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适应复杂区域的时序SAR影像洪水监测与分析

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遥感学报 2024年第2期28卷 346-358页

作者：李聪妤刘家奇刘欣鑫李树涛康旭东湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

洪涝灾害对中国沿湖沿江地带的国家经济和人民财产威胁巨大。针对洪涝灾害期间光学影像质量低,单幅SAR (Synthetic Aperture Radar)影像水体提取多依赖经验阈值且可靠性不足等问题,本文提出了一种适应复杂区域的时序SAR影像洪水监测方... 详细信息

洪涝灾害对中国沿湖沿江地带的国家经济和人民财产威胁巨大。针对洪涝灾害期间光学影像质量低,单幅SAR (Synthetic Aperture Radar)影像水体提取多依赖经验阈值且可靠性不足等问题,本文提出了一种适应复杂区域的时序SAR影像洪水监测方法。为获取完整的洪水淹没区域,首先结合影像序列的统计分析结果,设计了两个归一化差异指数——突出临时洪水的淹没范围提取指数SREI (Submerged Range Extraction Index)和突出矮植被覆盖的植被区淹没范围提取指数SRVEI (Submerged Range in Vegetation area Extraction Index);然后,根据同一区域植被季候性分布较为稳定的前提,给出了阈值的自适应选取方式;最后,考虑中国湖泊周围地物特点,构建了适应的后处理过程,优化提取区域,形成了洪水淹没区域提取与监测的详细流程和通用框架。本文以东洞庭湖流域为主要研究区域验证了方法的提取精度,并在此基础上进行了2020年东洞庭湖流域洪涝灾害态势分析和洪水淹没地物分析,展示了方法在洪涝灾害监测评估上的应用性能。另外,本文还将该方法应用于东洞庭湖流域往年数据,进行了汛期洪水淹没范围年际分析,并添加了同年鄱阳湖洪水淹没区域的实验,验证了方法时空应用的稳定性。相关实验结果表明,本文方法对洪水淹没区域的提取精度高,用户依赖性低,可跨越时空地应用于不同洪水淹没区域监测场景,且可以初步区分不同属性的洪水淹没范围,能够为本文涉及区域及其他区域的洪涝灾害监测、评估和预警提供一定的参考。

关键词：洪涝灾害合成孔径雷达时序监测水文遥感 SAR 洞庭湖

负载下活性粉末混凝土钢筋网加固足尺混凝土柱轴压性能试验研究

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建筑结构 2024年第10期54卷 87-93,133页

作者：卜良桃周恭慧杜国强湖南大学土木工程学院长沙410082

为提高负载下钢筋混凝土(RC)柱的轴心抗压性能,使用活性粉末混凝土钢筋网(RPCSM)对负载下的RC足尺柱进行加固,设计制作了7根RC方柱试件,其中1根未加固对比柱、1根端部箍筋加密加固柱、2根RPCSM加固柱、3根端部箍筋加密RPCSM加固柱。考... 详细信息

为提高负载下钢筋混凝土(RC)柱的轴心抗压性能,使用活性粉末混凝土钢筋网(RPCSM)对负载下的RC足尺柱进行加固,设计制作了7根RC方柱试件,其中1根未加固对比柱、1根端部箍筋加密加固柱、2根RPCSM加固柱、3根端部箍筋加密RPCSM加固柱。考虑加固层厚度、钢筋网配筋率和端部箍筋加密对轴心受压RC柱性能的影响,进行了试验研究并分析了各试件的破坏模式、荷载-变形关系和应变变化规律。结果表明:加固柱的承载力提高了2.81~3.82倍;原混凝土柱与RPCSM加固层界面粘结可靠,共同工作良好;随着钢筋网配筋率的提高以及加固层厚度的增加,端部箍筋加密后整体性的提高,承载力和轴向变形能力提高,但延性有所下降。结合规范和破坏机理,给出了承载力计算公式,以促进该加固技术的推广。

