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Laplace算子、Wentzell-Laplace算子和双调和Steklov问题特征值的等周界

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中国科学:数学 2024年

作者：毛井杜锋王巧玲夏昌玉南方科技大学数学系 Department of Mathematics University of Brasilia 荆楚理工学院数理学院湖北大学数学与统计学学院应用数学湖北省重点实验室

本文首先给出Euclid空间(或Hadamard流形)中的有界区域上Wentzell-Laplace算子特征值问题特征值的Brock-型估计及相应的刚性刻画.其次,给出Euclid空间(或Hadamard流形)中的闭超曲面上Laplace算子特征值的等周界.最后,给出Euclid空间中... 详细信息

本文首先给出Euclid空间(或Hadamard流形)中的有界区域上Wentzell-Laplace算子特征值问题特征值的Brock-型估计及相应的刚性刻画.其次,给出Euclid空间(或Hadamard流形)中的闭超曲面上Laplace算子特征值的等周界.最后,给出Euclid空间中的有界区域上一类双调和Steklov问题特征值的等周界.特别地,本文精确地刻画最优等周界被取到时的一些刚性结果.

关键词： Wentzell-Laplace算子双调和Steklov问题特征值 Hadamard流形

考虑浆液渗流–岩体变形耦合作用的裂隙注浆模拟试验系统研制与应用

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 878-889页

作者：翟明磊李振华杜锋白海波王文强河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 河南理工大学河南省矿井水害防控及水资源利用工程技术研究中心河南焦作454000 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

为研究裂隙岩体注浆过程中的浆液渗流–岩体变形耦合作用,自主研制可视化变开度裂隙注浆模拟试验系统。该系统主要由浆液供给设备、注浆模拟设备和数据监测设备组成,具有良好密封性且实现了注浆压力作用下裂隙开度变化,可模拟不同开度... 详细信息

为研究裂隙岩体注浆过程中的浆液渗流–岩体变形耦合作用,自主研制可视化变开度裂隙注浆模拟试验系统。该系统主要由浆液供给设备、注浆模拟设备和数据监测设备组成,具有良好密封性且实现了注浆压力作用下裂隙开度变化,可模拟不同开度裂隙在注浆流量、浆液水灰比和侧向压力等多源因素影响下的浆液流动过程,并可用于气体渗流–岩体变形耦合作用机制研究。利用该试验系统开展浆液渗流–岩体变形耦合作用注浆模拟试验,结果表明:裂隙开度增加削弱了注浆压力对裂隙的扩张作用,使浆液在流动过程中的能量损耗减少;水灰比减小导致浆液渗流–岩体变形耦合作用显著增强;侧向压力增大导致浆液渗流–岩体变形耦合作用程度减弱。灰色关联分析法结果表明,影响浆液渗流–岩体变形耦合作用的因素敏感程度顺序为注浆流量>侧向压力>浆液水灰比>裂隙开度。该试验系统的研制可为研究裂隙含水层注浆引起岩体变形等流固耦合问题和工程应用提供新的试验手段。

关键词：岩石力学岩体裂隙浆液扩散岩体变形可视化模拟试验

循环载荷作用下煤岩复合结构宏-细观破坏特征及能量-损伤本构模型

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煤炭学报 2024年第2期49卷 767-784页

作者：王凯左晓欢杜锋孙加智鞠杨丰程涛中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)研究生院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083

煤炭深部开采过程中,周期性开采扰动行为会使邻近煤层的煤岩复合结构承受循环载荷的作用,因此,研究不同循环载荷作用下煤岩复合试样的力学响应行为及宏-细观失效特征具有重要工程意义。选取3种不同的加(卸)载速率,开展了2种循环加卸载... 详细信息

