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高压多级注水离心泵转子系统动力学特性研究

高压多级注水离心泵转子系统动力学特性研究

作者：李宏民山东大学

学位级别：硕士

高压注水泵是海上平台油气资源开发的核心装备,能否安全、稳定、高效的运行直接关系到平台开采能力和年度经济效益。在众多转子泵中,多级离心式高压注水泵因效率高、扬程大、易损件少,且使用寿命较长等特点得到了广泛应用。运行过程中... 详细信息

高压注水泵是海上平台油气资源开发的核心装备,能否安全、稳定、高效的运行直接关系到平台开采能力和年度经济效益。在众多转子泵中,多级离心式高压注水泵因效率高、扬程大、易损件少,且使用寿命较长等特点得到了广泛应用。运行过程中的多级离心泵会因为流场与流道结构间的耦合作用而引发振动,如果流道结构的固有频率跟转子旋转的频率大小接近或者一样就会出现共振问题,进而破坏水泵的正常运行。因此,研究多级离心式高压注水泵的转子动力学特性有助于发现泵产生共振的原因并减少此类现象出现,具有较强的理论研究价值和工程指导意义。本文使用SolidWorks和ANSYS Fluent软件,对BB5型7级双壳体高压注水离心泵创建数值模型并进行全流道数值求解,然后在仿真数据的基础上使用ANSYS Workbench分析其模态和振动情况,最后开展水力性能试验和水泵振动试验,并讨论试验和模拟所得结果,主要研究内容如下:(1)利用SolidWorks软件建立多级离心泵实体模型和转子结构模型,通过ANSYS Fluent软件对多级离心泵叶轮全流道进行数值计算,分析、研究多级离心泵内剖分截面和各级叶轮流道的压力与速度分布。结果表明叶轮所受流体压力从入口到出口方向呈上升趋势,叶片工作面因受流体冲击而导致压力大于吸力面,叶轮流道内部在0.8Qd时比1.0Qd和1.2Qd时出现速度涡流的几率更大。(2)首先通过ANSYS Workbench软件计算多级离心泵转子系统“干态”模态,随后通过流固耦合技术将流体激励力导入转子结构并计算运行工况下的“湿态”模态。结果表明“干态”和“湿态”模态振型表现基本相同,都是摆动、扭转振动、弯曲振动和俯仰振动等几种形态,同时由于多级离心泵转子系统额定工况下的轴频和倍频与其前6阶固有频率相差较大,因此,不会出现共振现象。(3)通过对比“干湿”模态前6阶固有频率发现,“湿模态”比“干模态”下的转子结构固有频率稍小,原因在于附加流体质量力增加了转子结构总体重量继而降低其固有频率。通过静力分析发现多级离心泵空转时叶轮变形量极小,但在有流体介质时叶轮的变形量与叶轮直径呈正比。(4)通过对高压多级注水离心泵进行水力性能试验发现轴承处的振动具有周期性,振动周期与轴频和叶频均有关联,振动波峰出现在轴频及其倍频处,且在轴频和2倍频处出现最大峰值,振动位移在3μm左右,与数值模拟结果吻合,在三个不同流量下的所有振动测点的振动速度值也都没有超过1.8mm/s,因此,该泵满足振动标准。

关键词：高压多级注水离心泵模态分析临界转速振动分析

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山地建筑设计与山地环境的融合探讨

低碳世界 2024年第5期14卷 61-63页

作者：李宏民贵州同盛建筑设计有限公司贵州贵阳550081

在我国基础设施建设速度逐渐加快的背景下,可用土地资源越发紧缺,所以在山地环境中进行山地建筑设计在所难免。而在山地建筑设计中,如何对山地高差问题予以处理,怎样充分利用自然资源使建筑与山地环境相协调,是设计人员需要研究的一大... 详细信息

