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基于有限差分低秩分解策略的黏声各向异性纯qP波正演模拟方法

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石油物探 2024年第4期63卷 766-777页

作者：李书瑜梁兵郭廷超潘成磊许冲中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司物探研究院江苏南京210046 中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司江苏扬州225000

地下介质的黏弹性和各向异性特征会导致地震波出现相位频散和振幅衰减,如果在地震数据处理中忽略这些影响,那么成像结果会出现同相轴畸变和偏移假象。常规黏声TTI介质拟声波方程可用于模拟地震波在黏声各向异性介质中的传播特征,但存在... 详细信息

地下介质的黏弹性和各向异性特征会导致地震波出现相位频散和振幅衰减,如果在地震数据处理中忽略这些影响,那么成像结果会出现同相轴畸变和偏移假象。常规黏声TTI介质拟声波方程可用于模拟地震波在黏声各向异性介质中的传播特征,但存在伪横波干扰和受模型参数限制(各向异性参数ε必须大于δ)等问题。为了解决上述问题,将基于声学近似的纯qP波频散关系与常Q衰减模型相结合,推导了一种黏声TTI介质纯qP波方程。该方程包含解耦的相位频散和振幅衰减项,便于实现衰减补偿逆时偏移。基于新推导的方程,发展了有限差分低秩分解求解策略,实现了黏声TTI介质纯qP波正演模拟。数值模拟结果表明,该方程克服了黏声TTI介质拟声波方程的局限,可较为准确且稳定地模拟地震波在黏声各向异性介质中的传播过程。同时,该有限差分低秩分解求解策略继承了有限差分求解方法高效的优势,相比于传统低秩分解法具有更高的计算效率。

关键词：黏声各向异性纯qP波方程正演模拟有限差分低秩分解法

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未焊透对接焊接缺陷对接头疲劳强度的影响

焊接 2024年

作者：郭廷银杨坤谭鑫张祥中车株洲电力机车有限公司

【目的】为了量化焊接工艺导致的未焊透缺陷对16MnDR板材对接接头疲劳强度的影响，分别研究了含未焊透缺陷和无缺陷焊接接头的疲劳性能差异。【方法】使用电磁共振式高频疲劳试验机进行了应力比（R=0.5）条件下两种对接接头的疲劳试验... 详细信息

【目的】为了量化焊接工艺导致的未焊透缺陷对16MnDR板材对接接头疲劳强度的影响，分别研究了含未焊透缺陷和无缺陷焊接接头的疲劳性能差异。【方法】使用电磁共振式高频疲劳试验机进行了应力比（R=0.5）条件下两种对接接头的疲劳试验，比较了未焊透对接接头与无缺陷对接接头在107周次下的概率疲劳强度。同时，结合SEM的断口失效分析结果，确定焊接接头的疲劳裂纹起源和疲劳强度下降的原因。【结果】疲劳试验结果表明，未焊透对接接头的疲劳强度仅为无缺陷接头的17%。失效分析结果显示，未焊透对接接头的疲劳裂纹均起源于焊根部位的未熔合区，焊根部位未熔合区缺口导致的几何应力集中和焊接形成的初始缺陷是导致疲劳强度下降的主要原因。【结论】基于有限元分析结果和疲劳试验数据，推定了含有焊接残余应力影响的未焊透对接接头试样在应力比（R=0.5）下的裂纹扩展门槛值，并建立了疲劳极限强度与未焊透初始缺陷尺寸的关系。该研究为优化焊接工艺提供了重要的参考，帮助提升焊接接头的疲劳强度。

关键词：对接接头未焊透疲劳强度缺陷深度裂纹扩展门槛值

季节性冻土区冻融作用影响下层状非均质包气带内LNAPL迁移机制研究

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季节性冻土区冻融作用影响下层状非均质包气带内LNAPL迁移机制研究

作者：姚稳吉林大学

学位级别：硕士

石油的开采和运输以及有机产品的广泛应用等过程往往会带来严重的地下水土LNAPL污染问题。包气带作为地球关键带最为活跃的圈层,是LNAPL污染地下水、土壤的重要媒介和路径,而层状非均质的结构广泛存在于包气带圈层中,受上下层渗透系数比... 详细信息

