基于MobileNetV2-DeepLabv3+的混凝土坝水下裂缝语义分割模型

为解决深度学习算法难以有效检测混凝土坝水下裂缝的问题,构建了基于MobileNetV2-DeepLabv3+的混凝土坝水下裂缝语义分割模型。该模型引入轻量化网络MobileNetV2,同时将深层特征下采样倍数降为8,以提高小数据集工况下的识别准确率和推理速度;将交叉熵损失函数与Dice损失函数的组合作为模型的损失函数,以缓解类别不平衡问题。工程实例验证结果表明:该模型在测试集上的平均像素准确率和平均交并比分别高达90.87%和86.33%,满足水下裂缝语义分割精度要求;典型工况下的混凝土坝水下裂缝的分割效果优于其他对比模型,泛化能力强;模型具有内存占比小、推理速度快的特点,可用于混凝土坝水下裂缝的检测。

基于排水管道CCTV结构检测报告故障判断处理

排水管道结构随着使用时间的增长逐渐受损,导致排水效率下降。因此,对排水管道进行定期检测和故障判断十分重要。针对常用排水管道检测系统存在人工依赖度高、主观影响大的问题,研究基于管道闭路电视(CCTV)技术,提出一种智能化的排水管道结构检测故障判断方法。首先,利用CCTV设备获取排水管道内部的视频图像,然后设计一种卷积神经网络,用于管道结构缺陷识别和故障判断。结果表明,所提出的方法能够有效检测排水管道的结构问题。研究成果对于提高排水系统的安全性和效率具有重要意义。

一种提高河道演算稳定性及计算效率的TVD格式的研究及应用

在洪水演算中,使用Muskingum-Cunge-Todini(MCT)方法进行差分求解时通常会出现非物理的振荡、负流或突变式增长等现象,将一个TVD(Total Variation Diminishig)限制器引入到MCT方法中,来保证其数值解的“总变差减小”,从而提高MCT方法的稳定性。将TVD格式以及一阶精度的MCT方法用到了XAJ-DCH模型中,相比于模型中原有的二阶精度的MCT方法,引入了TVD格式以及一阶精度的MCT方法之后出现不稳定的场次洪水明显减少,且能达到与二阶精度的MCT方法相似的模拟效果。另外,原有模型在1996060100号洪水需要时间步长为200 s才能保持稳定,由于引入TVD限制器和一阶精度的MCT方法以后,可以使用3600 s作为河道演算时间步长,而场次洪水的模拟时间可以由原来的3 min左右缩短为1 min左右,模型的模拟效率得到明显提高。

基于OVMD-TVFEMD二次分解和HPO-ELM的水电机组振动趋势预测

针对已有水电机组振动趋势预测模型的局限性,提出了一种基于最优变分模态分解(OVMD)、时变滤波器经验模态分解(TVFEMD)、猎人猎物优化算法(HPO)和极限学习机(ELM)的水电机组振动趋势预测方法。该方法先通过OVMD对原始水电机组振动信号进行自适应分解,进一步采用TVFEND对分解后的残差进行二次分解。然后建立各子序列的HPO-ELM振动趋势预测模型;叠加重构所有子序列预测结果获得最终的预测振动信号。研究结果表明,该方法预测效果明显优于传统方法,有效提高了水电机组振动趋势预测精度,具有较好的工程应用价值。

用 TVD 显隐格式模拟一维溃坝洪水波的演进与反射

本文应用空气动力学中的ＴＶＤ格式构造了用于溃坝水流计算的显隐格式，模拟瞬间全溃时洪水波的运动，给出了与分析解的比较及多种数值试验，结果表明这类格式精度高，稳定性好，不产生虚假的数值振荡，对溃坝涌波具有较强的捕捉能力．

用TVD格式预测溃坝洪水波的演进

溃坝洪水波通常为迅变或间断流动,同时兼有急流和缓流、压缩波和稀疏波等流态。常用的求解圣维南方程组的差分方法常遭失败,或不稳定,或数值解含有振动,或间断被抹平而分辨率低。本文利用气体动力学中新近提出的TVD格式求解获得成功。 文中介绍了一阶及二阶、显及隐、对称及逆风TVD格式的有关算法。以简单的一阶TVD显格式为对象,结合洪水演进问题,详细分析了其内在机制及优良性能,说明它既具有逆风格式及中心格式的性能,又能及时对水位或流量过程的峰谷作出响应,保持解在间断处陡峭而在其两侧无振动。文中最后通过一个概化为黎曼问题的瞬时溃坝模型,以及一座高坝的假想迅溃实例,将该格式与LF格式、LW格式的计算结果作比较,充分显示了该格式在预测一般洪水及溃坝洪水波演进方面的前景。

