干散货码头数字孪生综合管控平台架构与实践

为加快干散货智慧港口建设,探讨了数字孪生技术在干散货码头中的应用。分析干散货码头运营呈现出的自动化、信息化、智能化发展趋势,指出当前面临的数据爆炸性增长、数据采集不全面等挑战。在此基础上,对数字孪生在港口的应用领域进行分析梳理,围绕数字孪生模型内容,提出7大应用业务领域。通过干散货码头数字孪生的建设路线,提出以数据驱动和模型驱动为核心的数字孪生模型构建方法。结合干散货码头智能化建设现状,提出干散货码头数字孪生平台架构方案。选取典型门机设备和港区全局典型案例,分别从微观设备孪生构建和宏观全局孪生场景两个层面阐述应用实践经验,以期为智慧港口的发展与建设提供参考。

煤矿酸性废水中硫酸盐的防治与潜在资源化技术研究进展

煤炭在未来依然是中国能源结构的重要组成部分,煤炭开采过程中产生含高浓度硫酸盐的煤矿酸性废水(ACMD)是制约其实现高质量绿色可持续发展的关键。ACMD是SO_(4)^(2-)的一个重要工业污染来源,其主要是含硫矿暴露后的氧化作用产生。通过回顾ACMD的形成机理和危害,分析了可用于源头预防和后续处理的技术,秉持“预防胜于治理”的原则,全面分析了抑菌剂、氧气隔绝和表面钝化等预防硫酸盐产生的技术特点,后续处理阶段目前采用较多的技术包括化学沉淀、吸附、离子交换与膜技术的主动修复技术和以生物处理与人工湿地为主的被动修复技术。主动修复技术存在二次污染的风险和成本较高等问题,被动修复技术的处理时间和系统稳定性限制其广泛应用;鉴于硫酸在化学和冶金工业中市场可观,从ACMD回收硫酸的资源化前景潜力巨大,目前关于从ACMD中回收硫酸的潜在技术包括精馏、扩散渗析、电渗析、溶剂萃取和结晶等,评估了每种工艺应用于ACMD中的技术和经济可行性;最后着重强调了关于ACMD中硫酸盐防治和资源化技术的未来发展前景,其中包括深入研究预防技术,降低处理成本,开发新型稳定的处理和回收工艺,为煤炭行业的污染控制与废弃物资源化提供新的控制策略和更广泛的研究思路。

膜性先天性皮肤发育不全的皮肤镜及甚高频超声表现

患儿男,1月龄。主诉:头顶黄色水疱伴脱发1个月。现病史:患儿出生时头顶即出现黄豆大的黄色水疱,其上无毛发生长,周围可见一圈毛发环绕。患儿无自觉症状,水疱范围无增大,但水疱疱壁的张力与出生时相比有减小,无发热等不适,未予任何处置。为明确诊断,于2021年4月14日至昆明市儿童医院皮肤科就诊。

基于离散元法的SLM刮刀倾角对粉末铺展行为的影响研究

刮刀倾角对选区激光熔化过程粉末铺展行为有重要影响.基于离散元法建立铺粉数值模型,对不同刮刀倾角的铺粉过程及粉层质量进行模拟研究.针对不同的刮刀倾角,提出一个量化指标对粉层铺展的致密度和均匀性进行综合评估,获得刮刀倾角对粉层质量的影响规律.根据颗粒分布及运动特征将粉堆颗粒体系划分为底层区、斜坡区、刮刀影响区和内部区4个区域.针对各区域进行铺粉过程动力学机理的深入研究,包括颗粒运动轨迹和速度场、刮刀前方剪切带、颗粒间力链分布及演化等.研究发现:刮刀倾角小于0时,颗粒体系难以形成完整的环流运动,剪切带较小,流向沉积层的颗粒较少,颗粒间强力链较少,刮刀间隙前方易形成力拱导致颗粒堵塞,进而形成空斑使得沉积层的致密度和均匀性较低.刮刀倾角大于0时,颗粒体系的环流运动较充分,剪切带较大,流向沉积层的颗粒增多,随倾角增大强力链增多,刮刀压实作用增强,有利于沉积层致密度和均匀性的提高.本研究为优化工艺参数、提高粉层沉积质量提供了理论基础.

