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不同粒径分布多孔介质的幂律流体渗透注浆机制

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采矿与安全工程学报 2024年第5期41卷 1025-1035页

作者：张华磊徐保杰王开伟束云龙安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

以分形理论与幂律流体在多孔介质中的渗流运动方程为基础,推导出不同粒径分布因素的多孔介质幂律流体渗透注浆理论模型,通过室内试验与COMSOL Multiphysics软件对理论模型进行验证,同时使用并行电法仪对浆液扩散范围进行监测,开展不同... 详细信息

以分形理论与幂律流体在多孔介质中的渗流运动方程为基础,推导出不同粒径分布因素的多孔介质幂律流体渗透注浆理论模型,通过室内试验与COMSOL Multiphysics软件对理论模型进行验证,同时使用并行电法仪对浆液扩散范围进行监测,开展不同注浆压力与多孔介质孔隙率条件下的模型试验与数值仿真分析。结果表明:激励电流可以较好地指示浆液的渗流路径,视电阻成像分析可对浆液扩散范围进行宏观监测,幂律流体在考虑不同粒径组成多孔介质中的渗透扩散半径小于不考虑不同粒径组成多孔介质中的扩散半径,二者相差的均值为11.77%,且考虑不同粒径组成多孔介质模型得到的扩散半径更接近实测值,且注浆压力与多孔介质孔隙率越大,越不能忽略不同粒径分布因素对浆液扩散的影响,采用该理论模型更能反映幂律流体在不同粒径组成多孔介质中的渗透扩散规律。将该理论模型成功应用于顾北矿南二采区1512(3)工作面预注浆加固,取得了良好的工程实践效果。

关键词：不同粒径颗粒分形理论多孔介质幂律流体渗透注浆机制

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轴向振动对近水平孔管柱减摩及屈曲的影响

振动．测试与诊断 2024年第2期44卷 232-238,405,406页

作者：徐保龙刘送永李洪盛中国矿业大学机电工程学院徐州221116

为了解决近水平长钻孔孔内管柱受压后摩阻增大甚至管柱屈曲变形的问题,提出了轴向振动减摩和防屈曲方法。首先,建立了轴向振动减摩的力学分析模型,分析了振动减摩的内在力学机制;其次,建立了振动减摩的有限元模型,研究了激振力、激振频... 详细信息

为了解决近水平长钻孔孔内管柱受压后摩阻增大甚至管柱屈曲变形的问题,提出了轴向振动减摩和防屈曲方法。首先,建立了轴向振动减摩的力学分析模型,分析了振动减摩的内在力学机制;其次,建立了振动减摩的有限元模型,研究了激振力、激振频率对于减摩效果的影响关系,并通过现场试验进行了验证。研究结果表明:单个振动周期内管柱与孔壁摩阻存在方向变换现象,降低了单个振动周期内的平均摩阻;激振力越大,减摩效果越好;轴向振动的幅值和频率达到一定门限值后能够有效防止管柱屈曲变形,降低管柱摆动;对于长为200 m、直径为89 mm的通缆钻杆管柱,当激振力大于等于5 kN时,能够大幅度减小管柱与孔壁摩阻,防止管柱屈曲;平均摩阻与振动频率呈倒对数关系,随着激振频率的增大,平均摩阻先减小而后趋于稳定,当激振频率大于等于6 Hz后减摩效果趋于稳定。该研究结果对于减摩防屈曲钻具的研制以及钻孔工程施工具有指导意义。

关键词：轴向振动管柱摩阻屈曲特性影响因素

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基于黏度时变性的多孔介质注浆扩散规律分析

安徽理工大学学报（自然科学版） 2023年第5期43卷 94-101页

作者：张华磊徐保杰常聚才安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001

为了探究动水环境下黏度时变性幂律型浆液在砂砾石中的扩散规律,以幂律型水泥浆液为研究对象,开展幂律型浆液的黏度时变性试验,得到浆液的黏度时变性方程,依托计算机编程语言生成粒径在0.1~4.0cm范围内的圆形颗粒来模拟砂砾石颗粒,并在... 详细信息