关键词：负载下加固活性粉末混凝土钢筋混凝土足尺柱轴压性能钢筋网配筋率

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新基建投资影响产业结构升级的空间效应研究

系统工程理论与实践 2024年

作者：龙海明刘子欣程谟怡湖南大学金融与统计学院

我国正处在产业结构升级的关键阶段，扩大以数字技术应用为特征的新基建投资，对推动产业结构升级具有十分重要的现实意义. 本文以我国2004-2021年的省级面板数据为样本，实证检验了新基建投资影响产业结构升级的空间效应. 结果显示... 详细信息

我国正处在产业结构升级的关键阶段，扩大以数字技术应用为特征的新基建投资，对推动产业结构升级具有十分重要的现实意义. 本文以我国2004-2021年的省级面板数据为样本，实证检验了新基建投资影响产业结构升级的空间效应. 结果显示:新基建投资会促进本省产业结构高度化转型，且具有正向空间溢出效应; 新基建投资会抑制产业结构协调化转型，但是这种负面影响在地区间不具有传染性; 新基建投资对产业结构升级的影响在不同基建类型和东中西部地区中具有异质性. 上述结论对我国抓准新基建投资方向，提高资源配置效率并加快产业结构优化升级步伐有一定政策启示.

关键词：空间计量模型产业结构升级新基建投资

大跨度公铁双层斜拉桥主梁涡激共振机理与控制

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第1期51卷 1-13页

作者：刘志文周威刘振标严爱国夏正春陈政清桥梁工程安全与韧性全国重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 风工程与桥梁工程湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

以拟建的某主跨808 m公铁双层斜拉桥为工程依托,采用节段模型风洞试验研究不同攻角下双层桁架梁断面的涡振性能及5种气动控制措施的抑振效果,结合计算流体动力学(CFD)静态绕流模拟,对比分析双层桁架梁断面的涡振机理及控制方法.研究表明... 详细信息

以拟建的某主跨808 m公铁双层斜拉桥为工程依托,采用节段模型风洞试验研究不同攻角下双层桁架梁断面的涡振性能及5种气动控制措施的抑振效果,结合计算流体动力学(CFD)静态绕流模拟,对比分析双层桁架梁断面的涡振机理及控制方法.研究表明:主梁断面原设计方案在+3°和0°风攻角下存在明显的竖向和扭转涡振现象,且振幅超过规范允许值;间隔封闭上层桥面栏杆或增设抑流板可有效抑制主梁扭转涡振,但竖向涡振振幅仍不满足规范要求;上弦杆外侧增设风嘴可有效抑制主梁竖向和扭转涡振,而下弦杆外侧增设风嘴对主梁涡振抑振效果有限.气流经主梁原设计断面上层桥面分离后,在其上下表面形成周期性脱落的大尺度旋涡,并在上层桥面后部再附,这是主梁发生竖向涡振的主要诱因;上弦杆外侧增设风嘴可引导气流平稳通过上层桥面,消除了周期性的旋涡脱落,并在其上表面形成一段狭长“回流区”,从而有效抑制了涡振的发生.

关键词：桥梁工程涡激共振机理风洞试验双层桁架主梁气动控制措施计算流体动力学

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有限空间空气稳定性下人员呼吸过程暴露风险分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 193-200页

作者：邓晓瑞龚光彩王瑞何怡倩石星贺习之湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 清华大学建筑学院北京100084 湖南工商大学前沿交叉学院湖南长沙410205 中国核电工程有限公司北京100840

以人体呼吸微环境为研究对象,通过全尺寸双人实验与数值模拟方法对有限空间空气稳定性下人员在其呼吸过程中暴露风险进行分析.研究表明:在呼吸气流的初始释放阶段,个体暴露水平主要取决于呼吸活动.随着污染物距离污染源越远,有限空间空... 详细信息

