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人工鱼礁群对单桩基础局部冲刷防护效应的试验研究

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 870-876页

作者：龚政王子木靳闯邵杰张茜河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室南京210098 浙江省水利河口研究院杭州310000

为探究人工鱼礁群对单桩基础冲刷的影响,在波流水槽中开展局部冲刷物理模型试验,分析不同波流条件、鱼礁类型、布置方式以及鱼礁群与桩基础距离条件下鱼礁群的自身稳定性及其对桩基的防护效果.结果表明:立方体空心礁相比实心礁具有更好... 详细信息

为探究人工鱼礁群对单桩基础冲刷的影响,在波流水槽中开展局部冲刷物理模型试验,分析不同波流条件、鱼礁类型、布置方式以及鱼礁群与桩基础距离条件下鱼礁群的自身稳定性及其对桩基的防护效果.结果表明:立方体空心礁相比实心礁具有更好的稳定性,交错布置对桩基础冲刷的防护效果优于均匀布置形式;纯流作用下,人工鱼礁群桩基础冲刷深度的削弱效果随流速的增大而减小;波流作用下,空心礁对桩基础冲刷深度的削弱效果更优;2种礁体的不同平面布置形式对桩基础冲刷范围的削弱程度相近;鱼礁群与桩基础前缘距离的改变影响桩基础冲刷深度和冲刷形态.

关键词：人工鱼礁局部冲刷单桩基础冲刷防护

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计及工作点偏移的减载风电系统频率响应模型

电力系统自动化 2024年第16期48卷 79-87页

作者：张龙孙丹张旭年珩浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

随着风电并网容量不断升高,利用减载风电机组参与一次调频对保障系统频率稳定性具有重要意义。然而,风机的工作点会随其转速变化而发生偏移,使得风机的实际一次调频贡献小于期望值。为此,文中首先分析了频率故障后风电机组减载功率跟踪... 详细信息

随着风电并网容量不断升高,利用减载风电机组参与一次调频对保障系统频率稳定性具有重要意义。然而,风机的工作点会随其转速变化而发生偏移,使得风机的实际一次调频贡献小于期望值。为此,文中首先分析了频率故障后风电机组减载功率跟踪控制与综合惯量控制的交互影响,指出了风机工作点偏移导致其调频效果削弱的基本原理。其次,基于风机的转子运动方程推导了风电功频传递函数,建立了计及减载风电机组工作点偏移的系统频率响应模型,并利用最小二乘法对其进行降阶,推导了系统频率最低点的解析式。然后,针对虚拟惯量控制的频率恢复期间引起功率倒流、微分环节放大噪声等缺点,提出利用下垂控制替代综合惯量控制。同时,为使减载风电机组获得期望的调频效果,基于频率最低点和稳态频率指标对风机控制参数进行了修正,提出了两种等效下垂系数的计算方法。最后,在MATLAB/Simulink平台建立了四机两区域模型,验证了所提降阶方法及修正方法的有效性。

关键词：风电机组系统频率响应模型降阶惯量控制等效下垂系数

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环境温度对混凝土梁式桥频率的影响研究

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第1期51卷 33-42页

作者：贺文宇周磊李志东贺佳户东阳合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司云南昆明650200

现有关于环境温度影响桥梁自振频率特性的研究通常针对特定桥梁,其通用性受到了一定的限制.鉴于混凝土梁式桥是应用最广泛的桥梁类型,本文从自振频率解析解出发,推导了混凝土梁式桥自振频率和温度关系的通用迭代计算公式,并通过数值算... 详细信息

现有关于环境温度影响桥梁自振频率特性的研究通常针对特定桥梁,其通用性受到了一定的限制.鉴于混凝土梁式桥是应用最广泛的桥梁类型,本文从自振频率解析解出发,推导了混凝土梁式桥自振频率和温度关系的通用迭代计算公式,并通过数值算例和环境耦合箱模型试验进行验证.结果表明:环境温度对桥梁自振频率的影响不可忽视,所提出的桥梁自振频率迭代计算公式能有效考虑环境温度的影响,可用于计算实际温度作用下的混凝土梁式桥的频率.

关键词：桥梁工程迭代公式自振频率混凝土梁式桥环境温度

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市场渗透率约束下的拼车奖励方案优化模型

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 12-23页

作者：孙剑吴纪䶮李政田野同济大学交通运输工程学院上海201804

目前,我国拼车出行交通模式的市场份额相对较低,在缓解交通拥堵、节能减排方面仍有巨大潜力未被充分挖掘。基于奖励的交通需求管理策略可以提高民众拼车出行意愿,但奖励方案的设置与拼车出行的市场渗透率高度相关,不合理的奖励方案容易... 详细信息

