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损失驱动的城市外洪内涝物资精细化配置研究

应用基础与工程科学学报 2024年第2期32卷 378-393页

作者：周易宏吴泽宁王慧亮郑州大学水利与交通学院河南郑州450001

针对城市洪涝灾害物资的合理配置问题,提出了损失驱动的需求紧迫程度计算方法,并建立了基于洪涝灾害推演结果的防洪防涝物资精细化优化配置框架;以郑州市为研究对象,采用多目标遗传算法计算了百年一遇降雨和河流洪水组合致灾情景下的配... 详细信息

针对城市洪涝灾害物资的合理配置问题,提出了损失驱动的需求紧迫程度计算方法,并建立了基于洪涝灾害推演结果的防洪防涝物资精细化优化配置框架;以郑州市为研究对象,采用多目标遗传算法计算了百年一遇降雨和河流洪水组合致灾情景下的配置结果,探讨了所提出的损失驱动法与等优先级、TOPIS和聚类分级法在配置效果上的差异.研究结果表明:损失驱动的物资配置框架实现了沙袋和排水设备的精细化配置,配置结果的损失比其他方法低34.97%~56.58%,提高了有限物资配置效果;表明损失驱动法可更好地反映承灾体实际需求,该研究结果可为城市洪涝灾害精细化防控提供参考.

关键词：城市洪涝组合致灾防洪防涝物资承灾体精细化优化配置损失驱动

考虑桩身材料非线性的微型抗滑桩计算p-y法

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岩土力学 2024年第S1期45卷 337-348页

作者：雷国平吴泽雄苏栋莫烨强程马遥佛山大学土木与交通学院中山大学土木工程学院深圳大学土木与交通工程学院广东省建筑科学研究院集团股份有限公司

微型桩在土质滑坡中主要通过在滑动面附近发生较大的弯曲变形来产生抗滑作用，对其进行计算时应考虑桩身材料塑性变形带来的抗弯刚度变化。在对微型桩弯曲特性进行研究的基础上，提出了一种计算高效的微型抗滑桩计算p-y法。以钢管混凝... 详细信息

微型桩在土质滑坡中主要通过在滑动面附近发生较大的弯曲变形来产生抗滑作用，对其进行计算时应考虑桩身材料塑性变形带来的抗弯刚度变化。在对微型桩弯曲特性进行研究的基础上，提出了一种计算高效的微型抗滑桩计算p-y法。以钢管混凝土微型桩为例，通过精细化有限元数值模拟研究其非线性弯矩-曲率关系，根据截面应力分布和塑性应变的发展规律将其分为弹性、弹塑性和强化三阶段，并采用三段式方程建模。在横向受荷桩计算p-y法的基础上推导了考虑非线性弯矩-曲率关系的桩变形增量微分方程，采用增量法并在增量步中实时更新抗弯刚度，可快速求解桩在滑坡作用下的全过程响应。采用有限元数值模拟和极限分析法对所提方法进行了验证。参数分析显示：土体极限抗力和桩抗弯强度对桩响应的影响较大，更高的土体极限抗力使微型桩更容易达到破坏状态，且破坏位置更加向滑动面集中，而更高的桩抗弯强度则使桩的破坏相对远离滑动面，调动更大范围的土体抗力，但同时也增加了达到破坏状态所需的土体位移。所提出的p-y法以及相应的分析过程可应用于微型抗滑桩的优化设计。

关键词：微型抗滑桩 p-y法材料非线性弯矩-曲率关系极限抗滑力

小场地比赛训练对英式橄榄球运动员竞技表现的影响研究

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小场地比赛训练对英式橄榄球运动员竞技表现的影响研究

作者：吴泽友南京体育学院

学位级别：硕士

负膨胀钛合金垫片热膨胀行为分析及螺栓结构优化设计

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负膨胀钛合金垫片热膨胀行为分析及螺栓结构优化设计

作者：吴泽帆东莞理工学院

学位级别：硕士

螺栓结构被广泛应用于光学仪器、航天航空以及其他精密工业仪器中,此类设备对连接的稳定性具有极为严苛的要求。然而,在实际服役过程中,螺栓连接受温度载荷的影响,材料会因热膨胀特性而发生膨胀和收缩,由于不同材质紧固组件之间热膨胀... 详细信息

