Hysteresis and the nonlinear equivalent piezoelectric coefficient of MFCs for actuation

The hysteretic behavior and nonlinearity of the equivalent material coefficient of macro fiber composites（MFC） under staircase input conditions are investigated using the Preisach model.Based on a database of first order reversal curves, formulas are derived to predict the hysteresis of strain output and nonlinearity of the equivalent piezoelectric coefficient of MFCs. Formulae are verified by comparing the predicted strains with the measured strains of three MFC specimens,which are driven by a random sequence of staircase voltage inputs. The coefficients obtained by the formulae and experimentation coincide. Further results indicate that the equivalent piezoelectric strain coefficient depends greatly on the value of drive voltage across the entire input range, and the coefficient is asymmetric across the negative and positive input ranges. Deflection testing of an MFC composite cantilever demonstrates the importance of taking the nonlinearity of the equivalent piezoelectric coefficient into consideration in the application of actuation.

地浸砂岩型铀矿特高品位处理方法改进

特高品位处理是地质矿产行业储量估算中的重要环节,但是现行的方法并不统一。在地浸砂岩型铀矿储量估算中,特高品位处理一直使用的是传统的品位变化系数法,该方法能够满足特高品位处理及资源量估算的要求,但仍有值得改进的地方。本文从常用的特高品位识别及处理方法入手,分析各种特高品位识别及处理方法的合理性及不足之处,试图通过综合分析并运用实例对当前地浸砂岩型铀矿特高品位处理方法进行改进。笔者参考传统品位变化系数法平均值替代特高值方法及分布函数法中随机数替代的思路,在不影响待处理矿段的替代值平均品位的情况下,以矿段原始随机品位的大小为权重分配替代品位进行方法改进,通过运用蒙其古尔铀矿床4个品位分布特征各异的特高品位钻孔进行改进方法验证,结果表明该方法符合规范要求并能达到储量估算目的,也能使特高品位处理后矿段品位分布特征与原始地层中品位分布特征一致,达到改进效果。

不同宽度比串列方柱流场和气动力特性研究

为研究干扰条件下串列方柱的风压特性及其流场机理,文中采用大涡模拟方法,探究不同宽度比施扰建筑的干扰下,受扰建筑周围流场和气动力的影响,并分析不同模型在雷诺数为22000,间距比为2.5时的气动力系数、平均风压系数以及流场分布特性。结果表明两方柱的平均阻力方向相反,脉动阻力系数呈现先减后增,再减再增的规律;迎风面和背风面均表现为风吸力,侧立面有部分区域表现为风压力,平均风压系数极值随着宽度比的增加而增大;随着宽度比的增加,上游方柱剪切层的宽度增大。在5种不同宽度比下的干扰效应研究中,得出的结论是当宽度比为1.4时,遮挡效应最为明显。

基于组合赋权法的洛河组含水层富水性评价

核桃峪井田生产能力大、煤层分布稳定,煤层顶板的厚层洛河组砂岩含水层是主要充水含水层。随着开采程度加深,导水裂隙带导通上覆含水层富水区域,发生煤层顶板水害,威胁矿井安全生产。因此,煤层顶板含水层的富水性评价是顶板水害防治的基础,查清顶板含水层富水性分布规律对煤矿的安全开采尤为重要。以核桃峪井田首采区煤层顶板洛河组含水层富水性为研究目标,基于研究区的钻孔数据等井田资料,确定了含水层厚度、岩心采取率、脆塑性岩厚度比、冲洗液消耗量、渗透系数和单位涌水量等6个影响含水层富水性的主控因素。运用基于层次分析法(AHP)和CRITIC法分别计算指标的主观权重和客观权重,运用组合赋权法求取指标综合权重,各指标综合权重分别为0.1707、0.2078、0.0976、0.1171、0.1465、0.2603;运用基于FDAHP-独立权系数法确定含水层厚度、岩芯采取率、脆塑性岩厚度比、冲洗液消耗量等4个主控因素的权重分别是0.1675、0.3120、0.2575、0.2630。引入富水性指数研究,分别提出研究区不同方法下的含水层富水性指数模型,并对煤层顶板洛河组含水层进行富水性分区与评价。结果表明:基于AHP-CRITIC法和指标较少时的FDAHP-独立权系数法的含水层富水性区域分布不均,整体变化趋势一致,具有西强东弱的特征。对于中西部地区存在大面积较强富水区,西部的强富水区以及局部强富水点位开采时需要重点防治,提前做好探放水工作。

