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颗粒离散元分层建模法及颗粒尺寸效应

西南交通大学学报 2022年第5期57卷 1086-1095页

作者：陈龙吴顺川金爱兵北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093

离散元分析方法是研究岩石力学行为、完善岩石力学基础理论的重要工具之一,为提高颗粒离散元法模拟室内岩石力学及大规模工程尺度试验的精确度,提出分层建模法,该方法对岩石或岩体关注区域采用小尺寸颗粒进行精细化模拟,外侧非重点关注... 详细信息

离散元分析方法是研究岩石力学行为、完善岩石力学基础理论的重要工具之一,为提高颗粒离散元法模拟室内岩石力学及大规模工程尺度试验的精确度,提出分层建模法,该方法对岩石或岩体关注区域采用小尺寸颗粒进行精细化模拟,外侧非重点关注区域采用大尺寸颗粒建模以扩大计算区域.采用分层建模法进行单轴压缩、巴西劈裂试验并与常规建模计算结果进行对比,初步验证了分层建模法模拟室内力学试验的可行性.研究结果表明:分层建模法与常规建模一样受颗粒尺寸效应影响,但可以减少颗粒流模型中的颗粒数量,计算效率提高50%以上;分层模型的单轴抗压强度和起裂应力分别与外层对应的常规模型相比,最多仅减小2.7%和1.9%,匹配单轴抗压强度时可先以外层材料常规模型作参照,单轴抗压强度和起裂应力的变异系数(coefficient of variation,COV)普遍大于常规模型,但依然在2%的可接受范围内;分层模型中粒径分布的不均匀性对模型弹性阶段的变形性质影响较小,分层模型的弹性模量与外层对应的常规模型相比减小1.3%~2.3%;分层模型的巴西劈裂抗拉强度与外层对应的常规模型增大了1.32%~2.35%,宏观破裂特征与小粒径常规模型相似,但在加载板附近有更多的裂纹.

关键词：分层建模法离散元颗粒尺寸三维建模

基于拓扑篡改的电力市场虚假数据注入攻击方案

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电力自动化设备 2021年第11期41卷 147-152页

作者：王胜锋丁洲吴劲松邱爱兵南通大学电气工程学院江苏南通226019

从攻击者的角度出发,在直流状态估计框架下提出了一种基于拓扑篡改的虚假数据注入攻击(FDIA)方案。首先,通过分析攻击后由网络拓扑处理器计算所得拓扑结构与传感器测量结果的一致性以及对比攻击前、后的残差,给出可以躲避拓扑误差处理... 详细信息

从攻击者的角度出发,在直流状态估计框架下提出了一种基于拓扑篡改的虚假数据注入攻击(FDIA)方案。首先,通过分析攻击后由网络拓扑处理器计算所得拓扑结构与传感器测量结果的一致性以及对比攻击前、后的残差,给出可以躲避拓扑误差处理检测以及残差检测的隐蔽攻击定义;然后,基于上述定义以及攻击向量列空间的隐蔽条件,提出一种FDIA方案,通过求解凸规划问题实现在保证隐蔽性的同时获得最大发电收益;最后,基于标准IEEE 9节点及14节点系统对所提方案的有效性进行验证。结果表明,与现有FDIA方案相比,所提将拓扑篡改与FDIA相结合的攻击方案具有更强的隐蔽性且获利更大。

关键词：虚假数据注入攻击网络拓扑拓扑篡改电力市场状态估计

富血小板纤维蛋白联合姜黄素纳米颗粒水凝胶促糖尿病小鼠创面愈合

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中国组织工程研究 2022年第27期26卷 4300-4307页

作者：吴海能耿康王静熊爱兵西南医科大学附属医院整形烧伤外科国家临床重点建设专科四川省泸州市646000 西南医科大学附属医院肿瘤科四川省泸州市646000

背景:糖尿病难愈性创面目前仍缺乏十分理想的治疗手段,探索促进糖尿病创面愈合的方法意义重大。目的:观察富血小板纤维蛋白联合姜黄素纳米颗粒水凝胶对糖尿病小鼠创面愈合的影响。方法:分别制备富血小板纤维蛋白与姜黄素纳米颗粒水凝胶... 详细信息

