• 2022年第22卷第18期文章目次
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    • >P天文学、地球科学
    • 潜器水下重力匹配导航研究进展

      2022, 22(18):7721-7734.

      摘要 (428) HTML (0) PDF 12.81 M (1576) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于水下重力匹配导航是提高潜器水下导航精度的重要手段,因此本文对海洋重力场、重力仪、重力梯度仪的研究进展进行综述。首先,总结了海洋重力场国内外研究进展,回顾了SS系列、KMS-DNSC-DTU系列全球重力场模型的发展历程;其次,重点介绍了重力仪/重力梯度仪种类、精度水平、国内外研究进展,列出了不同类型重力仪/重力梯度仪的代表型号;最后,简述了钱学森空间技术实验室天空海一体化导航与探测团队阶段性研究成果。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 钢回火碳扩散行为的表征方法

      2022, 22(18):7735-7745.

      摘要 (139) HTML (0) PDF 11.14 M (1352) 评论 (0) 收藏

      摘要:在第三代高强钢设计中,碳是最重要的合金化元素,表征碳元素在钢中的扩散行为,是设计和调控钢中显微组织结构以获得优异力学性能的关键。本文对中钢中碳原子占位及扩散行为表征技术的研究进展进行综述,分析了钢回火过程中碳原子占位状态及扩散行为与组织性能的关系,对相关表征技术进行了梳理及对比,为研究、掌握碳原子扩散运动与微观组织转变关系规律提供借鉴和参考。

    • >N自然科学总论
    • 欠载级联失效对网络抗毁性的影响——以生鲜农产品供应链网络为例

      2022, 22(18):7746-7756.

      摘要 (214) HTML (0) PDF 6.20 M (443) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究“断链”引发的欠载级联失效对生鲜农产品供应链网络综合抗毁性的影响,本文首先在复杂网络理论基础上构建生鲜农产品供应链基础网络,随后从企业初始库存、库存容量上下限、企业欠载失效概率、企业库存分流机制、企业应急恢复措施5个方面对级联失效过程进行刻画,提出了一种综合考虑生鲜运输效率和新鲜度损耗的欠载级联失效模型。通过随机攻击和蓄意攻击两种破坏方式对网络节点和边的抗毁性进行仿真分析,结果表明:在随机攻击模式下,生鲜农产品供应链网络的边比企业节点更容易受欠载失效影响;在蓄意攻击模式下,过度中心化的合作模式反而会降低网络的节点抗毁性,但对边流通性影响不明显;存在最优的库存保障投入和风险恢复投入理论区间,且增加企业风险恢复投入更有利于提升网络的综合抗毁性。针对仿真结果分析,对于生鲜农产品供应链网络优化时,应着重从企业的风险抵抗能力和去中心化的合作模式入手,可有效提升网络的稳定性。

    • >O3力学
    • 两栖飞机铝合金的中低应变率力学性能

      2022, 22(18):7757-7764.

      摘要 (113) HTML (0) PDF 15.79 M (2177) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究水陆两栖飞机用航空铝合金材料在中低应变率区间内的动态力学性能,在常温下针对飞机船底壁板结构用7475-T761和7055-T76511铝合金采用电子式万能材料试验机开展准静态及低应变率拉伸实验,采用高速液压伺服试验机开展中应变率动态拉伸实验,获得了0.005~500 s-1区间内的铝合金应力-应变曲线,拟合和验证了Johnson-Cook本构模型。结果表明:在应变率0.005~500 s-1区间内,7475-T761和7055-T76511铝合金均呈现出了显著的应变率强化效应;从准静态向中应变率增加,7475-T761铝合金的失效应变随着增大,而7055-T76511铝合金先降低后增加;7475-T761铝合金表现出了显著的应变硬化效应,而7055-T76511铝合金应变硬化效应相对较弱;两种铝合金的断口形貌均未表现出明显的颈缩现象;拟合得到的Johnson-Cook本构模型能够较好表征两种铝合金材料的动态力学性能,最大均方根误差为13.7 MPa。

    • >P天文学、地球科学
    • 神经网络参数对地震类型识别的影响

      2022, 22(18):7765-7772.

      摘要 (202) HTML (0) PDF 6.31 M (342) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 基于“云+端”架构的江西省雷达拼图系统设计

      2022, 22(18):7773-7779.

      摘要 (175) HTML (0) PDF 10.07 M (1196) 评论 (0) 收藏

      摘要:及时准确的天气雷达产品对灾害性天气监测预报预警具有重要作用,为进一步提高雷达产品处理效率,本文基于融入气象大数据云平台(“天擎”)的建设理念,设计与开发了“云+端”技术架构的江西省雷达拼图系统,采用数据源感知、顺序任务、定时任务等多种调度机制,实现了雷达资料的质量控制、网格化处理、数据缓存、组网拼接等实时快速处理。基于集约化统一监控思想,研发了系统运行的全流程监视与异常告警功能。依托“天擎”的数据、计算资源,构建了分布式并行的系统运行环境,对江西省及周边省份22部多普勒天气雷达进行组网拼图处理,实时制作江西省逐6分钟、0.01°分辨率的单站及区域组网的雷达数据产品。产品纳入“天擎”统一标准化存储管理,为全省精细化气象业务提供了在线服务支撑。基于“天擎”统一加工流水线的雷达拼图系统显著提高了数据处理时效,为推进构建“云+端”的新气象业务提供了技术参考。

    • 后沙峪凹陷第四纪高精度地层格架及地质意义

      2022, 22(18):7780-7788.

      摘要 (80) HTML (0) PDF 3.11 M (459) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对后沙峪凹陷ZK19钻孔自然伽马测井曲线进行旋回地层分析,以古地磁测年数据为年龄锚点,建立了后沙峪凹陷第四纪0.1Ma年精度的年代标尺,为后续研究后沙峪第四纪的构造演化、气候变化提供了精细的年龄标定。通过对钻孔ZK19开展沉积相分析,将地时与沉积相分析相结合,讨论本区第四纪以来的沉积演化,以及沉积环境对第四纪新构造运动的响应。分析表明,钻孔中识别出的两次浅湖沉积,沉积时间分别为2240~2152ka,1784~1475ka,分别对应了早更新世早期的西山强烈上升时期和早更新世中期的青藏运动B幕,北京地区构造以北东向断裂活动为主导。根据后沙峪凹陷浅湖相的消亡时间,确定后沙峪凹陷的形成时间大概2080ka左右。晚更新世以来,北东向断裂表现为整体运动,两盘差异不大,后沙峪地区主要为曲流河的沉积环境。

    • 基于电磁场合矢量的陷落柱三维模拟及其探测

      2022, 22(18):7789-7798.

