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一种新型低负荷稳燃燃烧器的气固流动特性研究

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洁净煤技术 2024年

作者：黄椿朝李争起路跃王誉霏陈智超哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨工业大学郑州研究院

现有燃用劣质煤锅炉无助燃最低稳燃负荷为50%，难以满足深度调峰需求。前人的研究主要聚焦于降低NOx排放，而非低负荷稳燃，试验条件大多设置为满负荷，缺乏对低负荷工况的研究。为解决燃用劣质煤锅炉深度调峰能力不足的问题，研发了一... 详细信息

现有燃用劣质煤锅炉无助燃最低稳燃负荷为50%，难以满足深度调峰需求。前人的研究主要聚焦于降低NOx排放，而非低负荷稳燃，试验条件大多设置为满负荷，缺乏对低负荷工况的研究。为解决燃用劣质煤锅炉深度调峰能力不足的问题，研发了一种新型低负荷稳燃技术。该技术保留了原有燃烧器的二次风结构，通过耦合中心给粉技术，引入旋流缝隙风，并结合对预混段和扩口的优化，可在最低30%负荷下仅依靠自身回流区实现稳燃。将该技术应用于一台350 MW劣质煤锅炉的LNASB燃烧器上，得到低负荷稳燃LNASB燃烧器。通过实验室气固两相试验，在30%锅炉负荷下，分析了缝隙风量对新型燃烧器气固流动的影响。试验结果表明：缝隙风可调控回流区形态和尺寸。缝隙风量为内二次风量的66%时，回流区为大环形，长度1.0d，直径0.48d，下边界距中心轴线0.075d （d为外二出口直径）。缝隙风量为44%时，为中心回流区，长度0.7d，直径0.60d。缝隙风为22%和0%时，回流区变为小环形，长度0.5d，直径分别为0.24d和0.32d。66%、44%、22%和0%缝隙风量时的总回流率分别为0.74、0.55、0.29和0.38，旋流数分别为0.872、0.934、0.784和0.512，气相/颗粒相的扩散角分别为37.8°/36.3°、38.4°/36.6°、35.1°/32.0°、36.0°/35.4°。在径向r=0～50 mm范围内，66%和44%缝隙风量的轴向速度低于22%和0%缝隙风的工况。22%缝隙风时切向速度的衰减更快。相同x/d下，无缝隙风时的径向速度大于有缝隙风时的工况，且负值范围更小。在x/d=0.1之后，66%和44%缝隙风时的湍流强度峰值高于其他两个工况。随着缝隙风量的减小，相同位置的湍流动能呈逐渐增大的趋势。相同位置下，0%缝隙风量时湍流动能耗散率低于有缝隙风存在时的工况。四种工况下的颗粒浓度沿径向呈“内浓外淡”分布。66%缝隙风量时，x/d=0.3～0.7范围内存在明显的颗粒回流，且回流的起点靠近燃烧器中心。44%缝隙风量时，x/d=0.5～0.7范围内存在中心区域的颗粒回流。0%缝隙风量时，峰值位置位于r/d=0.15附近，高浓度颗粒位于一次风边缘，明显的颗粒回流发生在x/d=0.1～0.3。22%缝隙风量时，颗粒没有明显的回流。

关键词：低负荷稳燃气固两相旋流燃烧器劣质煤深度调峰

考虑场址危险一致性的中国完备条件目标谱与记录选取

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工程力学 2024年第2期41卷 71-82页

作者：汪维依冀昆温瑞智任叶飞中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 河海大学土木与交通学院江苏南京210024

即使所处地区的宏观抗震设防烈度相同,不同城市的地震地质构造与活动性背景仍然存在差异。为使地震动输入与所在场址的地震危险性水平保持一致,该研究衔接我国第五代地震区划图的概率地震危险性分析结果,给出了完备条件目标谱的构建方... 详细信息

