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利比亚德尔纳2023年极端洪水模拟复盘分析

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水利学报 2024年第6期55卷 723-734页

作者：刘家宏宋天旭梅超王佳张克寒中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 水利部数字孪生流域重点实验室北京100038

全球气候变化背景下,极端强降雨和洪涝等水文事件的极值屡屡刷新历史记录,造成重大损失。2023年9月10—11日,在地中海飓风“丹尼尔”的影响下,利比亚东北部地区发生罕见特大暴雨,引发德尔纳市上游两座水库接连溃决,造成巨大人员伤亡。... 详细信息

全球气候变化背景下,极端强降雨和洪涝等水文事件的极值屡屡刷新历史记录,造成重大损失。2023年9月10—11日,在地中海飓风“丹尼尔”的影响下,利比亚东北部地区发生罕见特大暴雨,引发德尔纳市上游两座水库接连溃决,造成巨大人员伤亡。本文对德尔纳市极端洪水事件进行了梳理,并以德尔纳市洪灾及受影响区域为研究对象,建立了二维水动力模型,对溃坝洪水进行了模拟和复盘分析。通过哥白尼应急管理服务(Copernicus Emergency Management Service,CEMS)提供的受灾数据对模型结果进行对比验证(CEMS持续监测欧洲和全球即将发生或实时发生的灾难事件)。结果显示,影响德尔纳市的溃坝洪水持续了2 h左右,对城市的破坏主要集中在前30 min。本次复盘分析了德尔纳市溃坝洪水演进与风险分布特征,可为我国城市地区大坝溃决风险防控、早期预警和应急管理提供参考借鉴,同时也可为世界其他地区的大坝溃决风险防控、早期预警和应急管理提供参考借鉴。

关键词：极端降雨溃坝洪水城市洪涝灾害复盘风险评估

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城乡融合型乡村振兴的实践探索、认识思考与对策建议

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中州学刊 2024年第1期 45-53页

作者：张克俊刘莉四川省社会科学院农村发展研究所四川成都610072

推进不同类型乡村振兴是全面落实乡村振兴战略和实现中国式农业现代化的重要途径。在城郊融合类村庄的基础上延伸出的“城乡融合型乡村”,具有独特的内涵、特征和功能价值。作为城乡融合型乡村的典型案例,成都市新津区在城乡要素互通、... 详细信息

推进不同类型乡村振兴是全面落实乡村振兴战略和实现中国式农业现代化的重要途径。在城郊融合类村庄的基础上延伸出的“城乡融合型乡村”,具有独特的内涵、特征和功能价值。作为城乡融合型乡村的典型案例,成都市新津区在城乡要素互通、产业融合、空间重塑、农博引领、共建共治、数字赋能等方面积极探索,城乡融合引领乡村振兴取得显著成效。在此基础上必须进一步深化对城乡融合型乡村振兴的认识并进行理论概括,在实践中应注意政府的参与要适时适度,提高乡村居民的参与度,激发乡村人才和集体经济组织的内生动力,激活资源要素和破解金融困境,着力提高人口双向流动程度等。

关键词：城乡融合型乡村乡村振兴实践探索认识思考

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自由分子区内的非球形颗粒曳力计算

力学学报 2024年第5期56卷 1251-1260页

作者：常心泉张克学王军夏国栋北京工业大学机械与能源工程学院北京100124

基于气体动理论方法,推导得到非球形颗粒所受曳力的通用表达式,并针对球形颗粒、圆柱体颗粒、椭球体颗粒和圆锥体颗粒等几种常见的非球形颗粒,得到其所受曳力的具体解析计算式.该模型适用于气体分子与颗粒表面仅发生一次碰撞的凸面体,... 详细信息

基于气体动理论方法,推导得到非球形颗粒所受曳力的通用表达式,并针对球形颗粒、圆柱体颗粒、椭球体颗粒和圆锥体颗粒等几种常见的非球形颗粒,得到其所受曳力的具体解析计算式.该模型适用于气体分子与颗粒表面仅发生一次碰撞的凸面体,假设气体分子与颗粒间的相互作用符合Maxwell镜面反射-漫反射模型,计算气体分子与颗粒碰撞过程中的微元动量传递,进而在颗粒表面积分得到非球形颗粒所受曳力的通用表达式.计算结果表明,颗粒所受曳力与其自身的几何形状和在流场中的取向有关.但是,基于非球形颗粒得到的计算式较为复杂,不便于实际应用.考虑到在自由分子区内,当外势场较弱时,颗粒的高速布朗旋转运动会使其取向分布近似为均匀的随机分布,文章推导得到了不同形状颗粒在均向分布下所受均向曳力的计算式,结果表明非球形颗粒所受均向曳力正比于颗粒表面积,且比例系数与颗粒形状无关.此算法避免了求解具体非球形颗粒受力计算的繁琐计算过程,更便于实际应用.

