• 2025年第28期文章目次
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    • >R医药、卫生
    • 多酚介导miRNAs防治糖尿病综述

      2025, 25(28):11867-11876. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2409670

      摘要 (598) HTML (0) PDF 2.80 M (842) 评论 (0) 收藏

      摘要:糖尿病是一项重大的公共卫生挑战,患病率和死亡率高。 多酚作为天然活性成分,在预防 2 型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)中表现出潜力。 由于多酚主要通过调节 miRNA 表达来调控靶基因,因此,对多酚介导 miRNAs 调控靶标基因 的各种功能进行分类和总结。 尽管目前对其调控机制及功能的认识仍需深入,但多酚介导的 miRNA 靶向调控为防治糖尿病 提供了新的理论依据和潜在策略,未来研究应结合多组学技术,进一步阐明其作用机制,并探索个性化应用潜力。

    • >U交通运输
    • TBM盘形滚刀破岩过程的数值模拟综述

      2025, 25(28):11877-11887. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2500232

      摘要 (687) HTML (0) PDF 10.20 M (955) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为 TBM 破岩的核心部件,盘形滚刀在复杂工况下易出现磨损速率增加和异常磨损现象,导致滚刀破岩效率降低, 严重情况下造成刀盘损坏迫使设备停机 以 进 行 刀 具 更 换,延 长 施 工 周 期。 影 响 滚 刀 破 岩 效 果 的 因 素 多 且 复 杂,包 括 掘 进 参 数、滚刀特性和岩体性质等,采用数值模拟方法可以迅捷准确地模拟滚刀破岩运动过程并输出相关结果,在破岩过程模拟和 监测掘进面具有显著优势。 系统分析现有隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)滚刀在破岩过程模拟中有限元法、离散元 法和耦合法的优劣及应用场景,探讨数值模拟在滚刀破岩中的应用现状和发展方向。 耦合法能精确捕捉不同物理场之间的 动态交互,为复杂系统的深入分析与预测提供更为全面的数据支持,提升滚刀的破岩效率和使用寿命。 未来研究可围绕耦合 法对破岩过程进行数值模拟,实现多平台结合下的精确模拟分析,以满足工程实际需求。

    • >P天文学、地球科学
    • 汤阴凹陷安阳次凹古近系热储空间结构及有利区划分

      2025, 25(28):11888-11897. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407417

      摘要 (553) HTML (0) PDF 22.71 M (652) 评论 (0) 收藏

      摘要:古近系是安阳次凹地热资源主要探采对象,对其内幕特征的解剖有助于地热开发利用的可持续发展。 根据研究区 新老钻孔及地球物理资料,通过热储的纵横向对比开展古近系热储空间展布研究,建立热储划分标准并开展有利区划,为进 一步实现该地区地热资源勘探开发提供了预测靶区。 结果表明,地层时代对古近系热储发育的控制作用显著,自上而下热储 质量具有好-差-中的变化特点。 最优热储位于沙三段(沙河街组三段)二亚段及以上层位,向上储地比及物性均有所增大,孔 隙度可达 20% 以上。 至沙三段三亚段热储质量有所变差,其下部孔隙度已不足 15% 。 沙三段四亚段热储发育情况有所改善, 孔隙度平均约 17% 。 沙四段热储规模及物性均较差,已难以作为有效热储。 受地层抬升剥蚀影响,热储的横向展布具有环状 特点,整体南部优于北部,最优的Ⅰ类热储分布在 HSW-JLGJ-HDR 地热井以南区域,单井水量可达 50 m3 / h 以上,Ⅱ 类热储主 要分布于城区中西部 TLHY 地热井一带,单井水量 30 ~ 50 m3 / h,Ⅲ类热储主要分布于次凹北部,单井水量小于 30 m3 / h。

    • 辽河坳陷中生界物源分析: 基于碎屑岩锆石U-Pb测年

      2025, 25(28):11898-11911. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2501413

      摘要 (582) HTML (0) PDF 32.19 M (805) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析辽河凹陷中生界物源期次,通过激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS)对辽河坳陷中生界碎屑岩开展锆石 U-Pb 测年。 结果表明:锆石大都发育典型的岩浆振荡环带形态且 其 Th / U > 0. 4,认为整体为岩浆成因的锆石;锆石年龄主要以中生代和古元古代早期—太古代末期占主导,其次是古生代和古元 古代年龄,但不同地区年锆石龄组成内存在差异,其中大民屯凹陷主要由 5 组年龄组成,西部凹陷主要由 4 组年龄组成,东部凹 陷主要由 2 组年龄组成。 可见辽河坳陷中生界地层主要由中生界和古元古界早期—太古界末期母岩提供物源,分别对应燕山期 华北板块受太平洋板块的俯冲作用以及伴随的岩浆活动和太古代末期至古元古代早期地幔柱底侵所产生的热事件;其次是古生 界和古元古界,分别对应古生代华北板块北缘一系列火山活动和古元古代裂谷作用。 但不同凹陷内物源组成存在差异,且母岩 类型及供给强度也不同。 本次测试锆石主要年龄和华北板块多次火山活动时间相吻合,可能为研究区主要物源。 本次研究识别 出辽河坳陷中生界碎屑岩的物源组成情况,对于进一步分析辽河坳陷物源体系、约束研究区地层年代及岩浆活动研究具有较大意义。

    • 顺倾优势裂隙边坡裂隙演化与破坏模式

      2025, 25(28):11912-11920. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2500067

      摘要 (624) HTML (0) PDF 16.45 M (912) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明晰顺倾优势裂隙边坡变形破坏过程中的裂隙演化与破坏模式,采用 PFC2 D 数值模拟软件,通过分体式顶推法建 立了非规则数值分析模型,开展坡顶恒速率加载的顺倾优势裂隙边坡变形破坏过程分析,采用提出的基于莫尔-库伦强度理论 的微裂隙破坏模式识别方法,研究裂隙从优势裂隙间岩桥萌生,向坡脚发展,向坡面和坡顶扩展,最终形成以拉剪裂隙为主、 张拉裂隙为辅的贯通破坏面的演化机制和破坏模式,结果表明:边坡承载过程可划分为弹性、塑性、脆性跌落、残余强度和破 坏共 5 个阶段,内部裂隙演化分为萌生发展、扩展演化、贯通和滑移破坏共 4 个阶段,两者间存在良好的对应关系;在边坡承载 力的塑性阶段是微裂隙在岩桥萌生连通的主要阶段,而峰后强度阶段是裂隙发展演化的主要阶段,该阶段微裂隙数量占总裂 隙数量的 85. 6% ,特别是脆性跌落阶段,裂隙数量急剧增加,形成潜在破坏面,在坡脚变形方向发生了 20° 的逆时针偏转,表现 为拉剪破坏,坡顶处发生了 35° 的逆时针偏转,表现为拉张和拉剪的混合破坏。 可见,如能合理阻隔边坡承载力峰后阶段的裂 隙衍生与扩展,即可有效提高顺倾优势裂隙边坡的稳定性。

    • 水力压裂条件下花岗岩裂缝扩展行为与声发射特性

      2025, 25(28):11921-11931. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407036

