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污水脱氮人工多细胞体系的设计与应用

生物工程学报 2024年第6期40卷 1806-1832页

作者：柯霞余欢李一鑫潘婉婷唐素琴薛亚平浙江工业大学生物工程学院浙江杭州310014 杭州市环境集团有限公司浙江杭州310022

氮素的过量累积是引起水体富营养化的重要因素,开发廉价高效的污水脱氮工艺是水质净化研究的重要内容。微生物脱氮处理成本低、效率较高、环境适应性强,已广泛应用于水质脱氮的净化处理。近年来,基于合成生物技术的人工多细胞体系由于... 详细信息

氮素的过量累积是引起水体富营养化的重要因素,开发廉价高效的污水脱氮工艺是水质净化研究的重要内容。微生物脱氮处理成本低、效率较高、环境适应性强,已广泛应用于水质脱氮的净化处理。近年来,基于合成生物技术的人工多细胞体系由于其独特的可定义性及可控性,分解代谢路径和环境响应机制较天然菌群更为明确,能够实现低细胞代谢负荷下高效脱氮,在垃圾渗滤液、工业废水、海水养殖废水和生活污水的生物净化处理中具有广泛的应用潜力。本文聚焦污水脱氮人工多细胞体系的设计、构建与应用,总结了脱氮微生物及其脱氮机制,概括了人工多细胞体系的设计思路与构建方法,并列举了人工多细胞体系在污水净化的应用案例,对污水脱氮未来研究和应用实践进行了展望,以期为优化微生物污水脱氮处理提供新的思路和有效策略。

关键词：污水脱氮人工多细胞协同机理环境修复

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基于大刚度支护体系的新型暗挖技术

岩土工程学报 2024年第6期46卷 1332-1338页

作者：聂子云谭小兵朱占国关永平中国铁路设计集团有限公司天津300251 台州市交通投资集团有限公司浙江台州318000

传统暗挖技术存在施工风险大、施工效率低、对周边环境影响大、工程投资大等问题,很难适用于软弱地层或复杂环境下大型地下结构暗挖施工。为解决以上问题,提出一种基于大刚度支护体系的新型暗挖技术。新型暗挖技术利用纵向管幕、顶横梁... 详细信息

传统暗挖技术存在施工风险大、施工效率低、对周边环境影响大、工程投资大等问题,很难适用于软弱地层或复杂环境下大型地下结构暗挖施工。为解决以上问题,提出一种基于大刚度支护体系的新型暗挖技术。新型暗挖技术利用纵向管幕、顶横梁和中间立柱构筑大刚度支护体系,支护体系各构件通过非开挖方式或者在管幕保护下利用小空间构筑,保证施工安全的同时,防止地层出现较大应力释放,支护体系构筑完成后即可进行大面积暗挖施工。新型暗挖技术工序简单、施工效率高、风险低、对周边环境影响小、工程投资小。数值分析和工程实例验证了新型暗挖技术的可行性和实用性,新技术为大型地下结构暗挖技术提供了新的思路。

关键词：大型地下结构暗挖大刚度支护体系数值分析

铁路站城融合发展路径与机制创新——以杭州西站为例

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建筑学报 2024年第5期 23-29页

作者：陈东杰郦仲华高松中国国家铁路集团有限公司工程设计鉴定中心北京100084 杭州市交通投资集团有限公司杭州310000 中国铁路上海局集团有限公司上海200071

阐述中国铁路站城融合发展历程,并以杭州西站为例,从城市定位、铁路规划与建筑设计等方面研究站城融合实现路径,探索三方协同、整体设计、分类开发、分层确权、造价控制和专业团队等设计创新与机制突破,以在我国现实背景下促进站城融合... 详细信息

阐述中国铁路站城融合发展历程,并以杭州西站为例,从城市定位、铁路规划与建筑设计等方面研究站城融合实现路径,探索三方协同、整体设计、分类开发、分层确权、造价控制和专业团队等设计创新与机制突破,以在我国现实背景下促进站城融合高质量发展。

关键词：站城融合设计创新机制突破杭州西站

基于数据-模型混合驱动的电力系统机电暂态快速仿真方法

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 2955-2964,I0002页

作者：王鑫杨珂黄文琦马云飞耿光超江全元浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 南方电网数字电网集团有限公司广东省广州市510700

数据驱动建模方法改变了发电机传统的建模范式,导致传统的机电暂态时域仿真方法无法直接应用于新范式下的电力系统。为此,该文提出一种基于数据-模型混合驱动的机电暂态时域仿真(data and physics driven time domain simulation,DPD-T... 详细信息

数据驱动建模方法改变了发电机传统的建模范式,导致传统的机电暂态时域仿真方法无法直接应用于新范式下的电力系统。为此,该文提出一种基于数据-模型混合驱动的机电暂态时域仿真(data and physics driven time domain simulation,DPD-TDS)算法。算法中发电机状态变量与节点注入电流通过数据驱动模型推理计算,并通过网络方程完成节点电压计算,两者交替求解完成仿真。算法提出一种混合驱动范式下的网络代数方程组预处理方法,用以改善仿真的收敛性;算法设计一种中央处理器单元-神经网络处理器单元(central processing unit-neural network processing unit,CPU-NPU)异构计算框架以加速仿真,CPU进行机理模型的微分代数方程求解;NPU作协处理器完成数据驱动模型的前向推理。最后在IEEE-39和Polish-2383系统中将部分或全部发电机替换为数据驱动模型进行验证,仿真结果表明,所提出的仿真算法收敛性好,计算速度快,结果准确。

