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煤矿地面环境与荷载耦合作用下RC柱受压性能

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中国公路学报 2024年第4期37卷 263-273页

作者：李生元吕恒林吴元周周淑春彭浩孙呈凯中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 江苏建筑职业技术学院江苏建筑节能与建造技术协同创新中心江苏徐州221116

为了研究煤矿地面环境与荷载耦合作用下钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)柱的受压性能,设计制作了14根大偏压RC柱试件,对试件分别进行了0、2、4、6、8、10、12个试验周期的煤矿地面环境与荷载耦合作用,分析了大偏压RC柱在煤矿地面环... 详细信息

为了研究煤矿地面环境与荷载耦合作用下钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)柱的受压性能,设计制作了14根大偏压RC柱试件,对试件分别进行了0、2、4、6、8、10、12个试验周期的煤矿地面环境与荷载耦合作用,分析了大偏压RC柱在煤矿地面环境与荷载耦合作用下混凝土和钢筋的材料性能退化规律,探究了混凝土和钢筋的材料性能退化对柱受压性能的影响,给出了中、美、欧规范中煤矿地面环境与荷载耦合作用下矩形截面大偏心受压柱承载力计算的修正公式。研究结果表明:相比于单一的荷载作用,煤矿地面环境与荷载的耦合作用加剧了大偏压RC柱中混凝土和钢筋材料性能的退化;随着煤矿地面环境与荷载耦合作用时间的增加,大偏压RC柱混凝土的中性化深度线性增加但抗压强度逐渐降低,同时纵筋锈蚀率逐渐增加但屈服强度和极限强度线性降低,且纵筋屈服强度与锈蚀率呈负相关;煤矿地面环境与荷载耦合作用后RC大偏压柱承载力随作用时间的增加而降低,且屈服荷载和极限荷载均随纵筋锈蚀率增加而降低,通过引入煤矿地面环境与荷载耦合作用后混凝土和钢筋材料强度的退化系数,可以有效地修正中、美、欧规范中矩形截面大偏心受压柱承载力计算公式。

关键词：桥梁工程承载力计算方法试验研究 RC柱受压性能煤矿地面环境与荷载耦合作用

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东沙海域上坡波导声传播实验及其特性分析

声学学报 2024年第4期49卷 835-843页

作者：张海刚谢金怀王笑寒马志康哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对上坡波导环境对水声传播的影响,在东沙海域开展海上声传播实验,观测到了斜坡顶端声能量急剧下降的现象。通过建立实际波导环境模型,利用抛物方程理论计算声传播损失,验证了斜坡环境对声传播的影响,并利用射线方法对声能量急剧下降... 详细信息

针对上坡波导环境对水声传播的影响,在东沙海域开展海上声传播实验,观测到了斜坡顶端声能量急剧下降的现象。通过建立实际波导环境模型,利用抛物方程理论计算声传播损失,验证了斜坡环境对声传播的影响,并利用射线方法对声能量急剧下降机理进行了讨论和分析。结果表明:声波在声速负梯度环境上坡传播过程中,受声源深度、斜坡坡度、斜坡水平距离和海底声速的综合影响,有效传播至斜坡顶端的声能存在显著差异。声源深度越浅、斜坡坡度越大、海底纵波声速越低,传播至斜坡顶端的声能量越弱;此外,与水平波导相比,斜坡波导的水平距离增加同样会加剧声能的衰减。

关键词：东沙海域声传播上坡传播斜坡地形

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基于钻孔成像的结构面智能化识别系统

采矿与安全工程学报 2024年第4期41卷 720-729页

作者：刘灿灿郑西贵王术龙王济宇李鹏郭晓玮许文杰中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 上海大屯能源股份有限公司生产技术部江苏徐州221600

巷道顶板岩层裂隙分布特征是影响安全开采的重要因素,目前钻孔成像法是裂隙探测的主要方法,但钻孔成像法缺乏裂隙智能识别系统,传统人工观察法速度慢,只能定性分析裂隙特征。针对上述问题,在多个矿区进行钻孔成像,形成丰富的岩层裂隙识... 详细信息