      摘要 (749) HTML (0) PDF 33.81 M (979) 评论 (0) 收藏

      摘要:微震 / 声发射 (acoustic emission,AE)技术可以有效监测干热岩储层水力压裂过程中裂缝扩展行为,为研究天然裂缝对 裂缝扩展的影响,开展青海共和盆地花岗岩真三轴水力压裂室内物理模拟实验,基于含天然裂缝与完整花岗岩样品水力压裂过 程中的声发射监测数据,结合注入压力曲线、裂缝形态、扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)图像以及数值模拟结果,分 析含天然裂缝与完整花岗岩的裂缝演化及声发射参数特征。 结果表明:天然裂缝的存在显著降低了岩石的破裂压力,含天然裂 缝花岗岩破裂压力(17. 3 MPa)比完整花岗岩(20. 8 MPa)降低了约 17% 。 注入水压主要作用于天然裂缝面,促使其进一步扩展。 但在应力分布的影响下,仍可能在最大主应力方向附近产生新的分支裂缝。 当水平主应力差较大时,裂缝沿最大水平主应力方 向扩展,更容易形成单一的优势通道。 低水平应力差条件下,裂缝扩展受到更均匀的应力分布影响,裂缝网络向四周辐射,整体 损伤面积增加,容易形成复杂的裂缝网络。 声发射 AF / RA 值反映出花岗岩水力压裂裂缝以拉伸裂缝为主,声发射响应特征和泵 送压力曲线变化具有一致性,表现出明显的阶段性演化特征。 研究结果可为现场微震监测水力压裂过程提供参考。

    • >R医药、卫生
    • 骨折联盟服务(FLS)对老年股骨粗隆间骨折患者功能预后及生存率的影响

      2025, 25(28):11932-11937. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407074

      摘要 (526) HTML (0) PDF 2.69 M (793) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了观察骨折联盟服务(fracture liaison service, FLS)模式对老年股骨粗隆间骨折患者术后活动能力及两年内死亡率 的影响,回顾性分析 2018 年 1 月—2020 年 1 月在邯郸市中心医院骨五科行手术治疗的大于 60 岁老年股骨粗隆间骨折的患者 数据,比较未实施 FLS 组和实施 FLS 组术后的抗骨质疏松药物 处 方 率、服 药 依 从 性、二 次 骨 折 发 生 率、功 能 性 步 行 分 级 评 定 (functional ambulation classification,FAC)、Barthel 指数、死亡率的 差 异。 共 122 名 患 者 纳 入 此 研 究:FLS 实 施 前 (A 组)60 名、 FLS 实施后(B 组)62 名。 研究发现,抗骨质疏松药物处方率:B 组(60,96. 8% )高于 A 组(7,11. 7% ),P < 0. 001;术后 12 个月 时服药依从性:B 组(7. 29)高于 A 组(6. 55),P < 0. 001;术后两年发生二次骨折人数:B 组 2 (3. 2% )名患者和 A 组 4 (6. 7% ) 名患者,P = 0. 646;术后两年死亡率 B 组 11 名患者(18. 3% )较 A 组低 6 名患者(9. 7% ),P = 0. 217,差异均有统计学意义。 术 前两组 Barthel 指数评分差异无统计学意义;两组 Barthel 指数 The 评分 12 个月 > 6 个月 > 1 个月 > 术前,且组内两两比较差异 有统计学意义。 术前两组 FAC 评分差异无统计学意义;两组 FAC 评分 12 个月 > 6 个月 > 1 个月 > 术前,差异有统计学意义, 且两两比较差异有统计学意义。 综上,研究认为在 FLS 模式下给予老年股骨粗隆间骨折抗骨质疏松治疗,可以提高抗骨质疏 松药物处方率、提高患者治疗依从性、降低二次脆性骨折的发生风险、提高术后活动能力、降低患者死亡率。

    • >S农业科学
    • 面向秸秆计划烧除的污染物扩散特征与哈尔滨地区烧除方法

      2025, 25(28):11938-11951. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2408762

      摘要 (874) HTML (0) PDF 21.62 M (898) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国农村能源结构升级导致每年春耕前都有大量的残余秸秆急需处理,无序的露天焚烧容易形成区域性雾霾。 提出以 城市环境控制为目标,将计划性有序烧除方法作为应急方案处理耕地内的残余秸秆。 基于 WRF-CMAQ (weather research and forecasting-community multiscale air quality)数值模式研究秸秆焚烧颗粒物在气象条件驱动下的扩散特性,探讨制定秸秆焚烧方案 的理论依据。 首先,应用 WRF-CMAQ 模型,结合气象和空气质量监测站数据验证,建立区域空气质量模拟方法;然后根据各个影 响因素制定多种秸秆焚烧方案,模拟秸秆焚烧条件下的空气质量;最后,面向计划性烧除,以 PM2. 5 为空气质量评价指标,探讨秸 秆焚烧污染物的扩散规律。 结果表明:PM2. 5 浓度增量随焚烧率线性增加,与风速、焚烧时长、焚烧距离呈负指数下降关系。 当风 速大于 1. 6 m / s 时,风向决定了污染物扩散方向。 在距离焚烧中心 20 km 以内,PM2. 5 浓度下降速度较快,而超过 20 km 后,浓度 变化速率趋于平缓。 研究成果可为秸秆计划性烧除提供技术支撑。 即根据焚烧污染物的扩散特征在城市远郊耕地预先划分可 焚烧区块,结合气象预报信息制定秸秆焚烧方案。 在有效保障城市空气质量的同时,促进农业残余秸秆高效处理。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 基于深度度量学习的矿山电机故障诊断及状态监测

      2025, 25(28):11952-11959. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2409091

      摘要 (495) HTML (0) PDF 9.91 M (941) 评论 (0) 收藏

      摘要:物联网技术在电机故障诊断方面取得了显著成果,其实时监控和数据处理能力强大,能有效应对电机信号的复杂性、不平稳性、非线性和大数据量等特点,传统方法在这方面效果不佳。根据电机信号复杂及不好处理本文采用将电机故障信号通过短时傅里叶变换转换成时频谱图,同时利用CNN算法对预处理后的样本进行训练,结合Triplet-Center Loss作为损失函数度量高维特征间的距离,并通过有监督微调网络,最终将数据传输至物联网云平台,实现电机故障的实时监测与诊断。实验表明该方法能高效实时诊断矿山电机故障,弥补了传统诊断方法的不足。

    • 基于COMSOL的非牛顿流体拉深模具设计与仿真

      2025, 25(28):11960-11968. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2409667

      摘要 (641) HTML (0) PDF 7.05 M (949) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足贵金属首饰行业的小批量生产和个性化设计需求,克服传统拉深模具只能生产单一制品的局限。提出了一种凹模可调的新型非牛顿流体拉深模具,该新型模具采用上下可调的并排并列多触点螺纹定位杆代替传统凹模,利用范实现凹模的快速调试和修整以及利用非牛顿流体的剪切增稠特性为凹模提供抗力。以S999银拉深工件为例,通过COMSOL仿真软件对整个冲压过程进行了数值模拟分析。仿真结果表明,在非牛顿流体的反作用下,该模具能够提供足够的抗力并实现对S999银的拉深,验证了该新型模具设计的可行性,成功解决了传统拉深模具的局限性,并为贵金属首饰行业的个性化设计模具提供了新的思路。

    • >TE石油、天然气工业
    • 致密气藏产量时变递减模型改进及其应用: 以苏南气田为例

      2025, 25(28):11969-11977. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407697