关键词：非球形颗粒曳力自由分子区气体动理论

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K路划分模型的可行解理论及算法研究

K路划分模型的可行解理论及算法研究

作者：张克胜重庆理工大学

学位级别：硕士

传统的方法,如基于划分的聚类、基于层次的聚类和基于密度的聚类,已经得到了广泛的研究。然而,尽管聚类算法非常丰富,但理论基础仍不完善,尤其是复杂流形数据聚类的研究。例如:传统的划分模型主要针对于凸包聚类,其不能保证得到全局最... 详细信息

传统的方法,如基于划分的聚类、基于层次的聚类和基于密度的聚类,已经得到了广泛的研究。然而,尽管聚类算法非常丰富,但理论基础仍不完善,尤其是复杂流形数据聚类的研究。例如:传统的划分模型主要针对于凸包聚类,其不能保证得到全局最优。复杂流形数据聚类是非凸包聚类模型,其建模研究较少。与此同时,复杂流形数据往往数据复杂且规模庞大,因此非凸聚类往往需要较高的计算成本。同时针对于复杂流形数据聚类的主流方法中大多数不是严格遵循k路划分模型的最小总代价。然而,最优划分模型虽能够对非凸包聚类进行数学建模,但是其高时间复杂度限制了其在大数据集上的应用。复杂流形聚类研究经常需要权衡方法的性能与和算法的效率,其最终目标在于找到可以有效实施的可行性解决方案。因此为寻求更适用于流形聚类的方案,我们将深入探讨非凸包聚类的可行性解决方法。聚类问题亦是k路划分问题,目的是将相似度高的数据划分到一起后分为k个数据集合。因此,本论文研究了k路划分模型的可行解并为复杂流形聚类的最优划分模型提供了一种新的求解策略。可行解的关键是求解满足总代价最小的划分损失函数。以聚类可行解能获得k路划分最小总代价为约束条件研究了一种高内聚性子簇。之后,基于子簇研究了k路划分问题的划分模型及近似算法SB-OPM。对于复杂流形数据,该模型既能在约束条件下保证全局最优划分(总成本最小),又能降低计算成本。之后,通过一系列对比实验对SB-OPM算法的性能进行了综合的评估。在人工数据集上验证了SB-OPM算法可以正确聚合不规则形状、不同密度和不同形状的数据的能力。于此同时,结合真实数据集又对SB-OPM算法的稳定性、时间复杂度和缺点进行了分析。为了进一步从统计角度分析所提出方法的性能,基于统计检验对所有算法在聚类性能上的显著性差异进行统计评估。

关键词：可行解子簇聚类密度最小生成树

连续低效每日血液透析滤过联合血液灌流治疗脓毒症急性肾损伤的临床疗效研究

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中国全科医学 2014年第24期17卷 2810-2813页

作者：陆煜张克娜谭位华南华大学附属第一医院急诊ICU 湖南省衡阳市421001

目的观察连续低效每日血液透析滤过(SLEDD-f)联合血液灌流(HP)治疗脓毒症急性肾损伤(AKI)的临床疗效。方法选取2008年1月—2011年12月南华大学附属第一医院急诊ICU行连续性肾脏替代治疗(CRRT)或SLEDD-f联合HP治疗的脓毒症AKI患者43例,... 详细信息

