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不同粗糙度单裂隙渗流特性规律研究

不同粗糙度单裂隙渗流特性规律研究

作者：冯宇迪内蒙古科技大学

学位级别：硕士

裂隙岩体水力学性质是工程岩体最重要的力学性质之一,对工程岩体稳定性有着重大影响。因此,裂隙岩体水力学性质的研究也一直备受国内外学者的高度关注。关于此力学性质最基础的是光滑平行板裂隙的广义立方定律,但由于其存在局限性,大量... 详细信息

裂隙岩体水力学性质是工程岩体最重要的力学性质之一,对工程岩体稳定性有着重大影响。因此,裂隙岩体水力学性质的研究也一直备受国内外学者的高度关注。关于此力学性质最基础的是光滑平行板裂隙的广义立方定律,但由于其存在局限性,大量专家从裂隙粗糙度以及裂隙开度的角度对立方定律进行修正。本文选用JRC裂隙粗糙度对裂隙进行表征,进行不同粗糙度单裂隙渗流特性试验研究及数值模拟分析,对工程实际中岩体稳定性研究具有指导意义。为了研究裂隙岩体渗透特性及规律,将岩体中的裂隙网络简化为单裂隙,采用3D打印技术依据Barton提出的十条JRC标准轮廓曲线制备出含10级粗糙度(JRC=1～20)的单裂隙水泥试件,对其进行单裂隙渗透试验,研究不同粗糙度单裂隙岩体在不同围压、水压情况下的渗透规律;利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件,建立10级粗糙度单裂隙渗流数值模型,研究其在不同裂隙开度,不同渗透压下单裂隙渗流速度及渗流应力场变化规律。通过物理试验与数值模拟试验,得到了以下研究成果:(1)单裂隙岩体在围压、水压和粗糙度条件不同的情况下渗流规律为:粗糙度不同的情况下,渗透率在粗糙度的影响下呈负相关关系,且分为两个阶段:围压为1MPa～3 MPa,离散率相对较高,围压为4 MPa～8 MPa,粗糙度的影响逐渐减弱,下降趋势趋于平缓;围压不同的情况下,渗透率随着围压的上升而下降,在围压加载前期(1 MPa～3 MPa),渗透率的下降速率较快,降差较大,在围压加载中后期(4 MPa～8MPa),裂隙渗透率下降速率放缓;水压不同的情况下,渗透率随着水压升高而增大,且其规律呈线性相关关系。围压和粗糙度分别影响单裂隙岩体的裂隙开度和渗流路径,在试验过程中起主导作用。(2)单裂隙岩体在粗糙度、裂隙开度和渗透压条件不同情况下渗流速度场和应力场变化规律为:在不同粗糙度的条件下,裂隙渗流速度随着裂隙粗糙度的增大而下降,且出口最大流速>出口平均流速>内部平均流速,内部的平均渗流速度与出口处的平均渗流速度相接近;在不同裂隙开度的条件下,裂隙渗流速度随着裂隙开度的增大而呈阶梯式上升,并且满足增长幅度2倍的正比增长关系;在不同渗透压的条件下,裂隙渗流速度随着渗透压的增大而上升,渗流速度的增长与渗透压的增长成正比例增长关系,且随着渗透压增长满足倍数增长关系;在不同粗糙度的条件下,裂隙应力场的作用效果随粗糙度增大越来越明显,产生的应变效果与应力产生的效果基本一致。本课题单裂隙渗流试验为深入理解粗糙度对裂隙岩体渗透特性及规律的影响提供了比较精细的研究结论,是裂隙岩体水力性质认识的有益补充。

关键词：单裂隙粗糙度渗透率数值模拟渗流速度

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三相三线制并联型APF控制策略研究

三相三线制并联型APF控制策略研究

作者：冯宇迪江苏大学

学位级别：硕士

随着现代电力电子技术在航空航天、轨道交通、通讯医疗以及新能源发电等领域的广泛应用,大量的非线性电力电子装置导致了严重的谐波污染。并联型有源电力滤波器作为一种高效、灵活的电能质量治理设备,可以实时地检测电网中不同频次的谐... 详细信息