以人体呼吸微环境为研究对象,通过全尺寸双人实验与数值模拟方法对有限空间空气稳定性下人员在其呼吸过程中暴露风险进行分析.研究表明:在呼吸气流的初始释放阶段,个体暴露水平主要取决于呼吸活动.随着污染物距离污染源越远,有限空间空气稳定性与通风方式对呼吸微环境中的人员暴露情况的影响越来越重要,且这种影响具有时间无关性.在稳定型中,由于周围分层空气的限制作用,呼出的污染物具有更强的保持其沿初始惯性力方向传播的能力,不易扩散;不稳定型易破坏污染物沿其初始惯性力方向传播的能力,加快污染物的扩散,可以减少室内人员对呼吸微环境中污染物的暴露情况.本研究在控制污染物传播,降低疾病传播风险,保证人体健康方面具有理论及实际意义.

关键词：有限空间空气稳定性呼吸微环境个体暴露风险气流组织计算流体动力学

混凝土梁柱节点带锚固板钢筋锚固性能试验研究

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建筑科学与工程学报 2024年第1期41卷 83-92页

作者：易伟建古攀湖南大学工程结构损伤诊断湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

为研究混凝土梁柱节点带锚固板钢筋锚固性能,共设计33个满足现行规范构造要求的拟梁柱节点试件,通过静载试验分析混凝土强度、锚固长度、锚固板尺寸、箍筋间距等参数对带锚固板钢筋锚固承载力的影响;通过拟合试验数据得到带锚固板钢筋... 详细信息

为研究混凝土梁柱节点带锚固板钢筋锚固性能,共设计33个满足现行规范构造要求的拟梁柱节点试件,通过静载试验分析混凝土强度、锚固长度、锚固板尺寸、箍筋间距等参数对带锚固板钢筋锚固承载力的影响;通过拟合试验数据得到带锚固板钢筋锚固力经验公式,提出带锚固板钢筋锚固长度设计建议,并基于试验数据库对建议公式以及中国规范公式进行了统计分析。结果表明:混凝土强度、钢筋锚固长度和锚固板面积对带锚固板钢筋锚固承载力有较大的影响,而承载力对箍筋间距不是很敏感;锚固板分担的锚固力占总锚固力的70%以上,中国规范对锚固板分担占比的规定偏小,对锚固长度的规定偏于不安全;建议现浇框架中间层梁柱角节点带锚固板钢筋的锚固长度调整为0.45 l_(ab)(l_(ab)为中国规范的基本锚固长度),中间层梁柱边节点的锚固长度可不作调整。

关键词：带锚固板钢筋锚固长度承载力混凝土强度梁柱节点

韧性视角下湖南省生态与区域发展时空演化及影响机制

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中南林业科技大学学报 2024年第5期44卷 203-214页

作者：欧林之宋明星焦胜湖南大学建筑与规划学院湖南长沙410082 邵阳学院土木与建筑工程学院湖南邵阳422000

【目的】生态文明建设是区域可持续发展的重要基石,区域整体发展与生态系统之间的协调对提高区域韧性具有重要的引导意义。通过对湖南省地级市生态系统与区域发展的耦合协调水平的时空分异分析,揭示影响地区协调发展差异和发展制约因素... 详细信息

