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入渗增湿作用下非饱和黄土中单桩的承载特性研究

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入渗增湿作用下非饱和黄土中单桩的承载特性研究

作者：胡少磊郑州大学

学位级别：硕士

黄土是在干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊土,其土质均匀、孔隙发育、富含可溶盐,遇水易发生大面积湿陷。自然现象（如降雨降雪）和人类活动（如地下管道渗漏）均可能引起非饱和黄土含水率的变化。黄土遇水湿陷的特殊工程性质严重... 详细信息

黄土是在干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊土,其土质均匀、孔隙发育、富含可溶盐,遇水易发生大面积湿陷。自然现象（如降雨降雪）和人类活动（如地下管道渗漏）均可能引起非饱和黄土含水率的变化。黄土遇水湿陷的特殊工程性质严重影响黄土地区建、构筑物的安全性和稳定性。全世界每年花费在湿陷性黄土地区基础设施修复和改造的费用巨大。桩基作为一种传统的深基础形式被广泛应用在黄土地区。然而,现阶段针对湿陷性黄土地区桩基的设计仍主要基于饱和土力学理论,未能够充分考虑吸力变化和黄土湿陷对桩基承载特性的影响。随着水入渗到桩周土体中,土体含水率增加,吸力减小,桩周土发生湿陷变形。吸力减小导致桩土界面剪切强度降低,桩周土沉降导致产生桩土相对位移,两者共同作用,导致非饱和黄土中桩的承载特性发生变化。针对上述问题,本文采用室内模型试验和理论分析相结合的方法,进行了以下研究:（1）从微观角度探讨了黄土的湿陷机理,运用改进回归分析法定量分析黄土湿陷性系数与其物性指标的相关性,得到计算湿陷性系数的预测模型,为预测某地区湿陷性系数提供一种简便方法。（2）通过室内土工试验,得到黄土样的颗粒级配曲线、液塑限、最佳含水率、最大干密度、比重和湿陷性系数等物性参数;通过SD-SWCC压力板仪试验,得出一条土水特征曲线,利用F-X模型对该土水特征曲线进行了较好的拟合;进行了不同含水率下的桩土界面剪切试验,结合Hamid和Miller提出的模型,得到了桩土界面抗剪强度中的相关参数;基于相似原理,进行非饱和黄土中单桩的入渗试验,明确了增湿过程中桩周土含水量和吸力随时间的变化规律,以及桩身沉降特性随吸力变化规律,分析了增湿作用对非饱和黄土中单桩的承载特性影响（包括桩身轴力、桩身侧摩阻力、桩端阻力和桩顶沉降）。（3）基于非饱和土力学原理,对传统荷载传递法进行改进,主要考虑基质吸力变化对桩-土相对位移和桩-土界面抗剪强度的影响。通过开发可靠的程序,输入包括入渗时的基质吸力变化曲线、桩土界面以及模型桩的一些基本参数来预测入渗后非饱和黄土中桩的承载性状变化情况。并将理论计算结果与室内模型试验结果进行对比分析,验证了改进荷载传递曲线法的可行性。

关键词：非饱和黄土土水特征曲线桩基承载性状模型试验改进荷载传递曲线

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基于主动光学的空间变焦成像技术研究

基于主动光学的空间变焦成像技术研究

作者：胡少磊中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)

学位级别：硕士

随着科学技术的发展,对光学变焦系统的要求越来越高,不但希望其具有大的视场角、快的变焦速度,而且希望其质量轻、体积小,能耗低。尤其是用于空间的变焦光学系统,由于其体积大、质量重、而且能耗大,从而严重影响着空间光学的发展。与... 详细信息

随着科学技术的发展,对光学变焦系统的要求越来越高,不但希望其具有大的视场角、快的变焦速度,而且希望其质量轻、体积小,能耗低。尤其是用于空间的变焦光学系统,由于其体积大、质量重、而且能耗大,从而严重影响着空间光学的发展。与传统机械式变焦成像系统相比,主动光学变焦系统不需要通过改变各个器件之间的间距就可以进行变焦,从而减少了用于移动各个器件间距的机械部分,进而减小了体积、重量;而且这种光学系统的变焦速度快,耗能低。此外,主动变焦光学系统变焦后还可以只对任意局部视场成清晰的像。这样在光学系统获取信息时,不但可以只对感兴趣的区域进行变焦,而且还可以获得很高的分辨率。本文主要是在主动光学的基础上对空间变焦成像技术进行研究。首先介绍了了变焦光学系统的概念、发展历史;介绍了本选题的背景,目的和意义;通过查阅资料,调研了主动变焦光学系统国内外发展现状。然后分析变焦光学系统的一般理论,并且在一般理论的基础上对主动变焦光学系统的理论进行了研究。其次,设计了一款三反射式离轴视场和一款新四反射式主动变焦光学系统,并且对这两个光学系统进了像差和成像质量的分析。最后,本文还对可变形反射镜进行了一些实验研究,设计并研制了一种可以改变曲率的反射镜。

