摘要：采用拓扑优化进行工程设计受到广泛关注,引入考虑破损-安全的基于ICM和对偶模型的连续体结构拓扑优化方法,对混凝土空箱结构进行优化设计。首先基于ICM和对偶模型建立拓扑优化数学模型,对混凝土结构进行拓扑优化设计;然后制作拓扑优化后的混凝土空箱结构试件,对单轴压缩过程中的应变进行测量,并开展空箱试件的数值模拟分析。物理试验与数值模拟结果对比分析表明,拓扑结构应变行为和荷载应变密度变化规律基本一致,该拓扑优化方法能够在有效避免最优构型的结构频率敏感于局部破损的前提下有效减小混凝土体积,达到节省工程建设投资的目的。

摘要：轴(贯)流泵机组在中国南水北调、“一带一路”等泵站群建设中运用广泛.为了研究大型轴流泵不同运行工况下流体激励力对机组振动的影响,采用CFX和Mechanical联合实现轴流泵叶片非定常应力的流固耦合计算模拟.流场计算基于RANS方法的N-S方程,结构计算采用弹性结构力学方程,使用任意拉格朗日-欧拉ALE法求解,得到了轴流泵转子变形、应力分布及模态特征.研究结果表明,叶频与压力波动频率一致,叶轮旋转是造成压力脉动的主要原因;叶片的最大变形出现在叶片轮缘处,叶片最大应力出现在叶片与轮毂连接处;在叶轮0.6~1.4倍额定转速内,难以找到转子各阶固有频率与叶频及其倍频均保持一定差值的合理转速,但在忽略次要共振可能性后,存在最优转速以达到固有频率和各阶主频的合理差值.

摘要：混凝土坝的变形对环境荷载的反馈存在一定的滞后性,从而导致混凝土坝的变形具有较强的时效性。为了模拟环境荷载对大坝变形的时间效应,采用了双向长短时记忆智能学习算法(BiLSTM)对大坝变形进行双向学习预测。同时为了提高BiLSTM算法的计算精度,采用了变分模态分解算法(VMD)对变形序列进行模态分解以得到规律性较好的变形分量。通过BiLSTM训练各分量的映射网络,以此计算得到了各变形分量的预测值,将各分量的预测值相加得到了大坝变形的预测值。为了加强预测模型的自适应学习能力和模型的鲁棒性,采用天牛群优化算法(BSO)对模型进行了全局优化,从而构建了基于BSO优化的VMD-BiLSTM混凝土坝变形智能预测模型。结合工程案例可知,该变形预测模型的平均绝对百分比误差(MAPE)为3.41%,其精度水平能够满足大坝变形安全监控的需要,并且较VMD-BSO-LSTM、BSO-BiLSTM和BiLSTM模型,其MAPE相应降低了1.35%、2.11%和4.02%,显著地提高了预测精度。

摘要：【目的】为研究不同数字高程模型(DEM)在平原区提取河网时的适用性,【方法】收集ALOS DEM、ASTER GDEM、SRTM DEM 3种DEM数据源,选择7个代表性平原河网流域进行研究。通过河网套合差计算,分析各DEM在平原流域的河网提取精度。【结果】结果显示:各个DEM数据在地势较平坦区、湖泊区和城市区提取河网结果均存在较大误差;基于ALOS DEM提取的数字河网精度最高;使用Arc Hydro Tools的DEM修正功能,可明显提高数字河网的精度,修正后套合差均小于3%;ASTER GDEM在丘陵区的精度高于SRTM DEM,SRTM DEM在湖泊、农田、城市等地形情况下精度高于ASTER GDEM;ALOS DEM提取河网的最佳集水面积阈值为50000,ASTER GDEM最佳集水面积阈值则为20000,SRTM DEM提取河网的最佳集水面积阈值则为5000。【结论】研究选取多源DEM,从多角度分析提取数字河网的影响,可以为平原区数字河网提取提供参考。

摘要：为优化里下河水网区的排涝工程布局,需考虑腹部洼地与关联涝区的暴雨遭遇关系。基于Copula函数构建不同涝区间的降雨频率的联合分布,计算分析暴雨遭遇概率。结果表明,构造腹部区和斗北区降雨频率的皮尔逊Ⅲ型边缘分布,采用Frank Copula函数拟合建立其二维联合分布,能方便地计算指定历时和重现期暴雨的遭遇概率;结合实况降雨的时程和频率分析,表明2个涝区发生超设计标准暴雨的风险很小,当腹部区发生超设计排涝标准暴雨时,斗北区遭遇超设计防洪标准暴雨的概率仍较低。研究结果表明在斗北区新辟排涝通道方案是可行的。

