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煤层底板富水承压溶洞突水力学模型构建及突水判据研究

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煤炭科学技术 2022年第5期50卷 232-237页

作者：李博刘子捷贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室贵州贵阳550025 贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025

西南地区是我国南方重要的煤炭生产基地,由于喀斯特地貌分布广泛,岩溶发育强烈,该地区主采的二叠系煤层底板茅口组灰岩中常见充水性溶洞,煤矿开采过程中一旦遇到隐伏富水承压溶洞,在采动和承压水双重作用下,极易导致煤层底板隔水岩体失... 详细信息

西南地区是我国南方重要的煤炭生产基地,由于喀斯特地貌分布广泛,岩溶发育强烈,该地区主采的二叠系煤层底板茅口组灰岩中常见充水性溶洞,煤矿开采过程中一旦遇到隐伏富水承压溶洞,在采动和承压水双重作用下,极易导致煤层底板隔水岩体失稳破坏产生突水灾害,对煤矿的安全开采造成严重威胁。为研究煤层底板富水承压溶洞突水灾害发生时的地质控制因素及隔水岩体失稳破坏的力学行为,有效保障煤矿安全开采,基于西南岩溶地区溶洞的形态特点、隔水岩体的受力特征,将溶洞顶板简化为圆形断面,将溶洞与煤层之间的隔水岩体简化为由无数积分薄圆板构成的圆锥台体,建立了煤层底板富水承压溶洞突水力学模型。运用突变理论中的尖点突变模型对力学模型进行解析,结合弹性力学理论,得出了系统变形失稳的标准势函数表达式,进而研究了系统的临界稳定状态,推导了煤层底板富水承压溶洞突水的力学判据。研究表明:隔水岩体失稳破坏进而引发富水承压溶洞突水的地质因素主要由隔水岩体的厚度、弹性模量、泊松比及溶洞的尺寸和水压等控制,且当隔水岩体厚度、弹性模量和泊松比越小,溶洞尺寸和水压越大时,越容易发生突水灾害。研究成果可以为煤层底板溶洞突水现象的解释和防治提供科学依据。

关键词：溶洞突水力学模型突水判据控制因素底板承压水

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轴对称圆薄板大挠度微分方程的数值分析方法

应用力学学报 2016年第3期33卷 427-433,546页

作者：曹天捷中国民航大学机场学院天津300300

根据轴对称问题的特点,利用级数展开和求极限法则,证明了轴对称大挠度圆薄板在圆心处应满足的边界条件,并以圆薄板轴对称大挠度弯曲变形微分方程为基础,建立了圆心处非奇异的轴对称大挠度圆板弯曲微分方程,从而可以方便地利用现有的常... 详细信息

根据轴对称问题的特点,利用级数展开和求极限法则,证明了轴对称大挠度圆薄板在圆心处应满足的边界条件,并以圆薄板轴对称大挠度弯曲变形微分方程为基础,建立了圆心处非奇异的轴对称大挠度圆板弯曲微分方程,从而可以方便地利用现有的常微分方程数值求解方法(如变步长龙格-库塔法)对实心圆板的轴对称问题进行数值求解,又不必像摄动法那样推导复杂的公式。在数值求解轴对称圆板大挠度弯曲变形微分方程时,将非线性微分方程的求解主要归结为迭代求解圆心处三个未知边界条件的问题,即圆心处的径向膜力、圆心处的挠度、圆心处挠度的二阶导数,并提出了相应的求解方法。实例中,对于圆薄板受均布横向荷载的问题,分析了周边固支边界条件下的非线性弯曲问题,给出了中心挠度参数大范围变化时的荷载和部分边界值变化曲线,并与经典摄动解进行了对比。对比结果可见,本文方法和摄动法的解非常接近,在量纲归一化中心挠度不超过4.0时,两种方法解的相对误差均小于5.0%。另外,本文还分析了与挠度有关的液体压力作用下和集中荷载作用下周边固支圆板的非线性弯曲问题。通过算例可见:本文方法可以灵活处理不同的荷载问题;对于不同的问题,计算过程相似,不必推导复杂的计算公式,计算精度容易控制。

关键词： von Kármán方程大挠度圆板数值解三重二分法膜力

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认知的系统发生比较:演化心理学研究进展

科学通报 2020年第1期65卷 18-24页

作者：陈涛苏彦捷清华大学社会科学学院心理学系北京100084 北京大学心理与认知科学学院行为与心理健康北京市重点实验室北京100871

认知的演化研究有助于揭示人类认知的独特性等相关问题,是人类心理研究的重要领域之一.目前,对认知演化问题的研究出现了一些新探索--认知演化的系统发生研究,即通过对某种认知能力进行跨多物种研究,并通过联系演化压力的相关因素进行分... 详细信息

认知的演化研究有助于揭示人类认知的独特性等相关问题,是人类心理研究的重要领域之一.目前,对认知演化问题的研究出现了一些新探索--认知演化的系统发生研究,即通过对某种认知能力进行跨多物种研究,并通过联系演化压力的相关因素进行分析.现有研究已经在一定程度上说明了认知能力演化的规律.本文从理论贡献、研究取向以及实践研究3个角度对认知演化的系统发生进行论述,旨在对认知能力的演化规律进行理论的探索和实践方法的扩充.

