三维岩体滑坡诱发冲击波近场波的特性试验研究

为了预测水库库岸滑坡入水后产生的冲击波(涌浪)到达承灾体的时间及立波高度,以水库岩体滑坡所诱发的冲击波为研究对象,对近场区涌浪的波场特征进行研究.首先,根据弗劳德相似准则,并结合三峡库区典型岩体滑坡参数及其裂隙发育情况,建立碎裂岩体滑坡涌浪三维物理模型;其次,通过模型试验揭示了近场涌浪的产生机理及传播规律;最后,通过多...     

Study on the characteristic of a forced pitching supercavitating vehicle

During the cruising of a supercavitating vehicle, the relative motion between the supercavity and the vehicle has a significant effect on the stability of the supercavity and the trajectory of the vehicle. In this paper,periodically forced pitching of a supercavitating vehicle is investigated numerically by a dynamic mesh method.The simulated result of the flow field around a pitching ventilated supercavitating vehicle in a water tunnel is compared with the experimental result. The evolution of the cavity morphology, the pressure distribution and the hydrodynamics of the vehicle are in good agreement with the experimental data. The effect of different pitching amplitudes and frequencies is studied. Also, the effect of the tunnel wall and the bracing structure is analyzed.     

Aero-optical characteristics of supersonic flow over blunt wedge with cavity window

The optical rays that form the image of an object and propagate a supersonic flow over a vehicle are refracted by the density variations. A numerical analysis of the aero-optical characteristics of supersonic flow over blunt wedge with a cavity window is carried out. A hybrid method of Reynold averaged Navier-Stokes and direct simulation Monte Carlo (RANS/DSMC) is employed to simulate the flowfield. Refraction factor is introduced to evaluate the flowfield’s aero-optical characteristic. The results show that mean flow’s aero-optical effects are mainly caused by the shock wave, the expansion wave and the turbulent boundary layer. Fluctuation flow’s aero-optical effects are mainly caused by the turbulent boundary layer and the shock wave induced by the cavity window. The aero-optical effects at the leading side of window are caused by the mean density variations, while the effects at the trailing side are caused by the density fluctuations. Different draft angles of the cavity window are investigated. The airborne optical devices of supersonic vehicle should be mounted in the middle of the cavity window with a large draft angle.     

非稳态载荷对二维轮轨纯滚动接触应力和变形的影响

为了揭示轮轨波状表面与非稳态载荷的内在联系,利用有限元法,建立了二维弹塑性轮轨纯滚动接触计算模型,分析法向接触载荷波动值对钢轨残余应力、应变和变形的影响。模型中材料本构采用考虑棘轮效应的Jiang-Sehitoglu模型,非稳态仅考虑法向接触载荷的简谐变化,用弹塑性无限半空间表面上重复移动赫兹法向压力分布模拟反复纯滚动接触过程。发现非稳态法向接触载荷作用下产生同样波长的波状接触表面;随滚动次数的增加,残余应力增大,但很快趋于稳定,而残余应变也增大,但增大速率衰减;载荷波动值越大,波谷和波峰处的纵向残余应力越大,波谷处的轴向残余应力、残余剪应变和表面纵向位移越大,而波峰处的轴向残余应力、残余剪应变和表面纵向位移越小,波深越大。     

垮塌区隐患资源爆破开挖变形响应的DDA法

针对地下金属矿山垮塌区隐患资源开采的安全问题,应用非连续变形分析法（DDA）研究垮塌区隐患资源在爆破动荷载作用下的变形响应. 通过势能极小化原理和平面应变假设探讨DDA法的计算过程,在DDA模型中引入自由场边界和设置边界单元体的法向与切向自由阻尼器来模拟垮塌区边缘采场的爆破开挖,讨论了注浆加固后的垮塌区滑移面附近区域在爆破动荷载作用下的变形特征. 研究结果表明:DDA模型中的输入波表现出明显的滞后性,根据输入波的滞后性计算波的传播速度与现场实测结果非常接近;爆破开挖后垮塌区滑移线下部区域的变形明显小于上部区域,与实际开挖后现场的监测结果相符合;距离爆源越远的监测点,速度放大系数越大,在DDA法中引入自由场边界和边界单元的自由阻尼器来研究垮塌区边缘采场在爆破动荷载作用下的变形响应是可靠的.      