摘要：为客观评估太湖水补水对蠡湖透明度改善效果的影响,由实测资料分析得出了适用于蠡湖的水体透明度(SD)与悬浮物(SS)浓度、叶绿素a(Chla)浓度的相关关系,并利用MIKE 21构建了蠡湖水动力-水质耦合模型,经验证模型精度良好,可用于模拟计算;以南部长广溪节制闸及西部五里湖节制闸进水两种典型补水方案为例,分析了蠡湖水体透明度的改善效果。计算结果表明:两种方案均可将蠡湖平均透明度提升至0.8 m以上;南部补水方案使全湖平均透明度提高了0.5 m,好于西部补水方案;适当加大东部出口的出流量可以提高水体透明度的改善效果;补水会导致局部区域悬浮物浓度增加,在补水总流量固定的条件下,适当调控出口流量分配可以有效改善蠡湖水体透明度。

摘要：采用钢筋混凝土有限单元法研究土体和混凝土非线性对地基梁弯矩的影响。通过对土体和混凝土为线性和非线性4种不同计算模式,指出在考虑混凝土与土体为非线性时,其弯矩明显小于当混凝土与土体均假定为线性时的弯矩。要正确计算地基梁弯矩应同时考虑混凝土与土体的非线性,如不能同时考虑混凝土与土体的非线性,则在计算刚性地基梁时至少应考虑土体非线性,而计算柔性地基梁时则至少应考虑混凝土非线性,此时钢筋用量对设计荷载作用下的弯矩影响不大。此外,给出柔性地基梁弯矩折减系数β的计算公式,该系数定义为考虑混凝土非线性时的弯矩与郭氏表弯矩的比值,利用该系数可方便地由郭氏表弯矩得到考虑混凝土非线性时的弯矩。

摘要：点云滤波是实现地面点与非地面点分离,获取最真实地面点云的重要处理手段,是进行公路边坡点云灾害识别的基础.为了克服传统点云滤波算法在边坡场景下处理速度慢、结果精度低和误差大等问题,提出了基于多平面分割和矩阵变换的航摄边坡点云滤波算法.该方法首先利用基于曲率的区域生长算法对边坡进行多平面分割,得到多个边坡子点云;其次拟合得到边坡子点云平面模型,再利用旋转矩阵将边坡子点云进行空间转换至水平面;然后通过模拟布料下沉并设置距离阈值分离出非地面点;最后再次利用旋转矩阵的逆矩阵进行空间位置还原,进而得到滤波后的边坡点云.利用精细贴近仿地航线设计方法获取高精度点云模型以在不同的边坡场景下进行算法测试,并与其他传统滤波算法结果进行对比,结果表明:在所有的试验中,本文算法的总误差分别为7.11%、4.15%、1.45%、4.41%,在所有测试算法中最小;Kappa系数分别为0.77、0.90、0.96、0.90,在所有测试算法中最大.本文提出的算法在面对地形和植被情况复杂的边坡情景下,有着较高的准确性以及较强的适用性,为公路边坡点云滤波提供了新的解决方案.

摘要：当前地基板的配筋设计均按弹性体计算得到的弯矩进行,这在理论上是不合理的,因为地基板是高次超静定问题,地基板开裂后其弯矩会有较大的改变。笔者通过合理模拟地基板裂缝开展过程及土-结构的相互作用,采用非线性有限单元法对地基板进行了分析,着重讨论了不同计算方法及裂缝对地基板弯矩的影响。计算结果表明,按平面问题计算得到的弯矩比按空间问题大 40 %左右,地基板开裂后弯矩减小,且裂缝越多,弯矩减小越多。

摘要：综合考虑区域水资源水量和水质两个因素,以供水净效益最大、区域总缺水量最小、COD排放量最小为目标建立区域水量水质联合配置多目标模型;为提高算法的计算精度和全局寻优能力,对粒子群优化算法进行了改进并用于模型求解。将模型用于江苏省靖江市水资源配置研究,结果表明:基本方案和节水方案下的用水总量和COD排放量均在其限值范围内,节水方案下供水净效益比基本方案低3.0亿元,缺水量和COD排放量分别比基本方案低1290万m^(3)、1062.7 t,说明得出的配置方案合理可行。在节水方案下进行区域水资源配置,在缓解区域缺水状况的同时,能够有效减少COD排放量,可为解决区域水质型缺水问题提供决策参考。