基于作物模型与机器学习的水稻障碍型冷害脆弱性研究

以水稻障碍型冷害为例,提出一种突破数据限制并兼顾承灾体反应机理的新方法,构建农业气象灾害脆弱性曲线。基于1990-2010年气象数据设计水稻抽穗开花期的障碍型冷害情景,通过MCWLA-Rice作物模型和机器学习混合建模法计算对应的水稻单产损失,最终建立不同水稻主产区的障碍型冷害脆弱性曲线,并对1961-2010年水稻障碍型冷害单产损失快速评估。结果表明:(1)机器学习可有效重现作物模型模拟精度(RRMSE<6%,R^(2)>0.93)。(2)水稻障碍型冷害脆弱性具有明显的空间和种植制度差异,高纬地区到低纬地区水稻脆弱性整体呈下降趋势,且晚稻脆弱性普遍低于早稻。(3)一季稻抽穗开花期障碍型冷害的年均单产损失(1224kg·hm^(−2))高于双季稻(早稻:868kg·hm^(−2);晚稻:807kg·hm^(−2))。

城市轨道交通浮置板轨道纵向联板的动力效应分析

城市轨道交通浮置板轨道纵向联结处存在薄弱环节,轨道设计时对板与板纵向联结的动态效应考虑不足。通过引入等效密度及等效地基系数的方法对钢弹簧浮置板轨道系统板下基础进行合理的模型简化,建立了预制式和现浇式浮置板系统振动特性三维有限元分析模型,充分考虑了钢轨、剪力铰和板下基础对浮置板结构振动特性的影响,研究了浮置板轨道系统模态与谐响应特性,分析了浮置板纵向联结处的动力效应特性。结果表明:浮置板轨道在1~200 Hz低频段的模态振型变化主要表现为四种运动方式:刚体运动、弯曲、弯扭组合和扭转;对于预制板轨道系统,浮置板主导整个系统的振动特性表现的频段在系统模态分析和谐响应分析中表现出一致的规律;对于现浇板轨道系统,当频率为32.6~57.8 Hz时,浮置板对系统振动特性的主导作用弱化,表现为过渡频段;浮置板联板动力效应产生的低阶弯曲模态在预制板系统中表现为刚体运动模态;对于由Ns块板组成的浮置板系统,联板效应引起的单块板每阶弯曲模态频率附近的附加模态数为N_(s)/2-1。

数据驱动与物理机制耦合的菜子湖流域水位预报模型研究

菜子湖作为引江济淮工程的关键调蓄湖泊之一,湖泊水位的变化同时受到自然降水和工程调蓄的影响。为了准确模拟及预报菜子湖水位,构建了菜子湖流域四水源新安江模型和菜子湖水位预报的神经网络(LSTM)模型。在此基础上,采用外部耦合的方法,构建了四水源新安江-LSTM耦合模型,进一步将物理机制模型模拟的入湖流量作为补充因子,驱动神经网络(LSTM)模型模拟菜子湖水位,从而实现两种不同模型在湖泊水位预报中的耦合应用。结果得出:直接模拟水位的洪水误差小于0.1 m,耦合模拟水位的洪水误差小于0.02 m,后者相较前者,水位误差精度提升了0.08 m。直接模拟水位验证期的洪水误差在0.02 m之内,纳什系数R^(2)分别为0.89、0.75及0.88,均方根误差RMSE分别为0.034、0.027及0.015;耦合模拟水位验证期的洪水误差在0.015 m之内,纳什系数R^(2)分别为0.91、0.82及0.88,均方根误差RMSE分别为0.019、0.021及0.008。研究结果表明,与单驱动因子得出的结果相比,双驱动因子得出的结果更有效地提高了水位的模拟精度。同时在考虑对应降雨的洪水过程中,数据驱动和物理机制相结合的方法与直接预测水位误差相对比,有效地提高了场次洪水水位预报的精度,得到更精确的模拟结果。为引江济淮工程的调水提供了重要的参考依据,也为相似调水工程的洪水水位预报提供一定的参考。

冲击荷载下氧化石墨烯改性珊瑚砂浆破碎分形特征研究

为研究冲击荷载作用下不同掺量氧化石墨烯(GO)改性珊瑚砂浆的破坏模式及形成机制,采用∅50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)开展了3种应变率下的冲击压缩试验,通过扫描电镜得到了微观特征变化。结果表明:与普通珊瑚砂浆整体破坏模式不同,改性珊瑚砂浆由于GO的模板效应减少了砂浆内部的初始缺陷,使其破坏模式由局部剥落破坏、留芯破坏逐渐向整体破坏过渡,同应变率水平下平均粒径更大;与普通珊瑚砂浆类似,改性珊瑚砂浆碎块分形特征明显且分形维数与应变率正相关,同时动态抗压强度、冲击韧性和能耗值与分形维数正相关;GO掺量超过0.03%时会抑制珊瑚砂浆的水化反应,造成分形维数随GO掺量增加先下降后上升。

