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具有防融霜装置的蒸发器结霜特性及性能仿真研究

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太阳能学报 2024年第4期45卷 442-449页

作者：龚光彩安劲霖张明发胡文荃湖南大学土木工程学院长沙410082

以具有防融霜装置的蒸发器为研究对象,建立基于理想最小防融霜补热量和结霜量无量纲关联式的空气源热泵动态模型,并依据实验数据验证其精确性,通过数值模拟分析不同环境参数对具有防融霜装置的蒸发器性能的影响。结果表明:后置式与跨越... 详细信息

以具有防融霜装置的蒸发器为研究对象,建立基于理想最小防融霜补热量和结霜量无量纲关联式的空气源热泵动态模型,并依据实验数据验证其精确性,通过数值模拟分析不同环境参数对具有防融霜装置的蒸发器性能的影响。结果表明:后置式与跨越式系统蒸发器换热系数要高于前置式与传统电辅热系统,霜层厚度更小,分布更均匀;当相对湿度一定时,蒸发器换热系数随温度升高而增大;当空气温度不变时,换热系数随相对湿度的下降而减小,霜层更均匀;温度对蒸发器换热系数的影响比相对湿度更大。

关键词：空气源热泵蒸发器动态模型仿真模拟防融霜装置结霜特性

基于物理信息神经网络的盾构隧道诱发地表沉降预测

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工程力学 2024年第4期41卷 161-173页

作者：张子龙潘秋景仉文岗黄阜中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学隧地工程研究中心湖南长沙410075 重庆大学土木工程学院重庆400045 长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410004

地表沉降是城市复杂环境下盾构隧道施工重点关注的问题。传统机器学习方法在预测隧道施工诱发地表沉降时忽略了其内在的物理机理,存在对训练样本需求量较大的弊端。基于深度神经网络(deep neural networks, DNN)对Verruijt-Booker解的... 详细信息

地表沉降是城市复杂环境下盾构隧道施工重点关注的问题。传统机器学习方法在预测隧道施工诱发地表沉降时忽略了其内在的物理机理,存在对训练样本需求量较大的弊端。基于深度神经网络(deep neural networks, DNN)对Verruijt-Booker解的围岩位移因子进行修正,构建地表沉降与隧道开挖面空间位置的关联。将修正后的Verruijt-Booker解的物理方程耦合至另一并行的DNN框架中,构建数据-物理双驱动的物理信息神经网络模型(physics-informed neural networks, PINN),从而约束神经网络在满足物理机制的空间中进行训练。算例分析的结果表明:在同等配置的条件下,提出的PINN模型的预测效果显著优于单一数据驱动的传统DNN模型,其外推泛化性能得到显著提升。工程应用的结果表明:PINN模型可以利用施工前期的实测数据,准确预测后续施工过程中开挖面在不同位置时监测断面的地表沉降值。提出的方法有助于提高盾构隧道施工过程中地表沉降控制的智慧化程度,可为工程的潜在风险及施工决策提供预警和指导。

关键词：盾构隧道地表沉降物理信息神经网络物理机理数据物理双驱动

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协同开采技术效应的动态演化模型及应用

中国有色金属学报 2024年第2期34卷 668-682页

作者：黄昊陈庆发广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学资源环境与材料学院南宁530004

为量化表征协同开采技术的有序状态及协同效应,保证协同开采技术的持续高协同性能,构建了协同效应的动态演化模型。此演化模型主要分为5个步骤:基于协同学经典演化方程选择模型的关键参量,围绕协同效应内涵构建模型的底层计算逻辑;吸取... 详细信息

为量化表征协同开采技术的有序状态及协同效应,保证协同开采技术的持续高协同性能,构建了协同效应的动态演化模型。此演化模型主要分为5个步骤:基于协同学经典演化方程选择模型的关键参量,围绕协同效应内涵构建模型的底层计算逻辑;吸取改进的群决策层次分析法、熵权法及模糊综合评价法的优点对关键参量量化表征;根据模型的底层计算逻辑计算协同效应;基于灰色关联度计算控制参量与协同效应的关联度;结合计算结果对协同效应的动态演化及控制参量的调控能力进行分析,对工程实践给出评价及建议。最后以高峰矿105号矿体的协同开采技术为例对模型进行应用验证。

关键词：协同开采技术动态协同效应动态模型关联度分析综合评价

隔离层下单漏斗放矿力链演变的参数敏感性分析

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中国有色金属学报 2024年第1期34卷 344-356页

作者：陈庆发刘军龙恩林广西大学资源环境与材料学院南宁530004 广西大学土木建筑工程学院南宁530004

利用PFC软件,以同步充填留矿法为背景,选取隔离层厚度A、隔离层界面摩擦因数B、矿石颗粒摩擦因数C及颗粒半径D作为正交试验的四种影响因素,对力链特征参数的一般变化规律进行分析,研究影响力链演变的参数及其敏感性。结果表明:力链数量... 详细信息

