• 2023年第0卷第20期文章目次
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    • >TE石油、天然气工业
    • 动液面深度检测中两个关键问题的研究进展

      2023, 23(20):8473-8483. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08473

      摘要 (164) HTML (0) PDF 5.45 M (223) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了确保油田安全生产,满足提产增效的需求,实时检测井下动液面深度具有重要的意义。当采用声波法测量动液面深度时,需要解决套管内声速的计算和声波旅行时间的获取这两个关键问题。围绕该问题,本文归纳总结了近年来该领域取得的进展和成果,梳理了众多文献间的区别和联系。在此基础上,利用油田现场采集的声波信号对一些方法进行了复现。结果表明,对于不同环境的油井,上述方法存在明显的适应性差异。最后分析了当前研究的不足,并对两个关键问题的未来研究方向做出了展望。本文研究成果为特定环境下的井下声波信号处理提供了详细的解决方案,对于快速检索井下声波信号的处理方法有积极作用,具有一定的理论价值和重要的现实意义。

    • 套管固井滑套工具现状及发展趋势

      2023, 23(20):8484-8492. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08484

      摘要 (112) HTML (0) PDF 4.59 M (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:非常规油气资源丰富,开发潜力巨大。但因其渗透率低、渗透阻力大导致水平井单井产量低,难以满足经济开发要求。为提高储层改造效率实现有效增产,国内外形成了水平井分段压裂的主体技术。作为水平井分段压裂的新兴技术,套管固井滑套分段压裂具有井眼适应性强、过流面积大、适合大排量压裂的优点。本文概述了各类套管固井滑套分段压裂工具现状,指出了工艺技术背后的缺陷与难点。通过对各类工具优缺点对比分析,提出了套管固井滑套未来的发展建议。

    • >TU建筑科学
    • 地下建筑热湿行为模拟研究:模型、计算工具和边界条件

      2023, 23(20):8493-8503. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08493

      摘要 (72) HTML (0) PDF 1.81 M (158) 评论 (0) 收藏

      摘要:多孔建筑材料热湿耦合模拟已被广泛的应用于建筑模拟。地下建筑随着城市土地的稀缺而愈发受到关注的同时,相关的湿热研究却很少被关注,主要是因为地下建筑内部复杂的湿热负荷和模拟中的大面积土壤。为准确的预测和优化地下建筑的湿热性能,指导地下建筑相关的湿热模拟,本文通过范围界定论文综述的方法,介绍了热湿传递的理论方法,并从数值模型、计算工具以及边界条件的角度,总结了现阶段地下建筑热湿模拟中的成果和不足。结果表明,地下建筑热湿模拟的挑战在于土壤成分和水分的不确定性、土壤表面的雨水沉淀和水分迁移以及较大土壤域带来的巨大计算成本。两步法虽然简化了模拟,但不足以用于热湿模拟,需要确定一种公认的程序、方法来直接确定地下建筑外边界条件以降低模拟复杂性。

    • >V航空、航天
    • 低空无人机群自组织网络弹性综述

      2023, 23(20):8504-8514. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08504

      摘要 (87) HTML (0) PDF 4.25 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统无人机群评价指标缺少对系统遭受扰动后性能变化的全过程描述,弹性作为能够凸显系统动态变化的特有属性可以集中反映无人机群运行态势,围绕无人机群弹性概念、弹性评估方法、提升系统弹性措施三个方面进行全面综述。从自组织网络弹性概念展开,通过复杂网络对无人机群建模并进行弹性度量,分析了目前主要的弹性评估方法,同时从吸收能力和恢复能力两方面归纳网络弹性的提升措施。最后,综合无人机群弹性研究中亟待解决的关键问题,展望了未来研究方向,为无人机群安全高效运行提供科学指引。

    • >O3力学
    • 维度和压强对颗粒体系振动态密度的影响

      2023, 23(20):8515-8520. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08515

      摘要 (50) HTML (0) PDF 3.83 M (129) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文基于离散元法(DEM),用PFC软件生成了压强分别为0.1 Pa、1 Pa、10 Pa、100 Pa、1000 Pa、10000 Pa的不同维度的无摩擦颗粒体系,基于Hessian矩阵的简正模式分析法,编写了计算不同维度和压强下颗粒体系态密度的程序,进一步分析了维度和压强对颗粒体系态密度的影响。发现一维颗粒体系的态密度不受压强影响。在低频下态密度几乎不随频率变化,在高频下态密度曲线随频率呈现振荡上升趋势。二维颗粒体系态密度曲线在某个特征频率之上出现一个平台,且该平台随着压强的增加而增加。低于某个特征频率下,三维颗粒态密度随频率呈幂率标度,随着压强增加曲线向高频移动。

    • >P天文学、地球科学
    • 北部湾盆地乌石凹陷始新统厚薄交互储层定量表征方法

      2023, 23(20):8521-8529. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08521

      摘要 (50) HTML (0) PDF 19.95 M (113) 评论 (0) 收藏

      摘要:南海北部湾盆地乌石凹陷以储层规模各异、非均质性强的厚薄交互储层为勘探开发目标。主力产层流沙港组沉积成因多样,砂体叠置样式不一,流二段呈薄互层叠置样式,流三段以厚层为主,夹部分薄层。研究区工区断裂较为发育,地震资料有效频带宽度5~60Hz,主频仅为18Hz,依靠常规波阻抗反演体难以进行研究区储层宏观岩性特征的有效识别,同时,如何突破地震分辨率对砂泥薄互储层的约束是亟待解决的一大难点。故本文在地震岩石物理响应分析、拟声波(Ni-AC)曲线构建的基础上,引入2种地震反演方法,提高了研究区不同尺度储层的识别效率,实现了乌石凹陷始新统厚薄交互储层定量表征。依据稀疏脉冲反褶积原理,建立了研究区反映波阻抗的声波曲线与反映砂泥含量GR曲线相融合的拟波阻抗地震反演方法,对各体系域砂体的宏观展布特征和有利砂体发育区带进行表征。在研究区首次采用地震协同多井约束的地质统计学反演,采用基于马尔科夫链蒙特卡洛的统计学反演方法,对流二段砂泥薄互储层进行小层级别砂体雕刻,构建砂体定量知识库,为研究区基于沉积微相导向的砂体对比提供了重要参数指导。

    • 多空间尺度融合的出行轨迹规律分析

      2023, 23(20):8530-8539. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08530

      摘要 (69) HTML (0) PDF 27.33 M (165) 评论 (0) 收藏

      摘要:多源时空轨迹数据隐含丰富的城市出行信息,通过对其进行挖掘、处理和分析,可以找到个体与群体之间的交互关系。针对轨迹数据挖掘研究范围单一,缺少多空间尺度研究的问题,本文提出一种融合多空间尺度特征的出行轨迹数据挖掘分析方法。以广东为研究区,结合社交媒体腾讯用户密度(Tencent User Density,简称TUD)数据集,通过DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,具有噪声的基于密度的聚类方法)聚类算法与局部密度峰值计算法提取时空相似性轨迹区域,进而簇类分成一系列热点区域,获得不同时间粒度、不同空间尺度下的出行轨迹规律特征。这能够实现在不同空间尺度融合下展示同一地区的热点区域,进一步探讨出行轨迹的规律变化。可见本研究为利用时空大数据进行城市空间结构研究提供方法支撑。