石油的开采和运输以及有机产品的广泛应用等过程往往会带来严重的地下水土LNAPL污染问题。包气带作为地球关键带最为活跃的圈层,是LNAPL污染地下水、土壤的重要媒介和路径,而层状非均质的结构广泛存在于包气带圈层中,受上下层渗透系数比值(即R=K_上/K_下)、分层界面倾角和含水条件等因素的影响,对地下水渗流和LNAPL的迁移行为产生了复杂的控制作用,极大地改变LNAPL的迁移路径和速度。季节性冻土区在全球广泛分布,在历经季节性冻土区不同时间尺度的冻融循环时,包气带介质性质和地下水水位等会发生明显变化,进而对LNAPL的迁移过程造成显著影响,使得原本稳定于地下土壤中的LNAPL发生再活化。然而,目前对于LNAPL在季节性冻土区包气带中的迁移机理尚不完全清楚,尤其是对层状非均质包气带介质理化性质和冻融条件耦合作用下LNAPL的迁移机制仍缺乏深刻理解,严重阻碍了季节性冻土区有机污染土壤的评价和治理工作。基于此,本研究依托于国家自然科学基金面上项目“季节性冻土区包气带中LNAPL的迁移转化机制研究”,利用改进的四相系统(水-LNAPL-气-冰)光透射可视化技术,针对季节性冻土区层状非均质包气带介质理化性质与LNAPL迁移行为的耦合作用,开展层状非均质包气带介质理化性质和冻融条件耦合作用下LNAPL的迁移机制研究。通过本论文研究,主要获得以下结论和认识:(1)常温与冻融循环影响下均质与层状非均质包气带内LNAPL迁移规律常温与冻融循环过程中,介质的粒径越小,则均质包气带内LNAPL的总体迁移程度和重分布程度越高。R1型层状非均质包气带的分层界面对LNAPL向下迁移行为起到显著的促进作用。在常温阶段,突破分层界面的LNAPL体积随R值的增大而增大,LNAPL整体性向下迁移的趋势也越明显;在冻融循环影响下,R>1型包气带内,突破分层界面的LNAPL的增量随着R值的增大而增大,LNAPL向下重分布的趋势也越显著。(2)基于等效圆管模型,构建了常温与冻结阶段内层状非均质包气带的悬挂毛细带内分层界面处LNAPL迁移与重分布的驱动机制层状非均质包气带的R值决定了LNAPL的迁移特征。冻融过程中,LNAPL所受的毛细力与重力、冻结诱导压力共同控制LNAPL的迁移模式。上下层介质性质的差异导致LNAPL在分层界面上下所受的毛细力存在差异。常温下,在分层界面上下LNAPL饱和度均值相等时,R1型包气带的分层界面处LNAPL受到的毛细力合力方向分别为向上和向下。冻结过程中,冻结诱导压力逐渐产生,同时顶部的LNAPL向下重分布至分层界面处,致使上层介质对LNAPL向上的毛细力降低。因此,LNAPL在垂向上的合力向下增长,有利于LNAPL突破分层界面。融化过程中,冻结诱导压力消失,同时分层界面之上的LNAPL向顶部重分布,致使上层介质对LNAPL向上的毛细力增高。因此,LNAPL在垂向上的合力向上增长,LNAPL向上重分布。

关键词：季节性冻土区冻融循环 LNAPL 层状非均质包气带迁移机制

基于改进CRITIC云模型的铁路旅客运输安全评价研究

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铁道运输与经济 2024年第10期46卷 207-214,222页

作者：吴华稳国家铁路局市场监测评价中心北京100891

开展铁路旅客运输安全评价是确保旅客运输安全,提升旅客出行满意度的重要手段。围绕影响旅客出行安全的5个维度构建铁路旅客运输安全评价指标体系,涵盖16个评价指标,通过阐述云模型的评价原理,并仿真模拟了云滴数从1 000逐步增长至10 00... 详细信息

