的NSGA-Ⅱ算法进行了对比分析,验证了算法的可行性和有效性。结果表明,改进的NSGA-Ⅱ算法在求解柔性物料配送问题时具有更优的性能。

    • 面向深度学习的Las格式测井数据转换器设计

      2021, 21(1):248-253.

      摘要 (676) HTML (0) PDF 3.50 M (574) 评论 (0) 收藏

      摘要:深度学习在地质学领域有了越来越多的应用。在测井领域,可以利用深度学习方法更好的进行岩性分析、断层和裂隙识别等。测井数据最常用的数据格式是Las格式,而目前深度学习应用程序包不能直接对Las文件进行读取,因此存在数据间格式转换问题,需要将测井Las文件转化为能直接被程序包读取的数据格式。本文借助Visual Studio 2012平台,运用C#语言设计开发了一个LastoCsv格式转换软件,该软件能够对Las测井文件进行读取、分析、存储,然后转换为能被深度学习应用程序包直接读取的Csv格式文件,并且可对无效数据进行剔除处理。实验结果表明该软件能快速准确的对数据进行处理并转换成Csv格式文件。

    • 加权指数损失下长短时记忆网络换道意图识别模型

      2021, 21(1):254-259.

      摘要 (646) HTML (0) PDF 1.53 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对车道变换意图识别中数据源单一,传统序列模型难以捕获长序列范围内换道意图且存在长期依赖问题,提出一种结合时间信息加权指数损失函数的LSTM(long short-term memory)车辆换道意图识别模型。首先,利用驾驶模拟舱,眼动仪进行高速公路驾驶实验,采集车辆运行数据和驾驶员眼动数据;然后,基于LSTM结构单元构建高速公路环境下车辆换道意图识别模型,提出的基于时间信息加权的指数损失函数对模型权重进行优化;最后,利用车辆运行数据和驾驶员眼动数据对所提模型加以验证并与其它模型进行对比,所提模型换道识别的准确率为96.78%,精确率为95.72%,召回率为95.83%,F1值为95.73%。结果表明,长短时记忆网络对于长序列换道意图识别过程具有较好的分辨能力,提出的损失函数对模型权重优化具有良好的效果。

    • 融合卷积神经网络和流形学习的肺结节检测

      2021, 21(1):260-268.

      摘要 (585) HTML (0) PDF 4.12 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:U-net是常用的医学图像分割网络,但仍存在卷积神经网络中泛化能力差、容易过拟合的缺点。针对其缺点,研究全卷积肺结节分割网络,引入随机失活层,采用新的激活函数,损失函数,优化器等改进网络结构,改进后的网络具有更高的查全率。然后融合改进重构权值的局部线性嵌入算法对特征进行提取,最后采用XGBoost分类器进行最后的筛选分类。通过实验对比,证实融合以上两种算法的肺结节检测具有更高的准确率。

    • 基于卷积神经网络和双向门控循环单元网络注意力机制的情感分析

      2021, 21(1):269-274.

      摘要 (744) HTML (0) PDF 1.85 M (538) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的情感分析方法不能获取全局特征,以及否定词、转折词和程度副词的出现影响句子极性判断。本文在深度学习方法基础上提出了基于卷积神经网络和双向门控循环网络注意力机制的短文本情感分析方法。将情感积分引入卷积神经网络,利用情感词自身信息,通过双向门控循环网络模型获取全局特征,对影响句子极性的否定词、转折词和程度副词引入注意力机制实现对这类词的重点关注,提取影响句子极性的重要信息。实验结果表明该模型与现有相关模型相比,有效提高情感分类的准确率。

    • >TU建筑科学
    • 圆管支撑钢板仓组合剪力墙抗震性能分析

      2021, 21(1):275-282.