韭菜新品种棚选18号的选育

棚选18号韭菜是以不育系p6c3为母本、自交系38-5-9-18为父本经杂交培育而成的不休眠型韭菜新品种。该品种叶色深绿,植株直立性强,生长速度快,品质优,产量高。株高在41.2~51.8 cm,叶长在41.6~48.4 cm,平均叶宽1.15 cm,最大叶宽1.40 cm,单株叶片数6~8片。露地干籽直播当年可收割2~3茬,667 m^(2)产量3000 kg以上,翌年667 m^(2)产量可达8000 kg以上;温室栽培全年可收割6茬,667 m2年产量12500 kg以上。粗纤维含量(w,后同)1.0 g·100 g^(-1)、蛋白质含量1.72 g·100 g^(-1)、胡萝卜素含量2.10×103μg·100 g^(-1),钙含量54.4 mg·100 g^(-1),铁含量1.17 mg·100 g^(-1),磷含量22.5 mg·100 g^(-1)。该品种适合于河北省廊坊市、石家庄市、衡水市及京津地区等生态条件类似地区种植。2023年通过河北省种子总站认定。

舰载直升机端齿式折叠型尾水平轴系振动特性研究

端齿式折叠机构可以实现尾水平轴系的折叠,增加航空母舰上停靠舰载直升机的数量;同时,端齿式折叠机构对直升机尾传动轴系振动特性也会产生一定影响。建立了舰载直升机端齿式折叠型尾水平轴系动力学模型,求解分析了轴系各支承处振动响应。首先,分别基于有限元法与应变能法对折叠机构中花键连接部分及端齿连接部分进行等效简化,将花键连接部分等效为径向刚度及转角刚度,端齿连接部分等效为等效环,建立端齿式折叠机构的动力学模型,并通过与有限元仿真对比模态分析结果的方法以验证建模方法的准确性;在此基础上,将折叠装置动力学模型耦合到尾水平轴系中,建立折叠型尾水平轴系动力学模型,求解并分析了轴系振动特性。研究结果表明,各支承中,位移响应最大的在关节轴承处,最小的在主减输出端轴承处;振动响应与支承位置及其刚度阻尼特性有关。该研究可为轴系支承配置研究提供理论指导。

金沙江白鹤滩水库巧家淹没区维管植物资源及区系分析

白鹤滩水电站是我国在金沙江修建的世界上在建规模最大的水电站,电站竣工形成水库后,库区内金沙江原有河岸带及河岸带以上至825 m高程区域成为被水库蓄水淹没的淹没区,且在该淹没区内会形成落差达60 m的库岸水位消落区.为掌握白鹤滩水库淹没区内的本底维管植物资源,也为白鹤滩水库成库后形成消落区的生态演变、生态保护和治理修复工作中适宜植物的筛选提供基础数据,在2020年白鹤滩水库还未建成蓄水前对库区巧家段淹没区的本底维管植物资源进行了实地调查,并就其区系成分特征进行了分析.研究表明:①白鹤滩水库建成前金沙江巧家段淹没区本底维管植物有50科160属207种,其中河岸带有18科52属59种,河岸带以上至825 m高程区域有49科154属199种,二者共有17科46属51种;无论是在整个淹没区,还是在河岸带或河岸带以上至825 m高程区域均表现为禾本科(Gramineae)物种数量最多,菊科(Compositae)物种数量次之.②无论是在河岸带还是在河岸带以上至825 m高程区域中,草本植物均为本底维管植物中占绝对优势的生长型;一年生植物和地上芽植物均为本底维管植物中的优势生活型.③金沙江巧家段淹没区本底维管植物区系成分具有明显的热带分布性质,属于热带分布类型的有28科118属,分别占淹没区总科数和总属数的56.0%和73.75%.其中,河岸带本底维管植物有50%的科和67.31%的属为热带区系类型;河岸带以上至825 m高程区域本底维管植物有55.1%的科和72.73%的属为热带区系类型.该研究对掌握白鹤滩水库巧家段淹没区本底维管植物组成和特征,预测白鹤滩水库消落区未来植物物种组成、植被演变、消落区生态保护和治理修复工作中适宜植物的选择具有特别意义.

