基于有限元法的旋冲破岩提速仿真分析

旋转冲击钻井技术是深井、超深井钻井常用的提速措施之一,可以有效提高钻头破岩速率。相较于旋冲工具的迅速发展,冲击参数对钻头破岩效率影响的量化研究还不多见。本文利用有限元法研究旋冲钻井配合PDC钻头的破岩提速机理,研究冲击参数对岩石破碎体积、机械钻速的影响。仿真结果表明:随着冲击载荷增加,冲击破碎坑深度和体积相应增加,增加趋势先快后慢;使用Φ215.9mmPDC钻头旋冲钻井,中硬地层推荐冲击力20～45kN。利用有限元法模拟钻头破岩过程,可针对不同岩性地层、钻头类型、钻井参数进行冲击参数优选,为旋冲工具的参数优选和性能改进提供理论支撑。     

夯土遗址表层热劣化模拟试验研究

以武威明长城夯土遗址为例,通过现场调查及室内模拟试验,研究分析夯土遗址表层的热劣化机制.X射线衍射及电镜扫描试验表明:遗址表层与母墙土的矿物成分相似,表层微观结构平滑,但风化明显.热劣化模拟试验表明,试样表层热传导系数、热扩散系数及体积比热均低于母墙.热劣化过程中,表层与母墙的热传导系数与热扩散系数均维持稳定.研究认为,夯土遗址表层与母墙组成具有热性质差异的双层结构,在温差作用下,双层结构间的稳定热差异会使其接触面产生热应力差.热应力差的持续作用使接触面劣化疲劳,导致遗址表层与母墙分离,产生剥离病害.     

QBSO算法在PID参数优化的应用

为解决PID控制参数求解过程中所存在的求解精度不高的问题,提出一种量子天牛群算法.通过结合PSO算法的全局搜索能力、BAS算法的局部搜索能力以及量子策略的随机能力,使得算法的全局搜索能力以及搜索精度得到有效提高,并通过两类经典函数对其寻优能力进行验证.进一步,将QBSO算法应用于PID参数优化中,并对一阶与二阶延时和非延时系统进行PID控制参数求解.通过仿真实验以及计算结果表明,基于QBSO的PID控制的控制系统具有更加优良的动态性能与抗扰动能力.     

全球大地震破裂空间复杂度特征研究

基于有限断层反演得到的滑移数据, 用独立滑移单元的数量表征地震破裂复杂度, 据此对大地震破裂进行分组, 并研究破裂复杂度与主要震源参数之间的关系, 探讨破裂复杂度的全球及区域空间分布特征。结果表明, 矩震级很大(Mw ≥ 8.5)的事件, 地震破裂复杂度更大; 破裂复杂度较高的地震分布在浅层地壳(≤ 30 km)内的概率最大, 随着震源深度增加, 破裂复杂度对震源深度的敏感性逐渐消失; 走滑断层机制占比较大的事件, 破裂复杂度较高; 破裂复杂度与地震能矩比没有明确的关系; 破裂复杂度的空间分布特征与区域地质构造环境相关。破裂复杂度的空间分布特征可以分为3类, 第一类是板块之间简单碰撞产生的俯冲带, 板块交界处的滑动速率和方向较为一致, 这种情形下以比较简单的事件类型为主; 第二类是多板块交界处, 或者板块交界处的滑动速率和方向在整个区域内存在差异; 第三类是大陆内部的强烈挤压地带。与第一类空间分布特征相比, 第二类和第三类情形下破裂复杂度相对更高。地震破裂复杂度可以在一定程度上反映区域应力场的复杂性。     

基于 RLSM 的海洋无人航行器操纵性参数辨识

针对传统海洋无人航行器(unmanned marine vehicle, UMV)操纵性参数辨识过程中,采用经典最小二乘法的辨识精度对基础数据量的依赖性较高、辨识误差较大的问题,提出一种改进的递推式最小二乘法(recursive least squares method, RLSM)用于UMV的操纵性参数辨识.首先,推导了UMV的操纵性响应模型,基于四阶龙格-库塔法进行相应的数值仿真数据采集;然后,对所建立的辨识模型进行离散化处理,简化成标准的递推式最小二乘法模式,以便于进行参数辨识设计;最后,根据辨识结果进行5°、10°、20°、30°正弦和Z形的半物理仿真实验,结果验证了所提出RLSM辨识算法的有效性、可靠性和优越性.     

基于观点动力学的水库移民文化适应机制研究

从观点动力学的全新视角出发,首先厘清非自愿移民文化适应概念框架,然后据此构建出“社会心理建模+复杂网络分析+多Agent仿真”的文化演化计算模型,最后通过模拟实验量化分析了水库移民文化适应的影响因素和发生机制。结果表明:移民身份认同中的文化容忍度和易感性能加速文化适应进程;扩大移民在安置区的社交范围和精英移民的引导,能辅助其与原住民间的文化交互;政策满意度比文化环境的营造更为重要,能通过调节文化冲击方式来改变移民文化观念的更替速率,进而影响移民文化适应过程的平稳性与极化趋势。