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多波束低轨卫星用户分组与资源分配算法

北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2575-2584页

作者：代添雄徐桢北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

与地面网络设施相比,卫星的机载资源十分有限,面对用户地理位置及流量需求分布的不均匀,传统的固定分组和固定资源分配方式缺乏灵活性,限制了系统容量。基于地理位置的用户分组,利用相控阵天线产生的具有灵活方向和波束宽度的动态波束... 详细信息

与地面网络设施相比,卫星的机载资源十分有限,面对用户地理位置及流量需求分布的不均匀,传统的固定分组和固定资源分配方式缺乏灵活性,限制了系统容量。基于地理位置的用户分组,利用相控阵天线产生的具有灵活方向和波束宽度的动态波束和跳波的时间分片技术,可以实现对卫星资源的合理分配和高效利用。在低轨多波束卫星场景下,利用P中心问题模拟用户分组问题算法对卫星用户进行分组,实现用户平均信息速率的最大化。基于分组结果提出一套适用于用户分组方案的灵活资源分配算法,并在最后加入一个组间资源调配的过程,以避免空闲资源的浪费。经过实验数据模拟和性能评估,所提算法比传统的用户分组和资源分配算法更能够有效提升系统吞吐量,降低用户平均排队时延。

关键词：多波束卫星跳波束用户分组时隙分配功率分配

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基于组合模型的复杂系统超多目标优化算法

计算机集成制造系统 2024年第4期30卷 1201-1212页

作者：游雄雄牛占文天津大学管理与经济学部天津300072

代理模型辅助进化算法广泛用于昂贵的复杂工程系统优化设计,能够加速找到问题的最优解集。然而,单个模型预测性能依赖于具体问题,并且随着目标个数的增加,预测性能的不确定性将随之增加。因此,提出一种基于组合模型的复杂系统超多目标... 详细信息

代理模型辅助进化算法广泛用于昂贵的复杂工程系统优化设计,能够加速找到问题的最优解集。然而,单个模型预测性能依赖于具体问题,并且随着目标个数的增加,预测性能的不确定性将随之增加。因此,提出一种基于组合模型的复杂系统超多目标优化算法。首先,建立组合代理模型并结合随机参考向量替代机制,以更好地搜索超多目标问题的非支配解集。其次,基于改进的统计下限最小值(LCB)准则及自适应个体选择策略选择优秀个体进行真实评估,以更新组合代理模型,使其能更好地辅助算法找到最优解集。最后,通过所提算法与已有代理模型进化算法在一系列测试函数和工程优化实例上的对比结果表明,所提算法具有良好的性能和潜力。

关键词：超多目标优化组合代理模型统计下限最小值准则个体选择策略

店埠河流域地表水-地下水水化学特征及其成因分析

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环境科学 2024年第2期45卷 813-825页

作者：郑涛秦先燕吴剑雄安徽省地质调查院(安徽省地质科学研究所) 合肥230001

巢湖是我国水污染防治的重点水体,但近年来一直处于较高的富营养化水平.以巢湖二级支流店埠河流域内的地表水和地下水为研究对象,测试不同水体水化学组成和氢氧同位素值,综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比值等方法,分析... 详细信息

巢湖是我国水污染防治的重点水体,但近年来一直处于较高的富营养化水平.以巢湖二级支流店埠河流域内的地表水和地下水为研究对象,测试不同水体水化学组成和氢氧同位素值,综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比值等方法,分析其季节性和空间变化特征,探讨地表水和地下水的水化学特征和形成机制.结果表明,①大气降水是店埠河流域地表水和地下水的主要补给来源,地表水的蒸发分馏效应比地下水更显著.不同时期,地表水比地下水更富集氢氧稳定同位素.地表水和地下水中氢氧稳定同位素均呈季节性变化特征,丰水期相对富集,枯水期相对贫化.②店埠河流域地表水和地下水均为弱碱性水,地表水中各离子浓度明显小于地下水,地表水中阳离子以Ca^(2+)和Na^(+)为主,地下水中阳离子以Ca^(2+)为主,水体中的优势阴离子均为HCO_(3)^(-).地表水的水化学类型以HCO_(3)·Cl-Na·Ca型水为主,地下水以HCO_(3)-Na·Ca型水为主.③地表水和地下水主要水化学指标浓度具有一定的时空差异性.从丰水期到枯水期,地表水中TDS、K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)浓度整体呈现上升趋势.地下水中Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)浓度整体变化不大,略有增加趋势,Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)浓度整体呈上升趋势.从上游到下游,地表水中主要水化学指标浓度呈现先减小后增大的趋势,NO_(3)^(-)浓度增幅最大.地下水在径流方向上主要水化学指标浓度整体变化不大,但呈现出排泄区大于补给区的规律.④水体水化学特征的形成主要受水-岩作用控制,同时还受到人为因素影响.水-岩作用主要为硅酸盐岩、盐岩和碳酸盐岩等矿物的风化溶解.污水处理厂污水、生活污水和粪肥等污染物已明显改变了局部水体的水化学特征.⑤与2016年相比,地表水中的NO_(3)^(-)浓度已有不同程度地减少,当地政府进行的氮污染控制工作已取得一定成效,但仍需在店埠河下游、部分支流(定光河和马桥河)和部分居民点加强对污水及粪肥的污染防控.