随着现代电力电子技术在航空航天、轨道交通、通讯医疗以及新能源发电等领域的广泛应用,大量的非线性电力电子装置导致了严重的谐波污染。并联型有源电力滤波器作为一种高效、灵活的电能质量治理设备,可以实时地检测电网中不同频次的谐波并进行抑制。本文对三相三线制并联型有源电力滤波器的关键控制技术进行了研究。首先,针对传统i-i谐波电流检测法在三相不平衡电网下无法精确锁相的问题,采用双二阶广义积分器对电网电压的正、负序分量进行分离,再使用同步旋转坐标系软件锁相环对分离之后的电网电压正序分量信号进行锁相。为了加快对负载电流中谐波分量的滤除工作,设计了积分均值滤波模块以代替低通滤波器。其次,在谐波电流控制方面,利用模型预测控制的控制目标可变特性,将控制目标由谐波补偿电流转换为逆变器的输出电压,引出了基于扇区判断的模型预测电压跟踪控制。在此基础上提出一种基于最优开关状态的模型预测电压跟踪控制,根据上一采样周期的开关状态预测下一时刻的开关状态子集,从而减小滚动优化次数,有效提升谐波电流跟踪能力的同时,降低电网电流的波形畸变率以及系统开关损耗。然后,建立了并联型有源电力滤波器直流侧电压的一阶线性自抗扰控制数学模型。在模糊线性自抗扰控制的基础上,提出了一种变论域模糊线性自抗扰控制,根据直流侧参考电压和实际电压的误差信号自适应调整控制器的带宽,并引入伸缩因子对模糊控制的输入输出论域进行优化。该控制可在不改变模糊控制的模糊规则和隶属度函数的情况下,提高直流侧电容电压控制的稳态精度。通过数学分析验证了提出的控制方法的稳定性。最后,利用MATLAB仿真软件和研制的实验样机对提出的优化控制策略进行了验证,由仿真和实验结果可知:改进的i-i谐波电流检测法可以应对三相不平衡电网下的谐波电流检测要求,输出的基波有功电流稳态精度更高,在负载突变情况下的动态响应速度更快。提出的基于最优开关状态的模型预测电压跟踪控制法,在负载突变前后得到的电网电流总波形失真较小,且有效降低了系统的开关频率。相对于模糊LADRC控制,提出的变论域模糊LADRC控制得到的直流侧电容电压具有响应速度更快、抗干扰性更强的优点,并且稳态精度更高。

关键词：有源电力滤波器 ip-iq检测法模型预测电压控制线性自抗扰控制变论域模糊控制

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不同粗糙度单裂隙渗流规律研究

矿业安全与环保 2022年第2期49卷 46-51页

作者：冯宇迪陈世江雷旺李治豪常亚男内蒙古科技大学矿业研究院内蒙古包头014000 河北正实城建开发有限公司河北张家口075000

为了研究裂隙岩体的渗流规律,将岩体中的裂隙网络简化为单裂隙,依据Barton提出的10条JRC标准轮廓曲线,采用3D打印技术制备出含10级粗糙度(JRC=1~20)的单裂隙水泥试件,对其进行单裂隙渗流试验,研究不同粗糙度单裂隙岩体在不同围压、水压... 详细信息

为了研究裂隙岩体的渗流规律,将岩体中的裂隙网络简化为单裂隙,依据Barton提出的10条JRC标准轮廓曲线,采用3D打印技术制备出含10级粗糙度(JRC=1~20)的单裂隙水泥试件,对其进行单裂隙渗流试验,研究不同粗糙度单裂隙岩体在不同围压、水压情况下的渗流规律。研究结果表明:岩体单裂隙渗流过程中,当水压和围压恒定时,粗糙度越大,则渗透率越小;当水压和粗糙度恒定时,围压越大,则渗透率越小,但在围压增大到4 MPa时,渗透率下降速度趋于平缓;在围压及粗糙度相同的情况下,单裂隙岩体的渗透率随着水压的升高而增大,且呈线性相关关系。