    • 基于正演模拟的地下典型目标体探地雷达图像特征分析与评价

      2023, 23(20):8540-8551. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08540

      摘要 (69) HTML (0) PDF 11.63 M (157) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前探底雷达应用领域越来越广,但探底雷达剖面图的信息解译缺乏系统性的标准。本文论述了水平层状目标体,圆形目标体,矩形目标体,地下管道,局部含水层,石油污染物六种地下典型目标体模型正演模拟的图像特征。运用二维时域有限差分法构建污染场地中六种地下典型目标体的正演模型,并获得地下典型目标体雷达剖面图,进一步汇总在正演模拟剖面图中的各个典型目标体的图像识别特点,并分析雷达探测过程中多次波、绕射波等杂波的形成机理,最后通过石油烃污染场地的钻探资料验证实测探地雷达图形特征分析的准确性。本研究为实际工作中探地雷达的反射信号解译和地下目标体的识别提供了一定的理论依据。

    • 地面突风对通航飞行器的影响及数值模拟研究

      2023, 23(20):8552-8559. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08552

      摘要 (32) HTML (0) PDF 13.62 M (154) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用常规观测资料、ADWR-X多普勒气象雷达资料和ERA5逐小时再分析资料,对四川盆地西部一次爆发性大风过程中风场的精细化特征、成因及对飞行的影响进行了诊断和模拟研究,结果表明:(1)此次大风过程风速增长快,爆发性强。地面风速自午后开始出现四次波动,且每一次波动期间风速峰值呈增加趋势,时间呈缩短趋势。由于第四次波动风速呈爆发性增加,最大瞬时风达到了16.1 m/s,地面风速脉动值超过5 m/s,致使跑道区域内流场的不稳定性增加,起降跑道侧风值超过了中小型飞行器的起降标准。(2)高空动量下传对本次大风过程中风速的爆发性增加起主导作用。中层强偏南气流与低层偏北急流配和,中层辐合以及低层辐散下沉的垂直结构使得低层下沉气流异常强劲,将900-850 hPa的大风核快速向地面传导。(3)通过WRF模式四重嵌套对本次过程进行模拟,表明WRF对盆地西部冷空气补充南下引起的在风速演变趋势、风速最大值和大风影响时段的风向有较好的模拟能力,对飞行起飞和着陆有一定的参考价值。

    • 基于三维多上行先导模型的高建筑物年雷击次数分析

      2023, 23(20):8560-8569. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08560

      摘要 (25) HTML (0) PDF 7.60 M (105) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高建筑物安全性,更准确评估建筑物雷击风险,利用三维多上行先导模型模拟雷击建筑物,计算出建筑物的年雷击次数。首先,通过改变模型中建筑物高度,闪电始发位置和闪电强度进行大量模拟,计算出闪电从不同位置始发时建筑物的雷击概率;然后,对建筑物上空一定范围内始发闪电进行总体分析,计算出不同高度建筑物的年雷击次数;最后得出一个利用建筑物高度和闪电强度计算的经验公式。结果表明,模拟得出的结果与观测结果相近,相较于国标中的经验公式,在一定程度上更精确的计算了建筑物的年雷击次数。

    • 基于有限差分法的填土边坡复合结构受力特征分析

      2023, 23(20):8570-8578. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08570

      摘要 (45) HTML (0) PDF 7.08 M (122) 评论 (0) 收藏

      摘要:桩基托梁挡土墙结构可以有效提高地基承载力,在软土地基边坡防治中具有很好的实用价值。现有的理论计算采用传统连续梁模型对托梁或桩基受力特征进行求解,其计算模型相对理想化,未考虑地基与梁或桩之间的协调变形,容易出现误差。为此,本文首先基于挡土墙墙后土压力静力平衡条件,求解得到墙后土压力荷载,并作为托梁及桩基的输入荷载,然后基于有限差分原理,将托梁视为Winkler地基上的梁理论,提出托梁内力的有限差分解法,进一步考虑桩基地基系数随深度变化的特征,即‘m’法,采用有限差分法求解桩基受力特征,然后将理论应用于工程实例,将本文求解方法和传统计算方法进行对比,结果表明传统连续梁模型理论忽略了土体抗力,过小的评价了结构的承载力,而本文弹性地基梁求解办法更能反映实际工程情况,其计算结果可靠性更高;假若前后排桩按照一定比例承受不同的荷载,得到后排桩位移、弯矩和剪力随荷载的增大而增大,研究成果可为工程防护边坡提供理论依据。

    • 2000—2020年武威市土地利用/覆被时空变化及驱动力分析

      2023, 23(20):8579-8587. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08579

      摘要 (108) HTML (0) PDF 7.14 M (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:为掌握武威市经济与生态的可持续发展道路,以2000—2020年GlobeLand30土地利用/覆被数据为基础,通过单一土地利用动态度、综合土地利用动态度及土地利用转移矩阵等方法,研究了武威市土地利用/覆被时空变化特征,并结合气象数据明晰了土地利用/覆被变化的驱动机制。结果表明:2020年武威市土地利用类型以裸地为主,裸地面积为17 628.2 km2,占武威市总面积的53.24%,主要分布在研究区的北部荒漠区;2000—2020年间,武威市灌木地、林地综合动态度最高,表明两者稳定度较低,其次是人造地表、水体和冰川积雪,裸地、耕地、草地和湿地四种土地利用/覆盖类型在20年内动态度较低,相对比较稳定;2000—2020年间武威市土地利用主要转移方向呈现耕地转入人造地表、林地转入草地、裸地转入耕地和人造地表的现象。研究得到武威市气温和降雨量对土地利用/覆被变化的影响相对有限,只对湿地、水体和林地等土地利用/覆被类型有一定影响,武威市土地利用/覆被变化的主要驱动力为社会经济因素,其中GDP、房地产投资、政府政策对土地利用/覆被类型的变化影响显著。

    • >Q生物科学
    • 不同外源激素处理对沙米种子萌发及胚根生长的影响

      2023, 23(20):8588-8595. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08588

      摘要 (31) HTML (0) PDF 6.26 M (105) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同外源激素对沙米种子萌发及胚根伸长生长的影响,以民勤沙区采集沙米种子为试验材料,研究了不同浓度GA3和FL两种外源激素及其混合叠加液对沙米种子发芽率、发芽势、发芽指数、胚根生长速度等指标的影响。结果表明:除T6和T2两个处理的发芽率小于CK(对照)外,其他处理均能有效地促进沙米种子的萌发,各处理按发芽率高低排序为T14>T9>T5>T10>T15>T1>T4>T13>T12>T11>T8>T7>T3>CK>T2>T6;FL浓度从0.1 mg?L-1到5mg?L-1之间随着浓度的增加种子发芽率也在增加,浓度为10mg?L-1时种子发芽率低于5 mg?L-1;0.5 mg?L-1浓度的FL溶液浸泡处理沙米种子,浸泡时间从3h到24h,随着浸泡时间的增加,种子的发芽率在增加,但浸泡3h(T2)破除休眠效果差,种子的发芽率低于对照,浸泡6h以上破除休眠效果明显;GA3+FL的混合叠加液处理沙米种子,破除休眠效果最佳,叠加液处理后24h种子的发芽率均大于50%,最高发芽率达83%,36h发芽率均≥70%,48h发芽率已大于80%,T14处理效果最佳,种子的发芽率达100%,发芽势达100%,发芽指数达30.86;不同处理分别在24h、36h和48h三个时间段种子的发芽率存在较大差异,不同浓度外源激素破除沙米种子休眠促进发芽的时间不同;不同浓度外源激素处理沙米种子12h后种子胚根均能快速伸长生长,且胚根的长度与萌发时间呈极强线性相关关系(R2>0.8),胚根长 (mm)和生长时间 (12h)可以用线性关系式 表达。通过研究不同外源激素处理对沙米种子萌发及胚根伸长生长的影响,筛选出适宜浓度的外源激素处理方法,可为沙米的种苗培育、人工驯化栽培提供一定的理论基础及数据参考。

