• 2023年第28期文章目次
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    • >Q生物科学
    • 紫外辐射时空变化规律研究进展

      2023, 23(28):11919-11926. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.11919

      摘要 (331) HTML (0) PDF 1.44 M (378) 评论 (0) 收藏

      摘要:紫外辐射(UVR)会对人体健康,陆生及水生有机体产生伤害作用。因此,了解紫外辐射在全球及我国的分布及变化状况十分重要。本文综述了UVR在全球和我国地表分布状况,及影响因素。从全球而言,赤道附近南北纬23o之间UVR最强,亚马孙热带雨林地区低于周边地区,一些高海拔地区也是UVR高值区。我国UVR分布从南向北逐渐减小,从东向西增加,青藏高原一直是高值区;从时间分布来看,北半球和我国紫外辐射强度基本一致,1-7月紫外线逐渐增强,7月达到最大值,后逐渐减弱,12月达最小值。南半球时间变化与之相反,最高值出现在1月份。且因人类活动排放的消耗臭氧层物质作用,臭氧层仍持续减少,因此到达地表UVR强度最大将增加。从影响地表UVR分布因素而言,天文因素、臭氧、云、气溶胶及大气污染物、海拔高度、地表反照率等因素均对地表UVR产生重要影响。因此,加强UVR监测与预报,以及加强UVR对陆生与水生生态系统研究对生产、生活及科学研究等领域均十分重要。

    • >TE石油、天然气工业
    • 气藏产能测井预测方法研究综述

      2023, 23(28):11927-11936. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.11927

      摘要 (242) HTML (0) PDF 7.22 M (405) 评论 (0) 收藏

      摘要:气藏产能的精准预测直接关系到开发方案的有效制定。地球物理测井能够直接从井筒中获取储层信息,并有效表征与产能相关的孔隙度、渗透率、含气饱和度等参数,因此气藏产能测井预测研究备受业界重视。本文基于国内外气藏产能预测方法的文献调研,简要阐述了影响气藏产能的主控因素之后,系统梳理和归纳总结了测井曲线特征法、数理统计法、采气指数法、人工智能法等常见的4类气藏产能测井预测方法,最后对其气藏产能测井预测方法的适用性进行了分析,并对今后气藏产能测井预测方法进行了展望。旨在通过本文的研究综述,为今后各类气田产能测井预测方法的优选提供一定的理论参考。

    • >TU建筑科学
    • 台风风特性现场实测与数值模拟研究综述

      2023, 23(28):11937-11946. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.11937

      摘要 (155) HTML (0) PDF 1.49 M (245) 评论 (0) 收藏

      摘要:台风风特性的现场实测与CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟是研究台风作用下结构风效应和城市地形风场特性的主要方法。采用综述形式,对当前台风风场特性现场实测与数值模拟研究的基本方法、主要内容、待解决问题及未来发展趋势进行了归纳及总结。现场实测台风数据为台风风特性的研究提供有力的科学根据,在数值模拟软件中对台风风场进行模拟极大方便了对台风风特性的研究。目前,台风实测数据还十分有限,台风非平稳性和地域性差异等因素导致难以用数值模拟的方式准确描述城市地形风场环境。未来,需以现场实测和数值模拟相结合的方式,总结风场特性,对城市地形风场建立适配的台风数学分析模型,得到合适的结构设计风参数选值方法。

    • >O3力学
    • 基于量纲分析的戈壁地区爆破振动衰减模型

      2023, 23(28):11947-11953. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.11947

      摘要 (89) HTML (0) PDF 3.44 M (188) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了建立预测精度较高的戈壁地区爆破振动衰减模型,首先在大量现场爆破振动监测的基础上回归得到了传统的萨道夫斯基公式;进一步通过分析与爆破效应相关的物理量,基于量纲分析法推导了可以反映柱状装药特征的成排深孔爆破振动速度预测公式;最后将推导得到的爆破振动速度预测公式与传统萨道夫斯基公式进行现场应用,验证本文爆破振动公式的准确性。研究结果表明,本文爆破振动公式在三个方向上(水平径向、水平切向和垂直向)的振动速度预测精度均高于萨道夫斯基公式,后者预测值的平均相对误差约为本文爆破振动公式的两倍。研究结果可为爆破振动的分析、预测以及安全评价提供参考依据。

    • 基于哈密顿力学的斜交网格筒-核心筒结构协同分析

      2023, 23(28):11954-11961. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.11954

      摘要 (79) HTML (0) PDF 3.55 M (162) 评论 (0) 收藏

      摘要:高层斜交网格筒-核心筒结构是由斜交网格筒与核心筒组成的新型双抗侧力体系,协同分析是结构简化计算的基础。论文采用连续化方法将斜交网格筒等效为正交各向异性连续筒体,考虑其剪力滞后效应;将开有洞口的钢筋混凝土核心筒简化为双肢剪力墙模型,建立同时考虑内外筒弯曲变形和剪切变形的并联铁摩辛柯梁模型。采用哈密顿力学求解体系对结构进行协同分析,导出结构协同工作的哈密顿正则方程,用两端边值问题的精细积分法求出结构的侧移、网格斜柱轴力和核心筒剪力墙内力,理论推导过程便捷、数值计算结果精确。与有限元方法对比,二者结果吻合良好,误差不超过5%。论文还对结构协同工作性能的影响因素进行了分析。研究结果表明,基于哈密顿力学的斜交网格筒-核心筒结构协同分析新方法,为斜交网格筒-核心筒结构分析提供了新途径。

    • >P天文学、地球科学
    • 各向异性孔隙地层随钻声波测井理论模拟及应用

      2023, 23(28):11962-11971. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.11962

      摘要 (88) HTML (0) PDF 13.86 M (243) 评论 (0) 收藏

      摘要:储层中普遍存在的各向异性和渗透性均会对弹性波传播产生影响。为满足油气资源勘探需求,对复杂储层中各向异性与渗透率的测量评价已逐渐从常规的电缆测井发展为随钻测井。本文建立了随钻声波测井模型,以Biot理论为基础研究了弹性波在横观各向同性孔隙地层中的传播机制,并对含有钻铤的充液井孔内各部分声场进行分析,导出了横观各向同性孔隙地层随钻声波测井的声场表达式。研究了随钻多极子声场模式波的频散特征。结合时间—慢度相关法分析了阵列波形中地层波和钻铤波的到时及慢度特征。计算结果表明随钻斯通利波和螺旋波速度频散曲线对地层各向异性和渗透率有不同程度的灵敏度,可用于实际资料的反演,并在此基础上处理了实钻井声波数据,对地层渗透率和各向异性进行了综合评价。本文的计算结果可作为复杂介质地层中随钻声波测井解释的理论基础。

    • 搭载低成本MEMS-IMU的RTK接收机初始对准方法

      2023, 23(28):11972-11979. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.11972

      摘要 (50) HTML (0) PDF 6.48 M (171) 评论 (0) 收藏

      摘要:搭载的低成本惯性测量单元(MEMS-IMU)的RTK接收机的初始对准是一个关键的技术问题,也是目前惯导RTK的一个挑战。针对这个问题,本文提出一种基于梯度下降的惯导RTK初始对准方法,将多矢量定姿与梯度下降相融合,有效的提高了多矢量定姿的精度。通过仿真实验和现场实验验证改进算法的有效性。试验结果表明,在不使用任何附加传感器(如磁力计)的情况下,使用低成本MEMS-IMU,仅需2~3s,就可以在91%的置信度下,对中杆倾斜40°范围内RTK的测量精度达到2.5cm,该算法的精度和收敛速度都能很好地满足惯导RTK应用的要求。