      摘要 (122) HTML (0) PDF 12.99 M (1582) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了了解瞬变电磁场在含水陷落柱中的传播过程及电磁场响应特征,为瞬变电磁法超前探测掘进头前方的含水区提供理论支撑。建立矿井全空间含水陷落柱的地球物理模型,采用基于Yee网格的三维时域有限差分算法,模拟了电磁场的扩散过程,分析了在含水陷落柱影响下的全空间瞬变电磁场的时空分布特征,对电磁场某一方向上的分量进行了分析,并首次基于电场合矢量进行了详细描述,分析了电场合矢量的传播规律及响应特征,最后通过数值模型算例以及实际应用来验证瞬变电磁法探测含水陷落柱的有效性和适用性。结果表明:数值模拟采用适合瞬变电磁场计算的CPML(卷积完全匹配层)边界进行求解,可以减弱截断边界对计算结果的影响;模拟过程中含水低阻体能够显著地影响瞬变电磁场扩散过程,随着感应电场向上下空间不断地扩散,由于电场EX、Ey和Ez至少有两个极值的存在,若电场的畸变较小时,变化情况容易被淹没,一定程度上影响了异常体位置的准确判定,说明仅利用单一方向场量不利于分析低阻异常体的确切范围;而用合矢量来描述电磁场的扩散过程,感应电场合矢量仅有一个极大值,位于图形中心,感应电场此时已经到达低阻陷落柱内部,电场的分布受到陷落柱的的显著影响,用合矢量来描述电磁波的扩散情况,可精确分析出异常体的位置,更能体现低阻体的电性、形态、位置等特征;实际应用也表明瞬变电磁法不仅可以探测到掘进头前方的含水陷落柱,还可以确定其方位和距离,说明数值模拟和实际应用都表明瞬变电磁法是探查含水陷落柱的有效方法之一。

    • 花岗岩残积层滑坡形成机理降雨模拟研究

      2022, 22(18):7799-7809.

      摘要 (170) HTML (0) PDF 23.04 M (1683) 评论 (0) 收藏

      摘要:花岗岩残积土是一种特殊土,在强降雨条件下极易诱发地质灾害。以广东省龙川县贝岭地区群发性滑坡为背景,采用物理模拟手段探究了典型滑坡的形成机理,获得如下结论:①滑坡发生的影响因素为降雨强度、岩土体物理力学性质、斜坡结构;②降雨并未引起坡体内部土压力及孔隙水压力数值出现异常增减,说明坡体破坏仅限与坡表及坡脚局部的破坏,未有整体变形破坏趋势;③斜坡变形破坏在坡表表现为降雨造成的坡面侵蚀,坡脚表现为临空面的垮塌及潜蚀现象,总体上表现出“逐级后退、依次破坏”破坏特征;④滑坡的演化过程可划分为以下4个阶段:原始斜坡演化阶段、土壤颗粒运移阶段、坡表局部破坏阶段、整体失稳阶段。

    • >R医药、卫生
    • 单开门术中门轴断裂伴椎板移位的处理方式及疗效对比

      2022, 22(18):7810-7815.

      摘要 (85) HTML (0) PDF 6.44 M (265) 评论 (0) 收藏

      摘要:观察单开门椎管扩大成形术中椎板门轴侧断裂伴移位的处理方式及对术后疗效产生的影响。2013年05月~2018年9月有319例脊髓型颈椎病患者在我院接受单开门椎管成形钛板固定术治疗,其中有63例患者术中发生门轴断裂伴椎板移位,根据处理方式将其分为两组:重建组(35例),对椎板进行叠瓦状重建及钛板固定治疗;切除组(28例),将断裂并移位的椎板切除。记录并比较两组患者术中的相关指标,观察患者神经功能(JOA评分)、颈椎曲度指数(CCI)、颈后肌群横截面积变化及轴性症状的发生情况。在手术时间及术出血量上,两组比较无显著统计学差异(P>0.05)。术后两组的颈后肌群横截面积较术前均有明显减小(P<0.05),但重建组横截面积减小程度明显低于切除组(P<0.05)。重建组术后CCI获得较好维持(P>0.05),切除组的CCI较术前出现明显丢失(P<0.05);至末次随访时,组间比较有显著统计学差异(P<0.05)。两组患者JOA评分均有显著升高(P<0.05),组间比较无显著统计学差异(P>0.05)。术后重建组有8.6%的患者出现轴性症状(3/35),切除组为21.3%(6/28),具有显著统计学差异(P<0.05)。经CT扫描发现,重建组术后3个月时有81.6%(31/38)的节段门轴获得骨性融合,术后6个月时有94.7%(36/38)的节段获得骨性融合。以上结果表明,对门轴断裂伴椎板移位的患者,采用叠瓦状椎板重建联合钛板固定及切除椎板均不会影响术后神经功能的恢复,但椎板重建更有利于颈椎曲度的维持并减轻颈后肌群的萎缩,从而降低轴性症状的发生。

    • >TB一般工业技术
    • 线性图标内部特征对视觉搜索的影响机理

      2022, 22(18):7816-7822.

      摘要 (94) HTML (0) PDF 4.24 M (302) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:图标的视觉搜索在人机交互中起重要作用,线性图标是设计师广泛使用的图标形式。为探究线宽和亮度对比度的变化对线性图标搜索绩效的影响机理,本文采用经典搜索范式并进行眼动实验验证。实验a结果表明,图标线宽的主效应显著,当图标L长度 / S宽度比值约为12%时,线性图标的搜索速度最快。实验b1通过具有连续数量级的亮度对比度变化发现:当图标线宽适中时,图标亮度对比度的主效应显著,可通过增加亮度对比度提高图标的视觉搜索效率,亮度对比度是认知绩效的主要影响因素;实验b2采用极小线宽值的线性图标作为亮度对比度实验刺激,结果发现在较高对比度区间内,对比度越高反应时越长,说明过高的对比度显著影响了极小线宽值图标的视觉搜索,线宽和对比度之间存在交互效应。实验c通过眼动实验从视神经认知角度解释了实验b2中线宽和对比度存在交互效应的结论。研究表明,线性图标的线宽和对比度对视觉搜索效率产生显著影响。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 密集匹配点云下的矿石块度提取

      2022, 22(18):7823-7830.

      摘要 (89) HTML (0) PDF 10.00 M (1116) 评论 (0) 收藏

      摘要:在矿山爆破作业中,评判矿山爆破质量的重要指标是爆破后矿石块度的大小。矿石块度的大小直接影响着后期的生产作业。针对露天矿施工过程中矿石块度测定问题,提出了一种基于密集匹配点云数据的矿石块度测定方法。首先通过寻找矿石堆中最高点与最低点计算不同矿石堆的坡度;然后依据计算得到的矿石堆坡度信息以及点云灰度信息、邻域特征等,采用粗提取与精提取相结合的方式对矿石点云边界线进行提取;依据提取出的边界线实现不同矿石点云的有效分割;最后利用分割得到的单个矿石点云进行块度估算以及矿石分布规律研究。试验表明本文方法可以有效的分割出单个矿石点云,且分割效果较好,研究区内矿石块度大多介于0.5-1.0m。

    • 建筑垃圾再生料影像特征及含水率识别方法

      2022, 22(18):7831-7838.

