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某土工膜防渗土石坝渗漏险情成因分析

水电能源科学 2024年第2期42卷 134-137,201页

作者：刘欣怡李卓蒋景东姜鑫方艺翔南京水利科学研究院大坝安全与管理研究所江苏南京210029 水利部大坝安全管理中心江苏南京210029 河海大学水利水电学院江苏南京210098

随着土工膜广泛应用于水库大坝防渗,土工膜缺陷引起的大坝渗漏问题严重威胁着水库大坝安全和工程效益发挥。针对某土工膜防渗调蓄水库主坝渗漏问题,建立有限元计算模型,计算了土工膜缺陷位置、尺寸对主坝浸润线、渗流场位势等渗流特性... 详细信息

随着土工膜广泛应用于水库大坝防渗,土工膜缺陷引起的大坝渗漏问题严重威胁着水库大坝安全和工程效益发挥。针对某土工膜防渗调蓄水库主坝渗漏问题,建立有限元计算模型,计算了土工膜缺陷位置、尺寸对主坝浸润线、渗流场位势等渗流特性的影响,分析了渗漏成因,并结合高密度电法、安全监测资料、补充地勘资料进行验证。结果表明,渗漏原因为主坝坝体填土压实度较低、部分具有湿陷性导致主坝沉降量大引起坝坡土工膜受拉破坏;随着土工膜缺陷位置上移,浸润线高程先增大后减小,且局部有凸起现象;膜后消杀水头随土工膜缺陷尺寸增大而缓慢减小,随缺陷位置上移先基本不变后显著增大;桩号0+070断面上游坝坡与库底交界处上方附近、桩号0+270断面上游马道附近土工膜发生破损。研究结果可为同类工程病险诊断、设计和运行管理提供参考。

关键词：水库大坝土工膜缺陷渗漏数值模拟高密度电法

基于元学习和密集残差注意力的遥感图像任意尺度超分辨率重建

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遥感学报 2024年第7期28卷 1735-1745页

作者：魏小源孟钢张浩鹏姜志国北京航空航天大学宇航学院北京102206 北京市遥感信息研究所北京100192

超分辨率重建技术在卫星遥感图像信息智能处理领域中有重要的应用。现有面向遥感图像超分辨率重建的深度学习方法大多只能处理一种比例因子的超分辨率重建任务,在多尺度层面上缺少泛化性,难以满足真实遥感图像多倍率连续放大的超分辨率... 详细信息

超分辨率重建技术在卫星遥感图像信息智能处理领域中有重要的应用。现有面向遥感图像超分辨率重建的深度学习方法大多只能处理一种比例因子的超分辨率重建任务,在多尺度层面上缺少泛化性,难以满足真实遥感图像多倍率连续放大的超分辨率重建任务需求。为解决遥感图像超分辨率重建过程中的多尺度放大问题,本文采用元学习的方法,在构建单一自适应模型的基础上实现对遥感图像的任意尺度超分辨率重建,提升遥感图像的空间分辨率,利用密集残差网络和通道注意力机制重建遥感图像中地物纹理、目标边缘等丰富细节信息。在真实遥感图像上的定量实验表明,本文所提方法重建结果的峰值信噪比能达到40 dB以上,同时在多种数据上的定量和定性实验结果证明了本文方法的有效性。

关键词：超分辨率重建遥感图像任意尺度元学习密集残差网络通道注意力机制

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双轮支柱式起落架刹车振动分析与减振优化

振动与冲击 2024年第5期43卷 328-337页

作者：蒋伟张明胡晓航朱鑫唐立明南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016 南京航空航天大学航空学院南京210016

以某型双轮支柱式起落架为研究对象,对飞机刹车诱导低频振动问题进行了研究,首先建立了完备的飞机着陆刹车滑跑整机六自由度数学模型,并在Simulnk中完成模型的搭建,用以分析了刹车控制律的部分参数对抖振的影响。其次,以轮轴中心航向加... 详细信息

