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填装材料CT图像中脱粘缺陷识别与深度测量

电子测量与仪器学报 2024年第1期38卷 178-186页

作者：钟翼龙张晓凤刘祎斌王小荣重庆科技大学电气工程学院重庆401331 重庆科技大学建筑工程学院重庆401331

脱粘缺陷是影响填装材料物理安全性能的重要指标,计算机层析成像(CT)是进行脱粘缺陷检测的有效方法。但填装材料脱粘缺陷紧贴外轮廓、面积小,对比度低,分割时易受其他信息干扰,传统活动轮廓模型难以适用。本研究提出了一种基于SoftMax... 详细信息

脱粘缺陷是影响填装材料物理安全性能的重要指标,计算机层析成像(CT)是进行脱粘缺陷检测的有效方法。但填装材料脱粘缺陷紧贴外轮廓、面积小,对比度低,分割时易受其他信息干扰,传统活动轮廓模型难以适用。本研究提出了一种基于SoftMax和正则项的Chan-Vese (SRCV)模型用于填装材料脱粘缺陷分割,系统比较了SRCV模型与多种活动轮廓模型对脱粘缺陷分割效果的差异,利用不同图片分割效果揭示了SRCV模型的抗干扰能力和兼顾全局与局部信息的能力,利用分割曲线的欧氏距离实现脱粘深度测量。研究结果表明,SRCV模型对填装材料脱粘缺陷分割更贴近脱粘边缘,分割曲线更光滑,准确度达99.56%,Dice系数为99.82%,脱粘深度误差不超过6%,特别适用于有大量干扰信息的微小脱粘缺陷的分割,较其他活动轮廓模型具有明显的优势。

关键词： SoftMax 活动轮廓模型脱粘缺陷识别与分割脱粘深度测量填装材料

盐蚀/冻融环境下环氧树脂结构胶强度降解机理

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 1182-1192页

作者：任翔崔桐王怡孙亚民刘群峰西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054

为探究盐蚀/冻融循环作用对环氧树脂胶黏剂材料的拉伸、剪切性能的影响,分别开展了40个胶黏剂和40个单搭接接头的盐蚀/冻融循环试验和力学性能试验,分析其力学性能随环境作用时间的变化规律.研究表明,随环境作用时间增加,所有胶黏剂试... 详细信息

为探究盐蚀/冻融循环作用对环氧树脂胶黏剂材料的拉伸、剪切性能的影响,分别开展了40个胶黏剂和40个单搭接接头的盐蚀/冻融循环试验和力学性能试验,分析其力学性能随环境作用时间的变化规律.研究表明,随环境作用时间增加,所有胶黏剂试件失效模式未发生变化,而单搭接接头由内聚破坏和界面脱黏的混合失效模式变为界面脱黏失效模式.胶黏剂试件的拉伸强度总体呈现下降趋势,210次盐蚀/冻融循环后降低了9.2%.水分在单搭接接头界面的扩散速率远大于胶黏剂试件,导致了单搭接接头剪切强度相对于胶黏剂拉伸强度下降更为显著,210次盐蚀/冻融循环后剪切强度降低了60.9%.此外,盐蚀/冻融循环2160次后,胶黏剂拉伸强度保留率约为31.1%,而单搭接接头已失效.

关键词：环氧树脂胶黏剂 CFRP板盐蚀/冻融循环强度弹性模量孔隙结构

基于多策略改进麻雀搜索算法的并联冷机系统节能优化

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控制与决策 2024年第6期39卷 1810-1818页

作者：于军琪薛志璐赵安军杨思远宗悦西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710300 西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院西安710000

针对并联冷机系统负荷分配优化问题,提出一种基于多策略的改进麻雀搜索算法,以系统功耗最小为优化目标,以各冷机的部分负荷率为优化变量进行求解.在改进算法中,首先,针对基本麻雀搜索算法初始解的质量差且不均匀问题,引入混沌序列机制... 详细信息

针对并联冷机系统负荷分配优化问题,提出一种基于多策略的改进麻雀搜索算法,以系统功耗最小为优化目标,以各冷机的部分负荷率为优化变量进行求解.在改进算法中,首先,针对基本麻雀搜索算法初始解的质量差且不均匀问题,引入混沌序列机制对位置初始化;然后,针对算法初期易早熟导致搜索精度低的问题,提出将粒子群算法中的速度概念引入发现者的位置更新公式中,提高算法的寻优精度.为了避免算法长期陷入局部最优,结合狼群算法猛狼的跟随策略优化跟随者的位置,自适应调整个体权重提高算法的收敛速度;接着,选取两个测试案例对所提出算法的性能进行详细测试,并与其他常用算法对比,改进的麻雀搜索算法在案例中最高分别可节能17.8%和23.97%;最后,运用实际系统仿真平台验证所提出改进算法收敛快、运行时间短、鲁棒性好的优点.