为了探究动水环境下黏度时变性幂律型浆液在砂砾石中的扩散规律,以幂律型水泥浆液为研究对象,开展幂律型浆液的黏度时变性试验,得到浆液的黏度时变性方程,依托计算机编程语言生成粒径在0.1~4.0cm范围内的圆形颗粒来模拟砂砾石颗粒,并在数值模型中自定义浆液黏度时变性本构方程,使用COMSOL数值模拟软件中的层流两相流水平集接口,实现动水环境下黏度时变性幂律型浆液在多孔介质中的数值模拟。结果表明,幂律型浆液的黏度与时间呈指数关系,水灰比与浆液黏度增长幅度呈反比;浆液在扩散的过程中,浆液黏度变化曲线与扩散距离呈“n”形分布,浆液黏度变化过程可分为平稳区域与下降区域;其扩散形态从圆形逐渐过渡到椭圆形直至“U”形;相同条件下,浆液的扩散距离与时间呈正相关,并且随着水灰比的增加而增加,随着多孔介质孔隙率的减小而减小,同一水灰比下考虑与未考虑浆液黏度时变性扩散面积的差值与时间呈正比,同一时刻下考虑与未考虑浆液黏度时变性扩散面积的差值随水灰比的增加呈减小的趋势。因此,在工程实践中不可忽略浆液黏度时变性与孔隙率对浆液扩散规律的影响,研究结果对于实际注浆工程具有一定参考与借鉴的意义。

关键词：渗透注浆幂律流体黏度时变性多孔介质

广义周期点阵结构的等效性能均匀化映射方法研究

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中国科学：技术科学 2024年第6期54卷 1036-1056页

作者：徐仕杰张卫红西北工业大学航宇材料结构一体化设计与增材制造装备技术国际联合研究中心陕西省空天结构技术重点实验室西安710072

本文研究了广义周期点阵结构等效力学性能的均匀化计算问题,提出了计算等效弹性矩阵、等效热应力系数与热膨胀系数的均匀化映射方法,将广义周期均匀化问题映射转换为正方形单胞的经典周期均匀化问题,以此揭示了广义周期均匀化方法的内... 详细信息

本文研究了广义周期点阵结构等效力学性能的均匀化计算问题,提出了计算等效弹性矩阵、等效热应力系数与热膨胀系数的均匀化映射方法,将广义周期均匀化问题映射转换为正方形单胞的经典周期均匀化问题,以此揭示了广义周期均匀化方法的内在映射机理,阐明了广义周期均匀化等效性能的基本性质.该方法极大降低了计算求解与编程难度.通过典型数值算例,分析比较了广义周期均匀化映射方法、经典周期均匀化方法与精细尺度有限元方法计算结果的差异.结果表明所提出的映射方法普适性与有效性强,对于静力学、热力耦合问题及动力学固有频率问题均具有良好的计算精度.

关键词：广义周期点阵结构均匀化方法映射方法等效弹性矩阵等效热膨胀系数

具有粗糙密度场的三维非均质不可压缩非对称流体弱解的唯一性

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数学学报(中文版) 2024年

作者：王晓杰徐夫义山东理工大学数学与统计学院

本文主要研究具有粗糙密度场的三维非均质不可压缩非对称流体的柯西问题.通过开发一些解关于时间额外的加权估计,运用插值理论和关于时间变量的Lorentz空间的相关性质,建立了速度场的Lipschitz正则性.基于此,采用对偶方法,获得了由[***,... 详细信息

本文主要研究具有粗糙密度场的三维非均质不可压缩非对称流体的柯西问题.通过开发一些解关于时间额外的加权估计,运用插值理论和关于时间变量的Lorentz空间的相关性质,建立了速度场的Lipschitz正则性.基于此,采用对偶方法,获得了由[***,*** and ***,Mathematische Annalen,2023,386:pp.1555-1593]构造的整体弱解的唯一性.

