摘要：针对西北地区损伤混凝土的复杂服役环境,采用硅粉取代率、水玻璃取代率、玄武岩纤维掺量以及UEA膨胀剂取代率为考察因素进行修补混凝土正交试验方案设计。基于流动性、力学性能和体积稳定性这三个评价性能,按照重要性排序引入了12个具体试验指标(即3 d、7 d和28 d抗压强度,1 d、3 d、7 d、14 d、28 d、45 d、60 d和90 d膨胀率以及塌落度),进行测试。对于试验结果,建立了离差最大化-灰色关联体系进行修补混凝土配合比综合评价,优选出了一种流动性好、早期强度高且后期强度发展好的微膨胀修补混凝土配合比X4(A_(2)B_(1)C_(2)D_(3))。此外,该综合评价体系能够科学、合理地反映评价者对指标重要性的主观意见与实际试验的客观性,可用于多因素、多动态指标下混凝土配合比的优选与综合评价。

摘要：为了实现具有恒压特性的双线圈无线电能传输(WPT)系统中补偿网络的优化设计,该文在变压器T网络模型基础上定义等效耦合系数kr与等效变比n1,为双线圈WPT系统的高阶补偿网络设计与分析提供一种新方法。首先建立变压器T网络等效模型,给出具有恒压特性的串联-串联(S-S)型双线圈WPT系统元件参数表达式。其次结合等效耦合系数与等效变比,提出具有可变增益恒压特性的串联/并联-串联(SP-S)型与串联/并联-串联/并联(SP-PS)型双线圈WPT系统的补偿网络参数确定的新方法。在此基础上,考虑寄生电阻对系统传输特性的直接影响,以WPT系统的电压增益稳定性与传输效率为指标,得出不同等效参数下传输特性表达式,推导出在线圈偏移情况下最佳等效参数kr与n1的表达式,为WPT系统的补偿网络的优化设计提供理论依据。最终通过实物实验验证所提系统的恒压输出特性及其参数设计方法的正确性和有效性。

摘要：混凝土结构损伤的早期预警与精准量化是土木工程结构健康监测领域的热点。提出了一种基于嵌入式传感技术的混凝土结构概率损伤成像方法,通过对混凝土材料中骨料、砂浆基体以及界面过渡区的二维细观有限元建模,揭示了探测应力波在不均匀性混凝土材料及损伤界面的传播机制。结合传感器阵列的损伤可视化机理,设计了一种嵌入式压电传感器阵列模块,为精准量化混凝土损伤,结合概率损伤成像方法,通过基线相减法和希尔伯特变换从探测信号中提取损伤散射波的传播时间信息,引入累积分布函数,实现对混凝土损伤区域的可视化重构。试验结果表明,嵌入式传感模块可实现对混凝土结构的三维损伤成像,且识别出损伤中心位置与真实损伤中心位置在二维投影面上的误差为1.0 cm,验证了该方法对混凝土损伤感知的有效性与准确性。相比于现有嵌入式稀疏分布传感器,多传感单元集成的阵列模块可明显提升对混凝土局部损伤的探知能力,同时降低传感器系统在服役期的运维成本。

摘要：相场法可以自动捕捉裂纹的萌生和演化,因此在模拟复合材料的复杂失效行为时具有明显优势。为区分纤维增强复合材料(Fiber-reinforced composites,FRC)中存在的不同断裂模式,采用双相场断裂模型来分别表征基体和纤维的损伤演化。同时采用相场变量作为误差指标,在各向异性的双相场模型中引入了基于四叉树分解的网格自适应细化策略。设计并开发了相应的Matlab程序,研究了单向及变刚度纤维增强复合材料单层板在拉伸位移载荷下的断裂行为。计算结果表明:采用基于自适应算法的各向异性双相场模型所得到的数值计算结果与试验结果吻合良好;自适应双相场模型能在保证较高计算精度的同时,配合序参量的演化准确地在裂纹路径上进行网格自动加密,简化网格前处理过程,减少网格数量,降低计算成本,提高计算效率。

摘要：针对船舶远程驾驶场景下的人机目标非一致性问题,本文设计了系统人主机辅的运行模式,提出一种主从博弈框架下的共享控制方法,将船舶协同避碰转向任务中的人机交互作用描述为完全信息条件下的非合作博弈关系,通过构造驾驶员和共驾控制器的状态空间推导主从博弈的Stackelberg微分对策,使用Fan-GFlicksberg不动点定理证明纳什均衡解的存在性与唯一性。根据驾驶风格和操纵技能预分配驾驶权重,基于模型预测控制方法设计轨迹跟踪器,采取反馈校正方式在有限时域内滚动优化,综合考虑船舶安全航行边界、碰撞风险和人机冲突程度在线进行调节。选取船舶横向偏移误差和驾驶员操作负荷等评价指标,在内河操纵环境下验证了方法的有效性。仿真结果表明:本文所提出的主从博弈控制方法能够为具备不同驾驶风格和操纵技能的作业人员提供个性化辅助,当驾驶员和共驾控制器发生意图冲突时,根据航行风险对预分配权重进行调节,在确保航行安全的前提下使船舶尽可能满足驾驶员的操纵意图。

