基于毛细孔张力理论的混凝土干缩模型

以毛细孔张力理论为基础,采用ANSYS有限元软件建立了混凝土内单个毛细孔的数值分析模型,对混凝土的干缩应变和干缩应力进行了模拟计算.假定混凝土内液体表面张力为定值,凹液面主曲率半径依次下降为不同值,利用ANSYS有限元软件计算毛细孔相应的径向收缩位移,据此计算单个毛细孔的体积干缩应变及相应混凝土的体积干缩应变.其次,计算当凹液面主曲率半径下降幅度不变,而使毛细孔隙内液体表面张力依次降低,利用同样的方法计算相应的单个毛细孔的体积干缩应变及相应混凝土的体积干缩应变.根据上述计算结果,分别绘制混凝土的体积干缩应变随混凝土毛细孔隙内凹液面主曲率半径及液体表面张力的变化曲线,从而近似地找出了混凝土干缩应变与毛细孔内液体表面张力、凹液面主曲率半径之间的关系.从微观角度建立了混凝土干缩应变的估算模型.     

巷道变温圈内温度分布及不稳定传热系数求解方法

巷道围岩变温圈趋于稳定时的外缘半径处温度变化率趋于零,可近似理解为"变温圈趋于稳定时,半径为R0处围岩环形面单位面积导热量趋于0";将此特点描述为变温圈内导热微分方程求解的第二类边界条件,避免了求解温度场分布时复杂的积分问题,降低了求解难度.通过分离变量法将巷道围岩内部导热微分方程转换成斯特姆—刘维尔解问题;引入特征函数与范数,利用傅里叶—贝塞尔级数展开式与贝塞尔函数积分性质,推导得出巷道围岩内部温度分布函数,求得围岩内部温度分布函数在壁面的温度梯度,得到巷道围岩不稳定传热系数的解析式.采用MATLAB软件的计算功能,对比分析了推导得出的巷道围岩不稳定传热系数解析式的可信度与计算精度,表明推导得出的围岩内部温度分布函数及不稳定传热系数解析式是正确的、可信的.     

矸石充填材料压缩力学特性试验研究

矸石充填材料的压缩力学特性关系到原生矸石充填开采的充填效果,为全面研究矸石充填材料的压缩力学特性从而提高矸石充填开采的充填效果,在实验室进行了不同粒径、不同级配的矸石压缩力学试验.试验结果表明,连续级配矸石抵抗变形能力最好,不连续级配矸石次之,单粒径矸石抵抗变形能力最弱;当采用不连续级配方案时,细料含量在30%时,矸石充填材料抵抗变形能力最强;当采用连续级配方案时,n=0.4时的矸石充填材料抵抗变形能力最强.在试验基础上,提出了粗料在矸石充填材料抵抗变形的过程中,主要是起到了增加矸石颗粒间相互滑动的摩擦力的作用,而细料(粒径5 mm)则主要是起到充填矸石颗粒间空隙的作用.因此,为更好地提高矸石充填体抵抗变形的能力,应使矸石颗粒的粗料与细料相配合,从而有效提高原生矸石充填开采的充填效果.     

稳态风场下的沙粒运动规律

风沙运动是风沙地貌以及土壤侵蚀的主要原因,跃移运动是风沙运动的主要形式,跃移沙粒占整个运动沙粒的75%左右,这一运动不仅是沙量传输的主要运动形式,也是造成沙质地表风蚀和风沙灾害的根本原因.通过数值模拟的方式研究了当风沙运动达到稳定状态时的风沙流运动特征,详细讨论了稳态情况下沙粒的跃移运动规律,以期对防沙治沙工作能起到一定的指引.研究结果表明:在不同的初始风速条件下,当风沙运动达到稳定状态时在高度小于10倍的沙粒直径处的风速基本相同,这是由于地表风场被运动沙粒强烈修正,有效粗糙度随着摩阻风速的增加而增加;同时在给定的风场风速下,跃移轨迹和碰撞速度并不是无限增大的,而是存在最大的跃移轨迹和最大的碰撞速度,并且最大碰撞速度以及最大跃移轨迹的高度和长度与摩阻速度成线性关系.     

城乡一体化视角下县域土地多用途适宜性评价方法研究

针对城乡一体化视角下县域全域范围内土地多用途的复杂性,构建了基于GIS和模糊综合评价法的土地生态适宜性评价模型,并以嘉禾县城乡一体化规划为例,从城乡空间一体化和生态安全格局出发,评价出嘉禾县县域最适宜的城镇建设发展用地、生态林业用地、生态农业用地、农林复合用地和农城复合用地,评价结果为嘉禾县城乡一体化用地布局提供了科学依据.     

