基于氢氧同位素的平原湖荡地表水与地下水转化研究

地表水与地下水间的相互转化以及量化地下水补给量是湖泊水循环研究的重要内容。本文采集了元荡湖区域湖水、地下水样品,测试了其氢氧稳定同位素组成和水化学组成,运用Piper三线图分析其水化学类型、通过钻孔实测的地下水埋深绘制元荡湖区域旱季(2022年12月)和雨季(2023年6月)的地下水水位等值线图,结合电导率(EC)和溶解性总固体(TDS)定性分析地表水-地下水之间的转化关系,利用同位素水量平衡方程、线性端元混合模型定量评价了湖水、地下水、河水和降水之间的转化量。结果表明,研究区湖水和地下水的水化学类型均为HCO_(3)^(-)·SO_(4)^(2-)·Ca^(2+)·Na^(+)·Mg^(2+),旱季和雨季湖水均受到地下水的补给,拟合得到的湖水旱季、雨季氢氧稳定同位素线性回归方程表明雨季斜率较小,蒸发更为强烈。湖水主要由河水、地下水和降水补给,其三者在旱季的补给比例分别为59%、26%和15%,在雨季的补给比例分别为23%、39%和38%。本文成果为元荡湖区域以及太湖流域的综合治理提供了科学依据。

高温超导直线同步电机电磁力仿真与实验研究

无铁芯超导直线同步电机(superconducting linear synchronous motor,SLSM)具有推力密度高、工作气隙大等优势,是超导磁浮列车的动力核心。由于会不可避免地受到弯道、道岔、横风和电源谐波等因素的影响,磁浮列车在运行过程中将发生多自由度运动,使电机次级姿态发生滚转或偏移,致使超导直线电机的电磁力性能发生改变,进而影响列车的运行稳定性。针对多变电机次级姿态下高温超导直线同步电机的三维力特性展开研究,首先分析悬浮车体多自由度运动对直线电机次级姿态的影响,并建立计算SLSM三维电磁力的有限元模型;其次,通过搭建超导同步直线电机样机,实验验证模型的有效性;最后,基于该模型研究无铁芯SLSM次级在发生横向偏移、法向偏移、侧滚、俯仰以及偏航条件下的三维电磁力输出特性及其变化规律,为超导磁浮列车运行性能优化提供了理论依据。

带分段限位刚度的双向限位单层隔振系统冲击动力学理论模型研究

[目的]针对在冲击激励作用下带限位器的隔振系统刚度呈非线性变化的问题,开展冲击动力学理论模型及其抗冲击性能研究。[方法]首先,利用分段线性等效思想,建立带分段线性刚度限位器的双向限位单层隔振系统冲击动力学理论模型;然后,利用解析法对理论模型进行解析求解,并与不同冲击工况下的有限元法冲击响应进行对比验证。[结果]在不同的冲击工况下,动力学理论模型的解析解与有限元数值解具有高度的一致性。[结论]通过对比分析,验证了带分段限位刚度的双向限位单层隔振系统冲击动力学理论模型及求解方法的准确性,可为带限位器隔振系统的工作原理与性能特点研究提供理论依据。

驻波型直线超声波电机接触特性有限元建模与分析

超声波电机接触摩擦是影响电机性能的关键环节,建立超声波电机的接触模型对电机性能优化具有重要作用。现有对驻波型超声波电机接触问题的研究,大多采用解析法,需要采用较多的简化假设,难以准确反映电机实际结构及真实接触情况。针对这一问题,采用有限元法,对驻波型直线超声波电机接触特性进行建模和分析。首先,考虑定子复合结构,建立定子三维有限元模型,分析定子在外加电压作用下的振动响应,得到定子振动位移表达式。在此基础上,考虑定子与动子的结构和接触特点,建立定、动子接触三维有限元模型。基于所建立的模型,分析了定、动子的接触状态、接触压力分布,并研究了驱动电压大小和预压力变化对接触特性和电机性能的影响。最后,搭建试验测试平台,测量了电机的输出特性,并与理论计算值进行对比,对比结果验证了所建立的定、动子三维有限元接触模型。