      摘要 (557) HTML (0) PDF 7.28 M (624) 评论 (0) 收藏

      摘要:致密气藏气井实际生产过程中产量和压力的变化情况复杂,工作制度变动频繁,产量预测难度大。通过分析苏南气田井丛历史生产数据,明确不同生产阶段产量下降的递减规律,基于双曲递减模型,提出适用于井丛整体分析的时变递减模型,弥补单井数据波动带来的误差,并引入非线性调节参数α,增强模型对不同生产阶段的适应性。研究表明,在井丛产量预测过程中,时变递减模型能够准确捕捉初始高产气量和随后的快速递减趋势,预测日产气量相关系数0.95以上,累计产气量平均误差在2.5%以下,显著优于其它三种递减模型,为苏南气田致密气藏气井产量预测提供了新方法。

    • 缝内多级暂堵转向规律

      2025, 25(28):11978-11987. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2406977

      摘要 (567) HTML (0) PDF 11.49 M (943) 评论 (0) 收藏

      摘要:明确缝内多级暂堵转向力学机理和主控因素对优化缝内暂堵方案至关重要。本文采用有限元方法建立了缝内多级暂堵转向裂缝扩展模型,研究了岩石杨氏模量、抗拉强度、地应力差和注入排量等因素对缝内多级暂堵裂缝转向扩展的影响规律。主要结论如下:(1)岩石杨氏模量从22 GPa增大到30 GPa时,天然裂缝被激活的时间缩短了25.6%,人工裂缝宽度从21.86 mm降低到17.71 mm,降低幅度为18.9%;(2)天然裂缝抗拉强度从2.5 MPa增加到3.5 MPa时,天然裂缝被激活的时间增加了3.8%,人工裂缝宽度从28.28 mm增加到29.93 mm,增加幅度为5.8%;(3)地应力差从7 MPa增加到9 MPa时,天然裂缝被激活的时间增加了47.4%,人工裂缝宽度从22.66 mm增加到29.38 mm,增加幅度为29.7%;(4)注入排量从0.0005 m2/s增加到0.0015 m2/s时,天然裂缝被激活的时间缩短了75.2%,人工裂缝宽度从28.64 mm增加到41.46 mm,增加幅度为44.8%。研究成果可为缝内多级暂堵转向压裂优化与效果评价提供一定的理论指导。

    • 基于改进SPH的水面溢油快速模拟方法

      2025, 25(28):11988-11996. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2408082

      摘要 (540) HTML (0) PDF 6.32 M (791) 评论 (0) 收藏

      摘要:水面溢油事故对水环境及生态系统造成严重威胁,快速准确地模拟溢油迁移扩散路径对溢油应急响应具有重要意义。本文提出了一种基于背景流场与光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics, SPH)耦合的泄漏油品迁移扩散路径快速预测方法,模拟了不同流速条件下油膜的迁移扩散行为。实验通过设置多种流速条件对油膜的迁移扩散过程进行观察记录,并将实验数据与数值模拟结果进行对比分析。研究结果表明:随着油膜迁移距离的增加,本方法能够较为准确地再现油膜的迁移路径、形态演变,模拟结果与实验数据误差较小;随着流速增加,油膜在迁移过程中由圆形逐渐转变为椭圆形并沿流动方向拉长,呈现出显著的方向性。本文提出的溢油预测方法具有较高的适用性和可靠性,能快速地得到大尺度复杂水体环境下的溢油迁移路径,为迅速准确地制定油品拦截与污染控制方案提供参考。

    • 基于ABAQUS二次开发的非均质砾岩切削模拟

      2025, 25(28):11997-12005. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2408218

      摘要 (575) HTML (0) PDF 13.65 M (894) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对硬地层及软硬交错非均质地层中聚晶金刚石复合片(Polycrystalline Diamond Compact,PDC)钻头易损坏、破岩效率低的问题,研究以单齿破岩实验为基础,通过有限元软件,建立了基于INP文件二次开发的非均质砾岩模型,模拟不同后倾角、切削深度和切削轨迹下的破岩过程,分析岩石破碎形态、应力分布及载荷特性,揭示了切削参数及齿形结构对破岩性能的影响机制。结果表明,平面齿的切削效率与切削齿后倾角呈正相关性,后倾角优化至30°时,其破岩效率实现最大化,而斧形齿在20°时效率最高,其效率与后倾角呈非线性关系,切削范围随角度增大而缩小;切削深度为10 mm时,应力值升高,应力影响范围扩大,岩石变形显著,破岩比功最小为5.41 ;斧形齿前端凸起的脊刃部分先与岩石接触形成应力集中区,使岩石更容易发生破碎,且切削轨迹各处的应力值变化幅度较小,整体的切削过程中更加稳定。通过优化后倾角及切削深度实现破岩效率最大化,研究为PDC钻头的个性化设计和优化提供了重要的理论依据,尤其对砾岩层钻进具有重要指导意义。

    • 水下油套管表面腐蚀缺陷的可视化特征增强算法

      2025, 25(28):12006-12012. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407163

      摘要 (540) HTML (0) PDF 12.81 M (764) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于光线在水中传播会受到介质的吸收和散射作用,在水下对油套管表面进行腐蚀缺陷的可视化监测时,图像会出现退化现象,影响后续缺陷特征的识别。针对上述问题,本文提出一种基于改进暗通道先验模型的水下油套管表面腐蚀缺陷特征的增强方法,首先针对弯曲的油套管表面产生的光照不均匀以及图像过曝的问题,根据局部区域内的像素变化完成图像的光照校正。然后针对均匀化计算后引入的特征减弱问题,根据局部高频特征,完成图像的细节增强。进一步,利用暗通道先验模型,消除浑浊液体对图像的干扰,从而实现腐蚀缺陷的可视化特征的增强。实验结果表明,该方式在一定程度上还原了水下图像的色彩,提升了图像清晰度,强化了可视化特征。使用yolov5对缺陷进行识别,使用本文算法处理的图像识别率有显著提升。

    • >TH机械、仪表工业
    • 基于改进VMD与熵值特征融合的滚动轴承故障特征提取方法

      2025, 25(28):12013-12022. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407822

      摘要 (559) HTML (0) PDF 14.85 M (876) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)人为选择惩罚因子和模态个数难以有效分解振动信号,导致故障诊断识别率低的问题,提出了一种基于改进VMD与熵值特征融合的滚动轴承故障特征提取方法。首先,利用Cubic混沌映射、黄金正弦策略改进海象优化算法(improved walrus optimization algorithm, IWaOA)。然后用IWaOA优化VMD,找出最佳的惩罚因子和模态个数,再使用VMD对振动信号进行分解并计算各个模态分量的七种熵值特征,建立IWaOA-VMD特征提取模型。其次,采用线性判别分析(linear discriminant analysis, LDA)方法对七种熵值特征进行降维融合,得到融合后的特征向量输入反向传播(back propagation, BP)神经网络中进行识别,建立LDA-BP故障识别模型。最后,对本文方法进行实验验证。结果表明,所提方法在对凯斯西储大学轴承数据集上的故障识别准确率达99.58%,且在强噪声干扰下达到92%以上的准确率;为验证其适用性,进一步在对西安交通大学XJTU-SY数据集上的故障识别准确率达到了100%,证实了方法的噪声鲁棒性与多源数据适用性。

    • >TK能源与动力工程
    • 蝶阀对超声波流量计测量误差的影响及修正模型

      2025, 25(28):12023-12032. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2409749