    • 基于主成分分析法优化神经网络的滆湖组黏性土抗剪强度预测

      2023, 23(28):11980-11989. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.11980

      摘要 (80) HTML (0) PDF 15.24 M (255) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究苏锡常地区滆湖组黏性土抗剪强度特性,建立抗剪强度参数预测模型;以研究区711组滆湖组黏性土物理力学试验数据为载体,运用主成分分析(principal component analysis,PCA)方法,从样本11个指标中提取影响目标变量的主成分;将其作为反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)模型的输入层,建立基于PCA-BPNN算法的滆湖组黏性土抗剪强度预测模型。结果表明:(1)当主成分数量为3时,主成分累计贡献率达93.4%;第一、二主成分贡献率分别为52.1%和36.6%;PCA算法即保留了样本大部分信息,又实现了对多维变量的降维。(2)第一主成分可归纳为土体孔隙特性,与黏聚力和内摩擦角均呈负相关关系;第二主成分可归纳为土体水稳性,与黏聚力和内摩擦角均呈正相关关系;土体孔隙特性越显著,水稳性越弱,抗剪强度越低。(3)建立了滆湖组黏性土抗剪强度参数PCA-BPNN预测模型,模型抗剪强度拟合优度为0.85,内摩擦角拟合优度为0.72;模型可靠性总体较高。可见PCA-BPNN预测模型即可降低解释变量间的多重共线性,简化了模型,又能够提升模型的泛化能力;为运用数学方法研究土体工程地质参数提供了参考。

    • >Q生物科学
    • 基于高分六号数据的东海县植被覆盖度分析

      2023, 23(28):11990-11996. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.11990

      摘要 (76) HTML (0) PDF 15.04 M (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对中国连云港市东海县地区植被进行植被覆盖度的研究及分析,本文以高分六号(GF-6)卫星数据为原始数据源,在归一化植被指数(NDVI)和像元二分模型分析方法的传统研究基础上,进一步通过不同置信度法来获取像元二分模型数据中所对应的纯土壤像元(Ssoil)值和纯植被像元(Sveg)值,从而对植被覆盖度进行遥感估测分析。结果表明:(1)植被覆盖度的估测结果对置信度的取值非常敏感,在选取置信度时,应结合数据源的卫星特征、影像特征、地域特征等合理选择,置信度应控制在2%-10%之间;(2)高分六号卫星影像能较好的估测出植被覆盖度,东海县植被覆盖等级主要呈西高东低的空间状态,这也为后续高分六号卫星在林业应用方面提供价值参考。

    • >R医药、卫生
    • 基于触屏点击的舒尔特方格注意力训练及效果量化分析

      2023, 23(28):11997-12003. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.11997

      摘要 (47) HTML (0) PDF 2.77 M (161) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要 注意力问题是青少年儿童乃至成人常见的问题。本研究设计了一种基于触屏点击的舒尔特方格训练方案,记录训练中反应时和眼动数据。实验组每3天一次进行为期一个月的注意力训练。受试者在训练前后进行IVA-CPT注意力测试。研究对比分析了训练过程中受试者反应时间、注视点分布、注视时间、扫视长度等参数,还对比了训练前后实验组和对照组IVA-CPT商数的变化。实验结果表明,实验组注意力训练后任务反应时显著缩短,眼动多种参数改善且具有统计学差异。训练后其综合尺度注意力商数等指标相较对照组有较大提升且具有统计学差异。本研究为注意力训练和训练效果研究提供一种理论依据和技术支持。

    • 电针预处理对老龄大鼠长期术后认知功能障碍影响及相关机制

      2023, 23(28):12004-12011. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12004

      摘要 (46) HTML (0) PDF 5.62 M (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的:评价电针预处理对手术诱导的老龄大鼠海马炎症和长期认知功能障碍的影响和机制。方法:60只清洁级雄性SD大鼠(20月龄)随机分为5组(n=12):假手术组(S组)、模型组(M组)、电针组(EA组)、银环蛇毒+电针组(Y+EA组)、银环蛇毒+模型组(Y+M组)。M组选取大鼠左后肢实施胫骨骨折内固定手术;EA组大鼠在进行胫骨骨折手术前5天选取足三里、内关、合谷穴进行电针刺激,疏密波2/15HZ,每次持续30min,1次/天,连续5天;S组大鼠不实施手术前电针刺激,仅在麻醉下切开皮肤并缝合,不实施胫骨骨折手术;Y+EA组大鼠在每次电针刺激前30分钟通过腹腔注射α7-nAChR拮抗剂α银环蛇毒素(α-BGT),余同EA组;Y+M组大鼠不实施电针预处理,仅在手术前5天通过腹腔注射α7-nAChR拮抗剂α银环蛇毒素(α-BGT),余同M组。术后 30天后采用新物体识别实验评价认知功能,采用尼氏(Nissl)染色检测神经元数量,免疫荧光检测小胶质细胞活化、蛋白质印迹法(Western blot)检测海马IL-6、NF-κB和IL-1β的水平。结果:行为学实验结果显示,电针预处理增加了对新物体的探索,α-BGT逆转了电针的作用。电针预处理恢复了大鼠胫骨骨折术后神经元的数量,降低了手术导致的小胶质细胞激活,降低海马phosphor-NF-κB、IL-6、IL-1β蛋白表达,而α-BGT部分逆转了电针的神经保护作用。结论:电针预处理改善了胫骨骨折内固定老龄大鼠长期术后认知功能障碍和海马炎症,其机制可能与激活α7nAChR介导的胆碱能抗炎通路有关。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 基于CEEMDAN-BO-BiGRU的矿井涌水量预测研究

      2023, 23(28):12012-12019. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12012

      摘要 (53) HTML (0) PDF 6.54 M (135) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高矿井涌水量预测的准确度,基于涌水量数据的不稳定性及随机性,提出一种自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)、贝叶斯优化(BO)与双向门控循环单元(BiGRU)相结合的矿井涌水量预测模型(CEEMDAN-BO-BiGRU)。该模型通过CEEMDAN将涌水量数据分解为多个较平稳的固有模态分量(IMF)和残差分量(Res),过滤数据噪声,提取数据不同时间尺度波动特征,降低预测误差。利用贝叶斯优化对BiGRU模型多个超参数进行迭代寻优,进一步提高模型的预测精度。之后对各分量进行超前1至3步预测预测,最终将各分量预测结果加和得到涌水量多步预测结果。以小庄煤矿矿井涌水量数据进行试验,并将CEEMDAN-BO-BiGRU预测结果与CEEMDAN-BiGRU、BiGRU、BP、SVM进行对比实验,结果表明采用CEEMDAN-BO-BiGRU组合网络模型对矿井涌水量预测结果更准确,该方法对涌水量的短时预测提供了一种新思路。

    • >TE石油、天然气工业
    • 流动单元在潮坪相碳酸盐岩储层中的应用:以川西气田雷四亚段为例

      2023, 23(28):12020-12030. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12020

