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考虑自由液面影响的多凸体结构浮态计算方法

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 62-70页

作者：刘虓周全樊天慧陈超核华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

针对液舱内自由液面对浮态和稳性的影响,文中提出了一种新的多凸体组合结构浮态算法。该方法将浮体和液舱分解成多个四面体单元,通过分析每个四面体与水面/液面的相对位置关系来确定浮体的浮力和浮心以及液舱液体的重心。该方法还提出... 详细信息

针对液舱内自由液面对浮态和稳性的影响,文中提出了一种新的多凸体组合结构浮态算法。该方法将浮体和液舱分解成多个四面体单元,通过分析每个四面体与水面/液面的相对位置关系来确定浮体的浮力和浮心以及液舱液体的重心。该方法还提出了一种改进的双重迭代法用来确定多凸体组合结构的浮态:内层迭代法模拟浮体的升沉运动,得到浮体外的水面方程和液舱内的液面方程;通过外层迭代法模拟浮体的旋转运动。两种迭代方法交替进行,直至浮体的重力作用线和浮力作用线之间的距离满足精度要求,同时重力等于浮力。自编程序对某半潜船和某半潜式海洋平台的多种典型工况进行了浮态计算,同时也考虑了自由液面影响。此外利用Maxsurf建模进行了对比分析,还利用AUTOCAD进行了精度验证。对照结果表明:该研究提出的算法可以考虑自由液面对浮态的影响,原理清晰,收敛性好;算法无论对传统的单凸体结构(例如单体船),还是多凸体结构(例如多体船、漂浮式海洋平台等)均更容易取得准确解,且计算效率更高;算法可以实现“搭积木”式的建模方式,多工况建模时可以极大地减小工作量;算法无需依赖国外第三方图形平台(比如AUTOCAD、CATIA),可为我国相关工业软件的国产化打下良好的基础。

关键词：自由液面浮态四面体双重迭代

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基于偏移注意力机制和多特征融合的点云分类

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 100-109页

作者：田晟宋霖赵凯龙华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

三维点云由于受到雾、雨和雪等自然天气条件的影响较小而受到了广泛的关注,在交通、能源和医疗等多个领域得到了广泛的应用,其中点云分类旨在划分三维点云数据的类别,为不同领域决策者提供信息,实现解决方案的制订,对自动驾驶、故障诊... 详细信息

三维点云由于受到雾、雨和雪等自然天气条件的影响较小而受到了广泛的关注,在交通、能源和医疗等多个领域得到了广泛的应用,其中点云分类旨在划分三维点云数据的类别,为不同领域决策者提供信息,实现解决方案的制订,对自动驾驶、故障诊断和医学影像分析等具有重要意义。点云分类的应用前景广阔,但目前仍面临着诸多挑战。由于点云的无序性、稀疏性和有限性等特点,传统的图像处理和计算机视觉方法难以直接应用于点云数据分析,直接利用卷积神经网络不能有效提取点云特征,部分模型的特征提取不够充分,局部和全局的信息未能有效的利用,可能丢失重要特征信息。针对上述问题,提出一种实现点云的局部和全局特征相结合的多特征融合模块,并结合偏移注意力机制嵌入多特征融合模块实现较深层次点云特征的提取,同时引入残差结构充分利用浅层提取的特征,防止网络过深导致浅层特征丢失。在ModelNet40和ScanObjectNN分类数据集上进行训练和测试,并对实验进行了消融研究和部分数据可视化。实验结果发现该模型在ModelNet40上的分类总体准确率为93.6%,与PointNet、LDGCNN和PCT等模型相比,分类总体准确率分别提高了4.4、0.7和0.4个百分点;在ScanObjectNN上的分类总体准确率为83.7%,与PointNet++和DGCNN相比,分类总体准确率分别提高了5.8和5.6个百分点,具有较高的准确率和鲁棒性。

关键词：点云分类偏移注意力机制多特征融合残差网络

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政府奖惩机制下的中欧班列协同发展模型研究

西南交通大学学报 2024年

作者：李成兵宋雅文王佳琳安旭鹏内蒙古大学交通学院

为了减少中欧班列运营商竞相低价揽货、抢夺货源现象的发生，基于地方政府对中欧班列运营商和中欧班列供货商的补贴，并考虑中欧班列运营过程中的实际情况，构建政府奖惩机制下的“政府-运营商-供货商”的非对称性三方演化博弈模型。通... 详细信息

为了减少中欧班列运营商竞相低价揽货、抢夺货源现象的发生，基于地方政府对中欧班列运营商和中欧班列供货商的补贴，并考虑中欧班列运营过程中的实际情况，构建政府奖惩机制下的“政府-运营商-供货商”的非对称性三方演化博弈模型。通过数值仿真分析政府补贴惩罚等主要因素对系统演化稳定策略的影响，并据此为中欧班列协同发展提供理论参考。结果表明：政府增大惩罚力度将有效推动运营商和供货商的协同发展；根据运营商和供货商的不同策略实行差额补贴，不同补贴力度之间的差值越大越有益于协同；合理设置政府提供给运营商的单位集装箱最大补贴额，并视情况逐渐减小额度直至补贴完全退出，是促进协同的有效途径；政府的额外社会效益是决定政府策略选择的正向影响因素。