巷道顶板岩层裂隙分布特征是影响安全开采的重要因素,目前钻孔成像法是裂隙探测的主要方法,但钻孔成像法缺乏裂隙智能识别系统,传统人工观察法速度慢,只能定性分析裂隙特征。针对上述问题,在多个矿区进行钻孔成像,形成丰富的岩层裂隙识别数据库,并将数据库分为训练集和测试集。基于卷积神经网络搭建结构面识别网络,网络(1)训练时的像素类别分为背景像素、结构面像素和干扰像素;网络(2)训练时的像素类型分为背景像素和结构面像素。提出裂隙区划分方法,设计裂隙区内结构面数量自动计算程序,优化传统的霍夫变换算法,可实现裂隙区内多个结构面准确识别,并开发结构面参数自动输出程序。研究结果表明:将干扰像素划分为一种类别可以有效改善结构面识别效果。网络(1)对结构面的识别率为76.70%,通过开发的程序使得识别率达到90.20%。对于结构面的起点和终点位置预测误差主要集中在5 mm内,倾向预测误差主要集中于20°范围内,倾角预测误差主要集中于10°范围内,裂隙宽度的平均误差为5.07 mm。该研究工作促使钻孔成像技术由人工观察的定性分析向智能化的定量分析转变,为煤矿智能化发展提供了重要的地质保障技术。

关键词：煤矿智能化安全开采结构面钻孔成像卷积神经网络图像识别

氨基甲酸乙酯水解酶可溶性表达及其酶学性质研究

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食品与发酵工业 2024年第3期50卷 59-66页

作者：刘凤松李亚杰李亚贤龙梦飞陆智无限极(中国)有限公司广东广州510405 江南大学生物工程学院江苏无锡214122

氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)是一种主要存在于发酵食品和酒精饮料中对人体有潜在致癌性的有害物质,EC水解酶能够有效地消减EC,但其存在异源表达量较低、乙醇耐受性较差等问题。该研究结合计算机辅助改造与基于机器学习的融合标签... 详细信息

氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)是一种主要存在于发酵食品和酒精饮料中对人体有潜在致癌性的有害物质,EC水解酶能够有效地消减EC,但其存在异源表达量较低、乙醇耐受性较差等问题。该研究结合计算机辅助改造与基于机器学习的融合标签设计等手段对赖氨酸芽孢杆菌来源的EC水解酶进行改造及优化。首先利用PROSS计算程序改造EC水解酶提高其乙醇耐受性,其次基于支持向量机回归的机器学习模型设计促溶标签提高其可溶性表达。基于PROSS筛选获得了组合突变体S21E/H197Y/Q328C/P348I(EC4),其酶活力相较于野生型提高了1.55倍,20%(体积分数)乙醇条件下的相对酶活力较野生型提高了约2.56倍。进一步筛选了合适的短促溶标签获得可溶性表达提高最多的是SVM1-EC4,其酶活力约为野生型的1.82倍,15%(体积分数)乙醇下的相对酶活力是野生型的3.99倍,且在模拟酒样中水解EC效果是野生型的2.07倍。总之,计算与融合标签相结合对EC水解酶进行改造能够有效地提高其可溶性表达及乙醇耐受性,为其工业应用提供了一定的理论依据和技术基础。

关键词：氨基甲酸乙酯水解酶可溶性表达乙醇耐受性融合标签 PROSS计算机器学习

粤港澳珠三角区域大气复合污染趋势及人群健康效应

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环境科学研究 2024年第6期37卷 1378-1388页

作者：李晨王佳燕赵辉无锡学院电子信息工程学院江苏无锡214063 江苏理工学院资源与环境工程学院江苏常州213001 复旦大学环境科学与工程系上海200438 南京信息工程大学江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室江苏南京210044

准确评估空气污染对健康的风险是当前大气环境领域普遍关注的焦点之一。本文利用2015−2019年粤港澳珠三角区域细颗粒物(PM_(2.5))浓度和臭氧日最大8 h平均浓度(MDA8 O_(3)浓度)的观测数据,研究了其空间分布、变化趋势及对人体健康的影... 详细信息

