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入海河口船闸集咸坑盐水运动特性研究

入海河口船闸集咸坑盐水运动特性研究

作者：叶海鹏重庆交通大学

学位级别：硕士

河口区域位于河流和海洋的交汇地带,咸潮入侵是河口地区的一种自然灾害,近年来我国盐水入侵现象有加剧的趋势。船舶通过河口船闸将导致盐水潜入闸室继而侵入淡水河道造成水质恶化。既有研究集中于海船闸高浓度盐水入侵(浓度为20‰-30‰)... 详细信息

河口区域位于河流和海洋的交汇地带,咸潮入侵是河口地区的一种自然灾害,近年来我国盐水入侵现象有加剧的趋势。船舶通过河口船闸将导致盐水潜入闸室继而侵入淡水河道造成水质恶化。既有研究集中于海船闸高浓度盐水入侵(浓度为20‰-30‰),缺乏对于河口船闸低浓度盐水入侵(浓度为2.23‰-4.17‰)的系统研究。本文通过室内大尺度水槽试验,对河口船闸内低浓度盐水异重流运动特性进行了研究,研究重点是盐水上溯距离、盐水运动速度、盐淡水交换率。为了进一步分析河口船闸集咸坑不同深度下的盐水运动特性,基于CFD软件的组分输运模型和LES湍流模型建立了船闸集咸坑防咸三维数值模型,运用有限体积法进行离散;基于船闸集咸坑防咸水槽试验成果,验证了盐水运动形态、盐水运动速度以及垂向盐度分布,与试验成果相吻合;构建了河口船闸不同深度集咸坑的三维数值模型,探究河口船闸集咸坑深度对防咸效果的影响。论文主要结论如下:(1)受密度梯度力驱动,低浓度盐水仍然作异重流运动并集中在底部运动。盐水运动速度会随盐淡水密度差引起的密度梯度力的增大而增大。盐水运动速度会随着位移的增大而减小。低浓度盐水异重流的运动形态的转化距离相比高浓度盐水更远,其运动状态受到底床阻力影响分为滑塌阶段和自相似阶段。通过引用流体力学公式并适当假设,推导得出了与试验成果相符较高的盐水运动速度经验公式,确定了公式中的速度系数。(2)定性观测表明船闸集咸坑内低浓度盐水运动形态演变过程与异重流运动演变过程一致。定量分析得到低浓度盐水集中在集咸坑底部运动,几乎未扩散至中表层水体中。定性和定量证明了船闸集咸坑内低浓度盐水运动特性仍为异重流运动。通过引用流体力学公式和能量守恒定律推导得到了船闸集咸坑内低浓度盐水运动速度的计算表达式。(3)基于CFD软件的组分输运模型和LES湍流模型建立了船闸集咸坑防咸三维数值模型,运用有限体积法进行离散。基于船闸集咸坑防咸水槽试验成果,验证了盐水运动形态、盐水运动速度以及垂向盐度分布,验证结果良好。可认为该三维数值模型能够准确反映集咸坑内低浓度盐水运动特性。(4)实际河口船闸盐水入侵与盐浓度有关,盐水上溯距离、盐水运动速度、盐淡水交换率、上引航道入侵盐质量、上引航道盐水异重流入侵体积均与盐浓度成正比,并且高浓度盐水的上引航道入侵盐量约为低浓度盐水的10倍,高浓度盐水异重流入侵质量约为低浓度盐水的1.5倍。通过引用前苏联船闸异重流研究成果并适当假设得到了河口船闸内低浓度盐水运动速度表达式、高浓度盐水运动速度表达式。进一步分析表明河口船闸盐水入侵特性与边界条件(闸首与引航道连接型式)有关,改变边界条件将引起盐淡水掺混加剧,减小密度梯度力,盐水运动速度和上溯距离减小。(5)船闸集咸坑的防咸效果与深度有关,船闸集咸坑深度和体积增大,盐水上溯距离有所增加,但引航道盐度、盐淡水交换率、引航道入侵盐质量、引航道盐水异重流入侵体积随集咸坑深度的增加而降低,总体来看,船闸集咸坑防咸效果与深度和体积成正比。当船闸集咸坑深度超过12m时,引航道盐度低于0.23‰,盐淡水交换率低于50%,能够有效保障周边取水工程安全。