关键词：奖惩机制中欧班列协同发展演化博弈论价格竞争

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泥水盾构施工循环掘进泥浆制备试验研究

地下空间与工程学报 2024年第3期20卷 929-938,958页

作者：刘晋余丁建文刘慧刚孙帅张赛东南大学交通学院南京211189

为实现盾构废弃泥浆循环利用,将废弃泥浆应用于掘进泥浆制备,依托南京长江新济洲过江供水廊道项目进行室内试验,对比了废弃泥浆和膨润土所制备掘进泥浆的性能差异,分析了废弃泥浆制备掘进泥浆的可行性;研究了废弃泥浆黏粒含量及配比对... 详细信息

为实现盾构废弃泥浆循环利用,将废弃泥浆应用于掘进泥浆制备,依托南京长江新济洲过江供水廊道项目进行室内试验,对比了废弃泥浆和膨润土所制备掘进泥浆的性能差异,分析了废弃泥浆制备掘进泥浆的可行性;研究了废弃泥浆黏粒含量及配比对掘进泥浆性能影响的规律;建立了掘进泥浆性能指标的拟合公式,并基于拟合公式进行了废弃泥浆制备掘进泥浆的配比优化分析。研究结果有效证明了废弃泥浆制备掘进泥浆的可行性,且通过配比优化,确定了依托工程利用废弃泥浆制备掘进泥浆的参考配比:固水比0.22,膨黏比0.28,羧甲基纤维素钠(CMC)掺量0.32%。经配比优化后的掘进泥浆能够满足性能要求,可为工程中利用废弃泥浆循环制备掘进泥浆的配比确定提供参考。

关键词：泥水盾构废弃泥浆掘进泥浆资源化利用配比优化

考虑驾驶员生理信息的城市交叉口风险评估方法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1277-1284页

作者：陈桂珍程慧婷朱才华李昱燃李岩长安大学运输工程学院西安710064 重庆交通职业学院轨道交通学院重庆402247

为解决交叉口风险评估未充分考虑驾驶员状态和风险损失的问题,提出了一种综合风险概率和风险损失的风险评估方法。利用熵值法得出基于驾驶员生理信息的风险概率,基于能量转换定理确定直接风险损失,提出环境脆弱度确定间接风险损失;利用... 详细信息

为解决交叉口风险评估未充分考虑驾驶员状态和风险损失的问题,提出了一种综合风险概率和风险损失的风险评估方法。利用熵值法得出基于驾驶员生理信息的风险概率,基于能量转换定理确定直接风险损失,提出环境脆弱度确定间接风险损失;利用聚类算法得到风险损失和风险概率的等级,进而基于风险矩阵得到交叉口风险等级。分析西安市19个交叉口试验数据得出:交叉口风险等级划分为比较安全、一般安全、比较风险和非常风险4个等级,风险等级主要集中在比较风险级别。所提出的基于驾驶员生理信息的交叉口风险评估方法与试验驾驶员的感知相符,准确度达到90%,为驾驶员风险管理提供了新方法。

关键词：交通运输规划与管理生理指标城市交叉口风险评估熵值法 K-means聚类风险

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玉米秸秆纤维素的提取及其对沥青性能影响的研究

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功能材料 2024年第8期55卷 8111-8119页

作者：程培峰张雪李艺铭王洋弘历东北林业大学土木与交通学院哈尔滨150000

纤维素作为秸秆的重要组成部分,是决定其力学强度的关键。若将其应用于沥青路面中,有望改善路面的性能并解决秸秆在路面中易产生降解、老化等问题。研究首先利用星点设计-效应面法,探究了秸秆中纤维素的提取工艺对沥青性能的影响,并确... 详细信息

纤维素作为秸秆的重要组成部分,是决定其力学强度的关键。若将其应用于沥青路面中,有望改善路面的性能并解决秸秆在路面中易产生降解、老化等问题。研究首先利用星点设计-效应面法,探究了秸秆中纤维素的提取工艺对沥青性能的影响,并确定了纤维素的最佳提取工艺;然后,通过流变性能试验、离析试验以及红外光谱试验分析,研究了纤维素对沥青高温稳定性、低温抗裂性及储存稳定性的影响。结果表明,在NaOH浓度为2.5%,HNO_(3)浓度为4.3%的条件下所提取的纤维素对沥青物理性能的改善效果最佳,同时,玉米秸秆纤维素的掺入提高了沥青的高温稳定性、低温抗裂性以及在高速车辆荷载剪切作用下的抗变形能力。当玉米秸秆纤维素的掺量为7%时,沥青的综合性能最佳,未产生严重的离析现象。与基质沥青相比,纤维素掺量在7%时的高温连续分级温度(T_(LH))提升了13℃,低温性能提升了49.3%。此外,纤维素仅以物理增强作用互相粘结改善沥青的性能,并未发生化学反应。