曲线坐标网格下二维涌波数值模拟的TVD型格式

针对水动力学中的涌波现象导出二维曲线坐标系下的守恒型方程 ,然后利用算子分裂法和TVD差分格式思想构造出计算格式 ,在此基础上建立起由实际流场区域至方形计算区域的全局同胚映射 ,对急流过缩窄河道产生的涌波结构进行数值模拟 ,结果表明 ,本文的数值方法能够很好地模拟附体涌波、交叉涌波等复杂结构现象 ,所得波系结构和有关物理量与理论分析结果非常吻合 。

TVD格式在上游调压室水击数值模拟中的应用

为了模拟含上游调压室水电站的水力过渡过程,采用TVD格式求解水击方程,并结合调压室系统的基本方程组和给定的边界条件来模拟水击压力变化。将此方法用于工程实例,其计算所得的水头与实测水头相吻合;并将计算所得的水头与MacCormark格式和Lax-Friedrichs格式的计算结果比较,结果表明:TVD格式能有效模拟含上游调压室的水击现象,其结果具有耗散性低,不产生虚假数值震荡,计算精度高等优点。

CCTV和三维激光扫描技术在水利工程输排水管道隐患探测中的应用

水利工程输水管道在运行过程中,受当时施工技术条件,长期水流冲刷和腐蚀,坝体应力及渗流等多因素影响,其病害具有隐蔽性、多样性的特点,任由其发展,将会危及整个水利工程。结合工程实例,介绍了一种新型的输水管道检测技术,能够快速识别结构性和功能性隐患,确定隐患在埋管中的位置以及在覆土表面的对应位置,为管道安全评估和除险加固提供准确直观的技术指导,并对水利工程中的管道检测技术规程进行了探讨。

浅水波方程的TVD有限差分数值模拟

本文将Harten的总变差缩减有限差分格式(TVD),应用于非线性的不可压缩的浅水波方程数值求解。通过对一锥、二维溃坝洪水波的数值模拟,成功地模拟了溃坝问题中的激波和膨胀波现象,保持了解在间断处陡峭,而在其两侧无振动。

水击波数值模拟中高分辨率TVD格式优选

TVD方法特别适合数值模拟双曲型偏微分方程间断波问题,选用4种典型的TVD格式应用于水击方程的数值模拟。通过水击实例计算,将数值结果与理论解比较,揭示4种不同构造形式的TVD格式在捕捉水击波方面耗散性和压制性数值性能的差异,且TVD格式均优于常规的差分方法;改变计算库朗数条件下的计算结果表明:Harten修正通量TVD格式、TVD-MC格式以及全离散TVD格式在大范围库朗数条件下计算稳定性较差,优选Sweby反扩散TVD格式模拟水击,其计算稳定性良好,精度较高。

TVD格式数值模拟四通管阀门关闭特性研究

水击问题是管道输水中重要的安全问题,管网水击直接制约着管道输水技术的发展。正确进行四通管水击及其影响分析并采取适当控制措施对管网安全运行有重要意义。将TVD格式运用到四通管阀门关闭特性对水击过程影响的研究中,对其阀门关闭规律及组合关闭方式进行模拟,以期遴选出使得水击压力不影响管网安全运行的关阀模式。由模拟结果可以看出:两阶段直线关阀方式优于加速曲线和直线关闭方式,可操作性强,两阀门同时直线关闭方式优于一个或两个阀门瞬时关闭方式,产生水击压强最小且衰减最快,可分别作为保证四通管在瞬变工况下安全运行的阀门关闭模式和组合关阀方式,进而为四通管乃至管网在瞬变工况下的安全运行和管理提供理论依据和参考。

基于TVDI的河南省遥感土壤墒情反演研究

【目的】精准高效地监测土壤墒情是现代化农业发展的重要环节。【方法】以我国农业大省河南省为研究区,基于MODIS遥感数据,提取归一化植被指数(NDVI)和增强型植被指数(EVI)分别与地表温度和地表温差建立温度-植被指数特征空间和温差-植被指数特征空间。通过研究区土壤水分站点的数据,讨论分别由Ts-NDVI、Ts-EVI、DT-NDVI和DT-EVI特征空间计算得到的温度植被干旱指数(TVDI)与土壤墒情站点的数据的相关性,以此验证基于MODIS数据的TVDI反演大区域土壤墒情的能力。【结果】Ts-EVI特征空间构建的TVDI与实测土壤墒情具有较稳定的相关性。【结论】TVDI不仅能够反映土壤表层的干湿状况;还能有效的反映土壤湿度的时空差异,是一种有效的实时监测土壤干湿状况的手段。

