不同老化方式下新旧沥青的扩散融合

分别制备了热氧老化沥青和热氧-紫外老化沥青,构建了新、旧沥青双层扩散模型,并且通过相对浓度与扩散系数的模拟计算、拉拔试验与荧光显微镜试验研究了新、旧沥青扩散融合程度与温度、沥青四组分的关系.结果表明:热氧-紫外老化沥青更不易与基质沥青扩散融合,与基质沥青的黏附性较差;在10~40℃内,新、旧沥青能够快速扩散融合,超过40℃后,升高温度对扩散融合的促进作用逐渐减小,且对热氧-紫外老化沥青与基质沥青的扩散融合促进作用的减小速率更大;沥青四组分扩散系数的大小顺序依次为:饱和分>芳香分≥胶质>沥青质,经紫外老化后,四组分的扩散系数均有所下降,沥青质的降幅最大.

面向工业物联网的区块链高效拜占庭容错共识算法

鉴于工业物联网多样性终端存在作恶风险,为满足共识过程中对高效率和安全可容错的需求,提出了基于信誉积分与双层动态的实用拜占庭容错(CD-PBFT)高效共识算法。信誉积分模型确保良好节点参与共识,移除故障节点;双层架构实现交易验证和读写操作的并行;自适应主节点算法随机选取信誉值高节点作为主节点并确保其安全性。实验结果表明,CD-PBFT在保持安全性与活性的基础上,相较于PBFT,网络交易时延平均降低34.8%,吞吐量平均提高25.2%,实现了对效率与安全容错性的双重要求。

基于多尺度有限元建模技术的GJ-III型扣件轨道动力特性分析

GJ-III型扣件轨道作为地铁线路一种中等减振轨道,服役后出现钢轨短波长波磨,导致高频轮轨振动噪声问题。为探明该轨道的动力特性,利用ABAQUS软件建立减振扣件轨道的三维有限元模型。为减小有限长轨道边界反射波影响并同时保证计算效率,采用多尺度建模技术将轨道简化为梁-壳-实体模型。利用该模型探究了轮轨耦合作用下的轨道垂向动力特性,分析了扣件垂向刚度和阻尼对轨道垂向频响特性的影响。结果表明:(1)将50.0 m实体轨道模型简化为12.5 m实体和37.5 m梁-壳模型,可节约65.3%的计算时间,同时仿真与现场测试结果基本一致。(2)钢轨垂向一阶弯曲和pinned-pinned共振模态在轨道垂向位移导纳上表征明显,其频带分别为100~150 Hz和1022~1101 Hz。(3)减振扣件轨道在100 Hz以下振动响应表现为钢轨和道床板的整体弯曲和扭转振动;车辆静载集中力引起的钢轨预应力会诱发400~800 Hz轮对间轨道垂向频响峰值。(4)考虑柔性轮对作用后,轨道垂向位移导纳在分别在43 Hz、381 Hz和641 Hz处出现新的明显峰值,分别对应于轮轨耦合的P2共振模态、轮对间钢轨垂向二、三阶弯曲模态。柔性车轮在180 Hz、341 Hz和504 Hz处的振动模态也会引起钢轨垂向导纳出现新峰值。轮对质量效应对减振扣件轨道50~250 Hz内垂向振动有抑制作用,钢轨不易萌生该频段波磨。(5)钢轨垂向一阶弯曲、P2共振和轮对间钢轨垂向弯曲频率均随扣件垂向刚度增加而增加,扣件垂向阻尼仅对轨道导纳波动幅值有抑制作用。

贴敷约束阻尼层的螺栓连接板半解析动力学建模及减振分析

在太空环境中太阳翼帆板的振动难以抑制,因此太阳翼帆板的减振研究至关重要。利用双搭接螺栓连接板结构模拟太阳翼帆板的展开状态,研究了通过贴敷约束阻尼层对其进行振动抑制的方法。创建了贴敷“H型”约束阻尼层双搭接螺栓连接板结构的半解析动力学模型,包含:利用层间剪切变形原理,推导了约束阻尼层结构的应力应变关系,用复模量表征黏弹性层的阻尼特性;考虑螺栓的影响区域,提出用复面弹簧单元和修正质量模拟双搭接螺栓结合部的刚度、阻尼和质量特性;引入正交多项式作为位移容许函数,利用拉格朗日方程和Hamilton原理建立了局部贴敷“H型”约束阻尼层的螺栓连接薄板的动力学方程。进行了实例研究,通过组建的试验系统证明了所创建的复合结构半解析模型在求解固有特性及振动响应参数方面的合理性,同时试验及半解析模型计算结果均证明约束阻尼层对双搭接螺栓连接板具有减振效果。最后,基于所创建的半解析模型分析了贴敷面积及约束阻尼层厚度对双搭接螺栓连接板减振效果的影响。

