磁驱动固体套筒实验模拟中的电流系数

采用不可压缩理论模型,对FP-2装置上开展的磁驱动固体套筒实验进行了模拟分析。模拟结果表明,无论是二维磁流体力学理论模型,还是其他不可压缩理论模型,回流罩结构磁驱动固体套筒的边界磁感应强度公式中都包含一个小于1的套筒电流系数。对不同套筒厚度、不同套筒半径条件下磁驱动固体套筒实验的电流系数进行了模拟,发现电流系数不仅与套筒内半径有关,还与套筒厚度有关;套筒内半径越大,套筒电流系数越小;套筒厚度越大,套筒电流系数越小。准确掌握磁驱动固体套筒电流系数的变化规律,可使磁流体程序从磁驱动固体套筒实验的后验模拟发展为精确预测,使磁流体力学模型真正具备正确设计和指导磁驱动固体套筒相关实验的理论能力。

基于变异系数法的沙颍河上游干流生态基流价值变化研究

为了辨识生态基流价值变化规律,以沙颍河上游干流告成段、化行段、黄桥段2008年~2021年降水、蒸发、流量、人均用水量、人均GDP、水质达标率数据,建立影响生态基流因子体系,根据变异系数法和2021年生态基流价值,研究河段生态基流价值年际变化。研究表明:告成段生态基流价值在0.483亿~4.726亿元波动、化行段在10.106亿~79.954亿元变化、黄桥段变化范围是7.201亿~46.431亿元;告成段、黄桥段水质因子所占权重最大,其次是流量、降水量因子;化行段因水质较优,流量因子所占权重最大,水质、降水量因子次之;经济、蒸发量、用水量因子在各河段的权重均较小,对生态基流价值的影响不大。河段年均流量与降水量排序为黄桥段>化行段>告成段,但生态基流价值排序为化行段>黄桥段>告成段,说明生态基流价值首先取决于水质,其次是流量与降水量。

镍污染场地抽出-处理数值模拟及渗透系数对修复效果影响

为研究污染场地渗透系数对抽出-处理效果的影响,以某镍(Ni)污染场地为例,构建了二维均质非稳定地下水流模型,并基于该模型进行考虑溶质对流、弥散、吸附的抽出-处理模拟,研究了不同含水介质及抽水流量对修复效果的影响.结果表明:水动力模型模拟结果与场地实测地下水水位基本吻合,均方根误差为0.006 m,模型可以较好地刻画场地地下水流场.通过对比3处抽水井位置下Ni的修复效果,认为3个方案中抽水井位于污染羽中心的方案最佳.在相同抽水流量下,渗透系数越大,地下水监测站点GW1处Ni浓度越高,GW2处Ni浓度越低,但污染羽面积也越大.当含水层为黄土或粉砂时,若抽水流量为40 m^(3)/d,GW1和GW2两处Ni浓度无法降低至0.1 mg/L,若抽水流量为80 m^(3)/d或120 m^(3)/d,则GW1和GW2两处在3 a内Ni浓度可以降低至0.1 mg/L.当含水层为细砂时,GW1处Ni浓度在3种抽水流量场景下均无法降低至0.1 mg/L,而GW2处Ni浓度在3 a内均能满足地下水Ⅳ类水质标准.相同水文地质条件下,抽水流量越大,达到地下水Ⅳ类水质标准的时间越短,但抽水总量越大.研究结果可为污染场地地下水抽出-处理实施的可行性提供一定的科学依据.

含字母系数方程的解法

含字母系数的方程在数学和实际问题中广泛存在.这类方程的解法具有一定的复杂性,需要深入理解方程的结构和字母参数的意义.本文就含字母系数方程的解法进行探讨,希望能为学生的学习提供参考.

一类变系数椭圆型Dirichlet边值问题的差分外推格式

对于变系数椭圆型偏微分方程的Dirichlet边值问题,首先,应用泰勒展开建立五点差分格式,并证明差分格式解的存在唯一性;其次,应用极值原理得到差分格式解的先验估计式,进一步证明其收敛性和稳定性;再次,应用Richardson外推法,建立具有四阶精度的外推格式;最后,应用Gauss-Seidel迭代方法对算例进行求解,数值结果表明Richardson外推法极大地提高了数值解的精度。

