水下近场爆炸双层防护结构抗爆能力的数值模拟分析

同步考虑水下近场爆炸冲击波载荷与气泡射流载荷的作用,综合分析双层防护结构型式及尺度对其抗爆能力的影响,可为双层防护结构的抗爆设计提供直接技术支持。采用基于欧拉法的气泡动力学程序模拟气泡的近壁脉动过程,基于能量等效原则,将射流水柱对结构的冲击简化为等效的射流载荷,通过编制MSC.Dytran软件子程序,在冲击波数值模拟阶段后自动添加等效射流载荷,实现更接近实际情况的双层防护结构遭受水下近场爆炸过程的数值模拟。以内壳单位板厚变形能表征双层防护结构的抗爆能力强弱,通过改变结构型式与尺寸参数,对不同支撑结构板厚、内壳板厚和内外壳间距下结构的抗爆能力进行批量计算,以结构总重和抗爆能力为双重目标,借鉴多目标优化思想,得到双层结构抗爆能力的最优解集。计算结果表明: 当内外壳厚度及其间距一定时,存在最佳支撑结构板厚;在同等结构重量情况下,Y型双层结构能提供更强的抗爆能力。

     

基于驾驶员心率变化的山区旅游公路线形安全性研究

为研究山区旅游公路密集复杂线形及突破规范极限值的部分线形带来的行车安全问题,选用多名驾驶员进行实车实验,采集行车过程中驾驶员的心率增长率N,路线线形指标(纵坡坡度i,圆曲线半径r)和运行速度v等数据,运用SPSS和Matlab软件分析i,r,v对心率增长率的影响规律,建立N(i),N(r),N(i,r,v)关系模型.实验结果表明,随着半径减小、纵坡增大,心率增长率整体上升,大部分心率增长率在25% ~45% 之间,且速度对心率增长率的影响高于半径和纵坡;建议山区旅游公路圆曲线极限最小半径≥20 m,最大纵坡≤8.5%,圆曲线半径≤15 m时,限速值不应超过20 km/h.根据心率增长率及速度差等指标,提出敏感路段具有的特征,及敏感路段应采取的限速值和安全防护措施.     

动车低速脱轨的动态响应

在动车轴箱下方安装防护装置, 进行线路低速脱轨试验。车辆借助脱轨器完成脱轨, 利用应变片、加速度和位移传感器采集脱轨车辆的动态响应, 采用高速摄像仪和视频摄像仪分别记录了脱轨车辆的运动姿态。基于试验数据, 评估了脱轨条件下钢轨抗倾翻能力, 验证了脱轨安全防护装置的性能, 分析了动车脱轨后的动态响应和脱轨速度、车辆质量和线路对动态响应的影响。试验结果表明: 当动车低速脱轨时, 防护装置撞击钢轨的最大横向力为177.18kN, 小于钢轨横向抵抗力510.00kN, 因此, 脱轨安全防护装置可以扣住钢轨外侧, 有效限制脱轨车辆的横向移动。车辆的脱轨过程分为惰行、轨上运动、落地和路基滑行4个阶段, 各阶段的动态响应均随脱轨速度和车辆质量的增大而增大。当动车脱轨速度为22km·h^-1时, CRTSⅡ型双块式无砟轨道的脱轨距离约为15.80m, CRTSⅠ型板式无砟轨道的脱轨距离约为20.87m, 因此, CRTSⅡ型双块式无砟轨道的轨枕可以起到减速带的作用, 减小脱轨距离。     

铁路枢纽内快运班列车流组织的鲁棒优化研究

针对当前生产运营中较少考虑货运站点货物需求不确定性以及客户对货物运到期限的要求,设计双层时空服务网络描述枢纽内快运班列车流组织过程.该网络分为货源层和编组层,货源层中带有方向别的车流选择延迟弧或运输弧在相应时段到达编组层中的编组站.同时考虑编组站办理方向总数和车流组织基本约束,构建了铁路枢纽内快运班列车流组织鲁棒优化模型(CR),使用IBMILOG Cplex软件对模型进行精确求解.通过算例和大规模测试进行验证分析,结果表明,当ω=0.03时,鲁棒模型的目标函数值比随机优化模型(CS)的目标函数值降低5.10%,发送车数提高5.66%,最长求解时间为82 s,鲁棒性强于随机优化模型.虽然确定性模型(CD)在—些情景下可以获得较优的解,但是在需求不确定的条件下,确定性模型目标函数值要差于随机优化模型和鲁棒模型.当枢纽内货运站点数设为50时,时空网络服务弧段数达317,模型的求解时间为1 375.4 s,在可以接受的时间范围内.     