【目的】生态文明建设是区域可持续发展的重要基石,区域整体发展与生态系统之间的协调对提高区域韧性具有重要的引导意义。通过对湖南省地级市生态系统与区域发展的耦合协调水平的时空分异分析,揭示影响地区协调发展差异和发展制约因素,为湖南省生态可持续、区域稳定协调发展提供参考路径。【方法】从韧性视角出发构建生态系统—区域发展协调理论框架与指标体系,采用线性加权综合评价和耦合协调度分析了2010—2020年湖南省生态系统与区域发展水平的时空演变,然后基于地理探测器、主成分回归分析、障碍度模型等方法进一步对两者耦合协调发展的影响机制进行探究。【结果】2010—2020年湖南省各市州的生态系统—区域发展的综合评分、耦合协调度均处于上升趋势,大致呈现“U”字形空间格局。在地区发展差异上,随着省域综合发展由东向西梯级推进,2020年耦合协调度形成东高西低的空间格局,发展差异先增后减,洞庭湖区的生态系统和大湘西地区的区域发展评分仍为四大板块最末。在系统协调上,湖南省十年间从濒临失调发展提升为初级协调发展,然而生态系统的增长仍滞后于区域发展,大部分地区生态系统未充分发挥生态基底优势。【结论】这十年间湖南省综合发展水平总体趋向均衡,但长株潭地区和大湘西地区差距依然明显。韧性视角下,生态网络和城市活动联系网络的协同发展有助于提升区域耦合协调度水平。人均绿地面积、生态连通性、城市夜间活力与耦合协调度提升具有较强关联,生态连通性、固体废弃物综合利用率、人均实际使用外商投资额则是重要阻碍因子。

关键词：耦合协调生态网络可持续发展时空特征湖南省

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同时发生设计日集合覆盖挑选与预测方法

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈友明谢广仁湖南大学土木工程学院建筑安全与节能教育部重点实验室(湖南大学)

为挑选出能准确计算空调系统设计负荷的同时发生设计日，提出了一种基于集合覆盖问题的同时发生设计日选取与预测方法．该方法用长年逐时气象数据和负荷计算模型生成设计日-房间样本表征矢量，基于集合覆盖模型，将同时发生设计日的挑... 详细信息

为挑选出能准确计算空调系统设计负荷的同时发生设计日，提出了一种基于集合覆盖问题的同时发生设计日选取与预测方法．该方法用长年逐时气象数据和负荷计算模型生成设计日-房间样本表征矢量，基于集合覆盖模型，将同时发生设计日的挑选问题转化成集合覆盖的求解问题，用蚁群算法得到两个或多个设计组合而成的最优集合．并用XGBoost算法构建房间特征参数与最优集合中元素的映射关系，从最优集合中预测匹配待设计房间的设计日．用该方法挑选香港地区的最优集合，并预测匹配待设计房间的设计日．实例研究表明：最优集合中同时发生设计日能准确计算任一特征参数组合房间的设计负荷，用预测设计日计算的设计冷负荷与理论设计冷负荷之间的差异率在1.5%以内，满足工程计算精度要求．

关键词：同时发生设计日集合覆盖问题最优集合 XGBoost 预测设计冷负荷

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基于RISC-V的IOMMU设计

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第6期51卷 187-194页

作者：王镇道班贵龙胡锦焦旭峰湖南大学物理与微电子科学学院湖南长沙410082

在半导体技术受到管控的背景下,实现芯片的完全自主可控已成为现今半导体技术发展的重点.由于RISC-V具有开源、应用广泛的特性,研究RISC-V架构对于我国微处理器的自主可控具有重要研究意义.在微处理器系统中,由于物理资源的有限性和直... 详细信息

在半导体技术受到管控的背景下,实现芯片的完全自主可控已成为现今半导体技术发展的重点.由于RISC-V具有开源、应用广泛的特性,研究RISC-V架构对于我国微处理器的自主可控具有重要研究意义.在微处理器系统中,由于物理资源的有限性和直接访问存储可能潜在危害,DMA访问I/O设备时将会受到诸多限制,从而影响访问性能.目前主流的方法是通过将I/O事务虚拟化,可以很好地解决这一问题.本文首次提出了一种基于RISC-V的I/O虚拟化架构,极大地加速了I/O访问进程,仅花费几个时钟周期就可快速完成I/O设备对内存的DMA请求.本设计将来可以作为IP,集成到RISC-V架构的处理器中,加速I/O设备对内存的访问.

关键词：虚拟化缓存 RISC-V