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润湿性影响薄液膜沸腾传热的分子动力学研究

物理学报 2024年第9期73卷 26-35页

作者：白璞王登甲刘艳峰西安建筑科技大学绿色建筑全国重点实验室西安710055 西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院西安710055

纳米尺度下表面润湿性如何影响薄液膜沸腾传热仍是一个具有挑战性的研究. 本研究采用分子动力学方法探讨壁面润湿性影响纳米尺度薄液膜沸腾换热的机制. 结果发现: 亲水表面能够显著地提升沸腾换热性能, 有较早的沸腾起始时间, 较高的... 详细信息

纳米尺度下表面润湿性如何影响薄液膜沸腾传热仍是一个具有挑战性的研究. 本研究采用分子动力学方法探讨壁面润湿性影响纳米尺度薄液膜沸腾换热的机制. 结果发现: 亲水表面能够显著地提升沸腾换热性能, 有较早的沸腾起始时间, 较高的升温速率、热流密度和界面导热率, 以及较小的界面热阻. 通过建立二维表面势能模型, 揭示表面润湿性影响纳米尺度沸腾换热的机理. 亲水壁面的表面势能为-0.34 eV, 而疏水壁面的表面势能仅为-0.09 eV, 提升表面润湿性强化沸腾传热的本质原因是表面势能绝对值的提高. 此外, 通过计算分子间的相互作用能, 揭示了纳米尺度下亲疏水壁面的成核机理. 水分子-亲水壁面、水分子-疏水壁面和水分子内部的相互作用能分别为 1.57, 0.26 和 0.48 eV/nm^(2). 亲水表面的界面能大于水分子内部的相互作用能, 因此亲水表面上气泡成核发生在水膜内部;疏水表面上的界面能比水分子内部的相互作用能弱, 疏水表面的气泡成核发生在固/液界面处. 本研究揭示了表面润湿性如何影响纳米尺度薄液膜沸腾传热和气泡成核的主要机制.

关键词：润湿性表面势能相互作用能薄液膜沸腾分子动力学

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复杂温度路径下非饱和土的热-水-力耦合响应特性

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应用基础与工程科学学报 2024年第5期32卷 1294-1306页

作者：陈佩佩金铭张桓伟郭志光白冰诸瑞松北京建筑大学理学院北京建筑大学土木与交通工程学院中国建筑土木建设有限公司北京交通大学土木建筑工程学院

复杂温度路径下非饱和土热-水-力多场耦合研究在交通岩土和工程地质等方面有着重要的意义.考虑孔隙比和温度影响效应修正经典土水特征曲线模型，从而更准确地确定热-水-力耦合数值建模所涉及的关键耦合参数.通过与室内模型试验结果的对... 详细信息

复杂温度路径下非饱和土热-水-力多场耦合研究在交通岩土和工程地质等方面有着重要的意义.考虑孔隙比和温度影响效应修正经典土水特征曲线模型，从而更准确地确定热-水-力耦合数值建模所涉及的关键耦合参数.通过与室内模型试验结果的对比验证，证实了数值模型的精度和可靠性.针对周期循环和指数增长两类典型的温度路径作用下非饱和土热-水-力多场耦合响应特性开展分析，研究结果表明：周期温度荷载作用下温度和饱和度循环变化过程呈现出与温度荷载相同的周期；且其周期变化中均有相位延滞和波幅衰减现象，且距离热源越远，波幅衰减越大；测点总位移亦随温度荷载发生相同周期的循环变化，然而并未出现相位延滞情况，距离热源越近，总位移的波幅越大.在指数增长温度路径下，各测点的饱和度和温度具体表现为先减小后增大，越靠近热源的测点，减小的程度越大且越早达到极低点，而后迅速抬升到稳定阶段；然而总位移曲线却呈现为与温度曲线不同的演变特征.

