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基于表面曲率依赖的三维纳米多孔金属强度分析

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Acta Mechanica Sinica 2024年第1期40卷 54-73页

作者：张永超糜长稳苟晓凡 College of Mechanics and Materials Hohai UniversityNanjing211100China Jiangsu Key Laboratory of Engineering Mechanics School of Civil EngineeringSoutheast UniversityNanjing210096China

纳米多孔金属因其显著的表面效应和优异的机械性能而获得广泛认可.受限于理论复杂性,以往对纳米多孔金属的研究往往依赖于简化二维模型.然而,这些简化模型无法准确地刻画纳米多孔金属力学性能,也未能充分捕捉表面效应影响,特别是纳米表... 详细信息

纳米多孔金属因其显著的表面效应和优异的机械性能而获得广泛认可.受限于理论复杂性,以往对纳米多孔金属的研究往往依赖于简化二维模型.然而,这些简化模型无法准确地刻画纳米多孔金属力学性能,也未能充分捕捉表面效应影响,特别是纳米表面曲率依赖性.因此,该研究采用最小能量原理,基于Steigmann-Ogden表面理论,设计了综合考虑纳米多孔材料表面效应的有限元表面单元.利用这种新型表面单元,我们构建不同纳米多孔金属模型,并对其进行单轴拉伸和压缩模拟.研究结果表明,表面弯曲刚度导致材料应变能密度显著增加,从而影响能量吸收率变化趋势.此外,与表面Lamé常数相反,纳米多孔金属杨氏模量受到表面残余应力、表面弯曲模量和加载方向等因素显著影响.所开发的有限元模型为准确预测纳米多孔金属力学性能提供了一种稳健而令人信服的科学方法.

关键词：纳米多孔金属表面效应纳米多孔材料杨氏模量最小能量原理表面曲率能量吸收率应变能密度

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冷却塔定向拆除时剩余支柱的轴力计算方法

哈尔滨工业大学学报 2024年第2期56卷 10-17页

作者：查晓雄汪凯超陈德劲哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055

为了使冷却塔的定向拆除更加安全可控,对冷却塔保留柱轴向力的计算方法展开研究。根据力的相似关系给出支柱轴向力与其Z向力之间的关系式,基于平截面假定推导保留柱Z向力的计算公式;利用有限元研究环梁和支柱的弹性模量、支柱高度、保... 详细信息

为了使冷却塔的定向拆除更加安全可控,对冷却塔保留柱轴向力的计算方法展开研究。根据力的相似关系给出支柱轴向力与其Z向力之间的关系式,基于平截面假定推导保留柱Z向力的计算公式;利用有限元研究环梁和支柱的弹性模量、支柱高度、保留柱数量以及相邻柱柱顶所对应的圆心角5种参数对保留柱Z向力的影响;根据有限元的结果对保留柱Z向力的计算公式进行修正,并研究修正后公式的适用性。结果表明:爆破后的冷却塔在所有保留柱上并不满足平截面假定;在实际工程范围内,上述5种参数不影响保留柱Z向力的分布规律为Z向力沿着y轴方向上的分布形态始终“两端受压,中间受拉”,且保留柱中的最大压力始终出现在第n排保留柱上,最大拉力始终出现在第(n-4)排保留柱上;当爆破圆心角为200°~240°时,修正后计算值的相对误差在21%以内,且该公式在不同冷却塔上具有良好的适用性。保留柱轴向力的计算公式从力学角度为冷却塔的拆除提供了理论支撑,增加了拆除工作的安全性。

关键词：自然通风冷却塔钢筋混凝土结构建筑拆除爆破拆除轴力

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近水面潜航体的长径比对海表尾迹的时频域影响

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 8-15页

作者：杨哲超陈科蓝林欣尤云祥上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572000

为探究潜艇长径比对海表尾迹特征的影响,构建与实艇尺寸相当且长径比各不相同的主艇体模型,采用计算流体力学(CFD)方法模拟其近水面匀速潜行时产生的兴波尾迹,并对时域空间尾迹信号进行二维快速傅里叶变换(2D-FFT),获取尾迹信号的功率... 详细信息

为探究潜艇长径比对海表尾迹特征的影响,构建与实艇尺寸相当且长径比各不相同的主艇体模型,采用计算流体力学(CFD)方法模拟其近水面匀速潜行时产生的兴波尾迹,并对时域空间尾迹信号进行二维快速傅里叶变换(2D-FFT),获取尾迹信号的功率谱密度(PSD)分布图.同时考虑实际海水密度稳定层化背景,结合分层流内波的模态分析理论,有效分离海表尾迹的内波成分.研究表明:当近水面航行时,分层效应影响较小,产生的尾迹波谱密度值约占海表尾迹波系的1%,而尾迹波系的首、尾横波能否发生有利干扰相较于艇体排水量的差异对自由面兴波尾迹的时域和频域特征影响更大;当首尾兴波均发生有利干扰时,长径比较小的艇型海表尾迹的高频波成分占比相对较小,在排水量增大的同时,仍具有较好的尾迹隐身性能.