关键词：单裂隙粗糙度围压水压渗透率

APF直流侧电压的变论域模糊线性自抗扰控制

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电力电子技术 2023年第1期57卷 32-36页

作者：李自成冯宇迪冯大力江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 烟台市能源综合执法支队山东烟台264003

针对模糊线性自抗扰控制的缺点,提出变论域模糊线性自抗扰控制。该控制可根据误差以及误差变化率调整模糊控制的输入输出论域。因此,所提出的控制方法可在不增加模糊规则数目,不改变隶属度函数的情况下,提高模糊线性自抗扰控制的稳态精... 详细信息

针对模糊线性自抗扰控制的缺点,提出变论域模糊线性自抗扰控制。该控制可根据误差以及误差变化率调整模糊控制的输入输出论域。因此,所提出的控制方法可在不增加模糊规则数目,不改变隶属度函数的情况下,提高模糊线性自抗扰控制的稳态精度。仿真结果和实验结果表明:相对于有源电力滤波器(APF)直流侧电压的模糊线性自抗扰控制,所提出的变论域模糊线性自抗扰控制具有更快的响应速度,更高的稳态精度以及更小的总谐波失真(THD)。

关键词：有源电力滤波器线性自抗扰控制变论域

基于渐进式差异感知注意力的红外和可见光图像融合算法

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中国科学：技术科学 2024年第6期54卷 1183-1197页

作者：李绪冯宇张永祥长安大学能源与电气工程学院西安710064

红外图像与可见光图像融合是图像融合的重要研究方向.不同的图像源可以提供互补的知识.融合成的图像包含更多信息,能获得更好的识别和分析性能.目前的方法可以分为传统方法和基于深度学习的方法两种.本文在现有方法的基础上,提出了一种... 详细信息

红外图像与可见光图像融合是图像融合的重要研究方向.不同的图像源可以提供互补的知识.融合成的图像包含更多信息,能获得更好的识别和分析性能.目前的方法可以分为传统方法和基于深度学习的方法两种.本文在现有方法的基础上,提出了一种新的渐进式跨模态差异感知图像融合网络,建立了端到端的可见光-红外图像融合模型.模型采用基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的框架作为主干,由渐进式特征提取器和图像重构器组成.首先,本算法对可见光图像和红外图像分别建立两条特征提取支路,在两支路间引入了差异感知注意力模块(differential aware attention module,DAAM),该模块使本网络能够在特征提取阶段逐步整合互补信息.因此,特征提取器可以从红外和可见光图像中完全提取出共同和互补的特征.然后,将提取出的深度特征通过中间融合策略进行融合,将可见光图像和红外图像的特征结合起来,以获得尽可能好的融合效果.再通过图像重构器恢复出融合图像.最后,通过与其他相关方法的比较,对本方法的性能进行了测试,实验结果表明,所提出的方法能有效提高融合效果.

关键词：图像融合可见光-红外融合跨模态深度学习

基于恒聚焦光路的线激光视觉传感器的标定方案

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第4期64卷 738-748页

作者：冯宇星郑军林劲松清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室北京100084

传统线激光视觉传感器受到相机景深的限制,高精度测量范围有限。通过倾斜镜头以满足Scheimpflug定律,能在视觉传感器内建立恒聚焦光路,使可见范围均清晰成像。该文针对改进后的线激光视觉传感器,提出了一套完整且有效的标定方案。相机... 详细信息

