水资源与可持续发展

  • 漳河灌区农田排水氮素流失规律研究

    洪林;袁自瑛;江海涛;

    为了揭示农业面源污染的机理及其成因,选取我国南方典型灌区——湖北省漳河灌区,在野外试验结果分析的基础上,开展了农田排水氮素流失的影响因子及其规律研究.试验结果表明:降雨是影响农田排水中N流失量的最主要因素;作物叶面积指数等生理生态指标对N的流失起着非常关键的作用;节水灌溉对农田排水径流量和渗漏量有明显抑制作用;不同土地利用类型改变了植被和土壤水肥状况,影响N的流失;地形地貌会对降雨侵蚀量、降雨径流特征入渗和养分流失产生一定影响.

    2009年06期 v.42;No.201 681-684+690页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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  • 漳河灌区农田排水氮素流失规律研究

    洪林;袁自瑛;江海涛;

    为了揭示农业面源污染的机理及其成因,选取我国南方典型灌区——湖北省漳河灌区,在野外试验结果分析的基础上,开展了农田排水氮素流失的影响因子及其规律研究.试验结果表明:降雨是影响农田排水中N流失量的最主要因素;作物叶面积指数等生理生态指标对N的流失起着非常关键的作用;节水灌溉对农田排水径流量和渗漏量有明显抑制作用;不同土地利用类型改变了植被和土壤水肥状况,影响N的流失;地形地貌会对降雨侵蚀量、降雨径流特征入渗和养分流失产生一定影响.

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  • 基于SFA的灌溉水利用效率指标随时间变化规律分析

    熊佳;崔远来;

    以湖北漳河灌区长系列数据为背景,采用随机前沿分析(SFA)对灌溉水利用系数(IWUE)及灌溉水分生产率(WP)的生产函数模型及技术无效模型进行参数估计和假设检验,结果显示后者的模型拟合较好.总体而言,IWUE的技术效率高于WP,但WP的技术效率增长幅度较大.技术无效参数估计结果表明,作物生育期降雨量对IWUE技术效率影响最敏感,其次是田间节水灌溉面积比,再次是水稻种植面积比和年均ET0;作物生育期降雨量、田间节水灌溉面积比、水稻种植比与WP技术效率的相关性比较显著.由于资料系列较短,年节水改造投入和渠道衬砌率对两个指标的技术效率影响不明显.

    2009年06期 v.42;No.201 685-690页 [查看摘要][在线阅读][下载 201K]
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  • 基于SFA的灌溉水利用效率指标随时间变化规律分析

    熊佳;崔远来;

    以湖北漳河灌区长系列数据为背景,采用随机前沿分析(SFA)对灌溉水利用系数(IWUE)及灌溉水分生产率(WP)的生产函数模型及技术无效模型进行参数估计和假设检验,结果显示后者的模型拟合较好.总体而言,IWUE的技术效率高于WP,但WP的技术效率增长幅度较大.技术无效参数估计结果表明,作物生育期降雨量对IWUE技术效率影响最敏感,其次是田间节水灌溉面积比,再次是水稻种植面积比和年均ET0;作物生育期降雨量、田间节水灌溉面积比、水稻种植比与WP技术效率的相关性比较显著.由于资料系列较短,年节水改造投入和渠道衬砌率对两个指标的技术效率影响不明显.

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  • 径向射流紊动特性分析

    李志伟;钱忠东;槐文信;

    在应用Realizablek-ε模型对静水环境中径向射流数值模拟的基础上,对其紊动特性进行分析,得到了各种等值线的平面分布图、射流中心线上紊动强度、紊动能及其耗散率的沿程衰减情况,并给出相应的拟合关系式,对各断面的紊动强度、紊动能及其耗散率、雷诺切应力进行分析发现其值在距离出口处一定距离后表现出较强的自相似性,均是从中心向两侧先增大后减小而后达到一个较小的稳定值,与平面射流及圆形射流紊动结构变化规律相似,但它们的最大值均大于后两者的最大值,说明其紊动更加剧烈,对废水有更好的稀释效果.

    2009年06期 v.42;No.201 691-694+705页 [查看摘要][在线阅读][下载 729K]
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  • 径向射流紊动特性分析

    李志伟;钱忠东;槐文信;

    在应用Realizablek-ε模型对静水环境中径向射流数值模拟的基础上,对其紊动特性进行分析,得到了各种等值线的平面分布图、射流中心线上紊动强度、紊动能及其耗散率的沿程衰减情况,并给出相应的拟合关系式,对各断面的紊动强度、紊动能及其耗散率、雷诺切应力进行分析发现其值在距离出口处一定距离后表现出较强的自相似性,均是从中心向两侧先增大后减小而后达到一个较小的稳定值,与平面射流及圆形射流紊动结构变化规律相似,但它们的最大值均大于后两者的最大值,说明其紊动更加剧烈,对废水有更好的稀释效果.

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  • 基于R-L定义的分数微分对流-弥散方程有限元解

    黄权中;黄冠华;

    分数微分对流-弥散方程(Fractional Advection-Dispersion Equation,FADE)是一种用于模拟多孔介质中溶质非费克迁移的新模型,然而由于分数微分定义的复杂性,仅能够获得特定的定解条件下FADE模型解析解.推导出了基于Riemman-Liouville(R-L)定义的FADE模型有限元解,当分数阶微分算子α=2时,该解与传统对流-弥散方程的有限元解相同.与Meerschart和Tadjeran(2004)的有限差分解及FADE模型的解析解的模拟结果相比,本文的有限元解在很大程度上能降低数值弥散现象,但当空间离散节点数目较大时(N>100),都会产生质量不守恒的现象.通过模拟结果和相关文献的分析比较得出,FADE模型的这种质量不守恒问题是由于R-L定义本身所引起的,解决该问题需要对FADE模型的数值解做进一步的研究.

