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基于节段模型测力方法的塔式起重机风荷载特性研究

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铁道科学与工程学报 2024年第7期21卷 2884-2896页

作者：李寿科雷佳妍杨易归林斌郭凡彭雄孙洪鑫湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

塔式起重机被广泛应用于铁道工程和土木工程施工过程,属于高耸结构体系,风荷载是塔式起重机结构设计的控制性荷载。为完善《塔式起重机设计规范》(GB/T 13752—2017)和《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)中的塔式起重机斜风向设计风... 详细信息

塔式起重机被广泛应用于铁道工程和土木工程施工过程,属于高耸结构体系,风荷载是塔式起重机结构设计的控制性荷载。为完善《塔式起重机设计规范》(GB/T 13752—2017)和《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)中的塔式起重机斜风向设计风荷载计算方法,解决风向、吊臂、平衡臂位置等因素对塔式起重机遮挡和干扰引起的设计风荷载计算问题。选取平头塔式起重机为研究对象,对塔身、吊臂、平衡臂进行多工况的节段模型测力风洞试验,研究湍流强度、节段干扰和遮挡等因素对塔式起重机节段风荷载特性的影响规律,研究不同风向下节段阻力系数分布规律,对比标准化阻力系数与当前主要规范的异同,进而探讨节段斜风向标准化阻力系数计算方法。研究结果表明湍流强度对节段阻力系数影响较小,可忽略,而平衡臂和吊臂相邻节段的干扰会减小测试节段的阻力系数;在斜风向下,由于吊臂和平衡臂之间存在相邻节段干扰,国内外规范方法的计算值均会大于干扰工况的节段风洞试验值;当前主要国家规范规定的垂直风向塔身、吊臂、平衡臂阻力系数与风洞试验测得的阻力系数值较为接近,基于风洞试验结果给出典型风向的塔式起重机各节段的风荷载系数取值可用于结构设计;基于风洞试验测试结果推导的塔式起重机斜风向风荷载计算方法具有较好的拟合效果。研究成果可推荐相关工程应用,可为相关规范的修改或补充提供参考。

关键词：塔式起重机风洞试验节段模型阻力系数有效投影面积角度风荷载

大学校园交通安全规划研究——以湖南科技大学为例

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中外建筑 2014年第4期 56-58页

作者：卜创黄妍周东秦玲琳邓峥峥郭俊明湖南科技大学潇湘学院湖南科技大学建筑与城乡规划学院

以湖南科技大学校园交通为例,分析其道路交通网、道路使用等情况,从动态交通和静态交通两方面论述湖南科技大学校园交通现状,遵循可持续发展的理念,提出相应的解决措施,力求安全、高效、舒适。

关键词：高校校园交通安全交通管理治理措施

一种耦合DeepLab与Transformer的农作物种植类型遥感精细分类方法

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测绘学报 2024年第2期53卷 353-366页

作者：林云浩王艳军李少春蔡恒藩湖南科技大学测绘遥感信息工程湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南湘潭411201

如何精细遥感监测复杂的不同类型农田作物种植情况,是智慧农业农村领域实现农耕面积调查与农作物估产的关键。目前的高分辨率影像的作物种植像素级语义分割中,深度卷积神经网络难以兼顾空间多尺度全局特征和局部细节特征,从而导致各类... 详细信息

如何精细遥感监测复杂的不同类型农田作物种植情况,是智慧农业农村领域实现农耕面积调查与农作物估产的关键。目前的高分辨率影像的作物种植像素级语义分割中,深度卷积神经网络难以兼顾空间多尺度全局特征和局部细节特征,从而导致各类农田地块之间边界轮廓模糊和同类农田区域内部完整性不高等问题。针对这些不足,本文提出了一种耦合DeepLabv3+和Transformer编码器的双分支并行特征融合网络FDTNet,以实现农作物种植类型的精细遥感监测。首先,在FDTNet中并行嵌入DeepLabv3+和Transformer分别捕获农田影像的局部特征和全局特征;其次,应用耦合注意力融合模块CAFM有效融合两者的特征;然后,在解码器阶段应用卷积注意力模块CBAM增强卷积层有效特征的权重;最后,采用渐进式多层特征融合策略将编码器和解码器中的有效特征全面融合并输出特征图,以实现晚稻、中稻、藕田、菜地和大棚的高精度分类识别。为了验证FDTNet网络模型在高分辨率作物分类应用的有效性,本文选择不同高分辨率的Yuhu数据集和Zhejiang数据集验证,mIoU分别达到74.7%和81.4%。相比于已有的UNet、DeepLabv3、DeepLabv3+、ResT和Res-Swin等深度学习方法,FDTNet的mIoU可分别高2.2%和3.6%。结果表明,FDTNet在纹理单一、大样本量,以及纹理多样、小样本量的两类农田场景中同时表现出优于对比方法的性能,具有较全面的多类别农作物有效特征提取能力。