以某型双轮支柱式起落架为研究对象,对飞机刹车诱导低频振动问题进行了研究,首先建立了完备的飞机着陆刹车滑跑整机六自由度数学模型,并在Simulnk中完成模型的搭建,用以分析了刹车控制律的部分参数对抖振的影响。其次,以轮轴中心航向加速度的RMS值作为振动量化指标,与结合系数效率一同设置为优化目标,基于NSGA-Ⅱ算法对液压刹车控制系统参数进行多目标优化设计,得到了优化变量的parato最优前沿面和TOpSIS方法折衷最优解。最后,根据得到的优化设计方案对比分析优化前后的轮轴中心振动响应,并设置多组仿真工况检验了优化方案对不同着陆环境的适应性。结果显示优化后的起落架轮轴中心加速度Rms值最大降幅能达到14.53%,结合系数效率最大增幅为3.65%,表明所提出的起落架减振优化设计方法具有良好的实现性。

关键词：飞机刹车系统起落架抖振多目标遗传优化数学模型刹车诱导振动

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生物质能与冷热电气联产耦合系统研究进展

农业工程学报 2024年第4期40卷 14-28页

作者：张东姜钰湛李浩然柏建华张瑞兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730000 甘肃省太阳能与生物质互补多联供系统重点实验室兰州730000 甘肃电力科学研究院技术中心有限公司兰州730000

当前冷热电联产系统广泛与生物质气化、生物质厌氧发酵、生物质直燃等生物质能利用技术相耦合。合理耦合后不仅能发挥生物质资源储量大、分布广、可再生、低污染、利用方式多样等优点,更因生物质资源相较太阳能、风能等独有的可运输、... 详细信息

当前冷热电联产系统广泛与生物质气化、生物质厌氧发酵、生物质直燃等生物质能利用技术相耦合。合理耦合后不仅能发挥生物质资源储量大、分布广、可再生、低污染、利用方式多样等优点,更因生物质资源相较太阳能、风能等独有的可运输、可储存特点,可轻松实现冷热电的高效稳定输出,克服当前太阳能、风能等可再生能源利用时,由于可再生能源自身固有的时间不稳定性、空间不稳定性所带来的系统稳定性差的问题。凭借高能源利用率、低污染、运行稳定等优点,将生物质能利用技术与冷热电联产系统耦合越来越受到研究人员的青睐。该文综述了耦合生物质资源能源化利用的冷热电气联产系统的发展基础、系统集成、系统运行模式、系统多维评价及系统优化,结合当前研究现状,从多方面预测了相关系统的发展方向,为相关系统的推广与发展提供参考。

关键词：生物质再生能源优化系统集成冷热电联产

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射流撞击式低压喷头设计与水力性能试验

农业工程学报 2024年第6期40卷 220-227页

作者：王子鑫蒋跃潘绪伟王莉莎江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

为分散喷头主射流,提高喷头的喷洒均匀度,使喷头适用于农业低压喷灌,该研究结合射流与撞击流提出了一种射流撞击式旋转喷头。首先对比了射流撞击喷头与射流不撞击喷头的水力性能,通过正交试验分析了各结构参数值对射程和组合均匀系数的... 详细信息

为分散喷头主射流,提高喷头的喷洒均匀度,使喷头适用于农业低压喷灌,该研究结合射流与撞击流提出了一种射流撞击式旋转喷头。首先对比了射流撞击喷头与射流不撞击喷头的水力性能,通过正交试验分析了各结构参数值对射程和组合均匀系数的影响,得到副喷嘴结构优化参数,最后将优化后的射流撞击喷头与改进前的传统15py2喷头进行水力性能及水滴粒径分布对比。研究结果表明,射流撞击使射程末端水量高点降低,同时射程得到提升,射程平均提升4.39%,在相同压力及组合间距下覆盖范围更大。影响喷头工作性能的结构参数依次为副喷管长度、副喷嘴进口锥角、副喷管内径、副喷嘴仰角,而副喷嘴仰角对射程与组合均匀系数影响最大,15型射流撞击喷头最佳结构参数组合为:副喷管长度20 mm、副喷嘴进口锥角55°、副喷管内径6 mm、副喷嘴仰角33°。射流撞击喷头在压力150~300 kpa下组合均匀系数和综合评分均高过传统15py2喷头,组合均匀系数平均提升4.84%,综合性能平均提升4%,证明了射流撞击应用于旋转式喷头具有优势。在射程前中段,150和250 kpa下射流撞击喷头水滴直径更大;在射程后段,150 kpa下射流撞击喷头水滴直径更大,但在250 kpa下水滴直径更小。研究所得到的喷头结构及结论可为后续研究射流撞击对水力性能的影响提供参考。

