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一维管网与二维地表双向耦合的城市暴雨内涝模拟

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 223-231页

作者：郑茂辉姚帅周念清刘俊兵同济大学上海防灾救灾研究所上海200092 同济大学城市安全风险监测预警应急管理部重点实验室上海200092 同济大学水利工程系上海200092

为快速、准确模拟城市暴雨内涝演化过程,提出一种排水管网与上覆地表动态水力交互方法,构建了一维管网模型(SWMM)与二维水动力(LISFLOOD-FP)双向耦合的模型,解决了一维管网和二维地表的双向流量交换和时间同步难题。以上海外高桥地区为... 详细信息

为快速、准确模拟城市暴雨内涝演化过程,提出一种排水管网与上覆地表动态水力交互方法,构建了一维管网模型(SWMM)与二维水动力(LISFLOOD-FP)双向耦合的模型,解决了一维管网和二维地表的双向流量交换和时间同步难题。以上海外高桥地区为例,采用两次短历时降雨过程对耦合模型进行校准和验证,比较分析了单向、双向耦合的淹没范围与水深变化。结果表明:双向耦合模拟精度较高,在研究区具有良好的适用性;对于占比80%以上的轻度(0.3 m)积水区,单向耦合模拟结果趋于严重,该比值分别增至1.88和2.1。所构建的双向耦合模型能够揭示城区内涝积水、扩散及消退的全过程,可用于城市暴雨内涝推演,为内涝治理和灾害防御提供科学依据。

关键词：城市暴雨内涝排水管网双向耦合流量交互时间同步

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水锤作用下饱和地基蓄排水隧道的动力响应

岩土力学 2024年

作者：黄超钱建固同济大学地下建筑与工程系

针对饱和土地基中深埋蓄排水隧道在水锤作用下的三维动力响应问题，建立了流体-衬砌-饱和土地基系统的频域有限元与边界元耦合模型。隧道内流体视为无黏性、微可压缩性流体，将隧道衬砌结构模拟为弹性介质，用弹性多孔介质模拟饱和土地... 详细信息

针对饱和土地基中深埋蓄排水隧道在水锤作用下的三维动力响应问题，建立了流体-衬砌-饱和土地基系统的频域有限元与边界元耦合模型。隧道内流体视为无黏性、微可压缩性流体，将隧道衬砌结构模拟为弹性介质，用弹性多孔介质模拟饱和土地基。采用频域有限元法分别求解隧道内流体和衬砌的动力控制方程；采用频域边界元方法求解饱和土地基的动力控制方程。基于流体-衬砌接触面和衬砌-饱和土地基接触面的位移一致、面力平衡及完全不透水边界条件，实现了频域有限元与边界元模型的耦合求解。与以往研究的对比验证新建模型的正确性。利用该模型计算了蓄排水隧道在水锤作用下的内水压（水锤荷载）和周边饱和土体的位移及孔隙水压力响应。结果表明：（1）水锤作用下的动力响应呈现出显著的周期性和衰减性；（2）土体径向位移幅值显著大于轴向位移幅值；（3）将地基简化为单相弹性介质会导致动力响应评估不准确；（4）水锤作用会对隧道周边广大的区域内造成显著的影响；（5）土体的渗透性越差，隧道内流体压力、土体位移和孔隙水压力的峰值越小。

关键词：水锤蓄排水隧道有限元-边界元饱和土动力响应

基于分层卷积自编码器的钝体湍流流场降阶分析

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 874-882页

作者：夏超王梦佳朱剑月杨志刚同济大学汽车学院上海201804 同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804 同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804 北京民用飞机技术研究中心北京102211

本文采用了一种非线性的分层卷积自编码器,类比于本征正交分解的方法,可以对提取到的低维特征进行能量排序,同时又能在一定范围内达到更高的降阶性能。文中以雷诺数为20000的三维圆柱钝体湍流尾迹流动为例,分析分层卷积自编码器对该流... 详细信息

本文采用了一种非线性的分层卷积自编码器,类比于本征正交分解的方法,可以对提取到的低维特征进行能量排序,同时又能在一定范围内达到更高的降阶性能。文中以雷诺数为20000的三维圆柱钝体湍流尾迹流动为例,分析分层卷积自编码器对该流场的降阶能力,并与本征正交分解的结果作对比。同时,在此基础上延伸出组合模态的概念,并增加每一组低维潜在向量数,观察重构流场与原始流场的均方误差变化。结果表明,在分层层数及每层潜在空间向量数较少时,非线性的分层卷积自编码器相对于本征正交分解的方法对流场有更强的还原能力,但是其优势会随着层数和潜在向量数的增加而减弱。