    2009年06期 v.42;No.201 695-700页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 基于R-L定义的分数微分对流-弥散方程有限元解

    黄权中;黄冠华;

    分数微分对流-弥散方程(Fractional Advection-Dispersion Equation,FADE)是一种用于模拟多孔介质中溶质非费克迁移的新模型,然而由于分数微分定义的复杂性,仅能够获得特定的定解条件下FADE模型解析解.推导出了基于Riemman-Liouville(R-L)定义的FADE模型有限元解,当分数阶微分算子α=2时,该解与传统对流-弥散方程的有限元解相同.与Meerschart和Tadjeran(2004)的有限差分解及FADE模型的解析解的模拟结果相比,本文的有限元解在很大程度上能降低数值弥散现象,但当空间离散节点数目较大时(N>100),都会产生质量不守恒的现象.通过模拟结果和相关文献的分析比较得出,FADE模型的这种质量不守恒问题是由于R-L定义本身所引起的,解决该问题需要对FADE模型的数值解做进一步的研究.

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  • 华北平原灌溉量对冬小麦产量、蒸发蒸腾量、水分利用效率的影响

    胡玉昆;杨永辉;杨艳敏;王玉坤;

    利用实验数据对DSSAT模型进行了充分的校正及验证,模型达到了较高的精度,在此基础上设计了冬小麦不同的灌溉情景模式,利用DSSAT模型模拟了在不同灌溉量情况下冬小麦的生长情况.结合研究区降雨资料明确了不同的灌水量(降雨量P+灌溉量I)与其产量(GY)、蒸发蒸腾量(ET)以及水分利用效率(WUE)的关系,认为适度的水分胁迫并不显著影响GY,但可以降低冬小麦的ET,从而减少小麦的耗水量,提高WUE.当灌水量(P+I)在408 mm时,ET达到437 mm为最优值,此时的WUE最高,GY也维持在较高的水平.灌水量包括降雨P以及补充灌溉量I,必须结合气象部门的预报,最大限度利用降雨,才能确定合理的补充灌水量.

    2009年06期 v.42;No.201 701-705页 [查看摘要][在线阅读][下载 419K]
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  • 华北平原灌溉量对冬小麦产量、蒸发蒸腾量、水分利用效率的影响

    胡玉昆;杨永辉;杨艳敏;王玉坤;

    利用实验数据对DSSAT模型进行了充分的校正及验证,模型达到了较高的精度,在此基础上设计了冬小麦不同的灌溉情景模式,利用DSSAT模型模拟了在不同灌溉量情况下冬小麦的生长情况.结合研究区降雨资料明确了不同的灌水量(降雨量P+灌溉量I)与其产量(GY)、蒸发蒸腾量(ET)以及水分利用效率(WUE)的关系,认为适度的水分胁迫并不显著影响GY,但可以降低冬小麦的ET,从而减少小麦的耗水量,提高WUE.当灌水量(P+I)在408 mm时,ET达到437 mm为最优值,此时的WUE最高,GY也维持在较高的水平.灌水量包括降雨P以及补充灌溉量I,必须结合气象部门的预报,最大限度利用降雨,才能确定合理的补充灌水量.

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  • 棉花优质高产抗旱节水技术大田试验研究

    杜健;吴普特;冯浩;杜璇;李茂辉;王姮;王珍;郑芳;张敏;

    按照生态农业工程理论和抗旱节水工程技术要求,对棉花转基因抗旱品种、不同密度、不同基肥N、P的施用量进行田间水分胁迫综合试验.经在关中灌区3年试验研究结果表明:密度以每公顷种植7.5万株比种植4.5、6万株分别增产671.854、83.30 kg,增产57.49%和41.36%.品种陕402(早熟)、陕576(中早熟)分别比中棉所41(中熟)增产16.62%和16.17%.施磷酸二铵比尿素增产,每公顷施1502、25 kg分别增产11.35%和10.53%.抗旱节水农业工程育种和农艺节水工程技术结合,不仅可降低生产成本44%~47%,还可提高产量和品质,增收1 050~5 000元/hm2,同时节约了水资源,保护了农业生态环境.

    2009年06期 v.42;No.201 706-709页 [查看摘要][在线阅读][下载 139K]
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  • 棉花优质高产抗旱节水技术大田试验研究

    杜健;吴普特;冯浩;杜璇;李茂辉;王姮;王珍;郑芳;张敏;

    按照生态农业工程理论和抗旱节水工程技术要求,对棉花转基因抗旱品种、不同密度、不同基肥N、P的施用量进行田间水分胁迫综合试验.经在关中灌区3年试验研究结果表明:密度以每公顷种植7.5万株比种植4.5、6万株分别增产671.854、83.30 kg,增产57.49%和41.36%.品种陕402(早熟)、陕576(中早熟)分别比中棉所41(中熟)增产16.62%和16.17%.施磷酸二铵比尿素增产,每公顷施1502、25 kg分别增产11.35%和10.53%.抗旱节水农业工程育种和农艺节水工程技术结合,不仅可降低生产成本44%~47%,还可提高产量和品质,增收1 050~5 000元/hm2,同时节约了水资源,保护了农业生态环境.

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  • 平原地区洪水资源利用系统研究

    刘建卫;许士国;王雪妮;

    面对严重的水资源短缺问题,许多平原地区只有利用丰水期的河流洪水才能缓解缺水状况,然而由于洪水灾害属性的存在,如何降低甚至避免洪水灾害风险便成为现阶段洪水资源利用过程中的一项重要内容.从水资源开发与风险事件发生的一般过程:洪水资源开发的规划、事前预案及实时操控3个阶段出发,基于平原地区洪水资源利用的方式与特点,对其洪水资源利用的风险因子进行了识别,建立了洪水资源利用风险评价指标体系,并提出了"长期规划回避、事前预案降低、实施过程控制"的河流洪水资源利用风险控制策略.

