降雨-蒸发作用下土石坝渗流场及坝坡稳定性研究

为探究降雨-蒸发作用对非饱和土坝坡渗流场与稳定性的影响,运用Geo-studio软件分析华南某水库坝坡在不同降雨类型和边界条件下的孔隙水压力和安全系数的变化规律.结果表明:相同降雨等级下,递增型降雨的孔隙水压力上升速率随降雨的持续而增大,递减型降雨减小,集中型降雨先增大后减小,稳定性安全系数的下降速率与孔隙水压力上升速率相对应;相同降雨时间下,孔隙水压力与稳定性安全系数的变化幅度从大到小为:递减型>集中型>递增型;降雨与蒸发作用条件下,递减型降雨的安全系数的下降率最大,对于坝坡稳定性为最不利影响;土地气候相互作用边界条件下各降雨类型的孔隙水压力增长速率和安全系数降低速率均要小于单位流量边界条件,但安全系数均要大于单位流量边界条件,降雨-蒸发作用下所反映的渗流场与稳定性变化更符合实际.

考虑生产安全的工业园区联络线功率平滑策略

高比例新能源接入工业园区已成为高耗能工业负荷低碳转型的主要途径,而联络线功率剧烈频繁波动是园区低碳转型的关键问题.因此,提出一种考虑生产安全的工业园区联络线功率平滑策略.首先,分析电解铝和矿热炉的可控设备控制模型,构建基于联络线功率波动反馈的工业负荷功率闭环反馈控制模型.考虑工业生产核心影响因素,构建温度状态指标模型,形成考虑工业生产核心因素的典型工业负荷需求侧响应惩罚成本模型,并以工业生产的惩罚成本最小为优化目标,将控制目标分配至各工业负荷.最后,构建基于云南电网文山区域网架的MATLAB在线计算和RTDS仿真实时交互算例,结果表明,该算法自适应更新生产设备温度,有效降低功率调节对生产的影响,且联络线购电成本可降低36.4%.

地震波斜入射下埋地腐蚀管道地震响应分析

以埋地X80管道为研究对象,探讨入射角和腐蚀参数以及保温层对管道腐蚀区域地震响应的影响规律。在P波和SV波激励下,入射角θv和θh大约为60°和45°及30°和45°时,管道腐蚀区域中心应力达到最大值556.7和559.7 MPa;相比垂直入射下的441.3和437.0 MPa,分别增大了26.1%和28.0%。入射角为最大响应角度时,P波和SV波下腐蚀深度、长度和宽度对腐蚀管道应力影响占比分别为58.0%和51.9%、22.8%和27.1%以及19.2%和21.0%。管道保温层厚度的增加,会有效减小地震作用下管道腐蚀区的最大应力。因此,在管道抗震设计与维护中,应关注地震波入射角度和腐蚀深度,并考虑保温层的隔震作用。

小天体柔性附着自适应曲率制导

柔性附着是一种能够在小天体弱引力环境下防止倾覆反弹、提高附着安全性的新思路。针对柔性着陆器在附着过程中障碍规避的问题,提出一种基于虚拟安全边界的自适应凸优化曲率制导方法。在几何凸轨迹曲率制导的基础上,引入与柔性着陆器结构特性相关的虚拟安全边界,并根据地形障碍信息自适应调整安全边界的形状,使用序列凸优化方法求解柔性着陆器多节点协同的最优避障轨迹。数值仿真结果表明,所提出的方法能有效满足柔性着陆器在复杂星表环境下障碍规避的需求,进一步提高小天体附着的安全性。

海流作用下坠物沉降及撞击海底管道数值模拟研究

采用基于浸入边界有限元法的流固耦合数值模拟方法,对海流作用下坠物撞击海底管道完整过程进行了数值模拟研究。数值结果表明:在自由沉降时,坠物的流向速度与海流速度基本一致,不同海流速度下相同质量的坠物垂向速度基本一致,但在较低的坠物质量和海流速度下会出现冲跃现象,球形坠物的垂向阻力系数比立方形坠物小,并且阻力系数随坠物质量的变化而变化,坠物沉降角度随海流速度的增加而增大;在坠物接近海底管道时,流向速度逐渐减小,垂向速度均为先增大后减小,立方形坠物减小程度要比球形坠物大,质量大的坠物垂向速度减小的程度也要比质量小的大;在坠物撞击管道时,球形坠物撞击速度比立方形大,撞击速度比自由沉降速度大,撞击角度比自由沉降角度小,最大应力和凹痕均比无海流作用时小,球形坠物应力减小幅度为4.44%~16.71%,立方形坠物应力减小幅度为9.29%~12.14%,球形坠物凹痕减小幅度为4.17%~30.58%,立方形坠物凹痕减小幅度为10.41%~14.44%。