考虑空间形状的覆盖型岩溶土洞降水致陷分析

为揭示覆盖型岩溶土洞降水致陷机理、洞体形状尺寸影响及极限平衡状态下内在规律,以常见直筒塌陷椭球土洞为研究对象,构建其降水致陷力学模型,依据玻义耳-马略特定律推导了土洞空腔负压计算公式,以此获得土洞塌落稳定系数表达式,并对比验证计算公式的可行性;进一步获得了极限平衡状态下土体物理力学参数、降水参数、土洞空间形状尺寸及覆土厚度之间内在关系式;基于算例开展了地下水降水参数与土洞形状尺寸参数影响、极限平衡状态下内在规律分析.研究结果表明：初始水位高于洞顶时,土洞塌落稳定系数与地下水降深展现“Z”字形规律变化,下降稳定水位降越拱顶瞬间极易引发土洞塌陷;初始水位处于洞体时,两者呈现前陡后缓的负相关变化规律,且洞内初始水位越高,降幅越大;初始水位低于洞底时,降深影响很小.椭球长短半轴之比对稳定系数影响符合增函数变化规律,截面离心率越大越稳定,而圆形球体则最不利;矢高和稳定系数呈线性关系,矢高增加成拱效应显著,土洞越稳定.极限平衡状态下,初始水位一定时,降深与覆盖层厚度正相关,呈现前缓后陡变化趋势,而覆盖层厚度一定时,降深与初始水位负相关;土洞水平截面离心率越大或矢高越大,达到极限平衡状态所需地下水降...     

平行流交叉口行人过街控制策略研究

为解决平行流交叉口行人与机动车冲突问题，考虑行人与机动车在冲突点为寻找间隙穿越的交替穿插的抢行博弈过程，重新设计行人过街信号相位方案，提出人车搭接相位行人过街模式；考虑行人专用相位过街模式，给出两种行人过街模式的信号控制策略；构建优化模型，并对模型等价变换，降低计算复杂度.结果显示：常规交叉口处于高饱和状态时，两种行人过街模式下平行流交叉口分别降低了73.8%、50.3%的车均延误，故人车搭接相位过街模式效益更优；人车搭接相位过街模式与不考虑行人过街模式相比，交叉口车均延误仅增加 0.6~3.8 s⋅ pcu-1 .研究成果可为平行流交叉口行人信号配时提供理论依据.     

平行流交叉口行人过街控制策略研究

为解决平行流交叉口行人与机动车冲突问题,考虑行人与机动车在冲突点为寻找间隙穿越的交替穿插的抢行博弈过程,重新设计行人过街信号相位方案,提出人车搭接相位行人过街模式;考虑行人专用相位过街模式,给出两种行人过街模式的信号控制策略;构建优化模型,并对模型等价变换,降低计算复杂度.结果显示：常规交叉口处于高饱和状态时,两种行人过街模式下平行流交叉口分别降低了73.8%、50.3%的车均延误,故人车搭接相位过街模式效益更优;人车搭接相位过街模式与不考虑行人过街模式相比,交叉口车均延误仅增加 0.6~3.8 s⋅ pcu-1 .研究成果可为平行流交叉口行人信号配时提供理论依据.     

非一致地震激励下列车-轨道-桥梁耦合振动模型

为探讨行波效应对地震作用下高速铁路桥上列车行车安全性的影响,基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论,采用35个自由度的机车车辆模型、板式无砟轨道模型和桥梁有限元模型,通过引入地震多点激励模式,建立了非一致地震激励下的列车-轨道-桥梁耦合振动模型,并编制了相应的仿真分析程序.以跨度32 m的简支梁桥为例,输入El Centro地震波,计算了一致激励和行波激励下车桥系统的动力响应.结果表明:行波效应对耦合系统动力响应幅值的影响很大.当车速为350 km/h、行波速度为300 m/s时的脱轨系数、轮重减载率和轮轨横向力比一致激励分别降低84.1%、19.5%和87.8%.因此,忽略行波效应可能造成对地震时桥上列车行车安全的误判.      

发泡条件对基质沥青发泡膨胀率的影响

通过建模软件Solidworks对沥青发生装置进行三维建模, 采用有限元仿真软件Fluent分析了不同参数条件下基质沥青的发泡过程, 并对比了试验结果和仿真结果, 分析了应用有限元仿真技术研究基质沥青发泡膨胀率的可靠性; 对发泡腔和发泡腔内各流体材料进行有限元仿真, 利用Fluent中的后处理功能得到了发泡腔的温度、速度、压力和各相的分布云图。仿真结果表明: 在整个发泡过程中, 基质沥青温度的增大使沥青黏度下降, 发泡腔内水蒸汽增加, 当基质沥青温度从120℃升高到160℃时, 基质沥青的发泡膨胀率从4增大到11, 说明基质沥青温度的变化对其发泡膨胀率的影响很大; 基质沥青流量的增大起到增加发泡腔内基质沥青总量和减少基质沥青之间相互接触时间和接触面积的作用, 当基质沥青入口流量从60 g·s-1增大到120 g·s-1时, 基质沥青的发泡膨胀率为7~11, 表明基质沥青流量的变化对其发泡膨胀率的影响很大; 当用水量从2.0%增大到3.5%时, 基质沥青的发泡膨胀率基本不变, 说明用水量对基质沥青发泡膨胀率的影响不大; 仿真得到的最低发泡膨胀率为3.57, 此时发泡条件参数分别是基质沥青流量为120 g·s-1, 基质沥青温度为120℃, 发泡用水量为3.0%。      

