不良气象微环境下桥塔横梁覆冰灾害过程模拟

冬季桥塔横梁坠冰是威胁桥梁交通安全的重大隐患之一,系统分析不良气象微环境下横梁覆冰灾害过程机制,是保证桥梁交通安全的迫切需求。本文依托FLUENT与FENSAP-ICE软件建立了桥塔横梁覆冰数值仿真模型,探讨了风速、液态水含量和环境温度等微气象参数对桥塔横梁覆冰灾害演化过程的影响规律。结果表明：本文提出的数值仿真方法在明冰及霜冰条件下均具有较高的可行性与准确性;对武汉长江二桥桥塔横梁结冰数值模拟发现,覆冰区域集中分布于横梁迎风侧前缘及上下边缘,整体呈现出“U”型分布特征,是横梁防冰、除冰的重点区域;不良气象微环境是影响横梁结冰形态、分布及覆冰量的重要因素,覆冰形状受风速、液态含水量影响较大,受温度影响较小。     

海南岛西部近岸海域碎屑锆石U-Pb同位素年代学物源示踪及其地质意义

海南岛西部近岸海域海砂资源丰富、经济价值巨大,对其物质来源却缺乏系统研究。为解决这一科学问题,对海南岛西部近岸海域和昌化江入海口1 471粒碎屑锆石开展了U-Pb同位素年代学和微区元素地球化学研究。海南岛西部近岸海域年龄范围在3.45 Ga~82 Ma,具有99 Ma、241 Ma和252 Ma三个主要年龄峰值,以及113 Ma、155 Ma、325 Ma和357 Ma四个次要年龄峰值;昌化江入海口具有2.3 Ga~96 Ma的年龄范围,存在101 Ma、244 Ma和254 Ma三个主要年龄峰值,以及122 Ma、266 Ma、281 Ma、307 Ma和342 Ma四个次要年龄峰值。研究表明:①海南岛西部近岸海域沉积物以具有~99 Ma的显著年龄峰,并缺乏晋宁期、加里东期和喜山期年龄峰为识别标志,海南岛应是其主要物源区;②海南岛西部近岸海域与昌化江沉积物年龄峰值的差异,指示了海南岛西部近岸海域沉积物并非单纯来源于昌化江输入,也接受了琼西南部河流的物源贡献;③本次新识别出的380~310 Ma年龄群,可作为昌化江流域物源识别标志;④本次碎屑锆石年龄频谱特征与海南岛经历的多次重要地质事件相吻合,有助于了解海南岛复杂的地质演化历史。     

盾构克泥效浆液成分与渗透扩散研究

克泥效工法常在盾构隧道近接既有建筑物穿越工程中被引进作为控制地层位移的一种辅助工法,克泥效浆液在地层的渗透扩散性对盾壳与地层间环向间隙填充效果有着重要影响,克泥效浆液的流变性能与其微观成分对其流动性有着重要影响。本文基于对克泥效浆液流变性能与微观成分分析,研究了浆液性能变化。进一步结合宾汉姆流体砂土渗流公式与数值计算模型,分析了浆液性能对渗透效果的具体影响,并验证数值模型可靠性与合理性。结果表明:(1)各组克泥效浆液样本在宾汉姆本构下的非线性回归系数均大于0.95,塑性黏度与屈服强度会随着水粉比的减小而增大。(2)克泥效浆液主要成分为石英、斜长石、伊利石、钾长石,随着A液水粉比的增加,克泥效水化产物斜长石增加,而伊利石的含量减小。(3)克泥效浆液会在25s左右占满环向间隙,而后再向地层中发生渗透扩散,地层中浆液体积分数增速随时间而减小,直至增速降为0。(4)随A液水粉比增大、地层渗透系数增加、注浆压力增加,克泥效在地层渗透距离均会增加。理论渗透值与数值模型计算值误差在各工况下的平均误差控制在10%以内。     

面向管道焊缝渗透检测机器人的管道定位与规划方法

为了实现核电设施管路的自动化焊缝检测作业,在降低人工作业安全风险的同时提高工作效率,提出了一种集喷涂、喷擦、刷涂、擦洗、环境感知和场景建模的机器人自主作业软件系统及相关算法。分析作业机器人的工作环境和功能需求,进行机械臂和感知模块的选型,制定三维建模和参数辨识方案,搭建焊缝检测作业系统;提出了一种基于机器人感知到的视觉和深度信息进行场景建模的算法,该算法可以输出检测关到作业面的位置、三维模型以及作业区域范围;提出了一种基于三维重构模型和作业区域范围进行作业轨迹规划的算法,并搭建了仿真平台验证运动轨迹的正确性;开展了管道定位与三维重构实验以及轨迹规划实验,实验的结果证明,提出的管道定位方法能够实现精确的点云数据采集和高精度的管道参数辨识,机械臂能够实现准确性高、连续性好的运动,满足管道焊缝检测作业的要求。     

