摘要:为了以较小几何改动代价提升凹槽叶顶气热性能,文中提出了一种基于非均匀偏置的凹槽叶顶压力侧肩壁倾斜造型方法。以GE-E3第1级动叶凹槽叶顶为对象,提出了外倾、内倾压力侧肩壁两类设计方案,通过改变倾斜幅度、肩壁厚度构造了8种典型肩壁构型,在涡轮级环境下研究了对叶顶气动与换热特性的影响。首先,根据平面叶栅实验数据以及网格无关性核算验证了数值方法的可靠性。其次,通过求解CFD模型对比了外倾、内倾肩壁构型在叶顶流线、涡系结构上的差异。然后根据流场结构分析了倾斜肩壁对气热性能的影响机理。最后通过总压损失、气动效率、换热系数对叶顶气热性能影响进行了量化。研究结果表明:外倾肩壁造型减小了叶顶区域的泄漏流量,降低了叶栅总压损失,提升了涡轮级效率,且提升幅度正比于外倾角度,当外倾角度达到30°时效率增幅为0.15%,但叶顶平均换热系数提升了0.58%；外倾肩壁增加厚度后在保证了气动性能提升的前提下,降低了凹槽底面的换热系数11.06%；内倾肩壁造型导致了泄漏流量大幅增加,涡轮级效率最大下降了0.29%,叶顶整体换热系数下降了3.83%；内倾肩壁增加厚度后抑制了泄漏流量的进一步增加,凹槽底面换热系数显著降低,达到了12.81%。

摘要:为提高内置U型永磁同步电机电磁性能同时降低电机周身振动噪声,提出聚磁式等体积错位分段内置U型永磁同步电机。首先,推导电机气隙磁通密度、空载反电动势及输出转矩等电磁性能表达式和径向电磁力、振动速度、加速度等电磁振动表达式。其次,探究单独增设磁障结构、错位结构和Halbach充磁结构对电机电磁性能影响。最后,对电机结构参数进行分析及寻优,对比5种U型磁极永磁同步电机电磁性能、电磁振动和噪声波动。研究结果表明,所增设4种结构对电机性能影响明显,电磁性能方面,增设磁障、错位结构和辅助槽能提高电机输出转矩降低齿槽转矩,Halbach充磁能改善输出转矩、径向气隙磁通密度分布以及径向电磁力分布,三者结合可使电机输出转矩得到提升,输出转矩更加平滑,齿槽转矩和转矩脉动降低明显；振动噪声方面,增设辅助槽结构大幅抑制径向电磁力8、16次谐波幅值；增设磁障结构能抑制电机低频振动加速度,增设错位结构和Halbach充磁能抑制电机高频振动加速度,4种结构配合可使空间8、16次径向电磁力明显下降,在时间4倍频和6倍频振动加速度得到明显抑制,电机最大声压级及机械强度满足电机运行要求,并加工出永磁电机转子样件。

摘要:为解决节段预制桥梁施工过程中拼装线形检测依赖人工和效率低下的问题,文中提出了一种基于近景摄影测量的桥梁施工过程中拼装线形检测方法。该方法结合近景摄影测量原理,运用前方交会严密解法和光束法平差算法,提升桥梁施工中线形检测的精度和效率。根据实际工程场景,采用仿真软件及搭设室内实验场进行仿真试验和室内真实实验,探究该方法的可行性以及拍摄距离、节段梁片数量对测量精度的影响。实验结果表明:该方法能够实时计算捕获的图像数据并获取桥梁的线形数据,通过光束法平差方法,能显著将待测点的测量精度提高至2 mm以内,并基于此精度测得的桥梁线形精度表现在1 mm以内,验证了该技术的有效性。同时,在不同的拍摄距离下,该方法仍然能够通过足够的像素数据精确识别标志点,并保持测量精度的一致性,确保了桥梁线形检测结果的可靠性和稳定性。研究表明,该方法不仅提高了桥梁施工的可靠性,还大幅提升了桥梁线形检测的效率,为桥梁建设项目的顺利进行提供了有力支持。