基于组合赋权-改进TOPSIS法的城市慢行三网融合评价方法

为解决城市绿道、滨水道路、市政慢行道路等城市慢行系统相互独立、衔接不畅的问题,针对现有研究缺乏三网融合水平评价的现状,研究了基于组合赋权-改进TOPSIS模型的三网融合评价方法。传统的TOP-SIS法采用理想解计算贴近度,没有考虑到异常值与实际情况,故运用基于高斯分布的离群点检测法处理极端异常值,建立了1个综合考虑三网融合水平的评价模型。以往路网评价通常是针对单个对象进行研究,而未考虑多个对象融合情况,因此在构建评价指标体系的过程中,根据三网融合因素、慢行道路网络出行特点、居民出行便利性等,并结合实地调查,选取网络连通性、可达性等相关的13个指标。为了避免单一赋权产生的偏重性,本文建立权重组合优化模型使层次分析法和熵权法确定的主客观权重与组合权重的偏离程度最小。本研究以朝阳区慢行系统网络为例进行验证分析,根据位置和功能,将其分成21个绿道段,得到21个评价对象的三网融合情况和综合排名。结果表明：相较于以往的慢行评价方法和经典的评价方法,该改进模型贴近度标准差为0.278,具有更好的区分度,能够更准确地识别影响三网融合程度的主要因素,并根据各个指标权重做出针对性的优化工作。该评价方法可作为提升绿道、滨水道路与市政慢行道路衔接效果的优化指导方法,促进三网融合与慢行道路网络优化。     

螺旋桨毂帽鳍节能性能的数值模拟

毂帽鳍作为一种新型的船用节能装置,合理地安排其在桨后的位置,能明显提升螺旋桨的推进效率,因此,有必要对毂帽鳍的节能效果进行研究。采用计算流体动力学方法,对毂帽鳍的敞水性能进行模拟。通过改变鳍叶在桨后的各个参数,分析其尾流的变化,以及各重要剖面处的压力分布等情况。模拟结果表明：鳍叶的不同安装角位置对桨的效率变化有明显的影响,而轴向位置的改变则对其效率的提高影响不大。通过观察尾流分布及压力分布图,可以直观地看出鳍叶的主要功效是产生与螺旋桨转向相同的扭矩,同时使尾流速度降低从而削弱乃至消除毂涡。     

城市道路环境中驾驶员眼动行为特征

在真实城市道路环境中进行实车试验,运用EyeLink Ⅱ型眼动仪对驾驶员眼睛运动进行了监测记录,统计分析了眼动行为的5个主要表征参数.结果表明:在城市交通环境中,驾驶员大约80%的单次注视持续时间在0~300 ms之间,73.5%的扫视幅度小于3°,85%以上的扫视速度在0~100°/s之间;驾驶员的水平注视位置以中部区域为主,但更多关注左侧交通流和交通设施,垂直注视位置以中部偏下区域为主,主要关注车辆前方中近距离;驾驶员单次注视持续时间呈近似对数正态分布,扫视幅度呈近似指数分布,扫视速度呈近似对数正态分布.     

基于CS-SD的车载环境下实时行人检测模型

针对车辆辅助驾驶系统中行人检测的实时性问题, 提出一种基于路面边缘线标定结合显著性纹理检测(CS-SD) 的算法和定位方向梯度直方图(L-HOG) 的行人检测模型, 应用CS-SD算法替代穷尽搜索快速标定图像中的行人区域, 应用L-HOG快速提取行人特征, 并采用附加核心的支持向量机(AK-SVM) 进行高效目标分类。分析结果表明: 在个人计算机上对包含832个行人的500幅图像进行检测时, 模型正确检测720个行人, 检测率为86.5%, 误检率为4.1%, 检测时间为39ms; 在基于BF609的车载行人检测系统上对包含988个行人的48 400幅图像进行检测时, 模型正确检测861个行人, 漏检127个行人, 误检13个行人, 检测速度为20fps。可见, 提出的行人检测模型在不降低检测率的前提下, 可以达到满意的检测速度, 并且可以用于实时行人检测车载设备。     

新自适应方式双倍体遗传算法求解作业车间调度问题

综合了双倍体遗传算法和自适应遗传算法的优点,提出了一种基于新自适应方式的双倍体遗传算法.该算法利用双倍体遗传算法良好的记忆及环境适应特性来保持个体的多样性,同时引入黄金分割率的自适应公式来快速寻找最佳自适应点.经理论分析和试验结果表明,该算法在寻优能力上具有明显优势,能够显著提高搜索效率,改进收敛性能.     

温度与振动耦合作用下青藏铁路路基沉降可靠性分析

为探究青藏铁路多年冻土区路基不均匀沉降变形趋势规律的工程问题,定量研究环境温度和行车振动耦合作用对路基沉降变形所产生的影响。基于青藏铁路沿线590个测点近118个月现场检测数据进行计算分析,以环境温度、行车振动应力、时间为输入变量,路基沉降值为输出数据,建立路基沉降变形规律的多元线性回归模型。通过对回归模型的统计分析,推导出路基沉降变形预测值的分布形式。在既定失效阈值和随机失效阈值情况下,分别给出青藏铁路路基可靠性评价计算方法,并计算出青藏铁路未来50 a行车安全可靠度预测值。研究结果表明：线性回归模型拟合优度显著,路基高度沉降幅值与外界气温、行车振动应力、时间均呈负相关,与实际工况相符。环境温度引发路基冻胀融沉现象,长期动力荷载以及时间作用下的累积变形产生路基沉陷,均对路基可靠性产生削弱作用。工程养护可着眼于适当的增强路基土的冻结能力,发生严重病害时实行列车减速减重。研究成果可为高原地带多年冻土区路基养护提供参考依据。