螺栓结构被广泛应用于光学仪器、航天航空以及其他精密工业仪器中,此类设备对连接的稳定性具有极为严苛的要求。然而,在实际服役过程中,螺栓连接受温度载荷的影响,材料会因热膨胀特性而发生膨胀和收缩,由于不同材质紧固组件之间热膨胀系数存在差异,极易引起不可逆的局部变形、松动脱落以及过度挤压等问题。因此,系统地研究螺栓-垫片-被连接件结构整体热膨胀特性,并提出相应的解决策略,是精密仪器连接可靠性亟待研究的重要课题。本文以线性负膨胀合金作为制备材料,针对小型螺栓连接热膨胀系数失配问题展开研究。通过熔炼、热锻、热轧、淬火和冷轧等系列工艺步骤,获得了线性负膨胀合金材料,并裁取出M2和M4两种规格负膨胀垫片。观察了淬火和冷轧处理后材料的微观组织结构。结合实验测量得到材料密度值、硬度值、导热系数、比热容等性能参数,评估了载荷作用下垫片的尺寸稳定性。利用热机械分析方法和数字图像相关技术分析材料及垫片热膨胀行为,推导其整体热膨胀分布规律。设计了可实时测量温度和预紧力的装置,开展了不同温度下螺栓预紧力的测定。基于预紧力测量实验,建立了考虑整体热膨胀系数差异的单螺栓结构模型,分析其轴向位移场和预紧力分布。研究结果表明,材料组织经过冷轧工艺由无序的块状马氏体转变为平行于RD方向排列的针状马氏体。线性负膨胀合金在RD方向呈现负膨胀特性,TD和ND方向均为正膨胀。垫片轴向热膨胀行为与材料RD方向一致,其径向均为正膨胀,且在径向0°和180°方向取得最大值,向90°和270°方向逐级递减。相比于不锈钢垫片,装配了负膨胀垫片的螺栓连接预紧力更为稳定,其最大、最小预紧力和残余预紧力均更接近初始力值。此外,装配负膨胀垫片的螺栓模型轴向位移量更小,其预紧力受温度影响程度更低,证明了负膨胀垫片在调控整体热膨胀系数方面的有效性。

关键词：负膨胀垫片热膨胀系数调控预紧力测量螺栓有限元模型

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约束能量最小化变分自编码的高光谱目标检测

遥感学报 2024年第1期28卷 78-87页

作者：周琨徐洋魏洁吴泽彬韦志辉南京理工大学计算机科学与工程学院南京210094 南京理工大学江苏省光谱成像与智能感知重点实验室南京210094

目标检测是高光谱领域中一个重要的研究方向,高光谱目标检测(hyperspectral target detection)是根据目标的光谱特征将像素判断为背景或者目标。在过去的几十年中已经提出了很多的检测算法,但是高光谱图像中背景样本的复杂性以及目标样... 详细信息

目标检测是高光谱领域中一个重要的研究方向,高光谱目标检测(hyperspectral target detection)是根据目标的光谱特征将像素判断为背景或者目标。在过去的几十年中已经提出了很多的检测算法,但是高光谱图像中背景样本的复杂性以及目标样本的有限性,使得检测算法面临着很大的挑战。本文提出了一种基于背景重构的高光谱目标检测算法,利用高光谱图像中背景样本占比较大的特点,训练背景样本自表示模型,然后重构出背景。同时利用约束能量最小化对残差图像进行检测,将重构出的背景用于自相关矩阵计算,避免目标样本参与计算影响目标样本的响应能量,提高了检测的精确度。在真实的高光谱图像数据上结果明显优于对比实验,验证了该方法的有效性和高效性。

关键词：遥感高光谱目标检测背景重构约束能量最小化自相关矩阵

基于CT的Delta影像组学模型预测EGFR突变晚期肺腺癌靶向治疗疗效的研究

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基于CT的Delta影像组学模型预测EGFR突变晚期肺腺癌靶向治疗疗效...

作者：吴泽锴吉林大学

学位级别：硕士

目的:本研究旨在探讨临床模型及基于CT的不同影像组学模型在EGFR突变的晚期肺腺癌患者靶向治疗疗效中的预测价值。材料与方法:在本研究中,我们回顾性分析了2020年1月至2023年6月期间在我院接受靶向治疗的106例EGFR突变阳性的晚期肺腺癌... 详细信息