      摘要 (141) HTML (0) PDF 15.30 M (2293) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前常规方法难以准确实时监测建筑垃圾再生料含水率的问题,通过对建筑垃圾再生料宏细观形态及色彩特征进行定性分析,基于MATLAB提取物料数字影像特征值与含水率进行相关性分析,结果表明,除色调外,建筑垃圾再生料数字影像特征参数与含水率的相关性显著;采用步进法对特征参数与含水率进行线性回归分析,拟合出建筑垃圾再生料含水率计算模型,并对其进行试验及现场验证,检验结果表明,该建筑垃圾再生料含水率计算模型在实验室条件下误差为-0.2%~0.9%,现场条件下为-3.0%~2.6%,可为以建筑垃圾再生料为原料的自动化制浆系统建设及充填过程控制提供依据。

    • 露天矿铲装作业点压风射流驱雾效果数值模拟

      2022, 22(18):7839-7845.

      摘要 (72) HTML (0) PDF 6.90 M (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:露天矿铲装作业点冬季作业时产生大量浓雾,影响电铲司机作业视线,导致铲装作业效率降低。考虑现场实际及对比分析,提出采用压风射流方式进行浓雾驱散。以某露天矿铲装作业点为研究对象,建立露天矿铲装作业点压风射流驱雾模型,利用ANSYS Fluent软件模拟压风射流风机出口风速、风机安装数量及安装角度对驱雾效果的影响,确定合理的压风射流驱雾方案。模拟结果表明:安装两台出口风速为39.7 m/s的压风射流风机且安装角度均内偏15°时驱雾效果良好。利用该方案进行了现场安转应用,驱雾效果明显,提高了电铲司机作业视线,能为露天矿铲装作业点冬季驱雾问题提供技术支持。

    • >TE石油、天然气工业
    • 川西双鱼石构造须家河组岩石抗钻特性研究

      2022, 22(18):7846-7852.

      摘要 (166) HTML (0) PDF 13.98 M (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:川西北部双鱼石构造栖霞组是四川盆地天然气增产上储的重要层系,但该区块以须家河组为代表的难钻地层面临钻头破岩难、磨损快,机械钻速低,单只钻头进尺短的瓶颈问题,严重制约了栖霞组气藏钻井提速和整体勘探开发进程。选取区块须家河组下部(须二、须一段)露头岩样和出井岩屑,开展了岩石可钻性、研磨性和抗钻机理分析实验。结果显示:测试岩样的可钻性级值平均为8.45,须一段岩样均为最高的10级,标准杆件平均研磨量为16.26mg,整体表现出极强的抗钻性。分析认为:须家河组下部地层孔隙度渗透率极低,石英含量高,胶结强度高,岩石抗压强度和硬度高,不利于钻头冲击/切削破岩和水力辅助破岩,是导致机械钻速极低的主要原因;宏观上的高强度高硬度以及钻屑颗粒在细观与微观尺度上的强研磨性,是导致钻头牙齿冲击破坏和研磨失效的关键因素,也是后续钻头研发和选型的重点攻关方向。

    • 顺北油田深层水平井套管居中优化

      2022, 22(18):7853-7858.

      摘要 (120) HTML (0) PDF 3.16 M (399) 评论 (0) 收藏

      摘要:提高套管居中度是保证固井质量的关键,近年来随着非常规油气水平井开发规模的不断扩大,固井居中优化已成为固井设计的重点问题。基于行业标准《SY/T 5724—2008 套管柱结构与强度设计》模型修正、弹性扶正器力学性能参数测试、不同类型扶正器与井壁摩阻系数的准确获取,结合油田扶正器安放实际做法,研究形成了一套水平井套管居中优化方法,并在顺北油田深层水平井TK156H中得到应用,实例应用表明该方法计算误差在工程允许范围内,有助于指导顺北油田深层水平井套管扶正器安放设计,保障水平井套管居中与安全下入。

    • 李-凯斯勒方程的牛顿-二分求解法

      2022, 22(18):7859-7865.

      摘要 (177) HTML (0) PDF 3.30 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:李-凯斯勒方程能够准确描述烃类多组分混合流体的P-V-T性质,在稠油化学复合冷采过程中,李-凯斯勒方程常常被用于计算稠油的物性。通过对牛顿法和二分法进行优势互补,本文提出了基于最小自由能原理的李-凯斯勒方程牛顿-二分混合求解算法。该算法先是参照二分法的思路迅速从李-凯斯勒方程的定义域内搜寻出目标区间,随后利用牛顿迭代公式求解出区间内的实根及对应的吉布斯自由能,最后迭代这一过程直至自由能不再下降。牛顿-二分混合算法的优点包括:①对初值不敏感,无需配合复杂的初值生成规则使用;②收敛速度快,相较于二分法而言可以加速1-2倍;③适用范围广,可同时适用于气相与液相流体。相较于牛顿法和二分法而言,牛顿-二分混合算法更适合嵌入各类模拟软件中进行混合流体的P-V-T性质计算。

    • 基于PSO-GBDT的CO2-原油最小混相压力预测模型

      2022, 22(18):7866-7872.

      摘要 (193) HTML (0) PDF 4.05 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着“2060年碳中和目标”的提出,中国油田开发领域CO2气驱采油技术又一次得到了广泛关注。CO2气驱采油既可以实现对碳资源的地下封存,又能够对油田三次采油起到主要作用。但是其驱油效果会受到CO2和原油混相与否的制约,所以需要对CO2-原油体系最小混相压力(Minimum miscibility pressure,MMP)进行精准预测。而传统预测方法时间成本及误差过大,人工智能算法因其计算效率及准确率高便脱颖而出。本文使用随机森林算法对MMP主控因素进行分析,筛选出CO2, H2S, Cj, C2-C5, N2的摩尔分数及油藏温度、平均临界温度等特征变量,采用MLP、GA-RBF、RF、PSO-GBDT、AdaBoost SVR五种智能算法建立MMP预测模型。为此,本文使用了160行的数据库进行预测分析,采用五种不同评估指标及可视化图像对不同模型结果进行对比分析,并验证模型的准确性。最终测试效果证明,在数据有限的情况下,PSO-GBDT模型具有最佳的MMP预测效果,PSO-GBDT平均绝对百分比误差(Mean absolute percentage error,MAPE)为4.89%,均方根误差( Root mean square error,RMSE)为0.83,测试集R2为0.96。此模型精度最高,灵活性、鲁棒性最强。

    • 基于储层物性的分段方法在控水完井中的应用

      2022, 22(18):7873-7880.

      摘要 (69) HTML (0) PDF 9.91 M (383) 评论 (0) 收藏

      摘要:控水完井技术在我国海上油田已得到较好应用,但多数方案设计是基于水脊形态和现场经验进行分段,针对储层物性进行完井分段的方法研究相对较少。文中综合考虑储层渗透率、孔隙度、含油饱和度和岩性等参数,利用双指标指数法(物性指数和含油饱和度指数)对完井段进行评价;以各指数频率分布和累计分布情况为依据,划分为好、中和差三个等级并赋分;依据各段综合评价分值获得初始分段位置后,再结合岩性条件确定最终分段位置;最终形成了一套基于物性参数的控水完井分段综合评价方法,并开发了相应的完井分段设计程序模块。BH油田A井现场试验效果表明,该分段方法能够有效指导控水完井优化设计。为基于物性分段设计思路提供了理论依据,同时也为智能控水完井的推广应用提供了支撑。

    • 复杂裂缝支撑剂转向规律研究

      2022, 22(18):7881-7889.

