摘要：在煤矿开采过程中伴随大量的呼吸性粉尘产生,严重危害工人健康。喷雾技术作为应用最为广泛的降尘技术,具高效、清洁等优点,但现有的喷雾技术对呼吸性粉尘的捕获能力不强,雾化效率低。为解决该问题,研发了超音速同轴气动雾化技术。通过实验和数值模拟的方法对该技术的雾化特性进行了研究,并基于自行设计的降尘实验平台对比了超音速汲水虹吸气动雾化降尘技术与超音速同轴气动雾化降尘技术的降尘特性。同时通过2种技术的隔尘对比实验揭示了粉尘在超音速动力微雾幕作用下的沿程沉降机理。结果表明:在不同气动压力下,超音速同轴雾化降尘装置所采用的同轴探针注水方式大幅降低了探针结构对超音速流场能量的损耗,显著提高了雾化效率,产生了大量11μm以下、空间分布均匀的高速雾滴群,与虹吸雾化装置相比,粒径减小了12%~50%,在喷雾流场中形成了大范围高速细雾区域。雾滴场与粉尘场的耦合效果,可以由粉尘的瞬时分散度表征,并由雾滴场特性的分布特征决定。不同时刻,各个粒径区间的分级降尘效率的变化趋势不同,在不同压力下对总的降尘效率的贡献不同。超音速同轴雾化技术产生的大范围高速细雾易于捕集呼吸性粉尘,PM0~PM2.5的分级效率在75%以上,最高可达90%。压力的增大使高速细雾范围增大,有利于对微细颗粒的捕集。含尘气流在有限空间运移过程中粉尘在超音速动力微雾幕作用下的沿程沉降过程可划分为雾滴捕尘区、凝并沉降区、蒸发逃逸区。在不同区域雾滴与粉尘不同的行为与浓度分布,是受到喷雾气流及气载风流曳力运移,高速微雾碰撞捕捉、雾滴凝并沉降、雾滴蒸发失重作用的结果。

摘要：大坝监测点数量众多、分布无序,传统监控方法难以描述监测点之间的空间关系和结构机理关联特性。针对此问题,本文提出一种基于知识图谱的大坝安全智能监控预警方法。首先,参照知识图谱要素特征,明确大坝监测点命名规则、拟定监测点空间相邻关系和数据序列相似关系的判定规则、提取监测点的内在属性特征,提出大坝安全监控知识体系;其次,以Neo4j图数据库为基底,采用网状图结构描述监测点的复杂关系和内部特征,构建大坝安全监控知识图谱;然后,基于图数据库知识引导和多级关系查询能力,建立监测点的关联响应机制,将异常监测点识别出来并划分为不同异常测点组,明确各异常测点组之间的结构机理关联特性;进一步,提出多测点聚集度概念并构建异常测点组的空间影响区域算法,并以坝体的异常影响区域为核心计算大坝运行性态分数,从大坝整体结构层面进行综合监控预警;最后,以一座混凝土重力坝的部分坝段为例,验证所提出方法的可行性。研究表明:该方法充分利用知识图谱在信息融合、类脑推理方面的优势,将大坝监测点整合成数据网络进行统一分析,提出异常监测点的结构影响区域概念,并以此为依据对大坝安全进行评判,在综合考虑监测点数量、空间分布、结构机理关联特性情况下实现多测点大坝安全监控预警。

摘要：为了充分利用土岩组合地层中下伏的花岗岩坚硬特性,节约施工成本和缩短施工周期,采用均匀试验方法设计不同的分节开挖高度、锚索/锚筋桩倾角、地连墙前平台预留宽度和地连墙墙体嵌固深度,再通过有限元模拟软件ABAQUS建立二维弹塑性有限元数值模型,对不同试验方案的计算结果进行对比分析。研究结果表明:基坑分节开挖高度和地连墙墙体的嵌岩深度对深大圆形竖井吊脚墙支护结构的内力和变形影响显著。研究结果可为该类型的地连墙支护结构设计提供参考。

摘要：仿生超滑涂层因具有优异的拒液性、自愈性和高压稳定性,在防污、抗黏附和防结冰等应用领域受到广泛关注。将润滑油注入多孔基体获得的注液超滑涂层或在光滑平面接枝润滑分子获得的类液体超滑涂层均可获得上述优异性能。然而,超滑涂层面临润滑层易损耗、机械稳定性不足等问题,在实际应用中仍存在一定局限性。该文在总结注液超滑表面仿生设计原理的基础上,详细介绍了注液超滑涂层和类液体超滑涂层的特点与研究进展,并指出当前面临的问题。此外,从高可靠性、长寿命超滑涂层的优化设计制造角度,评述了超滑涂层的发展趋势。