关键词：河口船闸低浓度盐水盐水入侵集咸坑防咸效果

基于改进YOLOv5的PCB缺陷检测方法研究

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机电工程技术 2024年第2期53卷 225-229页

作者：黄熙朱兆优叶海鹏刘达东华理工大学机械与电子工程学院南昌330013

随着工业制造业的发展,印刷电路板(PCB)在电子产品制造中愈发重要。在PCB生产过程中,存在着各种各样的不良缺陷,因此急需一种高效的PCB缺陷检测方法。针对传统的YOLOv5目标检测算法中对于PCB图像检测中存在小目标缺陷检测准确率低的问题... 详细信息

随着工业制造业的发展,印刷电路板(PCB)在电子产品制造中愈发重要。在PCB生产过程中,存在着各种各样的不良缺陷,因此急需一种高效的PCB缺陷检测方法。针对传统的YOLOv5目标检测算法中对于PCB图像检测中存在小目标缺陷检测准确率低的问题,提出了一种基于改进的YOLOv5的PCB缺陷检测方法。首先,针对小目标缺陷存在漏检的问题,在YOLOv5的特征提取网络中加入了高效通道注意力机制(SE)模块,提高对小目标缺陷的特征提取能力,从而提高小目标缺陷的检测精度;其次,为了优化和改进原YOLOv5算法,采用加权损失函数代替原来的损失函数,以充分学习图像的各种特征。在北京大学机器人实验室公开的PCB瑕疵数据集上进行测试,实验结果显示,改进后的模型提高了小目标缺陷检测效果,其mAP值为94.54%,比原算法模型提高了2.1%。可以准确地完成工业生产的印制电路板的缺陷检测任务。

关键词： PCB 缺陷检测 YOLOv5 注意力机制损失函数

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基于改进YOLOv5的酒瓶缺陷检测方法研究

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机电工程技术 2024年第3期53卷 211-215页

作者：刘达朱兆优叶海鹏黄熙王海洋东华理工大学机械与电子工程学院南昌330013

由于酒瓶产品缺陷多样以及产品缺陷较小,使用了YOLOv5作为基础框架来设计算法。对YOLOv5进行了深入研究,发现虽然空间池化金字塔(Spatial Pyramid Pooling,SPP)在多尺度检测中优化了计算量和减少了数据量。但是,在某些情况下,空间金字... 详细信息

由于酒瓶产品缺陷多样以及产品缺陷较小,使用了YOLOv5作为基础框架来设计算法。对YOLOv5进行了深入研究,发现虽然空间池化金字塔(Spatial Pyramid Pooling,SPP)在多尺度检测中优化了计算量和减少了数据量。但是,在某些情况下,空间金字塔池化会出现信息丢失的问题,影响了检测精度。为此,提出一种将空间池化金字塔改进为空洞空间池化金字塔(Atrous Spa‐tial Pyramid Pooling,ASPP)。ASPP可以对不同尺度的特征图进行并行池化,从而综合多尺度特征信息,获得更全面、更准确的特征表示。将SPP算法改进为ASPP算法后,在酒瓶缺陷数据集上进行了实验。实验结果证明改进后的YOLOv5算法在酒瓶缺陷检测精度上提升4%,mAP@0.5提升了2%,mAP@0.5:0.95提升了1.5%。

关键词： YOLOv5 缺陷检测酒瓶 SPP ASPP

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低浓度盐水异重流运动规律试验研究

水运工程 2024年第6期 12-17,31页

作者：叶海鹏胡江许媛媛许克勤李瑶廖江花重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心重庆400074

船舶通过河口船闸将导致盐水潜入闸室继而侵入淡水河道造成水质恶化。既有研究集中于海船闸高浓度盐水入侵(浓度20‰~30‰),但对于河口船闸低浓度盐水(浓度2.23‰~4.17‰)入侵过程及规律尚不清楚。基于室内大尺度水槽试验,研究了低浓度... 详细信息

船舶通过河口船闸将导致盐水潜入闸室继而侵入淡水河道造成水质恶化。既有研究集中于海船闸高浓度盐水入侵(浓度20‰~30‰),但对于河口船闸低浓度盐水(浓度2.23‰~4.17‰)入侵过程及规律尚不清楚。基于室内大尺度水槽试验,研究了低浓度盐水的运动特性,探讨低浓度盐水运动形态的演变过程、盐度分布与盐水运动形态的关系、盐水头部运动速度以及密度弗劳德数与浓度的关系。结果表明,受密度梯度力驱动,低浓度盐水仍然作异重流运动并集中在底部输移;低浓度盐水异重流运动形态的转化距离相比高浓度盐水更远,其运动状态受底床阻力影响分为滑塌阶段和自相似阶段,密度弗劳德数在滑塌阶段为常数(Fr_(H)=0.32)、自相似阶段随时间线性递减(斜率为-0.01)。