      摘要 (72) HTML (0) PDF 6.60 M (382) 评论 (0) 收藏

      摘要:复杂裂缝技术是页岩等非常规油气藏成功开发的关键之一,目前研究大多针对如何提高缝网复杂度,对于复杂裂缝形成后支撑剂能否进入各级分支缝的问题仍不明晰,数值模拟、室内实验提供了部分定性认识,但缺乏归纳总结形成定量规律,特别是还没有工程可用的数学模型为支撑剂粒径、压裂液排量选取提供理论依据。基于此研究现状,本文针对多级、多尺度复杂裂缝系统,提出液量分配模型以及支撑剂转向输运条件,对支撑剂在复杂裂缝内的输运行为进行预测,并采用数值模拟对模型进行验证,结果显示相较于前人模型,本文模型的预测精度更高。同时澄清了分支裂缝夹角对于液量分配的影响本质是对于分支裂缝缝宽的影响。最后应用该模型定量研究了天然裂缝开启程度对于压裂液分配情况以及支撑剂输运效果的影响,为现场支撑剂粒径、压裂液排量选取提供理论依据。

    • 储气库注采井井筒温度场预测与影响因素分析

      2022, 22(18):7890-7902.

      摘要 (191) HTML (0) PDF 13.62 M (1297) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着冬季对天然气需求的持续增加,对储气库的调峰能力提出了严峻的考验,注采井作为连接地面与地下的通道,井筒温度受注采周期的影响发生变化,如何准确的预测井筒内温度变化,对于预测环空压力、保证油管和套管安全、水泥环密封性和储气库运行安全至关重要。本文根据流体力学中质量守恒定律、能量守恒定律和动量定理,将气体的压强、温度、密度和流速进行耦合分析,利用显式四阶Runge-Kutta数值求解方法,输出油管内气体不同深度的流动参数,并对影响油管内气体温度的敏感性因素进行分析,得到了储气库注气过程、采气过程、关井阶段温度分布规律。结果表明注气过程井底处温度受注气量影响较大,注气时间和注气压力对井底温度影响较小;在采气过程,井口处气体温度随采气量的增加而增大,油管内气体压力由井底到井口逐渐减小,并且随着采气量的增加,减小趋势越明显;在关井初期,油管内气体温度变化速率较大,随着关井时间的持续增加,油管内气体温度逐渐趋于地层温度,并且越接近于井口气体温度变化速率越明显。

    • 高压天然气水合物生长动力学及浆体黏度特性

      2022, 22(18):7903-7912.

      摘要 (145) HTML (0) PDF 10.15 M (1151) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究油气混输管道中天然气水合物的生成及流动特性,得到实际混输管道天然气水合物浆液的安全运行规律。运用高压天然气水合物实验环路,进行了油水乳液体系天然气水合物浆液流动实验。通过控制变量法研究了不同初始压力、初始质量流量与加剂量对天然气水合物生成诱导时间、管内浆液表观黏度、密度以及水合物体积分数等的影响,获得了如下的重要研究结论:初始压力越高,水合物生成诱导时间越短,由初始压力5.3 MPa下的1.47 h缩短至6 MPa下的0.71 h,缩短了约51.7%,水合物在生成过程中反应越剧烈,不利于运输的安全;初始质量流量越大,水合物生成诱导时间越长,由初始流量895.3 kg/h下的0.76 h增加到1 414.6 kg/h下的0.90 h,增加了约18.4%,表观黏度波动幅度越小,运输过程越平稳安全;增大阻聚剂的加剂量对水合物诱导时间影响较小,但水合物大量生成阶段现象越平稳,水合物生成后管内水合物体积分数越小,浆液输送性越好;在流动过程中若流速下降,压降反而增加,则说明水合物体积分数的聚并很明显且管内浆液表观黏度很大,管道堵塞风险较大。

    • >TL原子能技术
    • 低参数下试验回路主热交换器换热能力分析

      2022, 22(18):7913-7919.

      摘要 (95) HTML (0) PDF 5.57 M (2557) 评论 (0) 收藏

      摘要:燃料组件在高温高压试验回路中的稳态辐照考验是揭示燃料抗辐照性能以及验证新型燃料组件在投入工程应用前安全性的必经阶段。本文主要针对高温高压稳态考验,研究了低参数工况对高温高压试验回路主热交换器换热能力的影响,研究表明,两台主热交换器并联运行时的总换热功率并非总是高于单台独立运行,在一次水入口相对流量40%和温度330°C下,两台主热交换器并联运行的功率反而较单台运行时低3.9%~4.3%。同时存在一个流量转折点,在该流量转折点之上,两台主热交换器并联运行才具有实质意义。本文建立了通过分段拟合求解流量转折点的方法,整体求解了在不同一次水入口温度下的流量转折点,通过拟合求解与计算求解获得的流量转折点平均差异为0.6%,而对应的换热功率平均偏差为1.8%。并且进一步提出在低参数运行工况下,可以采用主热交换器串联的方式解决换热功率不足的问题,在一次水入口温度250°C时,串联运行时的换热功率要较单台或两台并联运行时的最大功率平均高出77.5%。

    • >TM电工技术
    • 地磁感应地电场时频变换快速计算方法

      2022, 22(18):7920-7929.

      摘要 (123) HTML (0) PDF 16.20 M (1433) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国特高压输电线路的建设,我国电网建设遭受地磁感应电流(geomagnetically induced current , GIC)影响的风险将大大增加。基于大地电阻模型利用有限元计算地磁扰动感应地电场(geomagnetic disturbance, GMD)地电场的方法,建模复杂,利用有限元法计算感应地电场成本过高。地磁测深数据得到的视电阻率综合反映了大地的电性结构,文中提出基于视电阻数据及地磁台实测数据直接计算GMD地磁感应地电场的方法。仿真实验表明,该方法可以极大缩短计算时间,减小计算成本,对我国电网应对地磁暴侵害提供了有效算法。计算结果表明地磁暴对各地地电场的影响不均匀,与当地的地质电性结构有很大的关系,同时南北走向的电网将产生更大的GIC,更易受到地磁暴的侵害,应作为主要的关注对象。

    • 电磁弹射用变极距直线电机电感参数分析

      2022, 22(18):7930-7936.

      摘要 (147) HTML (0) PDF 13.18 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计极距变化型长初级短次级直线感应电机,永磁体次级位于双边初级中,通过连接装置连接待弹射物体,完成弹射加速任务。直线感应电机初级绕组线圈采用分段供电模式,提高电磁弹射过程能源利用率。仿真分析极距值对初级线圈绕组自感和互感参量影响。建立有限元仿真分析模型,分析极距变化型直线感应电机磁场情况,为变极距直线感应电机分析奠定理论基础。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 基于卷积循环神经网络的语音逻辑攻击检测

      2022, 22(18):7937-7944.