关键词：负荷分配节能麻雀搜索算法混沌序列粒子群算法狼群算法

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井下动水截流施工骨料堆积生长机制研究

煤炭科学技术 2024年第5期52卷 209-221页

作者：苏培莉杨述刘锋西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054

灌注骨料形成阻水屏障实现截流降速是井下治水工程的关键所在。为定量描述骨料堆积生长的时空演化机理,提出了将骨料沉降堆积过程切分为具有一定厚度的片状颗粒层堆叠过程的分析计算方法,以及动水环境中骨料灌注后从沉降到堆积全过程关... 详细信息

灌注骨料形成阻水屏障实现截流降速是井下治水工程的关键所在。为定量描述骨料堆积生长的时空演化机理,提出了将骨料沉降堆积过程切分为具有一定厚度的片状颗粒层堆叠过程的分析计算方法,以及动水环境中骨料灌注后从沉降到堆积全过程关键参量(颗粒水平移距xd,动水休止角ψ,未接顶区流速U,骨料留存临界流速U_(cr))的理论计算公式,在此基础上构建了骨料堆积体生长预测模型。通过CFD-DEM双向耦合算法研究了骨料灌注期间流场分布演化特征和骨料堆积形态差异,并验证了预测模型合理性。研究表明:空间上,依据初始流速U_(s)是否超过骨料起动流速U_(c)或骨料留存临界流速U_(cr),可将截流初期骨料沉积主域的所在位置划分为3个区域,若沉积主域位于③区,则将其视为无效灌注;时间上,骨料堆积体生长过程可归结为3个阶段:高度快速增长阶段、高度长度同步生长阶段、仅水平向伸长阶段;初始流速决定了第1阶段的有无,而灌注条件(骨料粒径、灌注速度)主导着第1阶段所持续的时间;基于泥沙运动力学中推移质输沙率、起动流速等概念,得出了堵孔现象发生及骨料能否留存的临界判据;数值模拟试验结果表明,预测模型能够较好地刻画骨料灌注后的堆积生长规律,骨料堆积稳定后,理论计算值与模拟试验值相对误差小于10%。

关键词：煤矿突水骨料灌注临界流速沉积主域固–液两相流

干湿-冻融循环下黄土力学特性及损伤机制研究

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岩土力学 2024年第4期45卷 1092-1102页

作者：郅彬王尚杰西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054

为深入研究干湿-冻融循环对原状黄土力学特性的影响及细观损伤演化规律,通过不同次数干湿-冻融循环条件下的固结排水三轴剪切试验(consolidation drainage triaxial sheartest,CD)和核磁共振试验,从宏-细观角度分析其应力-应变曲线及强... 详细信息

为深入研究干湿-冻融循环对原状黄土力学特性的影响及细观损伤演化规律,通过不同次数干湿-冻融循环条件下的固结排水三轴剪切试验(consolidation drainage triaxial sheartest,CD)和核磁共振试验,从宏-细观角度分析其应力-应变曲线及强度指标变化规律和细观孔隙的损伤变化规律。在此基础之上,假定黄土微元强度分布服从复合函数,建立了黄土的损伤统计本构模型,并验证其适用性。研究结果表明:土体的应力-应变曲线表现为应变软化,并且随着循环次数的增大软化程度逐渐减弱。偏应力峰值随循环次数减小并逐渐趋于稳定,在循环2次时其衰减程度最大,不同围压下分别衰减了17.6%、23.2%、24.5%和18.1%。土体内胶结块在循环作用下发生破损,使得内部孔隙面积逐渐增大,主要为小孔隙向中大孔隙的转变,随着循环次数的增大,内部结构逐渐趋于稳定。

关键词：干湿-冻融循环黄土力学特性细观损伤损伤统计本构模型

高渗压与循环加卸载环境下开挖卸荷岩体力学特性试验研究

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岩土工程学报 2024年第4期46卷 737-745页

作者：陈兴周白亚妮陈莉丽马彬王文瑞龚盛西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054

探究高渗压与循环加卸载环境下深部开挖卸荷岩体力学特性的演化规律,有助于揭示复合荷载作用下工程开挖卸荷围岩的变形破坏机理。从区分开挖扰动强度与渗压量级入手,以高渗压环境下遭受开挖扰动的卸荷岩体为对象,开展了考虑特定孔压与... 详细信息

探究高渗压与循环加卸载环境下深部开挖卸荷岩体力学特性的演化规律,有助于揭示复合荷载作用下工程开挖卸荷围岩的变形破坏机理。从区分开挖扰动强度与渗压量级入手,以高渗压环境下遭受开挖扰动的卸荷岩体为对象,开展了考虑特定孔压与循环荷载复合作用条件下的三轴加卸载试验。结果表明:(1)卸荷量级直接影响循环加卸载过程岩样的变形规律及其破坏强度,孔隙水压促进了岩样循环加卸载过程的拉剪破坏;(2)孔压增幅加剧了同量级卸荷岩样循环加卸载过程的延性变形及强度衰减,且卸荷岩样的轴向、环向与体积变形曲线均在2MPa孔压时产生波动;(3)伴随孔压增加,岩样卸荷量级为30%时的环向变形呈先增加后减小的趋势,而岩样卸荷量级为60%时的环向变形呈现先减小后增加的规律;(4)伴随卸荷量级与孔压增加,岩样破坏时端部裂隙的倾角逐渐增大,沿岩样轴向产生的拉剪破裂面愈加凸显。