在我国基础设施建设速度逐渐加快的背景下,可用土地资源越发紧缺,所以在山地环境中进行山地建筑设计在所难免。而在山地建筑设计中,如何对山地高差问题予以处理,怎样充分利用自然资源使建筑与山地环境相协调,是设计人员需要研究的一大课题。通过分析山地建筑设计要求,深入探究山地建筑与山地环境融合设计方式,并以贵州省凯里市某项目为例分析山地建筑与山地环境的融合设计,以期为相关行业人员提供参考。

关键词：山地建筑自然环境山地地形

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含锌和含铜医用敷料的研究进展

纺织学报 2023年第5期44卷 213-219页

作者：秦益民嘉兴学院材料与纺织工程学院浙江嘉兴314001 海藻活性物质国家重点实验室山东青岛266400

为开发功能性含锌和含铜纤维及医用敷料在伤口护理中的应用,介绍了锌离子和铜离子的生物活性及其在伤口愈合过程中的作用,总结了国内外市场上各种含锌和含铜医用敷料及其制备方法,重点介绍了含锌和含铜的海藻酸盐纤维、壳聚糖纤维,以及... 详细信息

为开发功能性含锌和含铜纤维及医用敷料在伤口护理中的应用,介绍了锌离子和铜离子的生物活性及其在伤口愈合过程中的作用,总结了国内外市场上各种含锌和含铜医用敷料及其制备方法,重点介绍了含锌和含铜的海藻酸盐纤维、壳聚糖纤维,以及通过静电纺丝、高分子材料复合加工、纳米技术等先进工艺制备的各种含锌和含铜医用敷料及其释放锌离子和铜离子的性能。指出锌离子和铜离子具有优良的抗菌及促进伤口愈合的功效,含锌和含铜医用敷料通过释放锌离子和铜离子,对创面常见的各种细菌有很强的抑菌作用,在烧伤、下肢溃疡、糖尿病足溃疡、褥疮等伤口护理中有重要的应用价值。

关键词：锌离子铜离子功能纤维医用敷料医用纺织材料创面护理

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连接结构界面摩擦力学建模研究进展

力学进展 2024年

作者：沈民民杨晓东北京工业大学力学系

连接结构作为工业装备的核心部件之一，是装备制造领域着重攻关优化的关键基础部件。当前，因连接界面的非线性、复杂性、不确定性等引起的跨尺度和多物理场复杂力学行为机理不明，导致精准预测连接结构动力学特性和监测其动态服役性能... 详细信息

连接结构作为工业装备的核心部件之一，是装备制造领域着重攻关优化的关键基础部件。当前，因连接界面的非线性、复杂性、不确定性等引起的跨尺度和多物理场复杂力学行为机理不明，导致精准预测连接结构动力学特性和监测其动态服役性能存在困难，成为制约精密结构动力学分析、高保真仿真、设计、优化和控制等问题的关键和瓶颈。然而连接结构应用广泛，工程和技术人员对连接结构的机理及其多功能化有进一步的需求。本文主要综述连接结构界面摩擦力学的解析建模、有限元建模以及实验系统，并提出新型连接结构设计的发展趋势。首先，根据连接使役环境需求、工程存在问题及缺乏有效强度刚度预测理论，综述了螺栓连接结构载荷类型及精准构建连接等效模型应用。其次，重点概述了连接结构界面摩擦几类主流理论模型，包括描述微/纳尺度分析连接界面多尺度物理行为和规律的本构模型、采用系统辨识理论和方法得到宏观界面力学响应的唯象模型、结合本构微观接触机理和系统辨识宏观角度的唯象学本构摩擦模型。然后，综述了以有限元方法为基础的连接结构仿真以及实验方法，具体包括直接有限元建模、间接等效有限元建模、实验基准系统以及各向激励连接结构实验平台。最后，基于装备领域连接结构多功能需求，提出“传静抑动”连接件以及轻量化仿生连接件的新型连接件设计思想。