基于R2CNN的天气雷达边界层辐合线识别算法

边界层辐合线是触发对流的中尺度天气系统之一,边界层辐合线的精细化识别对于揭示其形成、演变及与其他系统相互作用机制至关重要。目前自动识别技术在适应边界层辐合线多样性(如尺度、强度和形状)方面存在局限。旋转区域卷积神经网络(R2CNN)可提高识别准确性、鲁棒性和泛化能力。综合考虑天气雷达型号和分辨率的多样性,针对性构建识别数据集用于模型训练,调整相应参数得到识别模型,并利用交并比和置信度评估检验识别效果。结果表明:基于R2CNN的边界层辐合线识别算法在使用较低交并比阈值时命中率更高且空报率更低,当置信度为0.7时,TS(threat score)评分最高。与现有的阵风锋识别算法(Machine Intelligence Gust Front Algorithm,MIGFA)效果相比,R2CNN在减少误报、提升命中率及平衡识别频率等关键性能方面优势显著,适用于业务应用与推广。

一种新型多旋翼无人机着舰装置及安全边界评估方法

[目的]为解决旋翼无人机在海上无人平台应用时的自主安全着舰问题,开展旋翼无人机着舰装置及其安全评估方法研究。[方法]以多旋翼无人机为对象,基于“鱼叉–格栅”式助降装置原理,设计一种新型的“V形足–网”式着舰装置。建立无人机和甲板的多刚体动力学模型,通过ADAMS在不同横摇幅值和周期条件下开展着舰过程仿真,得到无人机着舰的姿态变化过程、着舰临界周期和稳定时间。[结果]仿真结果显示,相比普通着舰装置,“V形足–网”装置具备更高的对接冗余度,可适应更小的横摇周期和更大的横摇幅值,并可更快达到姿态稳定。[结论]研究表明,所设计的装置相比普通装置安全性更优异,通过仿真得到的装置安全边界,可为无人机着舰控制提供参考依据,进而提高无人机在海上平台的自主着舰可靠性。

人非混行状态下行人心理边界的影响因素分析

探究人非混行状态下的行人心理边界影响机制,有助于从交通设计、交通管理等维度针对性地提高人非共板道路上行人的出行安全性和舒适性。为克服现有研究仅考虑行人自身人际空间范围期望的不足,根据心理包络理论,从行人期望的安全活动边界(subject mental envelope,SME)和行人期望非机动车的约束活动边界(object mental envelope,OME)2个维度,重构人非混行状态下的行人心理边界。通过引入感知威胁、感知亲密和个人特征,新增优先权作为潜在影响因素,构建人非混行状态下的行人心理边界影响机制模型。采用偏最小二乘法结构方程分析进行模型适配性检验和路径分析,模型的SRMR值为0.035,SME和OME的R2分别为0.728和0.773,表明模型拟合水平可接受,且解释力较强。研究结果表明:感知威胁和感知亲密对OME的影响大于对SME的影响,表明当行人认为非机动车有潜在威胁且不友好时,其更期望能约束非机动车的骑行范围;优先权对OME正向影响程度大于SME,表明当行人认为自己的优先权高于非机动车时,其更期望进一步约束非机动车的活动边界;非机动车交通量仅显著影响OME;OME正向影响SME,表明扩展引入的OME可进一步解释行人对自身安全活动空间的需求;个人特征中性别和身高对SME和OME均有显著影响,而每周平均骑行次数仅显著影响OME。

