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各向异性层状千枚岩渗透率及有效孔隙率试验研究

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 445-451页

作者：王伟陈超维刘世藩曹亚军段雪雷聂文俊河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210024 中国水利水电第六工程局有限公司辽宁沈阳110013

采用岩石全自动三轴伺服仪和气体渗透装置,对一种致密的各向异性层状千枚岩开展了气体渗透率及有效孔隙率试验,研究常规三轴压缩和围压循环加卸载2种应力路径下,气体渗透率、有效孔隙率随层理倾角及偏应力的演化规律。结果表明:围压相同... 详细信息

采用岩石全自动三轴伺服仪和气体渗透装置,对一种致密的各向异性层状千枚岩开展了气体渗透率及有效孔隙率试验,研究常规三轴压缩和围压循环加卸载2种应力路径下,气体渗透率、有效孔隙率随层理倾角及偏应力的演化规律。结果表明:围压相同时,岩样的初始气体渗透率k0随着层理倾角β的增大呈“W”型变化,在β=45°时取最大值;在围压循环加卸载过程中,气体渗透率先随围压的加载而减小,后随围压的卸载而增大,卸载时的气体渗透率小于加载时的渗透率;层状千枚岩有效孔隙率和气体渗透率呈指数关系;平行于层理方向的气体渗透率远大于垂直于层理方向的气体渗透率;岩样有效孔隙率和气体渗透率随偏应力变化经历初始压密阶段、线弹性阶段和塑性变形阶段,随着偏应力的增大,岩样有效孔隙率和气体渗透率先减小,接着保持稳定,最后快速增大,并在岩样应力-应变曲线斜率接近于0时达到最大值。

关键词：层状岩石各向异性气体渗透率有效孔隙率常规三轴压缩围压循环加卸载

基于NESO-LFDC的四旋翼无人机滑模姿态控制

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系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 1075-1083页

作者：桂洋郑柏超高鹏南京信息工程大学自动化学院江苏南京210044 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044

针对四旋翼无人机姿态控制中存在空气动力学特性复杂,易受干扰的特性,提出一种基于非线性扩张状态观测器(nonlinear extended state observer,NESO)和低频干扰补偿器(low-frequency disturbance compensator,LFDC)的非奇异快速终端滑模... 详细信息

针对四旋翼无人机姿态控制中存在空气动力学特性复杂,易受干扰的特性,提出一种基于非线性扩张状态观测器(nonlinear extended state observer,NESO)和低频干扰补偿器(low-frequency disturbance compensator,LFDC)的非奇异快速终端滑模控制方法。该方法内环设计了NESO和LFDC结合,以获得干扰补偿值并补偿总干扰的低频分量。在外环设计了跟踪微分器和可变切换增益的非奇异快速终端滑模控制器,用于补偿虚拟干扰估计值的误差和总干扰的高频分量。仿真结果表明,该控制方法可以更好地估计总干扰的低频和高频分量,减少虚拟干扰估计值的误差对四旋翼无人机姿态控制的影响,并提升响应速度。

关键词：四旋翼无人机姿态控制非线性扩张状态观测器跟踪微分器低频干扰补偿器非奇异快速终端滑模控制

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舰载直升机主动甲板着舰气动载荷特性

北京航空航天大学学报 2024年第7期50卷 2206-2217页

作者：谭剑锋邢肖兵崔钊武杰张卫国南京工业大学机械与动力工程学院南京211816 中国飞行试验研究院技术中心飞机所西安710089 中国空气动力研究与发展中心旋翼空气动力学重点实验室绵阳621000

被动与主动流动控制可减小舰艇艉流强度,但直升机着舰甲板处仍存在明显回流现象,由此导致直升机气动载荷变化显著。提出了自动升降的舰艇主动甲板,建立基于格子玻尔兹曼方法 (LBM)的舰艇主动甲板流场分析方法,并结合单向耦合模型,嵌入... 详细信息

被动与主动流动控制可减小舰艇艉流强度,但直升机着舰甲板处仍存在明显回流现象,由此导致直升机气动载荷变化显著。提出了自动升降的舰艇主动甲板,建立基于格子玻尔兹曼方法 (LBM)的舰艇主动甲板流场分析方法,并结合单向耦合模型,嵌入旋翼黏性涡粒子法,研究直升机主动甲板着舰气动载荷特性。通过与SFS2舰艇流场试验、分离涡模拟(DES)方法、大涡模拟(LES)方法比较,验证了所建方法的准确性。随后研究主动甲板对舰艇流场和直升机着舰气动载荷的影响特性。结果表明:相比于标准SFS2舰艇,主动甲板有效抑制了直升机着舰甲板处回流,以及直升机旋翼拉力损失、滚转和俯仰力矩,最大降幅分别为21.6%、55.1%、74.6%。