关键词：复杂温度路径 VG模型修正热-水-力耦合试验验证数值分析

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山东省县域乡村收缩时空格局及其影响因素

中国农业资源与区划 2024年第7期045卷 207-220页

作者：佘丽敏邱永胜山东建筑大学建筑城规学院

[目的]研究2000年以来山东省县域乡村收缩的时空格局及其影响因素的空间分异，可以丰富我国乡村收缩的研究内容，并为山东省推进新型城镇化和乡村振兴协同发展提供科学依据。[方法]文章基于第五、六和七次全国人口普查数据研究2000—201... 详细信息

[目的]研究2000年以来山东省县域乡村收缩的时空格局及其影响因素的空间分异，可以丰富我国乡村收缩的研究内容，并为山东省推进新型城镇化和乡村振兴协同发展提供科学依据。[方法]文章基于第五、六和七次全国人口普查数据研究2000—2010年与2010—2020年两个时期山东省90个县域乡村收缩的时空格局演变，利用“自然—社会经济—政策”数据通过多尺度地理加权回归模型（Multi-scale Geographically Weighted Regression,MGWR）剖析乡村收缩主导因素的空间异质性。[结果]（1） 2000—2020年山东省县域乡村人口收缩总体表现为中度收缩，且呈收缩加剧趋势，中度收缩县域广泛分布在山东省各地区，塌陷和重度收缩县域从鲁南、鲁西北转移和扩散到除鲁南以外的其他地区，轻度收缩县域从“胶东半岛”向“鲁西北和鲁南地区”转移。（2）山东省县域乡村收缩演变类型以加速收缩型与持续收缩型为主，胶东半岛地区乡村收缩形势最为严峻，其次是鲁中和鲁西南地区。（3）两个时期乡村收缩的影响因素不尽相同，并呈现不同程度的空间分异特征。城镇化水平对两个时期的乡村收缩均产生重要影响，但其负向作用程度在逐渐减弱；地区经济发展水平、地形起伏情况和医疗服务水平影响前一时期乡村收缩，其影响由西向东递减；地方财政状况、教育服务水平、村庄人口中心度和区位条件正向影响后一时期乡村收缩，地方财政状况和村庄人口中心度的影响分别呈现由南向北向东和由东南向西北递减趋势，教育服务水平和区位条件的影响由中部向两侧递减。[结论]山东省县域乡村人口已进入全面收缩阶段，乡村收缩的时空分异特征明显，社会经济和政策因素对乡村收缩的影响大于自然因素，且社会和政策因素的影响日趋明显，自然因素影响日趋减弱，现状乡村收缩格局是上述因素综合作用的结果。

关键词：乡村收缩时空格局演变影响因素 MGWR 山东省县域

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套筒灌浆接头黏结滑移关系的精细有限元分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第2期56卷 68-76页

作者：鲍佳文赵唯坚高强陶宇宸浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心杭州310058 沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168

为揭示套筒灌浆连接接头中钢筋和灌浆料间的黏结滑移关系,利用DIANA 10.3有限元软件建立接头试件的肋尺度精细有限元模型,并根据有限元分析结果对接头的局部黏结滑移关系进行研究。结果表明:套筒中钢筋黏结应力沿锚固长度大致呈马鞍形分... 详细信息

为揭示套筒灌浆连接接头中钢筋和灌浆料间的黏结滑移关系,利用DIANA 10.3有限元软件建立接头试件的肋尺度精细有限元模型,并根据有限元分析结果对接头的局部黏结滑移关系进行研究。结果表明:套筒中钢筋黏结应力沿锚固长度大致呈马鞍形分布,加载端峰值随荷载增加逐渐内移;钢筋与灌浆料间相对滑移从钢筋自由端向加载端递增,超过屈服荷载后在加载端发生激增,并逐渐向里发展;局部黏结滑移曲线大致分为5个阶段,不同锚固位置处曲线的发展趋势大致相同,但其具体路径在发展程度和曲线特征值方面有一定差异;黏结锚固位置函数沿锚固长度大致呈“M”形分布且锚固自由端峰值大于加载端,是锚固位置和相对滑移的二元函数,建议用椭圆曲线和二次曲线进行拟合。该肋尺度精细化有限元模型可用于套筒灌浆连接接头的黏结滑移本构关系的进一步研究。

关键词：钢筋套筒灌浆连接精细有限元模型局部黏结滑移关系位置函数

成渝城市群紧凑度与碳排放强度时空演变及协调发展

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环境科学 2024年第6期45卷 3402-3411页

作者：李志英朱晓珊杨丽王晓云云南大学建筑与规划学院昆明650091

研究成渝城市群紧凑度与碳排放强度的时空演变及协调发展水平,对于实现社会绿色低碳高质量发展至关重要.运用综合评价、碳排放恒等式、耦合协调度和地理探测器等方法对2010~2020年成渝城市群紧凑度与碳排放强度的时空分异、协调发展和... 详细信息