      摘要 (552) HTML (0) PDF 9.64 M (902) 评论 (0) 收藏

      摘要:超声波流量计的测量性能对安装位置极为敏感,实际应用中不可避免地遇到非标准测试条件。针对常见的阀门扰流件,目前尚缺乏相应的误差影响规律及误差修正模型研究。以蝶阀为阀门研究对象,构建了不同入口流速、管径、阀门位置和开度等条件下超声波流量测量过程的有限元数值模型,探讨了蝶阀对流场和误差特性的影响规律,最终建立了超声波流量计的测量误差修正模型。研究结果表明:(1)管道内流体受到阀板阻挡而引起过流截面积缩小,阀板与管壁之间形成高流速区域;阀门上游和下游管道截面上的流速分布发生畸变,畸变程度随着距离的增大而逐渐减弱;(2)对于管径的影响,当流量计距下游阀门大于0.6D时,根据误差特性可以把管径分为两组,分别为0.1~0.3 m和0.4~0.6 m,可针对两组管径范围分别建立误差修正模型;当流量计距离上游阀门大于5D,管径0.1~0.6 m范围内的测量误差一致性较强,可建立统一的误差修正模型;经模型修正后,流量测量误差低于2.0%;(3)对于阀门开度的影响,当阀门开度在30°~75°范围内,流量计距离下游和上游阀门分别大于0.6D和5D时,测量误差一致性较强,在阀门位置确定的条件下,针对不同阀门开度可以建立统一的修正模型;经模型修正后,流量测量误差低于2.0%。研究结果为拓展超声波流量计在非标测试条件下的应用范围提供了理论依据和模型支撑。

    • >TM电工技术
    • 无刷直流电机的改进常青藤优化自抗扰控制

      2025, 25(28):12033-12041. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2408092

      摘要 (666) HTML (0) PDF 7.13 M (965) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证直流无刷电机(brushless dc motor ,BLDCM)调速控制的稳定性,并提高其精确性和稳定性,在BLDC自抗扰磁场定向控制的基础上,改进了常青藤算法(ivy algorithm,IVY)并用于BLDC自抗扰控制(active disturbance rejection control ,ADRC)策略,由于ADRC控制参数多整定困难,使用IVY优化算法整定前期初始化的随机性和均匀性会影响到算法收敛速度和收敛精度,迭代后期易陷入局部最优解导致收敛精度不高,引入circle混沌映射初始化种群,常青藤生长阶段使用概率转换莱维飞行(levy flight,Levy)策略增加搜索可能性,扩张阶段使用自适应权重柯西变异防止后期陷入局部收敛。最后进行函数优化测试和仿真对比实验。结果表明:本文所提改进常青藤优化自抗扰控制(improvement ivy algorithm active disturbance rejection control, IIVY-ADRC)策略的转速响应更快,控制精度更高,抗扰性能更强。

    • 核电站钢制容器筒体信号孔封堵装置

      2025, 25(28):12042-12049. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2500842

      摘要 (510) HTML (0) PDF 8.96 M (717) 评论 (0) 收藏

      摘要:核电站企业普遍配备有大量的钢制容器,容器筒体在补强圈、吊耳连接板、支撑垫板等位置均设置信号孔。 容器服 役期间,信号孔以监测容器是否发生泄漏的单一功能而存在,均未对其有过任何专业的在役检查。 若干时间后,缺失检查的 信号孔对应部位泄漏,容器安全运行受到威胁。 就钢制容器(其他任何金属质容器均可)信号孔封堵问题进行分析和论述,首 次研发一种新型的封堵装置可避免信号孔区域发生缝隙腐蚀,实际应用后有效提高了核电厂容器系统完整性、可靠性,有效 保障了核安全。 封堵装置不限于核电站和钢制范畴,对于其他行业、其他材质容器具有参考意义。

    • 基于动态电碳定价的虚拟电厂联盟主从博弈调度策略

      2025, 25(28):12050-12058. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2501149

      摘要 (489) HTML (0) PDF 6.11 M (780) 评论 (0) 收藏

      摘要:在电市场、碳市场背景下,虚拟电厂研究不断深入,为实现同一配电网内各区域电能互济及运用价格机制引导各用户主体安全运行,提出一种动态电碳定价的虚拟电厂联盟主从博弈调度策略。首先,设计一种由联盟运营商拟定电碳价,各虚拟电厂主体根据价格制定内部运行计划的虚拟电厂联盟交互框架;其次,采用信息间隙决策理论对源荷侧不确定性处理,基于主从博弈建立虚拟电厂联盟优化调度模型;最后,采用粒子群算法嵌套CPLEX求解器求解,通过算例分析论证所提策略的合理性和有效性。仿真结果表明:虚拟电厂联盟在日运行成本,碳排量,综合收益等方面都得到了改善。

    • 基于改进麻雀搜索算法的主动配电网故障区段定位

      2025, 25(28):12059-12067. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2408799

      摘要 (608) HTML (0) PDF 8.22 M (979) 评论 (0) 收藏

      摘要:在“双碳”目标的推动下,大规模的分布式电源投入配电网,导致故障电流方向由单向变为双向,使得传统配电网故障定位方法不再适用。提出一种基于改进麻雀搜索算法的主动配电网故障区段定位方法。利用统计参数映射(statistical parametric mapping,SPM)混沌映射生成高质量初始麻雀种群,在发现者路径中融合正余弦算法,引入非线性惯性权重,平衡局部与全局搜索能力,加速算法收敛。同时在追随者路径引入螺旋搜索和Levy飞行,增强对未知区域探索,利于跳出局部最优。建立适用于主动配电网的开关状态函数,对传统目标函数加入防误判因子,以防信息失真。算例结果表明:该方法能够适应多重故障区段和不同位置分布式电源投切,定位准确率和收敛速度均有明显优势,具有良好容错性。

    • 基于自适应小波基的脉冲畸变信号有功电能计量方法

      2025, 25(28):12068-12077. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2408928

      摘要 (557) HTML (0) PDF 8.66 M (884) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着非线性负荷大量接入电力系统,电网信号严重畸变,畸变影响下电能准确计量已成为电能计量领域亟待解决的问题。针对非线性冲击负荷大量接入电网导致的电能计量问题,提出了一种基于自适应小波基的脉冲畸变信号有功电能计量方法。首先,分析脉冲畸变信号的特征并建立其数学表达式。其次,基于信号分解到下一级子尺度空间最大化原则提出了脉冲畸变下的小波基构造方法,结合PSO优化算法构建了自适应小波基。然后,采用该自适应小波基对脉冲畸变信号进行分解与重构,实现有功电能分频带计量。最后,搭建了电能计量实验平台,以电动汽车充电时的三种不同畸变工况为例,对算法进行了仿真和实验对比,结果表明,该方法与通用小波基、FFT、STFT、广义S变换相比具有显著的有效性与准确性,计量精度满足电能表计量1级误差要求,为新型电能表的设计提供了新的解决方案。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 基于傅里叶叠层成像的毫米波雷达成像算法

      2025, 25(28):12078-12087. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2500646

      摘要 (643) HTML (0) PDF 14.16 M (880) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现近场毫米波雷达的高精度自聚焦成像,解决由于平台和成像物体之间运动误差导致的多维耦合和高次误差问题,通过基于傅里叶叠层成像(Fourier Ptychographic Microscopy, FPM)的方法研究了毫米波雷达成像算法 。该算法先对雷达回波进行距离压缩和距离徙动校正,再利用傅里叶叠层成像技术校正回波相位。结果表明:使用实测数据和模拟数据仿真验证,该算法在处理存在高阶误差的回波时,能显著提高自聚焦质量;相比传统成像技术,在分辨率和图像质量方面优势明显;有效消除了运动误差引起的相位误差。本文提出基于傅里叶叠层成像的毫米波雷达成像算法,为解决复杂机动平台毫米波雷达高精度成像难题提供了有效方案,具有重要应用价值。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于YOLOv8改进的密集场景下小目标行人检测方法