关键词：店埠河流域水化学特征水化学成因离子来源氢氧稳定同位素巢湖

基于语义拓扑结构的井下无人机自主飞行路径规划方法

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机械设计与研究 2024年第4期40卷 61-66,73页

作者：颜玮杉陈敏程煌坤梁庆华上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对现有无人机室内探索路径规划方法存在的耗时过长的问题,结合井下环境特征,提出了一种基于语义拓扑结构的无人机飞行路径自主探索方法。该方法分为局部路径规划和全局路径规划两个层次。局部规划中,通过地面滤波和Delaunay三角剖分... 详细信息

针对现有无人机室内探索路径规划方法存在的耗时过长的问题,结合井下环境特征,提出了一种基于语义拓扑结构的无人机飞行路径自主探索方法。该方法分为局部路径规划和全局路径规划两个层次。局部规划中,通过地面滤波和Delaunay三角剖分处理环境点云,获取安全性高的局部路径和识别交叉路口。在全局规划中,以路口为节点,通道为边,构建树形拓扑图,并通过深度优先算法实现重规划,确保对所有通道的高效探索。通过基于真实环境的仿真验证,结果显示该算法能够安全地在井下环境中完成探索,并显著缩短单次路径规划时间。

关键词：井下环境自主探索路径规划

中国西部三大盆地古生界典型海相砂体特征、分布及意义

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矿物岩石 2024年

作者：田景春王峰郑启明张翔林小兵梁庆韶成都理工大学沉积地质研究院油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都理工大学北京派特杰奥科技有限公司

塔里木盆地、鄂尔多斯盆地和四川盆地是中国西部三大含油气大盆地，油气资源丰富，勘探领域广泛。针对中国西部三大盆地古生界典型海相砂体，通过对其特征及分布情况进行刻画，阐述其油气地质意义。研究结果表明，中国西部三大盆地主要... 详细信息

塔里木盆地、鄂尔多斯盆地和四川盆地是中国西部三大含油气大盆地，油气资源丰富，勘探领域广泛。针对中国西部三大盆地古生界典型海相砂体，通过对其特征及分布情况进行刻画，阐述其油气地质意义。研究结果表明，中国西部三大盆地主要发育四大类海相砂体：（1）滨岸砂体，通常位于海岸线附近，受潮汐、波浪和沿岸流等动力作用的影响，沉积物较为粗糙且层理清晰，主要发育于塔里木盆地泥盆系东河塘组和鄂尔多斯盆地寒武系辛集组；（2）潮汐砂体，形成于潮汐作用显著的浅海环境，沉积层次分明，常见砂质沉积物，主要发育于塔里木盆地志留系柯坪塔格组和鄂尔多斯盆地本溪组、太原组；（3）陆棚砂体，位于大陆架边缘，受海流和风暴潮等影响，具有较高的沉积厚度和较好的储集性能，主要发育于鄂尔多斯盆地二叠系本溪组、太原组、山西组和四川盆地志留系石牛栏组；（4）浊积砂体，由深海浊流沉积形成，通常具有高孔隙度和渗透性，是优良的储集层，主要发育于塔里木盆地奥陶系却尔却克组。上述四类海相碎屑岩砂体在三大盆地不同层位广泛发育，大面积分布，构成了良好的油气储集层。系统研究三大盆地古生界海相碎屑岩砂体具有重要的构造地质学意义、古地理学意义、古海洋学意义和重大的油气地质意义，对于深化认识海相碎屑砂体的油气地质意义具有重要的理论意义和实践价值。

关键词：塔里木盆地鄂尔多斯盆地四川盆地古生界海相砂岩成因地质意义

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液态甲烷管道预冷过程的仿真研究

航空动力学报 2024年第4期39卷 244-250页

作者：陈玉孙得川曾卓雄上海电力大学能源与机械工程学院上海201306 大连理工大学力学与航空航天学院辽宁大连116024

低温推进剂液体火箭发动机在推进剂加注时需要进行管道预冷以避免推进剂气化。为揭示管路预冷过程中低温流体的两相流动特性,针对小型液氧/甲烷发动机液态甲烷管道的预冷过程进行了研究。采用Lee蒸发模型,模拟并分析了不同入口流量下的... 详细信息

低温推进剂液体火箭发动机在推进剂加注时需要进行管道预冷以避免推进剂气化。为揭示管路预冷过程中低温流体的两相流动特性,针对小型液氧/甲烷发动机液态甲烷管道的预冷过程进行了研究。采用Lee蒸发模型,模拟并分析了不同入口流量下的湍流传热过程,得到了管道预冷过程中甲烷的体积分数、温度、压力和速度的变化规律。结果表明:在管道预冷过程中,液态甲烷会发生闪蒸现象,甲烷的温度和压力的变化是影响闪蒸的主要因素;在低流量时,预冷时间与质量流量呈负相关,当质量流量增大到一定程度后,预冷时间趋于稳定值。研究结果可预示容许时间内的最优预冷流量,对提高预冷效率和改进低温推进剂加注过程具有指导作用。