研究成渝城市群紧凑度与碳排放强度的时空演变及协调发展水平,对于实现社会绿色低碳高质量发展至关重要.运用综合评价、碳排放恒等式、耦合协调度和地理探测器等方法对2010~2020年成渝城市群紧凑度与碳排放强度的时空分异、协调发展和驱动因素进行分析.结果表明:①成渝城市群紧凑度持续上升,从2010年的0.18升至2020年的0.22,总体增长22.22%,其中经济紧凑度的贡献率逐年增强.各城市紧凑度区域差异显著,高值区集中在城市群西北部的成都、德阳和绵阳以及西南部的自贡、内江和泸州,低值区分布在中部,雅安是城市群内紧凑度最低的地区.②成渝城市群碳排放强度逐年降低,在研究期内下降幅度达39.57%,城市群南部的碳排放强度整体高于其他区域,成都和重庆两市常年为低值区,碳排放强度的区域差异在逐渐缩小.③城市紧凑度与碳排放强度的耦合度从拮抗阶段转为磨合阶段,耦合协调度从2010年的0.21升至2020年的0.69,两系统逐渐走向良性协调发展.城市群西北部(成都、德阳和绵阳)与川南两市(自贡和泸州)的耦合协调度整体较高.产业结构、科技创新、城镇化水平、政府干预和环境宜居对两系统的耦合协调度都具有显著影响.④优化产业结构、强化科技支撑、提升城镇化发展质量、实施积极的政策引导和建设绿色屏障是促进成渝城市群紧凑度与低碳度协调发展的有效途径.

关键词：紧凑度碳排放强度时空变化协调发展成渝城市群

矿业城市生态风险参数化调控规划框架——基于生态风险与景观格局关联机制

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城市规划 2024年第9期48卷 31-44页

作者：李绥高鹏石铁矛周诗文王逊东北大学江河建筑学院沈阳建筑大学建筑与规划学院沈阳建筑大学中国城市规划学会沈阳建筑大学理学部

深入探讨景观格局对生态过程的影响机制,将生态风险评价结果作为国土空间布局优化的科学依据,已成为国土空间规划体系的重要内容。本文以我国最大的菱镁产业基地海城-大石桥矿区为研究对象,通过建立综合生态风险指数多元回归模型,形成... 详细信息

深入探讨景观格局对生态过程的影响机制,将生态风险评价结果作为国土空间布局优化的科学依据,已成为国土空间规划体系的重要内容。本文以我国最大的菱镁产业基地海城-大石桥矿区为研究对象,通过建立综合生态风险指数多元回归模型,形成基于景观格局参数的风险调控规划框架。研究结果表明:(1)采用主成分分析法形成的综合生态风险指数,能够集成多种指标特征,较好反映了综合生态风险状况;(2)以景观格局参数作为变量建立的多元回归模型,对综合生态风险指数具有较好的解释能力,通过敏感性分析能够表征出不同景观格局参数对生态风险的贡献程度;(3)基于生态风险与景观格局的关联机制研究,为空间规划途径的生态风险调控提供了量化依据。本文在景观生态学的格局-过程互馈理论下,提出了一种面向风险过程干预的空间规划设计方法,为矿业城市生态风险的防范与规避提供了一种具有较强可操作性的规划框架。

关键词：生态风险矿业城市景观格局多元回归分析参数化调控

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基于机器学习的流域尺度森林火灾灾害风险预测

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自然灾害学报 2024年第1期33卷 89-98页

作者：郗婕傅微北京建筑大学建筑与城市规划学院北京100044

森林是碳库,具有强大的固碳增汇功能,在应对气候变化中发挥着重要作用。然而,由于极端高温的影响,频繁发生可燃物自燃而引发森林火灾,除了影响区域水文大气循环过程以外,也给人类带来严重的人员伤亡和经济损失。现有森林火灾预测研究主... 详细信息