传统线激光视觉传感器受到相机景深的限制,高精度测量范围有限。通过倾斜镜头以满足Scheimpflug定律,能在视觉传感器内建立恒聚焦光路,使可见范围均清晰成像。该文针对改进后的线激光视觉传感器,提出了一套完整且有效的标定方案。相机内参标定方面,建立了倾斜相机成像模型,并提出了新的参数初值获取方法和非线性优化流程。光平面标定方面,设计了双台阶形状的新标定靶物,只需要采集一次标志物轮廓信息就能通过最优化求解快速完成光平面标定。实际测量结果显示,完成标定的传感器对标准陶瓷量块尺寸的检测偏差均值约为0.0280 mm,表明该文提出的标定方案可靠有效,符合实际应用需求。

关键词：线激光视觉传感器 Scheimpflug定律恒聚焦光路相机标定光平面标定

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基于LSM-tree的高性能存储方案的设计与实现

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基于LSM-tree的高性能存储方案的设计与实现

作者：冯宇电子科技大学

学位级别：硕士

后太平天国时期徽州的宗族维权与官府确权——以绩溪南关许余氏坟产纠纷为中心的考察

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安徽史学 2024年第2期 118-125页

作者：陈瑞冯宇安徽大学徽学研究中心安徽合肥230039

太平天国硝烟的散去拉开了徽州宗族重建的序幕,后太平天国时期,绩溪南关许余氏宗族通过对自身合法坟产的维权,实现了官府以“给示”为标志的确权。南关许余氏坟产纠纷案表明:经历太平天国运动巨大变局后的徽州地方宗族坟产纠纷博弈,是... 详细信息

太平天国硝烟的散去拉开了徽州宗族重建的序幕,后太平天国时期,绩溪南关许余氏宗族通过对自身合法坟产的维权,实现了官府以“给示”为标志的确权。南关许余氏坟产纠纷案表明:经历太平天国运动巨大变局后的徽州地方宗族坟产纠纷博弈,是以风水之争为主线,在族内士绅等精英主导、举全族之力应对下,劫后余生的宗族对自身坟产产权权益进行维护与再确认的一个实践过程。在宗族维权与官府确权实践中,以官府颁布告示认可宗族相关权益从而获得宗族赋税缴纳配合、宗族将告示载入族谱形成自身权益的官方依据为显著标志,这从一个侧面反映出徽州宗族在后太平天国时期恢复重建过程中,以坟产纠纷事件处置为契机与官府形成的某种有效互动。

关键词：徽州绩溪南关许余氏坟产纠纷产权太平天国运动

基于距离信息的追逃策略:信念状态连续随机博弈

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自动化学报 2024年第4期50卷 828-840页

作者：陈灵敏冯宇李永强浙江工业大学信息工程学院杭州313000

追逃问题的研究在对抗、追踪以及搜查等领域极具现实意义.借助连续随机博弈与马尔科夫决策过程(Markov decision process, MDP),研究使用测量距离求解多对一追逃问题的最优策略.在此追逃问题中,追捕群体仅领导者可测量与逃逸者间的相对... 详细信息

追逃问题的研究在对抗、追踪以及搜查等领域极具现实意义.借助连续随机博弈与马尔科夫决策过程(Markov decision process, MDP),研究使用测量距离求解多对一追逃问题的最优策略.在此追逃问题中,追捕群体仅领导者可测量与逃逸者间的相对距离,而逃逸者具有全局视野.追逃策略求解被分为追博弈与马尔科夫决策两个过程.在求解追捕策略时,通过分割环境引入信念区域状态以估计逃逸者位置,同时使用测量距离对信念区域状态进行修正,构建起基于信念区域状态的连续随机追博弈,并借助不动点定理证明了博弈平稳纳什均衡策略的存在性.在求解逃逸策略时,逃逸者根据全局信息建立混合状态下的马尔科夫决策过程及相应的最优贝尔曼方程.同时给出了基于强化学习的平稳追逃策略求解算法,并通过案例验证了该算法的有效性.

关键词：追逃问题信念区域状态连续随机博弈马尔科夫决策过程强化学习