      摘要 (133) HTML (0) PDF 3.06 M (265) 评论 (0) 收藏

      摘要:语音合成和语音转换等技术正逐渐成为合成语音的主流方法,合成语音对社会稳定和国家安全都具有潜在的风险。为进一步提高合成、转换伪造语音检测的准确率,本文从混合网络模型,特征选择出发,提出了基于CNN-RNN-DNN网络的三种混合网络模型,分别为CNN-LSTM-DNN、CNN-GRU-DNN、CNN-BiLSTM-DNN。模型中CNN部分可以进行下采样,RNN部分解决语音中的时序问题,DNN部分则实现分类功能。每种混合网络模型包含20层网络层。对提取的6种声学特征进行实验,其中CNN-LSTM-DNN+MFCC的组合表现最优,等错误率为5.79%,比ASVspoof2019提供的B02基线系统低28.43%。比较了三种混合网络结合6种特征的表现并增加了其与4种单独网络的对照实验,结果表明本文提出的混合网络模型具有性能稳定、准确率高等优点且MFCC特征及MFCC+LFCC混合特征更适合此模型。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 同步收放线装置的设计与实现

      2022, 22(18):7945-7951.

      摘要 (132) HTML (0) PDF 8.92 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于光缆质地脆、机械强度差,为保证其使用寿命,进行收放线操作时需要实现线缆张力的精确控制。针对现有收放线结构不能实现精细化收放的缺点,本文研究了一种用于高速移动测试车辆的通讯光缆同步收放线装置。在满足实验设备与主控端的远距离高速通讯需求的前提下,设计了两级缓冲机构避免设备运行时光缆受到较大冲击,采用前馈+PID闭环反馈控制策略在系统运行过程中通过离合器进行张力补偿控制,实现了收放光缆过程中张力的自动调节。为了优化控制参数,采用MATLAB建立收放线系统的数学模型,仿真结果验证了所提出控制策略的可行性与有效性。现场测试表明,该收放线装置具有响应速度快、张力控制准确、收放线精细化程度高等优点,可满足不同应用场景下高速收放线的需求,并可为野战情况下通讯线缆的布设及回收应用提供参考。

    • 一种深度学习网络的树木点云骨架重建方法

      2022, 22(18):7952-7964.

      摘要 (191) HTML (0) PDF 19.85 M (962) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于激光雷达(Light Detection And Ranging, LiDAR)数据重建树体三维模型并精准获取林木空间枝干结构参数是精准林业发展的必然趋势。本研究面向激光点云提出了一种融合基于晶格投影的深度学习网络,以及面向提取的枝干点云的树木模型骨架重建的方法。该深度学习网络包括旋转不变性模块、晶格投影与重心插值模块,多尺度变换与卷积操作层,通过将旋转变换后的点云晶格投影到三个坐标平面上再分别重心插值获得变换系数,解决了三维点云因排列无序而造成空间卷积困难的问题。以海南多类树木为研究对象,首先,把带枝叶标签的林木点云基团带入构造的深度学习网络中训练网络参数,实现测试样本中的林木数据的枝叶分离。其次,对分类后的树木枝干点云垂直分层并空间聚类,获取每层的聚类中心点并按相邻层中心点距离最小原则实现骨架链表构造,同时采用自适应随机抽样一致(random sample consensus,RANSAC )方法来计算的圆柱体拟合半径,以重建树木的各级枝干。最后,根据中心点连通的链表结构以及角度变化最小准则自动识别树木中的主枝干和各个一级分枝。通过与实测数据比对验证表明,深度学习枝叶分类准确率为91.31%,高于传统的机器学习分类方法7%左右。算法得到的橡胶树一级枝干直径与实测值比对为:决定系数(coefficient of determination, R2)=0.92, 均方根误差(root mean square error, RMSE)=0.64cm, 相对均方根误差(relative root mean square error, rRMSE)=6.39% ;相应的一级枝干与主枝干的分枝角与实测值比对为:R2=0.91, RMSE=3.32°, rRMSE=7.81%。本研究设计了深度学习网络与计算机图形学的算法快速精准从地基点云中重建树木的骨架模型,精度吻合实际测量值,具有一定推广价值。

    • 基于生成对抗网络的入侵检测类别不平衡问题数据增强方法

      2022, 22(18):7965-7971.

      摘要 (351) HTML (0) PDF 2.68 M (373) 评论 (0) 收藏

      摘要:数据类别不平衡问题是制约机器学习技术在入侵检测领域应用效果的重要因素。当训练数据不均衡时,训练得到模型的分类结果往往倾向多数类,从而极大影响分类效果。针对基于机器学习算法进行入侵检测时训练样本不均衡以及由于数据隐私性导致训练样本不足和更新慢的问题,提出一种基于生成对抗网络和深度神经网络相结合的入侵数据增强方法,以实现样本集的类别均衡。通过NSL-KDD数据集对模型评估,本文所提方法不仅具有较高的准确率,而且对未知攻击和只有少数样本的攻击类型具有较高的检测率。

    • >TU建筑科学
    • 基于建筑信息模型孪生深基坑性态可视化方法

      2022, 22(18):7972-7980.

      摘要 (112) HTML (0) PDF 14.63 M (2247) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着土地资源短缺,城市深基坑工程越来越多,采用孪生技术准确反映深基坑性态并及时进行风险评价对深基坑施工安全意义重大。创建了反映现场监测点信息的监测点族,作为测钉嵌入深基坑BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)模型中,使现场监测数据与相关BIM构件数据孪生,基于Revit软件,使用Visual Studio 2019二次开发了现场监测数据可视化模块,实现现场监测数据的深基坑可视化,建立了考虑条件信息熵的深基坑风险评价模型,并嵌入到现场监测数据可视化开发模块中,对孪生深基坑性态进行可视化。通过某深基坑实例,该可视化及风险评价方法可以更好更快的帮助施工人员定位危险单元以及制定相应的防控措施。

    • 偏载作用下半刚性螺栓节点的修正计算方法

      2022, 22(18):7981-7987.

      摘要 (101) HTML (0) PDF 11.40 M (329) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获取偏压荷载作用下螺栓节点的理论简化和计算方法,对螺栓连接的梁式反力系统进行了静载试验、理论计算和有限元分析。通过理论计算和有限元分析,对反力梁不规则变截面进行截面等效简化,提出了钢结构反力梁的结构组合系数,能够快速准确的计算不规则变截面梁的惯性矩。基于此,采用试验和理论计算,解决了螺栓节点的理论简化和计算方法问题。结果表明:在理论计算中,将螺栓节点简化为固定支座,引入修正系数,对理论结果进行修正,能够很好的反映出反力梁的实际挠度变形,其修正系数可为后续螺栓连接的设计者提供参考。

    • 节点刚度对管桁架拱稳定性的影响

      2022, 22(18):7988-7997.