基于共旋坐标法的几何非线性裂纹梁单元

现有有限元软件模拟裂纹结构主要采用指派裂纹的实体和壳单元,但缺少梁单元。因此,在弹性梁单元的曲率函数中引入Dirac-δ函数表征局部损伤的曲率变化,得到位移分布函数;推导出应变矩阵和单元刚度矩阵,提出了裂纹梁单元。基于共旋坐标法理论进一步发展了考虑裂纹损伤的几何非线性裂纹梁单元,给出了单元的具体算法及流程。利用课题组开发的有限元求解框架,在程序中实现了裂纹梁单元及共旋列式裂纹梁单元。经过典型算例,对比分析了裂纹位置、裂纹深度及外荷载对裂纹梁弯曲性能的影响。结果表明:该单元能够准确描述裂纹结构的挠度变化,同时与现有模拟裂纹结构弯曲变形的单元相比,提出的裂纹梁和共旋列式裂纹梁在精度分别提高了约1%和4%,并且能够退化成无损伤的梁单元和几何非线性梁单元。

计及边端效应的直线式移相变压器等效电路分析

直线式移相变压器是一种新型移相变压器,具有绕组结构简单、易于模块化和可任意角度移相的优点。其直线型结构导致变压器存在边端效应,进而导致气隙磁场产生畸变。为了计算出边端效应产生的影响,该文从直线式移相变压器的磁场进行深入分析,并建立计及边端效应的等效电路模型。首先,基于一维场理论对直线式移相变压器进行数学分析,根据场路复功率相等的原则,推导出等效电路二次侧参数,并计算出边端效应修正系数;然后,根据边端效应的分析结果和直线感应电机的等效电路拓扑建立计及边端效应的等效电路模型;最后,通过直线式移相变压器的二维有限元仿真模型和小功率样机的实验,验证了建模方法的合理性和等效电路模型的准确性。

位置标签增强的中文医学命名实体级联识别

针对一般领域的命名实体识别方法不能直接用于中文医学专业实体的识别,现有的相关研究只专注于英文文本和扁平结构的医学实体识别等问题,通过对专业领域实体识别方法的研究,结合中文医学实体的特点提出了一种面向中文医学实体的级联识别方法。将每个字符元素相对于实体的位置标签嵌入模型,并结合中文医学实体跨度内不同元素的重要程度进行实体的融合表示。通过序列标注方法检测字符的位置标签,利用字符的位置信息指导候选实体生成,并进行实体语义分类。模型在CMeEE和CCKS2018数据集以及中文糖尿病科研文献数据集上分别进行扁平实体、嵌套实体和不连续性长实体的识别实验。实验结果表明,该方法能够有效地识别中文医学文本中不同结构的实体。

几何特征重要度算法支持下的大规模线状要素地图综合方法

面向地理信息单个矢量瓦片数据在地图缩放级别较低时出现的大规模线状要素地图渲染效率低的问题,本文提出了一种几何特征重要度算法支持下的大规模线状要素地图综合方法。该方法提出了线要素几何特征重要度指数,作为线要素删除时的排序依据,从而实现顾及数据全局特征的线要素自动综合,既保留了单个矢量瓦片上的主要几何信息,又有效提高了地图渲染的效率。以“天地图·甘肃”矢量数据为例的试验结果表明,通过应用本文方法,线要素渲染速度比原来提升了3倍。

昆都仑泄洪冲沙洞结构静动力三维有限元配筋计算

昆都仑水库是一座以防洪、供水为主的综合利用的中型水库。为改善水库泄洪条件,新建泄洪冲沙洞并布置于库区右岸山体内。首先,构建了泄洪冲沙洞三维有限元模型,模拟了各结构的精细构造部位;然后,采用三维线性有限单元法对泄洪冲沙洞开展静动力工况下变形、应力分析计算,基于有限元内力法进行内力计算并提出相应配筋方案;最后,进行结构限裂复核验算。选取的配筋计算方案实用可靠,为工程设计提供指导、验证复核作用并成功付诸实施。