准确评估空气污染对健康的风险是当前大气环境领域普遍关注的焦点之一。本文利用2015−2019年粤港澳珠三角区域细颗粒物(PM_(2.5))浓度和臭氧日最大8 h平均浓度(MDA8 O_(3)浓度)的观测数据,研究了其空间分布、变化趋势及对人体健康的影响。结果表明:①2015−2019年PM_(2.5)平均浓度呈从西北到东南递减的空间分布特征,而MDA8 O_(3)平均浓度的空间分布则呈从东南向西北递减的特征。PM_(2.5)浓度和MDA8 O_(3)浓度的月变化特征分别呈“V”型和“M”型。与其他研究不同的是,粤港澳珠三角区域MDA8 O_(3)浓度在秋季最高,其次是春季和夏季。②2015−2019年PM_(2.5)年均浓度总体呈下降趋势,年均降速为1.5μg/m^(3),而MDA8 O_(3)年均浓度表现为每年上升2.2μg/m^(3)。空间上,澳门地区、中山、香港地区、佛山和东莞的PM_(2.5)浓度降速较高,而珠海的MDA8 O_(3)浓度升速最高,其次是中山和深圳。③2019年粤港澳珠三角区域因PM_(2.5)长期暴露导致的全因与心血管疾病死亡人数分别为19638人〔95%置信区间(CI):4442~29458人〕与1236人(95%CI:782~1690人),与2015年相比分别下降了29.1%和29.3%;2019年因O_(3)长期暴露引起的全因与心血管疾病死亡人数分别为12769人(95%CI:6449~25280人)与5700人(95%CI:1925~11227人),分别较2015年增加了21.5%与21.3%。研究显示,粤港澳珠三角区域大气PM_(2.5)污染改善所带来的健康风险可能会被O_(3)污染增加导致的健康风险所抵消,因此未来该地区需要特别重视PM_(2.5)和O_(3)的协同控制。

关键词：大气污染 O_(3) PM_(2.5) 健康影响粤港澳珠三角区域

基于格子玻尔兹曼方法的附壁型空化泡演化模拟

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水利水电科技进展 2024年第4期44卷 7-13页

作者：袁浩詹蝶宋翔孙倩重庆交通大学西南水利水运工程科学研究院重庆400074 重庆交通大学河海学院重庆400074

依托热流耦合格子玻尔兹曼方法,探究了壁面润湿性与液相黏滞系数对附壁型空化泡演化的影响,并基于双粒子分布函数的热流耦合伪势LBM空化模型对接触点开展了受力分析。结果表明:对于润湿性壁面,演化过程中动态接触角持续大于平衡态接触角... 详细信息

依托热流耦合格子玻尔兹曼方法,探究了壁面润湿性与液相黏滞系数对附壁型空化泡演化的影响,并基于双粒子分布函数的热流耦合伪势LBM空化模型对接触点开展了受力分析。结果表明:对于润湿性壁面,演化过程中动态接触角持续大于平衡态接触角,导致其产生的非平衡杨氏力在空化泡生长期间产生迟滞效应,而在溃灭期间则加速了接触点的坍缩;对于非润湿性界面,非平衡杨氏力引发的迟滞效应在溃灭初期减缓了空化泡接触点的坍缩,而在最终溃灭阶段由于界面的剧烈形变,非平衡杨氏力加速了接触点坍缩;溃灭时刻微射流体积与平衡态接触角的余弦函数之间存在指数关系;黏滞系数增大会减小微射流体积,同时延长空化泡演化时间。

关键词：附壁型空化泡接触点动力机制壁面润湿性黏滞系数格子玻尔兹曼方法

基于时频分析的SAR目标微波视觉特性智能感知方法与应用

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雷达学报（中英文） 2024年第2期13卷 331-344页

作者：黄钟泠吴冲姚西文王立鹏韩军伟西北工业大学自动化学院西安710072 北京机电工程研究所北京100074

合成孔径雷达(SAR)目标识别智能算法目前仍面临缺少鲁棒性、泛化性和可解释性的挑战,理解SAR目标微波特性并将其结合先进的深度学习算法,实现高效鲁棒的SAR目标识别,是目前领域较为关注的研究重点。SAR目标特性反演方法通常计算复杂度较... 详细信息

