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潜蚀的局部守恒有限元和有限体积交替解法

岩土力学 2024年第3期45卷 917-926页

作者：王刚邓泽之金伟张建民重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045 中国电建集团成都勘测设计院有限公司四川成都610072 清华大学土木水利学院北京100084

潜蚀的模拟需要计算土中的渗流过程以及土中细粒随孔隙水流的运移过程。常规有限元法在求解纯运移方程时存在稳定性问题,为此提出了一个采用有限元法求解渗流方程、有限体积法求解细粒运移方程的交替方法。鉴于常规有限元法不能给出满... 详细信息

潜蚀的模拟需要计算土中的渗流过程以及土中细粒随孔隙水流的运移过程。常规有限元法在求解纯运移方程时存在稳定性问题,为此提出了一个采用有限元法求解渗流方程、有限体积法求解细粒运移方程的交替方法。鉴于常规有限元法不能给出满足有限体积法输入要求的流速场,给出了一个基于单元不平衡流量总体再平衡修正单元边界流速的算法。利用该算法对有限元计算的单元边界流速进行局部守恒处理,即可实现在同一有限元网格上利用有限体积法求解细粒运移方程,因此可以方便地和现有的有限元计算程序结合。算例验证表明,所提出的局部守恒处理算法及交替解法计算效率高且具有可接受的精度,是模拟潜蚀问题的一条简单实用的途径。

关键词：潜蚀渗流有限元法有限体积法局部守恒

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新疆T地区水行政执法能力提升研究

新疆T地区水行政执法能力提升研究

作者：郭慧民河北大学

学位级别：硕士

开展水行政执法工作是水行政主管部门依据水法律法规承担的一项重要义务,也是水行政主管部门处理水利事务的强有力抓手。党的十八大以来,新疆T地区把积极适应全国水利发展和现代化建设的需要作为工作基础,把贯彻实施水法律法规作为工作... 详细信息

开展水行政执法工作是水行政主管部门依据水法律法规承担的一项重要义务,也是水行政主管部门处理水利事务的强有力抓手。党的十八大以来,新疆T地区把积极适应全国水利发展和现代化建设的需要作为工作基础,把贯彻实施水法律法规作为工作重点,以加强水法宣传教育为基本方向,在建立完善水法律法规和水行政执法体系建设的基础上,科学明确、有侧重点的逐步推进水政建设,在自治区党委、政府的正确引导下,形成了在新疆“大跨越、大发展”背景下鲜明的水政工作特点--依法治水、依法管水,为T地区水利事业的可持续发展保驾护航。党的二十大精神立足新时代新征程的历史方位,更细致深入的阐述了关于在法治轨道上全面建设社会主义现代化国家的重大战略部署。水行政执法作为法治建设的其中一部分,也面临着许多新形势、新挑战,一是部分水行政执法的规范标准、实施条例都发生了变化,依据习近平生态文明思想和治水思路,重新修订了《水法》《水土保持监督管理办法》等专业法律法规。二是水行政执法工作对象的法治理念有很大变化,随着全社会法制观念显著增强,无论是部门、个人或其他社会组织都懂得了维权重要性。三是水行政执法工作的标准也发生了变化,在全面加强对行政执法人员责任追究的情况下,对执法工作者的综合素质和执法能力提出了更高的要求。新疆T地区水行政执法部门在执法过程中也存在许多难题,执法能力不强、执法工作与宣传教育结合不紧密、执法人员思想素质、知识素质、工作素质偏低等。因此,笔者通过文献研究、个人访谈等方式,深入基层水行政执法队伍,调研执法现状,直面存在的问题,从强化专业执法力量、加强培训、提升经费保障等方面进一步完善执法工作,提升水行政执法能力,切实维护水安全,这对继续推进新时期法治建设及T地区水利事业高质量发展具有十分重要的意义。

关键词：水行政执法法治理念执法能力

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基于道路曲率的智能汽车稳定性控制

基于道路曲率的智能汽车稳定性控制

作者：赵越民吉林大学

学位级别：硕士

随着汽车保有量逐年增长,交通事故给人们的生命及财产安全带来了巨大的危害,减少交通事故并且提高车辆在行驶过程中的安全性成为汽车发展的重大主题。当车辆在低附着路面上行驶时,车辆极易发生侧滑以及甩尾等现象;当车辆在高附着路面上... 详细信息