背景:糖尿病难愈性创面目前仍缺乏十分理想的治疗手段,探索促进糖尿病创面愈合的方法意义重大。目的:观察富血小板纤维蛋白联合姜黄素纳米颗粒水凝胶对糖尿病小鼠创面愈合的影响。方法:分别制备富血小板纤维蛋白与姜黄素纳米颗粒水凝胶。从100只成年C57BL/6J小鼠中随机取20只作为正常对照(A组),另外80只建立糖尿病模型。在建模成功的72只小鼠背部制作直径1 cm的圆形全层皮肤损伤创面,随机分4组处理:B组涂抹生理盐水,C组涂抹富血小板纤维蛋白与游离姜黄素溶液,D组涂抹富血小板纤维蛋白与姜黄素纳米颗粒溶液,E组涂抹富血小板纤维蛋白与姜黄素纳米颗粒水凝胶,每组18只。A组小鼠背部制作直径1 cm的圆形全层皮肤损伤创面,涂抹生理盐水。于创面造模当日即开始给药,之后隔日分别给予上述对应药物,直至伤后12 d。处理后第3,9,12天,观察创面愈合及创缘组织病理组织学变化。结果与结论:①处理后第12天,A、C、D、E组创面基本愈合完全,B组创面未完全愈合,E组创面愈合率高于B、C、D组(P<0.05);②处理后第3天苏木精-伊红染色显示,E组创面愈合情况好于B、C、D组,炎细胞浸润及肉芽成熟度最接近A组;③免疫组化染色显示,E组处理后第3天的创面Ly6G^(+)细胞平均数量低于B、C组(P<0.001),E组处理后第9天的创面F4/80+细胞平均数量低于B、C、D组(P<0.001);E组处理后第12天的创面CD31^(+)细胞数量高于B、C、D组(P<0.01);④处理后第9天的免疫荧光染色显示,E组创面M2型巨噬细胞数量高于B、C、D组(P<0.01),M1型巨噬细胞数量低于B、C、D组(P<0.001);⑤处理后第12天的Masson染色显示,A、C、D、E组可见大量排列整齐、分布均匀致密的胶原纤维,其中A、E组胶原数量更多、染色更深;B组胶原纤维排列疏松,分布不均匀,颜色淡染,数量较少;⑥结果说明,富血小板纤维蛋白联合姜黄素纳米颗粒水凝胶可以改善糖尿病创面炎症环境,促进糖尿病小鼠创面愈合。

关键词：富血小板纤维蛋白姜黄素纳米颗粒水凝胶糖尿病创面炎症

加载速率影响下板裂化脆性岩石失稳破坏试验研究

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岩土工程学报 2024年第6期46卷 1215-1225页

作者：金爱兵陈龙吴顺川郭沛孙贝贝北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 中铁开发投资集团有限公司云南昆明650500 昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室北京102211

深部脆性岩体开挖常发生板裂破坏,并可能进一步发生片帮剥落、岩爆等工程灾害,严重威胁深埋隧(巷)道施工安全。在深部岩体工程中,受构造应力、开挖条件和工程扰动等因素的影响,岩体开挖后应力重分布的速率、来压快慢均存在差别。为探究... 详细信息