关键词：高分辨率遥感影像农作物种植类型语义分割特征融合深度学习

基于不同变系数和势场的分数系统中二次相位调控厄米-高斯光束动力学

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物理学报 2024年第13期73卷 148-163页

作者：谭超梁勇邹敏雷同陈龙唐平华刘明伟湖南科技大学信息与电气工程学院湘潭411201 湖南科技大学化学化工学院湘潭411201 湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105

本文基于带有不同变系数和势的分数薛定谔方程,研究了二次相位调制(QPM)下厄米-高斯光束的演化特性.在自由空间中,光束聚焦位置随着正QPM系数的增加或莱维指数的减小而变大.QPM为负时,光束聚焦消失.在余弦调制和QPM共同作用下,光束的传... 详细信息

本文基于带有不同变系数和势的分数薛定谔方程,研究了二次相位调制(QPM)下厄米-高斯光束的演化特性.在自由空间中,光束聚焦位置随着正QPM系数的增加或莱维指数的减小而变大.QPM为负时,光束聚焦消失.在余弦调制和QPM共同作用下,光束的传输不再遵循余弦规律振荡,而是表现出一大一小的呼吸结构,其演化周期会随调制频率的增加而降低.引入线性调制时,分裂光束的运动轨迹呈现抛物线状.在线性调制和QPM共同影响下,光束呈现出聚焦或聚焦消失的特性.当考虑幂函数调制和正QPM共同影响时,在莱维指数较小时,光束在一定传输距离内保持不失真的直线传输.当线性势作用时,光束的分裂随着线性系数的增加而逐渐消失,最终呈现周期性演化.在加入QPM后,光束会得到明显放大.另外,光束演化周期与线性系数成反比,横向振幅随着莱维指数的增加而变大.当抛物势和QPM共同作用时,光束会呈现出自动聚焦,散焦效应,聚焦频率会随着莱维指数和抛物系数的增加而变大.这些特性在光学操纵,光学聚焦等领域具有潜在的应用价值.

关键词：分数薛定谔方程厄米-高斯光束二次相位调制变系数和势

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改进果蝇优化算法求解置换流水车间调度问题

系统工程理论与实践 2024年

作者：赵才吴亮红湖南科技大学机电工程学院湖南科技大学信息与电气工程学院

本文提出一种学习驱动果蝇优化算法(Learning Driven Fruit Fly Optimization Algorithm， LDFOA)用于求解置换流水车间调度问题. 首先，为提高种群的多样性，采用混合策略初始化果蝇在解空间中的位置; 其次，在嗅觉阶段，构造4种... 详细信息

本文提出一种学习驱动果蝇优化算法(Learning Driven Fruit Fly Optimization Algorithm， LDFOA)用于求解置换流水车间调度问题. 首先，为提高种群的多样性，采用混合策略初始化果蝇在解空间中的位置; 其次，在嗅觉阶段，构造4种扰动算子，进一步扩大果蝇个体的搜索范围; 在视觉阶段，收集精英果蝇的特征信息建立概率模型，个体通过向概率模型的不断学习，实现果蝇的进化. 此外，引入迭代贪婪算法的思想对最优个体进行局部搜索，从而使果蝇导向更有希望的区域. 最后，采用Rec和Taillard两种测试集检验算法性能并与目前解决置换流水车间调度问题效果最好的算法比较，结果显示LDFOA算法具有更强的寻优能力.

