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第46卷,第10期
刊出日期:2018年10月
  • 非平稳地震作用下顺层边坡动力可靠度分析
    龚文惠,李逸,赵旭东,陈训龙 p1-6
    针对地震的非平稳性以及顺层边坡结构面力学参数的时变性,提出一种顺层边坡非平稳地震响应及动力可靠度分析方法.首先,运用虚拟激励法及逐步积分法建立顺层边坡动力响应的快速求解方程;根据动力响应计算结果,计算出顺层边坡结构面抗滑力的统计特征值;基于首次穿越破坏准则,建立非平稳地震作用下顺层边坡动力可靠度分析方法.算例分析表明:该顺层边坡非平稳地震响应快速计算方法简便可行,且计算精度较高;动力可靠度分析方法能更真实地反映边坡在地震中的实际安全情况,很好地考虑边坡结构面力学参数的时变性影响.
  • 楼板对RC框架结构梁轴力和柱剪力的影响
    韩小雷,黄狄昉,欧秋望,崔济东 p7-13
    以层数、跨数、有无楼板以及不同楼板配筋率为变量设计RC(钢筋混凝土)框架结构有限元分析模型并进行推覆加载,研究楼板和楼板配筋率对框架梁轴力和框架柱剪力的影响.研究结果表明:楼板会增大框架梁承受的轴压力从而提高框架梁的截面刚度和抗弯承载力,同时也会增大框架柱承受的剪力,导致框架结构难以实现“强柱弱梁”.根据楼板对框架梁轴力和框架柱剪力的影响,基于我国建筑抗震设计规范,提出框架柱端弯矩设计值和剪力设计值调整的改进建议.通过算例分析对改进建议进行验证,结果表明该设计改进建议能更好地使框架结构实现“强柱弱梁”的破坏模式.
  • 桥墩复合材料防车撞结构碰撞性能试验研究
    潘晋,方涵,吴亚锋,许明财 p14-20
    针对桥墩车辆碰撞的问题,设计了钢夹层和蜂窝复合材料相结合的桥梁防车撞吸能结构.为研究耐撞性能进行了材料性能试验和全尺寸防撞结构的碰撞试验,试验得到最大碰撞力为547.6 kN.通过对比试验获得碰撞响应与规范设计值,得出试验结果满足碰撞条件容差要求,可用于后期的数值模型验证,为类似吸能结构的设计提供参考.钢夹层-复合材料桥梁防车撞吸能结构可以减小桥墩的局部损伤和整体破坏,从而达到保护桥墩的目的.
  • 双向格栅加筋混凝土地坪的力学性能试验研究
    王协群,申雅卓,王东星,邹维列 p21-27
    针对混凝土地坪开裂、不均匀沉陷的情况,提出采用强度高的双向土工格栅对混凝土地坪进行加筋,以改善混凝土地坪的力学性能.通过室内试验,比较分析了三种不同强度等级的混凝土试件在有、无格栅加筋时的立方体抗压强度、小梁抗折强度和弯曲韧性;通过大型现场足尺试验,对比分析了混凝土板在有、无格栅加筋时的裂缝发展、极限承载力、板底应变与荷载之间的关系.试验结果表明:双向土工格栅可以明显提高混凝土的抗折强度、极限承载力和弯曲韧性,使混凝土的脆性破坏特征得到显著改善;相比不加筋的混凝土板,采用双向土工格栅加筋后的混凝土板初裂荷载大、裂缝延展慢、板底应变小,极限荷载可以提高约2倍.
  • 区域地面沉降数值模拟可视化系统开发及应用
    罗跃,叶淑君,吴吉春,杨天亮 p28-33
    为减小建模工作量,降低数值模拟的门槛,利用Matlab软件开发区域地面沉降数值模拟可视化系统,用于高效建立数值模型,预测抽取地下水引起的区域地面沉降量.系统共有数据分析、模型管理、网格剖分、前处理、后处理及模型求解六个主模块.数据分析模块用于管理并分析钻孔、水位、分层标三种时空数据,初步计算模型参数.网格剖分、前处理和后处理模块用于建立并运行模型,校正参数,输出结果可视化,进行模型不确定性分析.运用可视化系统,能够快速建立、校正上海市地面沉降数值模型.上海市地面沉降模型预测结果显示2012~2022年间上海地面将回弹抬升0~30 mm.
  • 原状超细粉煤灰形态及其水泥浆体的流变性能
    何小兵,肖翔天,周超,谢培 p34-39