煤炭深部开采过程中,周期性开采扰动行为会使邻近煤层的煤岩复合结构承受循环载荷的作用,因此,研究不同循环载荷作用下煤岩复合试样的力学响应行为及宏-细观失效特征具有重要工程意义。选取3种不同的加(卸)载速率,开展了2种循环加卸载路径下的单轴循环压缩试验(同步测定声发射信号),分析了煤岩复合试样的损伤失效特征;基于能量耗散原理,构建了煤岩复合试样在循环载荷作用下的能量-损伤本构模型,最后结合试验实测数据进行验证。结果表明:加(卸)载速率与复合试样的峰值强度呈正相关,当加(卸)载速率从0.05 mm/min增大到0.15 mm/min时,恒定下限逐步循环加卸载路径(路径I)、变上下限等幅循环加卸载路径(路径II)下,试样的峰值应力分别增加了22.44%和28.89%;高加(卸)载速率下,试样的内部裂纹扩展越快,煤岩复合试样中煤组分的破碎程度加剧,分形维数随之增大,试样的内部裂纹扩展越快;随着加(卸)载速率的增大,煤组分中沿基质破坏增多。循环分级跨度大的路径(路径I)有助于试样内部的应力传递,为试样内部裂纹的发育提供了有利条件,导致对应试样的破坏程度更高。试验曲线和能量-损伤本构理论曲线具有较强的一致性,表明所建的能量-损伤本构模型能够很好地描述煤岩复合试样在循环加卸载过程中的变形行为。

关键词：煤岩复合结构循环载荷作用加(卸)载速率宏-细观特征能量-损伤本构模型

融合数据驱动和充电行为的电动汽车能耗预测方法

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电气工程学报 2024年第1期19卷 97-105页

作者：马军伟霍美如赵敏杜锋景峰冯煜国网山西省电力公司信息通信分公司太原030021 国网电动汽车(山西)服务有限公司太原030032

电动汽车的能耗预测对于车辆路径规划与充电行为至关重要。提出一种考虑充电行为的多模型融合能耗预测方法,首先构建基于实车稀疏数据与有限参数的能耗计算模型,在此基础上构建充电行为模型,分析并提取能耗强相关的充电行为特征,最后基... 详细信息

电动汽车的能耗预测对于车辆路径规划与充电行为至关重要。提出一种考虑充电行为的多模型融合能耗预测方法,首先构建基于实车稀疏数据与有限参数的能耗计算模型,在此基础上构建充电行为模型,分析并提取能耗强相关的充电行为特征,最后基于长短期记忆循环神经网络(Long short-term memory neural network, LSTM)搭建能耗预测模型。使用实车数据对所提方法进行验证,结果表明,该方法可以精准预测相同车型不同起始电池荷电状态(State of charge, SOC)、不同温度、不同时间段下的汽车能耗,均方根误差(Root mean square error,RMSE)为1.27,与现有方法相比,RMSE至少降低4.5%。

关键词：能耗预测电动汽车充电行为 LSTM神经网络

采动岩体损伤与断层冲蚀协同致灾时空演化机制

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煤炭学报 2024年第5期49卷 2212-2221页

作者：姚邦华李硕杜锋李振华张勃阳曹正正王戈河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000

随着我国煤矿开采向深部延伸,断层突水成为威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。基于采动诱发断层突水相关研究成果,笔者提出了采动岩体损伤破裂−破碎岩体(断层)冲蚀协同致灾的突水概念模型,推导了2种介质的渗透性演化方程,系统性构建了工... 详细信息

随着我国煤矿开采向深部延伸,断层突水成为威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。基于采动诱发断层突水相关研究成果,笔者提出了采动岩体损伤破裂−破碎岩体(断层)冲蚀协同致灾的突水概念模型,推导了2种介质的渗透性演化方程,系统性构建了工作面采动破坏与断层内部颗粒冲蚀协同致灾力学模型;数值模拟研究了采动岩体变形破坏、断层内颗粒运移以及渗流通道演化特征,系统性阐释了采动诱发断层突水的渗流灾变时空演化机制。研究结果表明:①随着工作面不断推进,底板采动岩体损伤场与断层冲蚀裂隙相连通,形成了含水层—断层—采动裂隙—工作面的渗流路径,并随着冲蚀时间增加,最终发展成为数条优势导水通道,造成工作面涌水量的急剧增大并发生滞后突水。②随着渗流时间增加,断层内部涌水量、裂隙开度均表现为缓变—突增—稳定3个阶段,冲蚀颗粒体积分数则呈现先增大后减小的变化趋势。③在研究矿区地质条件下,为预防发生断层突水,可采取超前注浆或留设防水煤柱等方法,超前注浆时间应在底板裂隙带连通断层之前,若不采取注浆措施则合理防水煤柱的留设宽度不应低于20 m。

