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基于NMI-FA-DELM模型的土壤热导率预测

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华南理工大学学报（自然科学版） 2023年第9期51卷 129-138页

作者：雷宇黄亦凡罗学东周盛涛付超中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

土壤热导率是影响地下温度分布的重要土壤性质,在岩土工程和土木工程施工设计中有重要意义,采用合理手段对其进行预测可有效解决测量耗时长、过程复杂等问题。针对土壤热导率数据非线性和时序性等特征,文中提出一种基于归一化互信息法(N... 详细信息

土壤热导率是影响地下温度分布的重要土壤性质,在岩土工程和土木工程施工设计中有重要意义,采用合理手段对其进行预测可有效解决测量耗时长、过程复杂等问题。针对土壤热导率数据非线性和时序性等特征,文中提出一种基于归一化互信息法(NMI)下的萤火虫算法(FA)优化极限学习机(DELM)预测模型(NMI-FA-DELM)进行土壤热导率预测。该模型首先通过NMI筛选影响土壤热导率的关键参数,并将筛选后的参数作为数据集,然后用萤火虫算法优化下的极限学习机(FA-DELM)对土壤热导率进行预测,并对比统计预测方程、随机森林方法、BP神经网络模型、DELM模型、SVR(支持向量回归)模型的预测结果。研究结果表明,NMI-FA-DELM模型能有效预测土壤热导率,预测结果对应的均方根误差、平均绝对百分比误差、a10指数和决定系数分别为0.363、9.667%、0.961和0.92,其预测效果较其他预测模型更好,粘性土含量、含沙量对土壤热导率预测结果影响较大。NMI-FA-DELM模型可有效提高土壤热导率预测精度,对实际工程中预测土壤热导率有重要的指导意义。

关键词：土壤热导率岩土工程归一化互信息极限学习机萤火虫算法

基于XFEM的双裂隙岩体冻胀裂纹扩展数值模拟研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2022年第1期45卷 73-80页

作者：牛帅帅罗学东周盛涛蒋楠中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

为研究冻胀荷载对双裂隙岩体裂纹扩展及贯通机制的影响,文章基于扩展有限元法(extended finite element method,XFEM),分析冻胀力作用下不同岩桥参数双裂隙试样的裂纹扩展特征和破坏形式,探究在冻胀力和侧向卸荷共同作用下双裂隙试样的... 详细信息

为研究冻胀荷载对双裂隙岩体裂纹扩展及贯通机制的影响,文章基于扩展有限元法(extended finite element method,XFEM),分析冻胀力作用下不同岩桥参数双裂隙试样的裂纹扩展特征和破坏形式,探究在冻胀力和侧向卸荷共同作用下双裂隙试样的裂纹扩展贯通规律。结果表明:基于XFEM的数值模拟结果与试验中的裂纹扩展路径基本吻合,验证了XFEM能够有效地应用于双裂隙岩体的裂纹扩展模拟;非岩桥区冻胀裂纹的扩展方向与预制裂隙走向相同,而岩桥区裂纹的扩展方向受到冻胀应力的影响,裂纹扩展方向偏向于另一条预制裂隙位置;冻胀裂纹的扩展模式受到围压的影响,随着围压增加,侧向卸荷过程中裂纹扩展模式由拉张模式变成拉剪混合模式,裂纹扩展方向也发生偏转。研究方法和结果可为低温裂隙岩体裂纹扩展相关研究提供参考。

关键词：裂纹扩展扩展有限元双裂隙岩体岩桥贯通卸荷试验

半潜式浮式风机长期动力响应的全局敏感性分析

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船舶工程 2023年第S1期45卷 59-66页

作者：向文元周盛涛孙清李朝肖仪清中广核研究院有限公司广东深圳518121 西安交通大学西安712046 哈尔滨工业大学(深圳) 广东深圳518055

开展下部结构优化设计是降低浮式风机度电成本的有效途径。下部结构设计涉及多个尺寸参数。通过全局敏感性分析,可以将与动力学性能相关联的尺寸参数识别出来,实现降低设计空间维度,提高优化设计效率的目的。基于概率密度的敏感性分析方... 详细信息

开展下部结构优化设计是降低浮式风机度电成本的有效途径。下部结构设计涉及多个尺寸参数。通过全局敏感性分析,可以将与动力学性能相关联的尺寸参数识别出来,实现降低设计空间维度,提高优化设计效率的目的。基于概率密度的敏感性分析方法,文章量化了Y形半潜式风机长期动力响应对9个尺寸参数的敏感程度。结果表明:对于平台倾角、机舱加速度、塔底疲劳损伤,立柱半径是最重要的尺寸参数,而平台吃水深度和立柱间距次之。增大立柱半径有利于改善平台稳性,抑制平台倾角,但同时也会增大平台的水动力荷载,加剧塔底、导缆孔疲劳和机舱加速度响应。导缆孔疲劳对索链直径最为敏感。研究可作为选取下部结构尺寸优化变量的依据。

