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含水页岩甲烷吸附特性及热力学特征研究

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 95-105页

作者：杨竣淞李波波李建华高政宋浩晟段淑蕾贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 贵州大学喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室贵州贵阳550025 贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室贵州贵阳550025

页岩储层普遍含水,水分对页岩气体吸附行为和地质储量评估具有显著影响。为探究水分对页岩吸附行为的影响规律,构建了考虑含水率影响的吸附模型,结合多组试验数据对新建模型的合理性进行验证,并进一步剖析了含水页岩的吸附行为。在此基... 详细信息

页岩储层普遍含水,水分对页岩气体吸附行为和地质储量评估具有显著影响。为探究水分对页岩吸附行为的影响规律,构建了考虑含水率影响的吸附模型,结合多组试验数据对新建模型的合理性进行验证,并进一步剖析了含水页岩的吸附行为。在此基础上,讨论了不同吸附机制对页岩中甲烷等温吸附的贡献,并通过热力学参数对比了干湿页岩中吸附热力学特性。结果表明:在气体压力变化过程中,甲烷气体吸附量呈典型的“三段式”变化。其中,水分对甲烷吸附量具有抑制作用,含水页岩吸附量显著低于干燥页岩,页岩吸附量随含水率的增大呈降低趋势。此外,温度同样对甲烷吸附具有抑制作用,当含水率恒定时,随温度升高页岩吸附能力呈降低趋势。同时,不同吸附机制对吸附量的贡献受到水分和压力的共同影响,压力和含水率越高,微孔填充吸附量对总吸附量的贡献率越低。热力学参数表明干燥页岩与含水页岩的甲烷吸附均为物理吸附,同一吸附量下,干燥页岩等量吸附热始终高于含水页岩。水分通过改变页岩非均一性占据高能吸附位点同时影响分子间作用力,综合作用下使得等量吸附热降低,进而导致含水页岩吸附能力降低。研究结果有助于页岩吸附气量的准确计算,并为页岩气藏开发方案和编制提供理论依据。

关键词：含水页岩吸附模型甲烷吸附量多重吸附机制热力学

基于多岛遗传算法与响应面法的横向磁通感应加热装置参数优化设计

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电工技术学报 2024年第10期39卷 3180-3191页

作者：刘志赢汪友华刘成成彭江湃宋华宾省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300130 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学) 天津300130

对金属带材进行横向磁通感应加热(TFIH)时,通常会存在加热温度分布不均匀以及加热温度偏离目标值两个问题。该文研究了加热器结构参数与电源参数对45号钢带材回火热处理温度的影响,并对两种参数分别进行优化,使带材在加热器出口处的平... 详细信息

对金属带材进行横向磁通感应加热(TFIH)时,通常会存在加热温度分布不均匀以及加热温度偏离目标值两个问题。该文研究了加热器结构参数与电源参数对45号钢带材回火热处理温度的影响,并对两种参数分别进行优化,使带材在加热器出口处的平均温度达到目标值600℃,同时获得均匀的温度分布。采用Morris法对加热器结构参数进行全局灵敏度分析,选取显著影响相对不均匀度的参数并建立径向基函数(RBF)神经网络预测模型。使用多岛遗传算法(MIGA)对筛选的结构参数进行优化,初步获得均匀的温度分布。最后以降低温度分布的相对不均匀度和达到理想平均温度为目标,在优化后的加热器结构基础上使用响应面法(RSM)优化电源参数,实现多目标优化设计。仿真验证结果表明,45号钢带材在加热器出口处的平均温度为600.06℃、相对不均匀度为2.36%,满足45号钢回火热处理的要求。

关键词：横向磁通感应加热全局灵敏度分析径向基函数神经网络模型多岛遗传算法响应面法

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考虑动态接触电阻的电磁能装备直线推进模型

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 37-44页

作者：闫荣格姜金波杨庆新河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室天津300130

针对直线推进电磁能装备有限元计算过程中电枢速度计算精度不足的问题,提出了考虑动态接触电阻的直线推进电磁能装备改进模型,以使计算结果更接近实际工况.首先,推导直线推进电磁能装备电枢运动条件下的控制方程,进行有限元分析.然后,... 详细信息