关键词：主动甲板直升机旋翼舰艇艉流格子玻尔兹曼方法黏性涡粒子

发挥蝙蝠翼高频脉冲特性的微结构线宽超分辨测量方法

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光学学报 2024年第13期44卷 137-144页

作者：徐志毅范筱昕张佳乐周圣航郭珍艳朱丹高志山袁群南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094

白光显微干涉是阶跃型微结构三维形貌无损测量的经典方法,但其低通滤波特性使阶跃边缘本应突变的三维形貌被平滑,导致边缘定位困难,影响线宽参数的计算提取。当微结构深度在光源相干长度内时,蝙蝠翼效应使阶跃边缘处的复原形貌产生尖锐... 详细信息

白光显微干涉是阶跃型微结构三维形貌无损测量的经典方法,但其低通滤波特性使阶跃边缘本应突变的三维形貌被平滑,导致边缘定位困难,影响线宽参数的计算提取。当微结构深度在光源相干长度内时,蝙蝠翼效应使阶跃边缘处的复原形貌产生尖锐脉冲。蝙蝠翼脉冲是三维形貌中的伪信号,但其高频特性更利于阶跃边缘的识别。微结构线宽为两阶跃边缘各自对应蝙蝠翼脉冲高度峰值位置的间距。然而,三维形貌空间采样频率受成像艾里斑和探测器像素大小限制,在线宽测量方向上通常仅有数个像素点受蝙蝠翼效应影响,通过蝙蝠翼脉冲高度峰值定位,线宽测量精度仅有像素级别。本文建立了针对蝙蝠翼效应及其离散采样特性的白光干涉信号数值仿真模型,发掘了线宽正交方向上样品阶跃边缘形貌的空域缓变特性,等效提高了蝙蝠翼脉冲在该方向的采样频率。据此提出了一种基于蝙蝠翼高度峰值位置高精度定位的微结构线宽超分辨白光干涉测量方法,并依据实测条件分析了样品位姿对测量精度的影响。以RSN标定板为样品,采用成像艾里斑半径约为0.590μm的测量系统,利用本文方法实测标定线宽2~6μm的光栅区域线宽结果与标定值偏差小于0.021μm,实验结果证明,该方法可以实现远高于系统横向分辨率的线宽超分辨测量。

关键词：线宽测量超分辨白光干涉蝙蝠翼效应信号采样

面向电网最大频率偏差的风电机组短时频率支撑最优策略与机理

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 1020-1034,I0014页

作者：李阳李群陈载宇殷明慧邹云南京理工大学自动化学院江苏省南京市210094 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103

当电网出现有功缺额并导致频率跌落时,风电机组可以通过释放自身轴系动能为电网提供短时频率支撑(short-term frequency support,STFS)。如何利用有限的风电机组轴系动能最大限度地支撑电网频率,是当前研究的热点问题。针对风电机组可... 详细信息

当电网出现有功缺额并导致频率跌落时,风电机组可以通过释放自身轴系动能为电网提供短时频率支撑(short-term frequency support,STFS)。如何利用有限的风电机组轴系动能最大限度地支撑电网频率,是当前研究的热点问题。针对风电机组可释放动能和电网频率变化率约束下的电网最大频率偏差最小化问题,该文提出一种基于有功功率互补控制(active-power complementation control,ACC)的风电机组STFS策略,揭示STFS过程中风电机组的最小动能释放机理,并证明采用ACC释放全部轴系动能的STFS策略为上述问题的最优解。最后,基于含风电的电网动模实验平台的实验结果验证该文提出STFS策略的可行性与频率支撑效果。

关键词：风电机组一次调频短时频率支撑轴系动能有功功率互补控制

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层状岩石不排气三轴压缩力学特性试验研究

岩土力学 2024年第5期45卷 1334-1342页

作者：王伟罗霄陈超刘世藩段雪雷朱其志河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210098

为研究地下隧洞开挖过程中围压和孔隙气压对层状千枚岩力学特性及变形参数的影响,以氩气作为渗透介质,开展层状千枚岩不排气三轴压缩试验,分析层状千枚岩在不同围压和孔压下应力-应变关系、峰值强度、变形特性及破坏形式随层理倾角的演... 详细信息

为研究地下隧洞开挖过程中围压和孔隙气压对层状千枚岩力学特性及变形参数的影响,以氩气作为渗透介质,开展层状千枚岩不排气三轴压缩试验,分析层状千枚岩在不同围压和孔压下应力-应变关系、峰值强度、变形特性及破坏形式随层理倾角的演化特征。引入基于层理倾角的各向异性度公式,探讨围压和孔压对层状千枚岩各向异性的影响。结果表明:不排气条件下,当孔压减小或围压增大时,层状千枚岩峰值强度逐渐增大;岩石峰值强度σc、弹性模量及变形模量随层理倾角的增大呈“U”型变化;层理倾角在30°~60°之间,层状千枚岩存在层理弱面,破坏形式主要为沿层理面剪切滑移破坏;层状千枚岩在平行层理方向受围压、孔压影响较大,呈现明显各向异性特征。