关键词：灌溉喷嘴水力性能射流撞击正交试验

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路面谱随机激励下的轮式发射系统动力学建模与仿真

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Acta Mechanica Sinica 2024年第5期40卷 161-174页

作者：伍根洋芮筱亭王国平江民王勋 Institute of Launch Dynamics Nanjing University of Science and Technology Nanjing China National Key Laboratory of Complex Multibody System Dynamics Nanjing China

轮式发射系统行驶动力学建模与仿真是其动力学性能和试验设计的前提和基础,日益提高的轮式发射系统动态性能迫切需要一种快速高效的大型多体系统动力学计算方法。本文采用多体系统传递矩阵法建立了轮式发射系统的动力学模型,给出了相应... 详细信息

轮式发射系统行驶动力学建模与仿真是其动力学性能和试验设计的前提和基础,日益提高的轮式发射系统动态性能迫切需要一种快速高效的大型多体系统动力学计算方法。本文采用多体系统传递矩阵法建立了轮式发射系统的动力学模型,给出了相应的拓扑图和动力学方程,此外,通过快速傅里叶逆变换重构了平行车轮的路面不平度,结合蒙特卡罗方法对随机路面激励下轮式发射系统的动力学特性进行了模拟和讨论分析结果表明,随着路面不平度级别和行驶速度的增加,轮式发射系统的振动加速度幅值越大,在正常车速下,路面激励对车体的影响远大于车速。模态试验和行驶试验验证了动力学建模和仿真的正确性本文可拓展到其他包含概率不确定性的多体系统动力学建模和分析.

关键词：路面不平度行驶速度多体系统动力学加速度幅值路面激励行驶试验随机激励路面谱

Verhulst反函数预测模型的改进及滑坡时间概率预测

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地球科学 2024年第5期49卷 1692-1705页

作者：陈铭熙陶培捷周创兵姜清辉广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

滑坡时间预测是滑坡灾害防治的重要组成部分,但由于滑坡演化存在不确定性,准确预测滑坡的发生极为困难.Verhulst反函数模型是一种常用的滑坡时间预测模型,但其存在计算起始时刻选择不当会造成监测数据拟合质量差和预测精度低的问题.针... 详细信息

滑坡时间预测是滑坡灾害防治的重要组成部分,但由于滑坡演化存在不确定性,准确预测滑坡的发生极为困难.Verhulst反函数模型是一种常用的滑坡时间预测模型,但其存在计算起始时刻选择不当会造成监测数据拟合质量差和预测精度低的问题.针对这一不足,提出了一种改进的Verhulst反函数模型(MVIF模型),并进行近实时概率预测分析.结果表明:(1)MVIF模型改善了原模型对计算起始时刻选择苛刻的问题;(2)MVIF模型预测精度较高,在滑坡进入中等加速变形阶段之后可进行可靠的预测;(3)预测滑坡时间与破坏概率结合提供了一种新的滑坡预报准则.该研究可为蠕滑型滑坡的预警预报提供有价值的参考.

关键词：滑坡滑坡时间预测 Verhulst反函数模型模型改进概率分析预测决策灾害

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螺旋桨多设计点气动优化方法和变桨距角策略

航空学报 2024年第9期45卷 92-105页

作者：王海峰刘坤澎江泓鑫杜晨曦西北工业大学航空学院西安710072 中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900

高空太阳能无人机(UAV)在起飞爬升阶段飞行速度慢,爬升率低,爬升时间很长,需要螺旋桨提供大拉力以实现快速爬升,但低空空气密度大,螺旋桨处于小转速、大扭矩状态。在20 km高空飞行阶段,空气密度只有地面的1/14,要求螺旋桨处于高转速、... 详细信息