随着汽车保有量逐年增长,交通事故给人们的生命及财产安全带来了巨大的危害,减少交通事故并且提高车辆在行驶过程中的安全性成为汽车发展的重大主题。当车辆在低附着路面上行驶时,车辆极易发生侧滑以及甩尾等现象;当车辆在高附着路面上高速行驶时,极易发生侧倾现象甚至导致车辆侧翻。智能汽车具备前方道路信息感知技术,为车辆稳定性控制带来了新的机遇。本文以智能汽车为研究对象,充分利用智能驾驶环境中的道路曲率信息开展车辆稳定性控制研究。具体研究内容主要包括以下三个方面:首先,设计了基于道路曲率的稳态转向横摆角速度以及质心侧偏角参考模型,并基于专业驾驶员转向特性修正车辆入弯和出弯时的横摆角速度参考值。根据前方道路已知的路径点得到前方道路的曲率,根据道路曲率以及车辆当前速度得到参考横摆角速度,由参考信号的前馈环节得到参考质心侧偏角;根据标志位判断车辆入弯和出弯状态,由目标稳定因子重新计算车辆在入弯和出弯时的参考横摆角速度,为车辆稳定性控制器提供更合理的期望值。其次,在低附着路面条件下设计了基于道路曲率的侧向稳定性控制器。建立七自由度的车辆动力学模型以及非线性的轮胎模型;在非线性模型预测控制的框架下,以车轮力矩和附加前轮转角为待优化变量,由基于道路曲率的参考模型得到横摆角速度以及质心侧偏角的参考值,以跟踪横摆角速度和抑制质心侧偏角为控制目标,考虑车辆状态安全约束和执行机构饱和约束。仿真结果表明,该控制器在冰雪路面上可以有效防止车辆的侧滑和甩尾现象。最后,在高附着路面条件下设计了基于三维稳定区域的防侧倾控制器。利用车辆动力学建立了包含侧向速度、横摆角速度和侧倾角的三维稳定区域;在三维稳定区域中根据参考横摆角速度及参考侧向速度得到侧倾角的稳定边界,把稳定边界内侧倾角的最大值和最小值作为侧倾角约束,把它们的均值作为侧倾角参考值;以跟踪横摆角速度和侧向速度、抑制侧倾角为控制目标,设计非线性预测控制器。仿真结果表明,该控制器在高附着路面上可以有效防止车辆的侧倾甚至侧翻问题。

关键词：道路曲率模型预测控制侧向稳定性防侧倾

多班次动态电价下的资源约束项目调度问题研究

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多班次动态电价下的资源约束项目调度问题研究

作者：余东民烟台大学

学位级别：硕士

近年来,项目管理的应用范围逐渐扩展到生产制造领域以及社会生活的方方面面,对现代企业的发展和日常运营的影响越来越大。项目调度在项目管理领域占有重要地位,如何通过有效的调度来确保项目的顺利实施具有重要的现实意义。项目管理被... 详细信息

近年来,项目管理的应用范围逐渐扩展到生产制造领域以及社会生活的方方面面,对现代企业的发展和日常运营的影响越来越大。项目调度在项目管理领域占有重要地位,如何通过有效的调度来确保项目的顺利实施具有重要的现实意义。项目管理被广泛应用的行业,很多都是以电力消耗为主的高耗能行业,以电能为代表的能源利用问题引起了广泛重视。目前我国考虑能耗方面的文献还较少,节能减排对项目调度理论提出了新的挑战。在制造业的生产管理系统中,工作日通常被分为多班制,以提高关键设备的利用率和生产效率。以电价为代表的能源成本在不同班次中是不同的,电价在特定班次的不同时段也会有波动。资源约束项目调度问题要求在满足项目内部优先关系和资源约束的情况下,合理安排项目的进度计划,从而优化项目预期目标。考虑到实际项目执行场景中的分时电价和多班制的特点,本文提出了一种新的多技能资源约束项目调度问题(RCPSP-MS-TOU)和一种新的多模式资源约束项目调度问题(MRCPSP-MS-TOU)。RCPSP-MS-TOU是一个双目标项目调度问题,其目的是在关键设备资源和劳动力以及活动之间优先级关系的约束下,同时使项目工期和项目成本最小化。MRCPSP-MS-TOU是一个双目标的项目调度问题,其目的是在关键设备资源和不可再生资源以及活动之间的优先级关系的约束下,同时使项目工期和项目成本最小。对于小规模问题,通过使用精确算法求解。对于大规模的问题,为了求解所提出的问题,本文基于非支配排序遗传算法和邻域搜索算法,开发了元启发式算法。运用现实的项目案例,说明所提出算法的可操作性。通过计算实验对所提出的遗传算法性能进行了研究和比较,结果证实了带有邻域搜索的遗传算法表现出更好的多样性和收敛性。本文为制造商提供了一种在分时电价和多班次条件下进行项目调度的可行方法。所提出的算法能够控制能源消耗强度,避免用电高峰,减少项目成本,充分利用高投资高能耗的设备,有效缩短订单的处理周期,获得一系列关于项目成本和工期的决策集供项目经理选择,从而在项目成本和项目工期之间进行最佳权衡。