我国城镇污水处理厂污泥产率系数现状及影响因素分析

以我国城镇污水处理厂生态环境统计和监测数据为基础,分析了我国城镇污水处理厂经验污泥产率系数(YQ)和以去除COD导致的污泥增殖来计算的污泥产率系数(YCOD),研究了进水COD、设计处理规模、处理工艺、区域分布等单一因素以及多因素与污泥产率系数的响应关系。结果表明,我国城镇污水处理厂YQ平均值为1.33×10-4 t/m3,YCOD平均值为0.81 kg/kg,YQ、YCOD总体呈正偏态分布;YQ平均值与进水COD、设计处理规模正相关,YCOD平均值与进水COD、设计处理规模负相关;YQ、YCOD平均值对应的COD区间范围为150~250 mg/L,设计处理规模为1×104~1×105 m3/d的污水处理厂YQ、YCOD与平均值最为接近,相对偏差分别为2.8%、-4.3%;A2/O工艺、氧化沟类、普通活性污泥法、A/O工艺的YQ、YCOD与平均值接近,相对偏差范围分别为-1.8%~1.9%、-2.3%~5.8%;华东和华中地区的YQ,华东、西南地区YCOD与平均值基本持平;多因素方差分析显示进水COD为YQ和YCOD的显著影响因素。

计算注水开发不同阶段体积波及系数的新方法

体积波及系数是油田评价开发效果、制定开发调整方案的重要依据。为了研究注水开发不同阶段体积波及系数的变化规律,从注入孔隙体积倍数角度出发,根据油水相对渗流理论与油藏工程原理,提出了驱油效率与注入孔隙体积倍数的计算模型,建立了体积波及系数计算方法,并以胜利油田3个试验区为例进行了计算与分析。结果表明:驱油效率与注入孔隙体积倍数之间满足指数方程,二者关系曲线呈上凸型;随着注入孔隙体积倍数的增大,驱油效率由最小驱油效率逐渐增大,并趋近于最大驱油效率;对驱油效率计算模型进行验证,预测值与实测值的平均相对误差仅为1.90%;水驱开发过程中体积波及系数与注入孔隙体积倍数关系曲线整体呈快升-缓升-近平台状演变趋势,计算结果能够指导开发调整措施的效果评价;3个试验区目前体积波及系数接近90%,波及区内存在大量剩余油,亟需开展波及区内主体剩余油的描述与启动方法研究。

基于GPD理论和百分位数阈值法的轮轨力极值估计与动力系数研究

在高速铁路无砟轨道结构设计和检算时,列车荷载设计值是关键的设计参数之一。基于GPD理论,研究全波段不平顺激励下的轮轨力极值估计方法,并与脉冲激励下的结果对比,为无砟轨道结构设计和相关规范的完善提供依据。结果表明:采用百分位数法选取阈值时,应对样本分簇以提高样本之间的独立性和轮轨力极值估计的精度;提出结合百分位数阈值的形状参数筛选法进行轮轨力极值估计,确定了每簇样本量大小和形状参数区间;样本量宜取3×10^(5)~5×10^(5)个,百分位数阈值宜取50%~98%,且以轮轨力极值估计值的均值作为最终的轮轨力极值估计值;列车速度为250~400 km/h的列车荷载设计值动力系数分别为2.2、2.4、2.6和2.8。