      2025, 25(28):12088-12097. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2409020

      摘要 (924) HTML (0) PDF 8.39 M (895) 评论 (0) 收藏

      摘要:为针对密集场景下行人检测任务中小目标检测精度不足的问题,通过提出一种基于YOLOv8模型改进的行人检测算法CSTPF-YOLOv8,通过在骨干网络融入卷积与注意力融合模块,增强对关键区域特征的提取能力,提升模型对目标细节的感知能力;优化特征融合网络,促进跨尺度特征的有效整合,提高模型对不同尺寸目标的适应性和检测精度;在低层特征图上增加检测头,利用高分辨率优势捕捉小目标;提出Focal-CIoU边界回归损失函数等方法研究了密集场景下小目标行人检测。结果表明:在WiderPerson和CityPersons数据集上的实验结果显示,与基础YOLOv8网络相比,CSTPF-YOLOv8的平均精度均值分别提高了1.4%和3.2%。可见该实验方法的有效性。

    • 改进YOLOv8n的轻量级小型无人机检测方法

      2025, 25(28):12098-12107. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2408235

      摘要 (768) HTML (0) PDF 11.44 M (898) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人机产业的快速发展,使得非法飞行活动日益增多,对公共安全构成了潜在威胁。因此,对无人机的快速且准确的目标检测成为了至关重要的任务。鉴于现有的基于深度学习的目标检测方法在检测精度与速度间权衡不足,以及模型体积过大,难以适配边缘检测设备等问题,本文提出了基于改进YOLOv8n的小型无人机检测模型YOLO-Drone。首先,将主干网络中的C2f模块替换为MobileNetv3网络中的bneck模块,以实现更轻量化的特征提取,同时,部分卷积操作采用PConv的模式,减少冗余计算;其次,为了更好保留无人机的细节特征,在主干网络中引入SPD-Conv来实现下采样,增强了模型对小目标的识别能力;然后,移除大目标检测头,从而专注于对小目标的检测,并缩减网络宽度以降低模型复杂度;最后,引用WIoU作为边界框回归损失函数,提升目标位置预测的精度。基于公开数据集的实验结果表明:改进后的模型mAP@0.5达到了94.1%,相比YOLOv8n提升了0.8%,浮点运算量和参数量分别减少了40%、70%。该模型在进一步轻量化的同时兼顾了检测精度,为边缘设备部署提供了有效参考。

    • 基于自适应特征提取的手套细粒度检测算法

      2025, 25(28):12108-12119. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2406074

      摘要 (525) HTML (0) PDF 13.66 M (856) 评论 (0) 收藏

      摘要:在电力作业场景下,作业人员需要根据不同的作业场景佩戴相应类别的手套。由于作业环境的不确定性引起的手套特征变化,现有算法难以准确地对作业人员所佩戴的手套类别进行有效识别。针对复杂环境下目标鲁棒性特征提取困难的问题,提出一种基于自适应特征提取网络(adaptive feature extraction network,AFEN)的手套细粒度检测算法。首先,AFEN算法在特征提取部分构建自适应特征提取(adaptive feature extraction,AFE)结构,通过自适应调整特征提取模块的大小,以更好地捕捉变化目标的形状特征。其次,算法在特征提取部分构建全局高效注意力机制,帮助模型捕捉不同尺度的特征并更加关注关键特征,提升模型识别的准确性。同时,在检测部分构建小目标检测结构,增强模型对小目标的感知能力,提高模型对小目标的检测效果。最后,AFEN算法使用自适应损失函数,有助于模型更准确地定位目标,进一步提高模型定位精度。较于最优的算法,AFEN算法对手套类别识别准确率达到75.7%,召回率达到73.2%,提升了2.4%,平均精度达到76.3%,提升了2.5%,证明了AFEN算法在手套细粒度检测中的有效性和准确性,并在https://github.com/wtu1020/ElectricGlove-Dataset公开了手套数据集。

    • 多模态驱动情感可控的面部动画生成模型

      2025, 25(28):12120-12129. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407293

      摘要 (758) HTML (0) PDF 6.62 M (786) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,面部动画生成技术已成为计算机视觉领域备受关注的方向之一,生成的面部动画在唇音同步质量、情感可控程度等方面均有不同程度的进展。然而,现有研究在生成面部表情时,往往不可避免地影响了唇部运动。为提高唇音同步的准确率,通过生成对抗网络方法研究了多模态驱动情感可控模型。该模型由两个自定义的深度学习网络串联而成,在输入任意无表情目标肖像图片后,通过音频、文本、情感肖像图片三种模态数据的驱动,生成高质量唇音同步、情感可控的面部视频。在该过程中,文本特征对音频起到了辅助预测唇部动作的作用,是提升唇音同步质量的关键步骤。结果表明,在MEAD数据集上,相较于现有面部动画生成方法MakeItTalk和情感感知运动模型(EAMM),本文所提模型的唇部特征坐标距离(L-LD)降低了5.93%和33.52%,面部特征坐标距离(F-LD)降低了7.00%和8.79%。可见,本文所提模型提高了唇音同步及情感可控的准确率。

    • 城市物流无人机起降点选址及路径规划

      2025, 25(28):12130-12138. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407549

      摘要 (1204) HTML (0) PDF 6.84 M (533) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着无人机技术的成熟以及相关政策的完善,对无人机的应用模式、航线网络等进行管理以保证运输过程的快捷流畅和飞行安全是低空经济蓬勃发展的基础。通过物流无人机需求生成、起降点选址和分区以及配送路径规划可以构建完整的技术体系:首先,使用POI数据按照指定的规则生成物流速递、餐饮外卖、同城跑腿3类无人机需求;其次,出于无人机在空域安全飞行的需要,以固定路网为基础,采用带权重的K-means聚类分析法进行选址以及Voronoi图对无人机负责区域进行划分;最后,结合固定路网模式,在其中某个区域构建路径规划模型,并使用快速非支配排序遗传算法进行求解。以唐山市为实例进行验证分析,生成了80个无人机需求,选出21个起降点,并对区域3中的12个需求进行路径规划,求解结果为由两架无人机进行配送,飞行总距离为12.26 KM,任务均衡度为0.2758。为城市场景下的物流无人机起降点选址以及路径规划提供了体系化的技术方法。

    • 基于RF-TCN-SSA-Informer模型的飞机状态预测方法

      2025, 25(28):12139-12147. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2408228

      摘要 (782) HTML (0) PDF 8.76 M (905) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对飞机状态数据向地面传输过程中出现传输异常情况而导致无法对飞机状态进行实时监控的问题,提出一种基于随机森林(random forest,RF)、时域卷积网络(temporal convolutional network,TCN)、麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)、Informer模型的飞行状态预测方法。利用随机森林算法对真实飞行数据进行特征重要性分析,将筛选后的参数作为预测的输入变量;引入TCN弥补Informer模型在处理复杂飞行数据序列时信息丢失或信息模糊的问题,TCN通过其卷积结构能够有效捕捉局部时间特征和短期依赖,将TCN与Informer的特征矩阵进行融合,能够同时捕捉飞行状态序列中的局部与全局信息,从而提升预测的准确性和可靠性;并使用麻雀搜索算法对模型超参数进行优化,以获得更好的预测性能。以飞行俯仰角、滚转角、偏航率为预测对象进行实验验证,通过与其他模型进行对比分析,实验结果表明该模型在单步预测与多步预测任务中均具有良好的预测性能,可为飞机状态预测提供参考。