关键词：机电暂态时域仿真数据-模型混合驱动收敛性 CPU-NPU异构运算

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零距离暗挖下穿既有车站控沉效果研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 96-101页

作者：彭宇一无锡地铁集团有限公司无锡214023

研究目的:新建地铁车站换乘节点的施工不可避免地会对既有线的运营造成影响。本文通过列举新建车站零距离暗挖下穿既有线的案例,通过数值模拟,对比不同方案下的沉降影响分析,从而得出可靠的设计施工方案。研究结论:(1)按常规设计方案,... 详细信息

研究目的:新建地铁车站换乘节点的施工不可避免地会对既有线的运营造成影响。本文通过列举新建车站零距离暗挖下穿既有线的案例,通过数值模拟,对比不同方案下的沉降影响分析,从而得出可靠的设计施工方案。研究结论:(1)按常规设计方案,先施工既有车站结构两侧主体结构,并在衔接处预留后浇带,暗挖完成后再进行后浇带施工,通过数值分析可以发现,下穿段施工过程中,对既有车站结构竖向变形影响相对显著,既有车站道床隆起,车站底板发生不均匀沉降,最大沉降值约2.1 mm,超过规范预警值,存在一定的安全风险;(2)针对传统连接做法,提出了零距离下穿既有车站暗挖施工托举法施工理念,直接将新建结构与既有结构连成整体,从而形成暗挖段施工过程的新建结构对既有结构的托举体系,通过数值分析,托举法施工结束后,既有车站道床沉降可减小50%,控沉效果显著;(3)本研究成果可为新建工程暗挖下穿既有工程提供指导。

关键词：地铁车站零距离暗挖车站道床托举法施工控沉效果

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工业燃机轴流压气机级间引气结构的压损特性

中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4395-4405,I0018页

作者：丁骏戴斌唐燕佳谢健郑群蓝吉兵杭州汽轮控股有限公司浙江省杭州市310022 杭州汽轮动力集团股份有限公司浙江省杭州市310022 杭州汽轮新能源有限公司浙江省杭州市310022 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江省哈尔滨市150001

为研究级间引气结构的压损特性,为工业燃机中的相关结构设计提供参考,采用仿真手段对真实的工业燃气轮机多级轴流压气机的级间引气结构进行数值研究,计算域涵盖压气机的多个主流通道和旁路的引气槽道、腔室、管路。结果表明:小引气率下... 详细信息

为研究级间引气结构的压损特性,为工业燃机中的相关结构设计提供参考,采用仿真手段对真实的工业燃气轮机多级轴流压气机的级间引气结构进行数值研究,计算域涵盖压气机的多个主流通道和旁路的引气槽道、腔室、管路。结果表明:小引气率下,引气口的气流滞止和折转所导致的压力损失占总损失的五成以上;大引气率下,引气腔室内的流动掺混和引气支管口的流动分离所导致的压力损失占总损失的七成以上。不同区域的流动损失受引气率、引气管路的雷诺数、引气腔室的水力直径影响。下一步可以通过神经网络的方法训练得到零维的级间引气模型,用于进一步的性能评估。

关键词：工业燃机轴流压气机引气数值仿真缩放仿真

深地煤炭资源安全高效智能化开采关键技术与实践

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 52-64页

作者：李伟孙希奎山东能源集团有限公司山东济南250101

深地煤炭资源地质赋存复杂,智能化开采是深地资源安全、高效、绿色发展的必由之路。智能化开采成套技术与装备能否适应千米深井复杂地质环境、控制围岩稳定并驱动装备跟随煤层自动推进是影响煤炭安全高效开采、减少作业人员、降低劳动... 详细信息

深地煤炭资源地质赋存复杂,智能化开采是深地资源安全、高效、绿色发展的必由之路。智能化开采成套技术与装备能否适应千米深井复杂地质环境、控制围岩稳定并驱动装备跟随煤层自动推进是影响煤炭安全高效开采、减少作业人员、降低劳动强度的关键。山东能源集团聚焦千米深井智能化开采围岩控制理论,提出了以强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合为核心的支架-围岩智能耦合关系,并形成与之相适应的智能耦合控制逻辑;为突破超大采高智能综采开采工艺及超高煤壁围岩控制技术瓶颈,提出了超大采高液压支架工作阻力“双因素控制法”,发明了三滚筒采煤机及其配套开采方法,研制了与超大采高智能综采相匹配的液压支架及配套系统;针对超大采高综放开采智能化放煤理论与围岩控制难题,提出超大采高综放支架-围岩耦合协调采放空间控制方法,创新了超大采高综放“马鞍形”开采工艺,研制了7 m超大采高智能综放开采液压支架及配套系统;研发了无反复支撑、快速循环自移的单元式超前支架,解决了回采巷道超前支护距离长、支护技术与装备适应性差的问题;开发了基于惯导和精准地质模型的智能采煤控制系统,解决了深部矿井工作面设备智能控制及困扰连续生产的难题;搭建了千米深井智能化开采综合管控平台,实现了千米深井重大灾害多源异构数据融合与管控。上述核心技术在山东能源集团赵楼煤矿7302工作面、东滩煤矿3308工作面等多个工作面进行了智能化开采示范建设,取得了良好的应用效果,所获成果整体推动了我国深地煤炭资源安全高效智能化开采水平,可以为类似矿井智能化工作面建设提供理论与技术借鉴。

