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浅埋复合采空区覆岩采动裂隙分区特征及其治理技术

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煤炭科学技术 2024年

作者：汪北方吕元昊张晶辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院辽宁工程技术大学矿业学院煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室山东科技大学山东省矿山灾害预防控制重点实验室辽宁工程技术大学理学院

李家壕煤矿浅埋近距离煤层开采覆岩裂隙发育，漏风条件复杂，遗煤自燃隐患突出，严重制约矿井安全、高效生产。为此，采用相似实验和数值模拟划定浅埋复合采空区覆岩采动裂隙分区，运用分形几何理论量化分区裂隙，基于“关键层理论”分... 详细信息

李家壕煤矿浅埋近距离煤层开采覆岩裂隙发育，漏风条件复杂，遗煤自燃隐患突出，严重制约矿井安全、高效生产。为此，采用相似实验和数值模拟划定浅埋复合采空区覆岩采动裂隙分区，运用分形几何理论量化分区裂隙，基于“关键层理论”分析裂隙分区诱因并提出针对性治理技术方案。研究结果表明：31114工作面开采覆岩裂隙循环张开、闭合，地表滞后工作面周期性产生倾向动态裂缝。浅埋复合采空区覆岩裂隙呈“M状”分布，划为垮落带不规则裂隙区Ⅰ，裂隙带斜向破断裂隙区Ⅱ、Ⅲ和斜向离层裂隙区Ⅳ，地表边界内侧形成边缘裂缝。其中，裂隙区Ⅰ空隙发育、分布复杂，裂隙网络分形维数最大为1.569，裂隙区Ⅱ、Ⅳ和Ⅲ依次为1.531、1.438和1.396。建立浅埋复合采空区覆岩关键岩块“砌体梁”结构力学模型及失稳判据，阐释覆岩基本顶关键层“砌体梁”结构回转变形失稳导致裂隙区Ⅱ和Ⅲ斜向破断裂隙张开，基本顶关键层和层间关键层“砌体梁”结构组合承载作用致使裂隙区Ⅳ斜向离层裂隙发育。提出浅埋复合采空区覆岩斜向裂隙和地表裂缝井上、下协同治理技术，增加工作面进、出上覆采空区和末采阶段推进速度至14 m·d-1，辅以裂隙区Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ及边界地表回填风积沙、覆盖黄土。SF6示踪技术测试表明浅埋复合采空区地表漏风量小，覆岩采动裂隙治理效果良好，为遗煤自然发火防治提供重要理论参考依据。

关键词：浅埋复合采空区裂隙分区分形几何理论 “砌体梁”结构裂隙治理

MDBD等离子体激励器诱导流场耦合作用机理

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航空动力学报 2024年第3期39卷 90-101页

作者：徐泽阳高超王玉帅贾天昊王娜西北工业大学航空学院西安710072 西安航空学院液压技术研究院西安710077

为揭示多级介质阻挡放电(multi dielectric barrier discharge,MDBD)等离子体激励器诱导流场耦合机理,采用等离子体体积力模型与Navier-Stokes(N-S)方程结合的数值模拟方法,开展静止大气条件下4组激励器并联的MDBD诱导流场特性研究。结... 详细信息

为揭示多级介质阻挡放电(multi dielectric barrier discharge,MDBD)等离子体激励器诱导流场耦合机理,采用等离子体体积力模型与Navier-Stokes(N-S)方程结合的数值模拟方法,开展静止大气条件下4组激励器并联的MDBD诱导流场特性研究。结果表明:定常激励时,MDBD可以有效提高诱导射流速度与厚度、拓宽激励区域。非定常激励时,MDBD每级激励器对诱导涡起到持续的动量注入作用,延缓其耗散,并增强诱导涡的对流与掺混能力。激励频率对MDBD性能影响较大,激励频率f=20 Hz时,DBD诱导脉冲射流形成的低压区域对诱导涡起“拖拽”作用,使其加速向壁面靠近;f=50 Hz时,诱导涡出现融合现象,旋涡强度增强,对流速度提高,涡核高度降低;f=200 Hz时,诱导涡之间相互作用减弱,呈现为一组“涡簇”向激励器下游移动。

关键词：等离子体流动控制 MDBD激励器诱导涡激励频率

基于游客满意度的三亚亚特兰蒂斯酒店亲子旅游市场开发策略研究

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基于游客满意度的三亚亚特兰蒂斯酒店亲子旅游市场开发策略研究

作者：武星昊海南热带海洋学院

学位级别：硕士

改革开放以来,经济发展速度不断加快,居民消费水平的提升推动了旅游成为生活“必需品”。2023年中国国内旅游人数接近49亿人次,旅游收入约4.9万亿元,目前旅游市场下沉、需求升级,旅游成为人民群众泛在化生活方式。2022年,中国在线亲子... 详细信息