关键词：海表尾迹长径比计算流体力学分层效应功率谱密度

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顺应历史大势携手推进全球南方团结合作

求是 2024年第6期 37-40页

作者：刘建超中共中央对外联络部

习近平总书记高度重视加强同全球南方国家团结合作,明确宣示中国作为发展中国家、“全球南方”的一员,始终同其他发展中国家同呼吸、共命运,得到广大发展中国家积极响应和广泛支持。我们要深入学习领会习近平总书记关于全球南方的重要论... 详细信息

习近平总书记高度重视加强同全球南方国家团结合作,明确宣示中国作为发展中国家、“全球南方”的一员,始终同其他发展中国家同呼吸、共命运,得到广大发展中国家积极响应和广泛支持。我们要深入学习领会习近平总书记关于全球南方的重要论述,顺应全球南方联合自强的时代潮流,加强全球南方团结合作,推动全球南方实现共同发展繁荣,为世界各国共创美好未来贡献更多积极力量。

关键词：团结合作发展中国家共同发展繁荣美好未来时代潮流顺应

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钢管混凝土超大型冷却塔抗倒塌性能研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 134-141页

作者：查晓雄汪凯超陈德劲哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055

提出一种施工性能优异的钢管混凝土冷却塔,并对其抗倒塌性能展开研究.首先,给出钢管混凝土冷却塔几何设计的计算公式;然后,利用有限元研究该冷却塔在不同缺口圆心角(删除支柱所对应的圆心角)下的倒塌原因及倒塌形态,从倒塌的难易程度、... 详细信息

提出一种施工性能优异的钢管混凝土冷却塔,并对其抗倒塌性能展开研究.首先,给出钢管混凝土冷却塔几何设计的计算公式;然后,利用有限元研究该冷却塔在不同缺口圆心角(删除支柱所对应的圆心角)下的倒塌原因及倒塌形态,从倒塌的难易程度、影响范围及动能大小三个方面对比了钢管混凝土和钢筋混凝土冷却塔的抗倒塌性能.研究结果表明:钢管混凝土冷却塔的倒塌主要由筒壁的局部失稳引起;仅当缺口圆心角超过126°时,冷却塔才会发生整体倒塌破坏;钢管混凝土冷却塔的抗倒塌性能优于钢筋混凝土冷却塔,即相对于钢筋混凝土冷却塔,钢管混凝土冷却塔开始发生倒塌时的缺口圆心角较大,倒塌过程中的动能峰值仅为钢筋混凝土冷却塔的1/10左右,且倒塌后的废墟尺寸较小.

关键词：自然通风冷却塔超大型钢混凝土组合结构抗倒塌性能倒塌形态

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变电站系统抗震冗余性量化方法

东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 72-79页

作者：李吉超尚庆学王涛中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室哈尔滨150080 清华大学土木工程系北京100084

为定量评价冗余性对变电站系统抗震性能的影响,提出了基于状态树方法的系统抗震冗余性分析方法.首先,在功能单元层面提出了冗余度、冗余效果指标、冗余系数的定义;其次,给出了系统冗余度的线性加权组合和非线性加权组合计算方法,将功能... 详细信息

为定量评价冗余性对变电站系统抗震性能的影响,提出了基于状态树方法的系统抗震冗余性分析方法.首先,在功能单元层面提出了冗余度、冗余效果指标、冗余系数的定义;其次,给出了系统冗余度的线性加权组合和非线性加权组合计算方法,将功能单元的冗余度和冗余系数进行集成;最后,建立了系统冗余度和冗余效果指标之间的关联模型.结果表明,变电站系统的抗震性能与其冗余度呈正相关性,系统冗余度-冗余效果指标模型可采用过原点直线表达,斜率为系统性能指标最大增量与系统最大冗余度的比值.母线单元具有汇集、分配电能的作用,对进线单元、变压器单元的冗余作用具有提升效果.采用线性加权和非线性加权组合计算方法时,变电站系统的最大冗余度分别为0.870和0.980,系统冗余度-冗余效果指标模型的斜率分别为0.698 9和0.618 1.