关键词：千米深井智能化开采支架-围岩关系超大采高液压支架智能采煤控制系统多元灾害

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旋挤钻法在软土及砂土地层施工灌注桩的研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 54-59页

作者：朱正余陶涛陈珣王玉波顾乡常聚友侯龙中铁十局集团有限公司济南250000 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 中铁四局集团有限公司合肥230000

研究目的:采用常规旋挖钻法在地下水丰富的黏土地层和软土及砂土地层施工的灌注桩,部分灌注桩因坍孔出现扩径和缩径,扩径浪费混凝土,缩径使灌注桩不合格,由此提出把旋挖钻法改进为旋挤钻法,达到灌注桩轻微扩径不缩径不浪费混凝土的完整... 详细信息

研究目的:采用常规旋挖钻法在地下水丰富的黏土地层和软土及砂土地层施工的灌注桩,部分灌注桩因坍孔出现扩径和缩径,扩径浪费混凝土,缩径使灌注桩不合格,由此提出把旋挖钻法改进为旋挤钻法,达到灌注桩轻微扩径不缩径不浪费混凝土的完整合格桩,本文对其展开研究。研究结论:(1)把旋挖钻法钻斗的慢速重钻改进为旋挤钻法钻斗的快速轻钻可行,可减小振动,挤密孔壁土,预防孔壁坍孔;(2)旋挤钻法成孔对于地表浅部极易坍孔地层用长护筒护壁,且护筒长度要大于极易坍孔地层厚度,对于易坍孔和不易坍孔地层用比重1.25和1.15等指标的泥浆护壁,且泥浆护壁是以垂直式的可控泥浆和离心力水平式的扰动土混合泥浆共同作用于护壁,迫使孔内部分扰动土与泥浆粘黏旋挤进入孔壁内,孔壁得到加固稳定不坍孔;(3)采用旋挤钻法在地下水丰富的黏土地层和软土及砂土地层施工的灌注桩,灌注混凝土充盈系数为1.02~1.03和1.04~1.05,均达到轻微扩径不缩径不浪费混凝土的完整合格桩;且成孔效率高,可减少污染、节约成本;(4)本研究成果可为铁路、公路等领域提高混凝土灌注桩施工质量提供参考。

关键词：旋挖钻法旋挤钻法慢速重钻快速轻钻护壁质量

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单元式无砟轨道周期性变形敏感因素分析

铁道工程学报 2024年第1期41卷 26-31,38页

作者：赵磊杨国涛刘伟斌施成中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 中国国家铁路集团有限公司北京100844

研究目的:单元式无砟轨道应用过程中检测出波长与板长相近的周期性不平顺问题,影响了列车运营舒适性。为研究周期性变形的敏感影响因素,以CRTSⅢ型板式无砟轨道为例,建立考虑层间非线性接触关系的无砟轨道多物理场耦合分析模型,分析轨... 详细信息

研究目的:单元式无砟轨道应用过程中检测出波长与板长相近的周期性不平顺问题,影响了列车运营舒适性。为研究周期性变形的敏感影响因素,以CRTSⅢ型板式无砟轨道为例,建立考虑层间非线性接触关系的无砟轨道多物理场耦合分析模型,分析轨道板内温度梯度和自密实混凝土收缩对轨道板翘曲变形和轨面周期性不平顺的影响程度,获取了两种荷载与周期性变形间传递关系。研究结论:(1)温度梯度、混凝土收缩等效降温量越大,轨道竖向变形差越大且传递比越大,+90℃/m、-45℃/m温度梯度时,钢轨垂向变形差分别为0.72 mm、0.32 mm,传递比分别为0.0158 mm/(℃·m^(-1))、0.0183 mm/(℃·m^(-1));(2)等效降温-10℃时,钢轨垂向变形差0.39mm,传递比为0.0739 mm/℃;(3)与混凝土收缩组合时,正温度梯度变形效应叠加,负温度梯度变形效应抵消,-45℃/m温度梯度与混凝土收缩-10℃间引起的变形效应相当,可基本抵消;(4)通过控制轨道精调时机,合理预设初始不平顺可减小运营期单元式无砟轨道周期性不平顺;(5)本研究结论可为控制目前广泛存在的无砟轨道周期性变形问题提供理论指导。

关键词：高速铁路单元式无砟轨道温度梯度混凝土收缩周期性变形