关键词：项目管理项目调度分时电价多班次多目标优化遗传算法

类风湿关节炎血清EVs miRNA临床价值及初步机制研究

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类风湿关节炎血清EVs miRNA临床价值及初步机制研究

作者：龚建民长江大学

学位级别：硕士

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海带多能协同干燥系统的优化设计及性能研究

海带多能协同干燥系统的优化设计及性能研究

作者：郭鸿民大连海洋大学

学位级别：硕士

海带作为我国的水产养殖中重要的经济海藻之一,拥有很高的食用、饲用和工业价值。因其含有高达90%的水分,使得海带在储存之前必须进行干燥处理。本文研究的是一种多热源协同供热的新型海带干燥系统,通过对系统开展的仿真优化研究,进一... 详细信息

海带作为我国的水产养殖中重要的经济海藻之一,拥有很高的食用、饲用和工业价值。因其含有高达90%的水分,使得海带在储存之前必须进行干燥处理。本文研究的是一种多热源协同供热的新型海带干燥系统,通过对系统开展的仿真优化研究,进一步提升系统的节能性和经济性。本文在前期海带多能协同干燥系统研究的基础上,进一步开展了海带干燥的升温负荷试验,对系统的结构和运行参数进行了分析。发现了太阳能-相变蓄热系统集热蓄热温差大导致热交换率低以及海带多能协同干燥系统各参数匹配不佳导致能耗高的问题,进而分别制定了针对太阳能-相变蓄热系统的铜管排布、管距、进口温度和换热介质,以及针对海带多能协同干燥系统的热泵额定制热量、太阳能集热器倾角、集热器面积的仿真优化方案。针对太阳能-相变蓄热系统热交换效率低的问题,采用ANSYS Fluent流体仿真软件。建立了相变蓄热箱的Solidworks模型,并确定了其在Fluent仿真中的初始及边界条件,通过与试验数据对比,得到仿真与试验的相变蓄热箱内石蜡平均温度误差为0.5%,为后续的仿真优化提供了可靠性。根据太阳能-相变蓄热系统的实际工况条件设计单因素仿真试验,开展了相变蓄热箱单因素的仿真研究,考察了不同条件对太阳能-相变蓄热箱中平均温度的影响。仿真结果表明,相变蓄热箱内的铜管排布方式为18*12、铜管间距为40mm、进口温度为343K、换热介质选择水时,相变蓄热箱内到达相变温度的石蜡所占比例能够达到86%,相变蓄热装置蓄热效果有显著提升。为解决海带多能协同干燥系统中,各热源参数匹配不佳导致热量利用率低、能耗高的问题,基于动态规划理论,采用TRNSYS动态系统仿真软件联合GENOPT优化程序,对海带多能协同干燥系统进行设备结构参数优化。按照海带多能协同干燥系统的各项参数与工作原理,建立了TRNSYS瞬时系统仿真模型。并根据试验数据验证模型正确性,得到仿真与试验的累计能耗误差为3.07%,为后续的仿真优化研究提供可靠性。研究发现,当太阳能集热器面积为13.5m、倾角为13.75°、空气源热泵额定制热量为20k W时,多能协同干燥系统全年平均COP从4.88提高到9.63,费用年值缩减32.81%,系统性能得到明显改善。本研究为多能协同供热系统的优化设计提供了重要依据。

关键词：海带干燥多能协同相变蓄热仿真优化

基于DCNN和LSTM的水稻物候识别与预测的研究及应用

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基于DCNN和LSTM的水稻物候识别与预测的研究及应用

作者：黄旭民大理大学

学位级别：硕士

自润滑陶瓷刀具纳米流体微量润滑切削表面完整性研究

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自润滑陶瓷刀具纳米流体微量润滑切削表面完整性研究

作者：伏民齐鲁工业大学

学位级别：硕士

机械加工被认为是实现绿色转型的关键环节之一,新型刀具的开发以及辅助加工技术的创新已经成为关键的研究领域。其中,自润滑陶瓷刀具的固体润滑与纳米流体微量润滑的结合使用,已成为实现绿色转型的新方向。本文以芝麻油为基础油,橄榄油... 详细信息