开展铁路旅客运输安全评价是确保旅客运输安全,提升旅客出行满意度的重要手段。围绕影响旅客出行安全的5个维度构建铁路旅客运输安全评价指标体系,涵盖16个评价指标,通过阐述云模型的评价原理,并仿真模拟了云滴数从1 000逐步增长至10 000的云图;进一步论证改进CRITIC方法确定指标权重的过程,并与传统的CRITIC方法进行比较,分析了改进完善的优点;提出基于改进的CRITIC法和云模型开展铁路旅客运输安全评价步骤。通过算例对该模型进行了验证,计算评价指标的权重及要素层、指标层的评价云重要参数,由此得出铁路旅客运输安全评价云。研究结果表明,基于改进的CRITIC法和云模型有着较强的可行性与适用性,可进一步丰富完善铁路旅客运输安全的评价方法,评价结果也为监管部门提供一定的理论参考与实证依据。

关键词：改进CRITIC 云模型铁路旅客运输指标体系安全评价

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含裂纹—点蚀耦合的两级人字齿轮传动系统振动特性研究

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含裂纹—点蚀耦合的两级人字齿轮传动系统振动特性研究

作者：闫稳西安工业大学

学位级别：硕士

两级人字齿轮传动系统主要应用于大扭矩的发动机等齿轮传动系统中,然而由于不可避免的制造误差和安装误差以及恶劣的工作环境等因素,可能会发生齿轮裂纹、点蚀等影响齿轮系统的正常运行。因此需要对含裂纹-点蚀耦合的两级人字齿轮进行... 详细信息

两级人字齿轮传动系统主要应用于大扭矩的发动机等齿轮传动系统中,然而由于不可避免的制造误差和安装误差以及恶劣的工作环境等因素,可能会发生齿轮裂纹、点蚀等影响齿轮系统的正常运行。因此需要对含裂纹-点蚀耦合的两级人字齿轮进行研究。研究内容如下:建立了不同裂纹深度和点蚀影响程度在耦合作用影响下的人字齿轮副的弯曲刚度、剪切刚度、基体刚度、赫兹刚度和轴向压缩刚度的解析模型,采用积分法进行求解,研究了裂纹-点蚀耦合对人字齿轮时变啮合刚度的影响,并对健康和不同程度的裂纹-点蚀耦合故障下的时变啮合刚度计算结果进行了分析比较;采用有限元法,建立了四种不同程度等级的裂纹-点蚀耦合作用下的人字齿轮时变啮合刚度有限元计算模型,对模型进行了仿真分析并且和解析法进行了对比。建立了两级人字齿轮弯扭轴摆耦合动力学模型,模型中包含裂纹-点蚀耦合时变啮合刚度,支撑刚度,扭转刚度和综合误差等因素,通过对模型的分析,建立并推导了考虑弯扭轴摆的48自由度两级人字齿轮传动系统微分方程。将含裂纹-点蚀耦合失效的刚度作为激励代入一个48自由度的两级人字齿轮传动系统,得到了系统不同裂纹-点蚀耦合程度下的时域响应和频域响应,分析了各参数对系统的振动响应变化规律,并通过振动试验,测试了不同裂纹-点蚀耦合程度对系统时频响应特性的影响。进行了含裂纹-点蚀耦合的两级人字齿轮传动系统振动测试试验,试验数据和理论数据进行了对比,趋势一致,较为合理的验证了本文所提出的基于裂纹-点蚀耦合时变啮合刚度的两级人字齿轮传动系统动力学模型建立方法及时频响应特性分析方法的正确性。通过以上研究发现,可以得到裂纹-点蚀耦合影响下的系统时域响应特性存在按照啮合周期变化的冲击行为,且随着裂纹-点蚀耦合程度的不断增加,冲击行为越来越严重;裂纹-点蚀耦合影响下的系统加速度频域响应存在由于裂纹-点蚀引起的边频信号,特别是倍频附近会出现明显的边频信号,且随着裂纹-点蚀耦合程度的增加而增加,系统的振动稳定性变差。试验数据验证了理论方法的计算结果。

关键词：人字齿轮裂纹点蚀时变啮合刚度振动特性

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基于水中有机物光热效应的光纤传感器研究

基于水中有机物光热效应的光纤传感器研究

作者：樊祥稳天津理工大学

学位级别：硕士

智慧城市建设对城市经济韧性的影响研究 ——以长三角地区为例

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智慧城市建设对城市经济韧性的影响研究 ——以长三角地区为例

