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多层建筑屋顶风场特性的分析研究

多层建筑屋顶风场特性的分析研究

作者：张嘉龙湘潭大学

学位级别：硕士

近年来,鉴于风灾的重大危害性,很多国内外学者针对低矮建筑和高层建筑的风荷载特性、风致响应开展了一系列的研究,并取得了很多相应的成果,为推动风工程的发展做出了不可磨灭的贡献,但由于我国的经济发展历史和特殊国情,很多城市中的医... 详细信息

近年来,鉴于风灾的重大危害性,很多国内外学者针对低矮建筑和高层建筑的风荷载特性、风致响应开展了一系列的研究,并取得了很多相应的成果,为推动风工程的发展做出了不可磨灭的贡献,但由于我国的经济发展历史和特殊国情,很多城市中的医院、学校、办公楼仍存在着很多多层建筑,而关于多层建筑的抗风研究却较少,所以开展多层建筑风工程特性的研究有一定的价值。此外,由于国家对绿色环保问题的重视,促进了可再生能源的迅速发展,诸多建筑屋面均布置了光伏板、聚光镜等太阳能热发电设备,而这类型的结构对风荷载的影响较为敏感,屋顶风场是研究屋面设备风荷载的重要前提条件,因此开展多层建筑结构屋顶风场的分析研究具有较大的科学意义和工程价值。本文通过现场实测、风洞试验和数值模拟等方法对多层建筑的屋顶风场特性进行深入的分析研究。主要研究内容如下:（1）本文通过对张家口河北建筑工程学院附教学楼屋顶风场的实测数据分析,研究了多层建筑屋顶的平均风速、湍流强度、阵风因子等随时间的变化情况,以及平均风速与湍流强度、湍流积分尺度的关联,最后分析了实测数据与Von Karman谱的吻合情况。（2）本文对多层建筑顶部风场进行了不同风向角下的风洞试验,通过分析屋顶不同水平位置测点A、B、C的试验数据,研究了风向角对屋顶风场的影响,以及不同风向来流下屋顶风场的变化规律和屋面的风场分布,并分析了屋顶风场与未受扰来流风场的区别。（3）基于数值模拟软件Fluent17.2对多层建筑开展全尺寸的数值模拟,基于数值模拟结果分析了屋顶风速和湍流度随高度的变化规律,阐述了多层建筑屋顶风场和周围风场的形成机理,最后研究了在同一来流风向不同风速条件下,屋顶风场的变化情况。

关键词：多层建筑屋顶风场现场实测未受扰来流风洞试验数值模拟

基于视觉显著性的鸟类目标检测方法研究及工程应用

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基于视觉显著性的鸟类目标检测方法研究及工程应用

作者：张嘉龙湖南理工学院

学位级别：硕士

近几十年来,随着民航业的快速发展,频繁发生的鸟撞飞机事件已经成为全球第一大航空事故类型,严重威胁了人们的生命财产安全,也成为困扰全球民航业的世界性难题。而防范鸟击事件的关键在于提升机场的鸟类目标实时检测能力,行内将机场范... 详细信息

近几十年来,随着民航业的快速发展,频繁发生的鸟撞飞机事件已经成为全球第一大航空事故类型,严重威胁了人们的生命财产安全,也成为困扰全球民航业的世界性难题。而防范鸟击事件的关键在于提升机场的鸟类目标实时检测能力,行内将机场范围内的鸟类目标检测简称为探鸟。当前,机场获取鸟情信息的主要途径为人工肉眼观测和雷达探鸟两种方式。其中人工观测需要工作人员集中注意力,难以做到长时间高强度的监测且定位精度不佳。而雷达探鸟虽不受天气因素影响,能够实现大范围全天候监测,但易受地面杂波和复杂环境干扰,从而导致出现大量虚假目标。近些年,随着计算机视觉技术的发展,基于视频图像的目标检测算法为探鸟提供了一种低成本、高效率和高精度的解决方案。为此,本文将基于嵌入式光电跟踪硬件平台,研究以局部对比度显著性为基础的鸟类目标检测算法,实现对远距离鸟类弱小目标的快速检测,提高机场的鸟情感知能力。首先,对嵌入式处理平台下鸟类目标检测跟踪的问题和难点进行了分析。由于嵌入式处理器的处理性能受散热能力和功耗限制,无法与传统计算机相比,导致需要高算力和大内存的通用检测跟踪算法模型难以在嵌入式平台上部署,且部署后的实时性较差,无法满足快速检测跟踪鸟类目标的需求。针对嵌入式平台的处理性能和鸟类目标在图像中的成像特点,本文基于视觉显著性对远距离、缺少特征信息鸟类弱小目标进行快速检测。然后,经过分析人类视觉系统和视觉注意机制的工作机理,发现基于底层图像数据驱动的自下而上的注意机制更加适用于外界环境中的目标检测问题。通过对比视觉显著性算法所使用的显著性特征和分析图像中的鸟类弱小目标的特性,采用局部对比度作为弱小目标的显著性特征。本文所提的双窗口局部对比度算法,使用双层滑动窗口结构和增加内外层背景到中心区域的距离作为计算显著度的权重,能够更好地检测不同尺度的弱小目标,且针对LCM、ILCM算法存在误检、漏检和它们只能检测提取亮目标的问题,进行了有效改善。在多组数据上的实验分析结果表明了本文算法能较好地抑制背景增强目标,并在运算时间上也有一定的优势。最后,在异构的嵌入式处理平台利用实测数据对鸟类目标检测功能进行了实现和验证。介绍了嵌入式光电跟踪转台的硬件组成和处理架构,基于该硬件架构设计并实现了嵌入式软件的各功能模块。在此基础上利用实测的不同波段、不同分辨率的鸟类数据对显著性目标检测算法进行了验证,对比了算法的CPU实现和GPU实现的效果及处理时间。结果表明,基于该嵌入式硬件处理平台,可以实时有效的检测低空背景下的鸟类弱小目标。