即使所处地区的宏观抗震设防烈度相同,不同城市的地震地质构造与活动性背景仍然存在差异。为使地震动输入与所在场址的地震危险性水平保持一致,该研究衔接我国第五代地震区划图的概率地震危险性分析结果,给出了完备条件目标谱的构建方法。采用与第五代地震区划图相同的三级潜源分布和地震动预测方程,进行目标场址的危险性分析与设定地震解耦,衔接三维(震级-经纬度)设定地震解耦结果,给出了考虑所有潜源走向与位置相对贡献的“完备”条件谱。以北京近郊某城市作为算例,结果表明,完备条件谱的均值介于使用长轴和短轴衰减关系的粗略条件谱之间,条件标准差高于粗略条件谱。研究给出的完备条件谱适用于我国区划图的长短轴类型衰减关系,可以很好体现潜源的空间分布特征与背景地震危险性差异。基于我国强震动记录数据库拟合的加速度反应谱相关系数得到的条件谱要略高于基于国外数据库的计算结果。为了实现加速度反应谱均值和标准差的高效匹配,该研究采取多元高斯分布的协方差矩阵近似替换完备条件谱高斯混合分布的协方差矩阵,结合贪心优化算法,选取得到满足目标完备条件谱分布的强震动记录数据集。研究结果系统给出了我国条件目标谱进行记录选取的构建思路与选波方案,可为后续全概率结构性态分析提供依据。

关键词：强震动记录选取条件目标谱地震危险性分析地震动输入相关系数

基于K-means算法的建筑群震害分析模型缩减方法

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世界地震工程 2024年第1期40卷 72-79页

作者：陈夏楠张令心林旭川王祺中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 中国地震局工程力学研究所地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

基于建筑群模型和弹塑性时程分析的精细化城市震害模拟技术能够为防震减灾及应急救援决策提供必要的依据和参考。为了减小城市建筑群震害模拟的计算量和计算时间,本文提出一种基于聚类算法的建筑群模型缩减方法。该方法采用K-means聚类... 详细信息

基于建筑群模型和弹塑性时程分析的精细化城市震害模拟技术能够为防震减灾及应急救援决策提供必要的依据和参考。为了减小城市建筑群震害模拟的计算量和计算时间,本文提出一种基于聚类算法的建筑群模型缩减方法。该方法采用K-means聚类算法,首先基于建筑结构属性向量对建筑群进行聚类,将相似的建筑结构聚为一组;然后从每组选取一个代表建筑组成建筑群缩减模型,通过减少需要分析的建筑结构数量来减少建筑群震害模拟的计算量。本文对传统的K-means算法进行改进,通过设定组内建筑结构的差异上限自动调整聚类分组数量;提出将具体地震动作用下结构地震损伤指数作为结构属性向量进行聚类,并通过算例对比分别采用两种缩减模型,即基于损伤指数聚类的缩减模型与基于结构力学模型参数聚类的缩减模型,计算结构损伤状态准确程度。对比结果表明:在聚类分组数量相同的情况下,基于损伤指数的分组明显优于基于模型参数的分组,采用模型缩减方法能够在保证足够计算精度前提下显著减少建筑群震害模拟计算量和计算时间。

关键词：城市建筑群 K-means算法模型缩减结构模型参数地震损伤指数

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基于机器学习的电弧行为识别与特征分析

焊接学报 2024年第5期45卷 84-89页

作者：肖典蒲柯伶褚卓楠方乃文武鹏博吴斌涛宁夏大学材料与新能源学院银川750400 中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028

电弧熔丝增材制造过程中电弧行为是影响零件成形精度及质量的关键因素之一,针对电弧熔丝增材制造过程中电弧无振荡、摇摆振荡以及圆周振荡3种电弧状态的监测图像,提出一种基于局部二值模式(local binary pattern,LBP)与GoogLeNet神经网... 详细信息

电弧熔丝增材制造过程中电弧行为是影响零件成形精度及质量的关键因素之一,针对电弧熔丝增材制造过程中电弧无振荡、摇摆振荡以及圆周振荡3种电弧状态的监测图像,提出一种基于局部二值模式(local binary pattern,LBP)与GoogLeNet神经网络结合识别电弧模式的新方法.结果表明,通过局部二值模式获取电弧形态图像中的纹理特征,然后建立GoogLeNet神经网络模型,相比于直接对原始图像进行神经网络的训练,该方法可有效识别电弧长度、宽度以及左右最大倾角随堆积层数的变化规律,从而精准判别电弧所属状态.针对常规存在熔池、熔滴以及复杂背景等因素干扰的电弧形态图像,该方法处理后可获得更清晰的电弧边缘轮廓,更有利于将熔池、熔滴和电弧的形态边界进行划分,最终的状态识别准确率可达99.50%,为电弧熔丝增材制造过程中的电弧状态监测提供理论参考.