目的:本研究旨在探讨临床模型及基于CT的不同影像组学模型在EGFR突变的晚期肺腺癌患者靶向治疗疗效中的预测价值。材料与方法:在本研究中,我们回顾性分析了2020年1月至2023年6月期间在我院接受靶向治疗的106例EGFR突变阳性的晚期肺腺癌患者的数据,这些患者均在靶向治疗前首次入院时及治疗后2至3个周期接受了CT平扫检查,我们收集了他们的临床信息(如性别、年龄、吸烟史和TNM分期)和影像学特征(包括治疗前后肿瘤的最大径),根据实体肿瘤疗效评估RECIST 1.1标准,将患者分为治疗有效组和无效组,再以7:3的比例随机分配到训练组和验证组。首先,对不同设备扫描的CT图像进行标准化处理,然后,利用ITK-SNAP软件对这些图像中的感兴趣区域(ROI)进行了精准勾画,接着,将这些勾画完成的图像导入到Fe Ature Explorer Pro(FAE,V 0.5.8)软件中,从治疗前及治疗后的图像中提取相应的影像组学特征。经过比较和分析治疗前后的影像组学特征的差异,获得了Delta影像特征数据。接着,应用最小冗余最大相关性算法(m RMR)和最小绝对收缩与选择算子(LASSO)进行回归分析,从提取的特征中筛选出对治疗反应预测具有关键作用的特征,并根据这些特征建立了治疗前的影像组学模型以及Delta影像组学模型。进一步通过单因素和多因素逻辑回归分析,识别出了有临床意义的关键预测特征,并与影像组学模型相结合形成了联合预测模型。然后,基于联合模型绘制了影像组学诺模图,并使用受试者工作特征曲线(ROC)下的面积(AUC)、敏感度、特异度和准确度等指标来评估四种模型(即临床模型、治疗前影像组学模型、Delta影像组学模型和联合模型)的诊断效果。最终,采用De Long’s检验对各组模型中任意两种组合的受试者工作特征曲线(ROC)下面积(AUC)进行了比较分析,以评估并确定它们在诊断性能上的差异性。结果:基于治疗前影像特征的所构建的影像组学模型,在训练集和验证集中的AUC值分别为0.751(95%CI:0.639-0.864)和0.726(95%CI:0.539-0.913),基于治疗前后影像差值特征的Delta影像组学模型在两个组别的AUC值分别达到了0.906(95%CI:0.826-0.987)和0.825(95%CI:0.681-0.970)。通过单变量和多变量逻辑回归分析,我们发现患者的吸烟史和治疗后肿瘤的最大直径是预测肺癌靶向治疗反应的关键预测特征,基于这些特征构建的临床模型在训练集和验证集中的AUC值分别为0.828(95%CI:0.734-0.922)和0.766(95%CI:0.584-0.948)。将影像组学模型和临床模型结合后得到的联合模型在训练集和验证集中的AUC值分别为0.977(95%CI:0.938-1.000)和0.913(95%CI:0.818-1.000)。De Long’s检验结果显示,联合模型与治疗前影像组学模型相比,具有显著的统计学差异(P<0.05)。联合模型的校准曲线表明该模型在预测EGFR突变的晚期肺腺癌患者对靶向治疗的反应方面具有较高的准确性,决策曲线分析进一步证实了该模型在临床实践中的显著净效益,为临床决策提供了有力的支持。结论:1.基于CT的影像组学模型与临床、影像学特征所共同构建的联合模型在EGFR突变晚期肺腺癌患者靶向治疗后的疗效方面具有良好的预测价值,且与基于治疗前图像所构建的影像组学模型相比具有更高的预测效能。2.临床模型、治疗前影像组学模型以及Delta影像组学模型三者在预测肺癌治疗疗效方面未表现出显著的相关性,需要进一步的研究来探索这些模型的临床应用价值。

关键词：肺腺癌靶向治疗 Delta影像组学诺模图

基于空耦激光超声的航空材料缺陷检测技术研究

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基于空耦激光超声的航空材料缺陷检测技术研究

作者：吴泽传南昌航空大学

学位级别：硕士

深度学习方法在求解高阶非线性孤子方程中的应用

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深度学习方法在求解高阶非线性孤子方程中的应用

作者：吴泽康齐鲁工业大学

学位级别：硕士

物理信息神经网络(PINNs)自提出以来,被广泛应用到非线性偏微分方程的数值求解中,其主要思想是将一些潜在的物理规律嵌入到传统神经网络方法当中,便于直接从时空数据中揭示方程解的动力学行为.本文基于PINNs深度学习方法对(1+1)维五阶... 详细信息