关键词：深部岩体开挖卸荷高渗压循环加卸载力学特性

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混合热工和水力特性的风机盘管系统建模

控制理论与应用 2024年第1期41卷 59-71页

作者：赵安军董菲菲于军琪张宇张萌芝西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710055

针对风机盘管系统建模研究中大多数未考虑水力学特性对其的影响,本文提出混合热工和水力特性的风机盘管系统建模方法,以满足实际工程中对于风机盘管系统控制的数学模型需要.在水力学模型中考虑风机盘管电动水阀,基于基尔霍夫定律建立水... 详细信息

针对风机盘管系统建模研究中大多数未考虑水力学特性对其的影响,本文提出混合热工和水力特性的风机盘管系统建模方法,以满足实际工程中对于风机盘管系统控制的数学模型需要.在水力学模型中考虑风机盘管电动水阀,基于基尔霍夫定律建立水力平衡方程,通过遗传–粒子群相结合的优化算法(GA-PSO)求解各个盘管的水流量及对应的阀门开度;以水流量为输入,考虑风机盘管风量,采用非线性最小二乘法辨识求解其总传热系数,建立基于牛顿冷却定律的风机盘管热力学模型.实验结果表明:混合热工和水力特性的建模方法能够更好的反应风机盘管的物理过程;GA-PSO算法具有很好的稳定性和收敛性,能够更准确的求解水流量及对应的阀门开度,与实际运行数据的相对误差不超过1%;热力学模型在各种实际工况下的模型误差都低于4%,能够精确反映风机盘管的传热过程.

关键词：风机盘管水力学模型阀门遗传–粒子群算法最小二乘法参数辨识

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太阳能烟囱用于城市隧道通风排烟的性能研究

太阳能学报 2024年第4期45卷 546-553页

作者：鲁宁谭泽宇刘茜黄有波重庆科技大学安全工程学院重庆401331

为探明太阳能烟囱用于城市隧道自然通风及火灾排烟的效率,采用数值模拟方法,研究烟囱高度、空腔间隙、太阳辐照度和火源功率对通风与排烟效率的影响规律。研究得出:隧道自然通风速率随烟囱高度、空腔间隙和太阳辐照度增加而上升,烟囱高... 详细信息

为探明太阳能烟囱用于城市隧道自然通风及火灾排烟的效率,采用数值模拟方法,研究烟囱高度、空腔间隙、太阳辐照度和火源功率对通风与排烟效率的影响规律。研究得出:隧道自然通风速率随烟囱高度、空腔间隙和太阳辐照度增加而上升,烟囱高度每增加1.4 m通风速率提高17%,空腔间隙每增加0.5 m通风速率提升16%,太阳辐照度增加200 W/m^(2)通风效率提高11%。太阳能烟囱用于排烟的效率优于传统竖井,烟囱高度对排烟效率的影响较小,排烟空腔间隙临界值为1.5 m。基于太阳能烟囱内横向非对称抛物线温度分布,提出烟囱出口体积流量预测模型。

关键词：太阳能烟囱城市隧道自然通风火灾排烟新能源

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煤矸石粉混凝土冻融损伤模型与劣化机制

材料导报 2024年第16期38卷 145-153页

作者：关虓龙行丁莎张鹏鑫西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054 西安建筑科技大学土木工程学院西安710054

为促进寒区煤矸石在混凝土中的利用,通过快速冻融实验,研究了冻融循环作用下,不同取代率的机械-微波活化的煤矸石粉混凝土(Coal gangue powder concrete,CGPC)冻融损伤规律,依据波速损失对损伤层厚度进行修正,建立了基于修正后损伤层厚... 详细信息

为促进寒区煤矸石在混凝土中的利用,通过快速冻融实验,研究了冻融循环作用下,不同取代率的机械-微波活化的煤矸石粉混凝土(Coal gangue powder concrete,CGPC)冻融损伤规律,依据波速损失对损伤层厚度进行修正,建立了基于修正后损伤层厚度的冻融损伤方程,并对冻融作用下CGPC的孔结构参数、微观形貌和水化产物进行了测试分析。结果表明:10%和20%掺量的活化煤矸石粉(Activated coal gangue powder,ACGP)能提高混凝土力学性能和抗冻性能,掺量达到30%后的抗冻性能提高效果显著减弱,力学性能有所降低;冻融300次20%和0%掺量组抗压强度分别下降了16.4%和26.5%,质量损失率分别为1.77%、4.03%,相对动弹性模量分别为68.940%、91.321%,损伤层厚度分别达到了11.9 mm和17.4 mm;基于波速差异修正后的损伤层厚度能更准确地表征CGPC损伤程度;ACGP的微粒填充作用以及二次水化作用提升了CGPC的强度和抗冻性能。

关键词：混凝土煤矸石掺合料冻融损伤损伤机制损伤模型