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宏观交通流模型参数标定方法

北京工业大学学报 2022年第12期48卷 1298-1306页

作者：邵长桥郭杰刘小明北京工业大学交通工程北京市重点实验室北京100124

为了提高交通流模型整体估计精度,对交通流模型参数估计方法进行了研究.针对密度-速度、密度-流量以及速度-流量模型之间的关联性以及交通流观测数据分布特征对模型估计精度的影响,提出了联合模型参数估计方法,并给出了联合模型参数估... 详细信息

为了提高交通流模型整体估计精度,对交通流模型参数估计方法进行了研究.针对密度-速度、密度-流量以及速度-流量模型之间的关联性以及交通流观测数据分布特征对模型估计精度的影响,提出了联合模型参数估计方法,并给出了联合模型参数估计优化目标函数的表达形式及约束条件.以Castillo-Benítez和Van Aerde模型为例,基于北京市二环快速路实测数据对联合模型参数估计方法可行性及参数估计效果进行了验证;构建了加权判定系数,并结合平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)和平方根误差(root mean squared error,RMSE)评价联合模型估计效果.结果表明,对Castillo-Benítez模型而言,由单一模型计算的速度、流量估计MAPE分别是19.8%和18.7%,基于联合模型计算的速度、流量MAPE分别下降为10.0%和10.0%,模型总体判决系数由0.913变化为0.910;对Van Aerde模型而言,由单一模型计算的密度、流量估计MAPE分别为16.4%和16.3%,基于联合模型计算的密度、流量MAPE分别为14.2%和14.2%,模型总体判决系数由0.732变为0.749.

关键词：交通工程参数估计联合模型参数估计方法交通流模型交通流理论

基于耦合时域的数值流形法岩石边坡动态稳定性分析

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岩石力学与工程学报 2022年第1期41卷 82-92页

作者：屈小磊陈杰汤浩董如意戚承志北京建筑大学北京市节能减排关键技术协同创新中心北京100044 中水珠江规划勘测设计有限公司地质勘察院广东广州510610

提出一种基于时间域耦合时间积分算法的数值流形法,以提高原有算法的计算效率。此算法包括耦合显式-隐式时间积分方案,相位转换准则及接触准则。为验证所提算法,对一个地震激励作用下沿倾斜边坡滑移的块体运动和简谐激励下单个块体的摇... 详细信息

提出一种基于时间域耦合时间积分算法的数值流形法,以提高原有算法的计算效率。此算法包括耦合显式-隐式时间积分方案,相位转换准则及接触准则。为验证所提算法,对一个地震激励作用下沿倾斜边坡滑移的块体运动和简谐激励下单个块体的摇摆响应进行数值模拟。同时,将开发的算法应用到一个露天矿边坡的动态稳定性分析当中,数值分析结果和现场观测结果是一致的,但新的耦合算法比传统的隐式算法的计算效率提高了5.67倍,此算法可高效地应用于大型岩土工程问题的模拟。

关键词：边坡工程岩石边坡数值流形法时间积分时间域稳定性分析

页岩水力压裂微裂纹扩展演化试验研究及力学机制分析

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岩石力学与工程学报 2023年第S1期42卷 3151-3159页

作者：屈小磊赫建明陈杰汤浩董如意戚承志北京建筑大学北京市节能减排关键技术协同创新中心北京100044 中国科学院大学北京100049 中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地球工程重点试验室北京100029 中水珠江规划勘测设计有限公司地质勘察院广东广州510610

水力压裂技术在页岩气开采行业中应用广泛。然而,到目前为止压裂条件下裂纹扩展及渗透的力学机制尚不清楚。基于此,对页岩试样的水力压裂缝扩展演化及层理面激活的室内试验进行统计分析及力学机制的探讨。试验结果表明,页岩试样断面所... 详细信息

水力压裂技术在页岩气开采行业中应用广泛。然而,到目前为止压裂条件下裂纹扩展及渗透的力学机制尚不清楚。基于此,对页岩试样的水力压裂缝扩展演化及层理面激活的室内试验进行统计分析及力学机制的探讨。试验结果表明,页岩试样断面所观察到的微观尺度上的微裂纹并非宏观流体压力所致,因在试验中发现在微裂纹张开处产生压应力,与之相反的是:微裂纹是由扩展断裂前的拉应力集中产生的,这也意味着层理面激活是由沿层理面的裂缝扩展引起的。此外,对微裂纹长度的统计分析表明,页岩在断裂韧性方面表现出各向异性,并且垂直于层面的断裂扩展阻力比平行于层理面的断裂扩展阻力要大2倍之多。

关键词：岩石力学页岩水力压裂微裂纹扩展应力奇异性微裂纹统计

高延性地质聚合物复合材料性能及微结构研究进展

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材料导报 2023年第10期37卷 226-236页

作者：吕邦成郭丽萍丁聪吴建东曹园章陈波东南大学材料科学与工程学院南京211189 江苏省土木工程材料重点实验室南京211189 江苏省先进土木工程材料协同创新中心南京211189 南京水利科学研究院水文资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029