    • >R医药、卫生
    • 基于生物信息学方法分析GABRD基因在结肠癌中的表达及预后情况

      2023, 23(20):8596-8607. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08596

      摘要 (47) HTML (0) PDF 24.30 M (162) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用生物信息学方法探讨GABRD基因在结肠癌样本中的表达及预后情况。通过UCSC XENA下载33种肿瘤类型和正常组织的RNA序列数据和相关临床数据,使用R软件分析GABRD 基因在结肠癌样本中的表达,并筛选共表达基因,对其进行富集分析;分析GABRD基因对结肠癌患者生存及预后的影响,并建立预后列线图;构建GABRD基因的蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 网络并筛选关键模块及枢纽基因,验证枢纽基因的生存及临床诊断价值。结果提示,GABRD基因在结肠癌样本中高表达并影响患者生存,筛选得到 369个共表达基因,基因本体论(GO)功能富集发现其主要参与G蛋白偶联等生物学过程,京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集显示其主要参与AMPK等信号通路;构建出由51个节点和523个连接组成的PPI网络,筛选枢纽基因5个,其中2个显著影响生存,5个具有临床诊断价值。综上,GABRD基因在结肠癌样本中高表达,影响结肠癌患者生存及预后,可能是结肠癌发生发展过程中的关键基因。

    • 瑞替加滨对左旋布比卡因引起的中枢神经系统毒性的影响

      2023, 23(20):8608-8613. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08608

      摘要 (42) HTML (0) PDF 3.22 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 观察KCNQ2/3钾离子通道激活剂瑞替加滨对局麻药左旋布比卡因诱发的兔中枢神经毒性的影响。方法 将20只新西兰兔随机分为两组,瑞替加滨组(R组,n=10)和对照组(C组,n=10),每组10只。将两组新西兰兔平卧于实验平台上,抚摸并固定,进行兔耳缘静脉穿刺并留置静脉导管。用注射器抽取0.5%左旋布比卡因,两组兔均并以8 ml/kg/h速度经耳缘静脉输注直至发生兔发生惊厥,惊厥后立即停止输注左旋布比卡因,R组静脉注射瑞替加滨5 mg/kg,C组静脉注射等体积的生理盐水作为对照。连续监测每只兔的行为特征和脑电波变化。惊厥行为停止后,持续监测和记录至30分钟的兔脑电图和心电图。记录两组新西兰家兔发生惊厥时输注左旋布比卡因所需时间,惊厥行为以及惊厥脑电波的持续时间,记录两组新西兰家兔基础心率、惊厥前以及给予瑞替加滨和生理盐水处理后30min心率变化。对两组家兔进行定量脑电图分析,结果 瑞替加滨能有效终止兔行为学和脑电波惊厥。与C组家兔比较,R组家兔行为学惊厥持续时间明显减少(P<0.01),脑电波(EEG)惊厥持续时间也明显较短(P<0.01)。与C组比较,R组β和θ波功率在惊厥后明显降低(P<0.05)。结论 KCNQ2/3通道在左布比卡因诱导的中枢神经系统毒性中发挥重要作用,KCNQ2/3钾离子通道激活剂瑞替加滨可用于治疗左旋布比卡因诱导的惊厥。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 彬长矿区南部诱发冲击地压覆岩关键层探讨

      2023, 23(20):8614-8620. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08614

      摘要 (44) HTML (0) PDF 7.76 M (123) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析彬长矿区南部煤矿覆岩关键层的位置,给煤矿冲击地压提治理供技术及理论支撑,采用关键层理论值计算、数值模拟分析以及微震事件验证的综合判定方法探讨了诱发彬长矿区南部煤矿冲击地压的主控层位。经理论值计算,煤层上部200 m覆岩具有三层关键层,从上而下依次是距4#煤层顶板160 m宜君组砾岩坚硬层层、距4#煤层顶板76 m的安定组底界砂岩坚硬层层以及距4#煤层顶板35 m的直罗组底部砂岩坚硬层层。结合数值模拟计算,在起始开挖过程中,煤层顶板约35 m处直落组底界砂岩出现应力集中;随着开挖深度的增加,煤层顶板76 m附近的安定组底界砂岩层逐渐成为水平应力最大部位。综合微震数据的结果,认为煤层顶板35 m处的直落组底界砂岩与煤层顶板76 m处的安定组底界砂岩层均为引起煤矿冲击地压的关键层位,容易产生能量集中,是矿井冲击地压治理的主要目标层位。

    • >TE石油、天然气工业
    • 基于核磁共振技术的疏松砂岩油藏微粒运移伤害机理

      2023, 23(20):8621-8633. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08621

      摘要 (24) HTML (0) PDF 18.97 M (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:准噶尔盆地阜东斜坡区头屯河组疏松砂岩油藏物性非均质性强,孔喉结构复杂,储层开发过程存在微粒运移现象。为明确微粒膨胀、运移对储层微观孔喉结构的伤害作用机理,选取典型疏松砂岩岩心样品,基于室内物理流动模拟实验结合低场核磁共振技术,定量评价头屯河组油藏储层的微观孔喉伤害程度,明确微粒运移伤害主要控制因素。实验结果表明,微粒膨胀引起的孔喉结构伤害程度平均为6.84%,微粒运移造成的伤害程度高于微粒膨胀的伤害程度,达到9.16%。其中介于0.01~9.33ms较小孔喉的伤害程度较高,微粒膨胀、运移对孔喉的伤害程度平均为5.64%、7.60%。孔隙度、渗透率、分选系数与储层微观孔喉伤害程度呈负相关关系,排驱压力与孔喉伤害程度呈正相关。蒙脱石+伊蒙混层含量高是导致阜东斜坡区头屯河组疏松砂岩油藏微粒膨胀的重要因素,砂粒运移则是微粒运移的宏观表现。本文的研究成果可对阜东斜坡区头屯河组疏松砂岩油藏开发方案优化提供理论依据,有效指导油藏保护,提高经济效益。

    • Φ120mm柔性筛管球铰接头结构强度分析与优化

      2023, 23(20):8634-8641. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08634