关键词：断层突水采动岩体冲蚀作用突水通道

快装组合式洁净装饰材料在洁净工程中的探讨与应用

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工程建设与设计 2024年第10期 134-136页

作者：杜锋中建八局第二建设有限公司济南255014

阐述了洁净技术对装饰材料的要求,对净化彩钢板、无机预涂板、电解钢板3种传统的洁净装饰材料的优缺点进行总结,提出了一种新型快装组合式洁净装饰材料及对应施工工艺,并对其应用及发展前景进行分析。

关键词：洁净技术装饰材料快装组合式洁净板材

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矿业类“专业导论”课程内容与教学模式创新实践

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教育教学论坛 2024年第19期 105-108页

作者：袁瑞甫杜锋河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000

矿业类专业早期的艰苦、危险形象深入人心,导致矿业类学生的学习积极性不高,转专业率、转行率较高,而实际上新世纪以来,我国煤矿矿井面貌、工作环境、职业福利待遇有了极大改善。在详细分析我国煤炭行业发展现状及智能化建设成就的基础... 详细信息

矿业类专业早期的艰苦、危险形象深入人心,导致矿业类学生的学习积极性不高,转专业率、转行率较高,而实际上新世纪以来,我国煤矿矿井面貌、工作环境、职业福利待遇有了极大改善。在详细分析我国煤炭行业发展现状及智能化建设成就的基础上,借助智能矿山模型、VR虚拟矿山、视频连线生产现场、毕业校友回校报告等方式改革教学模式,让采矿专业学生客观、详细地了解采矿专业的重要性及行业现状,有效提高了学生的学习效率,激发了学生的学习兴趣,使采矿专业学生转专业率、转行率明显下降。

关键词：采矿工程专业导论智能化矿井教学模式

基于MapleSim-MATLAB双向耦合技术的液压支架孪生体构建

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煤炭技术 2024年第7期 244-247页

作者：任保将郭李刚王书张凯杜锋山西高河能源有限公司

为解决目前综采工作面存在难以全面掌握装备运行状态监测的问题，以液压支架孪生体的建模为切入点，提出基于MapleSim-MATLAB双向耦合技术的孪生体构建，仿真显示了液压支架升架运动过程中零部件的相对运动及装配关系，并通过实验证明... 详细信息

为解决目前综采工作面存在难以全面掌握装备运行状态监测的问题，以液压支架孪生体的建模为切入点，提出基于MapleSim-MATLAB双向耦合技术的孪生体构建，仿真显示了液压支架升架运动过程中零部件的相对运动及装配关系，并通过实验证明孪生体和物理体交互效果良好。结果表明：以液压支架连杆和底座倾角为例，物理体与孪生体位姿误差率不超过3‰，其拟合度接近1，孪生体和物理体的相互映射，证明该方法能够完成对设备位姿的监测。

关键词：液压支架 MapleSim-MATLAB双向耦合技术孪生模型相互映射

基于数据流的K-S变化检测的动态多目标规划算法

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长江大学学报（自然科学版） 2024年第1期21卷 109-116页

作者：张涛周晨杜锋陈芳刘瑞林长江大学信息与数学学院湖北荆州434023 荆楚理工学院数理学院湖北荆门448000

为了更加准确地判断环境是否发生变化并快速追踪动态多目标规划问题(dynamicmulti-objectiveoptimization problem,DMOP)当前时刻的Pareto前沿,提出了一种基于数据流的Kolmogorov-Smirnov(K-S)变化检测的动态多目标规划(DSK-SDMOP)算法。该算法以NSGA-Ⅱ为基础,通过数据流建立2个时刻的检验窗口,再利用K-S检验基于数据流的Pareto最优前沿是否发生变化,检测2个窗口的数据是否服从同一分布来判断环境是否发生变化,并就环境变化的剧烈程度实行相应的应答机制,以提高对环境的适应程度。利用基于数据流的K-S检测方法,对环境变化不会过于敏感,而且不用提前假设对应目标值的分布,易于操作。通过5个动态多目标规划标准测试函数对该算法进行测试,并和现有的2种算法进行对比分析,结果表明该算法处理动态多目标规划问题具有良好的性能。

关键词：动态多目标规划数据流 K-S检验 NSGA-Ⅱ