      摘要 (732) HTML (0) PDF 4.13 M (524) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究圆管支撑钢板仓组合剪力墙的抗震性能,以轴压比、钢板厚度、钢板强度、剪跨比、混凝土强度以及墙体厚度为参数利用ABAQUS有限元进行模拟分析。结果表明:钢板仓组合剪力墙的承载力以及变形能力随剪跨比的增加而降低,随墙体厚度的增加而提高;增加钢板强度、混凝土强度均可提高剪力墙的承载能力,但变形能力会减弱;增加钢板厚度,剪力墙的变形能力会先升高后降低,但承载能力会不断提高,以钢板厚度为5 mm为宜;增加轴压比会降低剪力墙的变形能力,且当轴压比小于0.4时,剪力墙的承载力随轴压比的增加而提高,大于0.4时则相反。同时根据参数分析以及均匀试验设计数据结合叠加法对墙体的抗剪承载力计算公式进行拟合和修正,结果具有95%的保证率。

    • 冷弯薄壁方钢管-稻草板组合墙体轴压性能

      2021, 21(1):283-289.

      摘要 (700) HTML (0) PDF 3.36 M (577) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究冷弯薄壁方钢管与纸面稻草板(稻草板)通过自攻螺钉连接形成组合墙体的轴压性能,对三面组合墙体进行轴心受压试验,得到组合墙体的轴心受压承载力和破坏模式。试验结果表明,该组合墙体的破坏模式是钢管局部屈曲破坏、稻草板局部发生褶皱和弯曲。方钢管和稻草板协同工作性能良好,稻草板对方钢管起到了良好的约束作用,组合墙体承载力较高。采用有限元软件ANSYS对钢-稻草板组合墙体进行非线性有限元分析,数值分析结果与试验结果吻合较好。在此基础上,利用有限元模型分析了钢管壁厚、墙体高厚比及自攻螺钉间距对组合墙体承载能力的影响,提出了该组合墙体轴压承载力计算公式。计算结果表明,该公式能很好地计算钢-稻草板组合墙体承载力。

    • 基于N型回弹仪的粤北丹霞组碎屑岩单轴抗压强度试验研究

      2021, 21(1):290-296.

      摘要 (518) HTML (0) PDF 3.94 M (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:以粤北丹霞盆地晚白垩世丹霞组碎屑岩为对象,采用冲击动能为2.207焦耳的N型回弹仪对其单轴抗压强度与回弹击数的相关关系开展了研究。通过对韶关仁化丹霞山世界地质公园内晚白垩世丹霞组出露的巴寨段和锦石岩段砂岩岩体进行了原位回弹测试及声波波速测试试验,并对原位测试点岩体钻孔取芯进行单轴压缩试验。由现场回弹测试、声波波速测试和室内岩石单轴压缩试验结果可知,丹霞山世界地质公园内晚白垩世丹霞组出露巴寨段和锦石岩段砂岩的回弹值与岩体强度大体呈正相关关系,相关系数为0.94;回弹值与波速呈线性相关,砂岩、砾岩(含砂砾岩)的相关系数分别为0.96和0.85。对波速、回弹值与单轴抗压强度之间的相关关系及拟合曲线变化趋势的研究结果表明,采用回弹值预测岩体单轴抗压强度具有一定的可靠性。研究结果对快速获取丹霞山景观危岩体的强度指标提供了一定的帮助。

    • 高温水冷后花岗岩微观孔径及渗透性分析

      2021, 21(1):297-302.

      摘要 (568) HTML (0) PDF 2.81 M (388) 评论 (0) 收藏

      摘要:高温热处理后岩石的物理力学性质的变化与其内部孔隙结构的改变有关。本文以高温水冷处理后的两种花岗岩为研究对象,进行了气体渗透试验,研究了其渗透性随温度的演化规律及微观孔隙结构的变化,并利用比表面积及孔径分析测试从微观层面分析了高温水冷处理后花岗岩的损伤演化和裂隙发育机理,为宏观物理性质改变提供了理论依据。结果表明,两种不同的花岗岩在受到高温水冷后表现出相同的规律,随着温度的升高,岩石内部逐渐产生温度裂隙,比表面积增大、总孔体积增大。利用比表面积及孔径分析得到了岩石内部纳米级孔隙的分布情况,发现在温度的作用下岩石内部的介孔受温度的影响最大。可见,在高温热处理后花岗岩内部的温度裂隙是影响岩石物理性质的主要因素之一,同时利用比表面积及孔径分析测试可以得到花岗岩内部的纳米级孔隙分布情况,为花岗岩的微观孔隙结构研究提供了技术支持。