磁共振表观扩散系数鉴别诊断移行带高危前列腺癌及与病理分级分组的相关性

目的探讨磁共振扩散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值和相对ADC值对移行带高危前列腺癌(high-risk prostate cancer,hPCa)的鉴别诊断价值及与国际泌尿病理学会(International Society of Urological Pathology,ISUP)前列腺癌分级分组(grading group,GG)的相关性。材料与方法回顾性分析经病理证实的40例移行带前列腺癌患者的双参数MRI资料,分别测量移行带癌灶和基质型增生结节的平均ADC(mean ADC,ADC_(mean))值和最小ADC(minimum ADC,ADC_(min))值,并计算移行带癌灶与基质型增生结节ADC比值的相对ADC_(mean)(relative ADC_(mean),rADC_(mean))值和相对ADC_(min)(relative ADC_(min),rADC_(min))值。比较hPCa组与低危前列腺癌(low-risk prostate cancer,lPCa)组之间ADC_(mean)、ADC_(min)、rADC_(mean)和rADC_(min)值的差异。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评估ADC各参数对移行带hPCa的诊断效能,并根据约登指数确定最佳截断值。采用DeLong检验比较ROC曲线下面积(area under the curve,AUC)的差异。Spearman相关分析ADC各参数与ISUP GG之间的相关性。结果hPCa组的ADC_(mean)、ADC_(min)、rADC_(mean)和rADC_(min)值均低于lPCa组(P均<0.05)。ADC_(mean)、ADC_(min)、rADC_(mean)和rADC_(min)鉴别诊断移行带hPCa的AUC分别为0.775[95%置信区间(confidence interval,CI):0.615~0.892]、0.879(95%CI:0.736~0.960)、0.751(95%CI:0.589~0.874)和0.914(95%CI:0.782~0.979),rADC_(min)的AUC最大。rADC_(min)与ADC_(mean)和rADC_(mean)的AUC差异均有统计学意义(P均<0.05),但与ADC_(min)的AUC差异无统计学意义(P>0.05)。当rADC_(min)最佳截断值取0.664×10^(-3)mm^(2)/s,约登指数最大(0.783),诊断移行带hPCa的敏感度和特异度分别为100.00%、78.26%。ADC_(mean)、ADC_(min)、rADC_(mean)和rADC_(min)值与ISUP GG均呈负相关[r=-0.486(95%CI:-0.755~-0.151)、-0.613(95%CI:-0.769~-0.365)、-0.553(95%CI:-0.745~-0.260)、-0.678(95%CI:-0.810~-0.474),P均≤0.001]。结论rADC_(min)鉴别诊断移行带hPCa的效能高,并且能够无创预测移行带PCa的ISUP GG,有助于为患者的个性化治疗决策提供支持。

RPC应力-应变曲线系数与塑性损伤因子无量纲化计算模型研究

为了方便活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)等效矩形应力图系数与塑性损伤因子的计算与取值,对RPC应力-应变曲线系数与塑性损伤因子的计算模型进行了理论研究。通过对现有的计算方法进行无量纲化转化,推导了决定计算模型的四个原函数条件;对一个实际的应力-应变关系进行了计算,将得到的结果进行了分析;并对受弯矩形梁非极限状态下截面内力和力矩的推定计算进行了演示。针对应力-应变关系式含有非整次有理分式的情况提出了曲线拟合方法;研究了拟合次数、拟合区间和拟合函数类型对拟合精度与稳定性的影响。比较了4种典型的RPC本构模型在同种材料下的应力-应变曲线系数与损伤因子取值模型曲线,结果显示:拟合曲线得到的取值模型与其他原始曲线得到的取值模型在曲线上具有较高的相似度,证明了曲线拟合方法的准确可靠性;最后给出了一种RPC受压应力-应变曲线系数与塑性损伤因子无量纲化取值模型。

考虑循环荷载下颗粒破碎的宕渣路基渗透系数预测

本文旨在揭示循环荷载作用下中-强风化泥岩宕渣破碎行为与渗透特性的内在机理。利用PFC 6.03D进行循环三轴数值模拟,借助内置Fish语言监测不同循环加载次数下宕渣试样级配、破碎率、孔隙率的动态演化规律。通过对不同加载次数下的土体级配曲线形态的分析,给出一种能描述土类多种连续级配形态的负指数型级配表达式,并讨论了其普适性。以级配方程为枢纽,构建了综合考虑颗粒组构、孔隙特征影响的渗流路径的迂曲度模型。同时,以迂曲度为修正系数,对斯托克斯孔隙流渗透系数公式进行修正。由此实现了考虑循环荷载作用下颗粒破碎的中-强风化泥岩宕渣路基渗透系数预测。研究结果表明:位点深度加深,修正潜在破碎势Bp*明显降低,而修正相对破碎势Br*与位点深度并无明显关联,Br*变化趋势可分为迅速增长、缓慢增长、收敛3个阶段;孔隙率变化呈现类似规律。所提出的负指数级配方程对4种典型级配(凹形、S形、类直线形、凸形)均具有良好适用性。修正迂曲度略大于仅考虑单一颗粒形态的迂曲度,复杂的颗粒形态使得流域内流线更加曲折,引起整体迂曲度增大。渗透系数k敛随Br*增长呈抛物线状衰减,且位点越浅,k衰减愈明显;存在临界加载振次使各位点k值收敛。本研究可为中-强风化泥岩宕渣路基服役状态评估提供新思路。