基于温度植被指数TVDI的拉萨地区土壤湿度特征分析

土壤湿度变化是探索高寒地区陆-气系统耦合演变的重要指标。基于MODIS地表温度和增强型植被指数,本文构建了拉萨地区主要土地利用类型地表土壤干湿特征空间,有效验证了温度植被干旱指数(Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI)在研究区的适用性。研究结果表明:总体上,TVDI与实测的地表土壤湿度拟合效果良好,呈显著负相关(r^(2)=0.71,p<0.05)。耕地LST(Land Surface Temperature)随着EVI(Enhanceel Vegetation Index)增加而显著减小(p<0.05),林地、草地和湿地受海拔影响,LST与EVI呈显著正相关(p<0.05)。7月-9月6期LST-EVI特征空间,其散点图呈三角形状,均能够较好地拟合出干边和湿边。从空间上看,大部分地区处于极湿润(0~0.2)和湿润(0.2~0.4)的状态,分别占研究区面积的57.01%和22.27%,干旱区域(0.6~1.0)主要分布在北部,西南以及中南部分地区,土壤总体上呈现为湿润并逐渐变干的趋势。4种土地利用类型下土壤湿度均随海拔的升高而显著增加(p<0.05),整体上TVDI变化与气温变化呈正相关,与降水呈负相关,降水对于土壤湿度的影响更为明显。

基于TVD格式数值模拟带调压室的水击过程

调压室通常用来解决水电站的水击问题,准确数值模拟其过程十分重要。近年来计算流体力学热衷于用TVD格式数值模拟各种激波,水击波也属于一种激波。本文将水击方程与涌波方程联合计算,采用Harten经典修正通量TVD差分格式,结合水击模型上游动边界以及初始条件,数值模拟带调压室的水电站压力管道的水击过程。通过对上游带调压室水击工程实例计算表明,本文方法能有效的模拟其水力过渡过程,比经典差分一阶Lax-Friedrichs格式和二阶MacCormark格式更能准确地捕捉水击波,计算精度显著提高,为水击计算提供新方法。

三峡工地TV烧损原因分析及预防措施

针对三峡工地中性点不接地系统 35 k V、6 k V电压等级电磁式 TV烧损 ,分析、总结了 3方面原因 ,强调其主要原因是铁磁谐振 ,针对事故原因提出了相应的解决方法。

CCTV管道内窥仪在水库大坝输水涵管中的应用

水库大坝输水涵管在长时间运行中,受地质、施工质量、长期水流冲刷、沉降、腐蚀及大坝的应力等多种因素影响,会产生漏水、腐蚀等隐患,其缺陷具有隐蔽性、多样性的特点,任由其发展,将会危及整个大坝安全。本文结合工程实例,介绍了一种新型的输水涵管检测技术,能够快速识别涵管结构性和功能性隐患。

CCTV与数字图像检测技术在水工隧(涵)洞病害检测中的综合应用研究

针对水工隧(涵)洞病害检测问题,提出了使用CCTV检测技术和数字全景图像检测技术相结合的检测方法。首先对两种检测技术方法、特点进行了系统介绍。再以长沙县桐仁桥水库工程输水低涵为实例,对两种方法进行现场综合应用。结果表明:两种方法适用性良好,均可获得高质量的影像资料,可结合各自特点,实现水工隧(涵)洞病害综合检测与分析评价。

4种TVD格式对调压室水击波的数值模拟

【目的】分析比较4种不同构造形式TVD格式在捕捉水击波时耗散性和压制性数值性能的差异,为带调压室水电站压力管道水击波过程模拟提供参考。【方法】采用具有代表性的Harten TVD格式、Sweby TVD格式、TVD-MacCormark格式以及全离散TVD格式求解水击控制方程,结合给定的调压室系统水击模型边界条件,对某工程实例进行计算,并对数值模拟结果与试验数据进行分析。【结果】TVD格式可模拟调压室系统水击波的变化过程,最大水击压力与试验数据相对误差不超过1%,且间断处能够有效地捕捉激波振荡;对比4种格式计算结果,在水击波上升和振荡过程中,Harten TVD格式的计算结果与实测数据吻合最好。【结论】TVD格式计算精度较高,是模拟调压室水击现象行之有效的方法之一。

阀门关闭速度对TVD格式数值模拟水击影响分析

采用总变差减小(TVD)格式模拟了一维有压管道水击过程,对管道中阀门突然关闭和缓慢关闭引起的水击压强进行了数值计算。通过改变阀门关闭速度,分析TVD格式对水击数值模拟精度的影响。结果表明,与传统经典差分二阶MC格式相比,阀门关闭速度越快,TVD格式捕捉激波间断的能力越强,模拟水击波效果越好;当阀门关闭速度缓慢到一定程度,TVD格式与MC计算方法所得结果基本吻合,与解析解最大误差不超过2%。说明TVD格式是数值模拟水击现象行之有效的方法之一。