      摘要 (59) HTML (0) PDF 14.98 M (1550) 评论 (0) 收藏

      摘要:四川盆地川西气田雷四3亚段潮坪相碳酸盐岩储层经历了复杂的沉积、成岩及多期岩溶作用改造,纵横向非均质性强,储层流动单元划分研究比较薄弱。通过岩心、岩屑、薄片和测井资料,总结不同沉积微相的测井响应模式,分析岩相与储集空间类型、物性之间的关系,并筛选出岩相敏感测井曲线;优选储层品质参数RQI和岩相敏感测井曲线GR、RD等参数利用聚类分析将川西气田雷四3亚段潮坪相碳酸盐岩储层划分为3类流动单元,储层岩性特征和物性特征的结合,形成了综合考虑岩相、孔渗特征、储集空间类型等参数的流动单元划分标准及采用多参数聚类、判别分析快速划分流动单元的方法。该方法既考虑了储层形成的原生沉积作用,又兼顾了该类储层多期岩溶作用改造后的物性变化,岩相、物性和储集空间类型的综合能有效避免流动单元划分的多解性。将流动单元宏观上渗流特征用微观孔隙结构进行了对比验证,认为该方法对川西气田雷四3亚段潮坪相碳酸盐岩储层流动单元划分具有较好的应用效果,可为储层品质评价、提高储层评价的精度和开发方案的制定提供依据。

    • 高温高压下钻井液循环流动摩阻实验研究

      2023, 23(28):12031-12037. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12031

      摘要 (45) HTML (0) PDF 5.31 M (138) 评论 (0) 收藏

      摘要:深层油气勘探开发过程中常面临高温高压的挑战,钻井液在高温高压等复杂工况下,其性能会发生改变,研究钻井液在复杂工况下的流动摩阻变化规律,能为特深井钻井提速及井控提供理论基础。根据实际工况要求,建立了高温高压钻井液循环流动摩阻测试装置,实验研究了温度、压力、固相颗粒及含气率对钻井液流动摩阻的影响,采用多元回归方法拟合并绘制温压摩阻系数图版,能更好阐述温压与钻井液流动摩阻的定量关系。结果表明:顺北区块钻井液流动摩阻随温度增大而减小,随压力增大而增大,摩阻系数图版能更准确体现摩阻系数与温压的定量关系,固体颗粒含量对流动摩阻影响不大,钻井液流动摩阻随着含气率增加而增大。该实验装置与分析方法,对于研究复杂工况下钻井液流动摩阻变化规律具有重要意义。

    • 吉木萨尔芦草沟组页岩油储层润湿性特征与影响因素分析

      2023, 23(28):12038-12044. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12038

      摘要 (44) HTML (0) PDF 4.11 M (129) 评论 (0) 收藏

      摘要:润湿性是页岩储层的重要物性之一,关系到开发方式的制定和生产制度的优化。借助Amott法与接触角法测定了吉木萨尔芦草沟组储层不同岩性样品的润湿性并对比了两种测试结果的差异;通过RoqSCAN技术测定了岩心表面矿物组分,结合原油组分分析了吉木萨尔芦草沟组储层在不同工作液下的润湿特征并分析了组分对润湿性的影响。此外,通过渗吸驱油实验讨论了润湿性对渗吸驱油效率的影响并筛选了适用于吉木萨尔的表活剂类型。结果表明:岩性与原油物性是影响吉木萨尔芦草沟组储层润湿性的关键因素,其中石英、绿泥石、伊利石含量更高的层段亲水性更强,白云石、黄铁矿、伊蒙混层及高岭石含量更高层段亲油性更强,长石含量对吉木萨尔芦草沟组润湿性的影响不大,原油中胶质沥青质含量更高层段亲油性更强。芦草沟组储层在地层水与瓜胶压裂液环境下普遍偏油湿,非离子类表活剂更加适用于吉木萨尔芦草沟储层,改变润湿性的性能更加稳定,能显著提高亲油岩心的渗吸驱油效率。

    • 基于机器学习的低渗透砂岩聚合物驱采收率预测

      2023, 23(28):12045-12056. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12045

      摘要 (60) HTML (0) PDF 16.37 M (157) 评论 (0) 收藏

      摘要:在恶劣的油藏条件下,化学驱提高采收率方法的可行性主要在实验室进行,以探究化学驱方案在现场实施的可能效果,但此类实验通常昂贵且费时。为了提高筛选效率和研究变量关系,进行了3个聚合物驱油实验项目,其次通过构建14种机器学习基础模型来预测低渗透砂岩聚合物驱油实验的效率。结果表明多层感知机(MLP)、随机树(RF)和极限梯度上升(XGB)模型表现最佳,它们在测试集的确定系数均为0.99,均方根误差分别为0.855、0.836和0.859。模型表明特征重要性由强至弱依次为含水率、累积注入孔隙体积、渗透率、非均质系数、孔隙度、聚合物注入量、聚合物浓度、注入压力。本研究为室内物理低渗透砂岩聚合物驱提供了可靠的数据,给出了14种机器学习模型预测性能直接对比,建立了高拟合高泛化高稳定低误差的低渗透砂岩聚合物驱预测模型,这将有助于化学驱方案快速在低渗透储层应用,以及降低失败风险。

    • 水平井蒸汽驱相带发育特征及影响因素

      2023, 23(28):12057-12063. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12057

      摘要 (25) HTML (0) PDF 6.94 M (186) 评论 (0) 收藏

      摘要:与陆上稠油油田蒸汽驱开发实践相比,海上首个蒸汽驱先导试验具有薄储层、水平井开发、大井距的特点,造成了相带发育特征认识不清,难以指导试验区高效开发的难题。基于直井蒸汽驱的“三相带两前缘”分布,应用理论分析、数值模拟及数学回归方法,开展薄层水平井大井距蒸汽驱相带发育规律研究,并确立主控因素。结果表明:水平井特有的垂直径向流渗流特征、储层薄造成的热损失、井距大导致的驱替压力梯度小综合加剧了蒸汽冷凝。冷凝水容易积蓄至储层底部形成新的热水带,呈现出“四相带三前缘”的分布特征。这种分布在不同蒸汽干度、储层厚度、注采井距下均有一定程度变化。通过评价超覆凝析因子M,确定影响相带分布的主控因素为转驱前地层压力和蒸汽干度。研究成果为试验区后续流场调控及海上其他稠油油田蒸汽驱开发优化设计提供了理论依据。

    • 致密油压后渗吸分子动力学模拟

      2023, 23(28):12064-12071. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12064

      摘要 (32) HTML (0) PDF 12.08 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:在渗吸采油过程里,致密油储层微纳米孔隙中流体的吸附散和运移行为难以通过常规实验手段来描述。采用分子动力学模拟研究在不同温度、不同时间下渗吸过程中原油从孔道置换的现象和致密油自身的赋存状态,并分析分子间的作用机制。模拟结果表明,原油的自身扩散能力和压裂液剥离能力是导致原油被置换出孔道的两种现象“析出”和“剥离”的原因。烷烃自扩散能力导致“析出”少量的游离态原油会在升温的影响下产生微弱增加,而由于压裂液对原油的配位数接近于1说明油水两相混相,大量的原油成油带状被“剥离”出孔道,剩下孔道内吸附态的原油随着温度的提升逐渐减少,并且从范德华力的角度解释原油对岩石表面的吸附是从远离压裂液一端率先发生。此外也揭示了压裂液中内部组分和岩石表面的羟基结合生成氢键和隔绝分子层使原油剥离的机理。此研究结果全面深刻的从分子尺度探究了压裂液/致密烷/纳米级孔道体系下渗吸驱油机理,对致密油开发具有指导意义。

    • 致密砂岩气藏动态水锁定量评价新方法

      2023, 23(28):12072-12079. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12072