森林是碳库,具有强大的固碳增汇功能,在应对气候变化中发挥着重要作用。然而,由于极端高温的影响,频繁发生可燃物自燃而引发森林火灾,除了影响区域水文大气循环过程以外,也给人类带来严重的人员伤亡和经济损失。现有森林火灾预测研究主要侧重可燃物研究和火灾监测等方面,较少关注大尺度地形、气象和人类活动对森林火灾的影响,但这些也是除可燃物外导致森林火灾发生的主要因素。以嘉陵江流域重庆段为研究区,区域内山地受自然火灾影响严峻。基于地理信息系统叠加地理空间因子与火灾分布点获得数据集,构建4种机器学习模型,测试模型性能,评价最优模型进行森林火灾灾害风险制图。研究结果表明,模型评估指标受试者工作曲线下面积(area under the curve,AUC)平均值为95.0%,模型性能梯度提升决策树最优,AUC值为98.3%。利用梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)模型预测森林火灾风险对防范大尺度森林火灾具有一定的可行性,对山城避灾规划起到借鉴作用,规划引导降低森林火灾风险,从而维护生态平衡和生态系统碳汇能力。

关键词：森林火灾机器学习梯度提升决策树灾害风险制图山城避灾规划

基于改进Mask R-CNN与双目视觉的智能配筋检测

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浙江大学学报（工学版） 2024年第5期58卷 1009-1019页

作者：魏翠婷赵唯坚孙博超刘芸怡浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310028

为了提高配筋检测的智能化水平,提出基于改进掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN)模型与双目视觉技术的配筋检测方法.通过在Mask R-CNN中加入自下而上的注意力机制路径,形成了带通道注意力和空间注意力的掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN+... 详细信息

为了提高配筋检测的智能化水平,提出基于改进掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN)模型与双目视觉技术的配筋检测方法.通过在Mask R-CNN中加入自下而上的注意力机制路径,形成了带通道注意力和空间注意力的掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN+CA-SA)改进模型.结合双目视觉技术进行坐标转换,获取钢筋直径与间距,实现智能配筋检测.在自建的包含3 450张钢筋图片的数据集上进行训练,结果表明,改进模型的F1分数和全类平均精确率(mAP)相较于Mask R-CNN基础网络分别提高了2.54%和2.47%.通过钢筋网验证试验和复杂背景测试,钢筋直径的绝对误差和相对误差基本小于1.7 mm和10%,钢筋间距的绝对误差和相对误差分别小于4mm和3.2%,所提方法在实际应用中具有较强的可操作性.智能配筋检测技术在保证足够的检测精度的同时,能够大大提升工效,降低人工成本.

关键词：配筋质量检测 Mask R-CNN 注意力机制深度学习双目视觉技术

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框拼式竹管网格结构体系及工程实践

建筑结构学报 2024年第3期45卷 43-51页

作者：卓新董石麟浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310007

为了解决竹管耐久性差导致原竹建筑使用寿命短、传统竹管结构的节点性能弱、现代竹管空间结构的造价高等问题,提出了由造价较低的标准紧固件连接直竹管所构成的框拼式竹管网格结构体系,所有节点仅需连接两根竹管的特征使其节点域获得了... 详细信息

为了解决竹管耐久性差导致原竹建筑使用寿命短、传统竹管结构的节点性能弱、现代竹管空间结构的造价高等问题,提出了由造价较低的标准紧固件连接直竹管所构成的框拼式竹管网格结构体系,所有节点仅需连接两根竹管的特征使其节点域获得了较充裕的增强空间,制作平面化的多边形框单元工艺简单,采用螺栓连接使结构成形的安装方法快捷方便,施工定位因仅需控制框单元角部的竖向坐标而极大地简化了复杂曲面结构的施工难度,且可通过原位替换劣化框单元的方法来延长结构的使用寿命。建成的柱面、球面和双曲抛物面等形式的工程,证明了该结构体系的可行性与合理性;提出了叠层和桁架两种增强型的结构形式,并采用组合构件的加载试验验证了增强形式对提高结构承载力和刚度的有效性。此外,指出了在新型结构研发中,提升生产过程的工业化水平和降低建造各环节的成本对于推广应用至关重要;建立竹管结构分析和设计理论还将面临材料非线性、几何非线性、界面接触等关键问题。

关键词：框拼式竹管网格结构节点形式多边形框单元结构安装延长使用寿命结构增强方法