关键词：分层自编码器卷积神经网络钝体湍流尾迹降阶模型

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近代上海剧坛粤剧“红楼戏”表演研究

红楼梦学刊 2024年第2期 198-212页

作者：朱崇志丁贝杰邵文清同济大学中文系 200092

粤剧“红楼戏”在近代上海剧坛长期持续演出,具有阶段性表演特征。其剧目编排强调世俗趣味、表演风格偏重优美文雅、舞台造型力求新奇鲜亮,是早期上海“红楼戏”表演的突出现象,并引领和启发了新剧、京剧等其他戏曲样式的红楼戏表演。

关键词：近代上海粤剧红楼戏

基于切口梁弯曲响应的UHPC受拉性能反演分析

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工程力学 2024年第4期41卷 151-160页

作者：郭义庆王俊颜同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804 同济大学建筑工程系上海200092

为了更加快速、准确地获取超高性能混凝土(UHPC)材料的拉伸性能,该文基于切口梁四点弯曲试验获得的荷载-切口张开位移(CMOD)响应,提出了一种UHPC拉伸性能简化反演分析方法。该方法采用了考虑裂纹局部化的非线性铰模型和可描述拉伸应变... 详细信息

为了更加快速、准确地获取超高性能混凝土(UHPC)材料的拉伸性能,该文基于切口梁四点弯曲试验获得的荷载-切口张开位移(CMOD)响应,提出了一种UHPC拉伸性能简化反演分析方法。该方法采用了考虑裂纹局部化的非线性铰模型和可描述拉伸应变硬化或应变软化特征的多折线UHPC受拉应力-应变关系。通过5种钢纤维掺量的UHPC切口梁弯曲试验和轴拉试验的验证以及模型参数分析表明:在切口梁弯曲响应的离散性较低时,提出的计算模型能够准确地预测应变硬化和应变软化UHPC的受拉初裂强度和极限强度;随弯曲响应的离散性增大,轴拉应力的预测值与实测值的偏差越大;特征长度及特征点数量对应变软化UHPC受拉应力-缝宽曲线预测结果的影响较小,但对于应变硬化UHPC,特征长度的增大和特征点的减少都会导致其极限强度预测值偏高。通过应用表明:采用基于荷载-CMOD响应的非线性铰模型预测UHPC的受拉性能具有较好的可行性。

关键词：超高性能混凝土拉伸性能切口梁四点弯非线性铰模型反演分析

基于车道检测性能的自动驾驶车辆平原地区高速公路适驾性评估

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中国公路学报 2024年

作者：叶欣辰王雪松田炜同济大学交通学院同济大学道路与交通工程教育部重点实验室同济大学汽车学院

为从车道检测性能层面评估面向自动驾驶车辆的平原地区高速公路适驾性，利用搭载同济大学车载全息信息采集系统的测试车辆，在京沪高速和沈海高速（上海段）开展基于激光雷达的车道检测性能实车测试。将自车与相邻车道环境车辆可能发生... 详细信息

为从车道检测性能层面评估面向自动驾驶车辆的平原地区高速公路适驾性，利用搭载同济大学车载全息信息采集系统的测试车辆，在京沪高速和沈海高速（上海段）开展基于激光雷达的车道检测性能实车测试。将自车与相邻车道环境车辆可能发生侧面碰撞的情况作为安全临界，计算车道宽度检测上限和下限阈值，提取车道检测失效事件。将失效类型作为标签，将道路几何设计、道路路段、交通标线、车辆运行和环境等五大类特征作为输入特征，采用XGBoost集成学习模型，构建失效类型与特征变量的关系。利用SHAP事后解释方法，量化全局特征重要度，解析单个特征和交互特征的变化对失效类型的影响。结果表明，行驶速度、路段类型、下游大型车距离、车道位置、指示和警告标线类型、曲率、纵坡变化率、标线维护情况和车道标线组合类型对失效有影响，重要度依次递减，具体为：1)当道路主线的平均曲率小于0.4km-1、纵坡变化率大于10%·km-1（凸曲线）或30%·km-1（凹曲线）、自车位于出入口主线或右侧车道、渐变段标线衔接不连续、存在指示和警告标线、标线维护不佳、下游大型车距离0至55m时，车道检测失效概率增加；2)渐变段标线连续衔接、磨损标线和旧标线养护提升、重要车道施画实线等手段可减小失效概率。研究结果可在车道检测性能层面对平原地区高速公路开展适驾性评估与优化，为交管部门提供自动驾驶车辆运行设计域的量化依据，为传感器厂商和车企提供激光雷达性能的重点优化方向。

关键词：交通工程自动驾驶车辆高速公路适驾性集成学习模型实车测试车道检测

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碳化对混凝土微孔特征和吸水性能的影响

同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 567-573页

作者：宋辰姜超顾祥林同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092 同济大学建筑工程系上海200092