人心窦房结的光镜观察

本文对11例人心窦房结的形态和位置作了连续切片观察。窦房结位于界嵴上部的心外膜深面约1mm 左右,结的长轴与界嵴长轴一致,其形状多种多样。成人结的大小为14×3.6×1.09mm~3;儿童结的大小为6.9×2.3×0.8mm~3.窦房结组织染色淡(HE 染色),组织致密,结中心有较大动脉穿过。结细胞明显较一般心房肌细胞小,其中P 细胞类似原始心肌细胞,核大、胞质肌原纤维少,染色淡.T 细胞为短柱状,核较小染色深浅介于P 细胞和心房肌细胞之间状态.上述两种细胞位于胶原纤维相互交织的网眼内。     

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元胞自动机模型在城市交通流特性的研究和模拟方面非常有效，可在先前的元胞自动机交通流模型中，没有反映车辆驾驶者水平对车流行进的影响。目前北京市有近1/3的驾驶者为新司机，他们的存在直接影响着北京市的交通状况。为了能够反映出驾驶者水平与车流之间的关系，在新模型中引入了驾驶水平因子，以反映驾驶者的不同水平。通过计算机模拟，发现当驾驶者的水平一致且较高时，车流相当流畅，而新司机的加入则造成车流中出现了自由相与堵塞相的全局性交替，类似于波的传播，而且新司机越多，波的周期越短，波峰走向与水平方向的夹角越陡。     

周家嘴路车流起动波速统计研究

通过实际观测和统计分析 ,论证了平面交叉口红灯转绿灯时车流起动波速可以满足正态分布假设 ,更可以满足泊松分布假设 ,后者拟合优度高于前者。揭示了在周家嘴路条件下 ,随着车辆排队长度增加 ,起动波速会相应变大 ,呈负指数规律上升的趋势 ,与低速混合路段有明显差异。据此建议 ,如将交通流动力学模型应用于高速公路或城市高架道路一类问题时 ,状态指数取值在 2 .5左右为好。     

成人界嵴形态与组织结构的观察

目的　观察和测量人右心房界嵴和梳状肌的形态和组织结构 ,以探讨其可能的功能。方法　肉眼观察、测量界嵴与梳状肌的有关形态学数据。利用光学显微镜 ,通过HE、Masson和磷钨酸 苏木素染色 ,对界嵴的细胞形态和纤维方向等进行细致观察。结果　①根据界嵴的隆起状况 ,界嵴可分为 4类 :A .全程隆起 (18.6 % ) ;B .上 2 / 3隆起 ,下1/ 3平坦 (2 7.9% ) ;C .上 1/ 3隆起 ,下 2 / 3平坦 (34.88% ) ;D .全程平坦 (18.6 % )。②界嵴的肌纤维可分深、浅两层 ,深层肌纤维纵行 ,与界嵴长轴平行 ;浅层纤维横行 ,仅见于界嵴的中、下部 ,深 浅层纤维之间互相联系。在界嵴各处可见P样细胞。③根据梳状肌的起止和走行 ,梳状肌可分为 3型 :汇聚型、网状型和混合型。结论　窦房结上、下及其深面借过渡纤维与界嵴的普通肌纤维相互联系 ,界嵴纤维可能与结间冲动传导有关。梳状肌走行方向的多样性 ,可能与临床上心脏电流传导的多向异性有关     

拥挤交通流当量排队长度变化率模型

为了描述拥挤交通流中车辆排队的演化规律,以基于二流理论建立的当量排队长度模型为依据,运用微积分方法,针对单车道路段和多车道路段分别推导出当量排队长度变化率模型,并利用VISSIM模拟数据对模型进行了验证.结果表明:当交通流处于拥挤状态时,当量排队长度变化率近似等于交通波波速;采样间隔内当量排队长度变化率与实际排队长度变化率接近,误差法和熵方法证明,采样间隔越大,两者越接近,因此,提出的模型可以定量描述拥挤交通流中车辆排队的演化速率.     