机械加工被认为是实现绿色转型的关键环节之一,新型刀具的开发以及辅助加工技术的创新已经成为关键的研究领域。其中,自润滑陶瓷刀具的固体润滑与纳米流体微量润滑的结合使用,已成为实现绿色转型的新方向。本文以芝麻油为基础油,橄榄油作为对比油,添加不同质量分数的纳米h-BN,利用两步法制备h-BN纳米流体。通过对其粘度、浸润性以及导热性等热物性进行研究,分析添加不同质量分数h-BN的纳米流体热物性的作用机理,为其在自润滑陶瓷刀具纳米流体微量润滑切削加工工件表面完整性提供理论基础。通过研究纳米流体中h-BN纳米颗粒的浓度和粒径对304奥氏体不锈钢车削加工表面完整性的影响,分析了切削温度、切削力、表面粗糙度、摩擦系数、加工硬化能力、表面残余应力和三维表面形貌等。分析结果表明,在相同切削工艺条件下,与干切削相比,添加3wt.%h-BN纳米流体可使刀具前刀面摩擦系数降低38.9%、切削温度降低43.5%以及工件表面粗糙度降低53.8%、表面残余应力降低61.6%、加工硬化程度降低27.5%。此外,二维轮廓和三维表面形貌显示出更平衡的峰谷分布。通过研究纳米流体中不同h-BN粒径对加工工件表面完整性的影响,发现纳米级颗粒更容易渗入刀具与切屑的接触表面,发挥了h-BN减少摩擦磨损的优势,从而提高了304奥氏体不锈钢的加工表面质量。利用课题组研制的自润滑陶瓷刀具AlO/Ti B/GNPs（ATBG）和AN5商用陶瓷刀具对304奥氏体不锈钢进行了正交切削实验。在所选切削工艺参数下,对两种陶瓷刀具加工的工件表面完整性表征分析,发现ATBG自润滑陶瓷刀具在各切削参数下切削加工的工件表面完整性都优于AN5陶瓷刀具。这是因为自润滑陶瓷刀具内在的固体润滑剂在切削过程中析出,在刀-屑接触区域形成了一层固体自润滑膜,使刀具表面与工件表面之间不再直接接触,从而降低了摩擦系数,减小了切削力,提高了工件加工表面质量。在纳米流体微量润滑（NMQL）条件下,对两种陶瓷刀具加工的工件表面完整性进行分析,发现工件表面完整性更为优异,其原因为纳米流体中h-BN颗粒发挥了滚动效应和微球效应,芝麻油在刀-屑接触区也形成了润滑油膜,从而降低了摩擦系数,减小了切削力,提高了加工表面质量。通过进一步分析在h-BN纳米流体下ATBG自润滑陶瓷刀具切削304奥氏体不锈钢的前刀面能谱,发现当固体润滑剂和纳米流体在加工区共存时,固体润滑剂可以在机械作用下进入加工区并与切屑接触,起到了一定程度的支撑和润滑。GNPs固体润滑、h-BN纳米颗粒的滚动效应和微球效应以及油膜润滑的综合作用,有效减小切削力和摩擦系数,降低了摩擦热的产生,显著提高了工件加工表面质量,从而提高了已加工表面的完整性。

关键词：纳米流体微量润滑自润滑陶瓷刀具切削加工表面完整性

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基于机器视觉与3D点云的定位装置状态检测

铁道工程学报 2024年第5期41卷 73-78,93页

作者：许建国韩建民刘岩刘杰北京交通大学北京100044 大连维德集成电路有限公司大连116085 中铁电气化局集团有限公司北京100036

研究目的:为解决接触网定位装置状态人工巡检耗时长问题,创建一种高效采集高清图像和3D点云融合建模技术的定位装置状态检测系统。研究结论:(1)研发了采集高新定位装置图像处理系统,以及动态智能快速识别定位装置状态技术;(2)基于定位... 详细信息

研究目的:为解决接触网定位装置状态人工巡检耗时长问题,创建一种高效采集高清图像和3D点云融合建模技术的定位装置状态检测系统。研究结论:(1)研发了采集高新定位装置图像处理系统,以及动态智能快速识别定位装置状态技术;(2)基于定位器直线特征与高分辨率的2D图像,运用约束条件下的Hough变换检测定位目标,通过3D点云的直线拟合,对定位装置三维数据进行处理及角度计算,提高了强光与阴天天气下测量精度与效率;(3)创建的定位装置状态检测系统适用白天与晚上检测工况,可为接触网智能化巡检提供新的途径。

关键词：接触网定位装置受电弓机器视觉 Hough变换