基于桥联法则理论、经微观力学设计而成的高延性水泥基复合材料(HDCC)以其拉伸荷载下具有的多缝开裂和应变硬化性能而优于普通混凝土,然则其发展仍受制于高制备成本及碳排放。近10年来,绿色经济性地质聚合物/碱激发材料与纤维复合增韧... 详细信息

基于桥联法则理论、经微观力学设计而成的高延性水泥基复合材料(HDCC)以其拉伸荷载下具有的多缝开裂和应变硬化性能而优于普通混凝土,然则其发展仍受制于高制备成本及碳排放。近10年来,绿色经济性地质聚合物/碱激发材料与纤维复合增韧的高延性复合材料(HDGC)得到研究与发展。本文在概述地质聚合物/碱激发材料反应机理及HDCC材料设计理论的基础上,主要综述了HDGC基本性能与微结构的已有最新研究进展。研究表明,制备HDGC具有可行性且制备的HDGC表现出高延性复合材料所具备的力学响应特点,包括压缩、拉伸应变硬化、界面微观力学、弯曲、抗冲击性能等。然而,受材料组成复杂等因素影响,HDGC力学和微结构依赖于地质聚合物/碱激发材料基体化学性质的改变。HDGC同时具有更小的裂缝宽度而利于材料自修复、较大收缩值以及潜在的良好耐久性。此外,基于有限研究,对比了HDGC与HDCC的相似与差异,以期更好地了解地质聚合物/碱激发材料被用作HDCC替代品时应注意的条件。最后进一步对HDGC存在的问题和研究方向做出了总结与展望。

关键词：高延性地质聚合物碱激发应变硬化微结构

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液氨与成品油顺序输送过程两相流动规律研究

油气储运 2024年

作者：黄鑫施鸿翔李逸龙李卫东尹鹏博李臻超滕霖江莉龙福州大学化工学院

【目的】利用成品油管道顺序输送液氨，能够拓宽液氨的运输途径，削减运输成本，也可提高管道输送效率，以应对成品油管道低输量问题。但目前鲜有关于成品油管道顺序输送液氨工艺研究，且由于液氨与成品油的互不相溶性，导致其混液规律... 详细信息

【目的】利用成品油管道顺序输送液氨，能够拓宽液氨的运输途径，削减运输成本，也可提高管道输送效率，以应对成品油管道低输量问题。但目前鲜有关于成品油管道顺序输送液氨工艺研究，且由于液氨与成品油的互不相溶性，导致其混液规律与传统成品油混油规律存在差异，这给混液界面的预测和控制带来挑战。【方法】耦合相场法与流体控制方程，建立液氨/成品油顺序输送两相流模型，重点探究输送次序、管道流速以及管道倾角对液氨/成品油顺序输送过程两相流动规律的影响。【结果】在水平管道中，由于密度差异影响，成品油前行、液氨后行的输送次序会导致界面处出现RT不稳定现象，两相流动易形成不连续的相分布。该工况下，流速较低时界面稳定性提高，但混液段长度较长。而在液氨前行、成品油后行的输送次序下，界面稳定性较好，即使流速较高，界面也能保持相对稳定且混液段长度较短。此外，在上坡管道中重力作用方向与流动方向相反，抑制了后行成品油嵌入液氨，界面稳定且混液段长度较短；而在下坡管道中，重力作用与流动方向相同，增强RT不稳定性，导致界面易破裂，混液段显著增长。【结论】研究结果可为成品油管道顺序输送液氨中混液界面的预测与跟踪提供理论基础。

关键词：液氨管输成品油管道混液界面相场法

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跨活动断层盾构隧道纵向受力及变形特征

浙江大学学报（工学版） 2023年第2期57卷 340-352页

作者：李瀚源李兴高刘杨杨益马明哲北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 郑州财经学院土木工程学院河南郑州450000

为了研究断层错动下盾构隧道力学响应特征,引入Vlasov双参数地基模型,并考虑水平地基摩阻力的影响,提出跨活动断层盾构隧道纵向力学响应解析模型.以正断层错动工况为例,采用模型试验及数值模拟验证解析模型的合理性,讨论影响隧道结构纵... 详细信息

为了研究断层错动下盾构隧道力学响应特征,引入Vlasov双参数地基模型,并考虑水平地基摩阻力的影响,提出跨活动断层盾构隧道纵向力学响应解析模型.以正断层错动工况为例,采用模型试验及数值模拟验证解析模型的合理性,讨论影响隧道结构纵向力学响应的因素.建立考虑环缝接头塑性变形的三维数值模型,分析环缝接头塑性变形对隧道结构纵向受力与变形的影响.研究结果表明:解析模型计算得到的隧道纵向力学响应特征与模型试验、数值计算所得规律一致,当不考虑竖向地基剪切刚度时,解析解计算得到的隧道纵向弯矩偏大;相较浅埋土质地层工况,深埋岩质地层对隧道纵向变形限制作用更加明显,导致结构纵向内力增大;隧道与断层之间竖向距离、断层破碎带宽度及结构纵向抗弯刚度有效率等因素均对隧道最大纵向内力影响显著;当考虑环缝接头塑性变形时,在断层错动20 cm工况下,盾构隧道环缝接头已经产生显著的塑性变形,严重威胁盾构隧道的运营安全.