关键词：唯一性非均质非对称流体粗糙密度场

过渡金属及稀土掺杂氧化物玻璃的制备及性能调控

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过渡金属及稀土掺杂氧化物玻璃的制备及性能调控

作者：徐留杰齐鲁工业大学

学位级别：硕士

随着固态照明技术的快速发展,近年来发光二极管（LED）得到了广泛的研究。与传统的荧光灯和白炽灯相比,LED具有体积小、耐用性好、环境友好、开关速度快、发光效率高等优点,在交通信号、显示、普通照明、植物光合作用补光等领域得到了... 详细信息

随着固态照明技术的快速发展,近年来发光二极管（LED）得到了广泛的研究。与传统的荧光灯和白炽灯相比,LED具有体积小、耐用性好、环境友好、开关速度快、发光效率高等优点,在交通信号、显示、普通照明、植物光合作用补光等领域得到了广泛的应用。目前商用LED器件通常是将蓝光或紫外光半导体芯片与粉末荧光粉相结合来制造的。近年来,由于发光玻璃与粉末荧光粉相比具有制备成本低、热稳定性好、组装过程不需要环氧树脂等优点,有望取代荧光粉用于LED器件的制造。在此背景下,本论文对稀土及过渡金属离子掺杂的发光玻璃进行了研究。采用高温熔融法制备了一系列Cu/Cr掺杂的硼酸盐玻璃和微晶玻璃、Cu/Eu掺杂氟氧硼铝硅酸盐玻璃和微晶玻璃、含CaF-ZrO的Eu掺杂硼铝硅酸盐玻璃。利用发射光谱、激发光谱、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱、荧光衰减曲线和色坐标对发光玻璃进行了研究。具体研究内容和研究结果如下:（1）制备了Cu/Cr单掺及共掺的硼酸盐玻璃和微晶玻璃,通过控制基质玻璃成分,在熔体冷却过程中可以自发析出ZrO晶体,并获得相应的微晶玻璃;所得材料中的Cu可在紫外（UV）激发下产生蓝光发射;Cr离子掺杂的玻璃和微晶玻璃在紫外光和绿光区域显示出两种较强的宽带吸收,也表现出锐线E→A发射和宽带T→A发射;激发波长和材料的结构会影响荧光衰减,即发光寿命会随着激发波长的增加和玻璃基质中晶体的析出而增加;这些来自于Cu和Cr的发光具有蓝色和远红色成分,在植物的光合作用补光方面很有应用前景。（2）制备了Cu/Eu单掺及共掺氟氧硼铝硅酸盐玻璃,通过控制基质玻璃成分,在熔体冷却过程中自发析出了CaF晶体,从而获得相应的微晶玻璃,且可以通过改变基质玻璃成分中AlO和BO的比例可以控制形成的CaF晶体的含量;掺杂Eu离子的玻璃和微晶玻璃同时显示出源自Eu和Eu离子的发射,表明发生了Eu→Eu的自还原过程;我们发现析出的CaF晶体还增强了Eu的D→F发射,也诱导产生了Eu离子F态的能级分裂。（3）制备了含CaF-ZrO的Eu掺杂硼铝硅酸盐玻璃,通过改变材料中ZrO和CaF之间的比例可以控制生成晶体的类型以及含量,当氧化锆与氟化钙的含量比为1:2时,样品中会同时生成CaF晶体和立方ZrO晶体;所有样品均是在空气气氛下通过熔体冷却技术制备得到的,在发射光谱中都检测到了Eu和Eu的发射,这表明Eu离子部分自发还原成Eu;在362 nm的波长激发下,样品中Eu离子的发射与CaF晶体的含量有关,随着CaF晶体含量的减少,Eu的发射强度随之降低;在330 nm激发的发射光谱中,由于单斜ZrO晶体的对称性较差,在缺陷位点上对Eu的不平衡力进一步增加,导致这些位点上Eu的D→F和D→F电子跃迁分别分裂出一个发射峰,且随着样品中单斜ZrO晶体含量的增加,Eu的发射增强。本文所制备的发光玻璃性能优良,发光性能可控,可作为LED器件的光转换材料,具有潜在的应用前景。

关键词：过渡金属离子稀土离子发光玻璃发光二极管

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毫米波锥形波束天线及其阵列研究

毫米波锥形波束天线及其阵列研究

作者：徐镕杰电子科技大学

学位级别：硕士

基于深度学习的藏文吾美印刷体检测与识别研究

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基于深度学习的藏文吾美印刷体检测与识别研究

作者：贡保杰布青海师范大学

学位级别：硕士

文字检测与识别是从图像中提取文本图像并将其转换为可编辑文本的过程,在学术界和工业界都具有广泛的应用前景。随着深度学习技术的飞速发展,国内外的文字检测与识别技术也取得了重大进展。但是在藏文字检测与识别方面的研究仍然处于初... 详细信息