    • 高性能聚丙烯纤维对再生混凝土力学性能的影响

      2021, 21(1):303-309.

      摘要 (605) HTML (0) PDF 3.24 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过工作性能、立方体抗压、劈裂抗拉及弹性模量试验,研究了不同骨料取代率下的高性能聚丙烯纤维增强再生骨料混凝土(HFRAC)随HPP纤维(高性能聚丙烯纤维)掺量增加的变化规律,并与波纹型钢纤维增强再生骨料混凝土(SFRAC)进行了对比。结果表明:与SFRAC类似,HFRAC的工作性能随纤维掺量的增加逐渐下降,但下降速度随纤维掺量的增加逐渐减缓;HFRAC的立方体抗压强度随纤维掺量增加变化不明显,但弹性模量略有降低;HFRAC的劈裂抗拉强度随着纤维掺量的增加逐步提高,拉压比逐渐增大,且塑性性能优于SFRAC。另外发现,随着再生骨料取代率的增加,HFRAC与SFRAC的力学性能均有所降低。

    • 土岩组合地层深基坑桩撑体系变形及受力分析

      2021, 21(1):310-317.

      摘要 (627) HTML (0) PDF 6.16 M (482) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于青岛地质特点和计算模式的差异,现有明挖基坑存在支护不当变形过大现象,同时,组成桩撑体系基坑的各传力构件也不尽匹配。本文以青岛地铁1号线胜利桥站施工为工程依托,对土岩组合复杂地质条件下深基坑开挖过程中围护结构桩撑体系的变形及受力特性进行研究,采用现场监测数据分析和有限元软件建模分析方法,研究上软下硬地层条件下基坑开挖土体受力及变形分布规律和基坑围护结构变形规律及受力机理。得出的结论有:(1)桩体位移峰值位置随开挖过程不断下移,且围护桩桩体变形随着开挖进程由向坑内前倾逐渐变为“)”型曲线变化;(2)当围护桩单独受力时,围护桩产生明显的嵌固段,桩身在嵌固段与土体交界处产一段2~3米的应力集中区域;(3)剪应力值不断增大坑内土体形成塑性区,土体位移场的分布规律与圆弧滑裂面十分相似;(4)支撑为基坑围护结构的主要受力构件,当前一道支撑受力时,每次的位移增量逐渐减小,第四道支撑起作用时,位移增量仅为第三道支撑时的10%,说明桩撑体系协同作用对土体变形具有较强的控制作用。

    • 城市地铁环境空气污染及热舒适调查

      2021, 21(1):318-325.