关键词：认知演化系统发生觅食假说社会脑假说

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TDI CCD相机实验室辐射定标的研究

光电工程 2007年第5期34卷 71-74页

作者：刘亚侠北京服装学院工业设计与信息工程学院北京100029

TDI CCD相机辐射定标的目的是建立输入辐亮度和探测器数字化输出之间的关系,为相机提供调光参数。本文推导了辐射定标的原理,并针对特定的TDI CCD相机在应用光学国家重点实验室里使用积分球对其进行了基于光谱辐照度灯的辐射定标,标定了... 详细信息

TDI CCD相机辐射定标的目的是建立输入辐亮度和探测器数字化输出之间的关系,为相机提供调光参数。本文推导了辐射定标的原理,并针对特定的TDI CCD相机在应用光学国家重点实验室里使用积分球对其进行了基于光谱辐照度灯的辐射定标,标定了TID CCD相机响应的线性度、TDI CCD相机响应分别与增益和级数的关系,根据实验结果我们得到了在不同的辐亮度值下的增益和级数参考值,从而确定了TDI CCD相机的调光参数,并给出了标定的误差和各项误差源的影响。

关键词：辐射定标 TDI CCD相机积分球

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丰中子锂同位素的Gamow壳模型计算

科学通报 2020年第16期65卷 1592-1598页

作者：戴思捷许甫荣北京大学物理学院北京100871

对丰中子锂同位素7~10Li进行了现实核力Gamow壳模型计算,研究了同位素链接近中子滴线区的弱束缚和非束缚核的性质,并探讨了单粒子能级中能量高于费米面的连续谱对弱束缚核的低激发能级及其衰变性质的影响.本文从现实核力CD-Bonn势出发,... 详细信息

对丰中子锂同位素7~10Li进行了现实核力Gamow壳模型计算,研究了同位素链接近中子滴线区的弱束缚和非束缚核的性质,并探讨了单粒子能级中能量高于费米面的连续谱对弱束缚核的低激发能级及其衰变性质的影响.本文从现实核力CD-Bonn势出发,在由质子轨道0p3/20p1/2与中子轨道0p3/20p1/2,及p1/2分波中更高能量的连续谱轨道构成的模型空间内开展Gamow壳模型计算,得到同时具有激发能量与能级共振宽度物理意义的复本征能量.计算结果表明,现实核力Gamow壳模型能同时对稳定束缚以及弱束缚的原子核给出准确的激发能级以及高于核子发射阈值的共振能级的共振宽度.在对10Li的计算中,现实核力Gamow壳模型计算证实了连续谱效应在弱、非束缚核能谱中具有重要的影响.另外,对于弱、非束缚核能级的共振宽度,现实核力相比唯象核力在Gamow壳模型计算中能够给出与实验结果更为吻合的结果,说明对于弱、非束缚原子核,基于拟合稳定核性质的相互作用存在一定缺陷,不能准确描述费米面附近高能核子的关联,而使用适当重整化的现实核力可以避免这一问题.

关键词： Gamow壳模型现实核力弱束缚共振态连续谱效应

考虑温度效应的两端固支微机电开关梁静力分析

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机械工程学报 2007年第7期43卷 56-62页

作者：曹天捷丁芳中国民航大学交通工程学院天津300300

建立考虑温度效应的二维两端固支微机电开关梁静力变形分析模型,利用该模型分析温度变化引起的失稳问题,并利用该模型对两端固支微开关梁受电场力和温度作用下的受力变形进行分析。分析过程分为三个阶段:梁受电场力和温度变化作用,而在... 详细信息