摘要:针对中国城镇供水管网中存在的盲端支管污染问题,提出安装扰流器的创新解决方案。通过粒子图像测速技术,系统研究扰流器对低雷诺数湍流中盲端支管内污染物扩散的影响及控制效果,并对其设计参数进行优化。结果表明:扰流器能够在盲端支管与干管交界处形成空腔结构,显著改变干管来流路径与流动模式,降低盲端支管内旋转强度,减弱掺混效果；扰流器的设计参数包括倾斜角度、高度和宽度,安装位置对控制效果具有显著影响；倾斜角度为30°、高度较大、宽度更大的扰流器以及安装在干管前缘的位置更能有效抑制污染物向干管扩散。本研究为供水管网水质保障与运营管理提供了新的思路和方法,对维护居民用水安全具有重要意义。

摘要:针对黑龙江寒冷地区农村分散式水冲厕所粪污处理效率低及运行不稳定等问题,通过微生物复合菌剂的投加提高运行稳定性及粪污处理效果。对黑龙江地区农村家庭实地运行的水冲厕系统进行长期监测,分析“黑水”和“灰水”处理过程中出水水质的变化,包括化学需氧量（COD）、氨氮（NH₃-N）、总氮（TN）、总磷（TP）质量浓度及粪大肠杆菌数的变化情况。结果表明:处理“黑水”过程中,COD去除率最高可达91.53%,氨氮去除率保持在80%以上,总磷去除率在63.85%~82.00%波动；处理“灰水”过程中,COD去除率达81.95%~90.08%,氨氮去除率最高达91.11%；复合菌剂显著降低了出水中的粪大肠菌群数,去除率达90%以上。细菌群落结构分析显示,复合菌剂的应用优化了微生物结构,有效富集了Acinetobacter和Psychrobacter等耐冷微生物。复合菌剂在寒区农村厕所粪污处理中的应用不仅提高了污染物去除效率及运行稳定性,还为寒区农村厕所改造和粪污处理提供了科学依据和技术支持。

摘要:近断层强竖向地震作用下,桥梁墩柱中产生的显著变轴力可能会削弱墩柱的抗剪性能,甚至导致墩柱发生剪切脆性破坏。然而,目前国内外常基于纤维模型研究竖向地震动对RC墩柱抗震性能的影响,忽略了墩柱的剪切退化性能；或基于定轴力假设得出的剪切模型研究强竖向地震下复杂变轴力对墩柱抗震性能的影响,导致采用不同剪切模型得出的结论差别较大。为此,基于已有定轴力和变轴力墩柱拟静力试验结果,评估3种代表性剪切模型的有效性并给出建议,包括基于强度的剪切失效模型和两种基于变形的剪切失效模型。另外,设计一组定/变轴力作用下墩柱拟静力对比模拟工况,分析变轴力对RC墩柱抗震性能的影响。结果表明:采用不同的剪切模型研究墩柱的抗震性能将产生较大区别,变轴力作用下这一差别更加明显；变轴力对墩柱抗震性能的影响主要表现为墩柱更早地发生剪切失效,且发生更严重的抗剪性能退化。本文为变轴力作用下墩柱剪切性能模拟提供了合理建议,为近断层RC墩柱的抗震性能评估及设计提供理论依据。

摘要:针对现行规范采用弹性时程分析法验算时存在的基底剪力结果离散性过大和对近场地震特性考虑不足的问题,提出基于双参数的地震动记录调选方法。首先,采用规范中的调幅参数对地震动记录进行第1次调选；其次,采用因果推断筛选出对结构基底剪力影响最大的地震动参数,作为筛选参数；最后,指定筛选参数的取值范围,对第1次调选出的地震动记录进行再次筛选。作为已有调选方法的补充,以四川省泸定县磨西台地某博物馆为例,采用300条天然地震动记录,对弹性时程分析中地震动记录的规范调幅方法、双参数调选方法进行对比分析。结果表明:对于断层距小于等于60 km的地震动记录,加速度相关的地震动参数对结构基底剪力的影响较大,其中,Park-Ang指标的影响最大；双参数法在保证结构安全裕度不低于规范要求的前提下,可以有效地控制基底剪力的离散性,相比规范法,经过双参数法调选时程分析得到的基底剪力标准差的降幅可达到25%以上；由于基底剪力的离散性可以被很好地控制,当采用双参数法时,对于近场地震多发区特别不规则的建筑,弹性时程补充验算中可不必采用人工地震动记录。