基于低场核磁共振技术的致密砂岩气藏防水锁作用机理研究

致密砂岩气藏孔隙度、渗透率较低,微观孔喉尺度细小,在生产及压裂过程中极易产生水锁伤害。为开展致密储层防水锁作用机理研究,本文将常规岩心自吸实验、防水锁剂抑制水锁伤害实验与低场核磁共振技术相结合,从微观角度揭示致密砂岩储层微纳米级孔喉中的防水锁作用机理,为致密砂岩气藏防水锁相关研究提供理论依据。研究结果显示,加入防水锁添加剂后,流体表面张力下降,接触角增大,自吸速率变慢,渗透率有一定程度恢复;在此基础上,通过核磁共振T2谱从微观角度评价缓慢自吸阶段液体在不同孔喉尺度范围内的液相水锁滞留现象,其中加入防水锁添加剂后在自吸20h时在较小孔喉处自吸液相平均占比为38.61%,整体孔喉平均液相占比为35.79%。而在未加入防水锁试剂的样品中在自吸20h时在较小孔喉处液相占比为67.48%,整体孔喉占比为54.52%;通过防水锁剂抑制水锁伤害实验得出,加入防水锁剂后渗透率恢复程度在15.38%～20.19%,整体液相滞留占比平均下降幅度在10.73%。研究发现防水锁剂有效地降低了较小孔候处液相滞留占比,降低流体表面张力以及增大岩心疏水性能,揭示了致密砂岩气藏防水锁作用机理,为致密砂岩气藏降低水锁伤害程度、提高返排效率,为实现高效开发提供理论支撑。     

利用蛋白质组学技术筛选与BIV基质蛋白MA相互作用蛋白

牛免疫缺陷病毒BIV的基质蛋白MA是由gag基因编码病毒结构蛋白之一,参与病毒运输包装等多种过程.通过蛋白质组学方法,寻找与MA有相互作用的宿主蛋白.通过原核表达MA-CBP融合蛋白,将其结合在几丁质上,并与细胞裂解物混合,纯化特异结合的细胞蛋白.利用双向电泳以及MALDI-TOF质谱分析,筛选到8个与MA具有相互作用的候选蛋白,功能涉及运输、氧化还原、热激反应等.进而克隆所鉴定蛋白之一的PRDX4,利用体外结合实验进一步证实其与BIV MA蛋白存在相互作用.初步建立利用蛋白质组学技术研究病毒与宿主相互作用实验方法,所得结果为了解慢病毒结构蛋白在病毒生活周期中功能提供了线索,有助于探索过氧化物酶家族蛋白在病毒感染过程中的作用及其分子机制.     

无监督和弱监督视频异常检测方法回顾与前瞻

随着监控技术的不断发展,监控摄像头已经被广泛部署到各种场景中。手动检测视频异常情况已经变得不可能。因此,作为智能监控系统核心的视频异常检测技术正在受到广泛关注和研究。随着深度学习的发展,视频异常检测领域取得了显著的成就,并涌现出许多新的异常检测方法。本文将梳理了应用在不同数据类型上的无监督和弱监督视频异常检测学习方法,分析现有方法的贡献,并比较不同模型的性能。此外,还整理了一些常用的和新发布的数据集,并总结了未来工作要面临的挑战和发展趋势。     

Sentinel-1A影像在山区管道地表形变监测中的适用性评价指标构建

Sentinel-1A卫星数据覆盖范围广、重访周期快、获取成本低,通过合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）技术能够高效获取管道沿线大面积地表形变信息。但是山区管道所处地形复杂、起伏大、植被茂盛,监测中易存在叠掩、阴影、失相干等现象,Sentinel-1A卫星数据在管道不同区段的适用性有差异。为了对Sentinel-1A在山区管道地表形变测量中的适用程度进行评价,本文以三段不同山区地形的管道为研究区,结合Sentinel-1A数据、Sentinel-2数据、ALOS DEM数据进行相关性分析,构建适用性评价指标。结果显示：管道沿线Sentinel-1A影像的叠掩阴影占总面积的比例与坡度的Pearson相关性为-0.914,Spearman相关性为-1,呈显著负相关;影像相干性和归一化植被指数的Pearson相关性为-0.972,Spearman相关性为-0.99,呈显著负相关。使用回归分析和归一化的方法建立了山区管道沿线Sentinel-1A数据的坡度适用性指标和植被适用性指标,指标可对山区管道沿线域使用Sentinel-1A数据进行形变监测的适用性进行评价。     

实景三维模型缺陷修复关键技术

为了有效提高实景三维模型反映各类型地理要素的准确度和精细度以充分支撑实景三维中国建设工作,本文首先将当前无人机倾斜摄影三维重建后的三维模型中存在的模型缺陷系统性分为四大类型,并分析其产生的原因。随后,本文针对性地提出了三种关键技术：一是基于连通性和欧氏距离聚类的交互式悬浮物去除,利用图割理论和随机一致性抽样算法识别和删除悬浮物;二是基于图割理论的水面半自动整平,在利用Grabcut算法提取水面区域的同时为其赋予统一高程以实现水面的平整;三是基于深度网络模型的水体纹理inpainting填充,利用卷积神经网络和深度对抗训练以获得水体纹理的特征和结构从而实现水体缺失纹理的修复。最后,本文利用湖北省宜昌市的实际生产数据进行了修复实验,实验结果表明本文提出的各项关键技术能够有效修复三维模型缺陷,从而使实景三维模型具备更精细的地理实体和地理景观还原度。     

基于改进势场法的智能车超车动态路径规划

为了改进人工势场法(APF)在智能车高速超车状态下规划出的轨迹规范性差、安全性得不到保障、以及路径不平滑的问题。通过设计用于指引智能车换道的换道引力势场,以保证换道轨迹的规范性;构建异向分布结构的障碍车斥力势场提高换道的安全性;并建立带有转向缺口的道路中心线斥力势场和设计平滑代价函数优化规划出的轨迹点,使规划出的路径更加平滑。基于线性二次型调节器(LQR)设计路径跟踪控制器跟踪规划出的路径。通过Simulink与Carsim联合仿真,结果表明所改进的APF算法能规划出更加合理的路径,设计的LQR路径跟踪控制器跟踪误差趋近于零,能够较好地控制车辆完成超车换道。