    2009年06期 v.42;No.201 710-714页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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  • 平原地区洪水资源利用系统研究

    刘建卫;许士国;王雪妮;

    面对严重的水资源短缺问题,许多平原地区只有利用丰水期的河流洪水才能缓解缺水状况,然而由于洪水灾害属性的存在,如何降低甚至避免洪水灾害风险便成为现阶段洪水资源利用过程中的一项重要内容.从水资源开发与风险事件发生的一般过程:洪水资源开发的规划、事前预案及实时操控3个阶段出发,基于平原地区洪水资源利用的方式与特点,对其洪水资源利用的风险因子进行了识别,建立了洪水资源利用风险评价指标体系,并提出了"长期规划回避、事前预案降低、实施过程控制"的河流洪水资源利用风险控制策略.

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  • 大棚水果黄瓜需水量试验研究

    高金花;罗金耀;卢文喜;

    为了检验E601蒸发皿法和质量法的适用性及基于环境参数的大棚水果黄瓜的需水量模型,通过田间试验采用时域反射仪(TDR)法、E601蒸发皿法和质量法3种不同的方式测定大棚水果黄瓜需水量,并且同步监测大棚内外的环境参数.对比时域反射仪(TDR)法、E601蒸发皿法和质量法测定的大棚水果黄瓜需水量,以TDR值为准进行精度分析,E601法的中误差为0.91 mm,质量法的中误差为0.94 mm;分析TDR值与同步监测的大棚内温度值的相关性,建立室温需水量模型和地温需水量模型,其中误差分别为0.35 mm、0.71 mm.研究成果对大棚水果黄瓜需水量计算以及灌溉管理和灌溉系统设计有一定的参考作用.

    2009年06期 v.42;No.201 715-717页 [查看摘要][在线阅读][下载 210K]
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  • 大棚水果黄瓜需水量试验研究

    高金花;罗金耀;卢文喜;

    为了检验E601蒸发皿法和质量法的适用性及基于环境参数的大棚水果黄瓜的需水量模型,通过田间试验采用时域反射仪(TDR)法、E601蒸发皿法和质量法3种不同的方式测定大棚水果黄瓜需水量,并且同步监测大棚内外的环境参数.对比时域反射仪(TDR)法、E601蒸发皿法和质量法测定的大棚水果黄瓜需水量,以TDR值为准进行精度分析,E601法的中误差为0.91 mm,质量法的中误差为0.94 mm;分析TDR值与同步监测的大棚内温度值的相关性,建立室温需水量模型和地温需水量模型,其中误差分别为0.35 mm、0.71 mm.研究成果对大棚水果黄瓜需水量计算以及灌溉管理和灌溉系统设计有一定的参考作用.

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  • 用振荡射流抑制蓝藻滋长防止泥沙淤积

    孙厚钧;高军;

    按照控制论的"反馈—放大—振荡"原理所构建的双稳态流体自控振荡器,可交替地从其两个输出孔断续地喷射出变向的水射束,从而促使周围水体激烈紊动,加强水中物质的交换能力.振荡射流扰动后,蓝藻能获得的光合能量将降低4倍.由于悬浮功Ws相对于自变量体积含沙量Sv的二阶导数为负值,高含沙浓度的泥浆流不但不会淤积反而会急剧冲刷河床.流控振荡器激扰促紊会导致分层流失稳,从而增大河流输沙能力.

    2009年06期 v.42;No.201 718-722页 [查看摘要][在线阅读][下载 431K]
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  • 用振荡射流抑制蓝藻滋长防止泥沙淤积

    孙厚钧;高军;

    按照控制论的"反馈—放大—振荡"原理所构建的双稳态流体自控振荡器,可交替地从其两个输出孔断续地喷射出变向的水射束,从而促使周围水体激烈紊动,加强水中物质的交换能力.振荡射流扰动后,蓝藻能获得的光合能量将降低4倍.由于悬浮功Ws相对于自变量体积含沙量Sv的二阶导数为负值,高含沙浓度的泥浆流不但不会淤积反而会急剧冲刷河床.流控振荡器激扰促紊会导致分层流失稳,从而增大河流输沙能力.

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  • 大型水生动物和沉水植物共生下水质净化机能解析

    吕志江;稲森隆平;稲森悠平;石田庆一;林纪男;西村浩;

    利用沉水植物的栽培技术,在鱼类、二扇贝类、螺等共生的环境下进行了对水净化效果解析的实验.实验结果表明,在水生植物和水生动物全共生实验条件下,能有效地对水的透明度、氮、磷、SS、有机物的成分进行除去和净化.在水生植物不共生条件下,净化机能相对减少.可见在水生植物水生动物共生环境下能促进水净化机能.

    2009年06期 v.42;No.201 723-725页 [查看摘要][在线阅读][下载 394K]
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  • 大型水生动物和沉水植物共生下水质净化机能解析

    吕志江;稲森隆平;稲森悠平;石田庆一;林纪男;西村浩;

    利用沉水植物的栽培技术,在鱼类、二扇贝类、螺等共生的环境下进行了对水净化效果解析的实验.实验结果表明,在水生植物和水生动物全共生实验条件下,能有效地对水的透明度、氮、磷、SS、有机物的成分进行除去和净化.在水生植物不共生条件下,净化机能相对减少.可见在水生植物水生动物共生环境下能促进水净化机能.

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  • 广州市污泥处置技术方案及对策

    杨国录;陈永喜;袁秀丽;李培生;马翔;赵志杰;

    分析了广州市城市污泥的处理处置现状以及基本特性包括污泥组成、工业元素及其燃烧特性,阐明了污泥燃料化处置后利用社会和谐固有燃烧资源用于燃烧污泥衍生燃料的适应性;提出利用"污泥干成剂"调理污泥内部特性来营造污泥的"解凝、断链、造粒、造隙"快速脱水环境,提高污泥脱水效率;并依据广州市区污水处理厂发展布局和电厂发展规划,提出广州市污泥"南电、北水"处置方略.在此基础上,基于污泥燃料化处置技术,充分利用污水污泥资源和发电资源,建立了污水—污泥—衍生燃料—热电一体化联合处置系统.