改革开放以来,经济发展速度不断加快,居民消费水平的提升推动了旅游成为生活“必需品”。2023年中国国内旅游人数接近49亿人次,旅游收入约4.9万亿元,目前旅游市场下沉、需求升级,旅游成为人民群众泛在化生活方式。2022年,中国在线亲子旅游市场的规模达767.5亿元,现代家庭消费观念、家庭亲子教育观念不断国际化、现代化,亲子旅游成为旅游行业中的“新起之秀”,通过亲子旅游引导孩子体验自然、感受生活,增进亲子关系、推进互动与理解成为亲子旅游受家庭追捧的关键。作为国内知名的旅游目的地,三亚亚特兰蒂斯酒店凭借其独特的海洋文化和丰富的旅游资源,成为众多家庭选择的亲子旅游目的地。然而,随着市场的不断扩大和消费者需求的多样化,三亚亚特兰蒂斯酒店在亲子旅游产品方面也面临着一系列挑战和问题。本文以三亚亚特兰蒂斯酒店的亲子旅游产品为研究对象,通过文献分析、问卷调查法、IPA分析法等方法,构建三亚亚特兰蒂斯酒店的亲子旅游产品满意度评价体系,内容涵盖6个一级指标23个二级指标,并基于重要性-满意度分析(IPA)模型对三亚亚特兰蒂斯酒店的亲子旅游产品质量进行分析,以评估游客对亚特兰蒂斯酒店亲子旅游服务的现状。研究结果表明,该酒店在亲子旅游中存在的问题主要有产品主题仍不够突出,特色也没有预期的明显、服务人员的专业性不足,质量有待提高、亲子项目安全隐患较为突出,配套不到位和价格体系不透明,性价比感知低等。围绕酒店亲子市场特征及存在问题,本文提出了优化亲子旅游产品策略、调整亲子旅游产品价格策略、拓宽亲子旅游产品渠道策略和强化亲子旅游产品促销策略四个方面的市场开发策略,以期提升游客整体满意度,进而提高亚特兰蒂斯酒店在亲子旅游市场中的竞争力,并为其他旅游酒店的亲子旅游市场开发提供借鉴参考。

关键词：游客满意度亲子旅游市场开发酒店综合体

多重可变电畴壁BST薄膜的制备及微波性能的研究

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多重可变电畴壁BST薄膜的制备及微波性能的研究

作者：聂鹏昊电子科技大学

学位级别：硕士

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稀土离子掺杂单晶光纤激光特性研究

稀土离子掺杂单晶光纤激光特性研究

作者：董佳昊山东师范大学

学位级别：硕士

激光二极管（Laser Diode,LD）泵浦的全固态激光器具有激光效率高、光束质量好、成本低等优势,是激光技术领域的重要研究方向。作为固体激光器的三大组成部分之一,具有优异光学性能的激光增益介质一直是激光研究者重点关注的研究对象。... 详细信息

激光二极管（Laser Diode,LD）泵浦的全固态激光器具有激光效率高、光束质量好、成本低等优势,是激光技术领域的重要研究方向。作为固体激光器的三大组成部分之一,具有优异光学性能的激光增益介质一直是激光研究者重点关注的研究对象。单晶光纤是一种结合了传统块状晶体和玻璃光纤优势的新型材料,是晶体一维化的代表,它的出现符合固体激光器向着小型化、低成本、高能量发展的趋势,在实现高功率激光输出方面有着重要的应用前景。本文将激光技术和晶体物理相结合,对基于LD泵浦Nd:YAG、Yb:YAG、Tm:SrF三种单晶光纤的激光性能进行挖掘,对三种材料的连续和脉冲激光特性进行了系统的理论和实验研究,具有重要的实用价值,相关结果还为单晶光纤的进一步优化生长提供了参考依据。主要研究内容如下:1.调研了1μm和2μm波段激光器的应用;综述了单晶光纤作为新型激光增益介质的优势与研究意义;调研了Nd:YAG、Yb:YAG、Tm:SrF三种单晶光纤激光器的研究进展;介绍了调Q技术和锁模技术的基本理论。2.高能量LD泵浦Nd:YAG单晶光纤短脉冲激光特性研究:分别使用了主动调制、被动调制和主被动双调制,成功实现了不同模式下的Nd:YAG单晶光纤脉冲激光运转。主动调制和被动调制的同时使用,在重复频率为10 k Hz时,将脉宽成功压缩到39.03 ns,并使得脉冲波形的对称性得到优化。单脉冲能量和峰值功率分别为16μJ和409.9 W。3.低热效应Nd梯度掺杂YAG单晶光纤实验验证:分别从低浓度端面和高浓度端面对梯度掺杂的Nd:YAG单晶光纤进行LD泵浦,获得最高激光输出功率分别为6.46 W和4.83 W。同时,将实验结果与均匀掺杂的单晶光纤对比,证实了梯度掺杂方式可以有效减小热效应。通过在V型谐振腔中加入声光调制器件,实现了单脉冲能量和峰值功率分别为83.4μJ和659.8 W的Nd:YAG单晶光纤短脉冲激光运转。***泵浦Yb:YAG单晶光纤调谐激光和超短脉冲激光特性研究:最高连续输出功率为3.72 W,对应的斜效率为44.3%。研究了Yb:YAG单晶光纤的调谐性能,获得的调谐谱线宽度为22 nm。通过Mathcad软件设计了W型谐振腔,首次用半导体可饱和吸收镜（SESAM）作为可饱和吸收体实现了Yb:YAG单晶光纤的连续锁模运转,脉宽和重复频率分别为1.6 ps和54.5 MHz。研究结果表明Yb:YAG单晶光纤具有产生超短脉冲激光的潜力。***泵浦Tm:SrF单晶光纤2μm超短脉冲激光特性研究:通过Mathcad软件设计了X型激光谐振腔。以SESAM为可饱和吸收体,首次实现了Tm:SrF单晶光纤的2μm连续锁模激光运转,脉冲重复频率为94.6 MHz。结果证实了Tm:SrF单晶光纤在产生2μm超短脉冲激光领域的应用价值。

