流星不均匀体多波段探测系统与初步观测结果

流星体注入地球空间给地球带来外部物质并影响地球空间环境.为了探知流星体对空间环境的影响,需获取不同类型流星体及其在地球大气中产生系列现象的特征.本文介绍近期研制建设的流星不均匀体多波段探测系统.该系统设计采用光学大范围成像和无线电相控阵雷达与双基地全天空雷达主动探测,实现对不同尺寸流星体坠入地球高空大气/电离层后的烧蚀、蒸发和电离到流星不均匀体产生与演化等系列过程探测.通过开发多种探测模式和相应的数据分析反演算法,获取流星体速度、质量、成分和星际来源、流星等离子体头和等离子体尾迹不均匀体的空间精细结构与演化以及低电离层“瞬时”风场等多参量信息.利用该系统观测数据,对流星体及其产生的流星等离子体头、等离子体尾迹场向和非场向不均匀体、流星闪耀和尘埃不均匀体以及电离层不均匀体等开展了初步研究.

不均匀积雪致大跨网架结构局部损伤分析

网架结构管球连接处局部损伤是此类结构的重要安全隐患。在风致雪漂移引起的不均匀积雪荷载作用下,局部损伤会加剧,最终导致结构局部破坏。因此很有必要分析不均匀积雪荷载作用下带伤服役网架结构局部损伤劣化情况。采用CFD数值模拟技术,以一正放四角锥网架结构为研究背景,分析了在90°风向角、12 m/s风速下,持续降雪24 h中网架结构屋面不均匀积雪分布的变化情况,并建立可表征网架结构管球连接处存在裂纹损伤的多尺度模型,分析了网架结构节点存在不同裂纹尺寸局部损伤时,不均匀积雪致网架结构局部损伤劣化程度。结果表明:网架结构风致积雪不均匀程度非常显著,而且当网架结构管球连接处存在局部裂纹损伤时,在降雪中后期,有管球连接损伤的节点大多都出现了不同程度的裂纹扩展,节点为最不利分布的穿透型裂纹时,裂纹扩展最大为15.64 mm。说明在持续特大降雪这种极端荷载作用下,带伤服役网架结构局部损伤将进一步加剧,危及结构使用安全。

不均匀地层中刚性桩复合地基变形及加固措施分析

刚性桩复合地基凭借其工后沉降小、施工周期短、整体稳定性强、社会经济效益高等优势,逐渐得到广泛应用,但也伴随着一些工程问题,如在不均匀地层下刚性桩复合地基路堤容易出现稳定性问题。本文针对不均匀地层下刚性桩复合地基典型工程案例展开研究,采用有限元软件建立三维模型,揭示改进方案前后不均匀地层下刚性桩复合地基的变形规律,研究3种加固方式对于刚性桩复合地基稳定性的增强效果。结果表明:不均匀地层下刚性桩复合地基会产生偏应力进而引起路堤差异沉降,结构稳定性较差,改进方案可以有效降低路堤沉降,提高结构整体稳定性,横梁加固可以有效提高刚性桩复合地基的水平稳定性。

基于光照模型的细胞内镜图像不均匀光照校正算法

细胞内镜需实现最大倍率约500倍的连续放大成像,受光纤照明及杂散光的影响,其图像存在不均匀光照,且光照分布会随放大倍率的变化而变化。这会影响医生对病灶的观察及判断。为此,本文提出一种基于细胞内镜光照模型的图像不均匀光照校正算法。根据图像信息由光照分量和反射分量组成这一基础,该算法通过卷积神经网络学习图像的光照分量,并基于二维Gamma函数实现不均匀光照校正。实验表明,经本文方法进行不均匀光照校正后,图像的光照分量平均梯度和离散熵分别为0.22和7.89,优于自适应直方图均衡化、同态滤波和单尺度Retinex等传统方法以及基于深度学习的WSI-FCN算法。

不均匀温度场下钢管混凝土拱桥管内混凝土脱空分析

为了解不均匀温度场作用下钢管混凝土拱桥管内混凝土脱空原因,依托高原山区某跨径430 m的钢管混凝土拱桥,进行强辐射、大温差联合作用下拱肋拱顶节段足尺模型试验,分析模型温度场分布,并对该不均匀温度场作用下管内混凝土脱空机理进行研究。结果表明:钢管混凝土拱桥水化阶段和运营阶段径向温度场可简化为多段式折线变化规律。14:00时刻,水化阶段温度沿竖直径向(从向阳侧至背阳侧)先减小后升高再减小,在距向阳侧界面D/8~3D/8处(D为钢管内径)存在一个大温差面,运营阶段温度沿竖直径向(从向阳侧至背阳侧)呈先减小后不变再增加的非对称分布规律,从钢管混凝土界面至距其D/8处温度变化大。混凝土水化阶段和运营阶段管内混凝土脱空机理为:在温度场作用下钢管混凝土界面最大纵向应力差分别高达82.6 MPa和61.95 MPa,最大界面径向拉应力分别为0.8 MPa和2.06 MPa,均超过钢管和混凝土间的粘结强度。