摘要:为探究不同试验方法对锈蚀钢筋与混凝土黏结性能的影响,对拉拔试验和梁式试验开展数值模拟研究,分别建立对应的拉拔模型和梁模型,分析受拉钢筋非均匀锈蚀和约束条件（厚径比和箍筋约束情况）对黏结性能的影响。在数值模型中,通过对受拉筋及其周围混凝土的精细化建模来模拟机械咬合力,通过面面接触来反映摩擦力,忽略化学胶结力,考虑到受拉钢筋横截面的锈蚀非均质性,采用两阶段数值分析方法,即先通过施加强制位移模拟锈蚀对钢筋混凝土界面的影响,然后再分析锈蚀试件的黏结性能。研究表明:试验方法对锈蚀试件的破坏模式和黏结应力滑移曲线有显著影响。梁模型和拉拔模型在发生黏结破坏时均会加深和加宽原有锈胀裂缝,但梁模型还会产生贯穿黏结区的斜向裂缝；拉拔模型的黏结强度和下降段斜率明显大于梁模型；箍筋约束情况对梁模型和拉拔模型黏结强度的影响差别不大,而厚径比由2.0增加到3.5,3%锈蚀率时梁模型和拉拔模型黏结强度分别增加了16%和32%。通过与试验结果对比证明了上述数值模型的合理性,并进一步建立了不同试验方式下黏结强度归一化模型。黏结强度归一化模型计算结果与数值模拟结果吻合较好,验证了所提出归一化模型的可靠性。

摘要:针对低密度奇偶校验（low-density parity-check,LDPC）码的多种动态调度残差值置信度传播（residual belief propagation,RBP）译码算法存在贪婪性和静默变量节点的问题,引入校验方程和概率残差值共同决策的方法,提出双决策残差值置信度传播译码算法（double decision RBP,DD-RBP）。首先根据计算的概率残差值选择需要更新的变量节点,以减少静默变量节点的个数。然后根据校验方程结果更新相关校验节点对应边的残差值,进一步降低贪婪性。最后结合更新后的残差值,在需要更新的变量节点所连接边的集合中,局部或全局选择残差值最大的边并更新,重复上述过程直至达到设置的最大次数。理论分析与仿真结果表明:对于IEEE802.16e标准和5G NR标准下的低密度奇偶校验码,所提出的双决策残差值置信度传播译码算法通过增加复杂度,在加性高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下的译码性能优于其他译码算法。

摘要:为探讨场地效应的区域差异特征,同时给出经验性场地效应经验模型,本文利用我国强震动观测台网在2007~2020年间收集的强震动观测记录,基于地震动广义谱反演方法,给出了南天山西部、龙门山断裂带、云南地区的211个强震动观测台站的场地效应,分别建立了场地类别、地表以下30 m深度内的平均剪切波速（V_S30）相关的场地效应经验模型,并探讨了场地效应的区域相关以及场地分类指标（覆盖层厚度H和等效剪切波速V_Se）与场地效应的相关性。研究表明:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的平均放大效应经验模型可以在整个频段上体现不同类别场地的场地效应的整体差异；同类别场地的场地效应区域性差异十分明显,尤其是南天山西部和云南地区III类场地表现出场地效应的显著差异；我国规范的场地分类指标（H和V_Se）与场地效应的相关性并不明显,且可能存在区域性的差异；与V_S30相关的场地效应的经验模型整体上能够体现场地条件的影响。本文研究结果可为区域化地震动预测模型的构建、地震风险评估精度的提升提供依据,可指导区域场地放大效应的应用,并为探索更优场地分类指标、制定区域差异化场地分类标准提供技术支撑。