超声造影联合MRI融合导航技术在评估肝细胞肝癌消融疗效中的临床价值

目的探讨超声造影(CEUS)联合MRI融合导航技术在评估肝细胞肝癌(HCC)消融疗效中的临床应用价值。方法前瞻性选取2020年9月至2022年12月我院、天津市第三中心医院及北京大学附属肿瘤医院行消融治疗的HCC患者77例,随机分为CEUS组46例(46个病灶)和CEUS联合MRI导航组31例(31个病灶),分别于消融前1 d及消融后30 d行CEUS或CEUS联合MRI融合导航检查。以消融后30 d普美显增强MRI为标准,比较两组消融疗效情况。结果CEUS组46个病灶中,39个完全消融,其中32个病灶达到安全边界;CEUS联合MRI导航组31个病灶中,27个完全消融,且均达到安全边界,两组消融疗效比较差异无统计学意义(P=0.063)。CEUS组中,7个未完全消融,CEUS准确诊断5个;CEUS联合MRI导航组中,MRI诊断3个未消融完全,CEUS联合MRI导航技术诊断4个未消融完全。CEUS联合MRI导航融合成功率为100%。位于特殊位置(距离肝包膜、大血管旁、胆囊旁、膈肌<5 mm)的病灶中,CEUS组中79.3%(23/29)的病灶达到安全边界,CEUS联合MRI导航组中88.2%(15/17)的病灶达到安全边界,两组比较差异有统计学意义(P<0.001)。消融前二维超声呈等回声或边界不清晰的病灶中,CEUS组中80.0%(20/25)的病灶达到安全边界,CEUS联合MRI导航组中88.9%(16/18)病灶达到安全边界,两组比较差异有统计学意义(P<0.001)。结论CEUS联合MRI融合导航技术有助于准确判断HCC消融的安全边界,尤其对位于特殊位置的病灶及二维超声呈等回声或边界不清晰的病灶消融疗效更佳。

液态二氧化碳泄漏扩散安全界限研究

采用phast软件建立了二氧化碳立式储罐泄漏模型,研究了泄漏孔径、泄漏压力、泄漏高度、环境风速和地面粗糙度等因素对液态二氧化碳泄漏扩散安全界限的影响。结果表明:小孔径泄漏主要影响二氧化碳扩散高度及云团下风两侧方向宽度,当泄漏孔径由中孔径变为大孔径时,下风向安全界限长度和下风两侧方向安全界限宽度明显减小;在泄压抢修时,应注意压力降低时,二氧化碳云团安全界限由影响范围小、扩散高度大转变为影响范围大、扩散高度小;储罐高空泄漏存在低浓度空缺空间,技术人员在抢修时除佩戴呼吸用具外,可充分利用此空间爬升至泄漏点位置;应重点关注天气预报,考虑环境风速变化对安全界限的影响,及时改变警戒线位置;应当在储罐易发生泄漏位置的周边种植部分低作物,可有效抑制二氧化碳向四周扩散。

中俄界河高速客船安全监管实践

中俄界河高速客船承担着中俄两岸国际旅客运输的重要职能。2023年,黑龙江省水路口岸恢复开通后,此类船舶的运营及发展面临新的挑战。通过监管实践,对发现的问题开展对策研究,提出针对性建议,致力于提升船舶营运和安全管理水平。

对强度折减法若干问题的讨论

强度折减法是数值模拟处理边坡稳定问题的常用方法,由于影响该方法计算精度的因素很多,所以该方法仍未在工程界得到确认和推广。本文采用FLAC(显式拉格朗日有限差分法)进行计算,通过对算例结果进行比较,阐明了在边坡稳定分析中边界范围和网格的疏密对强度折减法结果的影响,特别地,在边界范围上摆脱了数值模拟方法的建模原则的束缚,即边界范围取足够大的原则,并用计算结果极好地证明了结论的可靠性。

边坡稳定性分析的三维极限平衡法及应用

将二维Janbu条分法进行拓展,给出了一种三维极限平衡边坡稳定性分析方法。该方法对所有条块满足力与力矩平衡关系,可适用于任何形状的滑面,包括地质分层和水压力等复杂条件。该方法发展了传统条分法中只给出坡体总体稳定性系数的作法,根据滑面的几何特征,进一步分析了各条块独立的稳定性系数及各条块的潜在滑动方向。另外,该方法承袭了用二维Janbu法分析的优缺点。最后对一个实际滑坡进行了稳定性分析。

强阵风环境下高速列车运行安全性研究

为研究强阵风环境下高速列车的运行安全与脱轨边界,建立考虑阵风作用下的高速车辆-轨道耦合动态脱轨模型。计算模型中,将高速车辆简化为具有35自由度的多刚体系统,有砟轨道视为三层质量-弹簧-阻尼系统,动态风场考虑TSI标准提出的双指数动态阵风模型,并将车辆周围气动载荷简化为作用在车体质心处的集中力系。采用Hertz非线性弹性接触理论和Kalker线性蠕滑理论分别计算轮轨间法向力和蠕滑力,再用沈氏理论对蠕滑力进行非线性修正。基于数值仿真计算,对强阵风作用下高速车辆的动力学响应、脱轨机理及关键影响因素进行深入的研究,并给出考虑多种关键影响因素及脱轨评价准则的高速车辆脱轨/安全域,可以为阵风环境下高速列车的安全控制提供理论指导。