考虑混凝土强度随机不均匀分布的重力坝动力损伤研究

重力坝所采用的大体积混凝土受到其固有特性、浇筑时的施工质量等影响容易导致强度的不均匀性。在目前的混凝土坝抗震分析中,一般将混凝土看成是一种强度分布均匀的材料,对于强度的不均匀性对大坝动力损伤的影响研究不多。基于混凝土塑性损伤理论及Weibull概率分布模型,采用Python语言对ABAQUS进行二次开发。在考虑混凝土塑性损伤的前提下,研究了混凝土强度随机不均匀分布对重力坝坝体和基岩损伤的影响。在计算中综合考虑了坝体和基岩的动力损伤、大坝与库水相互作用、无限地基辐射阻尼等,对比分析了坝体和基岩整体在各个不均匀度下震后损伤区域分布、坝体损伤面积比和损伤耗散能等动力响应,揭示了混凝土强度不均匀程度对大坝及基岩地震损伤的影响规律,研究结果可为重力坝相关的设计和施工提供参考。

不均匀喷氨的NO_(x)通量获取方法和喷氨格栅阻力特性

不均匀喷氨的方法是根据喷氨格栅建立不同分区的NO_(x)通量,设计分区不同的喷氨量,而NO_(x)通量由两个参数即烟气流速和NO_(x)浓度决定,试验和数值模拟方法是获得这两个参数的重要手段。通过对比发现,数值模拟的边界条件在实际中难以确定,无法较好地模拟流速场,而试验是更优的一种方法。试验结果显示,不同负荷和煤种下,喷氨格栅截面的流速分布基本不变,某些区域始终高,某些区域始终低。同时得到NO_(x)浓度的不均匀系数相对于流速不均匀系数很小,且考虑喷氨截面到催化剂还有一段扩散距离,可以仅考虑主要影响因素即烟气流速对不均匀喷氨的喷氨量进行设计,该方法简单有效,在工程实际中应用效果较好。同时对喷氨支管的阻力特性进行了试验研究,利用多孔介质代替该区域可以极大简化数值模拟区域。

道基不均匀分布下通用机型轮载对机场道面力学性能影响研究

为研究道基水平方向不均匀分布对机场道面板力学性能的影响,建立飞机荷载-道面结构-不均匀道基三维模型,采用数值模拟方法分析多板协同受力模式下基顶反应模量变化对道面板弯拉应力影响,探讨通用机型(空客A320和波音B737-800)轮载作用时基顶反应模量变化和道面板厚度对道面板力学性能以及接缝传荷系数的影响,同时基于缩尺试验对数值模拟结果进行验证。研究结果表明:对于A320机型,当道基水平不均匀分布时混凝土板弯拉应力增大,基顶反应模量变化率由0%增加至65.46%时,轮载作用于传力杆接缝板边时道面板弯拉应力由4.06 MPa增加至5.73 MPa,超过极限弯拉应力;增加板厚能够有效地提升刚性道面板受力安全时基顶反应模量变化率的取值范围;道面板接缝传荷系数随着基顶反应模量变化率的增加而增大,基顶反应模量变化率从6.84%增加至56.30%时,道面板传荷系数增加2.44%;室内缩尺试验验证了道基不均匀分布对传荷系数的影响规律。在道面板设计时,应充分考虑道基水平方向不均匀分布对道面板力学性能的影响,避免在服役期间过早出现结构破坏。

不均匀波浪荷载作用下海积软黏土的动力特性

为研究饱和海积黏土在均匀与不均匀波浪荷载作用下的循环特性,利用GDS空心圆柱扭剪仪进行了一系列不排水试验,在相同的初始固结状态下,对试样施加不同最大偏应力q_(max)、最小偏应力q_(min)的圆形及螺旋形应力路径的轴—扭联合循环载荷。分析了在考虑主应力轴旋转时,这两种不同应力路径的循环应力比R_(CS)与动应力比δ=q_(mim)/q_(max)对循环加载期间土体动力特性的影响。试验结果表明:R_(CS)与δ的增大均能提升黏土在波浪荷载下的孔压、轴向应变、双幅剪切应变及其速率,同时也能使土体轴向回弹模量与动剪切模量的衰减更严重,且δ的作用效果会随R_(CS)的增大而增大。当R_(CS)≤0.05时,土体在循环期间保持为“弹性安定或塑性安定”状态;而当R_(CS)≥0.06时,土体会处于“疲劳破坏”或“塑性蠕变”状态,其具体形式由R_(CS)与δ共同决定。土体在循环过程中的轴向回弹模量与动剪切模量近似呈一定比例。