    • >TQ化学工业
    • 气动除雾用文丘里管内气液两相流动与传热

      2025, 25(28):12148-12156. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404518

      摘要 (685) HTML (0) PDF 9.59 M (988) 评论 (0) 收藏

      摘要:气动除雾系统常用于大型机组润滑油雾的分离,而文丘里管是气动除雾系统的核心部件。为研究文丘里管在气动除雾系统中的性能,本文首先基于数值计算方法分析入口压力、背压及油箱尺寸对文丘里管内压力和传热影响规律,并通过实验验证了数值计算方法的准确性。然后实验研究了文丘里管内负压、温降及出口液滴粒度的规律。结果表明,文丘里管入口压力越大、出口背压越小,文丘里引射管产生负压越大。影响文丘里抽吸系统温降的主要因素是油箱容积和环境温度,油箱容积越大,温降越大;环境温度越高,出口温度越高。在文丘里管扩压段位置,液滴团聚效果大于破碎效果,小液滴聚并成大液滴。

    • >TU建筑科学
    • 夏季室外活动水平变化时人体生理和心理的响应特征: 以重庆市为例

      2025, 25(28):12157-12166. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2408275

      摘要 (559) HTML (0) PDF 7.81 M (859) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效应对高温热浪天气,保障室外作业人员的健康与安全,仍需进一步明确夏季活动水平变化时室外作业人员的生理和心理响应特征。针对作业人员工作强度差异及工作与休息交替的两类典型情景,在夏季室外偏热环境下对16名受试者开展了不同活动水平变化下的人体热响应实验与现场问卷调研。通过对人体不同客观生理参数及主观热感知动态响应特征的分析,结果表明:当人员在室外偏热环境下进行不同强度的活动时,人体代谢率、心率以及休息阶段的平均皮肤温度间存在显著差异,而人员的主观热感知均无显著性差异。当活动状态改变时,人体平均皮肤温度的响应规律遵循指数函数变化;代谢率不仅受活动强度影响,还与环境温度密切相关。此外,基于典型相关性分析结果表明,当室外活动水平变化时,人体主观热感知与客观生理参数显著相关,其有效典型相关系数R1(U1,V1)约为0.98,其中U1和V1即为人体生理参数响应和心理感知两组变量的第一对典型变量。对于客观生理参数的响应特性,心率和平均皮肤温度具有较高的典型负荷系数,可作为评估室外人体热状态的典型客观生理指标。对于主观热感知的响应特性,室外人员的整体热舒适程度主要取决于人员出汗感觉的变化。

    • 高承压水砂层超深地连墙槽壁局部稳定性分析

      2025, 25(28):12167-12175. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2409268

      摘要 (536) HTML (0) PDF 19.28 M (881) 评论 (0) 收藏

      摘要:南京某风井深基坑工程地下连续墙跨越软弱高层压水粉砂夹层,成槽施工时软弱夹层容易出现局部失稳进而发生塌孔或缩孔并影响施工安全。为探明地下连续墙成槽过程局部失稳机理,分析并评价软弱夹层处的地下连续墙成槽质量,确定满足槽壁稳定性要求的泥浆最优配比,本文采用考虑土拱效应的局部失稳破坏体三维计算模型计算槽壁局部稳定性安全系数,并通过超声波监测和现场成槽试验验证计算结果。研究结果表明,破坏体三维计算模型可以有效评价具体工程软弱夹层处的槽壁局部稳定性;槽壁后方土拱高度与槽段长度和土体内摩擦角成正相关;增大泥浆重度并提高泥浆液面高度有助于增大槽壁局部稳定性安全系数;成槽作业时选用优化后的泥浆配比可以满足实际工程经济性和安全性要求,槽壁整体稳定性系数和局部稳定性系数可分别提高为1.5和1.25。研究结果可为实际工程中地下连续墙成槽稳定性和经济性设计提供参考。

    • 西南地区谷立油罐高填方地基长期变形特性

      2025, 25(28):12176-12186. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407805

      摘要 (574) HTML (0) PDF 18.05 M (857) 评论 (0) 收藏

      摘要:高填方地基沉降大、稳定慢、易发生不均匀沉降,且填土性质复杂,其蠕变特性对地基沉降影响显著。油罐地基对变形非常敏感,为了评价西南地区谷立高填方场地油罐地基的长期变形性能,考虑干湿循环作用、干密度和荷载等因素,开展了一维固结蠕变试验,然后根据试验结果进行了数值模拟研究。结果表明:随着荷载的增大,土体的蠕变效应明显增强,蠕变趋于稳定所需时间增加;随着干密度的增加,蠕变最终累积变形先保持基本不变后急剧减小;经历干湿循环后,土体产生裂隙,颗粒间的联结力减弱,累计变形增加;干湿循环作用对各级荷载下土体蠕变变形影响不同,仅当荷载小于临界荷载时,干湿循环作用才会增加土体的蠕变变形;根据试验取得的蠕变参数,进行了大型油罐高填方地基长期变形有限元分析,发现油罐注满水条件下,地基的沉降变形在1年后趋于稳定,运营30年后,1#、2#和3#油罐沉降值较不考虑蠕变变形的计算结果分别增加了0.47-2.03 mm,0.71-1.52 mm和 1.12-1.76 mm。考虑填土的蠕变变形后,计算的油罐地基变形指标仍满足规范控制要求。研究成果对类似高填方储罐地基变形设计计算及施工具有参考价值。

    • 临河基坑降水优化设计及数值模拟

      2025, 25(28):12187-12192. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2500409

      摘要 (594) HTML (0) PDF 7.01 M (955) 评论 (0) 收藏

      摘要:临河基坑地下水具有随离河距离的增加,水位递减的特征,在基坑降水工程中,这种地下水前后分布不均的情况,传统等间距布置降水井会浪费大量施工成本。为此,本研究以邯郸市南桥分洪闸枢纽基坑工程为依托,基于降水井漏斗理论与群井叠加效应原理,对临河基坑布置降水井进行优化设计。通过理论计算,设计出基坑不同距河位置处合理的降水井分布,并通过数值模拟对比分析了传统等间距与设计间距布置下的基坑降水效果。结果表明,优化间距布置能提前6天完成降水任务,且降水完成后基坑内地下水位分布较均匀,实现了临河基坑降水设计的优化,为工程实践提供理论指导。

    • 风积沙刚性长短桩复合地基承载特性数值分析

      2025, 25(28):12193-12201. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2406460

      摘要 (485) HTML (0) PDF 11.66 M (842) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同因素对风积沙刚性长短桩复合地基的承载力特性的影响,借助ABAQUS软件定量分析了湿陷与非湿陷工况下桩长、桩身模量、褥垫层厚度和褥垫层弹性模量对湿陷性黄土地区长短桩复合地基承载性能的作用。通过对湿陷性黄土地基的物理力学性能进行调整,模拟了湿陷工况,探究了湿陷状态下的复合地基力学特性及关键参数演变规律。结果表明,桩长增加可以减小沉降量,但最大桩身轴力显著增大,桩长从0.5 m提升至0.6 m时最大桩身轴力提高了34.29%;桩身模量的改变对地基的沉降量影响较小;褥垫层厚度增加可以降低复合地基的沉降量,但过厚的褥垫层可能会使得桩间土承担过大荷载,从而发生塑性破坏;褥垫层模量提高至24 MPa可有效减少地基沉降,但是过高可能导致应力集中,因而在实际应用中需要对其进行综合考虑。研究成果为湿陷性黄土地基的设计和研究提供了新的参考。

