热冲击作用下花岗岩温度场分布规律数值模拟研究

基于传热学原理,以常温水、液态二氧化碳和液氮为工质,应用先进的多物理场仿真软件Comsol Multiphysics 5.3a对不同温度下的花岗岩进行了热冲击模拟实验,且在相同条件下进行了花岗岩热冲击实验。模拟结果表明:热冲击作用下花岗岩温度场以波的形式传播,工质接触的面积越大,温度场传播速度越快;热平衡时间随着工质温度的降低而延长,且在花岗岩初始温度400～500℃之间存在一个可能使岩石发生相态转变的温度阈值;热冲击速度随着初始温度的升高而增大,温度梯度随时间增加而先增大后减小,温度梯度越大,热冲击作用越强烈,岩石中热量损失越大;热冲击温度变化曲线可分为温度加速变化、温度减速变化和温度稳定三个阶段。实验结果表明,数值模拟对物理试验起到了补充作用。     

温度加载过程中花岗岩缺陷处局部应力和能量的变化规律

根据热力学理论,充分考虑缺陷的影响,研究并分析温度作用下缺陷花岗岩内部产生热应力的变化机理,推导出花岗岩缺陷处局部应力与温度加载速率、初始温度、最终温度及缺陷等物理参数的函数关系。应用能量理论和损伤力学,充分考虑温度加载速率和热自由能参数在损伤过程中的作用,推导出缺陷花岗岩能量释放率函数的表达式。通过数值模拟,研究了温度加载速率对单裂纹缺陷花岗岩的局部应力和热损伤影响规律,模拟结果和理论推导结果基本统一。研究成果为高温花岗岩热破裂理论提供重要的基础依据。     

基于颗粒形状的节理花岗岩力学性能颗粒流模拟研究

以齐热哈塔尔水电站的片麻花岗岩为研究背景,基于颗粒流数值理论,采用离散单元法,运用其内置的Fish语言建立由不同形状的clump单元组成的片麻花岗岩数值模型。通过预制7种不同倾角的光滑节理模型来分析片麻花岗岩节理方向性下的力学响应与损伤机制。研究结果表明:不同倾角下节理岩体的破坏模式为三种类型:翼裂纹的张拉模式、剪切模式、拉剪复合耦合模式,倾角为60°岩样相比于其余倾角强度最低,拉应力引起的裂纹起裂是导致各种宏观破坏的主要诱因,研究成果可为实际工程提供指导意义。     

热处理温度对受载花岗岩能量演化影响试验研究

为了有效评估花岗岩在高温环境下的工作性能,对饱水和干燥两种状态下的岩石试样,设计了5个温度梯度的热处理试验,通过波速测试试验初步评估岩石的热损伤情况,并在此基础上,针对干燥热处理试样开展了轴向加载试验。结果表明,随温度增加花岗岩波速减小,并在500～600℃间波速出现明显下降,热处理温度越高岩石裂隙越发育。且相同热处理温度下饱和花岗岩波速大于干燥花岗岩;从常温～500℃处理的干燥花岗岩强度以恒定速率下降,而在600℃花岗岩强度显著减小,表明花岗岩在500～600℃间存在热应力损伤临界点;不同温度下花岗岩试件在峰前阶段表现为能量积聚,在峰后阶段表现为能量释放,温度越增加应变能释放梯度越缓慢,体现了高温对岩石延性的增强特性。     

热-力耦合作用下花岗岩蠕变损伤模型

热-力耦合作用下的岩石蠕变行为对深部地下工程、高放射性废料处置工程影响显著。基于20～300℃下的花岗岩蠕变试验,分析温度对瞬时应变和蠕变应变速率的影响,由此认为温度对花岗岩瞬时弹性模量造成瞬时损伤并促进后续蠕变损伤过程,从而定义瞬时、蠕变热损伤变量。构建广义Kelvin热损伤模型和黏塑性热损伤元件,采用Heard指数型模型描述花岗岩稳态蠕变行为,串联后得到一个新的热-力耦合作用下的花岗岩蠕变损伤模型。给出模型参数求解方法,分析瞬时、蠕变热损伤变量变化规律,通过辨识三种花岗岩的蠕变试验数据,验证所建模型的合理性和适用性。研究成果为热-力耦合作用下花岗岩蠕变行为模拟及深部地下工程、高放射性废料处置工程长期稳定性研究提供一定参考。     