关键词：变焦系统主动光学空间成像技术可变形反射镜任意视场衍射极限

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井下工具倾斜姿态误差的非线性融合补偿

仪器仪表学报 2024年

作者：张夷非程为彬郭涛胡少兵郑恭明长江大学地球物理与石油资源学院长江大学电子信息与电气工程学院

准确的井下钻探姿态测量精度取决于惯性测量单元IMU误差的校正，基于简化误差模型的椭球+平面拟合后，井斜角和工具面角的系统性误差仍需补偿，重力场翻转测试和Monto-Carlo模拟还说明姿态误差存在非线性变化。本文基于倾斜翻转辨识校... 详细信息

准确的井下钻探姿态测量精度取决于惯性测量单元IMU误差的校正，基于简化误差模型的椭球+平面拟合后，井斜角和工具面角的系统性误差仍需补偿，重力场翻转测试和Monto-Carlo模拟还说明姿态误差存在非线性变化。本文基于倾斜翻转辨识校正残差和参数寻优，并进一步提出等角距均衡校正技术；进行典型姿态下的数据测量，分别采用椭球+平面拟合、多点翻转优化和等角距均衡技术进行误差补偿。实验结果表明，提出的翻转优化和均衡技术可有效降低非线性姿态误差，标定后近垂直姿态井斜角误差从±0.1°降低至±0.0008°(1σ)，工具面角误差从±1°降低至±0.0168°(1σ)。

关键词：姿态测量校正误差误差补偿翻转优化均衡校正

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喷水推进两栖车水上自航性能CFD模拟研究

机械工程学报 2024年

作者：王胜一胡少雄董楠刘华坪王凯华中科技大学航空航天学院武汉第二船舶设计研究所

针对两栖车与泵推进器推力的动态耦合模拟问题，建立一种结合非惯性系的泵转子/车体流固耦合高效模拟方法；提出两种在指定航速下获得泵推进器匹配转速、车体自航状态及其水动性能的计算流体力学(Computational fluid dynamics，CFD)模... 详细信息

针对两栖车与泵推进器推力的动态耦合模拟问题，建立一种结合非惯性系的泵转子/车体流固耦合高效模拟方法；提出两种在指定航速下获得泵推进器匹配转速、车体自航状态及其水动性能的计算流体力学(Computational fluid dynamics，CFD)模拟方法。将上述方法在Simcenter STAR-CCM+软件中进行运用，得到在不同指定航速下的两栖车自航静水阻力、姿态及泵推进器匹配转速的规律，并通过试验数据验证了数值方法的准确性。同时，为减小两栖车水动阻力、降低推进泵转速，提出了一种在原型车前轮底部增加挡板的减阻方案，并通过数值方法分析了挡板对车体减阻及推进泵匹配转速的影响规律。

关键词：两栖车喷水推进泵流固耦合仿真自航性能

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喷水推进两栖车水上自航性能CFD模拟研究

机械工程学报 2024年

作者：王胜一胡少雄董楠刘华坪王凯华中科技大学航空航天学院武汉第二船舶设计研究所

针对两栖车与泵推进器推力的动态耦合模拟问题，建立一种结合非惯性系的泵转子/车体流固耦合高效模拟方法；提出两种在指定航速下获得泵推进器匹配转速、车体自航状态及其水动性能的计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)模... 详细信息

针对两栖车与泵推进器推力的动态耦合模拟问题，建立一种结合非惯性系的泵转子/车体流固耦合高效模拟方法；提出两种在指定航速下获得泵推进器匹配转速、车体自航状态及其水动性能的计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)模拟方法。将上述方法在Simcenter STAR-CCM+软件中进行运用，得到在不同指定航速下的两栖车自航静水阻力、姿态及泵推进器匹配转速的规律，并通过试验数据验证了数值方法的准确性。同时，为减小两栖车水动阻力、降低推进泵转速，提出了一种在原型车前轮底部增加挡板的减阻方案，并通过数值方法分析了挡板对车体减阻及推进泵匹配转速的影响规律。