    对电厂收尘原状粉煤灰(超细灰和I级灰)进行扫描电镜(SEM)和激光粒度测试分析,获得其颗粒形态特征,推荐超细粉煤灰粒径分布测试方法,开展其对粉煤灰-水泥浆体流变性能影响研究.结果表明:超细粉煤灰成规则的球状微珠结构,表面光滑,中位径为1.41 μm,比表面积达2 151 m2/kg,无水乙醇介质湿法+超声制样激光粒度测试与SEM表征符合;随着粉煤灰取代量的增加,I级粉煤灰-水泥浆体流变曲线适用Bingham流变模型,超细粉煤灰-水泥浆体流变曲线先适用Bingham流变模型,在取代量达到60%后宜采用Herschel-Bulkley流变模型;随着粉煤灰取代量的增加,粉煤灰颗粒形态对流变参数的影响显著,且超细粉煤灰对塑性黏度的影响规律与I级粉煤灰相反;超细粉煤灰-水泥浆体的黏度恢复的比例低于I级粉煤灰,利于浆体在拌和或扰动下的流动性改善.
  • 单裂隙异质岩体变形参数及渗透系数分析
    王渭明,王晓杰,张为社,田忠喜 p40-45
    为了对不同地层接触区裂隙结构面的渗流特征进行研究,针对单裂隙异质岩体的变形参数及渗透系数,通过理论推导得出计算公式,并用试验对公式的正确性及适用性进行验证.研究结果表明:在相同裂隙水压和围压作用下,单裂隙粗砂岩、单裂隙细砂岩及单裂隙异质岩体的渗透系数各不相同,由此说明裂隙面两侧岩性对裂隙岩体渗透性有显著影响;裂隙岩体渗透系数随围压增大呈减小分布,且数值变化限定在一定围压范围内,当围压达到一定值时渗透系数趋于稳定;将推导所得的单裂隙岩体渗透系数理论计算值与试验结果进行对比分析,发现二者符合较好,从而表明推导所得的单裂隙岩体渗透系数理论计算公式的正确性与适用性.
  • 无砟轨道层间动水流速三维分布特性
    曹世豪,陈俊旗,杨荣山,刘学毅 p46-50
    针对列车荷载下无砟轨道层间裂缝内的动水流速分布问题,应用流固耦合计算理论,建立层间裂缝内水流速度计算模型,采用多钢轨支点力的时序式加载模式,分析裂缝几何形态、列车运营状态等因素对水流速度的影响.结果表明:随着列车的趋近与远离,无砟轨道层间裂缝内的水流速度呈现周期性的正、负交替变化,其最大正、负水流速度均发生在裂缝出口处,在同一时刻,裂缝内可能会出现正、负水流速度区共存的现象;裂缝几何形态是影响水流速度分布的一类重要因素,水流速度大小与裂缝纵向长度呈先增加后趋于平稳的关系,与裂缝深度呈二次多项式的增加关系,与裂缝开口量呈一次反比减小的关系;列车运营状态是影响水流速度分布的另一类重要因素,水流速度大小与列车速度、列车轴重呈线性增加关系.
  • 双流体水锤计算模型中弛豫系数计算方法
    富友,蒋劲,李燕辉,应锐 p51-56
    采用双流体模型的计算方法,基于弛豫现象的微观机理,推导出一种用于计算双流体弛豫系数的计算方法.对带有液柱分离现象水锤计算中弛豫现象的影响进行了分析,通过对Simpson水锤实验、Bergant水锤实验与数值计算结果比较发现:该计算方法可以在不设定单位控制体内泡粒个数经验系数的前提下,对带有液柱分离现象水锤瞬变进行稳定计算.
  • 双层板内插微穿孔板的隔声性能
    周振威,吴家鸣 p57-62
    提出一个在双层板内插入微穿孔板的隔音结构,微穿孔板与双层板平行,把双层板间的腔体一分为二.对结构建立全耦合的数值模型,微穿孔板与双层板均为有限大板,考虑边界条件,计算得到结构的声传播损失.通过实验对所建立的全耦合数值模型进行验证,计算结果与实验结果符合较好.对微穿孔板的位置、穿孔率、板厚以及微孔孔径进行数值计算研究.计算结果表明:相对传统的双层板或者无微穿孔板的三层板结构,内插了微穿孔板的双层板结构在低频的声传播损失效率有所提高;通过适当的微穿孔板参数设置,该结构可以在低频达到较好的隔声效果.
  • 超声磨削单颗磨粒磨削温度预测与试验研究
    唐进元,朱锦涛,郑金超,廖东日 p63-68
    为了解决单颗磨粒磨削下磨削区最高温度无法直接通过试验准确测得的问题,基于超声磨削单颗磨粒磨削力公式以及传热理论,推导超声磨削工艺下的热源强度计算公式,通过有限元软件计算单颗磨粒作用下超声磨削温度场分布以及磨削的最高温度,研究各项磨削参数对单颗磨粒磨削区最高温度的影响.给出一种测量磨削温度的测试方法,在同等磨削参数下,磨削区域平均温度的实测值与仿真结果相差在10%以内,验证了该超声磨削单颗磨粒磨削温度场仿真计算方法的正确性.
  • 基于辊弯成形法向接触压强的板材变形机理
    韩飞,李满 p69-73