目的观察连续低效每日血液透析滤过(SLEDD-f)联合血液灌流(HP)治疗脓毒症急性肾损伤(AKI)的临床疗效。方法选取2008年1月—2011年12月南华大学附属第一医院急诊ICU行连续性肾脏替代治疗(CRRT)或SLEDD-f联合HP治疗的脓毒症AKI患者43例,根据血液净化方式不同分为CRRT组(C组,21例)和SLEDD-f联合HP治疗组(T组,22例),比较两组患者治疗前及治疗后急性生理学及慢性健康状况评分系统Ⅱ(APACHEⅡ评分)、平均动脉压(MAP)、多巴胺(DA)用量、血清肌酐(Scr)、血红蛋白(Hb)、清蛋白(Alb)、白细胞计数(WBC)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、白介素(IL)-6、IL-10、肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平变化,比较两组患者并发症情况及30 d存活率、ICU停留时间。结果治疗前两组患者APACHEⅡ评分、MAP、DA用量及Scr、Hb、Alb、WBC、hs-CRP、IL-6、IL-10、TNF-α水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗后两组患者MAP、DA用量及Scr、WBC、hs-CRP、IL-6、IL-10、TNF-α水平比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。两组患者治疗期间均无严重并发症。C组患者30 d存活率为47.6%(10/21)低于T组的77.3%(17/22)(χ2=4.044,P<0.05)。C组患者ICU停留时间(16.3±5.2)d长于T组的(11.2±3.5)d(t=3.789,P<0.05)。结论SLEDD-f联合HP治疗脓毒症AKI的疗效较CRRT更好,30 d存活率升高,ICU停留时间缩短,为脓毒症AKI患者提供新的治疗方案。

关键词：血液透析滤过血液灌流脓毒症急性肾损伤

基于多层MPC框架的类车机器人调速路径跟踪

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工程科学学报 2024年第8期46卷 1469-1478页

作者：张俊娜白国星山西机电职业技术学院长治046011 北京科技大学机械工程学院北京100083 唐山冀东装备工程股份有限公司唐山063200

针对类车机器人路径跟踪控制的研究工作尚未考虑主动调速与路径跟踪之间的关联,现有控制系统为了保证较高的路径跟踪控制精度只能将纵向速度设置为较低值.同时,在其他移动装备的主动调速路径跟踪控制策略中,以模型预测控制(Model predic... 详细信息

针对类车机器人路径跟踪控制的研究工作尚未考虑主动调速与路径跟踪之间的关联,现有控制系统为了保证较高的路径跟踪控制精度只能将纵向速度设置为较低值.同时,在其他移动装备的主动调速路径跟踪控制策略中,以模型预测控制(Model predictive control,MPC)为基础的多层模型预测控制(Multilayer MPC,MMPC)具有对于误差来源兼容性较强的优势,但是现有系统采用速度较高时精度不佳的线性模型预测控制(Linear MPC,LMPC)作为底层路径跟踪控制算法,因此纵向行驶速度仍然较低.针对这些问题,结合基于MMPC的主动调速路径跟踪控制框架、精确性和实时性均较好的前馈模型预测控制(Feedforward MPC,FMPC)底层路径跟踪控制算法与长时域预测精度较高的非线性模型预测控制(Nonlinear MPC,NMPC)顶层速度决策算法,构建了新的基于MMPC框架的主动调速路径跟踪控制系统.通过MATLAB和CarSim联合仿真对提出的MMPC系统进行了测试.提出的MMPC系统可以在平均行驶速度较高时实现较高精度的路径跟踪,在平均行驶速度为4.2859 m·s^(-1)时,位移误差的最大幅值为0.1838 m,航向误差的最大幅值为0.1350 rad.在纵向速度较高时,提出的MMPC相比恒速的FMPC、NMPC系统和已有的MMPC系统精度更高,在相同工况下,FMPC系统误差发散,提出的MMPC系统可以相对已有的NMPC和MMPC系统将位移误差最大幅值减小46.29%和62.22%.在能够保障较高精度时,提出的MMPC系统的平均行驶速度较高,相比已有的FMPC和MMPC系统,可以将平均行驶速度提高43.06%和317.48%,与NMPC系统指标接近.

关键词：类车机器人路径跟踪主动调速预测控制多层控制

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扩压式自泵送流体动压机械密封性能分析及双目标优化研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第7期44卷 947-959页

作者：王琳娜孙见君南京林业大学机械电子工程学院江苏南京210037

泄漏率和开启力是在研究非接触式机械密封性能需要考虑的2个重要指标.目前针对非接触式机械密封的结构优化研究,仅限于固定内径的密封环,优化结果缺乏通用性.以新型扩压式自泵送流体动压机械密封为研究对象,利用数值模拟方法分析了端面... 详细信息

泄漏率和开启力是在研究非接触式机械密封性能需要考虑的2个重要指标.目前针对非接触式机械密封的结构优化研究,仅限于固定内径的密封环,优化结果缺乏通用性.以新型扩压式自泵送流体动压机械密封为研究对象,利用数值模拟方法分析了端面重要结构参数对其密封性能的交互影响;基于均匀试验设计和多元回归分析法建立了扩压式自泵送流体动压机械密封的开启力和泄漏率预测模型;采用NSGA2遗传算法进行双目标寻优,得到Pareto最优解集,再结合TOPSIS法从解集中筛选出了不同权重下的最优结构参数.研究结果表明:对于中小轴径的扩压式自泵送流体动压机械密封,动环端面密封坝坝长与扩压环槽槽宽的比值在1.46~2.01之间,螺旋槽槽长和扩压环槽槽宽的比值在1.32~1.86之间时,密封性能最优.研究成果为扩压式自泵送流体动压机械密封动环端面的设计提供理论基础.