潜油电泵生产系统优化与实践

海上油气田多应用电潜泵采油,随着油田不断开发,油藏地质条件发生较大变化,不合理的电潜泵生产系统,导致泵效率降低、无用功增加、机采成本增加、产量下降、故障率升高。为精准预判电泵是否处于健康运行状态,在保证产量不减的前提下,做到早发现、早干预、早处理、及时调整优化电泵井生产系统,提高泵效、降低电泵功率,降低机采成本、降低潜油电泵井故障率、降低修井检泵外委费用、减少躺井时间、降低桶油成本、提高电泵井综合时率,达到降本增效、提高油气田开发的经济效益。

基于属性识别的高速公路交通安全设施系统评价

为合理评价高速公路交通安全设施系统，构建了高速公路交通安全设施系统评价指标体系，提出了基于属性识别理论的高速公路交通安全设施系统属性综合评价模型。评价指标体系构建采用指标海选、初步筛选、定量筛选的流程，并结合相关规范和指南划分了指标评价区间；评价模型根据单指标属性测度值与多指标综合属性测度值，利用置信度准则识别高速公路交通安全设施系统水平。以泰赣高速公路 K1＋242～K3＋259段为研究对象，运用该模型对其交通安全设施系统进行评价。结果表明，研究对象高速路段交通安全设施系统良好。利用属性识别评价模型，不仅可以得到综合评价结果，而且可以找出影响高速公路交通安全设施系统的限制因素，为高速公路交通设施改造提供科学理论依据。

干旱胁迫对花生生育中后期根系生长特征的影响

花生是较耐旱的经济和油料作物，长期少雨或季节性干旱是限制花生产量提高的重要环境因子，也是花生收获前黄曲霉素感染的重要因素。根系是植物吸水的主要器官，不同土壤水分状况下植物的根系构型可能会表现出显著差异，进而影响植物根系吸收养分和水分的能力。研究不同土壤水分状况下花生根系形态的发育特征与抗旱性的关系对进一步理解花生的水分吸收、运输、利用和散失机制以及培育抗旱性花生具有非常重要的作用。为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征，探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制，在防雨棚旱池内进行土柱栽培试验，研究抗旱型花生品种“花育22号”和干旱敏感型花生品种“花育23号”生育中后期根系生长特征及其对干旱胁迫的响应。设置正常供水和中度干旱胁迫（分别控制土壤含水量为田间持水量的80％～85％和45％～50％）2个水分处理，分别在花针期、结荚期和饱果期进行取样，根长、根表面积和体积扫描后通过WinRhizoProVision5．0a程序进行分析；收获时测定产量和抗旱系数（干旱胁迫处理与正常供水处理下产量之比）。结果表明，“花育22号”具：行较高的产量和抗旱系数，“花育23号”对干旱胁迫的适应性小于“花育22号”。抗旱型品种“花育22号”具有较大的根系生物量、总根长和根系表面积，且深层土壤内根系表面积和体积大于“花育23号”。与正常供水处理相比，干旱胁迫显著降低2个品种花针期的根系总根长、根系总表面积和总体积，对结荚期和饱果期根系性状无显著影响；干旱胁迫增加2个品种生育中后期40cm以下土层内的根长密度分布比例、根系表面积和体积，怛“花育23号”各根系性状增加幅度小于“花育22号”。干旱胁迫处理下20～40cm和40cm以下土层内根系表面积和体积分别与总根长、总表面积和总体积呈显著或极显著正相关，而正常供水处理下0～20cm土层内根暴表面积和体积与整体根系性状表现极显著正相关。总体而言，具有较大根系和深层土壤内较多的根系分布是抗旱型花生的主要根系分布特征：土壤水分亏缺条件下，花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性调节植株对水分的利用。