针对直线推进电磁能装备有限元计算过程中电枢速度计算精度不足的问题,提出了考虑动态接触电阻的直线推进电磁能装备改进模型,以使计算结果更接近实际工况.首先,推导直线推进电磁能装备电枢运动条件下的控制方程,进行有限元分析.然后,考虑动态接触电阻对电感梯度及电枢速度的影响,在有限元分析基础上建立考虑动态接触电阻的改进模型,并采用改进粒子群优化-遗传算法(PSO-GA)对所建立模型进行参数辨识,得到考虑动态接触电阻影响下的电感梯度及电枢速度预测函数.最后,搭建电磁能装备直线推进实验平台,对电枢速度进行测试.通过对比改进模型预测值与实验测试值可知:改进模型可以进一步减小计算误差,预测结果与实际测试情况呈现较好的一致性,为直线推进电磁能装备全真模拟研究提供了一定的理论依据.

关键词：直线推进电磁能装备动态电感梯度动态接触电阻数值模拟参数辨识

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DOPS/TPT复配阻燃环氧树脂的性能

高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 66-75页

作者：许松江祁钰昭胥秋宦宣英宝冬梅张道海秦舒浩向宇姝张玉鹏谭芳贵州民族大学化学工程学院贵州贵阳550025 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心贵州贵阳550014

单一的磷杂菲或三嗪类阻燃剂的阻燃效果有限,为了提高阻燃剂在环氧树脂(EP)中的阻燃效率,将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)与2,4,6-三苯氧基-1,3,5-三嗪(TPT)复配应用于EP中,通过协同阻燃作用来提高EP的阻燃性能,以期获得... 详细信息

单一的磷杂菲或三嗪类阻燃剂的阻燃效果有限,为了提高阻燃剂在环氧树脂(EP)中的阻燃效率,将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)与2,4,6-三苯氧基-1,3,5-三嗪(TPT)复配应用于EP中,通过协同阻燃作用来提高EP的阻燃性能,以期获得优异的阻燃效果。文中将DOPS与TPT进行复配,采用熔融共混法制备了阻燃EP复合材料。通过热重分析、垂直燃烧、极限氧指数、锥形量热和力学性能测试研究了复合阻燃剂DOPS/TPT对阻燃EP复合材料的热稳定性、阻燃性能及力学性能的影响,并采用扫描电镜、热重-红外光谱联用分析了材料的残炭形貌和热解气体,探究了其阻燃机理。结果表明,当阻燃剂的总添加量为9%,DOPS在复合阻燃剂DOPS/TPT中的质量分数为8%时,复合材料EP/DOPS/TPT的LOI值为30.5%,达到UL-94 V-0级,而且其平均热释放速率(av-HRR)、总热释放量(THR)值最低,其阻燃性能、成炭性能和力学性能均优于单独添加DOPS或TPT。从阻燃机理看,2种阻燃剂在气相和凝聚相发挥了协效阻燃作用,弥补了单一阻燃剂的不足,能够进一步提高阻燃效果。

关键词： 9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物 2,4,6-三苯氧基-1,3,5-三嗪复配环氧树脂协效阻燃

违背不相关性假设对Triple Collocation方法精度的影响

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地球信息科学学报 2024年第3期26卷 591-603页

作者：谈松林王洁季静静刘美丽湛忠宇刘淼王丽荣胡晓东南京信息工程大学南京210044 水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室南京210044 江苏省水文水资源勘测局南京分局南京210008 江苏省水文水资源勘测局南京210029 河北省气象灾害防御和环境气象中心石家庄050022 江苏省水利科学研究院南京210017

Triple Collocation(TC)方法是一种可以在未知真值情况下评估3个独立观测样本各自不确定性的方法,该方法使用的前提是误差形式假设与2组不相关性假设,但在实际使用中,这3条假设难以完全满足。其中2组不相关性假设经常面临较大的违背,并... 详细信息