关键词：两栖车喷水推进泵流固耦合仿真自航性能

一种基于实测的时谐Maxwell方程离散系统预条件算法自适应策略

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计算物理 2024年

作者：邓蕴桐胡少亮徐小文中国工程物理研究院研究生院北京应用物理与计算数学研究所中物院高性能数值模拟软件中心

针对系统级封装应用时谐Maxwell方程离散系统求解中单一算法无法对所有算例取得最优性能、以及给定算例难以确定最优算法的问题，提出一种基于实测的预条件算法自适应策略。首先，结合当前该类应用普遍采用的加性Schwarz区域分解算法（... 详细信息

针对系统级封装应用时谐Maxwell方程离散系统求解中单一算法无法对所有算例取得最优性能、以及给定算例难以确定最优算法的问题，提出一种基于实测的预条件算法自适应策略。首先，结合当前该类应用普遍采用的加性Schwarz区域分解算法（ASM）和辅助子空间Maxwell算法（AMS），提出一种组合预条件算法，扩充了当前该类系统的可行算法空间。在此基础上，针对可行算法空间，在每个算例求解之前，基于对每个算法的实际测试，选择其中最优的算法用于迭代过程的求解。来自三个实际模型共6个典型算例的数值实验表明，该自适应策略可以取得接近现有算法空间中最优算法的性能，相对于算法空间的任意单一算法，其整体求解效率最高，具有较大的实用性和应用潜力。

关键词：时谐Maxwell方程预条件算法自适应策略辅助子空间算法区域分解

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特征修正并行预条件算法框架

计算物理 2024年第1期41卷 64-74页

作者：徐小文莫则尧胡少亮安恒斌北京应用物理与计算数学研究所计算物理全国重点实验室北京100094 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

针对实际应用中稀疏线性解法器计算复杂度偏离线性扩展的瓶颈问题,提出特征修正预条件算法统一框架,通过凝练物理特征中影响算法效率的代数特征,结合多层次特征分析,构造特征修正组件。通过几类典型特征修正预条件算法及应用成效,展示... 详细信息

针对实际应用中稀疏线性解法器计算复杂度偏离线性扩展的瓶颈问题,提出特征修正预条件算法统一框架,通过凝练物理特征中影响算法效率的代数特征,结合多层次特征分析,构造特征修正组件。通过几类典型特征修正预条件算法及应用成效,展示了该框架的有效性。

关键词：稀疏线性代数方程组特征修正迭代方法预条件算法并行算法

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电池模组热扩散精准建模及高效仿真研究

汽车工程 2024年第4期46卷 652-661页

作者：邝男男胡帛涛栗国赵光磊冯爽许立坤中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司天津300300

电池系统热失控扩散仿真是电池系统研发过程中的重要环节,其结果能够为电池系统安全设计优化提供指导建议。因此,在满足系统模型精度的前提下,为大幅提高研发效率,非常有必要对热失控扩散的数学模型进行合理简化。本文采用“单体-模组... 详细信息

电池系统热失控扩散仿真是电池系统研发过程中的重要环节,其结果能够为电池系统安全设计优化提供指导建议。因此,在满足系统模型精度的前提下,为大幅提高研发效率,非常有必要对热失控扩散的数学模型进行合理简化。本文采用“单体-模组”的研究思路,基于传统热失控试验和数值模拟的结果,构建了以归一性生热方程为核心的简化电池模组热失控扩散模型,研究模型准确性及计算效率。结果表明:简化模型的计算时间为37 min,而相同条件下传统模型的计算时间为90 min左右,在模型精度达到90%的前提下,计算时间缩短了约2/3,显著降低了计算成本。本文的研究对电池包级别的热扩散高效快速仿真提供技术参考。

关键词：锂离子电池热失控热扩散热扩散模型模型简化

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骨质疏松性椎体压缩性骨折以单双侧椎弓根入路经皮椎体成形术治疗的效果

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中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生 2024年第3期 0091-0095页

作者：胡尊磊山东省第一康复医院脊柱与关节外科山东临沂276032

比较骨质疏松性椎体压缩性骨折以单双侧椎弓根入路经皮椎体成形术治疗的效果。方法回顾性分析65例骨质疏松性椎体压缩性骨折患者临床资料,根据治疗方式分组。结果单侧椎弓根入路组手术时间更短,术中X线曝光次数更少(P<0.05)。结论单... 详细信息

比较骨质疏松性椎体压缩性骨折以单双侧椎弓根入路经皮椎体成形术治疗的效果。方法回顾性分析65例骨质疏松性椎体压缩性骨折患者临床资料,根据治疗方式分组。结果单侧椎弓根入路组手术时间更短,术中X线曝光次数更少(P<0.05)。结论单双侧椎弓根入路经皮椎体成形术均可有效治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折,可根据具体情况合理选择。

关键词：骨质疏松性椎体压缩性骨折单侧椎弓根入路双侧椎弓根入路经皮椎体成形术