关键词：连接结构界面摩擦本构模型唯象模型实验测试基准

巴西桑托斯盆地早白垩世微生物碳酸盐岩沉积环境与成因

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岩石学报 2022年第9期38卷 2619-2633页

作者：朱奕璇张忠民张德民中国石化石油勘探开发研究院北京102206

巴西桑托斯盆地深水盐下已经成为近年来全球油气勘探最重要领域之一,储层主要为早白垩世阿普特阶Barra Velha(BVE)组微生物碳酸盐岩,但其沉积环境演化和成因尚不明确。通过系统观察岩心102m、井壁取心533块、薄片917块,本文描述了早白垩... 详细信息

巴西桑托斯盆地深水盐下已经成为近年来全球油气勘探最重要领域之一,储层主要为早白垩世阿普特阶Barra Velha(BVE)组微生物碳酸盐岩,但其沉积环境演化和成因尚不明确。通过系统观察岩心102m、井壁取心533块、薄片917块,本文描述了早白垩世BVE组微生物碳酸盐岩特征。优选不同深度样品42个,开展了锶同位素、碳氧稳定同位素、主量和微量元素测试分析。结合岩性特征和测试分析结果,得出以下认识:(1)BVE组主要发育叠层石灰岩、球粒微生物岩和层纹岩三类微生物岩,其分布在纵向上呈现规律性;(2)BVE组沉积时期总体表现为干旱蒸发、高盐度的半封闭-封闭湖盆环境,不同沉积期湖盆封闭性和气候环境变化导致了BVE组上、中、下段微生物岩岩石类型的变化;(3)建立了受古气候控制的微生物岩成因演化模式。BVE组沉积初期主要为半干旱蒸发、高盐度的半封闭-封闭较深水还原环境,有利于微生物粘结作用,导致层纹岩大量沉积;至沉积中期转变为湿润、盐度相对降低、有水体和少量陆源碎屑注入的半封闭环境,导致微生物作用减弱,从而主要以球粒微生物岩沉积为主;至沉积末期变为极度干旱蒸发、超高盐度的封闭浅水还原环境,有利于厌氧嗜盐类微生物大量繁殖,从而使得叠层石灰岩广泛发育。

关键词：微生物碳酸盐岩沉积环境成因演化模式早白垩世桑托斯盆地

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基于频谱信号特征的无线信号源定位及通联关系识别方法研究

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基于频谱信号特征的无线信号源定位及通联关系识别方法研究

作者：杨民民南京邮电大学

学位级别：硕士

随着无线通信网络的迅速发展,人们越来越需要通过分析网络节点之间的通联关系以理解通信行为。在分布式自组织无线网络中,由于节点可以任意移动且没有中心控制,网络拓扑结构很容易发生变化,这使得通信模型的建立变得困难,从而在通联关... 详细信息

随着无线通信网络的迅速发展,人们越来越需要通过分析网络节点之间的通联关系以理解通信行为。在分布式自组织无线网络中,由于节点可以任意移动且没有中心控制,网络拓扑结构很容易发生变化,这使得通信模型的建立变得困难,从而在通联关系的识别上效果较差。利用频谱信号来分析无线网络中哪些节点何时何地进行无线电传输等通信行为,成为识别无线网络通联关系的主要方法。然而,当前的通联关系识别技术在复杂电磁环境下仍存在一些挑战,例如难以对定位精度和算法复杂度进行合理折中。基于此,本文研究了基于频谱信号特征的无线信号源定位及通联关系识别方法,其主要工作和贡献如下:首先,针对无线信号在传输时受到衰减和多径效应的影响导致信号源定位精度不高的问题,本文研究了基于神经网络的无线电信号源定位方法,分为离线建库、离线训练和在线定位等三个主要阶段。离线建库阶段,首先将实际定位区域划分为参考点,并使用多个接收设备采集每个参考点位置通信信号的信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)信息。接着,利用密度聚类算法过滤掉冗余SNR特征数据以提高数据质量。离线训练阶段,设计了基于门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)神经网络模型的定位算法,通过反复训练确定了相关参数。在线定位阶段,以欧式距离为指标计算了网络预测坐标和实际坐标的误差。本文搭建了基于GRU神经网络的无线信号源定位系统,测试分析表明所提的GRU神经网络定位算法相比递归神经网络定位算法将平均定位精度提高了19%,并且有效降低了网络学习过程中的复杂度。其次,针对复杂电磁环境中自组织网络通联关系难以发现的问题,本文研究了基于频谱特征的无线网络通联关系识别方法。首先,采集一定频率范围内的电磁信号,并将采集的电磁信号输入自适应均衡器进行信道均衡。接着,提取电磁信号中能量超过指定阈值的活跃频谱信号以及对应的射频指纹信息,并将采集到的射频指纹信息转化为图像格式,便于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的训练学习。在测试阶段,识别电磁信号所隐含的射频指纹信息,并据此分析得到信号所属的设备以及无线网络的通信节点数。最后,使用聚类算法进行聚类分析并结合射频指纹识别结果,从而准确检测通信设备间的通联关系。本文搭建了基于频谱特征的无线网络通联关系识别系统,测试分析表明所提方法能够有效检测动态更新的无线网络通联关系。