作者：谢长稳安徽建筑大学

学位级别：硕士

当前,中国经济面临着多方面的挑战,包括外部环境的不确定性、国际市场的波动、产业结构的调整等因素。在这一复杂多变的背景下,如何提升自身经济韧性,推动经济高质量发展成为目前亟需解决的问题。智慧城市建设作为一种新型城市发展范式... 详细信息

当前,中国经济面临着多方面的挑战,包括外部环境的不确定性、国际市场的波动、产业结构的调整等因素。在这一复杂多变的背景下,如何提升自身经济韧性,推动经济高质量发展成为目前亟需解决的问题。智慧城市建设作为一种新型城市发展范式,通过整合先进的信息和通信技术,有助于提升城市运行效率、优化资源配置、推动产业结构升级。因此,深入探讨智慧城市建设能否有效提升经济韧性及其潜在的提升路径具有重要的实际意义。在梳理了相关研究和理论并分析了智慧城市建设对城市经济韧性的影响机理的基础上,文章基于2012-2021年长三角地区的面板数据,首先从智慧基础设施、智慧经济、智慧民生、智慧环境四个方面测度智慧城市建设水平,从抵抗与恢复力、适应与调节力、创新与转型力三个维度测度经济韧性水平,并结合核密度估计和马尔科夫链方法对两者进行动态演变特征分析。其次实证研究智慧城市建设对城市经济韧性的影响及作用路径。主要得出以下结论:(1)观测期内,虽然长三角地区智慧城市建设与经济韧性水平呈现出总体上升的趋势,但各城市差距随时间逐渐扩大,存在发展不平衡的情况;(2)基准回归发现,智慧城市建设能够显著提升城市经济韧性,并且对城市经济韧性的创新与转型力的提升效果最明显;(3)异质性检验发现,智慧城市建设对长三角都市圈城市和外围城市的经济韧性的促进效果显著;(4)中介效应检验发现,智慧城市建设可以通过推动科技发展、激发绿色创新、集聚人力资本来提升城市经济韧性;(5)门槛效应检验发现,受创业活力、金融发展水平等城市资源禀赋的影响,智慧城市建设对城市经济韧性的影响存在双门槛效应;(6)空间效应检验发现,智慧城市建设不仅对本地区的城市经济韧性产生积极影响,而且对周边地区也具有正向的溢出效应。最后根据上述结论提出相关建议:一是促进长三角地区平衡发展;二是差异化推进智慧城市建设;三是推进创业活力与金融创新;四是加强跨地区协同发展。图[7]表[20]参[130]

关键词：智慧城市建设城市经济韧性马尔科夫链中介效应模型长三角地区

40Cr/Q345双金属热压缩扩散过程分子动力学模拟

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40Cr/Q345双金属热压缩扩散过程分子动力学模拟

作者：梁友稳太原科技大学

学位级别：硕士

双金属材料是由两种不同金属结合而成的一种复合材料,这种材料的特点在于能够充分利用不同金属材料的优点,同时弥补单金属材料的不足,从而使双金属复合材料制成的零件拥有优异的性能,节约贵金属的用量,提高双金属零件的性价比。由于双... 详细信息

双金属材料是由两种不同金属结合而成的一种复合材料,这种材料的特点在于能够充分利用不同金属材料的优点,同时弥补单金属材料的不足,从而使双金属复合材料制成的零件拥有优异的性能,节约贵金属的用量,提高双金属零件的性价比。由于双金属材料优异的性能和经济性优势,双金属复合环件作为关键的连接、传动和支撑构件,在航空航天领域、深海探测以及能源领域得到了越来越广泛的关注。双金属环件常用热压缩变形的方式结合到一起,然而在实际应用中,由于双金属界面的结合强度不足,双金属环件结合界面的开裂成为最常见的失效形式。在本研究中,为了提高双金属界面的结合强度,进一步揭示双金属材料在热压缩过程中原子尺度的变形和扩散行为,利用分子动力学模拟和实验方法,对40Cr/Q345双金属等温热压缩过程进行了研究。建立了40Cr/Q345双金属多晶原子界面模型,并选用合适的势函数和模拟参数对模型进行了优化,得到了温度和应变速率对应力应变、位错演化、再结晶行为、原子扩散行为和原子结合强度进行了研究,最终得到了以下结论:(1)分子动力学模拟研究发现提高温度或者减小应变速率能够减少等温热压缩过程中的应力。高温或者极快的应变速率会导致晶粒粗化。在等温热压缩过程中原子位置的变化促进了再结晶和晶粒长大,并且发现双金属等温热压缩过程中的位错主要是1/2位错,双金属的滑移方式为交滑移,更易沿方向滑动。(2)结合分子动力学模拟和等温热压缩实验,发现更高的温度可以加快原子扩散速度,促进扩散层的形成,但促进作用随着温度的升高逐渐减弱,应变速率对扩散层厚度影响与温度相比较弱,加快应变速率会导致扩散层厚度减小。Mn原子相比Cr原子的扩散激活能更低,因此在双金属等温热压缩过程中Mn原子的扩散速度更快。(3)利用径向分布函数对原子结构进行了分析,结果表明高温和快应变速率会破坏双金属界面处的原子结构,导致界面处的原子非晶化程度加重;进一步通过计算原子间结合能和键长,发现经过等温热压缩后形成的双金属扩散层可以获得与原始金属层相似的结合强度,且越过原始界面扩散后的Mn原子与扩散后的Cr原子相比与Fe原子的结合更加紧密。