      摘要 (46) HTML (0) PDF 7.65 M (112) 评论 (0) 收藏

      摘要:球铰连接柔性筛管的接头强度直接影响着柔性筛管的下入能力,运用ADAMS软件,在柔性筛管下入阻力估算的基础上,进行了Φ120 mm柔性筛管球铰接头强度研究以及关键参数分析。基于多体动力学理论,建立了阻力计算模型,通过理论分析与模拟计算相结合的方法,分析了井下柔性筛管阻力变化趋势,并使用ANSYS有限元软件研究了球铰接头在不同摆动角度时的受力变化,揭示了球铰接头的关键结构参数以及对接头强度的影响规律。结果表明:球形接头的结构强度能满足井下作业时的自重拉伸载荷;球铰的摆动角度对接头连接处受力变化明显,且危险截面位置不同,随着摆动角度增大会加重接头的承受负担;影响接头强度的关键影响因素包括接头边缘壁厚、边缘处的倾斜角度以及球头厚度,对其进行了优化处理,不仅能有效增强接头的力学性能,还提高了造斜段通过性。相关研究成果可为柔性筛管的优化设计提供参考。

    • 考虑环空液体热力学特征的持续环空带压预测模型研究

      2023, 23(20):8642-8649. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08642

      摘要 (28) HTML (0) PDF 6.36 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:气井持续环空带压已成为影响井筒完整性重要原因。为此,基于传热学及流体力学相关理论,充分考虑温压耦合作用对环空液体热膨胀系数、压缩系数影响,建立了持续环空带压预测模型。基于塔里木盆地克深气田高压气井-A井现场实测数据进行了模型对比分析,并利用所建模型对A井进行了环空压力诊断及可调控因素分析。研究表明:所建立模型预测数据更具参考价值,模型平均精度达96.06%;A井环空压力稳定值为82.22 MPa,漏点最大流量为1 931.23 m3/d,环空压力恢复过程中环空气柱高度随时间增加呈先增大后减小趋势;预留一定环空气柱高度、压力及降低环空温度有利于降低环空压力恢复速度,气柱高度变化量与初始气柱高度及压力呈负相关,与初始环空温度呈正相关。所建模型可为现场气井持续环空带压预测、管理提供有效指导。

    • 石长沟油页岩及其热解半焦特性研究

      2023, 23(20):8650-8659. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08650

      摘要 (23) HTML (0) PDF 20.89 M (129) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析石长沟油页岩和其半焦热解特性以及为半焦的有效利用提供理论基础,利用元素分析、X射线光电子能谱(XPS)分析、N2等温吸附/脱附法和扫描电镜(SEM)对石长沟矿区油页岩及不同热解条件下生成的半焦进行特性研究。元素分析表明,油页岩中C、H元素含量分别为11.48 %、1.68 %,N、S元素的含量相对较少,随热解的进行,C、H元素含量下降明显,S元素含量有所升高,N元素含量略有降低;XPS分析表明,油页岩中的氮以氧化型氮和吡咯型氮、硫以无机硫酸盐硫为主要存在形式,半焦中氮以吡咯型氮为主,有机硫化物硫则随热解的进行而析出;氮气等温吸附脱附实验分析表明,半焦孔隙分形维数和表面分形维数在2.5~2.8之间;扫描电镜结果表明,油页岩表面有机质部分多为光滑条状或块状结构,无机盐形成明显的层状结构,有机质结构热解后会形成较深圆孔隙。

    • >TK能源与动力工程
    • 耦合多孔介质层的内产热腔体双扩散自然对流

      2023, 23(20):8660-8669. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08660

      摘要 (40) HTML (0) PDF 22.61 M (153) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升太阳池的蓄热能力和运行稳定性,需要充分了解盐梯度太阳池的热盐对流特性。本文采用格子Boltzmann方法模拟研究具有多孔介质层内产热腔体内的双扩散自然对流与熵产。探讨内产热系数、达西数、Soret与Dufour效应等影响因素作用下,腔体内热质传递过程与熵产的变化规律。结果表明:低达西数的多孔介质层有助于抑制腔体底面的传热传质效率,且盲目减小达西数的影响并不大,而内产热的增加会抑制腔体底面的传热传质效率。Soret效应有助于促进腔体内部的传质过程,而Dufour效应对传热过程有积极影响。低达西数的多孔介质层有助于抑制熵产的产生,而内产热强度对熵产有促进作用,且在高内产热强度的工况下,热不可逆性处于主导地位。Soret效应对熵产的作用不明显,而Dufour效应对熵产有促进作用,且在高Dufour效应作用下,热不可逆性在总熵产中占主导地位。

    • >TL原子能技术
    • 基于密度峰值聚类的高斯混合模型核电运行工况划分

      2023, 23(20):8670-8676. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08670

      摘要 (43) HTML (0) PDF 3.68 M (138) 评论 (0) 收藏

      摘要:核电厂运行数据记录了核电厂的运行状态,对核电数据进行处理分析从而完成准确的工况划分是实现核电厂运行状态监测的重要基础。为提高核电厂的运行工况划分准确性,本文提出了基于密度峰值聚类的高斯混合模型对核电厂的运行工况进行划分。首先,采用PCA(主成分分析)算法进行数据降维,然后利用密度峰值聚类算法中的决策图确定工况个数,最后利用高斯混合模型完成工况划分。基于真实的核电厂运行数据开展工况划分实验。实验结果表明,本文提出的方法能合理有效地划分出核电运行工况,其三类工况的划分准确率分别达到了99.29%、100%、97.57%,且错误率仅为1.25%。

    • >TM电工技术
    • 风电场储能系统的多目标优化调度策略

      2023, 23(20):8677-8685. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08677

      摘要 (59) HTML (0) PDF 14.19 M (170) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现风电与储能联合运行的优化调度策略,首先综合考虑风电功率预测效果、并网功率波动和储能系统的出力水平等多个目标,建立风储联合运行的多目标优化仿真模型。然后运用马尔可夫模型预测风功率,同时基于有精英策略的非支配性排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSGA-II)滚动优化风储并网功率,来获得风储系统不同运行策略。并通过优选储能系统运行参数,避免储能系统的过度充放电和进入死区。最后,将决策者的偏好嵌入到多目标优化过程中,针对优化解集的分布进行了对比分析,验证了偏好情况下的储能的针对性和有效性,实现了风储系统多目标偏好下的优化调度。

    • 考虑光伏机理与数据驱动结合的短期功率预测

      2023, 23(20):8686-8692. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08686

      摘要 (73) HTML (0) PDF 4.67 M (157) 评论 (0) 收藏

      摘要:精确的光伏功率预测对电网的可靠与稳定运行至关重要。现有研究大多数都是将天气条件直接作为数据驱动的输入,未深入分析天气条件与光伏输出功率直接耦合关系,因此本文将机理模型与数据驱动方法相结合,提出一种新型的光伏功率预测方法。首先,建立光伏系统物理模型,依据建立的物理模型得到不同的辐照度分量以及光伏电池温度。其次,将这些关键的天气特征重新构建数据驱动的输入,实现光伏机理与数据驱动结合的短期功率预测。最后,进行误差修正然后得到最终的光伏功率预测结果。根据光伏系统实测数据集进行仿真分析,结果表明因为从物理模型得到了关键天气特征,考虑了天气条件与天气因素的耦合关系,预测精度有了明显提升,验证了所提方法的有效性。