关键词：低浓度盐水盐水运动特性盐水运动速度密度弗劳德数

基于长时间序列夜间灯光数据的京津冀城市群城市化过程

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资源科学 2022年第10期44卷 2114-2124页

作者：司文涛张宁慧叶海鹏李宇山东师范大学公共管理学院济南250014 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 清华大学土木工程系北京100084

近几十年来,随着全球城市化进程的加快,城市群成为一种区域主流空间形态。城市群的城市化时空格局是城市可持续发展与管理研究的重要内容。本文以京津冀城市群为例,基于2000—2018年长时序夜间灯光数据,计算并筛选适合于该地区的夜间灯... 详细信息

近几十年来,随着全球城市化进程的加快,城市群成为一种区域主流空间形态。城市群的城市化时空格局是城市可持续发展与管理研究的重要内容。本文以京津冀城市群为例,基于2000—2018年长时序夜间灯光数据,计算并筛选适合于该地区的夜间灯光(NTL)强度指标和动态阈值,在NTL遥感影像基础上提取城市区域,综合利用景观指标和标准差椭圆参数研究城市群城市化演进过程。研究表明:(1)京津冀城市群的城市化进程发生了显著的阶段性变化,其进程可划分为3个阶段:第一阶段为2000—2010年核心城市快速城市化阶段;第二阶段为2010—2015年核心城市及其周边卫星城市的城市化波动发展阶段;第三阶段为2015年以后以中等城市为主的稳定城市化阶段。(2)京津冀城市群城市化的空间演化格局具有明显的的东北—西南方向性。(3)京津冀城市群的城市化以北京、天津两个核心城市为快速扩张区,辅之小城市的低速扩张,从而实现区域间的协同发展。本文证实了长时序NTL数据能有效且低成本地监测区域尺度上的城市化进程,可为城市化过程的动态时空格局研究提供方法借鉴。

关键词：时空格局夜间灯光数据城市化城市群城市扩张京津冀

高频彩色多普勒超声在小儿阴囊急症中的鉴别诊断的价值分析

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现代医用影像学 2023年第6期32卷 1161-1163,1181页

作者：叶海鹏安徽省儿童医院超声医学科安徽合肥230000

目的:探究高频彩色多普勒超声对于不同小儿阴囊急症的检测价值,提升鉴别诊断准确率。方法:将100例经确诊的阴囊急症患儿作为研究对象,将超声检测结果与病理结果进行对比,分析不同小儿阴囊急症的影像学特点,探究超声检测应用有效性。结果... 详细信息

目的:探究高频彩色多普勒超声对于不同小儿阴囊急症的检测价值,提升鉴别诊断准确率。方法:将100例经确诊的阴囊急症患儿作为研究对象,将超声检测结果与病理结果进行对比,分析不同小儿阴囊急症的影像学特点,探究超声检测应用有效性。结果:经高频彩色多普勒超声检测,患儿中睾丸扭转11例,检测准确率为91.67%;睾丸附件扭转43例,检测准确率为95.56%;附睾睾丸炎44例,检测准确率为97.67%。结论:对阴囊急症患儿实施高频彩色多普勒超声检测能够有效提升鉴别诊断准确率,为之后的针对性治疗提供科学影像学参考,可于临床进行大规模推广使用。

关键词：高频彩色多普勒超声小儿阴囊急症鉴别诊断

高频超声对小儿发育性髋关节发育不良的诊断效果分析

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中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生 2023年第4期 37-39页

作者：叶海鹏安徽省儿童医院安徽合肥230051

探究并分析高频超声对小儿发育性髋关节发育不良的诊断效果。方法对60例发育性髋关节发育不良患儿临床资料进行回顾性分析(2020.01至2020.12收治),按照诊断方式不同,分为对照组和观察组,各30例。予以X线检查、高频超声检查。比对两组... 详细信息