摘要：为研究不同工况下小型堆核主泵内部流动情况,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟与试验相结合的方法,选取4种工况(0.6 Q d,0.8 Q d,1.0 Q d与1.2 Q d)进行内部流动特性分析,并选取具有典型意义的出口中心截面,以三维速度流线、速度分布云图、涡量分布云图等形式,对比考察了不同流量工况条件下泵内部流动规律及其变化趋势.通过分析叶轮与导叶之间的通道回转面压力、速度分布云图以及叶轮叶片与导叶叶片的叶片压力载荷曲线,解析了叶轮和导叶内部的流动分布和能量转换机制,从而为小型堆核主泵的水力优化设计提供直观认识.研究结果表明:在设计流量工况1.0 Q d下,小型堆核主泵内部流线平顺稳定,叶片工作面与背面压力载荷较稳定;在小流量工况0.6 Q d和0.8 Q d下,叶轮叶片上高压区增大;在大流量工况1.2 Q d运行时,泵内压力分布变化较大;试验结果与数值计算结果的一致性进一步验证了计算模型的准确性.研究结果不仅阐释了小型堆核主泵内部的流动特性,而且为小型堆核主泵的设计提供了一定的理论依据和应用指导.

摘要：为了解决传统联邦蒸馏中由数据异质造成的知识误导现象,针对医疗对话文本生成这种复杂任务,提出了一种通过动态知识融合和客户端选择进行蒸馏的模型FedKS,对知识的积累和传递进行更加精细的建模.首先,在联邦学习中设计了一种有效的知识聚合机制.其次,针对存在误导知识这一问题,提出了一种基于阈值的方法来优化每个客户端的本地模型更新选择.通过计算各客户端对全局模型性能的增益,决定是否采用知识蒸馏后的本地模型.FedKS模型可以有效解决由于误导知识导致的局部模型性能下降问题,从而实现高效的知识聚合和传递.基于多个数据集的实验表明,FedKS模型比现有基线模型训练收敛速度更快,性能更优异,并能够支持异质模型.

摘要：以高速列车非动力车轴为研究对象,基于车辆轨道刚柔耦合动力学模型、材料力学分析方法、SWT疲劳损伤模型和Miner损伤累计理论,通过计算正常车轮与扁疤车轮作用下的动力学行为和应力应变响应特点,分析车轮扁疤对车轴疲劳损伤的影响。研究结果表明:在车轮扁疤的作用下,轮轨力和轴箱振动加速度的幅值均会显著提升,但一系悬挂垂向力由于垂向减振器的作用导致车轮扁疤对其影响较小;在车辆运行过程中,随着轮对的周期性转动,车轴疲劳损伤在不同滚动周期内的波动较为剧烈,具有正态分布的特点;车轮扁疤的存在会加剧车轴的疲劳损伤,使其服役寿命急剧降低。因此,在车轴的设计阶段,需要考虑扁疤等轮轨缺陷对车轴服役寿命的影响。

摘要：针对城市污水处理膜污染难以精准决策的问题,提出一种基于知识模糊迁徙的膜污染决策方法。首先,结合城市污水处理运行过程数据和运行经验,利用模糊规则的形式实现膜污染决策知识的表达;其次,提出一种知识重构机制(knowledge reconstruction mechanism,KRM),动态平衡源域与目标域之间的准确性和多样性,并采用知识迁徙的方法完成决策知识重构;最后,建立一种基于数据和知识驱动的区间二型模糊神经网络(data-knowledge-driven interval type-2 fuzzy neural network,DK-IT2FNN)的决策模型,利用模糊规则设计模型参数,采用迁徙梯度下降算法动态调整网络权值,提高决策精度。实验结果表明,该模型能够实现膜污染的精准决策。

摘要：混合储能具有良好的功率可控特性,在孤岛微网中常被用作功率缓冲器,补偿分布式电源和负荷多变的功率潮流.围绕储能的功率响应问题,本文设计了混合储能的功率控制方案,并提出了一种基于多目标协调的子单元功率自适应分配方法.首先基于对母线功率供求平衡关系的分析,设计了主从并联型储能功率控制方案.其次利用积分器的“时空调零”特性,实现了子单元的功率自主分配;基于此,考虑了不同荷电状态(SOC)下储能最大充放电功率的差异,设计了子单元的SOC分层管理和多目标功率协调策略.仿真结果表明,所提策略实现的功率分配效果满足子单元的功率响应特性;随着超级电容SOCscn偏移加深,所提策略对SOCscn的优化能力越强,初始SOCscn为97%时能提高10.10%的优化性能,这保障了超级电容作为电压源的功率输出能力;所提策略降低了超级电容常态下的蓄电池的输出深度,蓄电池的最大功率深度降低了46.70%,这提高了蓄电池的使用寿命.

摘要：血泵中剪切应力超过阈值时红细胞会被破坏,进而引发患者出现溶血。离心式血泵叶轮结构设计对血泵的水力特性及溶血特性有着显著影响。基于此,本文采用多相流方法对离心式血泵进行数值模拟,探究了具有不同叶片数量及偏转角叶轮形式血泵的性能,分析了血泵的流场特性、水力性能以及溶血性能。数值模拟结果表明:血泵主要在叶轮及隔舌处出现了红细胞集聚现象及较大的切应力,导致此处溶血急剧增加;在一定范围内增加叶片数会提升血泵水力性能,同时也会增加溶血风险;增加叶片偏转角有助于提升血泵溶血性能,在叶片数较多时更为明显。本文研究结果可为离心式血泵的结构改进及性能改善提供参考。