关键词：频谱信号无线通信网络信号源定位通联关系识别

Transformer模型在遥感图像分割中的性能研究

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Transformer模型在遥感图像分割中的性能研究

作者：余民民河南大学

学位级别：硕士

遥感图像语义分割是遥感技术领域的研究热点,旨在实现对地物信息的准确识别。为了提高遥感图像分割的准确性和效率,研究人员一直在探索新的方法和技术。目前,卷积神经网络模型被广泛应用于遥感图像分割领域,但是其在利用遥感图像上下文... 详细信息

遥感图像语义分割是遥感技术领域的研究热点,旨在实现对地物信息的准确识别。为了提高遥感图像分割的准确性和效率,研究人员一直在探索新的方法和技术。目前,卷积神经网络模型被广泛应用于遥感图像分割领域,但是其在利用遥感图像上下文特征方面存在局限,限制了分割精度的进一步提高。2020年,Transformer模型凭借着其优秀的长距离特征获取能力在计算机视觉领域取得了优异的成果。随后,研究人员将该模型引入进遥感图像分割领域。然而,目前Transformer模型在遥感图像分割领域的研究尚处于起步阶段,针对Transformer模型在遥感图像分割中的分割性能研究相对较少。因此,对于该模型在遥感图像分割中的分割性能还需要进一步对以下问题进行探究:Transformer模型是否适合进行遥感图像分割的研究?哪种Transformer模型更适合遥感图像分割,尤其是面对高空间分辨率的多光谱遥感图像,不同的Transformer模型的分割表现如何?与卷积神经网络模型相比,Transformer模型在遥感图像分割中有什么优势或是劣势?为了探究上述这些问题,本研究选取三种不同特征获取方式的Transformer模型SETRnet、Swin Unet和Trans Unet,以Vaihingen数据集和Potsdam数据集作为实验数据,分别从分割结果,分割精度以及模型分割效率三个方面对Transformer模型进行全面的比较和分析。同时,为了更深入的分析Transformer模型在遥感图像语义分割研究中的分割性能,本论文还加入了三种卷积神经网络模型Deeplab V3+、Unet及MAnet作为对比实验组。实验结果表明:(1)Transformer模型适合进行遥感图像分割的研究,但是不同的Transformer模型在不同尺度的遥感数据集中的分割性能有很大差异。(2)在小尺度Vaihingen数据集中,Trans Unet的Kappa、MIo U和OA三项指标均为Transformer模型中最高的,分别为80.54%,56.25%,85.55%。这说明Trans Unet在小尺度遥感数据集中分割效果更好,能够更好的处理地物的边缘和细节特征。在大尺度Potsdam数据集中,Swin Unet的Kappa、MIo U和OA三项指标均为Transformer模型中最高的,分别为76.47%,63.62%,85.01%。Swin Unet在大尺度数据集中表现出了更好的全局语义交互和像素级的分割预测能力,分割效果也是最好的。相较于Trans Unet和Swin Unet,SETRnet并不适合遥感图像分割的研究。(3)与卷积神经网络模型相比,Transformer模型对于大尺度的遥感数据集和地物物体的特征提取能力明显强于卷积神经网络模型。但是,Transformer模型在边缘特征提取能力上不如卷积神经网络模型,需要进一步提高其空间特征信息学习能力。此外,从模型分割效率来看Transformer模型所需要的训练时间均比卷积神经网络的训练时间长,这意味着Transformer模型的实际应用成本更高。最后,本文基于Transformer模型开发了一个在线的遥感图像分割平台原型,平台能够为相关研究人员提供方便快捷的遥感图像分割操作。通过本文的实验研究旨进一步促进Transformer模型在遥感图像分割领域中的应用以及遥感图像分割领域的研究进展。