      摘要 (660) HTML (0) PDF 3.06 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解地铁环境空气的污染和热舒适状况及乘客对热环境的感知,选取了六条人员相对密集的北京地铁线路对其污染状况和热环境进行了调查研究,测量了地铁高峰时段列车车厢和站台空气中颗粒物(PM1.0,PM2.5及PM10)和CO2质量浓度以及温度、湿度和空气流速,运用单因子分析法和预测平均投票指数-不满意率(predicted mean vote-predicted percentage dissatisfied, PMV-PPD)热舒适评价法对客观和主观结果以及二者间的相关性进行了分析。结果表明:①车厢内PM2.5在PM10中占比范围为63%~83%,相比于燃烧源场所和住宅环境占比较小,对人体健康影响较小。在地铁高峰时段,地铁1号线、5号线车厢内PM2.5平均质量浓度超标,地铁10号线车厢内PM10平均质量浓度超标;②高峰时段各地铁线路车厢和站台的CO2平均质量浓度高于低峰时段;高峰期4号线、5号线、6号线CO2浓度平均值超出标准值0.15%,影响因素主要为人员密集度;③车厢内空气平均温度范围为25.7~28.52 ℃,平均湿度范围为41.32%~58.13% 相对湿度,车厢热环境PMV在-0.71~0.53,PPD在5%~16%内,说明热感觉和不满意率较小程度偏离热舒适范围-0.5≤PMV≤0.5及PPD<10%,其中高峰时段4号线和6号线不满足热舒适要求,低峰时段1、2和10号线不满足热舒适要求,影响因素主要为人员密集度和空调调节温度;④主观问卷得到的热感觉投票占比与客观分析结果一致,主客观相关联,PMV-PPD指标适于对地铁空调列车热舒适的研究。总之,研究成果可为改善地铁环境空气质量和热舒适提供基础数据

    • 横向滑坡作用下埋地管道静力学与数值模拟对比分析

      2021, 21(1):326-333.

      摘要 (629) HTML (0) PDF 2.41 M (400) 评论 (0) 收藏

      摘要:长距离输油管道周围环境复杂,灾害频发,其中滑坡地质灾害对埋地管道的长期安全运行构成了极大威胁。因此,研究滑坡作用下埋地管道的力学特性就极为重要。该文基于Winkler弹性地基梁模型和滑坡推力横向分布模型,考虑温差、内压及推力等因素引起的当量轴力的作用,建立横向滑坡作用下埋地管道受力变形的简化力学模型,根据对称条件、边界条件及滑坡体内管道与滑坡体外管道的变形协调性条件,求解管道变形的弯曲微分方程,推导得到管道挠度、转角、弯矩以及剪力的计算表达式。采用该算法对工程案例进行安全性评价,并基于ABAQUS软件对管道受力进行数值模拟研究,两者分析方法结果基本一致。结果均表明:在横向滑坡作用下,滑坡边界处的管道应力最大,最易发生破坏,滑坡体中部的管道变形最大。

    • 基于变权理论的近零碳排放园区综合评价研究

      2021, 21(1):334-340.

      摘要 (614) HTML (0) PDF 1.52 M (622) 评论 (0) 收藏

      摘要:近零碳排放是低碳排放的进一步深化和落地,是不断趋向于零碳排放的动态过程。本文根据碳的形成生命周期为核心将低碳园区分成智慧型园区和生态型园区,从规划、近零碳技术、碳排放管理、环境健康四个要素出发,同时根据园区的碳排放溯源跟踪体系,形成以能源消耗、工业生产、建筑、交通、废弃物处理、碳汇、碳排放管理、健康生活为准则层的指标体系架构。当园区处于近零碳发展的不同阶段,评价指标内部差异性也不同。常权评价方法无法反映各指标对近零碳发展的影响,进而会影响评价结果的准确性。本文将引入变权理论,构建惩罚型变权模型。将该模型应用于案例园区,通过对比常权评价和变权评价的结果可知,变权评价模型的评价结果更易区分发展等级。验证了变权评价方法更切合近零碳发展的动态性特征。

    • >TV水利工程
    • 高拱坝表深孔碰撞泄洪消能水力特性

      2021, 21(1):341-345.

      摘要 (641) HTML (0) PDF 2.49 M (449) 评论 (0) 收藏

      摘要:高拱坝坝身宣泄洪水时,由于上游水头高,泄流时将产生高速水流,水流下泄时会对水垫塘底板产生极大的冲击压力。为保证下游冲刷安全,在有足够的深水垫消刹能量的同时,还需通过水舌在空中消耗部分能量。而表深孔碰撞消能方式,使上下水舌在空中碰撞、掺气,削弱射流的集中强度,并结合水垫塘消刹能量能使下泄水流的冲击压力大大降低,这种泄洪消能方式现已被国内外很多大型工程采用。本文通过采用表深孔同轴碰撞的泄洪消能布置方式,研究不同表深孔流量比工况下水流特性及底板动水压强等水力特性,为类似工程布置提供借鉴参考。

    • 白鹤滩水库初次蓄水对双河段岸坡稳定性的影响预测分析

      2021, 21(1):346-352.