关键词：液态甲烷预冷过程相变 Lee模型闪蒸

基于PSO算法的轨道交通WPT系统规划研究

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铁道工程学报 2024年第3期41卷 100-105页

作者：林云志赖一雄中铁电气化局集团有限公司北京100036

研究目的:面向轨道交通的无线电能传输技术正处于快速发展中,在大规模工程应用之前,对线路的“电源”如何配置、充电的策略等问题缺乏系统性研究,特别是系统的配电规划是一个系统性的非线性问题,具有多维度、多目标、多约束、多变量等特... 详细信息

研究目的:面向轨道交通的无线电能传输技术正处于快速发展中,在大规模工程应用之前,对线路的“电源”如何配置、充电的策略等问题缺乏系统性研究,特别是系统的配电规划是一个系统性的非线性问题,具有多维度、多目标、多约束、多变量等特点,为提高整个工程的经济性,实现建设成本与运营成本的最优,需要一种最优的规划算法。研究结论:(1)从静动态电源配合、动态导轨长度、装置容量选择等多要素进行规划和考虑,基于粒子群优化算法(PSO)对优化求解算法进行运算;(2)首先搭建非线性数学模型,并给出了约束条件、配电系统的规划以及方案的选择标准;最后通过实例仿真验证了其可行性;(3)本文算法在轨道交通WPT系统规划中具有优越的全局寻优性能。

关键词：粒子群优化算法无线电能传输配电方案

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一种无机复合聚苯板的制备与燃烧性能研究

消防科学与技术 2024年第3期43卷 412-418页

作者：王鹏宇司广旭梁庆刚周亮北京建筑材料检验研究院股份有限公司北京100041 北京雅达润邦建筑材料有限公司北京100176 北京科技大学土木与资源工程学院/大安全科学研究院北京100083

采用具有负热值特性的半水硫酸钙等无机材料为主要添加剂制备阻燃浆液,以低密度膨胀聚苯乙烯泡沫为基体,使用负压顺孔与负压吸附技术,制备了无机复合聚苯板;使用导热系数测试仪测试了该复合材料的保温性能,使用氧指数测试仪、热值测试... 详细信息

采用具有负热值特性的半水硫酸钙等无机材料为主要添加剂制备阻燃浆液,以低密度膨胀聚苯乙烯泡沫为基体,使用负压顺孔与负压吸附技术,制备了无机复合聚苯板;使用导热系数测试仪测试了该复合材料的保温性能,使用氧指数测试仪、热值测试仪、锥形量热仪、单体燃烧装置测试其燃烧性能。经检测,该无机复合聚苯板的导热系数为0.041 W/(m^(2).K),热值仅为2.91 MJ/kg,氧指数达到39.7%;锥形量热仪测试结果显示,该复合聚苯板在燃烧过程中未发生收缩熔融,且保持一定的形状,其热释放速率峰值、总热释放量、产烟速率峰值以及总产烟量相比聚苯乙烯泡沫基材大幅降低;单体燃烧测试结果显示,该无机复合聚苯板的燃烧性能等级达到A2级,产烟特性等级达到S1级;分析其阻燃机理,认为主要源于二水硫酸钙吸热的分解反应和惰性的分解产物。

关键词：无机复合聚苯板锥形量热仪单体燃烧装置燃烧性能阻燃机理

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黄土地层浅埋地铁车站结构地震易损性分析

西南交通大学学报 2024年

作者：孙纬宇朱辉严松宏梁庆国张建哲杨斌张戎令兰州交通大学土木工程学院中国铁路建设集团管理有限公司甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室

为研究黄土场地地铁车站的地震易损性，以黄土地区某典型两层三跨地铁车站结构为例，基于黏弹性边界的地震动输入方法对该地铁车站结构进行了增量动力分析（IDA），对37个地震动强度指标的有效性、实用性和效益性进行了综合评价，选出... 详细信息

为研究黄土场地地铁车站的地震易损性，以黄土地区某典型两层三跨地铁车站结构为例，基于黏弹性边界的地震动输入方法对该地铁车站结构进行了增量动力分析（IDA），对37个地震动强度指标的有效性、实用性和效益性进行了综合评价，选出了适合该场地条件和车站结构断面形式的地震动强度指标，并采用双参数对数正态分布模型建立了该地铁车站结构的地震易损性曲线和破坏状态概率曲线，以此得到该地铁车站结构在某一强度地震作用下各性能水准的超越概率和发生不同破坏状态的概率。结果表明：加速度、速度相关型指标更适合作为地震动强度指标来预测地下结构的地震响应，位移相关型以及比值型指标不宜作为地震动强度指标；多遇地震作用下车站结构发生破坏的概率较小，设防地震作用下车站结构以轻微破坏为主，罕遇地震作用下车站结构以轻微破坏和中等破坏为主。研究可为黄土地层基于性能的地铁车站的抗震设计提供参考。

关键词：地铁车站抗震性能地震动强度参数增量动力分析易损性分析