关键词：深度学习 Transformer 语义分割注意力机制多头自注意力

社会资本视角下的社区“四点半学校”建设研究——基于武汉L社区的社工服务实践

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社会资本视角下的社区“四点半学校”建设研究——基于武汉L社区...

作者：李宏民华中科技大学

学位级别：硕士

随着我国经济的快速发展,城乡和区域之间经济发展差距的不断拉大,大量农村剩余劳动力向城市转移,流动人口的规模不断增长。作为流动人口的重要组成部分,流动儿童的数量也相应增长。本文中的研究是依托导师主持的项目“同一片蓝天下---... 详细信息

随着我国经济的快速发展,城乡和区域之间经济发展差距的不断拉大,大量农村剩余劳动力向城市转移,流动人口的规模不断增长。作为流动人口的重要组成部分,流动儿童的数量也相应增长。本文中的研究是依托导师主持的项目“同一片蓝天下---社会工作介入促进武汉市就读农民工子女城市融入”。流动儿童在中小学阶段正处于人格形成的关键时期,促进流动儿童的城市融入能够促使流动儿童在心理上与城市接轨,发掘流动儿童的潜能,培养良好的心理素质和社会适应性。“四点半学校”作为放学后儿童托管的场所,为流动儿童与城市儿童提供一个交往互动的平台,为流动儿童与社区提供了互动的空间,为社会工作者提供针对流动儿童的专业服务提供了平台,“四点半学校”作为重要载体在促进流动儿童城市融入过程中起到了不可替代的作用。笔者依托该项目,在L社区建立“四点半学校”,在建立初期,出现了经费不足、师资力量薄弱、场地不固定、课堂内容单一、课堂秩序混乱以及学生流动性大等许多问题,笔者从社会资本理论视角出发,关注“四点半学校”内部及与社区其他群体之间的网络,关注“四点半学校”内部成员以及与社区其他群体间的信任与互惠状态,重视“四点半学校”的社区参与,为“四点半学校”建立联系,链接资源,化解在建设“四点半学校”过程中出现的问题。通过前期的“四点半学校”建设实务、观察与访谈,针对“四点半学校”建设过程中出现的问题,运用社会工作中的社区工作和小组工作的方法开展实务。最后通过观察、记录和访谈来评估“四点半学校”的建设情况。研究发现:“四点半学校”能够有效地回应流动儿童在学业、安全、同辈交往方面的需求。同时社会资本理论对网络、互惠、信任和社区参与的强调在“四点半学校”的建设过程中能够发挥积极的作用。在研究中,还存在着一些遗憾,如过分注重“四点半学校”组织的建设和关注流动儿童的群体性需求,而缺少对流动儿童个体及家长的关注,“四点半学校”仍然缺乏维持长期发展的资金来源,工作人员的分配不合理,这些都有待进一步的探索

关键词： “四点半学校” 社会资本流动儿童

基于三维激光点云多尺度-维度特征的露天铜矿爆堆块度计算与分析

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基于三维激光点云多尺度-维度特征的露天铜矿爆堆块度计算与分析