目前,我国拼车出行交通模式的市场份额相对较低,在缓解交通拥堵、节能减排方面仍有巨大潜力未被充分挖掘。基于奖励的交通需求管理策略可以提高民众拼车出行意愿,但奖励方案的设置与拼车出行的市场渗透率高度相关,不合理的奖励方案容易导致成本增加,甚至项目破产。为进一步激发拼车需求,合理利用交通资源,文中提出一种基于路段的拼车奖励方案优化模型,以拼车为支点,以奖励为杠杆,实现社会出行总成本的降低。其中,上层模型旨在寻找最优拼车奖励方案以最小化社会出行总成本,下层模型为相应奖励方案下的拼车出行车辆和单人驾驶车辆用户均衡流量分配模型。采用嵌套Frank-Wolfe算法的遗传算法求解该模型,并以Sioux Falls路网和Nguyen Dupuis路网为算例对模型的可行性及有效性进行了验证。结果表明:不符合市场渗透率的预算投入会导致社会总成本大幅上涨;在最优拼车奖励方案下,社会出行总成本降低约24.53%,50%的拥堵路段的拥堵得到缓解,出行公平性问题得到缓和。文中提出的模型可为道路管理者设置科学、合理的拼车奖励方案提供理论基础。

关键词：拼车交通需求管理奖励方案市场渗透率预算网络建模

基于多线激光雷达的井下斜坡道无人矿卡定位与建图方法

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1680-1688页

作者：顾清华白昌鑫陈露李萌付明宇王维西安建筑科技大学资源工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学、西安市智慧工业感知计算与决策重点实验室陕西西安710055 中钢集团山东矿业有限公司山东临沂277700

井下斜坡道的定位与建图是实现井下斜坡道无人驾驶的关键技术之一,矿山井下斜坡道区域为典型非结构化环境特征,且道路具有一定倾斜角度,采用传统SLAM算法无法获得精确里程计信息,导致定位与建图精度难以满足无人矿卡行驶需求。针对上述... 详细信息

井下斜坡道的定位与建图是实现井下斜坡道无人驾驶的关键技术之一,矿山井下斜坡道区域为典型非结构化环境特征,且道路具有一定倾斜角度,采用传统SLAM算法无法获得精确里程计信息,导致定位与建图精度难以满足无人矿卡行驶需求。针对上述问题,通过研究激光SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)算法LeGO-LOAM,笔者提出一种适用于矿山井下斜坡道环境的定位与建图方法。首先,针对井下斜坡道口两侧均为光滑水泥墙壁,特征点稀少问题,设计了基于人工路标的辅助增强定位方法,有效增加点云特征数量,从而优化位姿估计结果,避免建图漂移现象;然后在特征预处理阶段,提出了一种基于激光点云高度差与坡度信息融合的提取地面点高效算法,通过改善地面地点的选取策略,针对倾斜坑洼路面仍能有效识别地面点,解决了井下斜坡道定位与建图倾斜角度大、误差大等问题;其次,基于CVC(Curved-Voxel Clustering)聚类算法设计了一种斜坡道点云曲率体素聚类算法,采用曲率体素和基于哈希的数据结构对点云进行分割,大幅提高在井下稀疏、噪声环境下点云聚类的鲁棒性;最后,运用Scan-To-Map进行点云匹配,同时兼顾点云配准的性能与速度。在中钢集团山东某井下斜坡道的现场实验证明:与原算法相比精度提升13.15%,Z轴误差降低22.3%,地图质量明显提升,能有效解决井下无人驾驶建图及定位的难题。

关键词：井下斜坡道无人驾驶激光SLAM 地面点分割点云聚类

不同力学激励形式探索La基非晶合金微观结构非均匀性

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物理学报 2024年第4期73卷 224-234页

作者：张剑郝奇张浪渟乔吉超西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072

非晶合金力学行为与其微观结构非均匀性之间本征关联,是固体力学研究领域至今未能很好解决的重要科学问题之一.单一力学激励形式并不能有效地描述非晶合金微观结构非均匀性,特别是结构与动力学的关联.如何探索非晶合金结构信息,须将诸... 详细信息

非晶合金力学行为与其微观结构非均匀性之间本征关联,是固体力学研究领域至今未能很好解决的重要科学问题之一.单一力学激励形式并不能有效地描述非晶合金微观结构非均匀性,特别是结构与动力学的关联.如何探索非晶合金结构信息,须将诸多因素综合,在不同力学激励下研究非晶合金微观结构非均匀性与变形机理.本研究以La_(62)Cu_(12)Ni_(12)Al_(14)非晶合金为模型体系,利用动态力学分析仪研究非晶合金动态弛豫行为.基于准点缺陷模型,对模型合金体系α弛豫和β弛豫进行了分离.借助于拉伸应变率跳实验,探索非晶合金高温流变行为.确定非晶合金塑性流变过程中弹性、滞弹性以及塑性变形的贡献.本研究从非晶合金动态力学弛豫行为和宏观塑性流变行为出发,尝试揭示微观非均匀性对非晶合金在不同激励形式中缺陷的激活、扩展和融合的物理本质.