      摘要 (606) HTML (0) PDF 4.79 M (517) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以白鹤滩库区巧家县双河左岸土质岸坡为研究对象,通过野外详细调查、现场钻孔剪切试验以及SEEP&SLOPE模块耦合分析,针对该岸坡在未来蓄水后的稳定性问题进行预测分析。研究发现:双河左岸土质岸坡主要由残坡积角砾土组成,其对水敏感性较强,饱水后角砾土内聚力降低60.65%,内摩擦角降低40.0%,内聚力受影响程度大于内摩擦角。当水位由当前状态先升至765m,再升至825m时,渗流场反应明显,坡体稳定性系数由1.238降至1.098,再降至1.010,降幅先大后小,坡体由稳定状态过渡欠稳定状态后处于失稳临界状态。岸坡土体在库水作用下发生的结构损伤、强度衰减是岸坡稳定性恶化的主要原因,其变形趋势将由蠕滑变形向整体失稳破坏发展;在此过程中,库水的反压作用对于岸坡水下部分具有有利作用,促使岸坡受影响高程段缩减。

    • >U交通运输
    • 水泥加固类路面基层填料的浸水强度

      2021, 21(1):353-357.

      摘要 (614) HTML (0) PDF 1.35 M (578) 评论 (0) 收藏

      摘要:在浸水条件下,对不同水泥占比和不同养生时间的加固土进行单轴抗压强度试验,试验结果表明:低液限黏土经固化剂加固后的最佳的含水率灵敏度比原土样有所减小,且随着水泥占比的增加而下降;养生时间一定的情况下,加固土的抗压强度随着水泥占比的增加而增大,水泥占比的增加对后期强度的影响较前期强度更显著;抗压强度随着养生时间增加而增大,随着时间的增加增长速率逐渐减小,28d时水泥的水化反应基本完成;随着水泥占比的增加,各龄期下耐水系数均增大,表明加固土的水稳定性在增强,但各种条件下耐水系数均小于0.75。

    • 基于层次分析法-模糊综合评价法的盾构掘进适应性评价

      2021, 21(1):358-365.

      摘要 (716) HTML (0) PDF 1.75 M (667) 评论 (0) 收藏

      摘要:盾构掘进适应性评价受多种因素影响,具有模糊性,现有研究方法难以对其进行准确定量分析。为对盾构掘进适应性进行定量评价,拟联合运用AHP法和模糊综合评价法,建立盾构掘进适应性评价模型。根据工程条件,确定盾构掘进适应性评价体系,利用AHP法确定各指标权重,并利用模糊集法确定隶属函数,采用模糊综合评价法对盾构掘进适应性进行评价。以深圳地铁12号线某标段为例,对盾构掘进适应性进行了评价,评价结果表明:盾构掘进适应性为“适应”。盾构掘进适应性评价模型的建立可为类似工程提供一定借鉴指导作用。

    • 南京地铁软流塑地层盾构下穿既有隧道处理加固技术

      2021, 21(1):366-373.

      摘要 (560) HTML (0) PDF 5.36 M (572) 评论 (0) 收藏

      摘要:南京地铁5号线三山街站-朝天宫站盾构区间隧道出三山街站下穿既有地铁1号线,为确保盾构机顺利穿越隧道,本文选取了3种地层加固方案:方案1(管棚+水泥土搅拌桩+袖阀管注浆联合加固)、方案2(微扰动注浆加固)、方案3(水平旋喷桩(MJS)加固),通过对方案加固效果进行对比分析,最终选定方案1。随后在选定方案的基础上研究了土舱压力和注浆压力对既有隧道位移的影响,土舱压力在0.19MPa以内变动时对隧道控制效果最显著,在实际施工过程中,注浆压力不宜过大,以防水泥浆液劈裂土体造成土体破坏,应实时进行监测。

    • 不同海拔对车用散热器性能的影响分析

      2021, 21(1):374-379.