    2009年06期 v.42;No.201 726-730页 [查看摘要][在线阅读][下载 137K]
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  • 广州市污泥处置技术方案及对策

    杨国录;陈永喜;袁秀丽;李培生;马翔;赵志杰;

    分析了广州市城市污泥的处理处置现状以及基本特性包括污泥组成、工业元素及其燃烧特性,阐明了污泥燃料化处置后利用社会和谐固有燃烧资源用于燃烧污泥衍生燃料的适应性;提出利用"污泥干成剂"调理污泥内部特性来营造污泥的"解凝、断链、造粒、造隙"快速脱水环境,提高污泥脱水效率;并依据广州市区污水处理厂发展布局和电厂发展规划,提出广州市污泥"南电、北水"处置方略.在此基础上,基于污泥燃料化处置技术,充分利用污水污泥资源和发电资源,建立了污水—污泥—衍生燃料—热电一体化联合处置系统.

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  • 辽河干流多水库联合生态调度研究

    何俊仕;郭铭;韩宇舟;

    根据辽河干流水资源开发利用中的问题,考虑水利工程对天然水文情势造成的干扰,从河流系统整体出发,提出了辽河干流及其直流主要水利工程的生态调度应采取的措施与方案,建立了多水库生态调度多目标数学模型.该模型综合考虑经济效益、社会效益和生态环境效益,在尽量不影响经济效益、社会效益的前提下缩小水文改变度,使水库下游尽量保持天然径流情势,逐步恢复河流生态系统.

    2009年06期 v.42;No.201 731-733页 [查看摘要][在线阅读][下载 139K]
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  • 辽河干流多水库联合生态调度研究

    何俊仕;郭铭;韩宇舟;

    根据辽河干流水资源开发利用中的问题,考虑水利工程对天然水文情势造成的干扰,从河流系统整体出发,提出了辽河干流及其直流主要水利工程的生态调度应采取的措施与方案,建立了多水库生态调度多目标数学模型.该模型综合考虑经济效益、社会效益和生态环境效益,在尽量不影响经济效益、社会效益的前提下缩小水文改变度,使水库下游尽量保持天然径流情势,逐步恢复河流生态系统.

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  • 黑河流域上中下游潜在蒸散发变化及其影响因素的差异

    韩松俊;刘群昌;杨书君;

    通过黑河流域及其周边气象站点的气象数据,对比分析了1958~2005年黑河流域上中下游潜在蒸散发变化的不同趋势及气象因子的不同影响.黑河流域上游山区潜在蒸散发具有弱增大的趋势,主要表现为辐射项的增大;中下游绿洲潜在蒸散发具有显著下降的趋势,主要表现在空气动力学项的减小.通过相关性分析发现,太阳辐射和平均气温是辐射项的主要因素,而风速和相对湿度是空气动力学项的主要因素.气温升高对上游山区潜在蒸散发的增大具有显著影响,而风速下降对中下游绿洲潜在蒸散发的影响非常显著.

    2009年06期 v.42;No.201 734-737页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
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  • 黑河流域上中下游潜在蒸散发变化及其影响因素的差异

    韩松俊;刘群昌;杨书君;

    通过黑河流域及其周边气象站点的气象数据,对比分析了1958~2005年黑河流域上中下游潜在蒸散发变化的不同趋势及气象因子的不同影响.黑河流域上游山区潜在蒸散发具有弱增大的趋势,主要表现为辐射项的增大;中下游绿洲潜在蒸散发具有显著下降的趋势,主要表现在空气动力学项的减小.通过相关性分析发现,太阳辐射和平均气温是辐射项的主要因素,而风速和相对湿度是空气动力学项的主要因素.气温升高对上游山区潜在蒸散发的增大具有显著影响,而风速下降对中下游绿洲潜在蒸散发的影响非常显著.

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  • 基于模糊规划的水资源承载力评价模型及应用

    崔振才;白玉慧;刘庆凤;韩永胜;赵洪利;

    基于联合国教科文组织提出的资源承载能力概念,给出了水资源承载能力定义,把区域水资源可利用量、纳污能力以及万人均GDP最低标准视为"区间"值,建立了模糊约束线性规划模型,并给出了求解的基本过程.应用于日照市水资源承载力的评价中,并与文献[5]的模型计算结果进行比较,结果表明,所提出的模型实用性强,计算结果合理.

    2009年06期 v.42;No.201 738-740+768页 [查看摘要][在线阅读][下载 121K]
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  • 基于模糊规划的水资源承载力评价模型及应用

    崔振才;白玉慧;刘庆凤;韩永胜;赵洪利;

    基于联合国教科文组织提出的资源承载能力概念,给出了水资源承载能力定义,把区域水资源可利用量、纳污能力以及万人均GDP最低标准视为"区间"值,建立了模糊约束线性规划模型,并给出了求解的基本过程.应用于日照市水资源承载力的评价中,并与文献[5]的模型计算结果进行比较,结果表明,所提出的模型实用性强,计算结果合理.

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  • 合肥市建筑与小区雨水利用

    徐得潜;李兴彩;张丽峰;王彩娟;周鹏程;

    指出了目前建筑与小区雨水利用计算中存在的问题,对雨水利用径流系数、水量平衡分析、储水池容积确定、效益计算等问题进行了研究,提出按逐日水量平衡法确定雨水储水池容积、计算雨水利用量,根据产流期间雨水收集强度和汇水面积上的损失强度计算雨水设计流量.以合肥市连续8年日降雨量资料为基础,运用逐日水量平衡法,对合肥市某中学和某小区雨水利用进行了实例计算分析.对城市建筑与小区雨水利用方式和储水池容积的确定提出了建议,为城市雨水利用提供了科学依据.