摘要:为解决现有混凝土桥梁数字图像方法缺陷识别单一、分割精度较低等问题,本文提出了一种基于编解码架构的精细化语义分割模型HDNet。编码器设计方面,采用层级化窗口自注意力机制,通过滑动窗口划分结合跨层残差连接增强梯度传播。引入核化注意力模块强化侵蚀、裂缝等局部缺陷的梯度响应,抑制桥梁背景纹理干扰。解码器设计像素变形双路径架构体现在像素路径通过逐点特征映射解析裂缝等形态细节,变形路径采用可变形卷积自适应匹配剥落区域的不规则几何轮廓。基于无人机采集的高清桥梁缺陷数据集（涵盖裂缝、侵蚀、露筋、剥落4类缺陷）,开展与DeepLabV3+、SegFormer等主流模型的对比实验,随后进行消融实验分析、热力图分析和实桥测试。结果表明:HDNet验证集交并比（mIoU）达71.91%,较次优模型SegFormer提升了7.86%；消融性实验验证了核化注意力（提升召回率mRecall 5.83%）、层次化滑窗注意力（提升mIoU 5.92%）与Dice损失函数协同设计的必要性；热力图分析证实HDNet能够精准捕捉缺陷纹理细节并解耦伴生缺陷的语义边界；实桥测试中,HDNet将缺陷尺寸测量相对误差稳定控制在±5%以内,验证了其在实际应用中的适用性。HDNet通过编解码协同优化与跨分辨率层次化增强机制,有效提升复杂桥梁缺陷的识别精度与鲁棒性,可为桥梁表观病害智能化检测提供高精度技术手段。

摘要:为明确固化淤泥破碎重塑后的强度变化规律及其微观机制,促进固化淤泥破碎重塑土的工程应用。本文采用工业废渣基固化剂,对固化淤泥和破碎重塑土开展一系列直剪试验、扫描电镜（SEM）试验和压汞（MIP）试验,研究了固化剂掺量、破碎前养护龄期和后养护龄期对破碎重塑土抗剪强度的影响,并结合微观形貌和孔隙结构特征分析,探讨了破碎重塑土抗剪强度变化的微观机制。结果表明:初期重塑土的抗剪强度随固化剂掺量的增加和前养护龄期的延长而增长,其内摩擦角在25°~50°,与固化淤泥接近,黏聚力在20~125 kPa,较固化淤泥显著降低；破碎重塑土的抗剪强度主要来源于土团之间的摩擦咬合作用,土团强度越高,内摩擦角越大；随着后养护龄期的增长,破碎重塑土的土团颗粒及孔隙被水化产物胶结填充,黏聚力增长显著,但内摩擦角变化较小；固化淤泥中以孔径0.01~0.10 μm的小孔隙和0.1~1.0 μm的中孔隙为主,且中孔隙随着固化剂掺量的增加和养护龄期的增长逐渐转化为小孔隙；破碎重塑后,初期重塑土中的小孔隙体积明显减少,孔径超过1 μm的大孔隙及超过10 μm的裂隙孔隙显著增加,中孔隙体积变化不明显。

摘要:为预测电连接器的剩余寿命,提出了一种自适应Wiener模型与离散灰色模型(discrete grey model,DGM(1,1))组合的电连接器寿命预测方法。首先,根据Arrhenius模型选取温度循环试验的应力大小,确定试验周期、暴露时间及温升率等参数,选择接触电阻为退化特征量,进行温度循环试验；其次,分别采用自适应Wiener模型与DGM（1,1）模型对温度循环下的电连接器剩余寿命进行预测,对比不同温度应力下两种模型伪寿命预测结果,提出了自适应Wiener与DGM（1,1）的组合模型；最后,采用最小二乘法估计Arrhenius模型中参数,外推正常温度下电连接器寿命。结果表明:DGM（1,1）模型在较低的温度应力下预测结果更准确,而自适应Wiener模型在较高的温度应力下预测结果更准确；在综合考虑不同温度应力模型适用性的情况下,构建的自适应Wiener和DGM（1,1）组合模型能更精准地预测电连接器的剩余寿命。研究结果可为电连接器的维修决策提供参考,为电气设备可靠性的提升提供支撑。

摘要:为研究电动汽车电池组在机械滥用工况下的安全性和可靠性,避免电池组在发生碰撞时造成短路、热失控、甚至火灾和爆炸等一系列安全事故,构建了一种适用于机械滥用工况下锂电池热安全测试的实验系统,设计并实施了平板、圆柱、球形和针刺4种机械滥用工况下的锂电池安全实验。通过大量机械滥用实验数据构建了锂电池单体匀质化有限元模型,并利用实验数据与锂电池单体匀质化有限元模型建立了完备的锂电池组数据集,在此基础上设计了一种由支持向量机（support vector machine,SVM）、麻雀搜索算法（sparrow search algorithm,SSA）和反向传播（back propagation,BP）神经网络组成的SVM-SSA-BP融合数学模型,对不同参数条件下锂电池组的失效状态及失效后的位移和最大载荷进行预测。实验结果表明,SVM-SSA-BP可以准确地预测电池组系统的失效状态、失效位移和最大载荷。将SVM-SSA-BP与其他4种竞争模型进行了对比验证,并在数据集中添加20%高斯噪声评估了SVM-SSA-BP的泛化能力。结果表明,SVM-SSA-BP融合数学模型的预测性能优于其他4种竞争模型,具有较好的准确性和稳定性。本文所提模型可实现机械滥用工况下锂电池组安全性能的准确预测。