关键词：断层错动盾构隧道理论解析受力特征纵向变形

基于涌现性特点的采空区氧化升温带高浓度CO治理技术

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煤炭科学技术 2022年第7期50卷 163-170页

作者：田臣周海丰黑龙江科技大学黑龙江哈尔滨150022 国能神东煤炭集团内蒙古鄂尔多斯017209

煤矿在生产过程中,采空区遗煤自燃会给矿井的生命与财产安全带来巨大威胁。将矿井采空区氧化升温带看作一个系统,系统呈现的高浓度CO由氧化升温带的遗煤、空气、蓄热条件等各类因素共同影响产生。通过对复杂系统表现出的涌现性规模效应... 详细信息

煤矿在生产过程中,采空区遗煤自燃会给矿井的生命与财产安全带来巨大威胁。将矿井采空区氧化升温带看作一个系统,系统呈现的高浓度CO由氧化升温带的遗煤、空气、蓄热条件等各类因素共同影响产生。通过对复杂系统表现出的涌现性规模效应、结构效应、高层次有而低层次没有的三方面特性进行分析,得出采空区氧化升温带高浓度CO产生规律及下属关联因素。在此基础上根据涌现性理论指导,针对神东补连塔煤矿22410采空区氧化升温带高浓度CO治理问题,结合工作面生产现场地质构造、上覆煤柱、采煤工艺、机电故障等实际条件,从煤体易自燃特性、采空区超量遗煤、发达的供氧通道、综采工作面迟缓的推进速度4个方面深层次分析了采空区氧化升温带高浓度CO产生原因,针对性地实施了控制遗煤、封堵漏风通道、上隅角向采空区灌浆、上隅角堆建岩粉墙、工作面风量控制、上隅角及采空区气体“三位一体”实时监测等多项综合治理措施后,采空区氧化升温带高浓度CO问题很快得到了有效控制,从而避免了综采工作面在回采过程中采空区发生自然发火的危险,避免了巨大的经济损失,同时确保了人员的生命安全。由此得出结论:系统涌现性特点可以指导解决煤矿在生产过程中遇到的潜在灾害问题。

关键词：涌现性采空区氧化升温带煤炭自燃 CO治理

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氢气在碳纳米管内吸附的密度泛函理论研究

中国稀土学报 2004年第Z1期22卷 97-100页

作者：顾冲高光华于养信清华大学化学工程系北京100084

本文应用密度泛函理论研究纯流体氢气在单壁碳纳米管内吸附过程,采用硬球状态方程改进的基本测量理论表征硬球的斥力作用,离子吸引项的贡献则用微扰理论描述.在温度为300k,氢气本体对比密度范围为0.2～0.7条件下,计算了三种不同尺寸的... 详细信息

本文应用密度泛函理论研究纯流体氢气在单壁碳纳米管内吸附过程,采用硬球状态方程改进的基本测量理论表征硬球的斥力作用,离子吸引项的贡献则用微扰理论描述.在温度为300k,氢气本体对比密度范围为0.2～0.7条件下,计算了三种不同尺寸的碳纳米管氢气吸附的密度分布,其密度泛函计算结果与计算机分子模拟数据完全一致.

关键词：氢气碳纳米管吸附密度泛函

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“双碳”目标下我国低碳清洁氢能进展与展望

储能科学与技术 2022年第2期11卷 635-642页

作者：刘玮万燕鸣熊亚林刘坚国华能源投资有限公司中国氢能联盟研究院北京100007 国家发展和改革委员会能源研究所北京100045

2020年是氢能发展加速之年。中国国家主席习近平在第75届联合国大会期间提出,中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。应对气候变化的脱碳愿景逐步成为氢能大规模部署的最重要驱动力。但我国目前在碳中和... 详细信息

2020年是氢能发展加速之年。中国国家主席习近平在第75届联合国大会期间提出,中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。应对气候变化的脱碳愿景逐步成为氢能大规模部署的最重要驱动力。但我国目前在碳中和战略下氢能产业发展目标和路径尚不明确,本文应用情景分析方法和长期能源替代规划(LEAP)模型的计算,对我国交通、工业、建筑与发电等领域的氢能进行需求分析测算,研究结果表明,为实现2060年碳中和目标,我国氢气的年需求量将从目前的3342万吨增加至1.3亿吨左右,在终端能源体系中占比达20%。随着深度脱碳需求的增加和低碳清洁氢经济性的提升,氢能在工业、交通、建筑与发电等领域逐步渗透,氢能供给结构从化石能源为主的非低碳氢逐步过渡到以可再生能源为主的清洁氢,并将提供80%氢能需求。2060年,低碳清洁氢供氢体系二氧化碳减排量约17亿吨/年,约占当前我国能源活动二氧化碳总排放量的17%。

关键词：碳中和低碳氢清洁氢氢能展望