关键词：鸟类目标检测视觉显著性局部对比度嵌入式处理平台

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多层建筑屋顶风场的数值模拟

应用力学学报 2021年第1期38卷 208-215页

作者：邹琼张嘉龙王雅平湘潭大学土木工程与力学学院湘潭411105

基于计算流体动力学软件Fluent17.2,以浙江温州大学某栋带女儿墙的多层试验教学楼为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型对其进行数值模拟。通过对不同风向角下的数值模拟结果进行对比分析,探究屋顶风场与未受扰来流风场的区别,屋顶不同高度... 详细信息

基于计算流体动力学软件Fluent17.2,以浙江温州大学某栋带女儿墙的多层试验教学楼为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型对其进行数值模拟。通过对不同风向角下的数值模拟结果进行对比分析,探究屋顶风场与未受扰来流风场的区别,屋顶不同高度风场的差异,以及不同风向角来流情况下近屋面风场的分布特点、变化规律。结果表明:在离屋面高8m以下,屋顶风速变化剧烈混乱,屋面前沿、中部、后方区域的风速会随高度增加发生变化,并与未受扰来流风场相比存在较大差别;在女儿墙高度1.2m以下,屋面四周区域风速小于中部区域;在离屋面高1.2m~8m时,同一高度屋面前沿区域风速却要大于中部区域及后方区域;在不同的风向角来流下,当来流与建筑迎风面垂直时,屋顶风场沿中线对称分布。本文所得结论可为屋顶各类设备的抗风设计提供一定的参考依据。

关键词：计算流体动力学多层建筑风场数值模拟湍流模型

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自旋1/2量子受激转子中Planck常数调节的整数量子霍尔效应转变的有限尺寸标度分析

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中国科学院大学学报（中英文） 2022年第4期39卷 561-566页

作者：张嘉龙张龙张富春中国科学院大学卡弗里理论科学研究所/中国科学院拓扑量子计算卓越创新中心北京100190

量子受激转子(quantum kicked rotor,QKR)是量子混沌研究中的重要模型之一。在自旋1/2的QKR中,调节等效Planck常数可以在动力学局域化相之间实现一系列相变,其形式与整数量子霍尔效应及其平台相变相似。研究这一相变的有限尺寸标度理论... 详细信息

量子受激转子(quantum kicked rotor,QKR)是量子混沌研究中的重要模型之一。在自旋1/2的QKR中,调节等效Planck常数可以在动力学局域化相之间实现一系列相变,其形式与整数量子霍尔效应及其平台相变相似。研究这一相变的有限尺寸标度理论,并将其应用于自旋1/2的QKR模型。估计出相变的临界指数为ν=2.62(9),符合整数量子霍尔效应平台转变的普适类。

关键词：量子受激转子整数量子霍尔效应临界现象有限尺寸标度

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全砂层地质超长大直径钻孔灌注桩施工

低碳世界 2020年第4期10卷 53-54页

作者：张嘉龙上海建工集团股份有限公司海外事业部上海200032

柬埔寨NR71C格罗奇马湄公河大桥主桥主墩灌注桩直径2 m、长度89~103 m,数量40根,桥位处为湄公河全砂层地质,是本工程的施工重点与难点。本文针对钻孔过程中的应注意事项、孔底钻渣处理、钢筋笼下放等内容进行了探讨与汇总。

关键词：砂层大直径超长灌注桩

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浅谈热带季风气候地区含砾高液限土施工技术

建材与装饰 2020年第14期 7-8页

作者：张嘉龙上海建工集团股份有限公司海外事业部

高液限土通常指液限>50%,塑性指数>26,且粘粒含量(粒径小于0.074mm的颗粒含量)较高的土。该类土在干燥环境中强度和承载力很高;遇水则迅速软化,线性膨胀率随之上升,强度急剧降低,水稳定性极差。处治不当易造成路堤不均匀沉降、路基纵向... 详细信息

高液限土通常指液限>50%,塑性指数>26,且粘粒含量(粒径小于0.074mm的颗粒含量)较高的土。该类土在干燥环境中强度和承载力很高;遇水则迅速软化,线性膨胀率随之上升,强度急剧降低,水稳定性极差。处治不当易造成路堤不均匀沉降、路基纵向裂缝、路基边坡失稳等各种路基病害。本文结合柬埔寨214号公路施工实践,总结了热带季风气候地区含砾高液限土施工的技术措施和现场质量管理措施。

关键词：含砾高液限土路基填料技术措施管理措施