关键词：浮式风机下部结构敏感性分析长期动力响应尺寸参数

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浮式风机动力系统的线性耦合动力学分析

船舶工程 2023年第S1期45卷 46-52页

作者：周盛涛向文元孙清李朝肖仪清中广核研究院有限公司广东深圳518121 西安交通大学西安712046 哈尔滨工业大学(深圳) 广东深圳518055

浮式风机的前期开发需通过大量的方案比选确定结构基本形式和主尺寸参数,对动力学数值模拟效率提出了较高的要求。与时域非线性耦合模拟法相比,频域线性模拟法更适用于概念设计阶段。对此,文章提出了一种高效的线性耦合数值分析方法。... 详细信息

浮式风机的前期开发需通过大量的方案比选确定结构基本形式和主尺寸参数,对动力学数值模拟效率提出了较高的要求。与时域非线性耦合模拟法相比,频域线性模拟法更适用于概念设计阶段。对此,文章提出了一种高效的线性耦合数值分析方法。采用了九自由度动力学模型描述浮体、塔筒以及叶轮的运动,对结构动力、气动力以及水动力问题进行线性化处理后,将动力学控制方程写成状态空间表达形式,进而推导出环境扰动-结构响应的传递函数,实现结构-控制系统在频域内的联动求解。为了验证模型的有效性,以时域非线性耦合软件Open FAST作为参考,对比了某半潜式风机在风浪联合工况下的运动响应。结果表明,线性模型的响应标准差相对误差大多在20%以内,而计算效率有大幅度提升,为概念设计阶段的结构选型及主尺寸优化设计提供了高效的分析工具。

关键词：浮式风机动力学数值模拟概念设计阶段线性耦合数值分析状态空间

髌周部分去极化技术在膝关节单髁置换术中的应用

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暨南大学学报（自然科学与医学版） 2023年第6期44卷 619-625页

作者：甘伟伟谢贵杰周盛涛查振刚皖南医学院附属池州医院关节外科安徽池州247100 暨南大学附属第一医院骨关节与运动医学中心广东广州510630

目的:探讨髌骨周围电灼部分去极化技术对膝关节单髁置换术后患者膝关节功能及髌骨功能的影响。方法:回顾性分析皖南医学院附属池州医院2020年3月至2022年10月膝关节内侧骨关节炎并进行单髁置换手术治疗的60例患者,将患者随机分为研究组... 详细信息

目的:探讨髌骨周围电灼部分去极化技术对膝关节单髁置换术后患者膝关节功能及髌骨功能的影响。方法:回顾性分析皖南医学院附属池州医院2020年3月至2022年10月膝关节内侧骨关节炎并进行单髁置换手术治疗的60例患者,将患者随机分为研究组及对照组,所有患者均采取单髁置换手术进行治疗,研究组在此基础上联合采取髌骨周围电灼部分去极化技术进行治疗。分别对两组术前及术后1月、术后3月、术后6月的疼痛情况、膝关节功能、髌骨倾斜角、髌骨评分(Feller评分)进行比较。结果:研究组术后1月(t=3.437,P=0.001)、术后3月(t=6.591,P<0.001)及术后6月(t=5.162,P<0.001)的视觉模拟评分(VAS)显著低于对照组;研究组术后1月(t=9.625,P<0.001)、术后3月(t=7.970,P<0.001)及术后6月(t=4.092,P<0.001)的美国特种外科医院膝关节评分(HSS)显著高于对照组;研究组术后1月(t=2.571,P=0.013)、术后3月(t=2.671,P=0.010)及术后6月(t=2.741,P=0.008)的髌骨倾斜角显著低于对照组;研究组术后1月(t=2.510,P=0.015)、术后3月(t=3.384,P=0.001)及术后6月(t=3.483,P=0.001)的Feller评分显著高于对照组。结论:髌骨周围电灼部分去极化技术可有效改善膝关节单髁置换术后患者膝关节功能及髌骨功能。

关键词：部分去极化单髁置换术膝关节功能膝前疼痛髌骨倾斜角

香港九龙湾沿岸城区CFD风场模拟及风灾易损性分析

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香港九龙湾沿岸城区CFD风场模拟及风灾易损性分析

作者：周盛涛哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在我国沿海地区,台风灾害频繁,给城市造成巨大的损失,风灾评估已经成为防灾工作的重要一环。在进行风灾评估之前,应当对城市的风场分布有一个清晰的认识。计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)为此提供了技术支持。香... 详细信息