    • 500kV超高压交流变电站分裂导线间隔棒优化设计

      2023, 23(20):8693-8700. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08693

      摘要 (34) HTML (0) PDF 8.44 M (127) 评论 (0) 收藏

      摘要:内蒙古地区17座500 kV超高压交流变电站电晕放电的观测结果表明,变电站内分裂导线间隔棒表面电晕放电最为剧烈。为有效抑制分裂导线间隔棒表面电晕放电,本文首先建立分裂导线间隔棒有限元模型进行仿真计算,然后提出分裂导线间隔棒结构优化设计方案。研究结果表明,内蒙古地区500 kV变电站现用的曲率半径R1=40mm, R2=10mm 的间隔棒表面最大电场强度位于线夹头部曲率半径R2 圆弧段处,且大于起晕场强,为降低间隔棒表面的电场强度,采取改变间隔棒线夹头部曲率半径R1和R2的方法。仿真结果表明,相比增大R1,增大R2对于降低间隔棒线夹头部电场强度的效果更加显著。因此,将间隔棒线夹头部曲率半径R2由10 mm增大至20 mm时,可以满足内蒙古地区500 kV超高压交流变电站分裂导线间隔棒防晕要求。为对计算结果进行验证,在中国电力科学研究院开展分裂导线间隔棒起晕特性试验,验证间隔棒线夹头部曲率半径分别为R1=40mm 、R2=10mm和R1=40mm、R2=20mm时的起晕特性,所得试验结果与计算结果一致。因此可说明,经过优化后的分裂导线间隔棒具有较好的电晕特性。

    • 考虑光热电站与风电系统低碳经济调度研究

      2023, 23(20):8701-8708. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08701

      摘要 (32) HTML (0) PDF 5.46 M (100) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高风电消纳,平抑负荷波动,实现系统经济、低碳运行,从光热电站特性出发,提出一种考虑阶梯型碳交易机制和需求响应的光热电站联合风电系统低碳经济优化调度模型。首先,加入电加热装置,构成含风电-光热联合发电系统,提高系统整体调度灵活性。其次,采用场景法处理可再生能源及负荷不确定性,并在源侧引入阶梯型碳交易机制控制碳排放量,在荷侧通过需求响应平滑负荷曲线,建立以系统总运行成本最低的优化目标函数。最后利用CPLEX求解工具箱进行求解。算例设置不同工况对比分析,结果表明所建立的模型在提高风电消纳的同时,保证经济性并降低系统碳排放量。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 双边永磁同步直线电机随机模型系统辨识

      2023, 23(20):8709-8716. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08709

      摘要 (38) HTML (0) PDF 7.25 M (111) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决双边永磁同步直线电机离散传递函数模型参数动态变化、传统方法辨识精度低的问题,提出一种基于随机模型的系统辨识方法,分析运动过程中的系统特性,结合具有随机扰动项的Box-Jenkins模型,辨识动态系统传递函数模型参数。通过注入不同频率逆M序列电流信号,充分激发系统响应,比较分析不同实验条件下的系统辨识结果。选择预报误差法定义平方差代价函数,运用Levenberg Marquardt算法不断迭代优化以获得传递函数模型最优参数。通过对不同采样频率、不同注入电流幅值和不同电机运动速度条件下的系统辨识对比分析,获得最佳辨识模型。结果表明,当采样频率为1000 Hz,注入电流幅值为2.0 A和电机运动速度为50 mm?s-1时,获得最优辨识仿真输出匹配度为94.81%,平方差为7.84×10-4。

    • 基于特征融合的金属铸造工件表面裂纹检测算法研究

      2023, 23(20):8717-8725. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08717

      摘要 (45) HTML (0) PDF 6.89 M (183) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对复杂结构的金属铸造工件表面因成像复杂引发干扰,裂纹提取判别困难的检测问题,本文提出一种结合了颜色形态特征融合图像分割和纹理特征裂纹判定的金属铸造工件表面裂纹检测算法。算法通过GAMMA变换增强裂纹并弱化背景,根据裂纹目标的颜色特征与几何形状特征相融合,量化特征并滤波特征值分割提取裂纹目标,基于灰度共生矩阵对候选裂纹区域提取纹理特征,使用支持向量机分类器进行训练并识别裂纹。金属工件表面裂纹检测实验表明,该算法在图像分割方面能更加完整准确的提取裂纹,在真伪裂纹的识别中准确率、精确率、召回率和F1得分分别为94.47%、92.51%、96.67%和93.74%。相较于传统检测算法,该算法克服了上述干扰影响,在准确率等方面具有优势,且具有较快的识别速度。

    • 一种高分三号SAR影像五参数变换模型几何精校正方法

      2023, 23(20):8726-8734. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08726

      摘要 (30) HTML (0) PDF 10.74 M (177) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好且快速的提高单景高分三号影像的地理定位精度。本文提出了有理函数结合五参数变换方法的复合模型实现高分三号(GeoFen-3, GF-3)卫星一级影像产品的几何精纠正,所提五个参数均具有具体的物理意义。通过比较仅用影像附属的有理多项式参数,以及有理函数模型结合仿射变换方法的定位精度,表明在引入高分辨率数字高程模型且使用本文方法时,只用3至4个控制点便可有效提高GF-3号影像的定位精度。相比仿射变换模型,本文的方法具有所需控制点数少且精度高的优点。并利用四景GF-3号SAR影像对所提方法进行了实验验证,在引入高分辨率数字高程模型数据后,本文所提方法可将高分三号超精细条带(ultra fine strip, UFS)模式的影像定位精度纠正到两个像素左右,精度要高于仿射变换的方法。

    • >TS轻工业、手工业、生活服务业
    • 基于事件触发GrHDP碳纤维角联织机张力控制方法

      2023, 23(20):8735-8744. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08735

      摘要 (55) HTML (0) PDF 9.88 M (130) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对碳纤维角联织机经纱张力控制中存在的张力控制精度低与通信网络资源受限问题,提出一种基于事件触发目标再现启发式动态规划(Event-Triggered Goal Representation Heuristic Dynamic Programing, ET-GrHDP)的张力控制方法。首先,分析碳纤维织机的织造原理,构建张力系统控制模型。其次,在GrHDP算法的基础上,采用小波神经网络(Wavelet Neural Network, WNN)设计评价网络,BP 神经网络(Back Propagation Neural Network, BPNN)设计执行网路和目标网络,以增强GrHDP近似最优控制的能力,同时引入事件触发机制,实现小波GrHDP张力控制器仅在事件触发时刻更新控制信号。最后,使用MATLAB软件对张力系统进行仿真控制实验。与经典GrHDP张力控制相比,所提控制策略在系统状态跟踪响应时间上缩短近22.9%,送经、卷取线速度均无超调量,张力超调量为1.8%,且抗干扰能力强,提高了张力系统的控制性能。在事件触发机制下,张力控制器降低近84%的计算次数,有效减少了通信资源的浪费。

    • 基于双向耦合作用流场中异形筘内纬纱运动稳定性分析

      2023, 23(20):8745-8752. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08745