      摘要 (563) HTML (0) PDF 4.36 M (466) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究不同海拔对车用散热器性能的影响,采用Fluent软件建立车用散热器仿真模型,由于散热器结构复杂,直接建模仿真计算量较大,将散热器翅片部分视作多孔介质模型,多孔介质参数通过对散热器单元仿真得到。结果表明:空气密度的下降是影响散热器传热性能的主要原因,随着海拔的升高,大气压力逐渐降低,空气密度随之减小,导致气体雷诺数相应减小,对流换热系数和散热量同时呈现下降趋势。海拔每升高1000 m,换热系数下降约4.72%,散热量下降约6.58%。

    • 居民区电动汽车有序充放电控制策略

      2021, 21(1):380-386.

      摘要 (616) HTML (0) PDF 2.09 M (457) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前居民区配电装置额定容量不能满足大量电动汽车充电需求的问题,提出了一种考虑充放电接入退出随机性的电动汽车有序充放电控制策略。该策略以峰谷分时电价为背景,使电动汽车在负荷高峰时段向电网馈电、在负荷低谷时段充电以实现削峰填谷,在充放电起始和结束时刻进行一定的随机性处理,使得负荷曲线更加平滑,避免总负荷瞬时突变。最后通过时序仿真验证了本文所提出有序充放电控制策略的有效性。

    • 基于系统动力学的高铁客运需求预测

      2021, 21(1):387-394.

      摘要 (695) HTML (0) PDF 3.07 M (440) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了确定我国高铁客运需求的发展规模和规律,通过分析与高铁客运需求相关的经济、人口、设施供给及民航竞争的影响因素,建立了高铁客运需求的系统动力学模型。经过对既有历史数据的验证分析,证明系统动力学模型的有效性,且预测精度优于传统方法。根据经济人口及出行要素设定了三种增长情景,预测出发现我国未来不同情境发展下的高铁客运需求将持续上升,高铁客运周转量2024年突破1万亿人公里,高铁出行量2026年突破30亿人次。基于以上结论,提出了我国高铁建设、票价及服务方面的建议。

    • >V航空、航天
    • 航空发动机核心舱燃油泄漏流动

      2021, 21(1):395-402.

      摘要 (703) HTML (0) PDF 6.79 M (573) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大型客机持续不平衡振动叠加装配应力会引发燃油管路泄漏问题,以某一典型发动机机型为研究对象,分析发动机核心舱空间结构及燃油管路分布,由核心舱燃油泄漏的事故引入,分析核心舱内燃油管路的泄漏形式和泄漏量;基于模型进行油气泄漏的冷态计算,研究裂纹泄漏形式下,泄漏位置对冷态流场的影响;针对裂纹、安装两种泄漏形式,仿真计算油气扩散及流动的情况。结果表明裂纹泄漏是泄漏量相对较大,泄漏速度较快,并与空气的掺混下扩散到机舱内不同部分;而安装泄漏的泄漏量较小,油气泄漏量较小,只在泄漏口附近扩散;管路裂纹泄漏无论泄漏位置在何处,都会在泄漏口出现高速气流及相应的高压区域。

    • >X环境科学、安全科学
    • 一次冻雨过程的云微物理过程分析、模拟和预测

      2021, 21(1):403-409.