深部脆性岩体开挖常发生板裂破坏,并可能进一步发生片帮剥落、岩爆等工程灾害,严重威胁深埋隧(巷)道施工安全。在深部岩体工程中,受构造应力、开挖条件和工程扰动等因素的影响,岩体开挖后应力重分布的速率、来压快慢均存在差别。为探究加载速率对板裂围岩失稳破坏的影响,采用脆性岩石加工成的板裂试样进行单侧限单轴压缩试验,对不同加载速率下试样宏观破裂、强度特性、声发射(AE)特征以及能量机制进行综合研究。结果表明:(1)低加载速率下试样发生大块剥落,整体失稳并发生分离,高加载速率下试样未发生大块分离,但有小块动力弹射现象;(2)低频、高幅信号的增多及b值的变化表明试样产生了突发式的裂纹失稳扩展,且这个过程中大小尺度破裂不断交替产生;(3)在平稳加载阶段,高加载速率使试样AE活动更加剧烈,而临近失稳及失稳破坏阶段则相反,且低加载速率下低频信号、大尺度破裂事件占比更大。因不同开挖方案、施工方法导致的围岩应力重布快慢差异,在工程上会导致围岩发生板裂后,进一步诱发不同模式破坏。

关键词：板裂声发射脆性岩石参数分析破坏模式

金刚石与钛间原子热压扩散行为的分子动力学模拟

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稀有金属材料与工程 2022年第1期51卷 159-165页

作者：袁建东于爱兵邹翩赵硕李毅吴其亮宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211

应用分子动力学方法模拟了金刚石与钛在热压扩散过程中的原子扩散行为,模拟了不同扩散温度下金刚石与钛界面的原子扩散过程,得到了界面的原子浓度分布、扩散速度以及模拟扩散系数值;采用热压扩散法在金刚石表面镀覆钛层并测量界面的扩... 详细信息

应用分子动力学方法模拟了金刚石与钛在热压扩散过程中的原子扩散行为,模拟了不同扩散温度下金刚石与钛界面的原子扩散过程,得到了界面的原子浓度分布、扩散速度以及模拟扩散系数值;采用热压扩散法在金刚石表面镀覆钛层并测量界面的扩散带宽度。研究结果表明:在热压扩散过程中,C原子的扩散速度大于Ti原子;随着扩散温度的升高,原子存在低速和快速2个扩散阶段。通过热压扩散的分子动力学模拟对模拟的扩散系数进行数据拟合,能够确定C和Ti原子的扩散因子和扩散激活能,从而简单、有效地确定原子的扩散系数计算公式。金刚石与钛扩散带宽度的计算值与实测值相近,应用分子动力学方法获得的原子扩散系数公式是可行的。

关键词：分子动力学热压扩散金刚石钛

无底柱分段崩落法不同放矿方式下崩矿步距研究

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中南大学学报（自然科学版） 2017年第11期48卷 3038-3044页

作者：金爱兵孙浩孟新秋高永涛吴琼张光北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

以梅山铁矿为研究对象,在分段高度×进路间距为18 m×20 m的大结构参数下,设置不同的步距,分别采用无贫化放矿、低贫化放矿和现行截止品位放矿3种方式进行相似材料模拟实验。结合PFC2D数值模拟,分别从正面和侧面2个方向对矿石回收及废... 详细信息

以梅山铁矿为研究对象,在分段高度×进路间距为18 m×20 m的大结构参数下,设置不同的步距,分别采用无贫化放矿、低贫化放矿和现行截止品位放矿3种方式进行相似材料模拟实验。结合PFC2D数值模拟,分别从正面和侧面2个方向对矿石回收及废石混入进行模拟分析。研究结果表明:无贫化放矿、低贫化放矿和截止品位放矿3种出矿方式的最优崩矿步距分别为4.5,3.8和3.8 m。无贫化放矿方式基本不破坏矿岩界面的完整性,减少矿岩的混杂机会,因而能最大限度地降低贫化;不同的放矿方式有不同最优放矿步距,当终止出矿时,步距较大,则混入废石主要来源于上部,正面残留较多;当步距较小时,正面废石会过早混入,整体回收率低;当步距适中时,正面废石和上部废石同时混入,回收效果较好。

关键词：无底柱分段崩落放矿方式崩矿步距相似材料模拟数值模拟

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三模块超大型浮体锚泊系统受力分析

中国造船 2020年第4期61卷 105-114页

作者：倪歆韵吴波丁爱兵丁军程小明俞俊中国船舶科学研究中心无锡214082 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