关键词：电弧状态局部二值模式 GoogLeNet神经网络图像处理

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双层圆钢管混凝土长柱压扭滞回性能试验

哈尔滨工业大学学报 2024年第1期56卷 117-129页

作者：周中一庞新龙王涛靳宇航罗诒红中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点试验室(中国地震局工程力学研究所) 哈尔滨150080

为研究双层圆钢管混凝土长柱在压、扭荷载作用下的力学性能,利用研制的Stewart六自由度加载平台,进行了两个普通圆钢管混凝土长柱和两个双层圆钢管混凝土长柱试件在纯扭、压扭作用下的低周往复试验。对比分析了各试件的承载力、扭转变... 详细信息

为研究双层圆钢管混凝土长柱在压、扭荷载作用下的力学性能,利用研制的Stewart六自由度加载平台,进行了两个普通圆钢管混凝土长柱和两个双层圆钢管混凝土长柱试件在纯扭、压扭作用下的低周往复试验。对比分析了各试件的承载力、扭转变形、耗能、滞回性能,进行了有限元参数分析。研究表明:普通圆钢管混凝土长柱和双层圆钢管混凝土长柱均具有较好的抗扭能力;与普通圆钢管混凝土长柱相比,双层圆钢管混凝土长柱的初始刚度和承载力略有提升,滞回曲线更饱满,耗能能力和延性大幅提升;参数分析表明含钢率一定时,内层钢管径厚比越大,对抗扭越有利;一定范围内的轴向荷载,可提高钢管混凝土柱的抗扭能力。

关键词：钢管混凝土纯扭压扭拟静力往复加载 Stewart平台

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益生菌制剂对抗生素诱导腹泻模型小鼠肠道菌群的调节作用

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现代食品科技 2024年第2期40卷 1-8页

作者：黄莉莉颜克旭李玟玟张振华马青马微微黑龙江中医药大学药学院黑龙江哈尔滨150040

研究了益生菌制剂对腹泻模型(Antibiotic-Associated Diarrhea,AAD)小鼠肠道菌群的调节作用。BALB/c小鼠随机分为6组,每组8只,灌胃给予氨苄青霉素(22.4 g/kg),建立小鼠腹泻模型,空白组给予等体积生理盐水。模型建立后,阳性组灌胃给予培... 详细信息

研究了益生菌制剂对腹泻模型(Antibiotic-Associated Diarrhea,AAD)小鼠肠道菌群的调节作用。BALB/c小鼠随机分为6组,每组8只,灌胃给予氨苄青霉素(22.4 g/kg),建立小鼠腹泻模型,空白组给予等体积生理盐水。模型建立后,阳性组灌胃给予培菲康(8 g/kg)、益生菌制剂低、中、高剂量组(2.5×10^(6)、5×10^(6)、1×10^(7) CFU)给予复合益生菌制剂,模型组和空白组给予等体积生理盐水,连续14 d。观察益生菌制剂对小鼠体质量、稀便率、稀便级和腹泻指数的影响,测定小鼠IgA、IgG水平,肠道屏障功能相关基因表达水平以及肠道菌群组成。结果表明,与模型组相比三个剂量组在给予益生菌第14天时小鼠稀便率、稀便级和腹泻指数显著降低,IgA水平分别提高13.30%、20.25%、25.83%,IgG水平分别提高6.84%、19.81%、29.64%,TLR4基因表达水平下调16.88%、20.78%、40.91%,NF-κB基因表达水平下调24.91%、37.19%、55.79%,肠道双歧杆菌、乳杆菌数量明显增加,产气荚膜梭菌、肠球菌、肠杆菌数量明显减少。综上所述,益生菌制剂通过调节肠道菌群,调节免疫球蛋白水平,发挥改善AAD作用。

关键词：益生菌抗生素相关性腹泻免疫球蛋白肠道菌群

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基于深度学习的计算机视觉在隧道衬砌病害检测中的应用综述

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建筑结构 2024年第20期54卷 143-155,142页

作者：张令心王茂岑谢贤鑫沈俊凯李宁中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室哈尔滨150080 上海建工四建集团有限公司上海201103

隧道衬砌作为隧道的重要支撑结构,对其中存在的病害进行检测显得十分重要。然而,传统的隧道病害检测方法高度依赖人工,效率低下,并且存在一定的安全风险,因此,如何高效、安全地实现病害的自动检测成为了热门的方向之一。深度学习(DL)和... 详细信息