      摘要 (18) HTML (0) PDF 11.34 M (120) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究影响柔性纬纱纤维束在异形筘内流场的运动稳定性的因素,解决高速引纬过程断纬问题。考虑气流-纬纱两相耦合作用,通过基于任意拉格朗日-欧拉法建立柔性纬纱-流场耦合控制方程、数值模拟的方法得到了异形筘槽内瞬态流场的分布及纬纱运动特性,并通过高速摄像系统获得纬纱在流场中的位移验证了数值结果的正确性;详细讨论了辅助喷嘴的出口形状及尺寸等参数对纬纱运动特性的影响,结果表明:星形孔辅助喷嘴射流能够快速进入异形筘道与主喷嘴射流汇合,主气流的核心区域最长,引纬速度高,纬纱运动稳定性最好;随着喷孔直径的增大,纤维头端的弯曲变形增大,纬纱运动稳定性变差。可见小直径星型孔更适于高效引纬。

    • >TU建筑科学
    • 考虑流固耦合作用的气膜建筑力学性能分析

      2023, 23(20):8753-8762. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08753

      摘要 (30) HTML (0) PDF 16.99 M (133) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以气承式半圆柱形气膜结构为研究对象,通过数值计算分析的手段,研究了气膜结构在风场流固耦合作用下的影响。其中,选用基于雷诺平均法的RNG k-ε 两方程涡粘模型进行风场模拟,采用弱流固耦合分析方法模拟流固耦合风荷载效应。根据0°和30°两种风向角度,在风荷载对结构的静力工况和考虑流固耦合作用工况下,讨论研究对象处于12m/s、15m/s、18m/s不同外界风速及200Pa、230Pa、260Pa不同空气内压条件下的应力值和位移值,分析气膜结构的流固耦合效应的作用机制和影响系数。结果表明,考虑流固耦合时,气膜的位移和应力最大值要高于静力工况,得到结构流固耦合作用相比于静力工况对气膜位移、应力数值的放大系数;且流固耦合作用对气膜位移的影响系数均随内压和风速呈负相关性,而0°风向角时,应力影响系数随气膜内压与风速呈正相关性,30°风向角时,与之相反。

    • 新型轻钢铆接桁架组合楼板试验研究

      2023, 23(20):8763-8770. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08763

      摘要 (22) HTML (0) PDF 14.76 M (119) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于铆接在薄壁型钢连接中兼具施工和受力的优势,本文提出一种新型轻钢铆接桁架组合楼板并探讨其受弯性能。以配钢率和铆钉间距为参数,对3块组合板进行了静力加载试验。试验结果表明: 组合楼板有较高的刚度、抗弯承载力和延性;楼板截面在弹性阶段符合平截面假定;配钢率和铆钉间距对组合楼板的受弯性能均有较大影响,配钢率对刚度和抗弯承载力的影响最显著;通过合理地设置配钢率和铆钉间距,可以保证底部钢板与型钢、混凝土相互协调,共同受力,实现组合作用。

    • 基于滑移线场理论的概率边坡设计

      2023, 23(20):8771-8779. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08771

      摘要 (34) HTML (0) PDF 8.25 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于可靠度的最优化设计能有效地处理岩土工程中存在的不确定性,在工程界和学界日益得到重视。然而,传统的基于可靠度的分析方法需要进行多次计算并不断重构计算模型,计算量巨大且难以实施。本文提出了一个基于滑移线场理论的概率边坡优化设计方法。该方法采用了更加高效的拟蒙特卡罗模拟(QMCS)来确定边坡的失效概率,而在每次模拟过程中采用滑移线场理论来分析边坡的稳定性。为了更加高效的确定满足目标失效概率的设计坡角,本文提出了一个简单而有效地二分搜索方法。最后,以一个边坡为例设计了不同目标失效概率的坡角,并验证了所提方法的有效性。结果表明所提方法最多只需36.29 min就能得到满足目标失效概率的坡角。本文提出的边坡概率优化设计方法避免了计算模型的反复重构,计算效率较好,可为基于可靠度边坡设计提供新的可选手段。

    • 盐穴储气库小间距双井造腔参数研究

      2023, 23(20):8780-8787. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08780

      摘要 (40) HTML (0) PDF 7.70 M (130) 评论 (0) 收藏

      摘要:夹层多、盐层薄是我国盐岩赋存的主要特点。目前,我国普遍采用的单井对流法在造腔速度以及夹层控制等方面存在诸多不足。小井间距双井造腔方法采用大尺寸造腔套管对井直流排卤,具有造腔速度快、建库周期短、盐层利用率高等优点。为了探究该方法中关键造腔参数对腔体建造的影响规律,本文开展了多组造腔物理模型试验,探究了不同双井间距、注水流量下盐穴腔体的拓展规律。结果表明过小的井间距难以使腔体在水平方向充分拓展,过大的井间距会使得腔体形态不规则。在低注水流量下,会导致注水端腔体顶面过高影响腔体稳定性;而在高注水流量下,腔体形态更加规则,但是需要消耗较多能源和淡水资源。可以认为井间距会直接影响腔体最终形态,注水流量会影响腔体两侧的平衡性。本文给出了小间距双井溶腔方法中双井间距、注水流量等关键造腔参数的选取方法,可以为工程应用提供参考。

    • 熔接型聚丙烯土工格室拉伸特性试验研究

      2023, 23(20):8788-8794. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08788

      摘要 (39) HTML (0) PDF 7.53 M (141) 评论 (0) 收藏

      摘要:土工格室的强度取决于条带强度和节点强度,同时条带生产工艺和节点连接方式对土工格室强度也有一定的影响。通过对拉伸型聚丙烯(Polypropylene,PP)土工格室条带和热熔焊接型节点进行室内单轴拉伸试验,研究试样形状(哑铃形、窄矩形、宽矩形)和试样宽度对PP土工格室条带强度及拉伸变形特性的影响,并比较不同受力状态下熔接节点的失效模式及强度大小。结果表明,3种形状试样的抗拉强度及伸长率从大到小均为宽矩形、哑铃形、窄矩形,试样宽度对PP土工格室条带拉伸性能的影响显著大于试样形状,熔接节点依托于PP条带下的拉伸力学性能表现良好,熔接节点在不同受力状态下的强度从大到小为剪切强度、对拉强度、剥离强度。试验结果可为土工格室的生产、应用以及加筋加固机理的研究提供参考和借鉴。

    • 基于响应面法的片麻岩尾矿烧结砖优化工艺研究

      2023, 23(20):8795-8803. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08795

      摘要 (42) HTML (0) PDF 22.01 M (169) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对片麻岩尾矿烧结砖的烧制工艺进行优化分析。以片麻岩尾矿为主料,添加少量粘土进行复配制备烧结砖,采用Box-Behnken响应面法创建了影响因子与响应值之间的二次回归模型,分别考察了烧结温度、粘土掺量、成型水分、颗粒粒径4个烧制工艺参数交互作用对片麻岩尾矿烧结砖抗压强度的影响,并对所研究的烧制工艺进行优化。研究结果表明:烧结砖最佳烧制工艺条件为粘土掺量35%,烧结温度1 050℃,颗粒粒径0.3 mm,成型水分10%。在最优工艺条件下,室内试验制备所得烧结砖抗压强度为21.57 MPa,满足GB/T 5101-2017《烧结普通砖》中MU 20的标准。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析方法对烧结温度1 050℃、成型水分10%、颗粒粒径0.3 mm、不同粘土掺量条件下制得的烧结砖进行表征,结果与响应面法得到的最佳工艺相吻合,该烧制工艺参数组合可为制备性能良好的烧结砖提供理论指导。