结构参数对环形线性感应电磁泵性能的影响分析

环形线性感应电磁泵(ALIP)是液态金属反应堆中泵送冷却剂的关键驱动设备。在电磁泵的设计和分析中,结构参数是影响电磁泵输出性能的重要因素。为了进一步研究环形线性感应电磁泵结构设计参数对输出性能的影响,首先利用有限元分析软件建立考虑端部效应和环形导电管道影响的环形线性感应电磁泵仿真模型,然后基于模型计算分析了不同齿槽比、流道高度和管道壁厚度对电磁泵的磁密分布、电磁力密度分布和输出电磁力的影响,最后进一步对比分析了不同结构参数下环形线性感应电磁泵的输出特性和效率,研究结果为环形线性感应电磁泵的结构参数优化提供了参考依据。

基于瓜籽稳定同位素与多元素分析的甜瓜产地溯源研究

目的探索一种基于瓜籽稳定同位素及多元素分析的甜瓜产地溯源新策略,克服高糖甜瓜样本冻干预处理困难的难题,提升甜瓜溯源的可操作性与稳定性。方法采集新疆、广西、海南3个省份58个甜瓜样本,并测定其瓜籽的碳、氮、氢、氧稳定同位素比率与16种矿物元素含量。首先,利用单因素方差分析比较不同省份甜瓜样本的区域差异。并进一步通过构建瓜籽稳定同位素及元素特征的线性判别分析模型区分不同产地的样本。结果单因素方差比较证实甜瓜的4种稳定同位素比率与部分元素含量特征在不同产地间具有显著的差异(P<0.05),线性判别分析模型实现3个省份甜瓜样本的准确判别,整体留一法交叉验证准确度高达96.5%。结论该策略能够有效地区分新疆甜瓜与其他省份的甜瓜,有望作为保护新疆甜瓜品牌信誉,确保新疆甜瓜产业健康发展的有用工具。

初级分段不连续型直线电机定位力分析与参数优化

以一种应用于环形线运输系统的初级分段不连续型直线电机为研究对象。分段不连续型初级结构的优势在于节约成本、减小损耗且电机系统更具柔性化,但此结构导致动子在段间切换受到很大端部力,造成电机运行时推力波动较大。针对该问题,提出了一种次级辅助极与初级端齿相结合的优化方案。分析电机在空载运行时所受的定位力并进行解析,对比动子在初次级耦合以及段间切换这两种情况下所受的定位力。首先对电机的主要结构参数进行优化,结合响应面法建立多目标响应面模型;然后通过遗传算法进行寻优,通过仿真对优化前后的定位力进行对比;最后基于实体样机进行测试验证,结果表明添加辅助结构下的电机模型可有效抑制定位力与推力波动。

基于Halbach充磁的圆筒型永磁直线发电机分析优化

为了提高波浪能发电效率,提出了一种基于Halbach充磁的圆筒型永磁直线发电机。利用有限元分析软件建立电机仿真模型,分析比较了径向充磁、轴向充磁和Halbach充磁三种不同充磁方式对气隙磁场强度及感应电动势的影响;并在Halbach充磁条件下,分别比较了不同气隙大小及永磁体厚度对气隙磁场强度的影响;通过初级两端开辅助槽和选用半开口槽的方式对电机的定位力进行了分析优化。实验结果表明,基于Halbach充磁的圆筒型永磁直线发电机与传统电机相比感应电动势幅值提高了143%,定位力幅值降低了49.3%。

基于压力拱理论的深埋节理岩体隧道围岩压力研究

为研究节理岩体隧道围岩压力计算方法,以隧道压力拱理论为基础,通过离散元数值模拟分析了岩体的坚硬程度、完整程度和结构面的抗剪强度对隧道压力拱的影响,应用多元线性回归拟合了多因素围岩压力公式,并结合依托工程对拟合公式进行了适用性分析。结果表明:节理岩体隧道压力拱范围为拱顶到最大主应力方向的偏转点,隧道压力拱高度随着节理间距和结构面的抗剪强度的增大而减小,岩体力学参数对压力拱高度的影响较小;与现场实测的围岩压力相比,计算误差在15%以内。所提围岩压力公式适用性良好,为节理岩体的围岩压力计算提供了新的思路。