为研究碳化对混凝土毛细吸水性能的影响,对比开展了不同水灰比非碳化与碳化混凝土的毛细吸水试验,并通过压汞试验,定量获取了碳化前后混凝土的孔隙结构参数,通过电镜背散射图像扫描和热重分析定性观察分析了孔隙结构变化特征。结果表明... 详细信息

为研究碳化对混凝土毛细吸水性能的影响,对比开展了不同水灰比非碳化与碳化混凝土的毛细吸水试验,并通过压汞试验,定量获取了碳化前后混凝土的孔隙结构参数,通过电镜背散射图像扫描和热重分析定性观察分析了孔隙结构变化特征。结果表明,碳化后混凝土的毛细吸水能力下降20.0%~26.5%,毛细吸水系数下降30.8%~37.8%。相较未碳化混凝土,碳化混凝土的最可几孔径减小13.9~15.1 nm,最高减小幅度达41.8%,且水灰比越高降低越显著。测试观察到碳化导致氢氧化钙转化为碳酸钙,孔径减小。计算表明,碳化混凝土毛细吸水性能使用Lucas-Washburn等人提出的模型依然有效,且选取最可几孔径作为等效孔径时模型效果最佳。

关键词：碳化混凝土毛细吸水孔隙结构

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胶合木预应力套管螺栓连接梁柱节点受力性能

建筑结构学报 2024年第9期45卷 253-261页

作者：何敏娟戴鹏飞李征同济大学建筑工程系上海200092 同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092

胶合木结构中的梁柱大多采用钢填板螺栓进行连接,即通过内嵌的钢板、采用螺栓连接梁柱构件。然而,这种连接方式存在螺孔与螺杆间空隙大、初始刚度低、木材易劈裂等问题。为提高节点的初始刚度、改善既有破坏模式中木材劈裂问题,提出一种... 详细信息

胶合木结构中的梁柱大多采用钢填板螺栓进行连接,即通过内嵌的钢板、采用螺栓连接梁柱构件。然而,这种连接方式存在螺孔与螺杆间空隙大、初始刚度低、木材易劈裂等问题。为提高节点的初始刚度、改善既有破坏模式中木材劈裂问题,提出一种将T形钢连接件的翼缘通过对拉螺栓连接于柱侧、T形钢连接件的腹板插入梁端并通过预应力套管螺栓与梁端紧密连接的节点构造。为了研究套管形状对节点受力性能的影响,分别制作使用方形套管和圆形套管的胶合木预应力套管螺栓节点试件,开展单调和往复加载试验。基于试验,得到了节点刚度、承载力以及延性等性能,并分析不同形状预应力套管螺栓节点的受力性能。结果表明:与传统钢填板螺栓节点相比,所提出的预应力套管螺栓连接梁柱节点初始刚度是其3倍以上;使用方形套管可延缓木材劈裂、减缓节点的刚度退化,但承载力比圆形套管节点降低9%。

关键词：胶合木结构梁柱节点预应力套管螺栓连接套管形状拟静力试验受力性能

氟化温度对双向拉伸聚丙烯薄膜直流击穿性能的影响

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武汉大学学报（工学版） 2024年第6期57卷 738-745页

作者：卓妙金王鑫安振连同济大学电气工程系上海201804

为提升双向拉伸聚丙烯(bi-axially oriented polypropylene,BOPP)膜的介电性能,在25℃、45℃和60℃下对BOPP膜进行60 min的直接氟化处理。通过直流击穿实验研究试样的直流击穿性能,采用红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电镜表征试样的... 详细信息

为提升双向拉伸聚丙烯(bi-axially oriented polypropylene,BOPP)膜的介电性能,在25℃、45℃和60℃下对BOPP膜进行60 min的直接氟化处理。通过直流击穿实验研究试样的直流击穿性能,采用红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电镜表征试样的表面物化特征。直流击穿实验表明:25℃、45℃和60℃氟化使BOPP膜的直流击穿场强相对氟化前分别提高了18.35%、22.75%和14.48%。表面物化特征分析表明:直接氟化改变了BOPP膜表层的化学组成和结构,形成了随着氟化温度升高而增厚的氟化层。另外,60℃较高温度氟化使试样表面出现了明显的微裂纹。击穿性能的提升主要是由于氟化引起的界面电场或电极电荷注入的降低及氟化层对电荷进入体内的阻挡,较高温度下氟化产生的试样表面微裂纹对氟化层的电荷阻挡效应有负面影响。

关键词：双向拉伸聚丙烯直接氟化氟化温度击穿场强氟化层界面电场电荷阻挡