高空太阳能无人机(UAV)在起飞爬升阶段飞行速度慢,爬升率低,爬升时间很长,需要螺旋桨提供大拉力以实现快速爬升,但低空空气密度大,螺旋桨处于小转速、大扭矩状态。在20 km高空飞行阶段,空气密度只有地面的1/14,要求螺旋桨处于高转速、高效率状态。受动力系统的功率限制,定桨距螺旋桨无法匹配这2种状态,需要采用变桨距技术,实现低空的小桨距、低转速、大拉力构型,高空的大桨距、高转速、高效率构型。提出了一种满足多设计点螺旋桨气动外形优化方法和多工况变桨距角策略。建立了基于片条理论的螺旋桨多设计点气动外形优化模型,实现了螺旋桨各剖面弦长和扭转角分布等外形参数优化;在此模型上加入了考虑桨距角变化的快速气动计算模型,实现了多工况下变桨距角策略。通过对比定桨距和变桨距下的螺旋桨气动性能,结果表明,基于螺旋桨多设计点气动外形优化模型设计的螺旋桨在高空多设计点效率均在80%以上,有利于太阳能无人机的长时间飞行;考虑变桨距优化策略的螺旋桨,在起飞爬升工况拉力最高提升78.42%,可以提供更大的爬升率,有利于太阳能无人机在起飞时快速通过对流层到达高空设计点飞行。

关键词：螺旋桨片条理论多设计点太阳能无人机气动优化变桨距角优化策略

棘突间固定辅助内镜下椎间融合治疗重度腰椎管狭窄症的有限元分析

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中国组织工程研究 2024年第24期28卷 3789-3795页

作者：刘江张晗硕丁逸苇蒋强李土胜黄杰杨广南丁宇安徽医科大学海军临床学院北京市100048 安徽医科大学第五临床医学院安徽省合肥市230032 解放军总医院第六医学中心中医医学部骨伤科北京市100048 北京航天航空大学生物与医学工程学院北京市100191

背景:在临床应用中,不附加椎间融合的单纯棘突间固定与椎弓根钉棒融合内固定具有相似固定效果,且可有效降低责任节段活动度及关节突应力,但单纯放置新型棘突间融合固定装置BacFuse后,棘突根部应力较为集中,易发生棘突骨折,若在置入椎间... 详细信息

背景:在临床应用中,不附加椎间融合的单纯棘突间固定与椎弓根钉棒融合内固定具有相似固定效果,且可有效降低责任节段活动度及关节突应力,但单纯放置新型棘突间融合固定装置BacFuse后,棘突根部应力较为集中,易发生棘突骨折,若在置入椎间融合器的同时联合棘突间固定,理论上可以分散Von Mises应力,降低棘突骨折风险,但其在有限元仿真模拟下具体的生物力学情况鲜有报道。目的:观察棘突间固定辅助内镜下椎间融合治疗重度腰椎管狭窄症的生物力学稳定性。方法:取一位26岁成年男性志愿者的腰椎CT资料,排除脊柱病变,并使用Mimics、Geomagic、Solidworks、ANSyS等软件构建腰椎L_(4)-L_(5)节段的正常有限元模型M0,在M0的基础上分别建立内镜减压联合椎间融合术后即时模型M1、内镜减压置入棘突间固定装置(BacFuse)模型M2和棘突间固定(BacFuse)辅助内镜下椎间融合模型M3,在4组模型的L_(4)椎体上表面施以相同应力,在L_(5)椎体下表面采用固定支撑,并分析在前屈、后伸、左/右弯、左/右旋转等6种工况下的活动度和终板下骨、椎体后方韧带复合体Von Mises应力极值。结果与结论:①与模型M0相比,在6种工况下模型M1活动度值大幅增加,模型M2、M3的活动度大幅减小;②与模型M0相比,在6种工况下模型M1椎体最大应力无明显变化,模型M2椎体后方韧带复合体最大应力大幅增加;③与模型M1相比,模型M3在6种工况下椎体后方韧带复合体最大应力无明显变化;与M2模型相比,模型M3在椎体后方韧带复合体最大应力大幅减小;④与模型M0相比,模型M1的L_(4)和L_(5)终板下骨Von Mises应力极值均有明显增高;模型M2、M3的L_(4)和L_(5)终板下骨Von Mises应力极值略微降低;与模型M1相比,模型M2、M3的L_(4)和L_(5)终板下骨Von Mises应力极值明显降低;⑤提示BacFuse的置入能有效降低单纯椎间融合术中的终板下骨应力,降低融合器沉降及减压侧小关节骨折的风险,为椎间融合提供良好的稳定环境;椎间融合器的放置能减低棘突根部的应力,有利于降低棘突根部骨折的风险。

关键词：重度腰椎管狭窄症脊柱内镜棘突间固定椎间融合生物力学有限元分析