作者：谢民民江西理工大学

学位级别：硕士

随着我国经济的高速发展,铜矿资源的需求也在快速增加,矿山的生产效率直接决定了我国铜矿资源的供应能力。在国家倡导发展绿色矿山、智慧矿山的大背景下,矿山爆破过程中能源利用率以及爆后环境影响是不可忽视的问题。尽可能的提高露天... 详细信息

随着我国经济的高速发展,铜矿资源的需求也在快速增加,矿山的生产效率直接决定了我国铜矿资源的供应能力。在国家倡导发展绿色矿山、智慧矿山的大背景下,矿山爆破过程中能源利用率以及爆后环境影响是不可忽视的问题。尽可能的提高露天矿山台阶爆破效果,对矿山经济收益的增加以及生产成本的减少有着积极的作用。爆堆的块度分布是矿山爆破效果的重要指标之一,研究爆堆的块度分布情况对矿山生产有重要的意义。三维激光点云具有高精度、多特征的优势,本文通过研究三维激光点云的多尺度-维度特征并结合现有三维激光点云分割算法提出了基于三维激光点云多尺度-维度特征的爆堆块度计算方法,具体工作内容如下:(1)基于点云多尺度-维度特征的爆堆点云分割。本文首先采用欧式分割算法对爆堆点云进行矿石识别,发现爆堆矿石点云之间存在的噪点会严重影响到欧式分割算法的矿石识别结果,因此本文提出利用点云多尺度-维度特征定义爆堆点云的局部维度情况,通过点云的多尺度-维度特征标识噪点并针对性改进欧式分割算法的聚类分割依据。然后,引入精度评价指标对欧式分割算法的改进有效性进行验证,对比分析得出欧式分割算法改进后的3号爆堆矿石识别准确率相较于改进前提升了19.27%、识别结果的综合评分提升了10.25%。最后,本文还探讨了改进欧式算法的阈值设置,实验得出改进欧式分割算法应用于3号爆堆的欧式距离阈值设置为0.02米,法向量夹角阈值为25°时矿石识别结果精度较优。(2)通过参数自适应调节方法对爆堆矿石识别结果进行局部优化。因为不同的爆堆区域内矿石堆叠形态不同,导致改进欧式分割算法在爆堆数据更换后出现了矿石识别结果出现局部错误的情况。为了提高改进欧式分割算法的数据适应能力,本文提出了一种参数自适应调节方法,通过自动判断局部出错的矿石点云并针对性的改进算法参数阈值达到局部最优分割的目的。最后通过精度评价指标定性分析参数自适应调节方法的局部优化可行性,实验得出11号、17号爆堆进行局部优化后的矿石识别准确率相较于局部优化前的结果分别提高了7.84%和10.28%,综合评分分别提高了2.77%和4.51%。(3)爆堆块度计算与评价。本文首先确定了爆堆块度的定义以及统计方法,然后针对本文改进欧式算法识别并计算的爆堆矿石尺寸结果,分别统计得到了3、11、17号爆堆矿石的块度信息,级配分布信息以及平均尺寸,其中三处爆堆的块度用爆堆矿石平均尺寸表示为:3号爆堆块度为0.14米、11号爆堆块度为0.15米、17号爆堆块度为0.16米。最后,根据德兴铜矿的选矿流程以及破碎设备参数确定了爆堆块度评价指标为大块率以及破碎成本,再结合爆堆的块度分布情况对3、11、17号爆堆进行了综合评价打分,发现3处爆堆均表现良好。在综合评价分总分为4分的情况下:3号爆堆为3.189分、11号爆堆3.034分、17号爆堆2.949分。本文以德兴铜矿爆堆数据为基础,提出基于三维激光点云多尺度-维度特征的爆堆块度计算方法对德兴铜矿的3、11、17号爆堆进行爆堆块度计算与评估,验证了本文方法的有效性与可行性,为露天铜矿爆破生产领域的研究提供参考。

关键词：三维激光点云多尺度-维度爆堆块度改进欧式分割