在我国沿海地区,台风灾害频繁,给城市造成巨大的损失,风灾评估已经成为防灾工作的重要一环。在进行风灾评估之前,应当对城市的风场分布有一个清晰的认识。计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)为此提供了技术支持。香港地处我国南方沿海地区,常年受台风的影响。本文借助CFD技术对香港九龙湾沿岸城区风环境开展了探究,并对拉索式广告牌进行了风灾易损性分析。本文主要采取了几个措施对模拟进行控制,确保模拟的准确性。首先进行了网格独立性分析,获得了兼顾精度和效率的网格划分方案;其次提出了通过对计算域上游区域进行CFD模拟,并对上游风场出口处的模拟结果进行对数律曲线拟合,从而提取其地面粗糙长度的方法确定计算域入口风剖面。通过验证,该方法有助于获得一个比较准确的模拟结果;最后通过对几种湍流模型及壁面函数的比较,认为Realizable k??湍流模型和非平衡型壁面函数较适用于中尺度复杂城市风环境模拟。本文通过模拟结果与现场实测数据的对比,验证了CFD模拟的准确性。对比结果显示,CFD数值模拟结果基本能反映九龙湾沿岸城区风场分布的实际情况,具有较高的可信度。本文把拉索式广告牌作为风灾易损性的研究对象,通过调查,确定了其结构形式及在风荷载作用下的破坏模式;采用一般模拟法和多尺度嵌套模拟法对广告牌所在街道进行了风环境CFD模拟,结果显示周边环境对街道风环境的影响巨大,进一步证明了中尺度城市模型风环境CFD模拟的必要性,并借此确定了广告牌的风压分布情况;最后采用蒙特卡洛模拟法,获得了外围风速与广告牌破坏概率的关系,绘制出了风灾易损性曲线。从易损性曲线中反映了广告牌在设计上存在不合理的地方,对此本文提出了相应的加固建议。城市建设极大地改变了原有的地貌特性,使得部分观测站点的周边环境不再满足观测要求。同时仅依靠有限个观测点难以全面地反映出城市内部的风场分布,而直接使用其观测的最大风速进行风灾评估会造成较大的误差。城市风环境CFD模拟是对现场实测很好的补充,其计算结果相当于一个数据库,在风灾预防工作上具有较大的参考价值。

关键词： CFD模拟城市风环境拉索式广告牌风灾易损性分析

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多模式监测在脊柱侧弯矫形术中应用的研究

多模式监测在脊柱侧弯矫形术中应用的研究

作者：周盛涛宁夏医科大学

学位级别：硕士

目的评估多模式术中监测(Mutimodal intraoperative monitoring,MIOM)在脊柱侧弯矫形术中监测神经功能的有效性,探讨术中监测数据出现异常的影响因素。方法回顾性分析2009年1月至2017年2月在银川国龙医院接受矫形手术治疗的70例脊柱侧... 详细信息

目的评估多模式术中监测(Mutimodal intraoperative monitoring,MIOM)在脊柱侧弯矫形术中监测神经功能的有效性,探讨术中监测数据出现异常的影响因素。方法回顾性分析2009年1月至2017年2月在银川国龙医院接受矫形手术治疗的70例脊柱侧弯患者的病历资料,术中采用体感诱发电位(Somatosensory evoked potential,SEP)+经颅电刺激运动诱发电位(Transcranial electric stimulation motor evoked potential,TES-MEP)+自发性肌电图(Free-run Electromyography,Free-run EMG)联合的多模式监测,所有患者术前均无神经功能障碍。测量患者术前、术后冠状面主弯Cobb角及矢状面胸椎后凸角大小并计算矫正率,记录一般资料、手术时间、术中失血量、术中神经电生理监测结果、报警因素及改善措施、术后神经功能损害及转归等。根据神经电生理监测结果分析术中监测数据出现异常的影响因素。结果70例患者术中均成功进行SEP+TES-MEP+Free-run EMG联合监测。侧凸和后凸分别从术前平均56.7°±18.5°和52.9°±31.0°矫正至术后平均16.4°±6.8°和26.5°±17.6°,矫正率分别为70.4%±8.4%和50.9%±13.0%;手术时间2.5.5h,平均为(4.13±1.22)h;术中失血量150500ml,平均为(952.56±785.96)ml。术中神经电生理监测无假阴性发生。SEP+TES-MEP+Free-run EMG联合监测共有16例患者出现监测报警,9例患者为真阳性((截骨)矫形过程7例,置钉过程2例),其余7例与非手术因素有关,灵敏度为100%(9/9),特异度为88.5%(54/61),假阳性率为11.5%(7/61),假阴性率为0.0%(0/9)。12例患者术中SEP监测异常,8例为真阳性,灵敏度为88.9%(8/9),特异度为93.4%(57/61),假阳性率为6.6%(4/61),假阴性率为11.1%(1/9)。10例患者术中TES-MEP监测异常,7例为真阳性,灵敏度为77.8%(7/9),特异度为95.1%(58/61),假阳性率为4.9%(3/61),假阴性率为22.2%(2/9)。11例患者术中Free-run EMG监测异常,8例为真阳性,灵敏度为88.9%(8/9),特异度为95.1%(58/61),假阳性率为4.9%(3/61),假阴性率为11.1%(1/9)。1例术前合并胸椎重度后凸畸形的神经纤维瘤病患者,在矫形过程中SEP、TES-MEP和Free-run EMG均监测报警,术后出现短暂性神经功能障碍,表现为右下肢小腿前侧麻木,给予药物营养神经、理疗等治疗后恢复正常。结论1.MIOM应用于脊柱侧弯矫形术中可全面监测脊髓及神经根功能。2.MIOM灵敏度高,能及时发现潜在的神经功能损伤,优于单一监测模式。3.脊柱侧弯矫形手术MIOM监测数据出现异常的影响因素较多,截骨矫形、置钉、胸椎后凸畸形为MIOM发生严重不良事件的危险因素。