      摘要 (99) HTML (0) PDF 17.92 M (2204) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究节点刚度对管桁架拱稳定性的影响,在节点弹簧单元和壳单元滞回性能一致性得到验证的基础上,采用往复荷载下的变刚度弹簧模型代替壳单元考虑节点的半刚性。弹簧模型的节点刚度方程由节点域壳单元模型在往复荷载加载作用下的骨架曲线确定。以矢跨比为0.29,跨度为50m的管桁架拱为算例,采用材料与几何非线性有限元法对节点域弹簧模型和普通模型进行稳定性分析。结果表明:“静力失稳模态”为空间管桁架拱的最不利初始缺陷形式;节点刚度对管桁架拱的承载力影响程度与考虑初始缺陷的大小、分布形式和荷载作用范围有关。

    • 深基坑疏桩强锚支护结构参数敏感性分析

      2022, 22(18):7998-8004.

      摘要 (109) HTML (0) PDF 6.27 M (319) 评论 (0) 收藏

      摘要:依托西安幸福林带基坑工程,通过采用ABAQUS有限元软件建立基坑三维数值模型,研究了桩距桩径比对支护结构内力和变形的影响;对影响支护结构内力与变形的各个支护参数进行了敏感性分析,并且基于此设计了正交实验,提出了依托工程的疏桩强锚优化设计。得出结论如下:(1)支护桩身内力及支护结构顶部水平位移随支护桩距桩径比值的增大而增加,并且桩距桩径比值的变化对桩身下半段内力以及基坑开挖后半段变形的影响较为显著。(2)支护参数敏感性分析表明:支护参数对支护结构内力与变形敏感性强弱顺序依次为:支护桩距径比>锚索预应力>锚索竖向间距>锚索长度>锚索安置倾角。(3)基于支护参数敏感性分析,对当前工程背景下疏桩强锚支护结构进行优化,为类似工程提供参考。

    • 基于分形理论的海相固化土强度劣化分析

      2022, 22(18):8005-8012.

      摘要 (104) HTML (0) PDF 9.19 M (430) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对海相固化土的劣化机理进行更深入的研究,采用Python+OpenCV图像处理软件对不同固化类型、不同侵蚀时间的海相固化土扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM) 像进行处理和数据提取,在考虑图片亮度差异影响的基础上,引入分形理论定量分析固化土微观颗粒的变化规律,同时结合无侧限抗压强度试验结果,建立了海相固化土微观颗粒结构变化与宏观力学性能之间的关系。研究结果表明:(1)不同SEM图像由于亮度的差异会对研究结果产生影响,在进行二值化处理时可通过控制其整体像素量的方法减小误差;(2)受海水侵蚀的固化土其微观颗粒变化规律具有分形特点,对于水泥固化土(CS)和掺激发剂的钢渣粉+水泥固化土(A-SSP-CS)随着侵蚀时间的延长,其微观颗粒分形维数逐渐降低,而对于钢渣粉+水泥固化土(SSP-CS)其微观颗粒分形维数则随着侵蚀时间的延长而逐渐增大;(3)对于CS和A-SSP-CS其无侧限抗压强度(unconfined compression strength,UCS)会随着海水侵蚀时间的延长而逐渐降低,其微观颗粒分形维数也在逐渐降低,对于SSP-CS其UCS会随着海水侵蚀时间的延长而逐渐增强,其颗粒分形维数也逐渐增大。

    • 圆形洞室模型在双轴加载下的力学特征分析

      2022, 22(18):8013-8021.

      摘要 (83) HTML (0) PDF 31.15 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究圆形洞室围岩在不同围压下加载过程中的力学特征变化,对制作的含圆形洞室的类岩石材料进行双轴加压试验,运用数字图像技术记录全场应变演化过程,并根据室内试验建立颗粒流模型,探究了围压对洞室围岩的抗压强度以及裂纹的发育的影响。结果表明:尺寸效应对模型的力学特征影响较大,圆形洞室模型峰值抗压强度随着洞室尺寸的增加而减小;当围压增大时,压剪作用增强,洞室模型的破坏模式由以张拉应变为主向拉剪复合破坏为主转变;圆形洞室应变集中区域会随着围压的增大由洞口上下侧向两帮转移;当围压逐渐增大,张拉作用被抑制,洞口两侧破坏程度逐渐增加,收缩变形程度逐渐增大;最后通过数值模拟验证了圆形洞室围岩在不同围压下加载过程中的力学变化特征。

    • 深基坑桩锚支护结构位移分析及数值模拟

      2022, 22(18):8022-8029.

      摘要 (112) HTML (0) PDF 12.04 M (661) 评论 (0) 收藏

      摘要:基坑开挖会引起周边既有建筑和道路的沉降和位移。为了研究基坑开挖过程中,土体卸载对周边既有建筑的影响规律,以安徽璀璨明珠商场深基坑工程为研究对象,对桩锚支护结构在深基坑中的应用进行研究。通过理论分析、现场实测和FLAC3D数值模拟对支护结构进行综合分析,重点对比了在基坑开挖过程中支护结构及周边环境的位移实测数据和数值模拟结果的偏差,结果表明:运用FLAC3D软件进行数值模拟,模型结果总体上与现场实测数据具有良好的相似性,能够比较准确地反应基坑开挖土体压力、变形的演变规律。本工程基坑水平位移监测点最大位移为25.96mm,小于监测报警值30mm。其中基坑侧壁水平位移监测是重点。分析了造成数值偏差的三大原因,对于深基坑支护结构设计具有一定的参考价值。

    • 基于NSGA-Ⅱ的老旧小区改造方案优选

      2022, 22(18):8030-8036.

      摘要 (128) HTML (0) PDF 3.56 M (334) 评论 (0) 收藏

      摘要:老旧小区改造是改善民生的重要举措。“怎么改”是改造过程中利益相关者关注的重点问题之一。在确定改造内容之后,由于各改造内容的工艺、功能、材料、品牌等不同,改造方案选择基数大,且不同改造方案对应的改造工期、成本、质量等评价目标也各不相同,科学优选改造方案是实现预期改造目标的重要工作。本文以改造方案的工期、成本、质量为目标,建立多目标优化模型,采用NSGA-Ⅱ算法进行求解,得到较好的Pareto前沿,为决策者选择老旧小区改造方案提供依据。结果表明:该方法进行方案优选能够提高方案寻优效率,所得方案更具说服力、科学性。

    • >TV水利工程
    • 高地温喷射混凝土宏细观损伤特征试验分析

      2022, 22(18):8037-8042.

      摘要 (119) HTML (0) PDF 12.58 M (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:高地温是我国深部地下工程开发中普遍存在的现象之一,高地温喷射混凝土的损伤问题已成为国内外研究的热点与难点问题。在现有研究成果的基础上,通过喷射混凝土试件单轴压缩、巴西劈裂、超声波测试以及CT扫描试验,采用波速定义相对损伤量,采用抗压强度、拉压比、孔隙比作为喷射混凝土损伤的宏细观表征参数,分析不同围岩温度条件下喷射混凝土的抗压强度、拉压比、孔隙比、相对损伤量的演化规律。结果表明:喷射混凝土的拉压强度均随着温度的升高逐渐弱化,抗压强度对温度的变化更加敏感;波速与温度呈现线性负相关,而相对损伤变量与温度呈现非线性正相关;温度升高导致喷射混凝土内部孔隙分布密集化,空隙之间贯通,形成初始缺陷,引发温度损伤加剧。相关研究成果可望为我国高地温环境下隧洞安全施工与运营提供理论依据。

    • >U交通运输
    • 考虑多车型软时间窗的成品油二次配送库存-路径问题

      2022, 22(18):8043-8049.