关键词：置换流水车间调度学习驱动概率模型果蝇优化算法

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一种基于可达距离的模糊C均值聚类算法

地球信息科学学报 2024年第9期26卷 2038-2051页

作者：崔俊超张琼冰李小龙湖南科技大学计算机科学与工程学院湘潭411100

设施选址对提高居民生活质量至关重要,利用地理可达相似性聚类对空间元素进行分类是求解此类问题的重要方法。然而,现有的应用于地理可达性分析的聚类算法存在地理可达性测度不准确、不涉及簇中心选取或簇中心不可达等缺陷,不能有效求... 详细信息

设施选址对提高居民生活质量至关重要,利用地理可达相似性聚类对空间元素进行分类是求解此类问题的重要方法。然而,现有的应用于地理可达性分析的聚类算法存在地理可达性测度不准确、不涉及簇中心选取或簇中心不可达等缺陷,不能有效求解真实场景下的设施选址问题。基于此,本文提出一种基于可达距离的模糊C均值聚类算法(Fuzzy C-Means based on Reachable Distance,FCM-RD)。FCM-RD算法改造了经典FCM算法的目标函数、隶属度函数和簇中心函数,使其适用基于可达距离的聚类分析。其次,以沿路网的最短路径距离作为可达距离衡量元素间的地理可达相似性,将聚类元素的二维地理坐标映射为路网坐标,并以此设计簇中心迭代机制,实现在聚类过程中以可达距离迭代不受约束的可达簇中心。同时,对所提簇中心迭代机制的有效性进行理论分析和实验验证,结果表明,FCM-RD算法在每次迭代中所选的各簇簇中心唯一且为当前簇类目标函数最小值点。最后,基于真实地理场景的仿真实验表明,相比基准算法,FCM-RD不仅能获得位置不受限的可达簇中心,而且能获得更好的聚类效果,为实际场景下的地理空间聚类方案提供了有效且精准的解决方案。

关键词：地理可达性空间聚类可达距离设施选址路网模糊C均值聚类簇中心迭代机制

负载腐植酸生物炭对矿区土壤淋溶液中Mn^(2+)吸附性能的影响

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煤炭学报 2024年第9期49卷 4006-4018页

作者：代泽宇周剑林刘伟银秦平陈荣陈章李志贤陈国梁湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学化学化工学院湖南湘潭411201

利用玉米秸秆基生物炭(CSB)负载腐植酸制备腐植酸改性生物炭(CSB-HA),用于吸附矿区土壤淋溶液中Mn^(2+)并分析其吸附特性。借助SEM、BET、XRD、XPS和FT-IR等方法对制备得到的样品进行表征分析,CSB-HA比表面积为7.911 m^(2)/g,孔隙以介... 详细信息

利用玉米秸秆基生物炭(CSB)负载腐植酸制备腐植酸改性生物炭(CSB-HA),用于吸附矿区土壤淋溶液中Mn^(2+)并分析其吸附特性。借助SEM、BET、XRD、XPS和FT-IR等方法对制备得到的样品进行表征分析,CSB-HA比表面积为7.911 m^(2)/g,孔隙以介孔居多。优良的孔隙结构提供大量吸附点位,并促进与污染物的接触,使吸附性能提升。CSB-HA表面富含C=O、O=C—O和—COOH等含氧官能团,其中氧原子能与重金属离子进行络合配位形成配位键,从而去除Mn^(2+)。CSB-HA对Mn^(2+)的最大吸附量为21.493 mg/g,准一级动力学模型、准二级动力学模型、Langmuir等温式和Temkin等温式能较好拟合吸附过程,Temkin常数bk_(id2)=0.287),且拟合线均不通过原点,故颗粒内扩散阶段是吸附过程的控速关键阶段。热力学模拟中,分离系数R_(L)均在0.4~0.6,ΔH=15.41 kJ/mol>0,且ΔG均为负数并随温度升高而减小,表明吸附过程是可逆且自发吸热的,升温能促进吸附反应进行。ΔS=49.90 J/(mol·K)>0,证明吸附过程中固液界面随机性增加。模拟淋溶液吸附实验表明CSB-HA吸附Mn^(2+)效果较好且对淋溶液pH有调节作用。