华北平原饮用地下水碘分布及碘盐分区供应探讨

自20世纪末实施全面加碘盐以消除碘缺乏病政策以来,我国碘缺乏病状况得到了极大改善,但高碘致病问题也引起了越来越多的关注和讨论.基于4 136组饮用地下水碘数据分析了华北平原饮用地下水碘的空间分布及其水文地质效应,并基于流行病学提出了饮用水合理碘含量限值的建议,据此将华北平原划分为极缺碘水区（≤4 μg·L-1）、缺碘水区（＞4～8μg·L-1）、适碘水区（＞8～50 μg·L-1）、可饮用碘水区（＞50～100 μg·L-1）、高碘水区（100～200 μg·L-1）和超高碘水区（＞200 μg·L-1）.针对不同分区计算了食盐的合理加碘量,并从饮用水碘含量的角度将华北平原划分为需用加碘盐区、不需加碘盐区和不宜加碘盐区,这对于指导该区加碘盐政策的科学优化、解决食盐加碘带来的负面影响具有科学指导意义.研究发现,受水文地质条件和地下水循环特征控制,缺碘饮用地下水主要分布在燕山—太行山山前冲洪积平原及黄河冲洪积平原濮阳段,尤其近山的冲洪积平原是极缺碘饮用地下水的分布区;高碘地下水则主要分布在黄河冲洪积平原、东部滨海平原.计算结果表明,极缺碘水区与缺碘水区为需用加碘盐区,目前使用的20～ 50 μg·g-1加碘盐能满足人体碘需求;适碘水和可饮用碘水区为不需加碘盐区,食盐碘含量应不大于9.2 μg·g-1;高碘水和超高碘水区为不宜加碘盐区,建议仅供应无碘盐.

不同营养水平湖泊浮游植物吸收和比吸收系数变化特征

利用太湖和博斯腾湖8月份、天目湖6 8月份的采样数据,开展不同营养状态下浮游植物吸收和比吸收系数的变化规律研究,并探讨其影响因素.利用综合营养指数法,太湖8月42个采样点中20个点为重度富营养,标记为太湖TⅠ,22个点为中度富营养,标记为太湖TⅡ,天目湖夏季、博斯腾湖8月的富营养水平分别为轻度富营养和中营养.440 nm处浮游植物吸收系数aph(440)按照营养水平从高到低由重度富营养到中营养分别为1.02±0.51、0.69±0.40、0.78±0.24和0.20±0.04 m-1,相应地675 nm处浮游植物吸收系数aph(675)分别为0.59±0.32、0.38±0.23、0.41±0.13和0.08±0.02 m-1.统计检验显示,重、中度富营养的太湖以及轻度富营养的天目湖浮游植物吸收系数显著高于中营养的博斯腾湖.440 nm处浮游植物比吸收系数a*ph(440)分别为0.013±0.006、0.012±0.004、0.038±0.008和0.051±0.013 m2/mg Chl.a.统计检验显示,重度、中度富营养的太湖浮游植物比吸收系数显著小于轻度富营养的天目湖,而天目湖浮游植物比吸收系数又显著小于中营养的博斯腾湖.另由400～700 nm浮游植物的光谱曲线可以明显看出不同营养状态浮游植物吸收系数的变化情况,表现为:重度富营养太湖TⅠ>轻度富营养的天目湖>中度富营养的太湖TⅡ>中营养的博斯腾湖.太湖和天目湖属于富营养化湖泊,浮游植物吸收系数明显高于中营养的博斯腾湖,这充分反映了随营养程度增加,浮游植物吸收逐渐增加.天目湖浮游植物略高于太湖TⅡ是因为太湖非藻类悬浮颗粒物含量高,所以吸收系数偏小.比吸收系数的变化情况与吸收系数的变化情况恰好相反,随着营养程度的增加依次递减.随营养程度增加浮游植物吸收逐渐增加是由于水体营养盐增加促进浮游植物生长,浮游植物生物量逐渐增加所致,而比吸收系数逐渐降低则由于色素包裹效应所致.

自适应的分数阶达尔文粒子群优化算法

针对分数阶达尔文粒子群算法收敛性能依赖于分数阶次α,易陷入局部最优的特点,提出了一种自适应的分数阶达尔文粒子群优化(AFO-DPSO)算法,利用粒子的位置和速度信息来动态调整分数阶次α,并引入自适应的加速系数控制策略和变异处理机制,以获取更优的收敛性能。对几种典型函数的测试结果表明,相比于现有的粒子群算法,所提的AFO-DPSO算法的搜索精度、收敛速度和稳定性都有了显著提高,全局寻优能力得到了进一步提高。

水平层状介质中深埋装置系统地电阻率影响系数特征研究

讨论了地电阻率观测装置系统深埋条件下的影响系数特征.采用这类装置的目的在于减小甚至消除来自表层产生的干扰,以提取深部可能的地震信息.采用水平层状介质模型,应用边界积分方程法计算了不同装置埋深、不同装置参数下的影响系数及其与结构参数间的关系.结果表明,不同地层影响系数的大小与电阻率结构、电极埋深、供电极距有密切且复杂的关系.这表明为了有效地压制表层干扰并观测到底层变化,首先需要精细地探查测区电性结构,然后在此基础上,通过理论分析确认装置埋深及选定装置参数.