      摘要 (45) HTML (0) PDF 7.47 M (128) 评论 (0) 收藏

      摘要:致密砂岩气藏开发过程中普遍存在水锁现象,其严重影响气相渗透率及采收率,极大制约了气藏的高效开发,因此水锁程度的准确评价对于气藏精细开发尤为重要。本文通过致密砂岩储层微观孔喉结构分析及基本渗流原理,结合动态生产参数,建立了孔隙度、生产压力梯度与水锁效应之间的数学联系,创新性的提出了动态水锁指数的概念,从而对生产中的水锁程度进行定量化的表征。进而将微观下的表征结论推广到宏观,从微观尺度到宏观尺度对水锁状况进行定量化的分析,明确了不同生产压力梯度与孔隙度对水锁效应的影响程度,建立了一套动态水锁程度定量评价新方法。通过对研究区实际生产资料进行对比分析,进一步验证了该评价方法的准确性与可行性,运用该方法能够对致密砂岩气藏中的水锁程度进行定量化的分析和监测,从而为剩余气分布状况的明确及下一步增产工艺措施的设计提供指导。

    • >TH机械、仪表工业
    • 双层桨叶搅拌罐内固液混合均匀度研究

      2023, 23(28):12080-12090. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12080

      摘要 (39) HTML (0) PDF 16.10 M (764) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高工程中双层搅拌罐的搅拌均匀性,使用ANSYS Fluent,通过Euler多相流模型以及标准k-ε 的湍流模型对双层桨叶搅拌罐内固液混合过程进行模拟。分析了不同转速、桨叶的直径和桨叶间距离对搅拌罐内固液混合均匀度影响,并结合罐内速度对固液混合过程进行定量分析。结果表明:当转速低于300 r/min时,搅拌罐内不会出现均匀悬浮,当转速为300、400 r/min时,出现完全离底悬浮,继续增大转速反而降低搅拌效果;当桨叶直径为0.5 D时,搅拌罐内固相分布均匀性好;当桨叶距离为390 mm,J1型桨叶的固相有较好的悬浮,当桨叶距离为440 mm,J2型桨叶的固相有较好的悬浮;当距离大于440 mm时,固相大多沉积在搅拌罐底部;桨叶直径和桨叶数量对 几乎没有影响,转速对 影响较大;在J1型桨叶组合,转速为400 r/min、桨叶距离为390 mm时的 最低;在J2型桨叶组合,当转速为300 r/min、桨叶距离为440 mm时的 最低;转速为300 r/min时J2型桨叶搅拌更好,转速为400 r/min时,J1型桨叶搅拌更好。在最佳参数组合下,搅拌24 s即可达到最好的搅拌效果。

    • >TK能源与动力工程
    • 数据中心热管背板送风对芯片温度影响的模拟研究

      2023, 23(28):12091-12100. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12091

      摘要 (25) HTML (0) PDF 13.61 M (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:分离式热管系统通常依据服务器负载变化来调节背板风量,降低数据中心的运行能耗和提升设备的安全性,但风量降低会影响服务器芯片散热效率,可能造成芯片过热失效。为了分析风量变化对芯片热安全的影响,基于机柜、服务器和芯片的结构和运行参数在ICEPAK中建立机柜物理模型,并耦合分离式微通道热管一维稳态换热模型,描述数据机房用热管背板冷却机柜服务器的全流程换热过程,研究了不同服务器负载下风量对芯片温度的影响。在标准工况下(机房温度27 ℃,冷水进水温度18 ℃,风量1 400 m3/h),当服务器负载为6 kW时,芯片平均温度为54.1 ℃,热管的能效比为60。在满足机柜冷量需求的基础上,降低风量至额定风量(1 400 m3/h)的43%(600 m3/h),会使得芯片散热器表面平均风速降低37%,芯片与空气之间的热阻升高35%,导致芯片温度和服务器排风温度分别升高至75.7 ℃和56.5 ℃。此时,芯片依然在安全温度(<85 ℃)运行,热管背板的能效比提升了132%。当服务器负载降低为4 kW和2 kW时,在保证芯片安全运行的前提下,可分别降低背板风量70%和85%,热管背板的能效比提升245%和600%。

    • >TL原子能技术
    • 基于贝叶斯优化与CBAM-ResNet的乏燃料剪切机故障诊断方法

      2023, 23(28):12101-12107. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12101

      摘要 (31) HTML (0) PDF 5.97 M (127) 评论 (0) 收藏

      摘要:乏燃料剪切机是动力堆乏燃料后处理首端的重要设备,状态监测与故障诊断对于保证乏燃料剪切机的安全运行、避免重大事故、减少其维修时间和费用有着重要的作用。针对目前我国针对乏燃料剪切机的故障诊断研究少、数据获取难度大、故障诊断的准确率低等问题,构建基于贝叶斯优化与卷积块注意力模块CBAM的残差神经网络模型。首先在利用双声道差分法对噪声降噪,将其转化为梅尔频谱图并进行数据增强;其次引入CBAM对残差网络进行改进,提高网络的深层次特征提取能力,并利用贝叶斯优化算法训练优化器等超参数,得到最优超参数后重新训练网络模型。最后,通过实验结果显示所构建模型的诊断准确率为93.67%,对比其他方法有显著的提高。

    • >TM电工技术
    • 基于MATLAB/Simulink仿真的永磁同步电机新型超螺旋二阶滑模转速控制

      2023, 23(28):12108-12114. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12108

      摘要 (67) HTML (0) PDF 3.29 M (155) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步提高永磁同步电机转速外环控制性能,设计了一种新型超螺旋二阶滑模转速控制器。基于传统超螺旋算法,提出了一种新型超螺旋算法,包括设计了变指数取代传统算法中非线性项的常指数,采用分数阶代替整数阶,构造了变边界层非线性指数函数取代开关函数。采用新型超螺旋算法设计永磁同步电机转速控制器,并进行MATLAB/Simulink仿真,过程中使用鲸鱼算法优化控制参数。所得仿真结果为:相比指数趋近律与传统超螺旋算法,采用新型超螺旋算法设计的转速控制器的转速超调、转速受扰时的下降幅度、转速稳态跟踪误差最小。根据仿真结果,得出结论为:新型超螺旋二阶滑模转速控制器在系统收敛能力、抗扰能力及抖振抑制能力方面均优于指数趋近律滑模和传统超螺旋二阶滑模转速控制器。

    • 开关磁阻电机定子两侧极靴和转子两侧开槽的优化

      2023, 23(28):12115-12121. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12115

      摘要 (27) HTML (0) PDF 9.41 M (84) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对开关磁阻电机表现出较高的转矩脉动和较大的振动幅度,本文提出一种改进的开关磁阻电机结构,即在定子齿两侧添加极靴和转子极两侧开槽。在定子齿两侧添加极靴,提高电机的最小电感,来增大换相区间的最小转矩,以降低电机的转矩脉动;在转子两侧开槽,改变气隙磁密的方向,增大气隙磁密的切向分量的同时减小气隙磁密的径向分量,来减小径向力的波高,进而减小电机的振动。对于极靴参数和开槽参数最优值的确定,本文通过改进的NSGA-Ⅱ算法将控制参数(开通角和关断角)与结构参数(极靴参数和开槽参数)进行协同优化。通过仿真和实验证明,优化后的电机模型相较于初始模型,电机的平均转矩得到提高、转矩脉动得到降低,且电机的振动得到了减小。

    • 基于PI实时数据库的低压配电网降损辅助决策方法

      2023, 23(28):12122-12127. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12122