关键词：双金属界面原子扩散结合强度再结晶分子动力学

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线性投影的高维数据聚类算法研究

线性投影的高维数据聚类算法研究

作者：吴义稳兰州财经大学

学位级别：硕士

随着经济社会的发展,数据呈现爆炸性增长,这种增长主要体现在数据的数量和维度。高维数据的样本稀疏且包含大量的冗余特征和噪声信息,其有意义的类簇结构往往嵌入在低维子空间中。对高维数据进行降维是提高聚类算法性能的一个关键步骤... 详细信息

随着经济社会的发展,数据呈现爆炸性增长,这种增长主要体现在数据的数量和维度。高维数据的样本稀疏且包含大量的冗余特征和噪声信息,其有意义的类簇结构往往嵌入在低维子空间中。对高维数据进行降维是提高聚类算法性能的一个关键步骤。线性投影技术是常用的降维方法,其通过线性变换将高维数据变换到低维子空间中。传统的聚类算法在对高维数据进行聚类时主要存在以下两个问题:(1)对异常样本敏感,缺乏识别和处理异常样本的过程;(2)需要预先对高维数据进行降维处理,算法的时间复杂度通常较高,不适用于高维的大数据集。针对这些问题,本文提出了两个算法。一、提出了带有实例惩罚的投影模糊C均值聚类算法(Projected Fuzzy cmeans Clustering Algorithm with Instance Penalty,PCIP)。PCIP算法将聚类任务和降维任务统一到一个目标函数中,迭代地学习线性投影矩阵和隶属度矩阵,同时完成降维和聚类。此外,PCIP算法基于原始数据的分布构建实例惩罚矩阵,为每一个样本分配实例惩罚系数,降低了噪声样本对模型的影响。PCIP算法还通过融合模糊C均值聚类(Fuzzy c-means Clustering,FCM)和主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)来构造一个新颖的高维数据聚类模型。PCIP的时间复杂度与样本数量线性相关,可以有效地处理大型数据集。为了验证PCIP算法的有效性,在10个图像数据集上与7个相关的对比算法进行了大量的聚类实验,实验结果证明了PCIP算法能够快速地学习投影矩阵和隶属度矩阵,并在投影子空间上获得良好的聚类效果。二、提出了快速锚点图保持投影算法(Fast Anchor Graph Preserving Projections,FAGPP)。为了减少基于图的降维算法的时间复杂度,FAGPP算法使用锚点图的学习代替邻接图的学习,同时利用原始数据空间的锚点图来指导投影空间中锚点图的学习。FAGPP算法还融合了PCA模型使其不仅可以处理数据的聚类信息,还可以处理数据的全局信息。FAGPP的时间复杂度为O(nmd),其中n表示样本的数量,m表示锚的数量,d表示数据的特征数。为了验证FAGPP算法的有效性,在6个图像数据集上与5个相关的对比算法进行了大量的聚类实验,实验结果证明FAGPP算法能快速地对数据进行降维,降维的数据在投影子空间中具有较好的类簇结构,获得良好的聚类效果。

关键词：降维聚类锚点线性投影实例惩罚