“鲁灰”花岗岩热破裂的细观结构及规律

岩石的组分和细观结构决定其宏观力学性质.通过显微光度计对"鲁灰"花岗岩的矿物组分及微结构,及其在不同温度下的热破裂行为进行观测.试验中发现:"鲁灰"花岗岩为多种组分所构成,非均质性明显;温度作用下,花岗岩内部晶体颗粒之间胶结物的变化,晶粒内部产生的位错及微破裂,导致花岗岩产生热损伤破裂行为.通过对花岗岩的微裂纹发展变化进行定量分析得知:温度作用下微裂纹、内部微结构的发展变化具有规律性.花岗岩的微裂纹数量在80℃出现微幅变化;当温度升高到240～260℃时,"鲁灰"花岗岩的裂纹数量出现剧烈增长;确定了花岗岩破裂行为的阈值.     

高温下岩石损伤本构模型研究

利用连续损伤理论和统计强度理论,根据岩石微元强度服从Weibull随机分布的特点,定义了弹性模量为岩石热损伤变量,推导了岩石的热损伤演化方程,引入岩石应力—应变曲线特征参量,同时考虑了岩石全过程应力—应变曲线的峰值条件和几何条件,建立了温度效应下岩石的损伤统计本构方程,并通过试验进行验证。试验结果表明:随着轴向应变的增加,岩石损伤经历演化、稳定扩展、损伤加速,直至破坏四个阶段;随着温度的增加,岩石的初始热损伤不断加剧,600℃是花岗岩热损伤的阀值点;损伤本构理论曲线与试验曲线较吻合,所建立的本构模型在岩石峰值前后的拟合明显高于传统方法,但也存在一定的偏差,可能由于在方程建立及参数的确定过程中,进行的假设和忽略对方程的精度产生了影响,本文的研究对建立高温三轴状态下的岩石损伤本构模型具有一定的参考价值。     

热冲击作用下花岗岩渗透性演变规律试验研究

为研究高温花岗岩在热冲击作用下渗透性能变化规律,对不同温度花岗岩试件在空气中自然冷却、在水中(20℃,60℃,100℃)热冲击冷却等4种冷却条件下的渗透率变化规律进行分析,借助热冲击因子对不同冷却温度的热冲击破坏进行定量表征,研究结果表明:热冲击作用下试件渗透率增加幅度与岩石温度的升高呈指数关系;冷却介质与高温岩石之间的温差和对流换热系数共同影响热冲击过程中热量交换的速率,进而影响到热冲击破坏的结果;热冲击因子可以作为衡量热冲击破坏能力的物理量,热冲击破坏后花岗岩的渗透率随热冲击因子单调增加且存在阈值,超过阈值后试件渗透率随热冲击因子的增加而大幅度增加。     

高温下两种不同生态型麻疯树叶片光能利用和分配特性的比较

比较了高温对来源于海南和贵州的2种不同生态型麻疯树的光能利用和分配特性的影响.结果表明,温度升高引起了2种麻疯树叶片PSⅡ最大光能转化效率（Fv/Fm）的降低和初始荧光（Fo）的上升,部分抑制了PSⅡ的功能.与贵州麻疯树相比,海南麻疯树在中度高温胁迫（30～40℃）时,增加了对过量激发能的热耗散能力,使其维持较高的光能转化效率.当温度升至45℃,虽然热耗散机制受到破坏,海南麻疯树仍然有7%的光能用于光化学反应,而贵州麻疯树的这一比例降为0%.本研究的结果表明,海南麻疯树比贵州麻疯树具有更强的高温耐受能力.     

高温后花岗岩的物理力学特性试验研究

为研究高温后花岗岩的物理力学特性与温度变化的关系,对600℃范围内青海共和花岗岩自然冷却后进行单轴压缩、巴西劈裂和变角剪切试验。研究结果表明:从室温～600℃,花岗岩质量损失率随温度升高而增大,在300℃之前,花岗岩体积收缩,密度变大,在300℃后,花岗岩体积膨胀,密度变小;从室温～600℃,花岗岩的抗压强度,抗拉强度和抗剪强度(内聚力)随温度升高先变大后变小,弹性模量随温度升高单调递减,在250～600℃时,内摩擦角随温度升高而增大;400～600℃可视为花岗岩从脆性向延性转变的临界温度范围。基于弹性模量的损伤因子在400℃之后可以较好地反映岩石强度的热损伤程度。     