关键词：非接触式机械密封数值模拟计算流体力学均匀试验设计优化 NSGA2遗传算法交互作用

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基于离散元法的西北旱区铧式犁耕作过程仿真分析与试验

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江西农业大学学报 2024年

作者：方雨阳张克平杨智凯甘肃农业大学机电工程学院

【目的】针对铧式犁在西北旱区作业存在翻耕效果较差、耕作阻力大等问题，基于水平直元线法设计铧式犁犁体曲面，建立导曲线及元线角变化参数方程和西北旱区土壤-犁体耕作阻力模型。【方法】采用离散元软件EDEM，土壤接触模型选择Hertz-... 详细信息

【目的】针对铧式犁在西北旱区作业存在翻耕效果较差、耕作阻力大等问题，基于水平直元线法设计铧式犁犁体曲面，建立导曲线及元线角变化参数方程和西北旱区土壤-犁体耕作阻力模型。【方法】采用离散元软件EDEM，土壤接触模型选择Hertz-Mindlin with JKR接触模型，以元线角、导曲线两端切线夹角和安装角为试验因素，耕作阻力和土壤抛送距离为评价指标，完成Box-Behnken响应面仿真试验并对回归模型进行多目标优化。对优化后最优参数组合下的犁体进行耕作仿真试验，并通过对比优化前与优化后犁体的土壤扰动剖面图和土壤运动云图，进一步分析犁体曲面参数优化的合理性。【结果】结果表明，当元线角为40.43°、导曲线两端切线夹角为107.01°、安装角为27.16°时，获得最小耕作阻力(2626.59 N)和较大土壤抛送距离(451.62 mm)。且由土壤扰动分析可知，优化后的犁体在抬升土壤和使土壤产生运动等方面均优于优化前的犁体。【结论】通过田间试验验证优化后的铧式犁的耕深和耕宽稳定性、残茬覆盖率及土垡破碎率等各项性能指标均符合国家标准要求，耕作阻力和土壤抛送距离田间试验结果分别为2795.43 N和423.57 mm，与仿真试验结果的相对误差分别为6.43%、6.21%，相对误差在合理范围之内，证明铧式犁结构参数设计的合理性。

关键词：铧式犁离散元法犁体曲面耕作阻力田间试验

响应面法优化棉秆水热液化生产腐植酸的运行条件

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农业环境科学学报 2024年第2期43卷 434-441页

作者：张顺元张洪伟张克江兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730000 艾伯塔(成都)环境技术研究院成都610000

为优化棉秆水热液化生产含腐植酸液态肥的运行条件,确定反应条件间的交互作用及其反应产物的组成,采用三因素三水平的响应面分析方法,探究了反应温度(X1,260~340℃)、反应时间(X2,30~90 min)和物料质量分数(X3,5%~10%)对水溶肥腐植酸产... 详细信息

为优化棉秆水热液化生产含腐植酸液态肥的运行条件,确定反应条件间的交互作用及其反应产物的组成,采用三因素三水平的响应面分析方法,探究了反应温度(X1,260~340℃)、反应时间(X2,30~90 min)和物料质量分数(X3,5%~10%)对水溶肥腐植酸产率的影响。回归模型方差分析表明,反应温度、反应时间以及物料质量分数均对腐植酸产率有较大影响。其中,物料质量分数是最重要的参数。腐植酸产率的最佳反应条件为:反应温度300℃,反应时间90 min,物料质量分数10%。在此条件下,腐植酸产率为4.10%,高于国家含腐植酸水溶肥标准(NY 1106—2010)中规定的腐植酸含量(不小于3%),与预测值吻合较好。GC-MS分析表明,棉秆水热液化的水溶性产物主要含有酚类及其衍生物、酮类、醛类、醇类以及有机酸化合物。

关键词：水热液化棉秆响应面法腐植酸

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