    针对在辊弯成形过程中法向接触压强的分布及对板材变形的影响,搭建辊弯成形力能参数实验平台测量成形力、成形力矩等参数.建立ABAQUS有限元仿真模型提取成形过程中的法向接触压强,并提出一种在实验过程中测量法向接触压强的方法,验证仿真的准确性.结果表明:实验和仿真关于板材在上下表面法向接触压强分布相符合,且接触压强相对误差较小,仿真可以用来模拟实际工况中的法向接触压强值.通过仿真分析得出:上表面法向接触压强分布在弯角及弯角附近;下表面法向接触压强分布在立边边部、立边中部以及靠近弯角腹板处.
  • 基于级数反演谱的多子阵距离多普勒算法
    吴浩然,唐劲松,钟何平,佟怡铄 p74-79
    针对现有基于级数反演谱的多子阵成像算法具有子阵依赖的特点,须分别对每个子阵成像,从而导致计算效率低下的问题,提出一种基于级数反演谱的多子阵距离多普勒成像算法.该算法先将每个多子阵信号搬移至相同的最短斜距;然后忽略子阵间距离徙动项、方位调制项和二次距离压缩项,这样就能够通过方位重构的方式将多子阵信号转变成单基信号,因此仅须对单基信号进行一次成像处理就能得到成像结果;最后通过计算机仿真实验和实测数据表明:在相同条件下,该算法能够获得与现有算法一样的成像效果,并能够获得高达80%子阵数的加速比.
  • 漏斗状几何信道模型及其角度参数分析
    朱慧娟,周杰,邵根富,邹士娇 p80-85
    针对移动台(MS)处散射体分布发生突变的室外宏小区移动通信环境,在三维空间域中建立和分析漏斗状空间信道模型.将基站(BS)和移动台看作分布在一条直线上的两点,分别以其为坐标原点建立笛卡尔坐标系.考虑移动台处散射体分布空间不同大小的情况下,着重推导波达信号角度参数的概率密度和环阵列(UCA)多入多出(MIMO)多天线阵列信道容量的表达式,阐明波达信号角度参数与信道系统容量的影响机理.分析结果与半球体信道模型的多入多出多天线阵列的环阵列相比较,结果表明漏斗状空间信道模型在多天线阵列环阵列下的信道容量对方位扩展角变化的敏感度高于半球体信道模型.
  • 联合多层WFRFT与人工噪声的抗截获通信技术
    达新宇,翟东,梁源,徐瑞阳 p86-91
    针对卫星通信安全性不高、易被截获的问题,提出一种多层加权类分数阶傅里叶变换(WFRFT)与人工噪声联合的卫星抗截获通信技术.首先,对WFRFT进行改进,提出多层WFRFT,并用其调制对信号进行加密,同时与多入多出(MIMO)技术相结合,使调制信号具有多个调制阶数而加密性更强;其次,通过在合法信道的零子空间上加入人工噪声来恶化窃听方的信道质量,并对人工噪声功率占比进行了优化设计,使得合法方误码率(BER)性能满足通信需要的同时,能够极大降低窃听方接收性能;最后,通过理论分析和仿真验证,表明采用WFRFT与人工噪声联合的抗截获通信技术,在合法方BER曲线右移小于1 dB时,可使得窃听方BER大于1×10-2,即基本不能正确解调信号,且此时系统仍具有较高的安全容量.
  • 基于能效的用户选择协作频谱感知
    张海波,张劲,李方伟,贺晓帆 p92-97
    提出了一种基于能效的用户选择协作频谱感知方案.该方案中只有一个认知用户将其本地检测结果进行广播,其他具有不同决策的认知用户上报给融合中心,而同意的认知用户将保持静默;因此,融合中心将得到所有认知用户的感知结果,并做出全局决策.本研究的融合中心也具有感知能力,让其进行初步决策从而避免不必要的感知过程,并通过结合感知历史信息改进了广播用户的选择,使能量效率最大化.仿真和分析结果表明:本文方案在不影响检测概率的情况下提高了能量效率,并减少系统平均检测时间.
  • 基于趋势相关性的传感器网络故障检测算法
    符修文,杨勇生,姚海庆 p98-104
    提出一种基于趋势相关性的分布式故障检测算法(FDTS).该算法通过比较无线传感器网络中待测节点与邻居节点的趋势差异和邻域中值差异得到检测结果.在此基础上,为避免因频繁检测所引发的过度能量消耗,基于三次指数平滑法设计了故障检测触发机制.仿真结果表明:算法中趋势相关性阈值与故障检出率和误检率呈正相关,中心一致性阈值与故障检出率和误检率呈负相关;所提算法面对四种常见故障类型均具有较好的检测精度.当网络中故障节点比例达到25%时,对于四种故障类型,至少可以检出75%的故障节点,而误警率低于20%.