    2009年06期 v.42;No.201 741-744页 [查看摘要][在线阅读][下载 111K]
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  • 合肥市建筑与小区雨水利用

    徐得潜;李兴彩;张丽峰;王彩娟;周鹏程;

    指出了目前建筑与小区雨水利用计算中存在的问题,对雨水利用径流系数、水量平衡分析、储水池容积确定、效益计算等问题进行了研究,提出按逐日水量平衡法确定雨水储水池容积、计算雨水利用量,根据产流期间雨水收集强度和汇水面积上的损失强度计算雨水设计流量.以合肥市连续8年日降雨量资料为基础,运用逐日水量平衡法,对合肥市某中学和某小区雨水利用进行了实例计算分析.对城市建筑与小区雨水利用方式和储水池容积的确定提出了建议,为城市雨水利用提供了科学依据.

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  • 城市河湖水域污水自繁衍微生物净化技术

    梁锦雄;赵志杰;杨国录;张锦平;

    针对我国城市湖泊水域污染水体净化问题提出了固定式自繁衍污水减泥净化技术及其系统,该系统是以淹没式生物膜法为基础,以出水水质稳定达标的最佳处理效果为目标的污水处理系统.系统运行调试过程首先送入适量的空气,将专业开发培养的微生物菌种植入到生物曝气池中,调加特别配制的营养液以促使微生物能容易附着在生物巢上快速繁殖生长,其次通过曝气对污水供氧及产生动力,污水循环反复地通过生物巢,微生物在生物巢表面共同形成了具有一定厚度的生物膜,对污水同步进行厌氧、好氧处理,使其能在单一系统内达到脱氮除磷的目的,并极大程度地减少污泥产生.最后给出了科学可行的、完全可操作的城市湖泊污水无泥净化系统的工程设计方案和成功范例.

    2009年06期 v.42;No.201 745-748页 [查看摘要][在线阅读][下载 161K]
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  • 城市河湖水域污水自繁衍微生物净化技术

    梁锦雄;赵志杰;杨国录;张锦平;

    针对我国城市湖泊水域污染水体净化问题提出了固定式自繁衍污水减泥净化技术及其系统,该系统是以淹没式生物膜法为基础,以出水水质稳定达标的最佳处理效果为目标的污水处理系统.系统运行调试过程首先送入适量的空气,将专业开发培养的微生物菌种植入到生物曝气池中,调加特别配制的营养液以促使微生物能容易附着在生物巢上快速繁殖生长,其次通过曝气对污水供氧及产生动力,污水循环反复地通过生物巢,微生物在生物巢表面共同形成了具有一定厚度的生物膜,对污水同步进行厌氧、好氧处理,使其能在单一系统内达到脱氮除磷的目的,并极大程度地减少污泥产生.最后给出了科学可行的、完全可操作的城市湖泊污水无泥净化系统的工程设计方案和成功范例.

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水利水电工程

  • 南水北调工程对丹江口水库富营养化的影响

    张万顺;黄才晟;彭虹;王艳;

    采用平面二维水库水质数值模型与综合因子评价相结合的方法,对丹江口水库现状和南水北调工程实施后的水库富营养化水平进行了预测与评价.结果表明,南水北调工程实施后,总体上水库水质为中-中-富营养水平,营养状况较工程实施前好.但局部库湾水流流速减缓,水体趋向富营养化.

    2009年06期 v.42;No.201 749-752页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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  • 南水北调工程对丹江口水库富营养化的影响

    张万顺;黄才晟;彭虹;王艳;

    采用平面二维水库水质数值模型与综合因子评价相结合的方法,对丹江口水库现状和南水北调工程实施后的水库富营养化水平进行了预测与评价.结果表明,南水北调工程实施后,总体上水库水质为中-中-富营养水平,营养状况较工程实施前好.但局部库湾水流流速减缓,水体趋向富营养化.

    2009年06期 v.42;No.201 749-752页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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  • 基于Petri网的地下洞室出渣系统建模仿真

    申明亮;宋媛媛;

    出渣是控制开挖进度的重要工序,如何配备最适宜的自卸汽车台数,使装载机的利用率最高、岔口前排队概率最小,保证出渣运输工作顺利进行,同时满足不同道路等级的行车密度要求,是出渣过程中需要考虑的问题.结合溪洛渡工程,将地下厂房洞室群多工作面、多工种交叉作业情况下的出渣问题抽象为有限源多级随机服务系统,重点介绍了应用Petri网理论建立出渣系统模拟模型和模型实现的过程,并采用三阶段法的仿真策略,对水电站地下洞室群出渣系统进行仿真研究,取得了与实际情况相近的仿真模拟成果,为机械方案的优选提供了决策支持.

    2009年06期 v.42;No.201 753-757页 [查看摘要][在线阅读][下载 401K]
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  • 基于Petri网的地下洞室出渣系统建模仿真

    申明亮;宋媛媛;

    出渣是控制开挖进度的重要工序,如何配备最适宜的自卸汽车台数,使装载机的利用率最高、岔口前排队概率最小,保证出渣运输工作顺利进行,同时满足不同道路等级的行车密度要求,是出渣过程中需要考虑的问题.结合溪洛渡工程,将地下厂房洞室群多工作面、多工种交叉作业情况下的出渣问题抽象为有限源多级随机服务系统,重点介绍了应用Petri网理论建立出渣系统模拟模型和模型实现的过程,并采用三阶段法的仿真策略,对水电站地下洞室群出渣系统进行仿真研究,取得了与实际情况相近的仿真模拟成果,为机械方案的优选提供了决策支持.

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  • 溃坝水流三维计算模型比较

    郑力;钱忠东;曹志先;谈广鸣;

    选取土石坝漫顶冲决过程中假定的溃口形状,采用FLOW-3D及FLUENT计算流体力学软件分别对固定溃口形状下漫坝水流进行全三维湍流数值模拟,对比研究溃坝水流的三维流动及水流对坝体的作用.结果表明,两者较为一致地反映了土石坝漫顶冲决过程中水流的流动及坝面应力分布,主要差异发生在坝体表面、水流自由液面附近以及水流掺混较为剧烈区域.理论上,FLOW-3D采用Tru-VOF方法捕捉自由液面所得水面附近结果应较为准确;FLUENT采用适应性较强的非结构化网格,所得壁面区域计算结果则更为合理.同时计算得到了较为精细的溃坝水流湍流结构和坝面壁面剪切应力分布,这将有助于深入理解大坝溃决的物理机理,进而促进溃坝洪水数学模型的发展及应用.