    • 饱水混凝土中硫酸根离子扩散-反应模型研究

      2023, 23(20):8804-8811. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08804

      摘要 (36) HTML (0) PDF 5.81 M (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对硫酸盐环境下混凝土的劣化问题,本文从腐蚀机理出发,采用Fick第二定律,考虑硫酸根离子在混凝土中扩散的曲折度,结合水泥水化、腐蚀产物填充和材料损伤度对孔隙的影响建立了硫酸盐侵蚀下混凝土的扩散-反应模型;开展了3种水灰比的混凝土在2种浓度的硫酸盐侵蚀条件下的浸泡腐蚀试验,并与模型计算结果对比分析。结果表明:模型计算值与试验实测值基本一致;相同浓度下,水灰比越大混凝土内部同一截面硫酸根离子含量越高;水灰比一样的混凝土,侵蚀浓度越高腐蚀产物填充孔隙周期越短,相同周期内侵蚀深度越大。最后通过建立的混凝土受硫酸根离子侵蚀的最大深度预测模型,可见硫酸盐侵蚀混凝土的最大侵蚀深度随着侵蚀龄期的延长而逐渐变缓,后随着腐蚀产物对混凝土产生损伤,扩散速率加快,侵蚀深度变大。

    • >U交通运输
    • 基于BIM+数字孪生的高边坡施工检算动态反馈方法

      2023, 23(20):8812-8819. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08812

      摘要 (22) HTML (0) PDF 8.73 M (172) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效进行高边坡施工过程中不利工况的施工检算及动态反馈,以二次开发为依托,提出了基于参数化BIM模型及有限元方法快速进行高边坡不同工况稳定性检算的整套方案,并通过实际工程案例进行验证。首先,采用Revit二次开发技术实现不利工况高精度正向反馈至BIM模型;其次,将该BIM模型导入Abaqus中进行快速检算,基于Abaqus二次开发将有限元计算结果的自定义结构化输出;最后,采用Mesh重构方法将快速检算的结果向BIM环境反馈。结果表明:所提方案实现了数字孪生体与施工现场之间的同步关联,并且实现了数值计算结果与BIM环境互通。可见,BIM技术通过开发后可真实高效反映施工情况,并作为中间枢纽实现施工检算与成果管理,可为相关施工检算及BIM应用提供新思路。

    • 严寒地区无砟轨道温度场及轨道板温度梯度预估模型

      2023, 23(20):8820-8827. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08820

      摘要 (30) HTML (0) PDF 7.41 M (110) 评论 (0) 收藏

      摘要:严寒地区无砟轨道结构的温度荷载取值,是轨道结构设计及服役性能研究急需解决的关键工程问题。基于东北地区大连、沈阳、长春、哈尔滨四个主要城市的历史气象数据及热力学基本原理,建立了CRTS Ⅰ 型板式无砟轨道-路基结构热力学模型,分析在不利气象条件下无砟轨道-路基结构温度场分布特征,拟合计算结果建立了轨道板最大正负温度梯度与气象数据关系预估模型,对东北严寒地区轨道板最不利温度梯度进行讨论。结果表明:CRTS Ⅰ 型板式无砟轨道-路基结构内部温度垂向分布呈非线性,0.2米深度范围内,轨道板及路基的日温度变化幅度较为剧烈,在一日内承受正负温度梯度的交替作用,1.4m深度后路基的温度趋于平稳,变化幅度可以忽略;通过日气温温差、日太阳辐射总量、风速三个主要气象数据,可以较好的预估CRTS Ⅰ 型板式无砟轨道轨道板一日内的最大正负温度梯度;轨道板的最大正温度梯度与日温差和太阳辐射总量成正比,与风速成反比,轨道板的最大负温度梯度与日温差、太阳辐射量及风速成正比。

    • 基于时空地理加权回归的服务区驶入量影响因素分析

      2023, 23(20):8828-8838. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08828

      摘要 (42) HTML (0) PDF 13.66 M (143) 评论 (0) 收藏

      摘要:为掌握河北省服务区驶入量的时空分布规律,构建了时空地理加权回归(geographically and temporally weighted regression,GTWR)模型,揭示了服务区规模、服务区地理区位、关联地区土地利用、高速公路类型等因素在时间和空间上对服务区不同车型驶入量的影响。结果表明:时空地理加权回归模型的拟合结果显著优于最小二乘回归模型与地理加权回归模型;断面交通量对三种车型均具有促进作用,特别是在夏季高温地区服务区对于小型车驶入量促进作用显著;2~4h车程范围内,风景名胜密度对小型车驶入量具有促进作用,且在旅游旺季及位于旅游业发达城市的服务区影响最显著;2~4h车程范围内工商业型信息点(point of information,POI)密度对大中型车驶入量具有促进作用,特别是在货运高峰期及位于商贸发达城市的服务区促进作用显著;所属高速公路沿途资源型城市数量对服务区大型车驶入量具有显著促进作用,特别是在供暖季节。

    • 热老化对不同沥青组成结构和性能的影响

      2023, 23(20):8839-8845. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08839

      摘要 (35) HTML (0) PDF 7.84 M (172) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究热老化对沥青组成结构和性能的影响,利用色谱柱法和傅里叶变换红外光谱对不同品种沥青热空气老化前后的化学组成、分子结构和高低温性能进行了测试表征,并分析了组成结构与性能之间的相关性。化学组成和红外光谱分析表明,在热空气老化过程中沥青的饱和分含量基本不变,芳香分结构中的脂肪烃支链易断链而发生氧化缩聚,导致芳香分转化为胶质和沥青质,使沥青的脂肪族指数减少、芳香族指数以及羰基和亚砜基指数增大;随热老化温度升高,沥青的软化点和粘度升高、低温柔性降低,但不同品种沥青的抗老化性能表现出明显的差异,饱和分含量高、芳香分含量低以及芳香族指数小的沥青具有更好的抗老化性能。

    • 综合岭回归和SARIMA方法在桥梁健康监测数据分析中的应用

      2023, 23(20):8846-8853. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08846

      摘要 (34) HTML (0) PDF 7.11 M (147) 评论 (0) 收藏

      摘要:桥梁健康监测系统的实测数据普遍存在缺失问题,为了保证桥梁监测数据的完整性,更好地预测桥梁未来的健康状况,提出了一种具有样本内和样本外预测能力的组合模型。样本外预测可以基于现在数据预测未来的桥梁健康状态,样本内回归用于填补传感器数据中的缺失值,确保桥梁监测数据的完整性。由于不同位置处相同类型传感器的相关性较强,首先利用岭回归(Ridge Regression,RR)解决共线性问题,建立各传感器数据之间的关联,并预测缺失数据。接着引入季节性差分自回归滑动平均(Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average,SARIMA) 方法,利用其样本外预测能力并结合岭回归方法预测桥梁未来运行数据。然后,通过设立预警值实现健康状况预警,以保证桥梁健康运行。最后,将该方法应用于实桥中,验证了其有效性,为传感器数据填补以及预测桥梁未来状态提供了一个有效的预测模型。