间歇与半间歇反应热失控危险性评估方法

针对间歇、半间歇反应器中频繁更换物系和/或反应工艺,受时间和经济条件限制往往不可能对发生在其中的反应动力学进行深入研究的特点,建立适用于它们的热失控危险评估方法具有重要意义。本文对此做了简要的综述并且认为,尽管迄今还没有普适性的方法,但是对于某些类型的重要反应,安全界限图方法和反应失控情景分析方法还是较为适用的。前者虽然涉及参数较多,且没有考虑高温下物料二次分解的可能性,但能按照反应结果将量纲1操作参数平面划分为无积累、反应失控、未充分引发及无害4个子区域,从而可以先验地获取更多的信息;后者虽然忽略了均相与非均相反应的不同,但该方法可对一定工艺条件下目标反应失控和二次分解反应进行分析评估,简单易行,考虑更全面。

飞机在结冰条件下的最优边界保护方法

为确保结冰条件下的飞行安全并充分发挥飞机性能,提出了一种最优边界保护方法.以关键参数及其变化速率为控制对象,在分析最优边界保护下关键参数及其变化速率特性的基础上,选取调节量和调节时机作为调节参数,并构建这2个调节参数最优值之间的解析关系.针对机翼失速问题,给出动态飞行边界的确定方法,最终通过计算实现结冰条件下的最优边界保护.仿真结果表明,该方法行之有效,为结冰条件下的飞行安全研究拓展了新的思路.

露天开采地下矿室隔离层安全厚度的确定

露天开采地下矿室的矿山,坑底隔离层安全厚度的确定,目前还没有统一规范的计算方法。文章以大宝山矿露天地下开采的工程实例,结合计算隔离层安全厚度的方法,选择了具有代表性的五种理论计算方法和数值模拟方法,对各种计算结果进行了比较和评价,最后对各计算结果进行了求和归一法数据处理,并对结果进行了多项式数值逼近,得到了不同空区跨度与隔离层安全厚度的关系。这说明了作者方法的正确性与实用性,也为矿山设计隔离层厚度提供了参考,对指导露天地下开采安全生产施工具有重要意义。

考虑降雨入渗影响的非饱和土边坡瞬态安全系数研究

以土壤体积含水率作为控制变量 ,应用非饱和土水分运动基本理论建立了降雨入渗过程中土体瞬态含水率的计算模型并且编制了计算程序 ,在计算模型中通过改变边界条件考虑了降雨过程中土壤入渗能力的变化 ,采用非饱和土强度理论和极限平衡方法 ,得出了可以考虑基质吸力影响的边坡安全系数计算公式 ,编制了计算程序 ,最后通过具体的算例 ,讨论了降雨入渗对土质边坡稳定性的影响。

露天地下开采隔离层稳定性研究

露天地下开采隔离层稳定性分析是矿山中经常遇到的问题。以大宝山矿露天地下开采的工程实例,采用数值分析方法,对隔离层稳定性进行分析计算,发现空区顶板的拉应力是关系隔离层稳定性的关键因素。通过对隔离层的安全厚度数值计算,与5种理论计算方法结果进行了比较,综合求和归一法数据处理和多项式数值逼近得到了不同空区跨度与隔离层安全厚度关系。结果为露天地下开采隔离层稳定性分析的方法进行了验证和补充,也为矿山设计隔离层厚度提供了参考,对指导露天地下开采安全生产施工具有重要意义。

基于神经网络专家系统的智能变电站检修测试安措自动生成方法研究

由于智能变电站中设备耦合关系复杂,现有的依靠人工拟票的检修测试安全措施主要依靠检修测试人员的经验,受测试人员水平的限制,容易漏项错项,引发检修过程中的安全事故。对此,该文提出基于神经网络专家系统的自动生成检修测试安措新方法,构建智能变电站检修测试任务中的通用规则模型,并利用神经网络推理计算改善现有专家系统的局限性,实现了自动生成优化的检修测试方案,提出明确的操作计划及设备的陪停措施。该方法可用于指导变电站检修工作人员正确开具设备检修测试安措票,以此降低人为因素造成的设备误动作或检修事故发生的概率。