    2009年06期 v.42;No.201 758-763页 [查看摘要][在线阅读][下载 945K]
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  • 溃坝水流三维计算模型比较

    郑力;钱忠东;曹志先;谈广鸣;

    选取土石坝漫顶冲决过程中假定的溃口形状,采用FLOW-3D及FLUENT计算流体力学软件分别对固定溃口形状下漫坝水流进行全三维湍流数值模拟,对比研究溃坝水流的三维流动及水流对坝体的作用.结果表明,两者较为一致地反映了土石坝漫顶冲决过程中水流的流动及坝面应力分布,主要差异发生在坝体表面、水流自由液面附近以及水流掺混较为剧烈区域.理论上,FLOW-3D采用Tru-VOF方法捕捉自由液面所得水面附近结果应较为准确;FLUENT采用适应性较强的非结构化网格,所得壁面区域计算结果则更为合理.同时计算得到了较为精细的溃坝水流湍流结构和坝面壁面剪切应力分布,这将有助于深入理解大坝溃决的物理机理,进而促进溃坝洪水数学模型的发展及应用.

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  • 明渠调水工程水位-流量串级反馈控制研究

    崔巍;陈文学;姚雄;

    对渠道水位反馈控制系统的控制过程进行了分析,阐明了该系统存在的两方面问题,即对上游扰动的反馈校正存在滞后和上游渠池的控制会影响下游各渠池.提出通过增设流量控制环节,构成水位-流量串级控制系统的方式解决上述问题.以闸前常水位运行渠道为例,设计了水位-流量串级控制器,对其传递函数进行了分析,给出了串级反馈控制器的设计准则.以5渠池渠道为算例,分别设计了水位反馈控制器和水位-流量串级控制器,进行数值仿真比较研究.结果表明采用水位-流量串级反馈控制后,来自上游渠池的扰动能够更快地被校正,上游渠池运行对下游的影响能被有效隔离,闸门的操作量减少,控制效果改善明显.

    2009年06期 v.42;No.201 764-768页 [查看摘要][在线阅读][下载 574K]
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  • 明渠调水工程水位-流量串级反馈控制研究

    崔巍;陈文学;姚雄;

    对渠道水位反馈控制系统的控制过程进行了分析,阐明了该系统存在的两方面问题,即对上游扰动的反馈校正存在滞后和上游渠池的控制会影响下游各渠池.提出通过增设流量控制环节,构成水位-流量串级控制系统的方式解决上述问题.以闸前常水位运行渠道为例,设计了水位-流量串级控制器,对其传递函数进行了分析,给出了串级反馈控制器的设计准则.以5渠池渠道为算例,分别设计了水位反馈控制器和水位-流量串级控制器,进行数值仿真比较研究.结果表明采用水位-流量串级反馈控制后,来自上游渠池的扰动能够更快地被校正,上游渠池运行对下游的影响能被有效隔离,闸门的操作量减少,控制效果改善明显.

    2009年06期 v.42;No.201 764-768页 [查看摘要][在线阅读][下载 574K]
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  • 浙江滩坑水电站过水围堰模型试验研究

    杨磊;胡志根;张小峰;朱永健;求晓明;

    滩坑水电站工程施工导流采用一次围堰断流、隧洞导流的方式,上下游围堰均采用土石过水围堰型式,为进一步掌握施工导流各阶段的水流条件,确保围堰和坝体度汛安全,进行了过水围堰导流模型试验研究.通过模型试验,测试了导流隧洞和过水围堰的泄洪能力,测试了围堰、大坝过水流速、流态和导流隧洞的水流流态,验证了堰体和坝体过流保护措施.根据模型试验成果,进一步优化了围堰结构布置和上游围堰堰面保护措施,为工程导截流设计与施工组织提供了重要的指导作用.

    2009年06期 v.42;No.201 769-772+775页 [查看摘要][在线阅读][下载 374K]
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  • 浙江滩坑水电站过水围堰模型试验研究

    杨磊;胡志根;张小峰;朱永健;求晓明;

    滩坑水电站工程施工导流采用一次围堰断流、隧洞导流的方式,上下游围堰均采用土石过水围堰型式,为进一步掌握施工导流各阶段的水流条件,确保围堰和坝体度汛安全,进行了过水围堰导流模型试验研究.通过模型试验,测试了导流隧洞和过水围堰的泄洪能力,测试了围堰、大坝过水流速、流态和导流隧洞的水流流态,验证了堰体和坝体过流保护措施.根据模型试验成果,进一步优化了围堰结构布置和上游围堰堰面保护措施,为工程导截流设计与施工组织提供了重要的指导作用.

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  • 普通城门洞形断面正常水深的近似计算方法

    赵延风;刘军;梅淑霞;王正中;孟秦倩;

    普通城门洞形过水断面在水利水电工程中应用已很普遍,其正常水深是一个超越方程,无解析解,为使该断面正常水深的求解方法能够简捷、通用且有较高精度,提出了一种近似计算方法.通过引入无量纲正常水深,对普通城门洞形断面正常水深的基本方程进行恒等变形,并根据优化拟合原理对已知量综合参数k与无量纲水深x进行优化拟合,得到了正常水深的近似计算公式,误差分析及实例计算表明,在工程常用范围内,正常水深的最大相对误差小于0.62%.直接计算公式形式简捷、精度高、适用范围广.