时间依赖型绿色车辆路径问题研究

城市配送系统中考虑交通拥堵和环境污染车辆路径问题的时间依赖性体现在：不同道路 拥堵程度下车辆运行速度不同,则不同出发时间对应的运输总时间也不同,导致运输成本和造成 的环境污染也有较大差异。因此,本文提出一个时间依赖型绿色车辆路径模型,通过优化运输路 径和出发时间降低运输成本、减少环境污染。模型的目标函数最小化包括油耗成本在内的运输 总成本,其中,车辆油耗的度量基于综合模式排放模型,其创新之处在于,定义了允许车辆在节点 处等待的情形,使车辆选择合适的时间出发以规避拥堵,即通过优化车辆路径以及路径上各节点 处的出发时间寻求成本最优的运输方案。本文提出嵌套遗传算法求解模型,外层遗传算法优化 路径,内层遗传算法优化路径上各节点处的车辆出发时间。并通过响应面分析法(RSM)调试算法 关键参数,得到适用于模型的最佳参数搭配,算法性能测试结果表明了本文算法的高效性。本文 基于污染-路径问题实验数据库进行数值实验,结果证明,允许车辆在客户处等待并选择合适时 间出发,可以在一定程度上降低燃油消耗和总成本。此外,目标函数中引入油耗要素,可以有效 降低决策方案的燃油消耗,减少环境污染。     

牵引电机悬挂参数对高速列车牵引传动部件振动特性的影响

基于车辆系统动力学理论建立包括柔性齿轮箱体与柔性轮对在内的刚柔耦合动力学模型，应用直接转矩控制理论建立了牵引电机控制模型，利用Simpack与Simulink联合仿真平台建立了机电耦合模型；考虑轮轨激励、车辆结构振动与谐波转矩等因素耦合作用，通过机电联合仿真对牵引传动部件振动特性进行了频谱分析，对牵引电机悬挂节点径向刚度、轴向刚度及阻尼在不同量级区间内的取值进行了研究。分析结果表明：在牵引电机谐波转矩和车轮多边形作用下，高速列车牵引传动部件出现较为明显的高频振动，牵引电机悬挂节点径向刚度为20～30 MN·m^-1时，牵引电机垂向振动达到极小值，齿轮箱体与牵引电机在6倍基波频率及车轮转频处振动加速度较小，且径向刚度较小时车辆安全性指标较优；牵引电机悬挂节点轴向刚度为4～6 MN·m^-1时，齿轮箱体与牵引电机受电机谐波转矩及车轮多边形高频激励的影响较小；牵引电机悬挂节点阻尼为0.1～40.0 kN·s·m^-1时，转向架部件振动有效值较小，阻尼的变化对车辆动力学指标的影响甚微，且车辆安全性及平稳性指标较优。     

Experimental investigation into low-velocity water entry of cylinder structure

The process of low-velocity water entry is utilized on a large scale for the military and engineering purposes. However, there are rarely systematic experimental investigations into the low-velocity water entry of cylinder structure for reference. In order to obtain typical phenomena and relevant laws, we design a set of experimental facilities with adjustable parameters and better repeatability to study this process with a high-speed photography system. The influences of cylinder radius, initial velocity and entry angle on the process of lowvelocity water entry are tested. Results show that six typical phases exist in this process: structure submersion,necking, cavity formation, cavity abscission, spray at the free surface and jet formation. Three factors mentioned above are key parameters and influence the process in different degrees, and some laws obtained in this paper have a reasonable agreement with the theoretical results. Our results provide references for the relevant numerical researches and engineering applications.     

水泥混凝土路面的板下压浆研究

板下压浆是利用压浆设备将水泥、粉煤灰与水等材料按一定比例配制成混合料,用以填充扳下的空隙与孔洞,使之与板下基层粗粒料形成一个不溶解的坚硬块体,起到稳固和封堵怍用。工程实践表明,采用压降技术处理板底脱空的方法经济可行、简便实用、效果明显。     

沙质海床形态变化对波浪变形影响的试验

利用水槽试验模拟浅海沙床进行试验,观察波浪和沙床互相作用及其对各自形态变化的影响。通过数据采集及定义两个参数K1（波高变化率）和Kz（沙坝高宽比）的数据处理方法,研究试验现象发生的原因并归纳出规律。试验中海床模型由中值粒径为0．47mm的原型沙铺设而成,坡度为1：20。研究结果表明：波浪在斜坡上的传播受到斜坡高程变化的影响。波浪传播距岸越近,斜坡高程越高,波高越大,同时波峰变尖,波谷坦化。在波浪作用下,底床形成沙纹和沙坝,沙纹和沙坝床面形态的不规则性将对波浪上爬产生一定的阻力,导致平均波高在破碎前减小,最大平均波高发生位置移动,相对波高变化率K1和沙坝高宽比K2之间成正比关系。