关键词：脊柱侧弯矫形术脊髓及神经根损伤神经电生理监测多模式术中监测

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自动门控像增强器温度补偿技术研究

红外技术 2023年第10期45卷 1126-1131页

作者：李亚情左加宁李晓露周盛涛褚祝军杜培德王光凡北方夜视技术股份有限公司云南昆明650217

针对匹配自动门控电源的超二代像增强器高低温条件下亮度增益和最大输出亮度产生漂移的问题,分析了温度补偿原理,设计了温度补偿方案,通过实验确定了温度补偿系数,验证了该温度补偿方案的合理性。实验结果表明,低照条件(输入照度低于5×... 详细信息

针对匹配自动门控电源的超二代像增强器高低温条件下亮度增益和最大输出亮度产生漂移的问题,分析了温度补偿原理,设计了温度补偿方案,通过实验确定了温度补偿系数,验证了该温度补偿方案的合理性。实验结果表明,低照条件(输入照度低于5×10^(-4)lx),通过将MCP电压降低14.7 V能够将低温(-45℃)亮度增益从121%降低到105%以内,通过将MCP电压增加16.5 V能够将高温(55℃)亮度增益从77%提高到99%以上;高照条件(输入照度高于5×10^(-4)lx),通过将阳极电流设定值降低14%能够将低温最大输出亮度从114%降低到104%以内,通过将阳极电流设定值增加12.6%能够将高温最大输出亮度从87%提高到91%以上。因此,采用本文所述温度补偿技术能够有效提高自动门控像增强器高低温条件下亮度增益和最大输出亮度的一致性。

关键词：像增强器亮度增益最大输出亮度温度补偿通道板电压阳极电流

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二氧化碳相变致裂技术研究进展与展望

工程科学学报 2021年第7期43卷 883-893页

作者：周盛涛罗学东蒋楠张宗贤姚颖康中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 江汉大学爆破工程湖北省重点实验室武汉430024 奥卢大学奥卢矿业学院奥卢90014

二氧化碳相变致裂作为一种环境友好的绿色破岩技术,具有破岩效率高、振动小、无污染等优点,近年来已成为岩石破碎与开挖领域的热门研究课题,相关研究发展迅速.大量学者运用理论分析、实验研究和数值模拟等手段对二氧化碳相变致裂技术进... 详细信息

二氧化碳相变致裂作为一种环境友好的绿色破岩技术,具有破岩效率高、振动小、无污染等优点,近年来已成为岩石破碎与开挖领域的热门研究课题,相关研究发展迅速.大量学者运用理论分析、实验研究和数值模拟等手段对二氧化碳相变致裂技术进行了广泛探究,并取得了一些有益进展.通过对现有相关研究成果的调研分析,阐述了二氧化碳相变致裂技术的破岩机理,回顾了二氧化碳相变致裂荷载特征及其测试手段,归纳了致裂荷载表征方法,概括了致裂荷载与致裂效果的主要影响因素,分析了二氧化碳相变致裂的有害效应,总结了二氧化碳相变致裂技术在多领域的应用,并探讨了二氧化碳相变致裂当前存在的问题与未来挑战,以期为二氧化碳相变致裂技术的理论研究和工程应用推广提供参考.

关键词：二氧化碳岩石破碎破岩机理荷载特征有害效应