    2009年06期 v.42;No.201 773-775页 [查看摘要][在线阅读][下载 117K]
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  • 普通城门洞形断面正常水深的近似计算方法

    赵延风;刘军;梅淑霞;王正中;孟秦倩;

    普通城门洞形过水断面在水利水电工程中应用已很普遍,其正常水深是一个超越方程,无解析解,为使该断面正常水深的求解方法能够简捷、通用且有较高精度,提出了一种近似计算方法.通过引入无量纲正常水深,对普通城门洞形断面正常水深的基本方程进行恒等变形,并根据优化拟合原理对已知量综合参数k与无量纲水深x进行优化拟合,得到了正常水深的近似计算公式,误差分析及实例计算表明,在工程常用范围内,正常水深的最大相对误差小于0.62%.直接计算公式形式简捷、精度高、适用范围广.

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  • 闸门止水橡皮自激振动安全监测研究

    陈五一;刘礼华;林建锋;欧珠光;王蒂;

    在水电工程中,漏水射流闸门止水橡皮经常会自激振动,为保障闸门结构的安全运行,建立了闸门振动两自由度模型,从理论上分析了该类闸门振动的原因与机理,并结合某一工程实例,现场对不同闸前水位下冲沙闸闸门的动力响应进行了监测,总结了该闸门振动位移、加速度和动应力响应的大小与变化规律,对闸门的安全性进行了评价.提出了避免闸门由于止水橡皮漏水射流而产生振动的工程措施,为今后同类工程问题的处理提供了理论参考依据.

    2009年06期 v.42;No.201 776-779页 [查看摘要][在线阅读][下载 221K]
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  • 闸门止水橡皮自激振动安全监测研究

    陈五一;刘礼华;林建锋;欧珠光;王蒂;

    在水电工程中,漏水射流闸门止水橡皮经常会自激振动,为保障闸门结构的安全运行,建立了闸门振动两自由度模型,从理论上分析了该类闸门振动的原因与机理,并结合某一工程实例,现场对不同闸前水位下冲沙闸闸门的动力响应进行了监测,总结了该闸门振动位移、加速度和动应力响应的大小与变化规律,对闸门的安全性进行了评价.提出了避免闸门由于止水橡皮漏水射流而产生振动的工程措施,为今后同类工程问题的处理提供了理论参考依据.

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土木工程

  • 基于HHT变换的结构地震响应与能量计算分析

    刘强;周瑞忠;刘宇航;

    为了更好地研究地震动激励与结构响应之间的定量关系,通过HHT变换得到瞬时能量谱、Hilbert能量谱以及三维幅值谱,研究了基于HHT变换的结构地震反应的能量计算方法.提出了以地震动峰值能量的最大值和峰值系数作为地震对结构破坏的定量指标的概念。通过算例计算了地震动和结构位移的能量,求出了各种地震波峰值能量的最大值和峰值系数,得到结构各层能量与反映非平稳特征的峰值系数的关系。结果分析表明,基于HHT变换的结构地震能量计算,更加明确了地震波在结构传播过程中能量的变化规律,计算结果的精度可以满足工程设计要求.初步建立了地震动对结构破坏的强弱的判据,该判据是可行和可靠的.可为工程抗震设计和结构控制等研究提供重要的基础资料.

    2009年06期 v.42;No.201 780-784页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K]
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  • 基于HHT变换的结构地震响应与能量计算分析

    刘强;周瑞忠;刘宇航;

    为了更好地研究地震动激励与结构响应之间的定量关系,通过HHT变换得到瞬时能量谱、Hilbert能量谱以及三维幅值谱,研究了基于HHT变换的结构地震反应的能量计算方法.提出了以地震动峰值能量的最大值和峰值系数作为地震对结构破坏的定量指标的概念。通过算例计算了地震动和结构位移的能量,求出了各种地震波峰值能量的最大值和峰值系数,得到结构各层能量与反映非平稳特征的峰值系数的关系。结果分析表明,基于HHT变换的结构地震能量计算,更加明确了地震波在结构传播过程中能量的变化规律,计算结果的精度可以满足工程设计要求.初步建立了地震动对结构破坏的强弱的判据,该判据是可行和可靠的.可为工程抗震设计和结构控制等研究提供重要的基础资料.

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  • 利用模态应变能指标的斜拉桥拉索损伤识别

    董晓马;孙庆珍;李广慧;

    由于拉索是大跨度斜拉桥的主要承重构件之一,拉索中的损伤对于大跨度斜拉桥结构的安全会产生不利的影响.为实现对斜拉桥拉索损伤识别确保结构的安全,首先给出单元模态应变能定义,然后分析了基于单元模态应变能的损伤识别机理,提出了基于单元模态应变能变化率斜拉桥拉索损伤识别的实用方法,并以国内某重点斜拉桥为试验对象模拟3种不同的损伤工况情况,研究该方法的适用性.试验研究结果表明,单元模态应变能变化率指标是斜拉桥拉索损伤很好的敏感标识量,对单位置拉索损伤能够准确地给予识别,对于多位置拉索损伤识别,指标也能给予较好识别效果.该方法为斜拉桥拉索损伤检测提供了一条可靠有效的途径.

    2009年06期 v.42;No.201 785-788页 [查看摘要][在线阅读][下载 454K]
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  • 利用模态应变能指标的斜拉桥拉索损伤识别

    董晓马;孙庆珍;李广慧;

    由于拉索是大跨度斜拉桥的主要承重构件之一,拉索中的损伤对于大跨度斜拉桥结构的安全会产生不利的影响.为实现对斜拉桥拉索损伤识别确保结构的安全,首先给出单元模态应变能定义,然后分析了基于单元模态应变能的损伤识别机理,提出了基于单元模态应变能变化率斜拉桥拉索损伤识别的实用方法,并以国内某重点斜拉桥为试验对象模拟3种不同的损伤工况情况,研究该方法的适用性.试验研究结果表明,单元模态应变能变化率指标是斜拉桥拉索损伤很好的敏感标识量,对单位置拉索损伤能够准确地给予识别,对于多位置拉索损伤识别,指标也能给予较好识别效果.该方法为斜拉桥拉索损伤检测提供了一条可靠有效的途径.