基于允许可靠度的薄壁圆筒静强度安全系数

为建立钢制单层承压薄壁圆筒静强度的可靠性设计技术,当圆筒静强度与载荷分别符合正态分布且静强度分布参数为区间值时,应用概率论知识,构建了圆筒静强度在不同工况的可靠度系数、安全系数和工况系数三者之间的关系。研究表明:1)在一般气压试验或气液组合试验时,圆筒屈服强度的允许可靠度系数应不小于1.549且不超过2.115,爆破强度的允许可靠度系数应不小于4.081且不超过5.414。2)在一般液压试验时,圆筒屈服强度的允许可靠度系数应不小于0.605且不超过1.005,爆破强度的允许可靠度系数应不小于3.304且不超过4.430。3)在正常操作时,圆筒屈服强度的允许可靠度系数应不小于1.961且不超过2.484,爆破强度的允许可靠度系数应不小于4.280且不超过5.456。4)在允许可靠度系数满足上述取值范围,且工况系数符合中国标准时,圆筒屈服安全系数可取1.40,爆破安全系数可取2.00。

不耦合装药系数对岩体爆破损伤的影响

在爆破工程中,选择合适的装药结构能够有效提高炸药利用率,从而改善爆破效果。基于RHT(Riedel-Hiermaier-Thomamodel)动态响应力学关系,采用ANSYS/LS-DYNA软件研究了偏心不耦合装药条件下不耦合系数K对岩体爆破荷载的影响,以及爆破过程中岩体的损伤情况。通过建立单孔偏心不耦合爆破模型,分析了不耦合系数K为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0和3.5条件下的有效应力、振动速度、爆破地震波能量和损伤状况。同时,研究了不同不耦合系数K条件下爆心距(l)与损伤度(D)、质点振动速度(PPV)与爆心距(l),以及振动速度(vpp)与损伤度(D)之间的关系。结果表明:随着不耦合系数K的增大,耦合侧与不耦合侧有效应力和峰值振动速度、地震波峰值能量略微减小;粉碎区和裂隙区范围逐渐减小,且粉碎区损伤半径较裂隙区减小速率更大。岩体损伤程度和质点振动速度(vpp)均随着爆心距的增大而逐渐减小。质点振动速度越大损伤程度也越大,当vpp=50.4 cm/s时,岩体中的损伤变量达到损伤破坏阈值(D=0.19);当vpp>140.6 cm/s时,损伤度D>0.80。

基于面积系数法的乡村景观碳模型建构及测度研究——以直山村为例

“双碳”视野下的乡村景观研究与实践是当代风景园林高质量发展的重要面向,乡村景观碳源碳汇量化解析与制图分析是其研究基础与技术途径,以面积系数法构建的乡村景观碳模型及其测度技术研究亟待开展。基于“三生空间”景观要素进行乡村碳源碳汇因子聚类,建立碳源碳汇清单并计算景观要素基础碳量,依托GIS平台关联对应面积、获取碳系数,建立乡村景观碳模型。以直山村为例,根据景观要素SHP图形数据库将碳模型进行制图表达,实现乡村景观要素的碳量集成与测度解析。相关研究为乡村景观要素碳源碳汇联立分析提供了一种可借鉴、可发展的技术框架与测度方法,为乡村景观碳模型系统建构与纵深发展提供研究基础。

基于相关系数-熵-二维云模型的装配式建筑施工风险测度

装配式建筑施工过程要在多维空间中进行,叠加风险高,事故发生率高于传统现浇建筑施工,因此科学、准确地测度装配式建筑施工风险具有重要的现实意义。根据装配式建筑施工的特点,从人员、机械、环境、技术、管理5个维度建立了装配式建筑施工风险测度指标体系,并构建了相关系数-熵-二维云风险测度模型。实例应用结果表明:该测度模型较全面、客观、准确地反映了装配式建筑施工风险要素,能够有效实现装配式建筑施工过程风险的定量化测度,可为装配式建筑施工安全管理提供有力参考和依据。

深中通道沉管隧道最终接头MGB滑轨摩擦系数试验研究

深中通道沉管隧道最终接头采用了水下推出式对接方式,推出过程中采用MGB滑轨作为底部滑行系统,为分析结构受力,建立了与施工现场荷载相同的试验结构,研究了深中通道沉管隧道最终接头MGB滑轨与防腐涂层在不同施工荷载和润滑状态下的摩擦系数,并与厂家提供的摩擦系数进行了对比。研究结果表明:MGB材料的摩擦系数随着荷载的增大而减小,干摩擦情况下的静摩擦系数范围为0.181~0.266,滑动摩擦系数范围为0.150~0.226,在水润滑条件下摩擦系数小于干摩擦,摩擦系数与接触界面有关,工程中建议根据实际荷载和摩擦界面情况对摩擦系数进行测试。