水汽系统积盐问题分析及处理

尿素水解制氨技术已广泛应用于火电机组脱硝还原剂的制备。然而,若出现尿素质量不合格,尿素水解器发生泄漏以及水解器疏水回用至凝汽器的情况,会对热力系统造成巨大危害。对某燃煤机组尿素水解器泄漏致水汽系统严重积盐及过热器爆管进行了分析,并提出了补充处理方案。实施后机组各项水汽指标均达到《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》(GB/T 12145—2016)要求,为水汽系统积盐的原因分析及处理提供了解决方案。

镁合金FSW接头微观结构演化与组织、性能的关联性

为了研究AZ31镁合金FSW过程中的微观结构演化与组织、性能间的关联性,采用Monte Carlo和试验相结合研究焊接区域微观结构演化,测试焊接区的组织与性能,构建微观结构演化和组织、性能间的Hall-Petch关系式。结果表明:AZ31镁合金的FSW前进侧和后退侧硬度的最小值均在搅拌针和轴肩之间的覆盖区域,且后退侧材料硬度较前进侧稍高。搅拌头转速增加时,镁合金FSW搅拌区晶粒增大,说明搅拌头旋转导致的温度变化对搅拌区的晶粒形貌变化具有重要影响。随着搅拌头转速的增加,镁合金FSW温度升高,同时应变率随之增加,温度升高导致晶粒变大,应变率增加导致形核率增加从而导致晶粒变小,综合作用的结果使搅拌头转速增加时镁合金FSW搅拌区晶粒随之增大。

南水北调工程水量调度十年

南水北调工程是世界上规模最大、距离最长、受益人口最多、受益范围最广的调水工程,其水量调度的规模和难度空前。南水北调东中线工程通水10年来,开展了卓有成效的水量调度实践,为优化水资源配置、保障群众饮水安全、复苏河湖生态环境、畅通南北经济循环提供了可靠的水资源支撑。从法律法规、体制机制、信息化支撑能力方面,总结了南水北调工程水量调度实践经验和显著成效。基于南水北调工程水源区和受水区的水资源供需格局、后续工程规划建设、运行管理实践新变化,从非常规水源利用、水量精准监测、水价机制完善、低碳运行技术等方面,分析了南水北调工程水量调度新需求。结合国家水网构建、南水北调后续工程高质量发展工作新格局,从复杂水网调度、应急调度能力提升、调度智慧化、工程无人运行等方面,分析了南水北调工程水量调度面临的新问题,为下一阶段南水北调工程水量调度实践提供参考借鉴。

生物医学工程专业本科生毕业实习课程体系研究

目的:构建一套生物医学工程专业本科生毕业实习课程体系,为规范生物医学工程课程体系奠定基础。方法:采用问卷调查法、德尔菲法、专家访谈法和专家头脑风暴法等,通过函件方式构建初版课程体系;然后采用2轮专家咨询的方法,对初版课程体系进行调整和细化,构建一套生物医学工程专业本科生毕业实习课程体系,并对该课程体系进行验证。结果:构建的课程体系包括5个一级目录、11个二级目录、39个三级目录;36个三级目录的课程符合率为0.85~0.97。结论:该课程体系适用于生物医学工程专业本科生毕业实习,为构建规范且普遍适用的生物医学工程本科生毕业实习课程体系提供了参考依据。

MVR低放废液热泵蒸发系统设计及性能分析

为了研究MVR技术在低放废液中的可行性,构建了系统热力学数学模型,设计了MVR低放废液热泵蒸发系统工艺路线,并进行了AspenPlus模拟分析,根据模拟结果搭建了试验系统台架,分析了系统性能,研究了压缩机压比、蒸发温度、进料温度对系统蒸发量、传热效率的影响。结果表明:设计的MVR热泵蒸发系统连续运行稳定,系统平均蒸发量5.13t/h,每处理1吨模拟料液平均耗电量44.78 kW,净化系数达到1.02×10^(6),净化系数达到;蒸汽压缩机压比较低时有助于提高系统的节能效果,但系统蒸发量下降,会增加系统设备腐蚀的风险;系统蒸发量、制热系数受蒸发温度影响较大,随着蒸发温度的升高呈现上升趋势;随着料液温度的升高,系统中二次蒸汽将进料液加热至沸点所需要的热量降低,在增加系统蒸发量的同时降低了能耗。