建立考虑温度效应的二维两端固支微机电开关梁静力变形分析模型,利用该模型分析温度变化引起的失稳问题,并利用该模型对两端固支微开关梁受电场力和温度作用下的受力变形进行分析。分析过程分为三个阶段:梁受电场力和温度变化作用,而在梁中点不受任何约束的变形阶段;除受电场力和温度变化作用外,梁中点变形受约束,因而梁中点受支反力作用的变形阶段;梁受电场力、温度变化以及支反力作用,并且在梁的中间一段具有指定挠度和转角的变形阶段。第二阶段中支反力的大小以及第三阶段中支反力的大小和位置都同驱动电压和温度变化有关。在实例中,给出部分计算结果,包括:温度变化对不同阶段梁受力变形的影响、对吸合电压的影响、对微开关电容的影响,以及不同温度变化下梁长对吸合电压的影响和不同温度变化下梁高对吸合电压的影响等,从中可以看出温度变化的作用及考虑温度效应的必要性。

关键词：微机电开关两端固支梁静电力驱动吸合电压温度效应

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基于物理信息神经网络的薄壁结构屈曲分析

力学学报 2023年第11期55卷 2539-2553页

作者：冯唐思捷梁伟北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

基于物理信息神经网络(PINN)建立了一种求解薄壁结构屈曲非线性控制方程组的方法.薄壁结构的非线性控制方程可由挠度和应力函数表示成复杂的4阶非线性偏微分方程组,使用物理信息神经网络(PINN)解法可以克服传统数值方法对求解域网格的... 详细信息

基于物理信息神经网络(PINN)建立了一种求解薄壁结构屈曲非线性控制方程组的方法.薄壁结构的非线性控制方程可由挠度和应力函数表示成复杂的4阶非线性偏微分方程组,使用物理信息神经网络(PINN)解法可以克服传统数值方法对求解域网格的依赖性.文中建立的神经网络模型根据基于加权的均方误差的损失函数更新网络参数,并用弧长法迭代的思想进行外层迭代控制以应对屈曲问题的迭代特性.将弧长法,硬边界条件,基于预训练的权重调整策略,以及自适应激活函数策略融合进网络优化的过程中使得PINN能够更为高效地求解线性与非线性屈曲问题.文章对两种典型的薄壁结构进行了屈曲模态和带有缺陷的非线性后屈曲问题求解,并将神经网络获得的解和有限元结果进行了对比.结果分析表明,物理信息神经网络方法能够在不需要标签数据的前提下对薄壁结构的屈曲问题进行有效分析,并且给予的额外标签数据能够提高此方法的求解效率.该方法虽较成熟的有限元解法收敛速度较慢,但不需要对求解域进行人为的前处理,有一定工程应用可行性.

关键词：神经网络屈曲分析薄板物理驱动非线性分析

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一次超静定理想弹塑性梁的全过程分析

工程力学 1999年第3期16卷 105-112页

作者：曹天捷杜蓬娟太原工业大学太原030024 大连理工大学大连116024

本文研究了集中载荷作用下，一种一次超静定理想弹塑性矩形横截面梁的全部受力变形过程。受力变形可分为四个阶段：弹性阶段、一部分区域产生塑性变形阶段、另外一部分区域也产生塑性变形阶段以及固定端为塑性铰直到形成塑性破损机构阶... 详细信息

本文研究了集中载荷作用下，一种一次超静定理想弹塑性矩形横截面梁的全部受力变形过程。受力变形可分为四个阶段：弹性阶段、一部分区域产生塑性变形阶段、另外一部分区域也产生塑性变形阶段以及固定端为塑性铰直到形成塑性破损机构阶段。文中推导了各个阶段的挠度曲线方程，建立了求解积分常数和支反力的方程组，利用这些方程计算了部分支反力、各阶段结束时的挠曲线和载荷值以及几种特定载荷下的弯矩图。

关键词：一次超静定梁理想弹塑性材料塑性铰挠度曲线

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5至8岁儿童心理理论各成分的发展及其关系

北京大学学报（自然科学版） 2008年第4期44卷 639-646页

作者：王彦苏彦捷北京大学心理学系

使用故事-图片法,施测一级错误信念、二级错误信念、解释性心理理论和失言理解4类任务,考察5～8岁儿童多个层次的心理理论能力。结果表明,5岁儿童已经很好地理解一级错误信念。解释性心理理论和二级错误信念理解在类似的年龄发展起来,6... 详细信息

使用故事-图片法,施测一级错误信念、二级错误信念、解释性心理理论和失言理解4类任务,考察5～8岁儿童多个层次的心理理论能力。结果表明,5岁儿童已经很好地理解一级错误信念。解释性心理理论和二级错误信念理解在类似的年龄发展起来,6～8岁是他们发展的关键时期。8岁儿童还不能很好的理解失言中所包含的认知和情感成分。相关和回归分析的结果表明,一级错误信念理解可能是后来发展的解释性心理理论、二级错误信念理解和失言理解的基础。

关键词：错误信念理解复制式心理理论解释性心理理论失言理解