SFCC现场导热系数与温度场实测及预测方法研究

为确定钢纤维页岩陶粒混凝土(SFCC)现场实际的导热系数,与桥面板施工同步制作了不同钢纤维体积分数的SFCC试件,采用热板法进行测定,校核并扩展了导热系数预测公式,并且对高温沥青摊铺时SFCC桥面板的温度场进行了实测和数值模拟.结果表明:环境湿度为67%时,SFCC的实测导热系数为0.915~1.409 W/(m·K),增加钢纤维体积分数可提高SFCC导热系数;考虑湿度和钢纤维影响后的扩展Maxwell公式预测值与实测值吻合良好;高温沥青摊铺时桥面板SFCC混凝土内的温度梯度可达20.5℃,超过规范日温差,采用数值模拟可有效计算桥面板温度场.

煤层透气性系数新的测试计算方法

煤层透气性系数是衡量煤层瓦斯流动难易程度的关键参数。现行的煤层透气性系数计算式中,将变压力非线性偏微分方程的系数假定为常数,理论推导结果存在较大缺陷,使得现场测定的透气性系数存在较大偏差。为解决煤层透气性系数测定失准的问题,推导了钻孔径向流量法测试煤层透气性系数的过程,并在推导过程中指出该方法存在的问题。以朗格缪尔式瓦斯含量和达西定律为基础,建立无量纲模型,将模型解算结果进行反演拟合,得到新的煤层透气性系数计算式,并通过现场实测钻孔数据进行验证,修正了现行的煤层透气性系数测试方法,提出准确可靠的计算煤层透气性系数的新方法。结果表明:用抛物线式表示煤层瓦斯含量并将变量煤层瓦斯压力p^(1.5)视为常量推导而来的煤层透气性系数计算式,相当于将瓦斯含量拟合成与压力平方成正比关系,理论与实际测算均存在较大误差。采用朗格缪尔式无量纲模型计算出的无因次瓦斯涌出速度Y’进行反演拟合,可解决现行计算方法的缺陷;当吸附常数b与原始瓦斯压力p_(0)的乘积(无因次原始瓦斯压力)不同时,Y’与无因次时间Fo’的函数曲线明显不同,由此得到了含有无因次原始瓦斯压力的透气性系数计算式;当煤层和钻孔条件一定时,由不同时间测试的瓦斯涌出量计算得到的煤层透气性系数λ值具有良好的再现性。新的煤层透气性系数现场测定方法与现行方法完全相同,不增加额外工作量,但新方法的计算更加精确可靠。

径向固结系数计算方法与试验验证研究

基于Terzaghi-Rendulic的轴对称固结理论,提出了一种径向固结系数计算公式,采用GDS固结试验验证该公式的有效性。首先,利用径向固结度和时间因子的关系,推导出径向固结系数的计算公式。然后,采用GDS固结试验系统,开展了不同固结压力下的径向排水固结试验,得到位移~时间曲线。最后,利用提出的公式计算出各级固结压力下的径向固结系数,并将理论解答与试验数据进行了对比。结果表明,提出的计算方法是可行的,能够实现对径向排水固结的试样位移随时间变化关系进行较为准确的预测。

大跨斜拉桥双层桁架主梁施工状态的阻力系数

针对规范中对大跨径桁架桥的双层主梁阻力系数在取值上的局限,提出一种主梁阻力系数计算方法,以施工阶段节段模型的风洞试验结果为基础,对双层桁架主梁进行模型简化后,使用CFD计算得出其三分力系数.采用不同迎风面特征尺寸,桁架片数以及桁架间距,分析了迎风面特征尺寸对主梁的阻力系数的影响.讨论了桁架间距以及片数不同对主梁的阻力系数的影响趋势.结果表明:迎风面特征高度与特征宽度对主梁阻力系数影响的变化规律并不相同,对此提出以桁架纵高比为变量的双层桁架桥梁主梁的阻力系数拟合公式;当桁架间距较小时,桁架片数对主梁阻力系数无影响,但当桁架间距与桁架高度比值达到3时,桁架片数的变化会对主梁的阻力系数产生较大的影响.