合成孔径雷达(SAR)目标识别智能算法目前仍面临缺少鲁棒性、泛化性和可解释性的挑战,理解SAR目标微波特性并将其结合先进的深度学习算法,实现高效鲁棒的SAR目标识别,是目前领域较为关注的研究重点。SAR目标特性反演方法通常计算复杂度较高,难以结合深度神经网络实现端到端的实时预测。为促进SAR目标物理特性在智能识别任务中的应用,发展高效、智能、可解释的微波物理特性感知方法至关重要。该文将高分辨SAR目标的非平稳特性作为一种典型的微波视觉特性,提出一种改进的基于时频分析的目标特性智能感知方法,优化了处理流程和计算效率,使之更适用于SAR目标识别场景,并进一步将其应用到SAR目标智能识别算法中,实现了稳定的性能提升。该方法泛化性强、计算效率高,能得到物理可解释的SAR目标特性分类结果,对目标识别算法的性能提升与属性散射中心模型相当。

关键词：合成孔径雷达(SAR) 目标识别目标特性微波视觉时频分析(TFA)

一种基于动态信息迭代的系统群组维修规划方法

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北京航空航天大学学报 2024年第7期50卷 2104-2112页

作者：杨力陈懿高凯烨马小兵赵宇北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191 北京信息科技大学经济管理学院北京100096

可用度是衡量设备系统服役效能的重要指标,目前大部分面向系统可用度优化的群组维修方法均为静态框架,无法充分利用健康状态信息实时高效调整维修计划。基于此,提出了一种考虑动态信息迭代机制的智能群组维修规划方法。该方法充分兼容... 详细信息

可用度是衡量设备系统服役效能的重要指标,目前大部分面向系统可用度优化的群组维修方法均为静态框架,无法充分利用健康状态信息实时高效调整维修计划。基于此,提出了一种考虑动态信息迭代机制的智能群组维修规划方法。该方法充分兼容突发型和退化型等典型系统故障分布特点,设计耦合预防性计划维修和机会维修的两级群组维修方案,并根据每次成组时的各部件实时状态-年龄信息,迭代更新下一次成组时间和需维修部件序列。针对飞机群组部件的算例验证表明,所提方法相比于传统的静态群组维修,在减少停机次数、提升稳态可用度方面具有显著优势。

关键词：智能维护可用度优化群组维修机会维修动态规划

具有时变输出约束的柔性机翼非线性自适应控制

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控制与决策 2024年第9期39卷 2987-2994页

作者：孟亭亭王久斌崔爔北京科技大学智能科学与技术学院北京科技大学人工智能研究院北京科技大学智能仿生无人系统教育部重点实验室

具有弯曲和扭转变形的柔性翼系统由一个四阶偏微分方程(PDE)与一个二阶常微分方程(ODE)描述,其中各个通道的干扰和参考轨迹来自于一个未知外系统.此时所有干扰和参考轨迹的系数均未知,且由于外系统初值未知,扰动和参考轨迹的时变状态也... 详细信息

具有弯曲和扭转变形的柔性翼系统由一个四阶偏微分方程(PDE)与一个二阶常微分方程(ODE)描述,其中各个通道的干扰和参考轨迹来自于一个未知外系统.此时所有干扰和参考轨迹的系数均未知,且由于外系统初值未知,扰动和参考轨迹的时变状态也未知.首先,将柔性翼系统的鲁棒输出调节问题转化为跟踪误差系统的镇定问题,此时来自于干扰和参考轨迹的时变未知项被进一步转化为未知系数与已知时变信号的组合;然后,提出非线性自适应控制,其中非线性对数项用于保证时变输出约束,自适应律用于估测未知干扰的系数;最后,基于Barrier Lyapunov函数证明闭环系统跟踪误差的收敛性,以及跟踪误差的时变约束特性,通过Matlab数值仿真进一步验证该控制方法的有效性.

关键词：时变约束鲁棒输出调节非线性自适应控制 Barrier Lyapunov函数柔性翼系统渐近稳定