关键词：道路工程纤维素的提取改性沥青流变性能红外光谱

定向钢纤维增强水泥基复合材料准脆性断裂分析

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 294-302页

作者：慕儒王晶晶卿龙邦李杨管俊峰河北工业大学土木与交通学院天津300401 天津城建大学土木工程学院天津300384 华北水利水电大学土木与交通学院郑州450045

基于边界效应模型基本理论,建立了钢纤维长度与特征裂缝长度之间的关系,计算了定向钢纤维增强水泥基复合材料(ASFRC)的等效断裂韧度和拉伸强度,进而得到了ASFRC材料的断裂破坏曲线.结果表明,当离散系数分别取0.4~0.7和0.2~0.4时,可得到... 详细信息

基于边界效应模型基本理论,建立了钢纤维长度与特征裂缝长度之间的关系,计算了定向钢纤维增强水泥基复合材料(ASFRC)的等效断裂韧度和拉伸强度,进而得到了ASFRC材料的断裂破坏曲线.结果表明,当离散系数分别取0.4~0.7和0.2~0.4时,可得到较为合理的等效断裂韧度和拉伸强度值.对比分析ASFRC和随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料(SFRC)的断裂破坏曲线可以发现,满足线弹性断裂力学的最小试件尺寸随着离散系数的增大而增大;ASFRC和SFRC的拉伸强度和考虑初始裂缝影响的名义应力随着离散系数的增大而减小.此外,改进的简化解析公式不仅可确定材料的等效断裂韧度和拉伸强度,还可预测试件的破坏.

关键词：定向钢纤维增强水泥基复合材料边界效应模型等效断裂韧度拉伸强度断裂破坏曲线

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基于响应面法的半柔性路面材料低温性能研究

功能材料 2024年第6期55卷 6118-6127页

作者：程培峰王洋弘历李艺铭马广涛东北林业大学土木与交通学院哈尔滨150000

为提高半柔性路面材料(SFPM)低温抗裂性能,采用橡胶粉与硅烷偶联剂对水泥砂浆进行改性,制备复合半柔性路面材料(R&S-SFPM)。基于响应面分析法以劈裂抗拉强度、抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲蠕变速率以及平均线收缩系数作为评价指标分... 详细信息

为提高半柔性路面材料(SFPM)低温抗裂性能,采用橡胶粉与硅烷偶联剂对水泥砂浆进行改性,制备复合半柔性路面材料(R&S-SFPM)。基于响应面分析法以劈裂抗拉强度、抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲蠕变速率以及平均线收缩系数作为评价指标分析胶粉目数、掺量及硅烷偶联剂用量对SFPM低温性能的影响,并确定了可获得最优低温性能表现的R&S-SFPM掺配比例。结果表明:橡胶粉可提高SFPM的应力松弛能力,使其具有更好的柔韧性;硅烷偶联剂可提高SFPM力学强度。此外,橡胶粉及硅烷偶联剂掺量、胶粉目数均对SFPM低温性能改善效果有较大影响。当胶粉目数为60目、掺量为14%,硅烷偶联剂用量为0.72%时,R&S-SFPM综合低温效果最佳;与普通半柔性路面材料(O-SFPM)相比,R&S-SFPM的劈裂抗拉强度、抗弯拉强度、最大弯拉应变以及弯曲蠕变速率分别提高23.7%、7.6%、29.9%和15.2%。

关键词：道路工程半柔性路面材料响应面法低温性能橡胶粉硅烷偶联剂

基于模糊LQR的Spar型海上浮式风力机载荷抑制

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太阳能学报 2024年第1期45卷 188-196页

作者：韩耀振刘爽杨文祥侯明冬山东交通学院信息科学与电气工程学院济南250357

针对复杂环境变化易引起海上浮式风力机不稳定的问题,提出一种基于模糊LQR、模糊PI相结合且易于工程应用的桨距控制新方案,实现维持浮式风力发电机组输出功率稳定、抑制浮台运动、减少叶根及塔基疲劳载荷的目的。模糊PI根据发电机转子... 详细信息

针对复杂环境变化易引起海上浮式风力机不稳定的问题,提出一种基于模糊LQR、模糊PI相结合且易于工程应用的桨距控制新方案,实现维持浮式风力发电机组输出功率稳定、抑制浮台运动、减少叶根及塔基疲劳载荷的目的。模糊PI根据发电机转子转速误差变化动态选择期望的PI增益,模糊LQR基于模糊规则自适应调整闭环反馈增益,在保证风力机输出功率和浮台稳定的基础上,进一步减小叶根和塔基疲劳载荷。基于FAST与Matlab/Simulink在不同环境条件下进行联合仿真,验证所提方案的有效性和优越性;通过时域、频域分析表明,与PI控制相比,所提方案在减少叶根处平面外载荷和塔基横向载荷方面有明显改善效果。

关键词：海上风力机载荷最优控制系统模糊LQR