Triple Collocation(TC)方法是一种可以在未知真值情况下评估3个独立观测样本各自不确定性的方法,该方法使用的前提是误差形式假设与2组不相关性假设,但在实际使用中,这3条假设难以完全满足。其中2组不相关性假设经常面临较大的违背,并且无法得知这种假设违背对结果误差的影响。本文通过虚拟样本实验生成了多组不同程度违背不相关性假设的样本,以定量评估不同程度假设违背对结果误差的影响。结果表明,一般情况下,某一条不相关性假设的违背程度增加时,方法的结果误差会相应地呈线性或平方倍数增加;但当不相关性假设的违背处于某个特定关系时,TC方法结果的误差会突然大幅度增加,这种现象在以往的研究中并没有得到重视,后文将该现象简称为异常点。为了探求异常点出现的原因,本文从理论上推导出了违反不相关性假设与结果误差之间的关系,这种关系呈现为分式结构,而异常点的出现正是这种分式结构所致。异常点的存在影响了方法的稳定性。从差值形式的TC方法的角度来看,抑制异常点的关键在于如何更好地设计缩放系数。本文给出了2种抑制异常点的方法:(1)忽略加性偏差系数,使得缩放系数不受两组不相关性假设的影响;(2)限制缩放系数的上下限。根据实际数据分析,第2种改进方法优于第1种。第2种方法不仅保留了TC方法的准确性,而且有效地避免了异常点的出现。值得注意的是,在实际数据中,部分异常点会以负值形式出现并因计算结果不能为负而被剔除。在使用TC方法进行计算时,重复次数较少的情况下,可以不考虑异常点的影响。

关键词： Triple collocation 假设违背异常点遥感数据同化数据评估数据不确定性分析无实测数据

基于无铰拱挠度影响线的上承式拱桥损伤识别研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第1期32卷 178-192页

作者：周宇许成超狄生奎陈东吴德义安徽建筑大学建筑健康监测与灾害预防技术国家地方联合工程实验室安徽合肥230601 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 安徽建筑大学安徽省BIM工程中心安徽合肥230601 清华大学合肥公共安全研究院安徽合肥230601 安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601

通过弹性中心法简化悬链线无铰拱体系力法方程,利用近似曲线拟合简化拱轴曲线积分,推导无铰拱结构拱顶冗力影响线解析表达式,研究了移动荷载与测点、损伤点相对位置之间的规律,得到结构损伤前后任意点的挠度影响线解析表达式,进而求解... 详细信息

通过弹性中心法简化悬链线无铰拱体系力法方程,利用近似曲线拟合简化拱轴曲线积分,推导无铰拱结构拱顶冗力影响线解析表达式,研究了移动荷载与测点、损伤点相对位置之间的规律,得到结构损伤前后任意点的挠度影响线解析表达式,进而求解结构损伤前后挠度影响线差值曲率解析解.研究表明,当移动荷载作用于拱结构损伤区域内时,挠度影响线差值曲率曲线产生突变,从理论上证明了该指标可以用于无铰拱结构损伤识别,进而提出挠度影响线差值曲率损伤识别指标.以无铰拱桥主要受力构件拱肋为研究对象,通过构建不同损伤工况下挠度影响线差值曲率幅值曲线,拟合损伤程度—幅值关系公式,并反演损伤程度,实现损伤程度的精确定量,并结合某上承式箱型拱桥结构模型算例验证,表明所提损伤识别方法用于拱桥结构损伤识别效果良好,具有工程应用价值.

关键词：悬链线无铰拱挠度影响线差值曲率损伤检测准静态移动力快速测试

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点燃式航空重油直喷发动机燃烧系统设计

北京理工大学学报 2024年第2期44卷 163-171页

作者：赵振峰王蕾俞春存刘学杰北京理工大学机械与车辆学院北京100081 中国人民公安大学涉外警务学院北京100038

为实现航空重油在点燃式二冲程发动机上良好的油气组织和燃烧,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真的方法针对点燃式二冲程航空重油活塞发动机开展了缸内直喷燃烧系统设计研究,获得了适用于航空重油发动机缸内直... 详细信息

为实现航空重油在点燃式二冲程发动机上良好的油气组织和燃烧,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真的方法针对点燃式二冲程航空重油活塞发动机开展了缸内直喷燃烧系统设计研究,获得了适用于航空重油发动机缸内直喷方式的燃烧室设计方法.通过缸内直喷燃烧室参数化设计,得到了主要结构参数对油气混合过程的影响规律,即燃烧室的偏置距离、半径和深度的变化会影响缸内气流、喷雾和燃烧室壁面三者间的相互作用,从而产生不同的油气混合效果.通过参数正交分析方法,以指示功率和指示比燃油消耗率为评价参数,获得满足性能要求的最佳燃烧室参数组合,结果表明:设计参数为偏置距离8 mm,半径23.5 mm,深度30.2 mm,可使发动机以2.4%的功率损失获得16.9%的经济性改善.