基于深度学习的地图线性要素走向判定方法

地图审图作为问题地图发现的手段,目前仍基于人工目视审查,审图人员专业要求高、劳动强度大、审图效率低和审图规则种类缺失的突出问题亟待解决。采用基于深度学习的地图线性要素提取与走向判定方法,提取并审查了宁夏回族自治区行政区划图中宁夏自治区界和清水河的走向,并利用模型评价指标对判定结果做精度评价。其中,准确率(Pixel Accuracy,PA)最小值91.86%出现在宁夏回族自治区界线性要素走向判定,召回率(Recall)最小值85.42%出现在清水河线性要素走向判定。实验结果表明该方法支持可定制的线性要素走向审图规则,为人工目视审图中线性要素走向存在的上述问题提供了准确且高效的解决方法。

电励磁磁通切换直线磁悬浮电动机的电磁力分析

以用于轨道交通牵引系统的电励磁磁通切换直线磁悬浮同步电动机(EEFSLMSM)为研究对象。首先分析了EEFSLMSM的结构,并对该电机的运行原理及其电磁推力与悬浮力产生的原理进行了研究。其次,建立了EEFSLMSM的数学模型,推导了该电机的电压、磁链方程以及电磁推力、悬浮力的数学表达式。然后,通过Ansys Maxwell分析了EEFSLMSM的磁场分布和空载反电动势波形,并对电机的调磁能力进行了研究。最后,通过Ansys有限元计算分析,得出了电磁推力、悬浮力和电枢电流以及励磁电流之间的关系。研究结果验证了EEFSLMSM运行的可行性,为牵引及悬浮一体化的设计提供了理论参考。

多导体系统中静电场第二类、第三类边值问题的求解方法

静电场的第二类、第三类边值问题中通常给定导体的总电荷量,但由于导体面电荷密度分布未知,无法直接求解电场.本文根据静电场中导体电荷与电位的线性关系,将第二类、第三类边值问题转化为第一类边值问题,从而实现上述问题的求解.在此基础上,以平行双导线系统为研究对象,开展了静电场有限元仿真,验证了所提方法的有效性.

双边聚磁式槽口型永磁直线电机多目标优化研究

聚磁式槽口型永磁直线电机是一种将永磁体置于初级侧槽口的一种新型直线电机,适合于低速大推力的应用场景。在运行过程中,该电机不可避免地产生较大的推力和法向力波动。提出一种新型双边结构,分析该电机的工作原理和影响电磁力波动的因素,结合有限元法与解析法,依次分析了电机叠厚、次级高度、永磁体厚度、初级齿宽、次级槽宽对电机推力大小、推力和法向力波动的影响。基于响应面法,以减少推力和法向力波动、保证大推力为优化目标,得到电机优化参数,将优化前后电机特性进行对比分析。

一种求解线弹性问题的无闭锁低阶虚拟元方法

研究了二维区域上线弹性问题的低阶虚拟元方法.用不连续的分段线性向量值函数增扩低阶协调虚拟元空间来构造离散空间,设计了一种离散方法,证明了能量范数下的误差是最优收敛的,和Lamé常数λ无关.最后给出数值算例验证了理论结果.

药型罩结构对线型聚能装药侵彻性能影响的仿真研究

为研究药型罩结构对线型聚能装药的影响,采用有限元软件LS-DYNA对不同截顶高度的锥顶、平顶与圆顶结构的线型聚能装药侵彻45钢靶板的过程进行了仿真分析。结果表明:不同结构的线型药型罩对线型聚能装药射流的成形与侵彻性能造成较大影响;平顶结构线型聚能装药在截顶高度为16 mm时有最优侵彻性能,较锥顶结构最大侵彻深度提升6.3%;圆顶结构线型聚能装药在截顶高位为10 mm时有最优侵彻性能,较锥顶结构最大侵彻深度提升15.6%。