面向自动驾驶的公交车辆进出港湾式停靠站安全轨迹模型

为研究公交车辆安全平稳进出港湾式停靠站的轨迹,提出适用于自动驾驶场景的进出站安全轨迹规划方法.基于阿克曼转向原理,构建车身4个顶点运动轨迹方程,针对站内无车和有车两种工况,建立避障约束、运动学约束及起终点位姿约束,选择五次多项式曲线作为公交车辆进出港湾式停靠站安全轨迹模型,采用线性规划和遗传算法标定模型参数,采用数值模拟得到车辆安全进出站轨迹,并利用实车道路实验验证模型的可行性.研究结果表明：五次多项式曲线适用于公交车辆进出港湾式停靠站安全轨迹,规划轨迹与实际运行轨迹平均绝对百分比误差(MAPE)不超过10%,提出的轨迹规划方法可为自动驾驶公交车辆安全可靠运行提供一定的理论依据.     

高超声速伸缩式变形飞行器再入轨迹快速优化

针对高超声速变形飞行器再入轨迹优化问题, 研究了一种基于改进高斯伪谱法(Gauss pseudospectral method, GPM)的快速优化方法。首先,针对一种采用伸缩式机翼的高超声速变形飞行器, 建立了将展长变形量扩展成为控制变量的再入轨迹优化模型。其次, 采用GPM将轨迹优化问题转化为非线性规划(nonlinear programming, NLP)问题, 并基于NLP偏导数的稀疏性推导目标函数梯度和约束Jacobian矩阵的高效计算方法。最后, 优化求解了变形飞行器的最大横向航程、再入可达区、最大终端速度和最小飞行时间。仿真结果表明, 推导的梯度计算方法可有效提高优化求解效率, 变形飞行器相对于固定外形飞行器的性能更加优越, 最大横向航程、可达区覆盖范围、最大终端速度和最小飞行时间等指标均有显著提升。     

AdaBoost-PSO-LSTM网络实时预测机动轨迹

针对自主空战中轨迹预测难以同时保持高预测精度和短预测时间的问题, 提出一种自适应增强的粒子群优化长短期记忆网络预测方法。首先,建立三自由度无人机动力学模型, 解决机动轨迹的数据来源问题。其次,分析长短期记忆网络, 并引入在线预测的滑动模块输入矩阵, 利用粒子群优化算法代替传统基于时间的反向传播算法进行网络内部权值更新; 同时为解决优化算法非定向性问题, 提出数据共享方法。然后,为进一步提高预测精度, 采用自适应增强算法搭建外框架, 通过控制弱预测器的数量平衡预测精度与预测时间。最后, 在一段变化较为频繁的轨迹进行预测, 与5种神经网络预测方法进行比较, 结果表明所提方法能够较好地满足精度和时间要求。     

基于瞬变电磁偏心阵列的套管开窗侧钻井开窗轨迹与窗口形态检测方法

针对侧钻井的复杂井身结构,提出了一种基于瞬变电磁偏心阵列的套管开窗侧钻井开窗轨迹与窗口形态检测方法。在瞬变电磁法偏心探测模型与磁场分布特性的基础上,采用沿井轴螺旋分布在4个象限的偏心阵列进行探测。并在对各偏心探头接收信号进行深度补偿后,利用各偏心探头的方向识别特性可实现套管开窗侧钻井开窗轨迹与窗口形态检测。在胜利油田开展的现场试验结果表明,相对于传统居中的电磁探测模型,该方法能清晰识别侧钻轨迹和窗口形态,为套管开窗侧钻井的深入研究和推广应用提供一定的数据支撑。     

考虑驾驶风格的高密度立交群出入口车辆驾驶风险研究

为分析不同驾驶风格驾驶人车辆的驾驶风险,在重庆内环快速路开展了高密度立交群实车驾驶试验,使用车载仪器采集车辆行驶轨迹、速度等运行参数,通过因子分析和聚类分析等方法,提取车辆速度、加速度和横向位移等参数,以此为依据将驾驶风格分为三个类型,即保守型、常规型和冒险型。通过车辆驶离和汇入主线过程中的轨迹偏移,分析了不同驾驶风格的行车轨迹特征,结果表明：冒险型驾驶人的轨迹偏移高于其余2种驾驶风格的驾驶人,且轨迹偏移的分布较为分散;在驶离/汇入主线时,冒险型驾驶人所需要的换道时间更短、换道起始位置更靠前、换道频次也多于另外2 种驾驶风格;以速度波动和加速度波动作为驾驶风险评价指标,两者大小均是冒险型＞常规型＞保守型;利用熵权法确定指标权重并得到驾驶风险率,将其按照不同驾驶风格分类,结果表明：在主线出口位置,呈现明显的分布特征,即冒险型＞常规型＞保守型,而在主线入口位置,冒险型与常规型的驾驶风险率大小相差无异,但冒险型驾驶人分布更加离散。分析不同驾驶风格驾驶人的驾驶风险率,有助于提高驾驶人的行驶安全性。