  • 基于高斯牛顿法的磁纳米温度快速反演算法
    李娜娜,叶娜,苏日建,刘晓楠 p105-109
    根据磁纳米粒子磁化响应强度的奇次谐波信号,构建磁纳米粒子温度测量模型,并将温度模型的反演问题转化为非线性方程组的求解问题.采用一种基于改进型高斯牛顿法的温度快速反演算法,与传统高斯牛顿法进行对比,从温度反演角度研究不同算法对测温精度和时间分辨率的影响.仿真结果表明:该算法具有显著的高稳定性和快收敛性优点,能够达到磁纳米温度计在医学领域应用所需要的测温精度(0.1 ℃)、时间分辨率(1 s)的要求.
  • 典型布局Marx发生器内部过压形成与分布
    贾伟,陈志强,郭帆,曾江涛 p110-115
    为深入理解Marx发生器的建立过程,针对典型线路布局建立了基于不同过压耦合方式的发生器内部过电压产生与分配全电路模型.通过理论分析与电路仿真,研究了不同过压耦合方式下发生器内部开关过电压的产生机制与分布变化规律,结果表明:Marx发生器内部开关上的过压源自对已击穿开关上电压的重新分配;针对发生器不同的线路布局,起主要分压作用的参数及其所构成的分压回路也不同,从而形成不同的内部过电压产生方式与分布变化规律.
  • 磁稳定床催化重整生物质焦油模型化合物甲苯
    罗光前,毛正江,程圣杰,姚洪 p116-121
    使用一种由磁场辅助控制流化的新型流化床反应体系—— 磁稳定床来进行生物质焦油模型化合物甲苯的水蒸气催化重整.为达到磁稳定床的效果,采用共沉淀-浸渍两步法,合成出具有磁性的Co-Fe/Al2O3催化剂.通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、N2吸脱附(BET)对催化剂进行表征.对催化剂进行冷态试验,确定其磁稳定床操作区间;之后在同一工况下使用同种催化剂,分别于固定床、流化床、磁稳定床内进行催化活性及稳定性测试;最后使用SEM、热重(TG)对催化剂进行表征,探讨其表面积碳.结果显示:在650 ℃、载气流量为320 mL/min、水蒸气与碳的摩尔比为1.4的工况下,磁稳定床催化效率高达96.4%,高于固定床的82.6%以及流化床的86.6%;同时,磁稳定床与流化床积碳轻微,而固定床催化剂表面积碳较为严重,且有明显烧结现象.
  • 高斯过程回归模型在河流水温模拟中的应用
    朱森林,吴时强 p122-126
    通过收集密苏里河三个站点的多年实测水温、气温数据,建立了水温-气温的高斯过程回归模型.和传统的水温回归模型(线性、非线性及随机回归模型)相比,高斯过程回归模型的精度较高,各研究站点的相关系数值均较高(0.966 4~0.989 7),均方根误差值相对较小(1.978 4~1.495 0).高斯过程回归作为一种较为先进的机器学习方法,和其他机器学习方法相比,其突出的优点在于结合了许多机器学习任务,包括模型训练、不确定性分析及超参数估计等,该方法可以有效地应用于天然河流站点水温的预测.
  • 深冷液化空气储能系统的热力学建模及㶲分析
    何青,王立健,刘文毅 p127-132
    为了解决传统气态空气储能系统对大型储气室的依赖问题,推动液态空气储能系统的深入研究,建立了深冷液化空气储能(LAES)系统的热力学模型和㶲分析模型,并对其进行了热力学分析和参数敏感性分析.分析结果表明:LAES系统的储能密度达到3.456×108 J/m3,是先进绝热压缩空气储能系统储能密度的10~12倍,系统循环效率达到60.31%,略低于先进绝热压缩空气储能系统.在LAES系统工作过程中,空气的压缩过程和膨胀做功过程以及蓄冷回热过程的㶲损失较大,LAES系统的㶲效率随着压缩机和膨胀机的绝热效率及其机械效率的提高而提高,可以通过提高压缩机和膨胀机的绝热效率及其机械效率的方法来减少系统㶲损失,从而达到提高LAES系统效率的目的.

主管:教育部

主办:华中科技大学

主编:李元元

刊号:ISSN 1671-4512

   CN 42-1658/N

邮发:国内 38-9

   国外 M 487

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