      摘要 (94) HTML (0) PDF 1.53 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 高含水原油集输管道内腐蚀预测及监测方法

      2022, 22(18):8050-8055.

      摘要 (60) HTML (0) PDF 4.94 M (350) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高含水原油集输管道内腐蚀穿孔事故日趋严重的工程实际问题,对高含水原油集输管道内腐蚀高风险点预测及内腐蚀缺陷监测方法进行了综合研究。基于原油集输管道管内介质的液滴携带机理,给出了该类管道内腐蚀高风险点的预测和判定方法;基于场指纹腐蚀监测原理,研究了代表腐蚀缺陷深度的指纹系数的空间分布规律,给出了其与管道壁厚减薄量的对应关系曲线,建立了高含水原油集输管道内腐蚀状况的评估模型。研究可为高含水原油集输管道科学管理及保障原油集输管道安全运营提供技术支撑。

    • 粗集料综合形态特征与抗磨耗性能的关联性

      2022, 22(18):8056-8063.

      摘要 (145) HTML (0) PDF 10.03 M (2750) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究粗集料的抗磨耗性能与粗集料形态特征之间的关系,基于第二代集料图像测量系统(AIMS Ⅱ)及其形态参数,建立了粗集料抗磨耗性能的评价手段。本文选择5种岩性的11种不同粗集料,集料粒径为9.5-13.2mm,采用AIMS Ⅱ测试11种不同类型的粗集料的形态特征,利用AIMS Ⅱ现有的球度、梯度棱角和表面纹理指标,分析集料样本数量评价的合理性。在此基础上,测试各类型集料样本的磨耗值,结合AIMS II的球度、梯度棱角、表面纹理和形态综合指标(CAAT)分析集料磨耗前后的形态变化规律,进而评价各个样本的抗磨耗性能。结果表明:CAAT与粗集料磨耗值有良好的线性关系,拟合相关系数为0.956,采用CAAT评价集料抗磨耗性能具有一定的合理性。

    • 最优权组合模型在季冻区公路软基工后沉降中的应用

      2022, 22(18):8064-8070.

      摘要 (89) HTML (0) PDF 6.63 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究最优权组合预测模型在季冻区公路软基沉降预测中的适用性,选取国道332线拉哈段(拉布大林至哈达图)一级公路的典型断面,采用分层沉降仪进行沉降监测,通过沉降管上磁环位置的移动来反映路基沉降变化。根据一年的沉降实测资料,利用MATLAB对原始非线性数据进行三次样条插值处理,基于最优权权重法将灰色GM(1,1)及二次曲线模型进行组合,对地基的远期沉降进行预测,将预测结果与实测资料进行对比,探究该模型的适用性,同时基于季冻区气候特点,选取适合高寒地区路基监测的合理时距。研究表明:最优权权重组合模型的预测效果与样本数密切相关,适当增加建立模型的样本数亦可显著提高预测精度;在考虑区域气候条件下,适当减少冬季及沉降速率较慢的月份的样本数量,增加在沉降初期及冻融前后的样本数量可以有效提高模型的预测效果;研究成果表明本文的最优权组合预测模型可以较好的预测季冻区公路远期沉降,为类似工程的沉降预测提供参考。

    • 基于路基基层剪切波速试验的弯曲元优化设计

      2022, 22(18):8071-8078.

      摘要 (53) HTML (0) PDF 21.61 M (1224) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决高速公路路基基层剪切模量长期监测的技术难题,利用压电陶瓷材料弯曲元,设计适用于香丽高速公路路基基层水平方向上剪切波激发与接收装置。选用级配符合高速公路G-A-4级配的砂砾石土进行一系列试验,以优化弯曲元传感器的钢框架尺寸和网盖设计。研究结果表明:(1) 钢框架宽度对接收信号幅值或压力波传播无显著影响,考虑框架刚度的影响,钢框架宽度设计为0.3 m。 (2) 钢框架长度对接收信号幅值有显著影响,钢框架长度的最优设计为1.2 m。 (3) 比较六种网盖材料,因不锈钢具有良好的耐久性,并对接收信号幅值的影响相对较小,选用不锈钢网作为网盖材料。(4) 砂砾石土具有压硬性,提升土层围压,土层剪切模量随之增加,试验中弯曲元表现出剪切波速的增大, 表明弯曲元适用于砂砾石土层剪切模量的量化。研究成果为定量刻画路基基层刚度提供新的手段。

    • 基于热点应力的钢桥面典型构造细节疲劳分析

      2022, 22(18):8079-8086.

      摘要 (89) HTML (0) PDF 7.47 M (491) 评论 (0) 收藏

      摘要:正交异性钢桥面具有轻质、高性能、施工便捷等应用优势,但其构造复杂且多采用焊接工艺,在反复交变车辆轮载作用下疲劳开裂问题突出。其中,顶板与纵肋连接焊缝(简称顶板-纵肋焊缝)和纵肋与橫肋连接焊缝(简称纵肋-橫肋焊缝)是两类最突出和最具代表性的构造细节。本文采用名义应力法和三种常用热点应力法,在充分考虑交通量对荷载修正的基础上,对上述两类钢桥面典型构造细节开展了精细化有限元分析,确定疲劳应力幅,并进行疲劳检算。通过分析和对比各疲劳评价方法,提出适用于各类构造细节的计算方法。分析结果表明,分析顶板-纵肋构造细节和纵肋-橫肋焊趾截止处纵肋腹板竖向开裂推荐采用表面线性外推方法(Linear Surface Extropolation, LSE)方法,分析纵肋-橫肋焊趾截止处纵肋腹板横向开裂推荐采用Dong方法。研究结果可为正交异性钢桥面的评估、设计和应用提供参考。

    • 某大跨中承式钢箱提篮拱桥荷载试验

      2022, 22(18):8087-8094.

      摘要 (122) HTML (0) PDF 9.62 M (334) 评论 (0) 收藏

      摘要:新河大桥是一座新建的大跨度中承式钢箱提篮拱桥(主跨196m)。为准确掌握该桥在服役荷载作用下的力学性能,验证桥梁结构是否达到设计预期,对该桥进行了成桥荷载试验。其中,静载试验选取了11个控制截面,实测了应变、吊杆索力、挠度、拱座水平位移多个力学参数;动载试验测试了结构自振频率以及跑车、跳车、刹车激励作用下结构的动力响应。结果表明: 静载试验结构校验系数和相对残余均满足规范要求,吊杆索力和拱座水平位移有较大富余;动载试验实测自振频率高于计算频率,实测阻尼比小于5%,实测冲击增大系数为1.176~1.371。结构各项性能达到设计预期。

    • 大跨径中承式钢箱系杆拱桥施工阶段稳定性分析

      2022, 22(18):8095-8102.