关键词：全固态脉冲激光 LD泵浦单晶光纤调Q激光锁模激光

2.5D编织C/C复合材料指尖密封刚度特性多尺度研究

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2.5D编织C/C复合材料指尖密封刚度特性多尺度研究

作者：王源昊西安理工大学

学位级别：硕士

指尖密封作为一种基于刷式密封发展起来的新型柔性密封形式,具有低泄漏率、高性价比和长服役寿命的优良潜质,在航空发动机、燃气轮机等高速旋转机械设备领域具有良好的应用前景,近年来已成为动态密封领域的研究热点之一。但随着密封工... 详细信息

指尖密封作为一种基于刷式密封发展起来的新型柔性密封形式,具有低泄漏率、高性价比和长服役寿命的优良潜质,在航空发动机、燃气轮机等高速旋转机械设备领域具有良好的应用前景,近年来已成为动态密封领域的研究热点之一。但随着密封工况愈发复杂,指尖密封目前主要存在的问题为迟滞泄漏和摩擦磨损,金属指尖密封的磨损较为严重,C/C复合材料具有耐高温、耐磨损、良好的自润滑性等优异性能,其性能与指尖密封对材料的需求十分契合,2.5D编织C/C复合材料不仅具有C/C复合材料特有的性能,且较好地克服了平纹编织复合材料层间结合强度差的问题,鉴于指尖梁径向刚度直接关系到其迟滞泄漏和磨损两大指标,本文从多尺度角度出发对2.5D编织C/C复合材料指尖密封的刚度特性进行探究,为后续谋取低泄漏、低磨损的综合性能更优的指尖密封相关研究奠定基础。首先,在微观尺度上建立单根纤维束微观单胞(RVE)模型,基于单胞模型对纤维束等效弹性参数进行预测;接着在细观尺度上建立纤维束编织结构细观单胞模型,以此探究了纤维束编织结构各参数之间的关系,并在ABAQUS中使用Python编程语言进行二次开发,设计了一款用于生成2.5D编织结构的插件,在此插件基础上构建出指尖片多尺度模型,并建立指尖梁模型用于后续研究。其次,依据指尖密封片结构特点,将指尖梁沿周向分为四组,根据实际工况对每根指尖梁施加边界条件,并对其静态径向刚度进行有限元仿真分析,从而得到指尖梁径向刚度周向分布规律;接着基于曲梁挠曲率方程和指尖梁内部组分材料力学性能,建立了指尖梁径向刚度计算理论;最后设计了指尖梁径向刚度试验平台,将仿真、理论和试验结果相互对比验证,结果显示:以周向90°为一个周期,随指尖梁所处圆周角度的增大,其静态径向刚度呈现出先增大后减小的变化规律,刚度波动范围为:0～12.7N/mm。最后,结合现有研究以正弦曲线位移激励来模拟转子对指尖梁的动态激励,探究了位移激励幅值和频率对2.5D编织C/C复合材料指尖梁动态径向刚度的影响,结果显示:指尖梁的动态径向刚度随着激励幅值或频率的增加而增大;接着考虑前后压差和后挡板摩擦力作用时,探究了不同激励参数下指尖梁的动态刚度力学特性,结果显示:相比仅考虑位移激励时,指尖梁动态径向刚度有所增大,但指尖梁动态刚度变化趋势与仅考虑位移激励时仍然相同。最后探究了指尖梁动态刚度周向分布特性,并与静态刚度相对比,结果显示:在该跨度内,相比静刚度,各指尖梁动态刚度均更大,增幅范围为0.5～7.53N/mm;但随指尖梁周向角度增大,其动态刚度亦是呈现出先增大后减小的变化趋势。