基于分区表征的异质金属搅拌摩擦焊接残余变形数值模拟

为了研究焊缝材料屈服强度变化与焊接残余变形之间的关联机制,提出了基于力学性能分区表征的异质金属搅拌摩擦焊接残余变形计算方法。通过搅拌摩擦焊接实验研究了搅拌头转动方向对搅拌摩擦焊接搅拌区的力学性能曲线影响,并以实验测定的材料本构关系定义搅拌区材料的屈服强度,通过分区表征不同的屈服强度,建立了搅拌摩擦焊接的顺序热力耦合模型,结合分区表征模型研究了搅拌区屈服强度变化对异质金属搅拌摩擦焊接残余变形的影响。结果表明,前进侧材料为2024-T3,后退侧材料为6061-T6时,搅拌区屈服强度为171 MPa、抗拉强度为194 MPa,前进侧和后退侧材料互换,搅拌区屈服强度为166 MPa、抗拉强度为186 MPa。前进侧材料和后退侧材料互换后屈服强度和抗拉强度产生差异的原因是前进侧和后退侧材料的流动行为差异。以实测的力学性能曲线为依据,建立了搅拌摩擦焊接异质合金的顺序热力耦合模型,前进侧材料为2024-T3,后退侧材料为6061-T6时,搅拌摩擦焊接构件最大残余变形为1.2 mm,前进侧材料为6061-T6,后退侧材料为2024-T3时,搅拌摩擦焊接构件最大残余变形为1.3 mm。随着搅拌区材料屈服强度提升,搅拌区弯曲刚度增加,导致残余变形减小。

手跳线路分相断路器失灵时预防事故扩大的方法

现场出现了几起手跳分相断路器时一相或两相断路器失灵的情况,但目前的规范并未要求手跳断路器失灵时启动失灵保护,若由零序过流保护动作切除负荷电流,可能导致事故扩大。目前南网220 kV线路保护通过修改软件实现了三相不一致和单相运行三跳动作后远跳线路对侧,但国网以及南网有些地区的保护不具备软件升级条件,提出了将手跳继电器触点和断路器三相位置不一致状态触点串联后接入纵联电流差动保护的其他保护动作开入方法。该方法简单可靠,便于实施。

基于GIS模型构建器的同名矢量图层批量合并方法实现

为解决常规的矢量同名图层合并方法效率低、容易遗漏等问题,利用ArcGIS模型构建器分别创建了基于迭代要素类、迭代字段值、迭代行选择3种迭代器的同名矢量图层合并模型,实现了批量准确地矢量图层合并。介绍了关键工具,阐述了模型的创建思路及方法。结果表明:指定图层的合并可使用任意批量合并工具,效率相当且高效;所有同名图层的合并使用“迭代行选择”的方法效率最高,较使用“迭代要素类”的方法效率提升32.7%,较使用“迭代字段值”的方法效率提升21.9%。迭代行选择的方法在一定程度上可替代迭代字段值。创建的模型便于移植与共享。

9种中药益生菌复方抗病毒性炎症功效的比较

目的 了解9种中药益生菌复方抗病毒性炎症的能力。方法 MTT实验评估9种中药益生菌复方的生物安全性;利用聚基胞苷酸[poly(I:C)]诱导巨噬细胞RAW 264.7发生炎症反应,检测细胞上清液中白细胞介素6(IL-6)水平。Poly(I:C)诱导绿色荧光蛋白标记中性粒细胞的斑马鱼鱼鳔发生炎症反应,统计鱼鳔处中性粒细胞水平。结果 9种中药益生菌复方中,复方8和9号对poly(I:C)诱导RAW264.7细胞发生炎症反应表现出剂量依赖性的抗炎功效,复方4和7号仅在高剂量时可抑制细胞炎症反应(P<0.01或0.05)。高剂量6、8号复方及中高剂量9号复方斑马鱼鱼鳔处中性粒细胞个数均少于模型对照组(P<0.01或0.05)。结论 9种中药益生菌复方中9号复方的抗炎效果最好,对poly(I:C)诱导RAW 264.7细胞释放炎症因子IL-6抑制率最高,并且在poly(I:C)诱导的斑马鱼炎症模型中能显著阻断中性粒细胞向鱼鳔处迁徙,具有较高的抗病毒性炎症功效。