采用锚泊系统时域耦合分析方法,基于频域计算结果建立计算模型,对三模块超大型浮体的运动和锚泊系统张力特性进行计算和分析。分析结果表明,海况的剧烈程度对浮体的运动响应产生明显的影响;在横浪状况下,浮体第二个模块两端的系泊缆承... 详细信息

采用锚泊系统时域耦合分析方法,基于频域计算结果建立计算模型,对三模块超大型浮体的运动和锚泊系统张力特性进行计算和分析。分析结果表明,海况的剧烈程度对浮体的运动响应产生明显的影响;在横浪状况下,浮体第二个模块两端的系泊缆承受了最大的张力,这一现象从张力有义值和最大值的统计上都得到了验证;在斜浪状况下,虽然海况依旧比较剧烈,但由于浪向的作用,整体上每根系泊缆承受的张力明显降低。

关键词：超大型浮体运动响应锚泊系统张力

基于SWMM模型的LID措施年SS总量去除率计算

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水资源保护 2018年第5期34卷 9-12,49页

作者：吴海春胡爱兵任心欣深圳市城市规划设计研究院有限公司广东深圳518000

由于SWMM(storm water management model)模型在进行污染物模拟时并未考虑LID(low impact development)措施的净化作用,致使计算年SS总量去除率时存在较大误差,为弥补该误差,本研究提出了一种基于SWMM模型并考虑LID措施净化作用的年SS... 详细信息

由于SWMM(storm water management model)模型在进行污染物模拟时并未考虑LID(low impact development)措施的净化作用,致使计算年SS总量去除率时存在较大误差,为弥补该误差,本研究提出了一种基于SWMM模型并考虑LID措施净化作用的年SS总量去除率值计算方法。以深圳市玉田河流域为例,构建SWMM模型,结果表明,年SS总量去除率值不考虑LID措施净化作用时为23. 2%,考虑LID措施净化作用时为30. 1%,后者为前者的1. 3倍。同时论述了年径流总量控制率和年SS总量去除率的概念差异,指出两者之间并无确定比例关系。因为LID主要截留初期中小降雨,在考虑初期雨水冲刷效应的情况下,典型地块年SS总量去除率值可能大于年径流总量控制率值。

关键词： LID措施 SWMM模型净化作用年SS总量去除率年径流总量控制率

基于等效岩体技术的节理参数对岩体强度影响性研究

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中国矿业大学学报 2018年第5期47卷 979-986页

作者：杨忠民高永涛吴顺川成子桥金爱兵北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 中电建路桥集团有限公司北京100048

岩体中节理赋存位置隐蔽,参数获取难度大,研究不同节理参数变化对岩体强度的影响,有利于在节理测量中有针对性地提高测量精度,并找出对岩体强度弱化最明显的参数.基于等效岩体技术,研究了云南省光山1号隧道岩体节理离散裂隙网络(DFN)参... 详细信息

岩体中节理赋存位置隐蔽,参数获取难度大,研究不同节理参数变化对岩体强度的影响,有利于在节理测量中有针对性地提高测量精度,并找出对岩体强度弱化最明显的参数.基于等效岩体技术,研究了云南省光山1号隧道岩体节理离散裂隙网络(DFN)参数倾角均值、倾角标准差、节理尺寸、节理尺寸分布幂和节理密度对岩体表征单元(REV)单轴抗压强度的影响,分析了岩体强度对各参数的敏感性.研究结果表明:岩体强度对倾角均值有最大的敏感性,因此在节理测量中需重点加强对倾角的勘查;节理密度增大对岩体强度的弱化作用最明显,因此,当节理密度增大时,需及时调整施工方案并提高支护强度.该研究为节理勘查重点提供了参考,也为节理参数变化时隧道稳定性的快速预测提供了依据.

关键词：离散裂隙网络岩体表征单元岩体强度敏感性分析