探究并分析高频超声对小儿发育性髋关节发育不良的诊断效果。方法对60例发育性髋关节发育不良患儿临床资料进行回顾性分析(2020.01至2020.12收治),按照诊断方式不同,分为对照组和观察组,各30例。予以X线检查、高频超声检查。比对两组诊断效果。结果观察组诊断小儿发育性髋关节发育不良符合率为93.33%,比对照组73.33%高(2=4.320,P=0.038);观察组β角比对照组高,α角、MR数值比对照组低(P<0.05);观察组检查满意度为96.67%,比对照组80.00%低(2=4.403,P=0.043)。结论高频超声是一种操作简单、方便、无创的诊断方式,将其用于小儿发育性髋关节发育不良诊断中效果较好,值得优选。

关键词：小儿发育性髋关节发育不良高频超声诊断效果

工艺参数对水辅注塑弯管弯曲段偏心率影响的数值分析

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工程塑料应用 2023年第10期51卷 92-99页

作者：叶海鹏柳和生张伟刘林海江青松东华理工大学机械与电子工程学院南昌330013 南昌大学聚合物成型研究室南昌330013 华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013

基于水辅注塑(WAIM)工艺,通过数值分析研究工艺参数对双弯头弯管弯曲段偏心率的影响。研究发现,熔体温度对弯管件弯曲段平均偏心率影响明显,随着熔体温度的升高,弯曲段平均偏心率逐渐减少,但熔体温度变化对弯管件第二弯曲段中心截面处... 详细信息

基于水辅注塑(WAIM)工艺,通过数值分析研究工艺参数对双弯头弯管弯曲段偏心率的影响。研究发现,熔体温度对弯管件弯曲段平均偏心率影响明显,随着熔体温度的升高,弯曲段平均偏心率逐渐减少,但熔体温度变化对弯管件第二弯曲段中心截面处偏心率无明显影响;注水压力对弯管件弯曲段平均偏心率的影响显著,随着注水压力的增加,弯曲段平均偏心率逐渐减少,但第二弯曲段中心截面处偏心率仅当注水压力升至14 MPa时才出现较明显的下降;注水延迟时间对弯管件弯曲段平均偏心率的影响较大,随着注水延迟时间的增加,弯曲段平均偏心率明显增大,但注水延迟时间增加到2 s后,两弯曲段中心截面处偏心率趋于稳定。正交试验结果表明,注水压力对弯管件平均偏心率影响程度最大,其次为熔体温度,而注水延迟时间对平均偏心率影响程度最小。在熔体温度为250℃、注水压力为8 MPa、注水延迟时间为2 s时,弯管件平均偏心率最低,表明该工艺参数组合为最优组合。

关键词：水辅注塑双弯头弯管偏心率工艺参数数值分析

短玻纤增强PP溢流法水辅注塑水穿透行为影响分析

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工程塑料应用 2022年第8期50卷 85-90页

作者：刘林海柳和生叶海鹏张伟江青松东华理工大学机械与电子工程学院南昌330013 南昌大学聚合物成型研究室南昌330031 华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013

通过对短玻纤增强聚丙烯溢流法水辅注塑过程进行数值模拟,研究了注水压力、型腔截面形状,以及玻纤含量对水穿透行为的影响。结果表明,注水压力为4 MPa时,各个型腔截面形状的水穿透形状都趋于圆形;随着注水压力升高,边残余壁厚及角残余... 详细信息

通过对短玻纤增强聚丙烯溢流法水辅注塑过程进行数值模拟,研究了注水压力、型腔截面形状,以及玻纤含量对水穿透行为的影响。结果表明,注水压力为4 MPa时,各个型腔截面形状的水穿透形状都趋于圆形;随着注水压力升高,边残余壁厚及角残余壁厚则随之减小,且角残余壁厚减小量更大,水穿透率随之增大,但水穿透率增值会呈现减小趋势;当注水压力增大至10 MPa时,水穿透形状都趋于型腔截面形状;水穿透率随型腔截面形状的圆率减小而减小;在注水压力较低(4,6 MPa)时,水穿透率随玻纤含量升高而降低,而在注水压力较高(8,10 MPa)时,趋势相反,此外,随着短玻纤含量的增加,水穿透率受水压的影响越大。这些发现可为实际生产的工艺调节提供参考。

关键词：短玻纤增强聚丙烯水辅注塑注水压力水穿透行为