关键词：点燃式航空重油二冲程缸内直喷燃烧系统

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基于应变影响线的桥梁模型修正试验

浙江大学学报（工学版） 2024年第3期58卷 537-546页

作者：周宇甘露一狄生奎贺文宇李宁波安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 安徽建筑大学建筑健康监测与灾害预防技术国家地方联合工程实验室安徽合肥230601 合肥市城市生命线工程安全运行监测中心安徽合肥230601 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230601

为了验证桥梁应变影响线用于模型修正的有效性,针对某三跨钢板组合连续梁桥在单辆重车移动加载下的应变时程响应进行研究.联合实测应变影响线和计算影响线构建目标函数;以影响线形态控制点处的微应变试验值作为输入层参数,以有限元模型... 详细信息

为了验证桥梁应变影响线用于模型修正的有效性,针对某三跨钢板组合连续梁桥在单辆重车移动加载下的应变时程响应进行研究.联合实测应变影响线和计算影响线构建目标函数;以影响线形态控制点处的微应变试验值作为输入层参数,以有限元模型结构几何尺寸信息与材料特征值作为输出层参数,构建反向传播(BP)神经网络进行自我学习;基于训练完毕的BP神经网络,对待修参数进行预测,开展桥梁模型修正研究.结果表明,所提出的有限元模型修正方法能够减小真实结构不确定性带来的建模误差,修正后的优化模型比初始模型更加贴近真实结构,目标函数相对误差降低29%;可以采用基于BP神经网络的模型参数修正方法对有限元模型参数进行预测.

关键词：桥梁工程模型修正应变影响线影响线识别前馈神经网络

厚松散层矿区开采沉陷拉伸区域土体内部变形演化规律研究——以淮北孙疃煤矿为例

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煤炭科学技术 2024年第8期52卷 36-49页

作者：蔡毅沈华章黄厚旭严家平蔡国军蔡永祥杨博孙斌杨安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601 安徽建筑大学安徽省智能地下探测技术研究院安徽合肥230601 安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001

为了研究厚松散层矿区开采沉陷拉伸区域相应土体内部变形演化规律,针对淮北孙疃煤矿10111,沿垂直于工作面推进方向,于拟采空区地表投影区域外侧(拉伸区域)以60 m间隔由近及远布设1~3号竖向钻孔;采煤沉陷过程中基于光纤(1号钻孔)、测斜仪... 详细信息

为了研究厚松散层矿区开采沉陷拉伸区域相应土体内部变形演化规律,针对淮北孙疃煤矿10111,沿垂直于工作面推进方向,于拟采空区地表投影区域外侧(拉伸区域)以60 m间隔由近及远布设1~3号竖向钻孔;采煤沉陷过程中基于光纤(1号钻孔)、测斜仪(2~3号钻孔)技术开展钻孔变形监测;将煤炭开采引发移动的上覆岩层与松散层所占区域视为变形区,并引入任意厚度地层移动角的概念,分析开采沉陷拉伸区域相应松散层变形演化特征。结果表明:1号钻孔发生应变的最大孔深约157 m,且钻孔深部较浅部先达到活跃期;2、3号钻孔孔口最终累计水平位移量分别为129.8 mm和99.4 mm,最大位移深度分别约为108 m和75 m;2、3号钻孔监测范围内地层从下至上均可分为稳定段、变形区下段、中段与上段;2、3号钻孔从下至上水平位移量总体分布较均匀,每米深钻孔的平均水平位移量分别约为1.2 mm和1.3 mm;2、3号钻孔变形区下段均先于上段达到活跃期,且变形区下段稳定后上段仍有微弱变形;松散层内一定厚度地层,其地层移动角随地层深度的增加而增加,松散层变形区下边界的深度h随着与工作面水平距离l的增加而减小,h与l满足指数函数关系。

关键词：厚松散层矿区拉伸区域土体内部变形光纤监测钻孔测斜