五种食品添加剂对马铃薯粉丝品质特性的影响

试验采用单因素试验,研究了五种食品添加剂对马铃薯淀粉糊化温度、回生热焓值、马铃薯粉丝断条率、剪切应力和弹性系数的影响。试验结果表明:五种食品添加剂在不同程度上对马铃薯淀粉糊化温度和回生热焓值都有所影响,其中复合磷酸盐和聚丙烯酸钠同明矾一样可以提高马铃薯淀粉糊化温度,黄原胶和复合磷酸盐同明矾一样有助于淀粉的回生。五种食品添加剂的加入都可以降低马铃薯粉丝的断条率,提高粉丝的剪切应力和弹性系数;其中黄原胶对马铃薯粉丝断条率的影响最接近添加明矾,聚丙烯酸钠对马铃薯粉丝剪切应力的影响最接近明矾,CMC对马铃薯粉丝弹性系数的影响最接近明矾。

苏北海堤林带树木根系固土功能研究

该文通过对海堤林带树木根系及土壤抗冲、抗蚀和渗透性的测定分析，发现同一地段土壤的抗冲、抗蚀指数表土层大于底土层，树木根系，尤其是根径≤２ｍｍ的细根有较强的固持土壤功能，抗冲指数与根长、根量间有明显的相关性，单相关系数分别为０．９３２６和０．８２５６。有机质含量高的土壤抗蚀性强，抗蚀指数大，与有机质含量间的相关系数为０．８９３１，与细根的根长和根量的相关性相对较低，单相关系数分别为０．８２１６和０．７４７９。土壤孔隙率对渗透性的影响较大，表土层的稳渗系数高于底土层，且达到稳渗所需时间也较短，稳渗系数与土壤总孔隙率间的相关系数为０．８６３７。现有造林树种中，刺槐、刚竹、淡竹和柳杉林地土壤的抗蚀能力最大，护堤、护坡功能最强，水杉林地次之，杉木林地最差。

城市地表通风潜力研究技术方法与应用——以北京和广州中心城为例

城市地表通风潜力是城市通风评估和通风廊道规划的前提条件,目前尚缺乏科学合理的指标来表征。文章面向城市区域尺度,基于城市形态学模型构建了通风潜力系数(VPC)指标,对城市通风潜力的强弱进行评估。随后,分别以北京和广州中心城为例,应用1∶2 000基础地理信息和Landsat8卫星资料,开展了2015年VPC估算及通风潜力评估分析。研究结果表明,VPC可有效反映城市地表通风潜力大小,其与天空开阔度呈负相关关系,线性回归模型R^2为0.459 1,与建筑高度、容积率、迎风截面积密度和粗糙度长度呈明显正相关关系,线性回归模型R^2分别为0.717 9、0.784 2、0.796 2和0.842 4;北京和广州中心城地表通风潜力最差的区域分别为三环—二环区域和越秀区,广州中心城的总体地表通风潜力明显好于北京中心城,这是由于广州具有更大面积的利于通风的林地、绿地和水体等冷源区域。

热气防冰腔结构参数对其热性能影响研究

采用数值模拟方法,开展了热气防冰系统结构参数对其热性能影响的研究。首先建立了不同管壁距、喷孔排数、喷口喷射角度的防冰腔结构,运用计算流体力学方法对其内部热气流动与换热进行了模拟,得到了防冰腔热效率以及热气喷射蒙皮内表面的对流传热系数的分布。结果表明:管壁距在4mm至36mm范围内增大,将降低防冰腔的热效率,并且弱化射流正对冲击表面传热性能;流量一致时,喷孔排数由3排减至2排,提高了防冰腔热效率;3排喷孔射流角度朝上表面方向旋转15°,将会提升防冰腔热效率,表明曲面曲率影响射流表面传热性能。