文字检测与识别是从图像中提取文本图像并将其转换为可编辑文本的过程,在学术界和工业界都具有广泛的应用前景。随着深度学习技术的飞速发展,国内外的文字检测与识别技术也取得了重大进展。但是在藏文字检测与识别方面的研究仍然处于初步阶段,相关的学术研究也较为有限。面临的问题主要有以下两个方面:一是深度学习模型的高性能往往需要丰富的数据支撑,但由于缺乏有关藏文字检测与识别的数据集,导致文字检测与识别性能不足;二是当前藏文字检测与识别领域更注重字形规整的吾坚字体,对字形复杂的吾美字体研究相对较少。本研究基于深度学习提出了藏文吾美印刷体检测与识别。本研究的贡献分为以下两个部分:(1)为了同时兼顾藏文文本检测性能和速度,提出了一种融合多尺度特征的文字检测方法MSFF。首先,使用全卷积神经网络提取特征,得到不同尺寸的特征图。其次,将不同尺寸的特征图进行融合,充分利用低层特征的高分辨率和高层特征的高语义信息。接着,使用融合后的特征图产生文本行级别的预测,得到旋转的矩形或不规则四边形的文本框。最后,使用通用的非极大值抑制算法处理文本框,得到最终结果。实验结果表明:所提出的方法在本团队构建的数据集TPCDD上,在检测效果上已达到99.51%的准确率,在检测速度上也优于最先进的方法,表明方法MSFF能够兼顾检测性能和速度。(2)针对藏文吾美体字形复杂以及数据稀缺导致藏文吾美体长文本识别精度低的问题,提出了一种端到端的藏文吾美体长文本识别模型BEi T-Ro BERTa。首先,利用在汉文手写数据集上预训练的BEi T模型来提取藏文吾美体长文本特征;然后,使用模型Ro BERTa解码器对提取到的特征和输入的文本标签进行解码。在识别过程中,考虑到藏文字结构与提出方法的适配度,分析并选取了最适合本方法的藏文字识别单元。实验结果表明,在自行构建的藏文吾美印刷体数据集TPCRD上,模型BEi T-Ro BERTa在音节识别准确率上达到了99.01%,接近当前最先进方法上吾坚体的识别效果。行识别准确率达到了83.18%,与目前主流方法相比,提升了7.95个百分点,表明了该方法对藏文长文本吾美体识别的有效性。此外,在多种藏文吾美字体上达到了可观的性能,进一步验证了该模型的鲁棒性与泛化能力。

关键词：藏文字检测藏文字识别吾美印刷体长文本

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地表臭氧浓度升高对麦田水热通量的影响

农业工程学报 2024年第8期40卷 116-124页

作者：徐诗韵徐彦森张宇杰冯兆忠南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室南京210044

臭氧(O_(3))浓度升高危害小麦生长,现有研究尚不清楚推广新的小麦品种能否减缓O_(3)对籽粒产量、农田蒸散和水分利用效率的负面效应,且研究O_(3)浓度升高对麦田水分利用效率的影响对农业用水管理具有重要意义。该研究利用完全开放式O_(3... 详细信息

臭氧(O_(3))浓度升高危害小麦生长,现有研究尚不清楚推广新的小麦品种能否减缓O_(3)对籽粒产量、农田蒸散和水分利用效率的负面效应,且研究O_(3)浓度升高对麦田水分利用效率的影响对农业用水管理具有重要意义。该研究利用完全开放式O_(3)浓度升高平台(O_(3)-FACE),通过连续观测农田小气候特征,结合能量平衡法分析O_(3)浓度升高对麦田水热通量、小麦籽粒产量和田间水分利用效率的影响。结果表明:O_(3)浓度升高显著降低了开花后第32天小麦旗叶的叶绿素含量,降低了乳熟–成熟期的麦田潜热通量平均值和正午峰值,但影响幅度较小。O_(3)浓度升高对麦田平均水热通量及其分配无显著影响,也未影响籽粒产量、产量组成和田间水分利用效率。不同于10年前江淮地区主推的扬辐麦2号、烟农19和嘉兴002等品种,当前推广的农麦88表现出极强的O_(3)抗性。在O_(3)浓度不断升高背景下,种植农麦88有助于减缓O_(3)浓度升高对田间蒸散和水分利用效率的影响。

关键词：臭氧水热通量产量蒸散发冠层温度小麦