关键词：层状岩石层理倾角各向异性不排气三轴压缩破坏形式

急速卸压条件下构造煤体应力释放规律试验研究

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采矿与安全工程学报 2024年第3期41卷 634-644页

作者：蒋静宇史孝宁程远平沈润生马建军王成浩中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 河南神火煤电股份有限公司薛湖煤矿河南永城476600 中山大学土木工程学院广东广州510275

为研究构造煤在急速卸压条件下的应力释放规律,开展了不同卸围压速度条件下的型煤试样三轴试验,对比分析了构造煤在不同应力路径下的应力⁃应变曲线和力学特性演化特征,并通过数据拟合分析了急速卸压条件下的应力释放规律。结果表明:卸... 详细信息

为研究构造煤在急速卸压条件下的应力释放规律,开展了不同卸围压速度条件下的型煤试样三轴试验,对比分析了构造煤在不同应力路径下的应力⁃应变曲线和力学特性演化特征,并通过数据拟合分析了急速卸压条件下的应力释放规律。结果表明:卸围压速度越快,构造煤破坏时的变形程度和峰值应力越小。卸围压降低了煤体的内聚力,劣化程度为14.02%~21.95%,卸围压速度越快,劣化作用越强。卸围压降低了煤体变形模量和泊松比,表明卸围压加剧了煤体损伤,降低了煤体抵抗变形的能力。当卸围压速度趋近于急速时,峰值应力的劣化程度为17.84%,内聚力的劣化程度为21.95%,表明急速卸压条件下构造煤更易失稳破坏,应力释放控制瓦斯膨胀能的非稳态释放,从而导致构造煤突出的连续发展。

关键词：构造煤急速卸压卸围压速度应力释放煤与瓦斯突出

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一种抗畸变的增强型八节点等参元

中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2024年第3期63卷 163-171页

作者：乔海青鲍四元沈峰苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215011

为了提高平面问题的求解精度,基于勒让德正交函数族引入泡状函数来增强映射关系的思想,构造Q8_Legendre单元。针对单元的位移场中含有泡状函数导致单元刚度矩阵规模变大的问题,在得到单元刚度矩阵后附加自由度凝聚,以减小整体刚度矩阵... 详细信息

为了提高平面问题的求解精度,基于勒让德正交函数族引入泡状函数来增强映射关系的思想,构造Q8_Legendre单元。针对单元的位移场中含有泡状函数导致单元刚度矩阵规模变大的问题,在得到单元刚度矩阵后附加自由度凝聚,以减小整体刚度矩阵规模、节省计算机内存空间。算例表明,随着泡状函数项数的不断增加,Q8_Legendre单元能够通过分片试验,使得单元的位移精度得到改善,而应力精度保持相当。当出现畸变网格时,Q8_Legendre单元表现出抗畸变的性能,且不会出现闭锁现象。

关键词：平面问题泡状函数位移修正模型高斯积分抗畸变

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融合GAT与头尾标签的多标签文本分类模型

计算机工程与应用 2024年第15期60卷 150-160页

作者：杨春霞黄昱锟闫晗吴亚雷南京信息工程大学自动化学院南京210044 江苏省大数据分析技术重点实验室南京210044 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

现有基于神经网络的多标签文本分类主要存在两方面的不足,一是现有的数据中标签-文本频率存在长尾分布,二是很少从图结构中获取全局标签之间的关联性,针对以上问题,提出了一种融合GAT与头尾标签分类器的多标签文本分类模型(GATTN),该模... 详细信息

现有基于神经网络的多标签文本分类主要存在两方面的不足,一是现有的数据中标签-文本频率存在长尾分布,二是很少从图结构中获取全局标签之间的关联性,针对以上问题,提出了一种融合GAT与头尾标签分类器的多标签文本分类模型(GATTN),该模型利用带有注意力机制的Bi-LSTM得到文本的特征向量表示;同时把不同标签之间的关联性转换为包含了全局信息的边加权图,利用多层的图注意力网络来学习头标签之间的关联性。然后将其与文本上下文语义信息进行点积交互,得到具有文本语义和头标签信息的特征表示提高模型的泛化能力。在AAPD、RCV1-V2和EUR-Lex三个公开英文数据集上的实验结果证明,该模型针对数据长尾分布的多标签文本分类效果优于其他基线模型。

关键词：多标签文本分类图注意力网络头尾标签多样本学习