利用PFC软件,以同步充填留矿法为背景,选取隔离层厚度A、隔离层界面摩擦因数B、矿石颗粒摩擦因数C及颗粒半径D作为正交试验的四种影响因素,对力链特征参数的一般变化规律进行分析,研究影响力链演变的参数及其敏感性。结果表明:力链数量先减少后增加;力链长度的概率分布曲面呈指数形式递减,短力链所占比例逐渐减少,长力链所占比例逐渐增加;力链强度表现出先减少后增加的规律;力链强度的概率分布先呈指数式上升,后呈指数式递减;四种因素对正交试验指标影响的主次顺序为CDAB;对应的最优方案为颗粒摩擦因数0.8、颗粒半径0.008 m、隔离层厚度0.004 m、隔离层界面摩擦因数0.5,此时散体介质体系在放矿过程中最为稳定。

关键词：散体介质流力链表征正交试验参数敏感性矩阵分析

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协同开采技术的演化原理与模型

工程科学学报 2024年第6期46卷 1054-1064页

作者：黄昊陈庆发广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学资源环境与材料学院南宁530004

为推动传统开采技术变革,弥补协同开采技术基础理论的部分空缺.从技术分类、技术构成等方面对协同开采技术体系进行了完善;通过协同开采技术协同演化支持证据、自组织演化条件及自组织演化特征的分析,论证了协同开采技术的形成与实施过... 详细信息

为推动传统开采技术变革,弥补协同开采技术基础理论的部分空缺.从技术分类、技术构成等方面对协同开采技术体系进行了完善;通过协同开采技术协同演化支持证据、自组织演化条件及自组织演化特征的分析,论证了协同开采技术的形成与实施过程是协同演化的过程,揭示了协同开采技术的协同演化原理:前提是开放与非平衡态,动力是由竞争与协同产生的非线性相互作用,诱因是随机涨落,路径是相变与分叉;论证了基于哈肯模型构建协同开采技术演化模型的适用性,结合协同开采协同演化类型的分析,构建了普适于协同开采技术的协同演化模型,得出了协同开采技术的协同演化方程及势函数,指出了构建协同演化方程及势函数的意义;引入基于哈肯模型的实证分析方法,提出了协同开采技术协同演化模型的应用方法,主要分为指标体系构建、子系统状态测算、协同演化机制分析3个步骤.结合高峰矿105号矿体的协同开采技术实例,对模型进行了应用验证.研究结果可为协同开采技术的实践及决策提供理论依据.

关键词：协同开采自组织理论协同演化原理协同演化模型哈肯模型

双水源对置供水管网水力交界区的水质特点研究

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给水排水 2024年第3期50卷 125-133页

作者：徐小燕霍冉冉董晓晨周婷赵红军周佰勤李惠平苏州工业园区清源华衍水务有限公司苏州215021 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院深圳518055 同济大学环境科学与工程学院上海200092

采用多水源供水模式的管网系统对供水水质会造成一定影响,该模式下供水交界区域的动态变化规律及其水质安全问题需得到重点关注。对苏州市某区域具有代表性对置供水管网水力交界区的饮用水水质进行了为期1年的取样分析,主要考察了溶解... 详细信息

采用多水源供水模式的管网系统对供水水质会造成一定影响,该模式下供水交界区域的动态变化规律及其水质安全问题需得到重点关注。对苏州市某区域具有代表性对置供水管网水力交界区的饮用水水质进行了为期1年的取样分析,主要考察了溶解性有机物(DOM)在管网中的变化特征以及余氯与消毒前体物质的反应规律。结果表明,X水厂原水中含有更多易于与余氯反应的含溴前体物,而Y水厂则含有更多氯代前体物,由此导致二溴一氯甲烷(DBCM)和三溴甲烷(TBM)则在接近于X水厂的D-10点达到最大浓度,三氯甲烷(TCM)和一溴二氯甲烷(BDCM)则在接近于Y水厂的D-12点达到最大浓度。此外,温度是影响余氯浓度变化及其与消毒副产物前体物反应效率的主要因素,6至9月份供水交界面处的余氯浓度显著低于其余月份,而三卤甲烷浓度高于其余月份。由于原水水质差异以及管网供水量随用户需水量发生变化,采用双水源对置供水系统的供水交界区管网水质风险高于其他管段,对该区域的水质安全需重点关注。

关键词：双水源供水水质保障供水交界区三维荧光余氯消毒副产物

裂隙岩体三维随机裂隙建模与渗流数值仿真研究

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计算力学学报 2024年第4期41卷 718-725页

作者：季慧王鲁瑀吴则祥涂冬媚中国人民解放军32576部队广州510110 香港理工大学土木与环境工程学院中国香港999077 温州大学建筑工程学院温州325000 温州理工学院建筑与能源工程学院温州325000