    • 基于证据理论的连续刚构桥安全状态分级评估方法

      2023, 23(20):8854-8862. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08854

      摘要 (31) HTML (0) PDF 4.32 M (104) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对连续刚构桥的安全评估问题,本文基于挠度监测数据,提出了基于证据理论的连续刚构桥安全状态分级评估方法。首先,建立了连续刚构桥的四级预警等级,并提出各等级预警阈值的获取方法,形成了分级预警框架;在此基础上,利用证据理论进行信息融合,借助欧式距离构建基本信度分配函数;然后,利用熵权法更新基本信度分配,再采用Desmpster合成规则融合评估结果,从而实现桥梁安全状态的分级评估。最后,通过实例分析,验证了所提方法的有效性和可行性。结果表明:所提方法能有效的结合多层次的预警信息,实现定性和定量评估的兼顾,达到桥梁状态的综合评价;案例桥属于1类评估等级,处于较好的运行状态。

    • 岩溶地层运营期地下水上涨引起管片上浮规律研究

      2023, 23(20):8863-8872. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08863

      摘要 (31) HTML (0) PDF 20.77 M (133) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩溶地层溶隙发育,地下水流通性强,盾构隧道施工过程中浆液易流失,导致隧道运营过程中易出现上浮错台等灾害。为了研究岩溶地层盾构隧道在运营期因地下水位变化造成的管片上浮问题,通过数值模拟和现场监测,分析岩溶地层盾构隧道在运营期因地下水位上涨引起管片上浮的规律。结果表明:注浆层隧顶空洞、隧底注浆不密实和地下水位上涨是影响管片上浮的主要因素,其中隧顶空洞对管片上浮影响最大;管片隧顶注浆流失越严重,上部注浆层对管片的约束越小,地下水位上涨造成的管片上浮越明显;管片隧底注浆不密实导致管片底部和注浆层之间粘结力降低,管片上浮量增加;研究给出了管片上浮量与注浆层空洞、注浆不密实和地下水位的对应关系,可为岩溶地层盾构注浆施工质量控制提供借鉴。

    • 基于等效通行能力的施工区交通影响评价方法

      2023, 23(20):8873-8880. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08873

      摘要 (27) HTML (0) PDF 3.20 M (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国机动车保有量的持续增长,现有的城市道路资源已不满足交通需求,许多城市都在对已有道路进行升级改造,频繁的道路施工对城市交通运行产生了巨大影响。针对城市道路结构特征,提出一种适用于城市占道施工区的交通影响评价方法。结合城市道路所具有的间断流设施特点,应用等效通行能力概念给出了等效饱和度城市占道施工区交通影响评价指标;基于改进的BPR模型,给出了适用于城市道路的行程时间计算模型,并给出了行程时间可靠性评价指标评价方法;综合考虑了平均延误、等效饱和度、行程时间可靠性评价指标,提出了城市占道施工区交通影响综合评价方法,从“点”、“线”、“面”三个不同维度给出了城市占道施工区交通影响评价阈值;结合交通影响评价阈值给出了城市占道施工区交通影响范围确定流程。仿真结果表明,本文建立的基于等效通行能力的施工区交通影响评价方法解决了已有方法计算难度大,难以应用于实际的问题,且综合不同层面给出了具体的交通影响评价阈值,克服了传统方法只从单一层面确定交通影响评价阈值的缺陷。

    • 半开放式的多车场移动充电车路径优化

      2023, 23(20):8881-8887. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08881

      摘要 (23) HTML (0) PDF 3.35 M (94) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决移动充电平台投入运营成本高的问题,考虑应急服务点时间窗、流量平衡及充电车里程限制等约束,建立包括移动充电车为应急服务点提供充电服务的车辆启动成本、行驶成本和违反应急服务点的时间窗惩罚成本三者总和最小的混合整数非线性规划模型,通过分支定界法和遗传算法研究了半开放式的多车场移动充电车路径优化问题。结果表明:对半开放式的多车场移动充电车路径优化问题进行10次求解,GAP均值为1.22%,说明遗传算法具有良好的稳定性;与单车场独立服务模式对比分析,半开放式多车场联合服务可为移动充电车提供更多路径选择,减少充电车行驶里程,降低平台运营成本;对比顾客点集中分布情形,在顾客点随机分布和混合分布情形下,移动充电平台的成本节约效果更为显著。

    • >V航空、航天
    • 复合材料胶接挖补工作负荷评价研究

      2023, 23(20):8888-8894. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08888

      摘要 (19) HTML (0) PDF 2.96 M (108) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足复合材料适航维修工作负荷评价需求,提出一种针对胶接挖补的工作负荷评价指标体系与模型。首先根据扎根理论定义了胶接挖补工作负荷顶层指标;然后利用AMOS软件建立基于SEM(structural equation modeling)的工作负荷评价指标模型,并对指标分析筛选,构建出包含4个一级指标、17个二级指标的工作负荷评价指标体系;最后运用G1算法计算了指标权重系数,结合线性加权法确定了工作负荷评估模型。飞机复合材料蒙皮雷击损伤胶接挖补的工作负荷评价结果证明了模型的有效性。

    • >X环境科学、安全科学
    • 大型LNG接收站环境风险评估体系构建

      2023, 23(20):8895-8900. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08895

      摘要 (30) HTML (0) PDF 3.63 M (125) 评论 (0) 收藏

      摘要:LNG接收站的主要环境风险为介质污染,通过构建LNG接收站环境风险评估体系,从规划建设、周边环境、功能分区、运营管理、应急处置等5个维度筛选23项指标因素,运用G1模型为各项指标赋权,建立LNG接收站环境风险综合指数计算模型和评估准则。以广东省某LNG接收站为例,评估结果表明总体环境风险为一般等级,LNG储罐区环境风险达到较大等级,验证了本研究提出的LNG接收站环境风险评估体系及其计算模型具有较好的可操作性和有效性。

    • 基于多指标评估云模型的车载动力锂电池火灾风险研究

      2023, 23(20):8901-8906. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.20.08901

      摘要 (51) HTML (0) PDF 3.24 M (119) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究多影响因素下车载动力锂电池火灾风险特性,确保其安全运行,本文采用基于多指标熵权云模型的评估方法,探讨了不同风险层级下的风险指标隶属度特性,并提供了风险预防措施。结果表明,所选型号动力锂电池在风险等级Ⅲ以下的隶属度为0.684,风险整体处于可控范围;动力锂电池火灾风险事故中,发生可能性排名前五的风险指标中客观风险因素占80%,但客观风险因素发生的可能性小于人为诱发因素,后者平均维持在前者的62%左右;构建风险评估体系中电池类风险指标数达40%,其风险期望值相较其他风险因素低,可在电池生产阶段对所属的风险指标进行改进;电动汽车运行过程中对动力锂电池火灾风险影响最大的三个风险因素分别为气温过高、过充、事故撞击。

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