基于钢筋实际应力状态的基础不均匀沉降地下车库加固方法

某地下车库在降水作业时,将勘探孔改为降水井,引发突涌现象,导致基础底部脱空,筏板产生不均匀沉降,上部结构开裂严重。通过ABAQUS建立地下车库的实体模型,模拟承重结构的变形和损伤,探明地基不均匀沉降对承重结构的影响。结合现场实测结果、数值模拟结果及《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)推荐公式,获取承重构件受力钢筋的实际应力状态,为结构加固设计提供依据。最后,采取加大截面、粘贴碳纤维布等方法对该车库承重构件进行了加固处理,加固方法可为类似工程提供借鉴。

地基不均匀沉降下输气场站埋地管道应力分析

在天然气输气场站地质为软土的情况下,容易造成地基的不均匀沉降,埋地管线易受到损伤。文中利用ABAQUS有限元软件进行分析,建立了管道-土体一体化有限元力学模型,分析了在地基不均匀沉降下,埋地管道的受力与位移情况,沉降量对管道应力的影响,研究了在管道壁厚、管道压力、管道埋深和土壤粘聚力变化下管道的应力变化,获取了管道最大Mises应力变化规律。

钢结构不均匀沉降下抗弯框架结构的地震易损性分析

地基沉降不均匀是湿陷性黄土区常见的工程问题之一。为研究不均匀地基沉降对钢结构抗震性能的影响,采用增量动力分析方法,分析钢结构中抗弯框架结构框架的抗震脆弱性。分析了结构地震响应与地基不均匀沉降的关系差异。在此基础上,根据不同的加速度峰值振幅,对结构的破坏概率进行了分析。分析结果表明,由于不均匀沉降而导致的结构内力重新分配是导致部分构件在地震中失效的原因。在建筑物的平面转角上,由于基础的不均匀性,会导致结构在地震中被进一步破坏。非均匀沉降引起的框架结构的偏移增大。且随着沉降的增加,上层建筑的地震破坏将加剧。

不均匀软土路基稳定性与变形曲线特性分析

为进一步研究不均匀软土地基性能,基于武汉鄂咸高速公路软土路基施工项目,根据现场各类土体参数及位置沿路线变化较大的现象,建立二维不对称路基简化模型。研究在不对称土体参数变化作用下的边坡稳定及变形规律。结果表明,①不均匀弹性模量对安全系数的影响极小,边坡两侧填土水平位移最大值变化趋势整体呈相反态势,当左侧弹性模量小于对照组时,沉降增幅明显,当左侧弹性模量大于对照组时,沉降有一定程度缩减;②随着左侧黏聚力和内摩擦角的增加,各断面填土两侧水平位移均相应减小,安全系数增加,黏聚力与内摩擦角的最危险滑移面取决于边坡土体最弱处,两者在沉降曲线中有显著差异,在不均匀内摩擦角的作用下,断面两侧沉降趋势相反,同侧随内摩擦角缩小而沉降增加,异侧有小幅回升。

孔隙度对具有不均匀横截面的功能分级多孔梁的自由振动和屈曲行为的影响

本文旨在研究孔隙度对具有不均匀横截面的功能分级多孔梁的自由振动和屈曲行为的影响。一般认为材料的性能沿厚度方向变化,而梁的横截面沿其长度方向分布不均匀。三种不同的孔隙度分布包括对称分布、非对称分布和均匀分布。利用经典的梁理论和Hamilton原理推导出了问题的控制方程,并用微分求积法推导出公式。通过已知方法和分析解法对所得结果进行了验证。通过网格独立性研究,确定了最优离散化设置。利用详细的参数化分析研究了不同力学参数,包括孔隙率系数、长径比和变化截面对基频和临界屈曲载荷的影响。结果表明,材料孔隙率的增加会导致梁的屈曲能力显著降低。然而,梁的自由振动行为完全取决于其孔隙度模式。此外,孔隙呈对称分布的梁其屈曲能力和基频性能最好。