关键词：变电站系统抗震冗余性量化分析冗余度冗余效果指标冗余系数

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基于贝叶斯优化神经网络的螺栓松动特性预测

计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 917-925页

作者：王灿韩帅帅孙清超大连理工大学机械工程学院辽宁大连116023 江苏徐工工程机械研究院有限公司江苏徐州221004

针对螺纹松动过程影响因子多且具有典型非线性特征,预紧力衰减难以准确预测的问题,提出了一种基于贝叶斯优化神经网络的螺栓防松性能预测方法。首先建立了螺纹松动的动力学模型,并采用响应曲面法定量分析了各因子对残余预紧力的影响,确... 详细信息

针对螺纹松动过程影响因子多且具有典型非线性特征,预紧力衰减难以准确预测的问题,提出了一种基于贝叶斯优化神经网络的螺栓防松性能预测方法。首先建立了螺纹松动的动力学模型,并采用响应曲面法定量分析了各因子对残余预紧力的影响,确定了初始预紧力和振幅为影响松脱最敏感的两个因子;进一步采用贝叶斯优化算法,建立基于神经网络的螺栓残余预紧力预测模型,实现螺栓残余预紧力的精准预测,并对该模型进行了验证。结果表明:相对于三层神经网络、高斯过程回归以及支持向量机模型等,基于贝叶斯优化的神经网络预测模型的均方误差最小,且R2系数最接近1,通过试验验证,螺栓残余预紧力预测值与实际测试值误差在7%之内,验证了模型的有效性及可靠性,为螺栓可靠性防松设计奠定基础。

关键词：螺纹松动机理残余预紧力响应曲面贝叶斯算法神经网络

考虑土-膨润土化学相容性的阻隔墙长期服役性能研究

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 282-290页

作者：黄博曹林峰李育超浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310000 超重力研究中心浙江杭州310000

考虑到填埋场渗滤液中较高Na^(+)和Ca^(2+)浓度会让土-膨润土的渗透系数显著增大,从而加速高危害性污染物击穿土-膨润土阻隔墙,建立了Na^(+)和Ca^(2+)作用下土-膨润土阻隔墙-含水层系统中有机物污染物运移数值模型。该模型可以考虑渗透... 详细信息

考虑到填埋场渗滤液中较高Na^(+)和Ca^(2+)浓度会让土-膨润土的渗透系数显著增大,从而加速高危害性污染物击穿土-膨润土阻隔墙,建立了Na^(+)和Ca^(2+)作用下土-膨润土阻隔墙-含水层系统中有机物污染物运移数值模型。该模型可以考虑渗透系数和水动力弥散系数等参数随Na^(+)和Ca^(2+)浓度的变化。利用有限差分法,获得了该模型的数值解。通过将所建模型的计算结果分别与已有解析解计算结果和COMSOL软件计算结果进行对比分析,验证了模型的正确性。最后基于所建数值模型,以甲苯作为代表性有机污染物分析和讨论了考虑和未考虑土-膨润土化学相容性、水头差和膨润土掺量对阻隔墙长期服役性能的影响。结果表明:考虑土-膨润土化学相容性之后,阻隔墙从不会被击穿变成了服役75 a后被击穿,服役寿命大幅缩短;降低阻隔墙两侧水头差,能够有效延缓污染物的击穿时间;阻隔墙膨润土掺量的下限值应在原先防渗要求的基础上适当提高,以应对污染物作用下墙体防污阻隔性能的削弱。

关键词：化学相容性阻隔墙污染物运移数值模型长期服役性能

基于静止轨道卫星的雷达反射率反演业务过程研究

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计算机集成制造系统 2024年第8期30卷 2954-2961页

作者：林慧超金正勇许小龙南京信息工程大学计算机与软件学院江苏南京210044

我国气象雷达分布存在着不均衡,不充分问题,在西南地区以及海上区域存在着很大的雷达组网覆盖盲区。而静止轨道气象卫星具有更大的观测范围以及高时空分辨率的多光谱观测结果,通过开展基于卫星数据的雷达反射率反演业务过程可以在一定... 详细信息

我国气象雷达分布存在着不均衡,不充分问题,在西南地区以及海上区域存在着很大的雷达组网覆盖盲区。而静止轨道气象卫星具有更大的观测范围以及高时空分辨率的多光谱观测结果,通过开展基于卫星数据的雷达反射率反演业务过程可以在一定程度上能够弥补雷达组网空缺的问题。但现有的反演业务过程在数据处理阶段很难在通道以及空间维度上有效的提取复杂的多通道卫星数据特征。针对上述问题,探究了基于静止轨道卫星的雷达反射率反演业务过程,首先通过ResNet提取卫星数据的高层次语义特征,然后使用空间注意力模块、通道注意力模块在空间、通道两个维度上聚合与雷达回波相关的特征,并消除非降水云团的干扰特征。最后,通过多指标的对比实验验证了本文研究在不同大小的回波反演精度上均有一定提升。

关键词：业务过程雷达回波遥感深度学习葵花8号卫星

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