关键词：指尖密封 2.5D编织 C/C复合材料多尺度建模刚度特性

基于调和线性化Navier-Stokes方程的局部感受性

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空气动力学学报 2024年第3期42卷 69-82页

作者：黄加昊赵磊赵瑞天津大学力学系天津300350 天津市现代工程力学重点实验室天津300350 北京理工大学宇航学院北京100081

高超声速边界层中Mack模态的感受性决定了触发转捩的扰动的初始幅值,因而考虑感受性是构建合理的转捩预测方法的前提。壁面粗糙元与来流声波作用从而激发Mack模态是典型的局部感受性过程,对该过程的描述方法大致包括大雷诺数渐近理论、... 详细信息

高超声速边界层中Mack模态的感受性决定了触发转捩的扰动的初始幅值,因而考虑感受性是构建合理的转捩预测方法的前提。壁面粗糙元与来流声波作用从而激发Mack模态是典型的局部感受性过程,对该过程的描述方法大致包括大雷诺数渐近理论、有限雷诺数理论和直接数值模拟。由于需要做小粗糙元线性假设,所以前两种方法无法有效预测有限高度粗糙元工况,而第三种方法则由于计算量庞大而无法进行参数化研究。本文发展了一套基于调和线性化Navier-Stokes方程的局部感受性高效算法,并针对马赫数5.92的高超声速平板边界层系统地研究了小尺度及有限高度粗糙元与声波引起的Mack模态感受性。结果表明,快声波诱导Mack模态的局部感受性显著强于慢声波。对于有限高度粗糙元,快声波的局部感受性在较大声波参数范围内随粗糙元高度增加而超线性增强。

关键词：感受性粗糙元调和线性化Navier-Stokes方程高超声速边界层

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化工集中区事故应急动态路径规划

化工集中区事故应急动态路径规划

作者：胡远昊北京化工大学

学位级别：硕士

基于视觉感知和深度学习的车道保持控制方法研究

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基于视觉感知和深度学习的车道保持控制方法研究

作者：肖天昊重庆理工大学

学位级别：硕士

随着计算机视觉的发展和智能驾驶技术的兴起,车道保持辅助系统作为一项关键技术,为减少交通事故和提升行驶安全做出了显著贡献。结合车道线识别的车道保持辅助系统,属于视觉感知思想的典型应用,该系统通过自动纠正车辆行驶轨迹,有效避... 详细信息

随着计算机视觉的发展和智能驾驶技术的兴起,车道保持辅助系统作为一项关键技术,为减少交通事故和提升行驶安全做出了显著贡献。结合车道线识别的车道保持辅助系统,属于视觉感知思想的典型应用,该系统通过自动纠正车辆行驶轨迹,有效避免了因驾驶员失误而引发的车道偏离事件,成为提升道路安全性和交通效率的关键技术,具有重要研究意义。本文对车道保持控制系统进行了较为全面的探究,主要内容如下:首先,本文对车道保持系统的前置关键技术进行了分析,说明车载相机成像原理;比对常用的各类标定方法后,选择张氏标定法使用自行准备的棋盘格完成摄像头标定工作;在图像处理阶段,根据已有图像数据具备的各种特点,针对性的采用符合问题特征的解决方法对其进行优化,确保车道线检测模块可以使用高质量的数字图像输入。其次,基于结构感知的理念,建立用于车道线检测的深度卷积神经网络模型,利用车道位置的先验结构信息设置损失函数,对分步的整体网络结构进行了详细阐述。并将实验室设备自行采集的重庆市道路图像和中国特色道路数据集CULane作为输入,在无遮挡路面和拥挤、强光、阴影等挑战性路况下对模型的性能进行了综合评估,结果得到平均FPS为169.2,F1分数达到72.8%。将本模块输出的道路信息输入至横向控制算法。进一步,构建了有效的轮胎模型和车辆二自由度模型,基于多传感器融合思想,综合三种估计路面曲率的方法,将利用车道识别得到结果的权重设置得较大,通过二次规划求解最终输出。在MATLAB/Simulink中,根据自适应前馈调节和LQR反馈控制结合的方式设计了横向控制模型。最后,根据车道保持系统国家标准,对联合仿真的多个测试条件进行严格的约束和设计。在两种符合要求的工况下,对运行过程中的动态参数指标进行了深入分析。结果表明,在规定工况下的最大横向偏差为0.18m,最大质心侧偏角为1.38度。以现实车道宽度为3.5m计算,可知目标车辆能在车道内沿着理想轨迹稳定行驶,体现了本文设计模型的有效性和准确性。

关键词：车道保持视觉感知深度学习车道线检测多传感器融合