关键词：非晶合金微观结构非均匀性动力学弛豫高温变形准点缺陷模型

结合空时上下文信息的视频SAR图像相干斑滤波

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系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 446-458页

作者：刘燊文崔兴超陈思伟国防科技大学电子科学学院电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室湖南长沙410073

作为合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)的一种新体制,视频SAR能够对场景连续成像,在目标检测、跟踪等应用情景有独特优势。然而,相干斑的存在影响了视频SAR图像质量及后续目标检测应用。针对这一问题,提出了一种结合空时上下... 详细信息

作为合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)的一种新体制,视频SAR能够对场景连续成像,在目标检测、跟踪等应用情景有独特优势。然而,相干斑的存在影响了视频SAR图像质量及后续目标检测应用。针对这一问题,提出了一种结合空时上下文信息的视频SAR图像相干斑滤波方法。该方法主要由3步构成:首先构建能表征视频SAR图像距离-方位-时间三维动态散射信息的空时上下文协方差矩阵;其次根据协方差矩阵的相似检验选取一定邻域内目标像素的相似样本;最后根据相似样本进行平均实现相干斑滤波。基于两组实测视频SAR数据开展相干斑滤波对比实验,实验结果表明所提方法能在有效抑制相干斑的同时较好地保留目标细节信息,验证了所提方法的有效性和优势。

关键词：视频合成孔径雷达相干斑滤波空时上下文信息空时上下文协方差矩阵

自动化建模与优化平台开发及其在切削吸能结构的应用

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 2048-2060页

作者：王晖田凯高乾宸王明猛郝伟江王晋乐朱涛中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031

传统优化设计受限于几何参数化和六面体单元生成困难等问题,优化过程繁琐,效率低下。为规范开发流程,提高优化设计效率,本文搭建以MOO(multi-objective optimization)系统为核心,集成了几何、有限元建模、数据处理以及代理优化等模块的... 详细信息

传统优化设计受限于几何参数化和六面体单元生成困难等问题,优化过程繁琐,效率低下。为规范开发流程,提高优化设计效率,本文搭建以MOO(multi-objective optimization)系统为核心,集成了几何、有限元建模、数据处理以及代理优化等模块的自动化建模与优化平台。自动化建模模块以CAE为核心,基于三次样条函数构造特征截面和映射路径实现自动几何参数化建模,并在扫掠法和模型分解法的基础上,提出基于多截面扫掠法的六面体网格自动化生成方法;此外,在常规基于代理模型的优化流程上,通过数据转换和处理算法实现从数值计算结果提取到代理优化的自动化。研究结果表明:该平台能建立具有较小几何误差和高质量单元的有限元模型,结构耐撞性指标整体上有一定提升,可以显著地提高优化工作流程的效率。

关键词：优化平台几何参数化建模六面体网格生成切削吸能结构被动安全

长期水浸作用下煤样渐进破坏特征及损伤本构模型

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 918-933页

作者：韩鹏华赵毅鑫高森高艺瑞张村胡勇中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 华能煤业有限公司北京100070

水岩作用是煤岩体弱化的一个重要因素,长期水浸作为水岩作用的一种类型,在采矿工程和井巷工程中广泛存在。通过单轴压缩试验获取长期水浸过程中煤样的渐进破坏特征,建立力学参数与饱和度和浸水时间之间的关系,并分析煤样宏观裂隙扩展特... 详细信息

水岩作用是煤岩体弱化的一个重要因素,长期水浸作为水岩作用的一种类型,在采矿工程和井巷工程中广泛存在。通过单轴压缩试验获取长期水浸过程中煤样的渐进破坏特征,建立力学参数与饱和度和浸水时间之间的关系,并分析煤样宏观裂隙扩展特征。结果表明,煤样的浸泡过程可分为非饱和浸泡和长期(饱和)浸泡2个阶段。在非饱和浸泡阶段和长期浸泡阶段,煤样的峰值应力分别降低46.3%和34.5%,且符合指数下降的趋势。在长期水浸的过程中,煤样加载后产生宏观裂缝的数量由干燥状态的6~8条逐渐减少至浸泡360 d的2~3条,且破坏形式由拉伸和剪切复合破坏向单一剪切破坏转变。根据煤样初始压密特征以及临界破坏强度特征,采用连续损伤力学和统计损伤理论提出一种描述煤样在长期水浸作用下整个变形过程的损伤本构模型。基于此模型可以发现随着浸水时间的增加,初始损伤量由干燥煤样的0逐渐增加至浸泡360 d煤样的0.773。此外,通过引入均方根误差RMSE和决定系数R^(2)来评估模型曲线与试验数据之间误差和拟合度,发现改进后模型的理论曲线与试验数据吻合度最高。改进后模型的RMSE最大值和R^(2)最小值分别为1.81和0.76,均优于已有文献提出的模型。

关键词：采矿工程煤长期水浸特征应力应变差损伤本构模型