裂隙岩体数值仿真是研究工程岩体稳定性的重要方法之一,本文围绕三维裂隙岩体随机裂隙建模和渗流仿真展开研究.针对三维裂隙空间定量表征问题,基于空间解析几何方法导出三维裂隙产状控制方程,在此基础上发展了随机裂隙生成算法和网格剖... 详细信息

裂隙岩体数值仿真是研究工程岩体稳定性的重要方法之一,本文围绕三维裂隙岩体随机裂隙建模和渗流仿真展开研究.针对三维裂隙空间定量表征问题,基于空间解析几何方法导出三维裂隙产状控制方程,在此基础上发展了随机裂隙生成算法和网格剖分方案,为裂隙可视化和生成裂隙单元提供基础;讨论了一种处理三维交叉裂隙的方法,从而降低网格单元扭曲度.进一步,采用裂隙孔隙双重介质渗流模型,对三维裂隙岩体进行渗流仿真,通过算例展示了几种不同的裂隙分布形式及其网格剖分结果,分析了三维交叉裂隙模型和随机裂隙模型的渗流特性.

关键词：裂隙岩体渗流数值方法三维建模

基于最小二乘法的振动监测系统测量噪声现场标定

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噪声与振动控制 2024年第4期44卷 110-117页

作者：李宾宾朱伟谢炎龙朱作浙江大学浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院浙江海宁314400 浙江大学建筑工程学院杭州310058 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 南洋理工大学土木与环境工程学院新加坡639798

分析振动监测系统的测量噪声水平是结构健康监测设计的重要步骤,有利于优化测试方案和后期模态参数识别。本文从数据采集全过程入手分析测量噪声的主要来源和统计特性,基于最小二乘法原理,提出标定硬件噪声水平的“n信道”方法和估计多... 详细信息

分析振动监测系统的测量噪声水平是结构健康监测设计的重要步骤,有利于优化测试方案和后期模态参数识别。本文从数据采集全过程入手分析测量噪声的主要来源和统计特性,基于最小二乘法原理,提出标定硬件噪声水平的“n信道”方法和估计多信道同步误差的方法。前者允许以任意数量的信道组合进行噪声估计,能够充分利用所有信道的信息,增强结果的稳定性;后者运用时滞测量信号的频域特性,通过互功率谱密度的比值实现信道间亚毫秒级同步误差估计。所提方法的正确性、鲁棒性和实用性通过某桥梁振动监测系统的测量数据得到验证。

关键词：振动与波结构健康监测拾振器测量噪声同步误差最小二乘法

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混凝土自复位墙结构地震全过程损伤分析

建筑结构学报 2024年第2期45卷 189-204页

作者：鲁懿虬 HENRY Richard S 周颖 RODGERS Geoffrey W 杨群顾安琪同济大学土木工程学院上海200092 奥克兰大学土木与环境系新西兰奥克兰1010 坎特伯雷大学土木与自然资源工程系新西兰基督城8140

后张法预应力混凝土自复位墙是一种有效的可恢复功能结构。虽然自复位墙自身在地震中损伤较小,但其与周边构件的变形不协调可使结构损伤严重。为控制结构层面的损伤,设计了1个框架-自复位墙结构,对自复位墙底、梁柱节点、墙梁节点、墙-... 详细信息

后张法预应力混凝土自复位墙是一种有效的可恢复功能结构。虽然自复位墙自身在地震中损伤较小,但其与周边构件的变形不协调可使结构损伤严重。为控制结构层面的损伤,设计了1个框架-自复位墙结构,对自复位墙底、梁柱节点、墙梁节点、墙-基础连接、柱-基础连接以及墙-板连接开展损伤控制设计,并对设计的结构进行足尺振动台试验。结构共经历了39次不同设计工况下不同烈度的地震激励,峰值加速度最大达1.0g,位移角最大达3.3%。对结构在历次地震作用下整体、局部构件和节点的损伤发展进行全过程定量分析,结果表明:自复位墙-开槽梁结构在地震作用下的损伤能够得到有效控制,其中多遇、设防地震作用下结构基本无损伤,罕遇地震作用下墙底损伤仅限角部剥落且面积仅为400 cm2,楼板有开裂且裂缝最大仅为1.2 mm,梁端剥落可忽略;自复位墙-开槽梁结构可使整个结构在不同设计位移角下实现多遇、设防地震不坏,罕遇地震小修甚至不修的抗震性能目标;设计的连接方式解决了结构中构件之间的变形不协调问题,提高了自复位墙结构层面的可修复性。

关键词：自复位墙开槽梁墙板连接振动台试验结构损伤