连轧管机组限动芯棒使用寿命刍议

针对连轧管机组限动芯棒使用寿命这一普遍关心的问题,在简要介绍不同机型机组生产相同规格产品时变形量分配、芯棒工作段长度、芯棒使用寿命等参数的基础上,提出了芯棒单位长度延伸系数的概念,意在量化反映芯棒的负荷,并结合芯棒的轧制支数与吨管芯棒消耗,衡量不同机型机组限动芯棒的使用寿命;同时初步分析了芯棒的主要失效机理和应力、应变、位移情况,提出了一些可能影响芯棒寿命的问题供同行讨论。

硅对铬胁迫下小麦幼苗超微结构和铬吸收积累的影响

为探讨水培条件下外源硅对小麦铬毒害的缓解效应,以小麦品种京冬8号为材料,设置2种不同的铬浓度(0.4和0.8mmol·L-1)和3种不同的硅浓度(0.5、1.0和1.5mmol·L-1)梯度,研究了铬胁迫下硅对小麦幼苗铬吸收积累和超微结构的影响。结果表明,0.4 mmol·L-1铬胁迫下,硅浓度达0.5mmol·L-1时可以有效抑制小麦根系对铬的吸收积累,显著降低根系铬浓度和富集系数;0.8mmol·L-1铬胁迫下,硅浓度达到1.0mmol·L-1时可以有效抑制小麦根系对铬的吸收积累,显著降低根系铬浓度和富集系数。硅处理有使小麦叶鞘和叶片的铬浓度、富集系数和转移系数整体升高的趋势。硅可以减轻铬胁迫对小麦细胞超微结构的伤害,维持细胞形状的规则和结构的完整性,维护膜系统结构的正常和完整,恢复叶绿体的形状和类囊体结构的整齐规则,使线粒体结构恢复完整及内嵴结构清晰,恢复细胞核的完整性,且在试验范围内随硅浓度增大,缓解程度逐渐增大。

层析合成孔径雷达成像航迹分布优化方法

层析合成孔径雷达成像(tomography synthetic aperture radar,TomoSAR)将合成孔径原理用于高程向,通过不同入射角的多幅二维合成孔径雷达图像对高程向反射功率进行重建,从而实现三维成像。TomoSAR中,航迹分布是影响高程向重建的重要因素。针对高程向分布稀疏的情形,压缩感知方法被用于TomoSAR。基于压缩感知的TomoSAR中高程向重建质量取决于观测矩阵的性质,而航迹分布与观测矩阵的重构性能紧密相关。利用一种基于相关系数的观测矩阵优化准则,对航迹分布进行参数优化,从而在航迹数目一定的情况下,实现高程向的优化重建。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。

“X”型布局锯齿唇口进气道的超声速飞行器气动与隐身一体化研究

针对"X"型布局超声速飞行器气动外形与隐身性能一体化设计研究,采用标准k-ωSST湍流模型和多层快速多极子(MLFMA)数值计算方法,对比分析了有/无锯齿进气道唇口飞行器流动机理和散射机理,获得了有/无进气道唇口的气动性能和飞行器的雷达散射截面(RCS)。研究结果表明:在入射频率15GHz时,采用锯齿外形进气道唇口的飞行器在垂直极化(VV)和水平极化方式(HH)时能够降低飞行器的RCS;在锯齿区域附近出现大量的小尺度激波和涡流结构,扰乱了进气道正常流动;无锯齿时,进气道流量系数较大,其次是锯齿角度为90°外形,锯齿角度为45°时进气道的流量系数相对最小,主要是因为锯齿角度45°时的进气道进口泄漏量相对较小;得到了无锯齿时进气道的总压损失最小,同时,无锯齿进气道唇口飞行器的阻力系数相对较小。

复杂体型高层建筑表面风压分布及风荷载特性试验

以成都某复杂体型超高层建筑为研究对象,在大气边界层风洞中对其进行了单体建筑刚性模型测压试验,对模型表面风压的分布规律进行了讨论;利用随机振动理论在频域内计算了基础等效静力风荷载和结构顶部加速度响应,并将风荷载试验结果与中、日两国最新规范的计算结果进行对比分析。结果表明:复杂体型高层建筑表面风压的分布规律与常规截面高层建筑基本保持一致,但是受到建筑体型的影响,个别立面的风压分布会出现与中国规范规定值完全相反的结论;同时,在局部区域会出现比规范值偏大的结果,由风洞试验结果计算得到的顺风向基底剪力和弯矩均大于中、日两国规范的计算结果,且日本规范的计算结果要大于中国规范的计算结果。所得结论可为类似工程提供参考。