    • 玉米秸秆纤维改性对碱矿渣胶砂凝结规律与力学性能影响

      2025, 25(28):12202-12211. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407621

      摘要 (562) HTML (0) PDF 16.32 M (885) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现玉米秸秆纤维废弃物资源化利用,降低焚烧造成的环境污染,采用5%氢氧化钠(NaOH)溶液对纤维改性增强,研究纤维改性对碱矿渣胶砂凝结规律与抗压强度性能的影响,并与未改性纤维对比。结果表明:随改性纤维掺量逐渐提高,试件初凝与终凝时间逐渐缩短,流动性略微降低,而抗压、抗折强度表现为先明显增长后缓慢降低。随未改性纤维掺量逐渐增大,试件初凝与终凝时间先增大再缩短,流动性显著降低,抗压强度明显降低,而抗折强度略微增长。纤维改性后,表面杂质去除,粗糙度增大,与碱激发基体间的粘结能力增强,是力学性能明显提高与降低对流动性影响的主要原因。

    • 桩锚支护结构性能的试验与数值模拟

      2025, 25(28):12212-12221. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2500445

      摘要 (498) HTML (0) PDF 9.43 M (813) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着地下空间开发的规模和深度不断扩展,基坑工程面临着前所未有的技术和环境挑战。本研究结合室内模型试验与数值模拟,对基坑开挖过程中桩锚支护结构的响应进行了全面分析。通过分级开挖的模型试验,模拟不同工况下的基坑开挖过程,利用ABAQUS有限元分析软件建立相应的数值模型。研究中监测了护壁桩桩体弯矩、桩顶水平位移和坑外地表沉降等关键参数,深入探讨了这些参数在不同工况下的变化规律。结果表明,桩体弯矩随基坑开挖深度的增加而增大,施加锚杆预应力能在预应力施加区域有效降低弯矩。地表沉降呈现“汤勺形”分布,且预应力锚杆显著减小了沉降值。桩顶位移随着开挖深度的增加而增大,预应力锚杆的施加同样减少了位移量。

    • >TV水利工程
    • 禁爆条件下硬岩隧洞“取芯+劈裂”破岩力学机理与施工技术

      2025, 25(28):12222-12230. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407955

      摘要 (568) HTML (0) PDF 11.58 M (519) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了深入研究禁爆条件下硬岩隧洞“取芯+劈裂”破岩力学机理与施工技术,依托深圳铁岗-石岩水库水质保障工程,基于空孔效应理论,对不同空孔角度和空孔数量的钻孔方式进行数值模拟分析,研究其裂纹扩展及劈裂压力的影响规律,提出了空孔角度为40°和空孔数量为2个的静力爆破空孔参数,并将其应用于现场试验中。结果表明:当劈裂孔与空孔中心之间的水平夹角减小时,岩石裂纹的定向扩展将得到促进,理想的夹角应低于45°。空孔数量对于岩石的破岩过程起到了推动作用,随着空孔数量的逐步增加,岩石承受的最大劈裂压力持续降低,劈裂压力下降率呈现逐渐增高的趋势。通过试验可以证明“取芯+劈裂”破岩的可行性,空孔的存在有助于在空孔与劈裂孔连线方向形成连贯的主裂纹,从而提升了硬岩的破碎效率。试验结果与理论分析及数值模拟结果相吻合,并达到了预期的破岩效果,为禁爆条件下硬岩破岩提供借鉴意义。

    • >U交通运输
    • 考虑需求紧迫度的应急物资卡车-无人机联合配送路径优化

      2025, 25(28):12231-12240. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2408088

      摘要 (766) HTML (0) PDF 5.78 M (723) 评论 (0) 收藏

      摘要:面对现今频发的自然灾害,从系统全局角度出发,研究如何兼顾灾后应急物资配送的公平与效率对于高效实施灾后救援具有重要意义。本文运用层次分析法对需求紧迫度测算指标进行赋权,以受灾点需求紧迫度排序指数最大、带有延时惩罚的配送总成本最小为目标,构建考虑需求紧迫度的应急物资卡车-无人机联合配送路径优化模型,并采用改进NSGA-Ⅱ算法进行求解。结果表明,模型能够满足不同紧迫程度下受灾点应急物资的配送需求,改进NSGA-Ⅱ算法对目标函数优化效果较好,可以为决策者制定应急物资的合理配送方案提供科学参考。

    • 基于速度暂停粒子群算法的应急物资空地联合调运

      2025, 25(28):12241-12252. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2500111

      摘要 (513) HTML (0) PDF 3.87 M (771) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对应急物资的空地联合调运问题,构建面向多物资、多仓库、多机场以及多运输机机型的应急物资调拨与运输机调度模型。将物资调运过程分为两个阶段:第一阶段,利用各机型已有装载方案匹配待运物资,以未匹配物资数量最小化为目标,选取装载方案;第二阶段,以调运成本最小化为目标,将选取的装载方案指派给各个机场的运输机,并决策各仓库与各机场间的各种物资的调拔。采用速度暂停粒子群算法对该问题进行求解。针对问题特点,引入邻域搜索机制,对该算法进行改进。仿真结果表明,改进的算法具有较好的寻优能力,与原有算法进行对比,第一阶段未配物资数量减少14.5%;同时,该模型和算法可提供较好的应急物资调运方案,为制定应急救援计划提供了有力的辅助支撑。

    • 基于气象数据的桥上CRTS-Ⅰ型无砟轨道温度特性精细化分析

      2025, 25(28):12253-12263. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407737

      摘要 (606) HTML (0) PDF 9.74 M (848) 评论 (0) 收藏

      摘要:温度荷载对无砟轨道结构服役过程中的受力变形有显著影响,研究桥上无砟轨道结构的温度特性,有助于为轨道结构设计和服役性能分析提供温度荷载取值的理论依据。本文基于东北四个城市的气象资料和热力学原理,利用有限元软件建立了桥上板式无砟轨道结构热力学模型,考虑太阳东升西落引起的热辐射差异,并结合地理信息和Tk指数法提升热边界条件模拟精度,分析了桥上CRTS I 型板式无砟轨道结构的温度特性,重点研究了轨道板和CA砂浆层的垂向温度梯度荷载,并与无砟轨道-路基结构温度场做对比,分析不同下部结构对轨道结构温荷载的影响。结果表明:本文采用的模拟方法可以为计算桥梁上轨道结构温度场提供一定的可靠性;经计算,东北地区的桥上无砟轨道结构轨道板全年的温度服役范围约在-34~50℃之间,CA砂浆层约为-23~35℃之间,底座板约为-15~23℃之间;该地区桥上CRTS Ⅰ型无砟轨道轨道板和CA砂浆层的正温度梯度荷载大体为0~93℃?m-1和0~275℃?m-1之间,负温度梯度荷载为-43~0℃?m-1和-170~0℃?m-1之间,CA砂浆层承受着更大的日温度梯度荷载的周期作用;与无砟轨道-路基结构相比,桥上无砟轨道结构产生的温度梯度更大,轨道板与CA砂浆层的最大正温度梯度分别增大6%和16%左右,最大负温度梯度分别增大了约5%和32%。