      摘要 (29) HTML (0) PDF 2.59 M (99) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步提高低压配电网的降损效果,提出一种基于PI实时数据库的低压配电网降损辅助决策方法。通过PI实时数据库,计算低压配电网中的三相相线和中性线线损,判断出中性线负荷不平衡极易导致出现较大的损耗;将温度作为影响低压配电网损耗的主要因素,凭借增加低耗能变压器占比、增加导线截面积以及优化配电网运行方式,完成配电网降损决策。并在某市树干式低压配电网中进行试验测试,测试结果表明,所提方法可以有效改善配电线路负荷不平衡的情况,对比未降损前的各相相线和中心线损耗,降损后的损耗值出现了明显下降趋势,且所提方法的总线损率相对较低,均控制在2%以内。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 多频段外辐射源无人机检测实验研究

      2023, 23(28):12128-12135. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12128

      摘要 (44) HTML (0) PDF 8.48 M (114) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,基于无源双基地雷达的无人机检测手段一直受到国内外研究人员的广泛关注。但常规双基地雷达的无人机检测方法需要作参考信号重构和杂波抑制等手段,使得检测算法较为复杂。基于循环谱的检测算法在不经信号重构和杂波抑制下,利用外辐射源雷达的循环平稳特性和循环谱的强抗噪性,可直接提取到旋翼无人机的微动特征。但该方法使用单频外辐射源雷达,在检测的稳定性和连续性上,由于受到目标距离、俯仰角度等因素的影响而显得力不从心,且检测精度不高。该文从外辐射源信号的循环平稳特性出发,提出了基于多频段外辐射源雷达的无人机检测方法。实测实验表明,使用多频段外辐射源检测时无人机回波信号的循环谱等高图识别率要高于单频段外辐射源雷达,多频联合处理能使检测性能更加平稳。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 电动汽车充电站火灾多目标实时检测与预警方法

      2023, 23(28):12136-12144. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12136

      摘要 (48) HTML (0) PDF 16.18 M (125) 评论 (0) 收藏

      摘要:电动汽车在充电过程中易发生火灾事故,为了提高电动汽车充电站火灾检测实时性,提出一种基于YOLOv4-Tiny-CBAM的电动汽车充电站火焰烟雾多目标实时检测与预警算法:选用YOLOv4-Tiny轻量级网络模型实现在低算力平台流畅运行;引入Kmeans-GA算法重新计算锚框值;引入卷积注意力机制模块(CBAM)以加强网络对火焰烟雾特征提取能力以提升检测精度;将电动汽车充电站监控视频作为模型检测输入源,实现就地端实时检测。实验结果表明:该改进算法模型参数量为6.143M,视频检测FPS值为43,mAP值为86.76%,具有较好的目标连续跟踪能力,满足实时检测的需求,对无人化电动汽车充电站安全运行以及火灾应急处置具有重要意义。

    • 基于改进动态因子的鲸鱼优化算法

      2023, 23(28):12145-12151. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12145

      摘要 (56) HTML (0) PDF 4.81 M (130) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现鲸鱼优化算法的种群多样性、减小计算复杂度,构造具有搜索上下界的初始种群。进一步,设计动态收敛因子和动态权重因子,以提高算法的收敛速度和计算精度,在此基础上,提出基于改进动态因子的鲸鱼优化算法并证明了其收敛性,分析了其复杂度。为了验证新算法优化性能和普适性,将改进的鲸鱼优化算法与其他优化算法进行比较,并将其应用到无人机路径规划中。结果表明:基于改进动态因子的鲸鱼优化算法相比于其他优化算法有更好的收敛精度和更快的收敛速度。可见,基于改进动态因子的鲸鱼优化算法性能更好,能更高效的完成任务。

    • 基于显微聚焦的磨头表面测量与三维重构

      2023, 23(28):12152-12158. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12152

      摘要 (20) HTML (0) PDF 8.20 M (96) 评论 (0) 收藏

      摘要:为定量分析磨头表面磨粒形状、尺寸和分布状态,提出一种基于显微聚焦原理的表面测量与重构方法。首先给出了根据显微聚焦原理的定焦准平面测量和三维重构策略。然后针对测量策略中关键的聚焦或离焦程度分析,推导构建了背景差、灰度差和梯度差相结合的聚焦锐度函数。并采用正态高斯插值方法解决了图像离散采集存在错失最佳聚焦位置或焦准平面的问题,给出了任意像素位置对应点的空间坐标。最后通过电子金相显微镜上进行的磨头表面图像采集和三维重构实验表明,该方法重构表面磨粒的形状、尺寸、分布均与实际磨头基本一致,磨粒最大特征尺寸误差可控制在2 μm以内,最大分布误差在3 μm以内,具有较好的准确性和可靠性。

    • 改进YOLOv5的多车辆目标实时检测及跟踪算法

      2023, 23(28):12159-12167. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12159

      摘要 (67) HTML (0) PDF 8.71 M (249) 评论 (0) 收藏

      摘要:多车辆目标跟踪时间主要花费在车辆检测模块和对每个车辆表观特征提取模块,一般情况下,车辆检测和车辆表观特征提取是在不同的神经网络中进行的,且一张图中的车辆目标越多,对车辆表观特征提取耗费时间的也越多,推理时间也相应变长。针对这一问题,基于经典的Tracking-By-Detection模式,提出一种改进的YOLO模型:在YOLO网络中添加ReID特征识别模块,使YOLO在输出目标位置信息的同时输出目标特征信息,以提高算法的跟踪速度。针对车辆间彼此覆盖的情况,提出一种基于动态IOU阈值的非极大抑制算法,以提高算法的跟踪精度。最后将YOLO输出的信息进行数据匹配,从而实现多目标跟踪。在UA-DETRAC数据集上验证改进模型的有效性,实验结果表明,将YOLOv5网络进行改进后运用在目标跟踪算法中,相对于经典的YOLO+DeepSORT跟踪模型,在车辆密集的情景下平均推理时间减少了17%;在改进后的网络上添加动态IOU阈值非极大抑制,跟踪精度提高了3.9个百分点。改进后的模型有较好的实时性与跟踪准确率。

    • 基于二维卷积神经网络的无线局域网室内定位系统

      2023, 23(28):12168-12174. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12168

      摘要 (41) HTML (0) PDF 3.97 M (155) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善现有无线局域网(Wireless Fidelity, WIFI)室内定位算法的精度与复杂度问题,提出了一种基于二维卷积神经网络(2D-Convolutional Neural Network,2D-CNN)的WIFI室内定位算法。该算法将在线阶段的复杂性转移到离线阶段,在线阶段中仅使用2D-CNN网络进行训练;在离线阶段中,采集定位区域各采集点可接收到的所有无线接入点(Access Point,AP)的接受信号强度(Received Signal Strength Indicator,RSSI)值,并根据其计算峰值,二者结合构成位置指纹图像。再使用滑动窗口进行数据集扩充,最后将其引入到2D-CNN网络模型中进行训练,建立定位模型并完成定位。实验结果表明,在当前室内环境中,该算法的平均定位精度达99.58%,证实了不同参数、优化算法及模型架构选择的正确性。

    • 基于攻击图的物理信息系统网络安全风险评估

      2023, 23(28):12175-12181. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12175