      摘要 (86) HTML (0) PDF 4.81 M (288) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确大跨径中承式钢箱系杆拱桥施工阶段稳定性,以西双版纳澜沧江黎明大桥为研究对象,建立全桥空间有限元模型对该桥进行施工阶段全过程稳定性分析,研究考虑初始缺陷的几何非线性、材料非线性、风撑、临时风撑、吊杆非保向力和抗风缆索对结构施工阶段稳定的影响。结果表明:施工全过程中结构的稳定系数满足相应规范要求,考虑初始缺陷的几何非线性分析,结构的稳定系数降低7%~8%;考虑几何与材料双重非线性时,结构的稳定系数降低49.67%~52.05%,故材料非线性对结构稳定性有显著影响。增加永久风撑数量能有效提高缆索吊装最不利施工阶段及拱肋合拢后施工阶段的稳定性,布设临时风撑能显著提升结构缆索吊装最不利施工阶段的稳定性,非保向力效应对中承式钢箱系杆拱桥稳定性有较大的影响,布设抗风缆索显著提升拱肋合拢后施工阶段稳定性。由此可见,施工阶段稳定性的影响因素较多,本研究可为同类型桥梁的施工与设计提供参考。

    • 超大跨度悬索桥涡激振动响应与振动控制

      2022, 22(18):8103-8109.

      摘要 (118) HTML (0) PDF 5.41 M (313) 评论 (0) 收藏

      摘要:超大跨度钢箱梁悬索桥的结构阻尼和刚度较小,其竖向模态频率低且密集,随风速变化加劲梁可能先后发生多次涡激振动。首先针对某超大跨度悬索桥,进行有限元建模和动力分析。为研究悬索桥多模态涡激振动响应机理和有效抑振措施,在忽略气动刚度和气动阻尼影响时,通过简化Scanlan经验非线性涡激力数学模型得到谐涡力数学模型。然后以各竖向模态涡振最大位移响应为优化目标,基于液体黏滞阻尼器参数敏感性分析和TMD参数优化设计方法,分别确定阻尼器参数和TMD参数。最后探讨了黏滞阻尼器耗能系统控制悬索桥多阶竖向模态涡振的可行性,详细分析了TMD系统控制涡激振动的效果。结果表明:在塔梁间设置黏滞阻尼器对各竖向模态主要起振区域的涡振位移控制效果不理想;TMD系统能有效抑制常遇风速范围内加劲梁的多阶竖向模态涡振响应,将最大振幅严格控制在容许值以内,提高了加劲梁抵抗涡振变形的能力。

    • 基坑零距离上跨盾构隧道的环境影响与控制

      2022, 22(18):8110-8121.

      摘要 (86) HTML (0) PDF 17.23 M (810) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >V航空、航天
    • 大型低速风洞收集器及过渡段有限元分析

      2022, 22(18):8122-8127.

      摘要 (123) HTML (0) PDF 18.77 M (926) 评论 (0) 收藏

      摘要:大型低速风洞是国内新建的低速风洞,3/4开口试验平台是大型低速风洞重要的试验设备之一,而收集器及过渡段结构是连接3/4开口试验平台的重要部件。收集器及过渡段在试验过程中,受到自重和气动载荷作用,需要在部件设计时进行力学校核。本文以大型低速风洞3/4开口收集器及过渡段结构为研究对象,对部件的强度刚度以及动态力学性能进行了有限元建模分析。有限元结果表明:收集器及过渡段结构满足设计强度刚度要求,同时通过动力学分析,收集器及过渡段结构不会发生共振现象。

    • 基于角度误差的缝翼随动加载技术改进方法

      2022, 22(18):8128-8132.

      摘要 (78) HTML (0) PDF 3.47 M (243) 评论 (0) 收藏

      摘要:在某型飞机缝翼疲劳试验中,采用随动加载技术,实现在缝翼翼面打开角度变化时载荷随动施加,为了解决试验中摆臂式随动机构旋转角度与缝翼打开角度之间误差偏大的问题,本文通过研究该飞机5段缝翼随动机构的几何数学模型,结合试验载荷谱波形,得到作动筒位移与角度误差的关系,确定角度误差的来源,研究随动机构各参数和载荷谱对角度误差的影响,提出一种基于角度误差的缝翼随动加载技术改进方法,并通过试验验证,结果表明该方法可以有效减小角度误差,对未来活动翼面的随动机构设计和载荷谱选择具有指导意义。

    • 航空发动机吸雨试验中进气道内水滴粒径变化

      2022, 22(18):8133-8138.

      摘要 (100) HTML (0) PDF 9.53 M (244) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要: 为了研究航空发动机吞水试验中,进气道内水滴粒径的变化,通过DPM模型数值仿真的方法,研究了吸雨模拟试验中发动机不同状态下进气道内水滴粒径的变化。计算结果展示了水滴进入进气道后粒径变化和液滴分布,结果表明:发动机不同状态下,不同初始粒径的水滴进入进气道后,液滴的平均体积直径和索太尔平均直径均急剧减小并维持在恒定值;发动机最大状态下,喷水装置以50°锥角喷射,水滴会随气流向进气道中心轴收敛,不同喷嘴喷出的水滴之间存在干涉;慢车状态下,进气道内水滴分布更加广泛,液滴直径值大于最大状态时,靠近进气道边缘的喷嘴会有一部分水滴打在唇口上,并飞溅至进气道外。

    • 发动机喷口面积对加力接通影响的试飞研究

      2022, 22(18):8139-8144.

      摘要 (130) HTML (0) PDF 7.51 M (461) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究涡扇发动机喷口面积调节对高空加力接通的影响,开展了飞行试验研究。试飞中出现在加力起动阶段点火成功后,喷口面积放大不足导致风扇后压力急剧增高,发动机主动退出加力,在加力点火成功后增加加力燃油流量时,喷口面积过度放大使得加力燃烧室压力较低而熄火。通过调整喷口控制参数,提高加力点火阶段尾喷口面积放大程度,提高了加力接通性能;通过降低在供油量增加时刻的尾喷口面积放大程度,加力燃烧室能够持续稳定燃烧。试验结果表明:对尾喷口面积控制规律的调节显著提高了发动机的加力接通能力,对于其它涡扇发动机的加力接通设计与改进具有一定的借鉴意义。

    • 基于ANSYS的药柱包覆层粘接质量敲击响应特性

      2022, 22(18):8145-8152.

      摘要 (146) HTML (0) PDF 8.20 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:文 摘 包覆层界面脱粘极易使药柱局部应力集中,影响药柱正常燃烧,使其运行存在严重安全隐患。针对药柱结构在加工或服役过程中粘接界面产生分层、脱胶等缺陷所带来的结构性能差、耐久性能低等安全问题,基于数字敲击检测理论对粘结结构内预置的不同种类缺陷进行研究,得知脱粘弹性系数k2直接影响脱粘缺陷程度,而其与敲击碰撞产生的应力持续时间成负相关性,因此利用ANSYS中显示动力学模块对敲击检测模型进行仿真分析,由数据结果提取出的应力持续时间界定影响包覆层粘接质量的不同因素对其产生的影响关系与程度。实验表明敲击检测能力会因结构中局部缺陷大小、缺陷深度、缺陷位置、敲击角度的不同产生相关性影响。

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