    • 地铁柔性车轮双坑磨耗仿真及硬度影响

      2025, 25(28):12264-12271. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2500906

      摘要 (524) HTML (0) PDF 8.93 M (908) 评论 (0) 收藏

      摘要:车轮磨耗是轮轨接触关系的重要影响因素,对车辆的动力学性能、运行安全和乘坐舒适性有直接影响。双坑磨耗作为一种异常车轮磨耗形式,不仅影响车辆的稳定性和舒适性,还增加了车轮的维修成本,成为轨道交通运营中的重要问题。研究基于实测的地铁车轮踏面硬度数据,建立了考虑车轮局部硬度变化的刚柔耦合车辆动力学模型和Archard车轮磨耗模型,分析了相同里程不同硬度条件下车轮的磨损过程以及相应的动力学性能,研究了车轮踏面名义滚动圆处硬度变化对双坑磨耗的影响。研究结果表明,随着运行里程不断累积,车轮踏面的双坑磨耗深度呈现出渐次增大的趋势。在同一运行里程下,名义滚动圆处硬度提高,导致在车轮与轨道的接触过程中,产生更大的局部压力,从而加剧了滚动圆两侧区域的磨损。相较于轮轴横向力和脱轨系数,随着硬度增加,轮重减载率的变化更为明显。

    • 地聚物胶结RAP混凝土的力学性能及破坏机理

      2025, 25(28):12272-12278. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407420

      摘要 (569) HTML (0) PDF 12.55 M (812) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究地聚物材料胶结RAP混凝土的力学性和破坏机理,选择自研发的一种新型胶结RAP的地聚物胶结材料(S-F Geopolymer)为胶结材料,用其胶结RAP获得地聚物胶结RAP混凝土,通过抗压和抗弯拉试验对S-F Geopolymer胶结RAP混凝土的力学性能和破坏机理进行研究。结果表明:RAP集料的掺量对S-F Geopolymer胶结RAP混凝土的抗压和抗弯拉强度影响较大。随RAP集料掺量的增加,S-F Geopolymer胶结RAP混凝土的抗压强度显著降低,且随RAP掺量的增加,S-F Geopolymer胶结RAP混凝土抗压强度的下降速率呈先降低后增加的趋势。RAP集料掺量的增加会削弱不同龄期下S-F Geopolymer胶结RAP混凝土的抗弯拉强度。S-F Geopolymer胶结RAP混凝土的破坏类型主要包括RAP集料内部发生破坏、沥青-沥青粘结破坏和沥青-集料粘结破坏三种破坏类型。

    • >V航空、航天
    • 起落架疲劳试验大载荷液压随动加载装置研制

      2025, 25(28):12279-12286. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2407393

      摘要 (543) HTML (0) PDF 10.20 M (879) 评论 (0) 收藏

      摘要:起落架疲劳试验过程中缓冲器压缩量不断变化,对应加载点位置需随动调整,为了完整模拟起落架的受载状态,保证试验快速运行,开展了起落架缓冲器压缩量自调节及随动加载技术研究。研制了具备航向、侧向、垂向及弹射随动加载能力的大载荷液压随动加载装置,基于MTS协调加载系统开发了疲劳交互式加载控制技术,验证了起落架主结构在着舰滑行及弹射起飞过程中的承载能力。结果表明:各加载点位置可随着起落架缓冲器压缩量变化而随动调整,具有较高的控制及加载精度,明显提升了试验效率,同时该技术及加载装置具有通用性,可用于不同类型的起落架静力/疲劳试验,具有一定的工程价值。

    • 基于端到端的航空维修消耗备件库存优化

      2025, 25(28):12287-12295. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2409697

      摘要 (602) HTML (0) PDF 4.47 M (759) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低航空企业库存成本,考虑维修备件历史需求数据和特征数据,建立了一个基于机器学习的端到端多周期库存优化模型。以库存总成本最小为目标,采用动态规划法确定历史最优补货决策;在此基础上构建端到端库存优化模型,其中以TimeXer作为需求预测模块,XGboost为库存决策模块,两者相互结合提高补货决策科学性。结合大型航空维修企业实例表明,该端到端模型可以有效降低库存成本,针对各类型消耗类航空备件均有较高的实际应用价值和可行性。

    • 基于改进遗传算法的机场保障车辆动态调度优化

      2025, 25(28):12296-12303. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2500088

      摘要 (698) HTML (0) PDF 3.72 M (734) 评论 (0) 收藏

      摘要:机场地面保障车辆调度是机场地面运行的关键环节,为提升地面保障效率,针对机场地面保障车辆调度问题,考虑航班时刻信息的变化以及计划外的新增需求,提出基于两阶段法的机场地面保障车辆调度模型,设计改进遗传算法进行求解。根据南京禄口机场的实际运行数据,以具有顺序约束的摆渡车和加油车为例进行仿真实验。实验结果表明,与先到先服务与传统遗传算法得到的结果对比,使用车辆数目分别降低40.0%与33.3%,保障总时间分别降低41.4%和16.1%,与静态调度结果进行对比,保障服务时间增加3.1%仍在合理范围内,其余指标出现明显变化。可见机场保障车辆动态调度模型能够提高地面运行调度效率,减少航班延误率。

    • >X环境科学、安全科学
    • 山地丘陵海岸区核电厂近区污染物扩散的风洞实验

      2025, 25(28):12304-12313. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2408138

      摘要 (534) HTML (0) PDF 14.23 M (906) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对山地丘陵海岸地区核电厂近区污染物的流动扩散开展了风洞实验。以根本茂准则作为动力相似的判据,对厂址周边复杂的地形地貌以及厂区内建筑物进行1:800的缩比模拟。通过使用热线风速仪二维热线探头进行流动测量实验,采用60路同步自动化示踪测量系统开展示踪实验,对采集到的核电厂近区流场信息和浓度场信息进行整理分析。结果表明,风向、山体和建筑物会共同作用于区域流场,使得流场的空气动力学特性产生显著改变;建筑物尾流区的高度约为上游山体高度的2.1~2.7倍,长度约为上游山体高度11~30倍;排放高度的增加,使得地面最大扩散因子降低了29.1~62.5倍,出现的下风距离延长了480~1000 m。

    • 加氢站高压氢气泄漏扩散数值模拟

      2025, 25(28):12314-12326. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2500272

      摘要 (661) HTML (0) PDF 15.79 M (528) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高加氢站的安全性,为预防和控制全尺寸加氢站的氢气泄漏提供理论依据,以陕西某加氢站为例,使用ANSYS ICEM软件进行物理建模,在ANSYS FLUENT软件中对不同因素影响下的加氢站高压氢气泄漏过程进行了模拟分析。研究结果表明,加氢站中不同容器的不同泄漏位置都会对氢气可燃气云的流动和氢气泄漏量产生影响;泄漏方向对气流扩散趋势有较明显的影响,直接决定了氢气云的流向;以高压储氢罐为例,当泄漏孔径从10 mm增加到20 mm时,泄漏量增大,氢气可燃气云分布范围扩大,且质量流量也随之变大;当外界风速从2 m/s增加到10 m/s时,氢可燃云消失时间先增加后减少;障碍物以及围墙能有效地限制氢气的流动,防止事故的进一步扩大,但随着氢气的聚集,也会增加事故的风险。数值模拟研究结果可为加氢站的氢气泄漏事故提供对策与建议,对加氢站的运营和安全管理提供理论指导。

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