物理信息神经网络(PINNs)自提出以来,被广泛应用到非线性偏微分方程的数值求解中,其主要思想是将一些潜在的物理规律嵌入到传统神经网络方法当中,便于直接从时空数据中揭示方程解的动力学行为.本文基于PINNs深度学习方法对(1+1)维五阶非线性孤子方程和(2+1)维四阶耦合非线性偏微分方程(c NPDE)的正反问题进行求解,并对孤子的动力学行为进行模拟、分析.为此,首先给出数据驱动求解、发现高阶非线性孤子方程的一般步骤,以及影响PINNs模型表现的七个因素.其次,借助于PINNs方法求解Kaup-Kuperschmidt(KK)方程的多重孤子解,并基于多重孤子解数据识别KK方程高阶线性项与非线性项的系数.此外,通过求解一个(2+1)维四阶c NPDE三种类型的数据驱动解,以及识别方程的六个待求系数,验证PINNs方法在求解高阶耦合方程正反问题中的有效性.特别地,利用特定时刻下的已知信息对模型进行校正,使求解反问题时观测信息的选取方式得到进一步扩展;在求解高维c NPDE的研究中,通过对损失函数进行组合、改进,方程在多物理信息条件下的解和参数得以成功预测.最后,数值实验表明,PINNs方法不仅可以有效求解五阶KK方程和四阶c NPDE的正反问题,而且有助于揭示孤子的传播方向和动力学行为.

关键词：物理信息神经网络高阶非线性孤子方程数据驱动解参数发现非线性动力学

冻融和干湿循环作用对MICP技术改良分散性土效果的影响研究

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冻融和干湿循环作用对MICP技术改良分散性土效果的影响研究

作者：吴泽炬吉林大学

学位级别：硕士

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种新兴的绿色环保土体改良技术,与传统的化学改良方法相比具有对环境友好且社会经济价值高等优良特性,可以减轻环境污染,且已被验证可以用于改良分散性土。冻融循环和干湿循环是土体在季冻区自然环境下... 详细信息

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种新兴的绿色环保土体改良技术,与传统的化学改良方法相比具有对环境友好且社会经济价值高等优良特性,可以减轻环境污染,且已被验证可以用于改良分散性土。冻融循环和干湿循环是土体在季冻区自然环境下常见的作用形式,对土体的稳定性和耐久性具有重要影响。通过对MICP技术改良的土体进行冻融和干湿循环的研究,可以评估季冻区土体在不同环境条件下的抗冻融性能和抗干湿性能,从而验证MICP技术改良土体的效果及其在实际工程中的可行性。本研究采用MICP技术改良吉林西部地区的分散性土,通过对不同养护时间的MICP改良土进行分散性鉴定试验、力学性能试验和微观结构试验,确定MICP技术改良分散性土的最优养护时间。研究结果表明,养护时间为14天,MICP技术改良土体分散性和力学性能的效果已基本稳定。MICP技术改良分散性土的过程包括离子交换阶段和碳酸钙的胶结阶段两个过程,在两者共同作用下,改良土的分散性和力学性能得到了良好的改善。为了探究冻融循环和干湿循环对MICP技术改良分散性土效果的影响,对养护14天的MICP改良土和素土进行不同次数的冻融循环和干湿循环,通过分散性鉴定试验、力学性能试验和微观结构试验评估改良效果的影响,从宏观和微观层面分析两种环境条件变化对MICP改良土的劣化机制。研究结果表明,MICP改良土随着冻融循环和干湿循环次数的增加,分散性基本不变化,而力学强度出现了降低,但下降幅度比素土低,说明改良土在抵抗冻融和干湿循环劣化的能力优于素土。通过分析土样的微观结构,发现增加冻融和干湿循环次数会导致土体孔隙率上升,改良土在冻融和干湿初期土体孔隙结构变化不明显,素土孔隙结构变化明显,随着循环继续进行,改良土开始出现较多的小孔隙,直至冻融循环5～10次和干湿循环1～3次时改良土出现的大孔隙仍较少,素土大孔隙较多,两者都在冻融循环10次和干湿循环3次时孔隙结构达到稳定。改良土经在过冻融和干湿循环后分散性不变,强度劣化后仍比素土高,说明MICP技术可以较好改良季冻区分散性土。改良土冻融循环与干湿循环的影响主要体现在力学性能和微观结构两个方面。改良土由于存在碳酸钙的胶结作用,使得土样在经历了冻融和干湿循环后,其力学强度依旧高于素土,说明其具有更优的抗劣化能力。这归因于碳酸钙能够加强土颗粒间的连结,同时减小土中孔隙。因此,在冻融过程中,土颗粒之间的胶结作用能共同承担冻胀压力;而在干湿循环过程中,孔隙的减小可以削弱土样吸水膨胀失水收缩的程度,从而有效地抵抗了冻融和干湿循环对土体强度的劣化效果。本文探讨了MICP技术在改良分散性土的分散性和力学性能方面的应用,验证了MICP技术不仅在室内条件下具有较好的改良效果,在冻融和干湿循环条件下仍有较好的改良效果,为工程实践中改良分散性土提供了一种新的思路。

关键词： MICP 冻融循环干湿循环分散性力学性能微观结构