MKLasso模型的算法与模型选择

在KLasso模型基础之上,引入多核函数与多核参数重新建立的一种更为广发的非线性的多核KLasso模型（MKLasso模型）,采用基于梯度Boosting的思想的算法进行求解,并依据人类观察事物的一个基本特征,即人眼位于数据空间较近时能够看清细节,较远时只能够看清整体结构的特性设计了一种模型选择策略,通过实际的3个数据集设计6组试验,来验证该算法的有效性。模拟试验结果表明：MKLasso模型的预测能力明显优于KLasso模型,其预测均方误差提高了10倍;该算法运行高效,抗噪声能力强,在参数选择方面又有一定自己的优势,可以直接选择核参数,算法大大降低了调试与运算时间。     

BA演化模型的一种扩展

提出了BA模型的一个扩展模型.仿照Logistic模型,对BA模型的优先选择概率进行改进,利用连续理论和比率方程分析扩展模型的度演化及其度分布.解析结果表明在一定的条件下,扩展模型与BA模型是等价的.并且利用Matlab对扩展模型进行了模拟仿真,试验结果表明,其度的时间演化在某些条件限制下发生了改变并且其度分布不再是幂率分布而是在双对数坐标平面上是弯曲的.     

基于危险模式免疫算法模型

本文阐述了危险模式的基本概况及运行机理,提出了一种新型的基于危险模式的免疫算法模型,并探讨了基于危险理论免疫算法的应用领域.     

基于危险模式免疫算法模型

本文阐述了危险模式的基本概况及运行机理,提出了一种新型的基于危险模式的免疫算法模型,并探讨了基于危险理论免疫算法的应用领域。     

基于时间序列模型与灰色模型的组合预测模型的研究

为了能有效地提高预测模型的精度,提出了组合预测模型.本文首先利用APdMA模型对时间序列数据进行模型的识别和拟合,然后由比较可知优化后的GM(1,1)模型拟合和预测效果好于GM(1,1)模型,最后通过赋予合理权重结合ARIMA模型和优化后的GM(1,1)模型两种方法得到ARIMA-GM的组合预测模型.预测结果表明:组合模型的预测准确性高于各个模型单独使用时的准确性,组合模型发挥了各个单一模型的优势.     

基于原子模型的非局域连续模型

在传统的连续模型中,本构关系,例如胡克定律、热传导的傅立叶定律是宏观现象的表征.在原子尺度下,传统连续模型具有很大的局限性,其中一个原因就是传统连续模型忽略了原子间相互作用的非局域性.本文在不采用任何经验的本构假设和局部均匀变形假设(如Cauchy-Born假设)的情况下,严格基于原子模型,构造了一个连续模型,将原子间相互作用力的非局域性和非线性性自然地嵌入到模型中.此模型可以有效表现原子尺度的非均匀变形.     

单声子模自旋－玻色子模型的定态演化

采用MATLAB数值计算的方法观察单声子模自旋玻色子模型的定态演化.研究了0＜λ/ω≤2,△/ω=0.1的情况下出现的几种演化模式.表明耦合强度对模型能态演化具有很大的影响:在一定耦合强度区间内,会出现一定的演化规律.特别是当参数λ/ω＞0.5时开始出现双周期的现象.进一步观察了两能级正(负)势阱中各个能态在时间区间[0,30]内的平均隧穿几率(平均跃迁几率)随耦合强度的变化情况,并给出了几种演化模式的转变点.     

新安江模型与垂向混合产流模型的比较

从实时洪水预报模型通用性角度出发，对新安江模型与垂向混合产流模型进行比较研究．选用青峰岭水库流域、危水水库流域资料分别采用这两个模型进行模拟计算．计算结果表明，在湿润地区，新安江模型和垂向混合产流模型都能取得好的成果；在半干旱地区，新安江模型应用效果不太理想，垂向混合产流模型能取得比较令人满意的结果．     

Immunogenetic model

Different and equally legitimate modes of interpreting serologic reactions will considerably change the image of reality. Some principles of such transformations are briefly outlined and applied to immunogenetic systems.     

供需网的IDEF0模型构建及MIFPN模型转换

将IDEF0模型与Petri网相结合,对多信息流系统进行功能描述和动态行为关系分析,提出了多信息流Petri网(MIFPN)的定义,给出了IDEF0至MIFPN转换的规则方法.在此基础上实现对多功能开放型企业供需网系统的功能分析与设计.