不均匀沉降作用下混凝土管涵沉降预测及可靠度分析

基础不均匀沉降是影响高填土混凝土管涵力学性态的主要因素之一。因此,为了保障管涵的安全运行,合理、准确地评估混凝土管涵的运行状态十分关键。针对高填土混凝土管涵,采用ABAQUS软件建立了土体-混凝土管涵一体化模型,并进行有限元分析,得到了多组混凝土管涵的响应值。基于卷积神经网络建立混凝土管涵响应预测模型,准确率可达到90%以上。在此基础上,采用Monte-Carlo法(MCS)进行随机变量抽样,分析了考虑基础不均匀沉降作用与不考虑基础不均匀沉降作用下混凝土管涵竖向位移的可靠度。结果表明,相比不考虑基础不均匀沉降作用下混凝土管涵竖向位移,考虑基础不均匀沉降作用下混凝土管涵竖向位移更大。基础的不均匀沉降严重危害混凝土管涵的使用安全性,对其长期运行的稳定性有重要的影响。研究结果为促进埋地管涵可靠性分析方法的发展、深入开展埋地管涵安全评价提供了新的理论依据和技术支撑。

路面对路基强度及不均匀沉降的力学响应研究

路基强度和不均匀沉降对路面结构附加应力影响显著,是影响路面结构服役性能和使用寿命的重要因素,工程建设中,路面铺筑条件对路基沉降提出了要求。针对雄安新区高速公路长寿命路面结构形式,采用有限元数值模拟手段,定量和定性地分析了路基强度和路基不均沉降对路面结构附加应力的影响。研究结果表明:底基层层底受最大拉应力,路面表层受最大压应力,且均随着路基差异沉降的增加持续增大;当差异沉降范围内曲线过渡时,差异沉降率标准不具备普适性,在差异沉降率一定条件下,层底拉应力随着差异沉降范围的增加而逐渐减缓趋稳;路基路面接触模式对路面结构受力影响显著,当路基路面完全黏结接触时,路面结构底基层附加拉应力随路基模量的增加而增大,当路基路面完全光滑接触时,路面结构底基层附加拉应力不受路基模量的影响;路基路面完全黏结接触和路基路面完全光滑接触构建了路面结构受力分析的上、下限,根据现场路基模量、差异沉降范围和路面材料强度参数,提出可引起路面结构底基层层底拉裂的差异沉降率理论范围为0.29%~0.38%。该研究成果能够为提出满足高质量建设要求的路基强度标准和路基不均匀沉降标准提供理论依据。

基底软化导致盾构隧洞不均匀沉降的研究

文章以现有的盾构管片衬砌研究理论为背景,在综合考虑TBM隧洞施工特点的基础上,采用有限元分析软件ANSYS,结合工程实例进行数值分析。建立了管片一灌浆体一围岩三维有限元模型,并在此有限元模型的基础上,对隧洞运行过程中由于渗水导致的基底软化情况进行了数值模拟。得出了隧洞管片环在不同基底软化深度情况下的受力和位移变化规律。

不均匀光照下光伏阵列输出特性建模分析

提高光伏电池的发电效率一直是学者们研究的重点,MPPT技术保证光伏发电系统持续工作在最大功率点附近,从而提高发电效率。面对不均匀光照下P-U曲线的多峰现象,传统MPPT算法难以找到最大功率点GMPP,容易陷入局部峰值点LMPP,学者们后续提出新的MPPT算法仍存在一定缺陷,无法简单有效且准确地追踪GMPP。本文针对上述问题,通过Simulink软件搭建仿真模型来研究不均匀光照下光伏阵列的输出特性,希望对学者后续改进MPPT算法和布置光伏阵列提供帮助与启发。

市政路桥过渡段不均匀沉降影响因素及其预防维护措施分析

在市政路桥建设中,路基和桥梁过渡段的沉降变形是影响市政路桥行车安全的重要因素。市政路桥过渡段路基不均匀沉降将会增加行车风险,缩短路桥寿命,增加市政工程的成本,影响道路的使用效率等不良后果。从路基刚度、行车速度、行车轴重等方面分析路桥过渡段不均匀沉降影响因素。提出控制路基刚度、控制行车速度、控制行车轴重、加固路桥过渡段等预防维护措施,从而减少路桥过渡段路基不均匀沉降质量通病,保障行车安全。

卫生陶瓷坯体干燥含水率不均匀度模拟研究

为了提高卫生陶瓷生产时干燥品质,将分段式变温变湿干燥与传统定温定湿干燥进行仿真对比,以热风温、湿度为工艺参数,坯体内部含水率分布不均匀系数作为评价指标,采用三维扩散模型,应用COMSOL Multiphysics软件对陶瓷湿坯在不同温湿度热风条件下进行干燥模拟仿真研究。仿真结果表明:随干燥时间坯体含水率不均匀度整体趋势是先升高后下降。含水率不均匀度随着热风相对湿度降低和温度的升高而增大,最大值出现时间提前。当干燥初始温度过高时,会在干燥前期产生较大的干燥不均匀,使用升温降湿干燥工艺,能有效降低坯体干燥过程含水率不均匀度,降低产生干燥缺陷的风险。