      摘要 (18) HTML (0) PDF 3.64 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:在过去十年中,针对电力系统等典型物理信息系统的网络攻击事件数量有所增加。现有物理信息系统风险评估技术只对OT系统或IT系统一个物理信息系统层的影响进行评估,难以精确反应物理信息系统的真实风险程度。本文提出了一种基于攻击图的物理信息系统定量风险评估方法,首先,基于物理信息系统的实际双系统层架构,构建了物理信息系统风险评估模型;同时综合考虑攻击者的能力、攻击行为的特点和目标网络的特点,给出了分析攻击路径选择概率的方法;然后,分别从OT系统和IT系统两个层面综合分析物理信息系统的影响因子,量化系统的风险值。最后,构建物理信息系统评估模型并进行仿真,验证了所提方法的有效性和准确性。

    • >TU建筑科学
    • CT技术下掺煤矸石和电石渣的生土材料损伤演化及孔隙研究

      2023, 23(28):12182-12192. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12182

      摘要 (48) HTML (0) PDF 16.63 M (107) 评论 (0) 收藏

      摘要:以煤矸石和电石渣作为生土改性掺料,通过对生土试件进行轴压下CT扫描试验,得到各阶段荷载作用下的应力-应变曲线、材料内部破坏过程、CT图像等。研究各扫描断面CT图像、CT数与试件破坏过程演化规律,分析CT图像、CT数和应力应变的关系,计算材料各断面孔隙率,引入损伤度来建立材料孔隙与损伤之间的联系。结果表明:在不同应力状态下,XY扫描断面CT图像中裂缝是由四周以环状的形式向内部延伸,YZ扫描断面的破坏从上下表面产生,试件内部的密实度高,试件边缘抵御变形能力相比内部较差。试件受“环箍效应”影响显著,试件底部CT数大于上部,但是XY-2断面CT数小于其它断面,出现大量孔隙和裂缝。低应力状态时,试件上部孔隙率变化大于下部,在峰值应力时,孔隙率波动明显,变化幅度为-43%~+500%。峰值应力后,试件上部孔隙率迅速减少,下部则相反。通过对无纲量损伤度的计算,损伤度表现出随应力的增加先增大后减小再增大的规律。本研究可为生土改性材料的损伤演化规律和材料的损伤本构关系提供参考。

    • 水盐含量对寒旱区黄土状盐渍土强度特性和渗透特性的影响

      2023, 23(28):12193-12203. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12193

      摘要 (39) HTML (0) PDF 23.38 M (134) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究含盐量和含水率对黄土状盐渍土力学特性的影响,本文通过人工配制不同含盐量的黄土状盐渍土进行室内三轴试验,分析了不同含盐量和含水率条件下的黄土状盐渍土抗剪强度参数和渗透系数的变化规律。结果表明:低含水率时,盐渍土的抗剪强度参数随含盐量的增大呈现出先增大后减小的趋势,在无水硫酸钠掺量为3.2%时,抗剪强度指标达到最低;高含水率下,盐渍土的抗剪强度参数随着含盐量的增大而减小;在含盐量一定的条件下,盐渍土的抗剪强度参数均随含水率的增大而减小,且含盐量越高,抗剪强度指标随含水率的变化越明显。另外,含盐量一定时,随着含水率的增大,盐渍土的渗透系数呈现明显增大趋势;在含水率一定的条件下,盐渍土的渗透系数随含盐量的增大而减小,且含水率越高,渗透系数随含盐量的变化越大。

    • 新型灌浆套筒凸肋深度力学性能研究

      2023, 23(28):12204-12214. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12204

      摘要 (30) HTML (0) PDF 16.76 M (98) 评论 (0) 收藏

      摘要:良好灌浆套筒的力学性能是保证装配式结构整体性的关键。论文结合粘结滑移理论,通过对套筒凸肋深度轴向应力、各肋Mises应力、灌浆料第三主应力及套筒极限应力等参数的分析,着重研究新型灌浆套筒凸肋深度对其力学性能的影响。结果表明:套筒凸肋深度与其极限应力有着明显的对应关系,套筒凸肋深度增加,套筒极限应力逐渐增大;套筒凸肋深度与位移有着明显对应关系,套筒凸肋深度增加,其位移变化较缓,但总体位移相差不大;套筒凸肋深度与灌浆料第三主应力有明显关系,套筒在一定凸肋深度范围内,其内部凸肋深度的增加有利于提高灌浆套筒整体力学性能,当凸肋深度超过一定范围后,试件承载力有所下降。

    • 煤基固废复合改性剂高温重构钢渣的性能及机理研究

      2023, 23(28):12215-12224. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12215

      摘要 (33) HTML (0) PDF 12.86 M (82) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了促进钢渣和煤基固废的综合利用,研究了煤基固废复合改性剂(CMCSR)(煤气化渣-硅钙渣-煤田区域水库底泥)对高温重构钢渣的胶凝性能和体积稳定性的影响,采用XRD、SEM、EDS等测试方法,对重构钢渣的物相组成、微观结构及高温重构机理进行了分析。发现CMCSR可以提高钢渣的胶凝性能,显著降低了钢渣中f-CaO含量。当重构温度为1250℃,CMCSR掺量为25%时,重构钢渣28d活性指数比原钢渣可提高16.1%,重构钢渣中f-CaO的含量由4.04%降至1.90%,满足GB/T20491-2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》中f-CaO含量≤3%的要求。CMCSR掺量由15%增加至35%,重构钢渣中形成透辉石(CMS2)、钙铝黄长石(C2AS)、C3A等硅铝基矿物。高温重构过程促使RO相中的FeO转变为镁铁尖晶石(MgFe2O4)和磁铁矿(Fe3O4)。重构温度为1250℃,掺25% CMCSC的重构钢渣形成结晶良好、粒径可达10μm以上椭圆形的C2S颗粒。研究表明,掺入煤基固废复合改性剂的高温改性钢渣,其体积稳定性、胶凝活性和易磨性得到了有效改善,从而为钢渣的低能耗细磨加工进行制品开发,或在水泥和混凝土中的直接应用提供了可能,实现了煤基固废与冶金固废的协同利用。

    • 某制冰洁净车间气流组织的数值模拟及优化设计

      2023, 23(28):12225-12233. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12225

      摘要 (20) HTML (0) PDF 7.19 M (69) 评论 (0) 收藏

      摘要:制冰洁净车间中设计良好的气流组织能快速去局部短时间触发的污染物,能有效减少产品暴露在污染环境中的时间,因此对洁净车间气流组织进行优化设计是非常有必要的。本研究基于CFD技术以某低温制冰洁净车间为研究对象,探究不同洁净风柜布置方案和不同运行工况对洁净车间中污染物排除速率和温度均匀性的影响,并寻求更优的布置方案和运行工况。通过不同布置方案的对比模拟,发现吸风口的位置对于颗粒物去除效率有非常大的影响;通过单因素模拟并进行因素交互性分析得出结论,当送风角度为45°,换气次数为30次/h时,洁净车间生产区域的环境参数最佳,与优化前的环境参数对比,60s内的颗粒物去除效率提高了5.3%,温度均匀性提高了22.3%。

    • >U交通运输
    • 关门车对空重车混编列车安全性影响

      2023, 23(28):12234-12240. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12234