摘要:为快速、准确预测接触网复合绝缘子临界污闪电压,减少人工污秽试验工作量,提出了一种复合绝缘子污秽闪络电压预测模型。首先,利用黄金正弦（golden sine algorithm,GSA）与分段线性混沌映射（piecewise linear chaotic map,PWLCM）改进的减法平均优化器（subtraction average based optimizer,SABO）算法增强反向传播（back propagation,BP）神经网络的性能;其次,利用人工污秽试验获取10种不同复合绝缘子的闪络电压,收集相关试验参数;再次,依据Obenaus模型对复合绝缘子污秽闪络表现进行分析,利用斯皮尔曼（Spearman） 相关系数法筛选出与复合绝缘子临界污闪电压密切相关的4个参数作为预测模型的输入特征量,以预测复合绝缘子临界污闪电压;最后,利用五折交叉验证法对预测模型进行综合评估,并与常用智能优化算法预测模型的预测结果进行比较。结果表明: GSABO-BP模型预测复合绝缘子污闪电压平均绝对误差为1.244 kV,平均绝对百分比误差为2.25%,模型可决系数稳定在0.98以上；与改进前的SABO-BP模型相比,预测值平均误差下降67.80%。GSABO-BP模型在复合绝缘子污闪电压预测上具有较高的预测精准度,对电气化铁路供电系统的防污保护工作具有重要意义。

摘要:为探索存量背景下老旧建筑改造的建筑设计方法,以深圳市罗湖区梧桐山社区老旧建筑改造项目为例,结合心理物理学理论与虚拟现实(VR)技术,探究VR作为设计媒介的可能性。利用数字化模型及头戴式VR交互系统设计VR感知实验,收集场地内16个单体建筑改造方案的主观偏好评价,同时提取方案在形体构成、界面构成与景观构成层面的10项设计影响要素。借助SPSS相关性分析设计要素与人群偏好的相关性,了解人群对老旧建筑改造要素的关注偏好。实验结果表明,景观配置、院落配置、界面明度、体块丰富度、D/H值、屋顶开阔度与人的空间认知偏好显著相关,基于实验结果对设计方案提出优化策略。在建筑外部形态设计优化中使用VR技术,有助于设计者理解使用人群的空间认知逻辑,本文提出多方协同的互动设计优化流程为相关的设计实践提供参考。

摘要:为解决复杂路况下因目标遮挡及小目标信息缺失导致现有无人驾驶目标检测算法准确率低的问题,提出了基于改进YOLOv8的无人驾驶障碍检测算法（YOLOv8 effectual accurate,YOLOv8-EA）。该算法首先引入快速神经网络作为主干网络,利用部分卷积提取空间特征,保证特征的完整性；其次,利用大内核深度卷积层重构快速金字塔池化层,采用并行多尺度连接的方式融合不同分辨率的自注意力特征,增强模型在复杂环境中的特征提取能力；然后,采用多分支结构和重参数化抑制信息干扰,并通过不断堆叠梯度流的方式提升特征融合能力；最后,基于部分卷积设计小目标检测头以处理小目标像素级特征信息。对比实验结果表明,相较于原模型,上述改进后,模型在性能上均有明显提升,并在检测精度上显著优于其他改进方式。消融实验结果表明,YOLOv8-EA在障碍检测精度方面取得显著提升,在KITTI数据集下,mAP50和mAP50-95分别提升了2.4%和4.7%；采用SODA10M数据集进行二次验证,mAP50和mAP50-95分别提升了1.4%和1.1%,证明YOLOv8-EA算法具有很好的泛化能力。所提算法在处理遮挡目标及小目标时,展现了出色的性能,为无人驾驶系统中的后续决策任务提供了更加可靠的支持。