面向运力精准投放的城轨列车多编组开行方案优化研究

文章首先从客流时空分布、OD交换特征、车站网络重要性等方面确定大小交路的折返站;并以改进后的交路方案为输入,建立最小化企业运营成本及乘客出行成本目标函数与发车频率、列车满载率等约束条件,构建多编组开行方案优化的上层模型;建立列车运力与客流量的方差和最小目标函数、列车最小追踪间隔和编组数量约束条件,构建运力精准投放的下层模型;根据模型特性,采用嵌套遗传算法进行求解。最后,以南京地铁2号线为例,验证模型优化得到的多编组开行方案在客流分布不均衡情况下的实际运用效果。

移动荷载作用下跨越空洞加筋道路动力响应分析

为研究跨越空洞加筋道路系统的动力特性,将加筋道路系统视为跨越空洞的双层地基梁,推导出移动荷载作用下加筋道路系统动力响应解析解。通过与既有理论模型计算结果对比,验证所推导计算式的正确性。并探讨了空洞宽度、路面板抗弯刚度、加筋垫层抗弯刚度、回填土及路基弹性系数对加筋道路系统动力响应的影响。分析表明:加筋道路底部空洞宽度、路面板抗弯刚度以及路基弹性系数对移动荷载作用下加筋道路系统振动响应的影响较大,并且对加筋垫层中点振动位移的影响比对路面板的影响更显著。加筋垫层抗弯刚度对其自身中点振动位移影响较大,但对路面板中点振动位移的影响较小。而回填土弹性系数对路面板中点的振动位移影响较大,但对加筋垫层中点的振动位移影响较小。

基于 DLBSOM 的水下机器人集群任务分配与路径规划

为保证多自主水下机器人(Multiple Autonomous Underwater Vehicle,MAUV)在多目标冲突条件下执行探测任务,提出一种双层生物自组织映射(Double Layer Bio-inspired Self-Organism Map,DLBSOM)算法完成自适应正向-反向初始任务分配。针对受洋流和单体AUV有限能耗影响的MAUV探测任务容易出现的无效任务分配问题,引入一种带有能量激活函数的任务重分配策略来优化任务。建立任务紧迫性生物启发神经网络(Task Urgency Bio-inspired Neural Network,TUBNN)模型描述受洋流影响的水下环境,引入基于模糊互补判断矩阵的距离和供能强度因子,以说明洋流和任务重分配轨迹距离的相互影响。当AUV进入以目标为中心的预警范围时,通过调整AUV的速度实现对目标的精细探测。结合AUV转弯半径数据和非线性运动学方程,对路径进行平滑处理,使其符合水下机器人的运动学约束。最终通过仿真试验验证该方法的可行性和有效性。

自动闭塞区段重载列车自动驾驶运行决策研究

重载列车编组长、载重大,且自动闭塞区段信号动态多变,导致列车操纵频繁停车、线路通行效率低下。所以,重载列车自动驾驶系统在进行自动闭塞区段操纵决策规划时,既需要考虑按计划通行又需要考虑动态停车的情况。为此,文章分析重载列车的动力学特性以及自动闭塞区段信号变化的特点,提出同时满足通行效率和平稳停车的双层协同重载列车自动驾驶运行决策模型。该双层模型通过运行耦合点连接,其中上层模型以图定时间为约束,以节能、平稳运行为目标,优化操纵曲线,计算节能、平稳最优目标下的耦合状态区间;下层模型考虑最不利信号(停车)约束,引入上层模型的最优耦合状态为优化始端,以安全、平稳停车为目标,优化操纵曲线。在朔黄东线的自动驾驶试验中,该模型实现了列车全程零接管,并能够在保证列车运行通过效率的同时,提升列车运行的安全性及平稳性。

准市场条件下的水权交易双层动态博弈定价机制实证研究

在经济新常态背景下,水资源的准公共产品特征具有更加重要的管理价值,如何依托市场与行政的两手发力,提升我国水资源管理水平,更好地服务于"两个百年"奋斗目标,具有十分重要的理论与现实意义。水权交易制度是利用市场与行政手段提高水资源利用率,解决人水冲突的重要技术手段,如何在准市场条件下构建符合我国国情的水权交易定价机制已成为实现水权交易制度的核心技术。因此,针对政府-企业-公众等多利益相关者参与下的水权交易定价问题,本文引入生态经济学理论构建了水权价值测度模型,进而引入合作博弈理论,构建了准市场条件下的水权交易双层动态博弈定价模型,主要包括买方政府和卖方政府的微分博弈模型,以及买方政府与水务公司的Nash-Bargaining合作定价模型,运用HJB条件求解多利益相关者合作框架下的水权交易均衡水价空间,进而以江西省萍乡市水权交易实践为例开展实证研究,结果表明:均衡水价主要受上级政府协调能力k、水量需求系数β影响,且均为正相关,针对萍乡实践而言,由于水量需求主要体现在中长期发展规划阶段,上级政府协调能力显著性强于水量需求系数;均衡水价随着上级政府协调能力k值增大呈现由快转慢再转快的趋势,整体服从逻辑函数分布,均衡水价随着水量需求系数β的增大呈现由快转慢趋势,整体服从对数函数分布,针对萍乡实践而言,水权交易中市场与行政力量的两手发力存在稳定状态,二者缺一不可;随着议价能力系数提高,Nash-Bargaining的水权交易价格随之升高,表明政府与公司之间的合作关系对水价具有直接的影响能力。