      摘要 (28) HTML (0) PDF 4.69 M (103) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究关门车对空重车混合编组货运列车安全性的影响规律,根据车辆系统动力学理论和列车动力学理论,建立了机车+16重车+空车+31重车+空车+16重车编组的空重车混编列车动力学模型,并分析了列车中存在关门车时在直线和曲线线路上分别以80 km/h、85 km/h、90 km/h制动初速制动时,列车中各车辆的脱轨系数、轮重减载率的变化情况。结果表明:列车中的关门车及其他车辆的脱轨系数、轮重减载率都符合《机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》(GB/T 5599—2019)标准的规定;当关门车为空车时,其脱轨系数以及轮重减载率均明显大于列车中重车关门车和其余车辆的值;当列车中的关门车是重车时,其脱轨系数稍大于列车中其余车辆的脱轨系数,但轮重减载率与列车中其余车辆的值无明显差异。随着制动初速的增加,列车中所有车辆的脱轨系数和轮重减载率都随之增大;曲线运行时的脱轨系数和轮重减载率都大于直线线路上运行时的值。

    • 超薄磨耗层高黏高弹沥青混合料性能研究

      2023, 23(28):12241-12249. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12241

      摘要 (46) HTML (0) PDF 8.41 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:为给超薄磨耗层提供一种性能优良的沥青混合料,通过优化级配并以高黏高弹改性沥青为胶结料研制骨架密实型高黏高弹沥青混合料。借鉴SAC( stone asphalt concrete)级配设计方法,以8 mm为集料最大粒径,改变4.75 mm筛孔通过率得到骨架嵌挤程度不同的3种SAC-7级配。通过室内试验和控制变量的方法,分析级配、沥青用量、压实度、粉胶比等对骨架密实型高黏高弹沥青混合料路用性能影响。研究表明:当高黏高弹沥青混合料中粗集料嵌挤程度≥90%,油石比在7.3%~7.9%,粉胶比在0.8~1.2时,沥青混合料综合性能最优。采用SAC设计方法设计的高黏高弹沥青混合料应用于超薄磨耗层具有优良的路用性能,能够满足高等级道路养护需求。

    • 基于车桥耦合振动的波形钢腹板箱梁体外预应力束疲劳损伤评估

      2023, 23(28):12250-12257. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12250

      摘要 (41) HTML (0) PDF 8.63 M (76) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于ANSYS建立精细化波形钢腹板箱梁桥数值模型,开展体外束疲劳分析。利用MATLAB编制了考虑车辆类型,行车位置、速度、车头距及轴重等因素的随机车流程序。采用雨流计数法计算24小时内随机车流作用下体外束应力等效应力幅以及等效应力循环次数。修正Muller研究结果,提出应力比低于0.035且考虑侧向弯曲磨损作用下的钢绞线S-N公式。利用Miner累积损伤准则并考虑冲击系数的影响,推算波形钢腹板箱梁桥体外预应力束的疲劳损伤度及剩余疲劳使用寿命,同时分析了桥梁跨径对体外束疲劳损伤的影响。研究结果表明,移动荷载对不同位置处体外束应力影响线的大小顺序为:中跨跨中位置>边跨跨中位置>中跨1/4跨位置,中跨跨中位置处的体外束应力受到的车辆荷载的影响较大;随机车流对体外束产生的疲劳损伤随跨径增加而减小。

    • 连霍高速杏花村1号大跨扁平超大断面隧道开挖方案研究

      2023, 23(28):12258-12264. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12258

      摘要 (42) HTML (0) PDF 6.43 M (92) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究大跨扁平超大断面隧道围岩和支护结构受力变形影响,以连霍高速杏花村1号隧道为工程背景,采用有限元软件FLAC3D对V级围岩进行数值模拟,对双侧壁导坑法和三台阶四部开挖法在隧道开挖时的位移、塑性区、初期支护应力的影响规律进行了研究,提出适用于大跨扁平超大断面隧道不同地质条件下安全经济的开挖方法。对比分析结果表明:隧道开挖时,采用三台阶四部开挖法的隧道拱顶位移、临时支护结构的应力、隧道岩体周边位移较采用双侧壁导坑法大。双侧壁导坑法安全性更高,对围岩位移的控制效果更好,为今后此类工程的施工提供经验和理论指导。

    • 利用出租车GPS轨迹数据进行短时交通流量预测:以重庆市解放碑街区为例

      2023, 23(28):12265-12274. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12265

      摘要 (66) HTML (0) PDF 13.48 M (136) 评论 (0) 收藏

      摘要:交通流量预测是智能交通系统的重要组成部分。本文以重庆市解放碑街区为研究区域进行交通流量预测分析,基于研究区域内出租车GPS轨迹数据处理获取时间间隔为5min、10min、15min的交通流量序列。同时为充分挖掘交通流量序列特征规律,减小序列非线性、非平稳性带来的影响,本文提出一种基于信号分解的预测模型GE-RL。通过一般线性模型(GLM)将原始序列分解成周期序列、趋势序列和残差,同时引入经验模态分解方法(EMD)对残差进一步分解以充分挖掘序列特征;模型预测方面,构建随机森林模型(RF)对周期序列和趋势序列进行预测,接着引入长短期记忆网络模型(LSTM)构建RF-LSTM残差模型对EMD分解的各分量进行预测,通过叠加各模型预测成果得到最终预测结果;同时为验证模型精度,设置对照模型进行比对。结果表明,所构建的GE-RL模型在预测精度上均高于对照模型,可以满足基于不同样本时间间隔的交通流量预测的需要。

    • 无交通信号路口行人过街的人车交互过程研究

      2023, 23(28):12275-12281. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12275

      摘要 (37) HTML (0) PDF 3.73 M (120) 评论 (0) 收藏

      摘要:自动驾驶汽车要进入人车混行的无交通信号路口,需确保与行人之间的交互安全,为解决这一问题,现以非自动驾驶汽车为研究对象,探索其与行人在无交通信号路口的交互过程。本文选取北京市内两处无交通信号灯的路口作为研究场景进行长期拍摄,基于视频数据从中提取行人的个体属性变量、行人的穿越行为变量、车辆的穿越行为变量以及间隙数据,将行人的过街行为分为穿越前、中两个阶段进行研究。结果表明,穿越阶段对行人的穿越时间具有显著性影响,穿越路口对行人的穿越时间不具有显著性影响。对于穿越前的等待时间,在有右转车道下对其具有影响的因素有行人的拒绝车辆个数和来自方向,在无右转车道下对其具有影响的因素有行人的拒绝车辆个数和起始位置。对于穿越中的穿越时间,在有无右转车道下对其具有影响的因素均为穿越人数和车辆1的行为。今后自动驾驶汽车行驶到无交通信号路口时,可以通过此结果去识别行人,并判断出行人的穿越时间,以便及时做出相应的措施。

    • 航线网络连接驱动因素分析

      2023, 23(28):12282-12290. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12282

      摘要 (22) HTML (0) PDF 19.48 M (166) 评论 (0) 收藏

      摘要:民航运输是国家综合运输系统的主要部分,其能够增强区域间的连接性,推动区域社会经济的发展。因此研究民航航线网络连通性的驱动因素具有现实意义。首先以内蒙古自治区为研究对象,运用社会网络分析法对航线网络连通性进行评价。其次采用最小二乘法和地理加权回归方法,分析航线网络连通性的驱动因素。结果表明,第三产业增加值、居民可支配收入、旅游人数和政府规划等级等因素对内蒙古自治区内航线网络连通性具有显著的驱动性,且相应的驱动因素存在明显的空间分布特性。研究结果对加强内蒙古自治区内航线网络的连通性具有实际意义。

    • >V航空、航天
    • 机头波纹度对全静压探头测孔压强的影响

      2023, 23(28):12291-12299. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12291