关键词：碳材料腐植酸尾矿土吸附模型扩散模型

陶瓷膜分离技术及其在生物制造领域的应用进展

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化工进展 2024年第8期43卷 4550-4561页

作者：张锐江静徐鸿飞杨盛凯李亚红周靖原曾坚贤黄小平刘鹏飞张明明李志强湖南科技大学化学化工学院湖南湘潭411201 湖南科技大学国有资产与实验室管理处湖南湘潭411201 湖南恒辉膜科技有限公司湖南长沙410205

陶瓷膜分离技术因具有高通量、抗污性能好、易清洗、生命周期长等优点而得到广泛应用。然而,受限于对陶瓷膜的特点、优势和用途等方面的认知,该技术在飞速发展的生物制造领域应用相对有限。本文首先介绍了陶瓷膜分离技术及分类,简述了... 详细信息

陶瓷膜分离技术因具有高通量、抗污性能好、易清洗、生命周期长等优点而得到广泛应用。然而,受限于对陶瓷膜的特点、优势和用途等方面的认知,该技术在飞速发展的生物制造领域应用相对有限。本文首先介绍了陶瓷膜分离技术及分类,简述了陶瓷膜的优势以及陶瓷膜组件和国内外生产厂家。此外,重点综述了生物制药、生物基材料、生物能源、大宗发酵产品和发酵食品饮料等生物制造领域的产品特点以及陶瓷膜的应用实例,并根据发酵液的分离目的,从膜的材料、结构、孔径、操作和清洗方法等方面分析了陶瓷膜的选择策略。最后,指出了低成本和高分离精度的陶瓷膜研发是拓宽其在生物制造领域应用的重要方向,同时,进一步积累陶瓷膜在生物制造领域的应用案例和数据,提高产品质量和膜的使用寿命,降低成本,将促进陶瓷膜技术在快速发展的生物制造领域更加广泛的应用,落实“双碳”战略目标。

关键词：生物分离膜发酵陶瓷生物制造

基于博弈论-贝叶斯网络的煤矿瓦斯爆炸风险评估

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煤炭学报 2024年第8期49卷 3484-3497页

作者：林志军李敏贺珊施式亮田孝娜王丹湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

为解决煤矿瓦斯爆炸风险分析中不确定性处理的不足和指标权重模糊性的难题,基于贝叶斯网络及博弈论提出了一种瓦斯爆炸风险评估方法。首先,基于专家经验和事故致因理论构建瓦斯爆炸风险拓扑结构模型,同时通过博弈论方法优化专家的主客... 详细信息

为解决煤矿瓦斯爆炸风险分析中不确定性处理的不足和指标权重模糊性的难题,基于贝叶斯网络及博弈论提出了一种瓦斯爆炸风险评估方法。首先,基于专家经验和事故致因理论构建瓦斯爆炸风险拓扑结构模型,同时通过博弈论方法优化专家的主客观权重,然后基于模糊集理论计算风险因素的先验概率和条件概率;其次利用贝叶斯推理技术计算瓦斯爆炸发生的概率和风险因素的后验概率分布;最后通过敏感性分析和关键致因链分析,找出影响瓦斯爆炸关键性风险因素和关键风险路径。案例研究表明:山东省某煤矿工作面瓦斯爆炸发生的概率为6.5%,而导致瓦斯爆炸的主要点火源为电气故障、岩石间摩擦、放炮火花以及煤自燃;导致瓦斯超限最主要的原因为通风系统缺陷和通风系统设计。通过敏感性分析可知,通风系统缺陷和电气故障这两因素最为敏感。通过关键致因链分析可知,路径为电气故障→通风系统缺陷→通风措施→瓦斯控制措施→瓦斯超限和路径为电气故障→电火花→点火源的组合导致瓦斯爆炸发生可能性最大,相比于正常情况下,瓦斯爆炸发生的概率增加了301.5%。同时基于博弈论组合赋权法在提升指标权重的客观性和准确性上具有综合优点,评估结果符合煤矿实际情况。

关键词：瓦斯爆炸贝叶斯网络博弈论组合赋权风险评估