摘要：为了探寻天然原肌球蛋白的可替代物作为诊断和治疗虾类过敏的基础材料,本研究从河虾中提取总RNA,利用cDNA末端快速扩增技术克隆河虾过敏原原肌球蛋白基因的全长序列。以此序列设计表达引物,构建表达载体,最后通过异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导表达重组原肌球蛋白。结果显示,河虾的原肌球蛋白基因cDNA序列全长1658 bp,开放阅读框855 bp,编码284个氨基酸,预测蛋白等电点4.70,预测分子质量32.8 kDa。河虾原肌球蛋白cDNA序列已上传至GenBank数据库,登录号为OP974621。本研究成功构建河虾原肌球蛋白重组表达质粒pET-30a-TM,并用IPTG进行体外诱导表达,最佳诱导条件为IPTG浓度1 mmol/L、37℃诱导4 h。可溶性分析结果表明重组原肌球蛋白主要以可溶性形式存在于细胞破碎液的上清液中,分子质量约38 kDa。

摘要：给出了一类加工需要额外资源的平行机调度问题的精确算法。针对在平行机上加工的工件,除需要机器资源外,还需要一个单位额外资源的问题,考虑额外资源的种类和数量有限,以给出问题的最优调度使工件的完工时间最小为目标。该问题源于地球观测卫星的数据下载,在智能制造和信息处理等领域亦有广泛应用。给出了该问题的整数规划模型、最优解下界和分支定界算法;给出了一种有效的分支策略以避免重复分支,设计了相应的定界方法以提高算法的收敛速度。通过小规模实例和大量的数值仿真实验,验证了算法的正确性和在不同参数配置下的有效性。

摘要：油气藏改造过程中的压裂泵注具有工艺复杂多变、过程不可逆、高风险等特点，需要及时准确地进行决策调控，进而提升压裂改造效果。目前决策方式主要以压裂设计泵注程序为基础，人为调控泵注参数。随着人工智能技术的发展，构建压裂泵注智能决策系统、实现自主决策已成为可能。为此，在综述国内外压裂泵注决策研究现状的基础上，提出了基于强化学习理论的压裂泵注智能决策设计理念，并探讨了实现路径。研究结果表明：(1)压裂泵注智能决策系统的核心是泵注决策智能体，由其自主决策泵注程序和优化参数，同时将决策动作传递给地面装备，构成闭环调控，实现泵注过程“自动驾驶”；(2)基于强化学习理论的压裂泵注智能决策设计理念，即以强化学习为核心，以压裂大数据为基础，以机理模型认识和专家先验知识为约束，构建压裂仿真环境，训练泵注决策智能体，可以实现泵注参数实时优化决策与地面装备闭环调控；(3)压裂泵注智能决策系统主要通过压裂工况自主判识、裂缝扩展动态感知与风险预警、压裂泵注参数优化决策、地面装备自主调控、压裂泵注数字孪生等技术实现系统功能。结论认为，基于强化学习理论的压裂泵注智能决策设计理念，有望为加快压裂泵注智能化进程提供有益参考，有助于油气的高效开发。

摘要：气候变化和高强度人类活动影响下,基于平稳性假设的传统方法难以准确描述非平稳时间序列的演变规律。本文基于黄河流域1960—2020年逐月气象资料,采用自适应噪声完备集合经验模态分解法和游程理论提取标准化降水蒸散指数的重构干旱特征,结合Pettitt法和旋转经验正交函数研究非平稳气象干旱时空特征。结果表明,多时间尺度黄河流域气象干旱均呈现显著性增强趋势,且各时间尺度标准化降水蒸散指数序列均于1996年发生显著变化。考虑非平稳性的重构干旱特征时间上呈现出更为显著的季节性变化,空间上更符合流域实际情况。研究结果对厘清非平稳气象干旱时空演变规律具有重要意义,可为黄河流域防旱抗旱提供科学依据。

摘要：为了探究两个品种哈密瓜果实在低温贮藏过程中脯氨酸代谢的变化,本实验以‘西周密25号’以及‘伽师瓜’哈密瓜为原料,经24 h预冷后放置在(3.0±0.5)℃的机械冷库中贮藏,每7 d取样一次,取6次,共计42 d。观察记录两个品种哈密瓜果实低温贮藏期间的冷害症状,测定冷害指数、游离脯氨酸含量及脯氨酸代谢相关指标。结果表明:‘伽师瓜’的冷害症状明显轻于‘西周密25号’,随着贮藏时间的延长,两个品种哈密瓜果实脯氨酸含量、Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(Δ1-pyrrolidine-5-carboxylicacidsynthase,P5CS)活性、鸟氨酸转氨酶(ornithine transaminase,OAT)活性及其基因相对表达量均明显升高,其中‘伽师瓜’贮藏期间以上指标总体显著高于‘西周密25号’,脯氨酸脱氢酶(proline dehydrogenase,ProDH)活性及其基因相对表达量降低,说明在两个品种哈密瓜果实受到低温胁迫时,均能通过提高脯氨酸含量以及脯氨酸合成关键酶P5CS、OAT活性,降低脯氨酸降解关键酶ProDH活性,抵御外界低温环境带来的伤害。经代谢组学研究发现,随着果实冷害加剧,‘西周密25号’果实的氨基酸含量下降,而‘伽师瓜’果实的氨基酸含量则呈上升趋势。此外,对哈密瓜果实脯氨酸代谢途径中的关键基因CmP5CS进行设计合成全基因序列,发现哈密瓜CmP5CS与甜瓜(LOC103485529)P5CS的亲缘性最近,表明哈密瓜CmP5CS基因在功能上与甜瓜类似。