      摘要 (29) HTML (0) PDF 26.89 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确掌握飞机机头波纹度对全静压探头周围绕流及测孔压强的影响规律,对于提高飞机高度测量系统自身精度及其误差分析具有重要意义。论文采用计算流体力学方法,开展了机头波纹度对全静压探头测孔压强的影响规律研究。针对单独探头构型,进行了数值模拟方法的验证。针对单独机头构型,研究了波纹度对探头预安装位置附近的空间区域压强的影响规律。针对探头与理论机头和波纹度机头的组合构型,研究了波纹度对全静压探头绕流及测孔处压强的影响规律。结果表明:文中数值模拟方法能够满足机头全静压探头流场的数值模拟要求;波纹度对探头测孔处压强系数的影响变化量随着马赫数增加而增加;当马赫数固定时,波纹度的影响在第一组测压孔处随迎角增大而减弱,而在第二组测压孔处随迎角增大先增加再减弱。

    • 机身壁板内压剪切联合加载试验研究

      2023, 23(28):12300-12306. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12300

      摘要 (15) HTML (0) PDF 7.57 M (65) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示内压剪切联合载荷作用下机身壁板承力特性,采用D夹具模拟机身壁板边界条件,通过充气的方式施加内压载荷,通过扭转单闭室盒段的方式施加剪切载荷,并完成了内压试验、剪切试验和内压剪切联合试验。试验实测应力与理论结果吻合良好,试验显示内压剪切联合试验机身壁板蒙皮的应力水平和应力分布是内压试验和剪切试验机身壁板蒙皮应力水平和应力分布的叠加。但由于内压载荷作用下机身壁板外法线方向变形和剪切载荷作用下机身壁板内法线方向变形的叠加,导致内压剪切联合试验中蒙皮的实测应力与理论应力的误差较单独载荷试验的误差增大,应力分布精密度也变差。

    • 基于条带状模型的航空器巡航阶段尾流风险区计算

      2023, 23(28):12307-12315. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12307

      摘要 (19) HTML (0) PDF 6.22 M (93) 评论 (0) 收藏

      摘要:为缩短巡航阶段尾流间隔与垂直间隔,提高空域利用率,首先建立尾流运动模型与尾流耗散模型,使用条带状模型计算后机遭遇前机尾流的气动力矩,以滚转力矩系数极限值作为衡量尾流风险的指标,计算不同机型、不同高度层以及不同起飞重量下的尾流危险区域,并对其影响范围进行分析。最后结合危险区与后机航道的重叠范围确定最小尾流安全间隔。结果表明:与近地阶段相比,巡航阶段尾流初始环量大,耗散速度快。高度层增高会使尾流下沉加快,尾流危险区与垂直间隔增大,水平间隔减小;飞机重量增大会使尾流危险区与垂直间隔变大,水平间隔减小;超重型机的危险区远大于重型机与一般重型机。中型机与不同重型机的水平间隔可缩减38%-57%,垂直间隔至少可缩减至100m。研究结果为制定巡航阶段尾流安全间隔标准具有实际参考价值。

    • 生鲜农产品无人机集货中心鲁棒选址问题研究

      2023, 23(28):12316-12323. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12316

      摘要 (26) HTML (0) PDF 4.86 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国部分山区高附加值生鲜农产品“最初一公里”已采用无人机运输模式,其中无人机集货中心的选址是提高时效性的关键,但各产区生鲜农产品产量的不确定性增加了选址的困难。针对该问题,引入多面体不确定集合刻画生鲜农产品产量的不确定性,考虑生鲜农产品分类及无人机集货中心分型,构建一个以总加权新鲜度最大化为目标的鲁棒选址优化模型。通过鲁棒对等理论将模型转化为混合整数规划,采用通用代数建模系统(general algebraic modeling systems, GAMS)中CPLEX 求解器求解。案例分析表明:通过对四川雅江县野生菌无人机集货中心进行选址优化,运输量提高36%,新鲜度提高63%,单次运输时间节约84%,验证了模型的可行性和有效性;且在40组不确定水平和扰动比例随机组合的实验中,仅出现三种不同选址方案,说明模型具有较强的鲁棒性。

    • 基于改进对抗解释结构模型和交叉影响矩阵相乘法的多航站区分区运行设计影响因素分析

      2023, 23(28):12324-12332. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12324

      摘要 (33) HTML (0) PDF 3.02 M (88) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大型民用运输机场多航站楼、多机坪复杂布局形式,为科学确定多航站区分区使用模式。在构建多航站区分区运行影响因素集的基础上,运用模糊集理论对对抗解释结构模型(Adversarial Interpretive Structure Modeling Method, AISM)进行改进,通过模糊可达矩阵对水平截距分布进行深入分析,进而得到多航站区分区运行影响因素的多层级模型。最后结合对抗层级拓扑图以及模糊驱动力-依赖性图对因素之间的关联性和逻辑性进行分析,并以粤港澳大湾区某干线机场的远期规划进行实例验证。结果表明:航空公司年旅客运量和航空公司高峰小时旅客数量驱动力较高而依赖性较低;机位分配与使用策略、分散式航站楼间捷运系统的通达性驱动力较低而依赖性较高。综合对抗层级拓扑图所揭示的表层、中间层、深层影响因素可知,航司年旅客运量和高峰小时旅客数量是影响分区运行设计的最根源和关键的因素。

    • 基于机器学习的离港航空器滑出时间预测

      2023, 23(28):12333-12339. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12333

      摘要 (43) HTML (0) PDF 5.60 M (103) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确地预测航空器的滑出时间对于提升机场场面运行安全和效率至关重要。基于机场场面运行态势分析,获得进/离港航空器滑行的时空分布特征,从而准确定义同时段离港航空器数量、进港航空器数量、起飞队列长度。基于影响因素进行相关性结论分析,构建了基于机器学习的航空器滑出时间预测模型,并使用中南某枢纽机场2周的实际运行数据对模型进行了验证。结果表明:(1)滑出时间影响因素相关性大小排序为:起飞队列长度、同时段起飞航空器数量、半小时平均滑出时间、同时段落地航空器数量、起飞使用跑道、滑出距离。(2)机器学习方法能实现对航空器滑出时间的有效预测,分类器的优劣排序为支持向量机(support vector machine,SVM)、BP(back propagation,BP)神经网络、随机森林(random forest,RF)。(3)引入弱相关的影响因素后,滑出时间预测精度会有一定程度的降低。

    • >X环境科学、安全科学
    • 工艺条件对厨余垃圾生物干化效果的影响

      2023, 23(28):12340-12346. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2023.23.28.12340

      摘要 (48) HTML (0) PDF 5.16 M (90) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究各工艺条件(调理剂类型、调理剂添加比例、通风速率)对厨余垃圾生物干化效果的影响,为厨余垃圾生物干化工程应用提供指导。本实验分别选取3种调理剂、4个调理剂添加比例、4个通风速率,分析生物干化过程中物料的温度、含水率、VS降解率变化,评价其生物干化效果。结果表明,添加木屑作为调理剂可以缩短升温期、延长高温期,物料含水率降低了31.97%,比只有厨余垃圾的对照组高18.57%。添加15%木屑的处理组生物干化效果最佳,温度最高可达63.8℃,含水率降低了32.36%。不同的通风速率影响物料的温度和水分的散失,通风速率为0.4 L.kg-1.min-1时有机物消耗最少,水分去除效果最佳。实际厨余垃圾生物干化工业应用可以考虑添加15%木屑做为调理剂,通风速率设为0.4 L.kg-1.min-1

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