主动配电网中计及时序性与相关性的分布式光伏并网规划

该文提出一种主动配电网中计及时序性与相关性的分布式光伏长短期规划-运行双层机会约束优化模型。下层短期模型考虑了每个时段内主动配电网运行优化从而决定最佳主动管理策略,上层长期规划以下层短期优化为基础,考虑主动配电网整个规划阶段年综合经济成本最优从而决定光伏安装位置与容量。针对光伏与负荷之间相关性、概率分布时序差异性特点,提出改进相关矩阵法与拉丁超立方技术相结合的方法,并利用该方法通过划分时段对光伏与负荷的出力进行时序相关性处理。在此基础上,采用概率潮流法与嵌套的模拟退火粒子群算法（simulated annealing particle swarm optimization,SAPSO）相结合的混合智能算法对上述模型进行求解。选取IEEE33系统进行算例分析,仿真结果验证所提方法的合理性与有效性。

单泵同心双管分层注聚工艺的理论分析及应用

为了解决当前在疏松砂岩油藏分层注聚工艺中存在的易堵塞、易剪切、难测试等问题,提出了单泵同心双管分层注聚工艺;并组建了其系统动力学模型,其中包括通过室内实验回归得出的聚合物溶液流变性模型、不同剪切速率下的黏度损耗模型,以及通过理论推导得出的流型判别模型、流体流速及剪切速率模型、压力损耗模型及沿井筒的温度分布模型;在此基础上对该系统工作过程中各模型间的耦合关系进行研究,建立了系统模型的数值解法,进而编制应用程序.现场实例应用表明,该工艺技术可有效解决当前疏松砂岩分层注聚工艺所遇问题,且程序计算结果精度较高.

15km^3天然气球罐设计研究及优化

天然气的广泛应用,促进存储容器向大型化发展。以已投产使用的10km3天然气球罐为设计基础,设计建造完全国产化的15km3天然气球罐,利用计算参数建立有限元模型,验证模型的可靠性。建立双层拉杆模型,施加地震荷载及风载,进行动力响应分析及应力分析。为讨论双层拉杆最优位置及直径,建立了5种上下拉杆比例不同的模型,另外每种比例模型设计3种不同拉杆直径。结果表明:在8度设防二类场地地震波的情况下,上层和下层拉杆比例为0.618∶1,直径为50mm的模型对于球罐优化方面优于其他模型,球罐各项参数均显著减小且应力无放大效应。

基于学科建设和绩效考核的硕士研究生招生计划动态调整研究

推动"双一流"高校建设是进一步提升我国国际竞争力和高等教育综合实力的重要"中国战略",学术型硕士研究生是省属"双一流"高校学科建设的生力军。文章从二级管理角度出发,充分发挥宏观分配优势,加强顶层设计,借助NVivo11质性分析软件梳理了我国现阶段研究生招生指标分配相关文献,构建了上一年度招生工作考核(负面清单)和学科专项支持计划的两阶段研究生招生指标体系,建立了相应的研究生招生指标动态调整分配模型。以省属"双一流"建设高校西南石油大学2020年度招生指标分配为例,采用该方法对学术型硕士研究生招生学科指标进行分配,结果表明该分配模型具有良好的可操作性和实践性,能有效提升研究生招生管理水平,促进省属高校"双一流"建设的可持续发展和研究生教育的内外协同。

地震作用下多层桥梁结构弹塑性分析

目的研究地震作用下双层及三层桥梁结构塑性铰的产生机制,明确多层桥梁桥墩的出铰位置及出铰顺序。方法以某双层三跨及三层三跨钢筋混凝土箱型简支桥梁为背景,基于Sap2000中的桥梁模块建立非线性的有限元模型,采用增量动力的分析方法,绘制双层及三层桥梁结构的IDA曲线,分析地震作用下双层及三层桥梁结构塑性铰的出现位置及顺序。结果结果表明:对于双层桥梁结构,塑性铰可能出现在底层桥的墩底和墩顶、顶层桥的墩顶位置;对于三层桥梁结构,塑性铰可能出现在底层桥的墩顶和墩底、中间层桥的墩顶、顶层桥的墩顶位置;两种结构均是底层桥墩底的塑性铰先出现。结论对于多层桥梁结构,底层桥的墩底以及各层的墩顶会出现塑性铰,其余各层的墩底不出现塑性铰。