      摘要 (741) HTML (0) PDF 4.01 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:冻雨是一种对交通、电网以及人民生活带来严重影响的小概率灾害性天气。本文通过对2018年1月25日- 26日中国南方大面积冻雨的天气形势、云微物理量变化的分析,探讨了本次大范围冻雨天气形成的气象条件,进而利用耦合了改进Ramer参数化方案的WRF模式,对本次冻雨过程进行预报并评估了其预报能力,得到了如下结论:1)冷干与暖湿气流在贵州-湖南-江西一带形成来回摆动的高空切变线,逆温层出现,地面温度小于0℃,天气形势有利于冰冻天气出现。2)冻雨形成必须同时满足三个气象条件:一定厚度的暖层、较高的液水含量和地面温度低于0℃。在一次完整的冻雨过程中,气象要素并不能总是满足上述三个条件,因而一次冻雨过程并不一定是连续的,期间往往夹杂着降雨或降雪事件的出现。3)耦合改进Ramer参数化方案的WRF模式对冻雨有很好的预报能力,平均TS评分达到了0.52。该研究对冻雨预报有较大的参考价值,并为交通、电网的防灾减灾提供了坚实的理论支撑。

    • 长春市大气环境PM2.5中多环芳烃的来源解析及健康风险评价

      2021, 21(1):410-416.

      摘要 (747) HTML (0) PDF 2.10 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文为研究长春市采暖期与非采暖期PM2.5中多环芳烃(PAHs)的浓度和来源,于2017年10月25日-11月30日和2018年3月19日-4月30日采集80个样品,分析PM2.5的质量浓度并采用GC-MS进行16种多环芳烃浓度的分析,利用比值法进行来源解析,并通过USEPA健康风险评价模型进行健康风险评估。结果表明,采暖期PM2.5的平均质量浓度为283.37μg·m-3,是GB3095-2012的二级日标准限值的3.78倍。其中,16种PAHs中PYR的浓度最高,以中高环为主,占比为76.03%;非采暖期PM2.5的平均质量浓度为195.81μg·m-3,是GB3095-2012的二级日标准限值的2.61倍。其中,16种PAHs中PYR的浓度最高,以中高环为主,占比为77.41%。特征比值法显示采暖期污染主要来自煤燃烧和汽车尾气排放的混合源,非采暖期主要来自汽油和柴油燃烧源。在采样期间儿童与成年男性的三种暴露途径致癌风险值从大到小均为:ILCRdem>ILCRing>ILCRinh;而成年女性的三种途径致癌风险值从大到小为:ILCRing>ILCRdem >ILCRinh ,其中采暖期的致癌风险值均高于非采暖期。在所有人群中ILCR值均低于10-6,其致癌风险水平处于可接受状态。为长春市大气污染综合防治和环境管理提供科学依据。

    • 大学生宿舍降尘中邻苯二甲酸酯的污染特征

      2021, 21(1):417-422.

      摘要 (788) HTML (0) PDF 1.10 M (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:邻苯二甲酸酯(PAEs)是一种环境内分泌干扰物,可对人体健康造成危害。本研究选取某高校西城校区大学生宿舍为研究对象,采集宿舍中降尘样品,分析宿舍降尘中PAEs的污染特征。研究结果表明,宿舍降尘中PAEs的检出率为100%,∑PAEs浓度范围为62.4-1847.3μg/g。降尘中共检出4种PAEs,分别是DIBP、DBP、DCHP和DEHP,检出率范围是11.3%-100%,其中DCHP和DEHP是主要污染物,浓度范围是23.9-922.6μg/g;其次是DBP和DIBP,浓度范围是nd-444.4μg/g。宿舍降尘中PAEs的污染程度:女生宿舍>男生宿舍,背阴宿舍>向阳宿舍,表明宿舍内PAEs污染与宿舍朝向和宿舍成员性别有关。大学生PAEs的口入暴露量中值为nd-5.68×10-2μg/(kg·day),DEHP的致癌风险中值为7.95×10-7,表明大学生宿舍室内PAEs污染较严重,且存在一定的致癌风险,应引起更多关注并加强此方面的研究。

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