隧道衬砌作为隧道的重要支撑结构,对其中存在的病害进行检测显得十分重要。然而,传统的隧道病害检测方法高度依赖人工,效率低下,并且存在一定的安全风险,因此,如何高效、安全地实现病害的自动检测成为了热门的方向之一。深度学习(DL)和计算机视觉(CV)被视为实现隧道衬砌病害自动检测的具有发展前景的方法。为了阐明DL技术和CV技术在病害检测中的研究与应用,总结了隧道衬砌病害检测技术的发展历程;基于数据对于DL模型训练的重要性,总结了衬砌病害数据集的建立过程;随后,总结了基于DL的CV技术在隧道衬砌表面病害和内部病害检测方面的方法和应用;最后,讨论了目前研究中存在的问题,并对未来的发展进行了展望。

关键词：隧道工程隧道衬砌病害检测计算机视觉深度学习

考虑填充墙的RC框架结构性能指标限值确定方法

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工程力学 2024年第7期41卷 109-120页

作者：张令心张明远谢贤鑫中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

填充墙钢筋混凝土(RC)框架结构是我国应用最为广泛的结构形式之一,而我国规范中给出的此类结构性能指标限值并未充分考虑填充墙对整体结构破坏状态的影响。遵循我国规范中对结构破坏状态的定义原则,提出基于构件破坏率的填充墙RC框架结... 详细信息

填充墙钢筋混凝土(RC)框架结构是我国应用最为广泛的结构形式之一,而我国规范中给出的此类结构性能指标限值并未充分考虑填充墙对整体结构破坏状态的影响。遵循我国规范中对结构破坏状态的定义原则,提出基于构件破坏率的填充墙RC框架结构性能指标限值确定方法,为此类结构破坏状态与工程需求参数对应关系的研究提供新的思路。以典型结构为例建立数值分析模型,采用该文方法计算考虑填充墙的RC框架结构性能指标限值,并与不考虑填充墙的“纯框架”限值进行了对比分析。相较于“纯框架指标”,该文指标完好、轻微破坏、中等破坏和严重破坏四个破坏状态的层间位移角上限值均更小,其中,完好状态的上限值为1/832,远小于规范中规定的弹性层间位移角限值1/550,说明判定填充墙RC框架结构的破坏状态时,直接应用规范限值会低估结构的破坏程度。

关键词：填充墙RC框架数值分析结构破坏状态构件破坏率性能指标限值

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基于全驱系统理论的航天器姿轨预设性能控制

航空学报 2024年第1期45卷 13-28页

作者：刘明范睿超邱实曹喜滨哈尔滨工业大学卫星技术研究所哈尔滨150001

针对航天器对空间目标近距离绕飞背景下的姿轨一体化控制任务,考虑惯量参数不确定性与轨道摄动的影响,提出一种基于全驱系统参数化方法与自适应神经网络的预设性能控制方法。基于Lie群SE(3)描述刚体航天器近距离绕飞空间目标的六自由度... 详细信息

针对航天器对空间目标近距离绕飞背景下的姿轨一体化控制任务,考虑惯量参数不确定性与轨道摄动的影响,提出一种基于全驱系统参数化方法与自适应神经网络的预设性能控制方法。基于Lie群SE(3)描述刚体航天器近距离绕飞空间目标的六自由度运动,建立精确且简洁的航天器姿轨一体化误差动力学模型;通过引入指数形式的预设性能函数,先验定量地约束航天器姿轨状态误差的动态和稳态过程;考虑到航天器相对运动模型的非线性特性,设计了基于全驱系统方法的反馈控制项,使闭环系统成为具有可配置特征结构的常线性系统,降低了后续控制器设计难度;进一步设计了包括自适应神经网络项的积分滑模控制器,以实现存在惯量不确定性和轨道摄动情况下的航天器高精度一体化控制;此外,利用改进粒子群算法进一步优化控制器参数,提高了控制器的工程应用性。数值模拟结果显示,在所提出的控制方法作用下,能够实现高精度姿轨一体绕飞,航天器状态轨迹始终处于预设性能包络内且控制输出无明显抖振,证明了所设计控制器的有效性和可应用性。

关键词：全驱系统方法 Lie群SE(3) 航天器姿轨一体化控制预设性能控制改进粒子群优化