微电网跟踪调度计划双层双时间尺度实时控制策略

为了提升微电网跟踪调度计划的能力,并降低分布式电源和负荷的功率波动对跟踪效果的影响,提出一种利用由超级电容和电池储能组成的混合储能系统跟踪调度计划的双层双时间尺度实时控制策略。上层基于模型预测控制方法建立日内滚动优化模型,结合分布式电源和负荷的超短期功率预测结果,综合考虑一段时域内的跟踪偏差及混合储能系统的功率和荷电状态对跟踪调度计划进行滚动优化;下层在上层优化结果的基础上,采用基于荷电状态的混合储能系统实时控制策略对超级电容和电池储能的实时功率进行协调分配,进一步降低分布式电源和负荷的实时功率波动对跟踪效果的影响。通过仿真算例对所提控制策略进行验证,结果表明:所提策略不但实现了良好的实时跟踪调度计划的控制效果,而且优化了超级电容和电池储能的荷电状态。

城市交通连续平衡网络设计问题的求解算法

文章针对采用二层规划模型描述的固定需求条件下的连续平衡网络设计问题,给出了一种基于间隙函数的求解算法。同时给出了一个简单的算例来说明该算法的可行性。

轨下垫板参数对轨道结构垂向振动影响研究

以往高速铁路研究的轨下结构过于简化,且只考虑了轨下弹性垫板单一变量对轨道动力学的影响,而不能综合考虑刚度和阻尼参数对轨道结构动力学性能的影响.在车辆-轨道耦合系统动力学理论的基础上,运用动力学软件SIMPACK建立高速车辆-板式无砟轨道模型,通过对原有单层轨道拓扑优化后设置分层,分析轨下弹性垫板刚度和阻尼对板式无砟轨道结构动力学性能影响.研究结果表明:轨道结构细化分层分析与实际高速铁路板式轨道结构更加相符,能够更准确的反映轨道局部结构对轨道垂向动力学性能的影响;垫板老化后的刚度增大加剧轮轨相互作用,降低轨道垂向位移,减弱钢轨的振动,同时导致轨道板振动加强;垫板失效后的阻尼减小同样增强轮轨相互作用,使得轨道垂向位移和振动加速度增大;轨下垫板刚度的敏感参数顺序为轨道板垂向加速度、钢轨垂向加速度、轨道板垂向位移、钢轨垂向位移和轮轨力.

基于增量状态空间模型的双层预测控制

为了提高对干扰系统建模的准确性,将被控输出作为状态建立增广的状态方程,提出基于增量状态空间模型和人工干扰模型的双层模型预测控制方案。该方案给出了增广模型的可检测性条件。利用稳态Kalman滤波得到增广的状态估计,在Kalman预报中对当前输出值和估计值的偏差进行补偿,获得准确的开环预测值。引入稳态目标计算获得最优的目标值以保证无静差控制。采用增量状态空间模型避免了工作平衡点的影响。仿真算例证实该方案能保证系统在有干扰出现的情况下可靠地跟踪稳态目标值,验证了该方案的有效性。

编组站布局规划与铁路车流组织联合优化双层规划模型研究

对编组站布局规划和车流组织联合优化构建双层规划模型,上层规划以投资维护成本、车流运输组织成本及设备能力浪费成本的总和最小化为目标;下层规划以车流运输组织成本最小化为目标,并设定相关的约束条件。根据上层规划的编组站布局方案确定下层规划的相关技术参数,优化生成编组去向方案和车流改编方案后再反馈回上层规划,对规划方案进行修正和改进,直至取得满意的优化效果。通过采用遗传算法与LINGO软件耦合的方式对双层规划模型进行求解,为铁路网中长期编组站布局建设规划提供技术手段。

电化学双电层电容器动态模拟：离子尺寸及扩散系数的优化

电化学双电层电容器的低能量密度限制了其在储能动力等领域的应用,而有机电解液作为提升器件能量密度的关键因素,研究其导电电解质的特性具有重要的意义。通过构建电化学双电层电容器的动态模型,模拟了电化学双电层电容器的循环伏安曲线,并定量探究和解析了离子溶剂化尺寸和扩散系数对电容性能的影响。模拟结果表明:在低扫描速率情况下,电容性能主要受控于双电层结构特性,比电容随着离子溶剂化尺寸的减小而增大,而离子扩散系数对其电容性能没有影响;在高扫描速率情况下,电容性能会受控于离子传质过程,比电容随着离子溶剂化尺寸和离子扩散系数的增大而增大。并基于模拟计算和分析结果提出了理性设计和优化电化学双电层电容器的策略。