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  • 预应力混凝土管桩在火电厂主厂房地基处理中的应用

    刘菊;

    结合某600 MW机组大型火力发电厂主厂房采用预应力混凝土管桩进行地基处理的工程实例,介绍了预应力混凝土管桩在具有一定厚度砂夹层的地质条件下的适用性、可行性及对施工机械的要求.试桩及工程桩的施工与检测结果表明,对于类似于本工程且具有一定厚度砂夹层的地质条件,采用预应力混凝土管桩是可行的,有关工程经验可供类似工程和国内同行借鉴与参考.

    2009年06期 v.42;No.201 789-794页 [查看摘要][在线阅读][下载 228K]
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  • 预应力混凝土管桩在火电厂主厂房地基处理中的应用

    刘菊;

    结合某600 MW机组大型火力发电厂主厂房采用预应力混凝土管桩进行地基处理的工程实例,介绍了预应力混凝土管桩在具有一定厚度砂夹层的地质条件下的适用性、可行性及对施工机械的要求.试桩及工程桩的施工与检测结果表明,对于类似于本工程且具有一定厚度砂夹层的地质条件,采用预应力混凝土管桩是可行的,有关工程经验可供类似工程和国内同行借鉴与参考.

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  • 边坡滚石运动影响因素浅析

    傅少君;陈乾锐;祝桥桥;丁薇;高鑫;

    边坡滚石是一种常见的工程地质灾害,滚石运动的复杂性往往与其影响因素密切相关.针对滚石从发源地到终止点之间的运动形态,对滚石的发生机制及运动形式进行了探讨,较系统地归纳、分析了影响滚石运动的因素.主要从边坡条件(边坡几何形状、坡面粗糙程度、边坡的物理力学性质)、滚石特性(几何性质、物理力学性质)和边坡与滚石的相互作用3方面进行了系统的试验分析,总结出了外在因素以及内部因素耦合作用下的滚石的运动形态.为进一步深入研究滚石运动奠定了基础,为制定相应的工程防护措施提供了参考依据.

    2009年06期 v.42;No.201 795-798页 [查看摘要][在线阅读][下载 154K]
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  • 边坡滚石运动影响因素浅析

    傅少君;陈乾锐;祝桥桥;丁薇;高鑫;

    边坡滚石是一种常见的工程地质灾害,滚石运动的复杂性往往与其影响因素密切相关.针对滚石从发源地到终止点之间的运动形态,对滚石的发生机制及运动形式进行了探讨,较系统地归纳、分析了影响滚石运动的因素.主要从边坡条件(边坡几何形状、坡面粗糙程度、边坡的物理力学性质)、滚石特性(几何性质、物理力学性质)和边坡与滚石的相互作用3方面进行了系统的试验分析,总结出了外在因素以及内部因素耦合作用下的滚石的运动形态.为进一步深入研究滚石运动奠定了基础,为制定相应的工程防护措施提供了参考依据.

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控制工程

  • 混合AI控制算法及其在炉温控制中的应用

    陈正;

    基于人工智能控制的经验,提出了一种模糊控制与自适应PID控制相结合的人工智能炉温控制器,它吸取模糊控制和PID控制的优点,互补其缺点,所设计的控制系统具有快速、无超调、无静差、鲁棒性好的控制特性.实践表明,这种控制器用于大功率、纯滞后、时变的非线性被控对象,如炉温等一类控制中是十分有效的.

    2009年06期 v.42;No.201 799-802页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 混合AI控制算法及其在炉温控制中的应用

    陈正;

    基于人工智能控制的经验,提出了一种模糊控制与自适应PID控制相结合的人工智能炉温控制器,它吸取模糊控制和PID控制的优点,互补其缺点,所设计的控制系统具有快速、无超调、无静差、鲁棒性好的控制特性.实践表明,这种控制器用于大功率、纯滞后、时变的非线性被控对象,如炉温等一类控制中是十分有效的.

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  • 双馈发电机PI控制的稳定性分析

    应黎明;江政;陈远;程程;

    基于稳定性分析对于控制系统设计的重要性,给出了双馈发电机的动态方程,结合系统的运动方程和调节器的状态方程,导出了发电机PI控制系统的状态方程,并用Lyapunov间接法分析了电机参数对系统雅克比矩阵各特征根实部的影响,指出控制系统的发电机参数设置不当,可能导致系统不稳定.分析了PI调节器参数对各特征根实部的影响,确定控制系统的稳定域,找出PI调节器参数的最佳区域,界定PI调节器各参数的调节范围,进而有效地指导智能PI控制器的设计.

    2009年06期 v.42;No.201 803-807页 [查看摘要][在线阅读][下载 440K]
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  • 双馈发电机PI控制的稳定性分析

    应黎明;江政;陈远;程程;

    基于稳定性分析对于控制系统设计的重要性,给出了双馈发电机的动态方程,结合系统的运动方程和调节器的状态方程,导出了发电机PI控制系统的状态方程,并用Lyapunov间接法分析了电机参数对系统雅克比矩阵各特征根实部的影响,指出控制系统的发电机参数设置不当,可能导致系统不稳定.分析了PI调节器参数对各特征根实部的影响,确定控制系统的稳定域,找出PI调节器参数的最佳区域,界定PI调节器各参数的调节范围,进而有效地指导智能PI控制器的设计.

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  • 混沌运动的定量与定性分析方法研究及其在Duffing系统中的应用

    王秋珍;石朝阳;孙璇;

    结合Duffing系统详细阐述了如何计算微分动力系统的分岔图与对应的最大李雅谱诺夫指数,并采用Poincare截面、相空间轨线和关联维数等分析方法对特定参数设置下的系统进行了研究,各种不同的方法获得了相一致的结论,这对于工程实际中存在的混沌运动分析有指导意义.

    2009年06期 v.42;No.201 808-811页 [查看摘要][在线阅读][下载 333K]
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  • 混沌运动的定量与定性分析方法研究及其在Duffing系统中的应用

    王秋珍;石朝阳;孙璇;

    结合Duffing系统详细阐述了如何计算微分动力系统的分岔图与对应的最大李雅谱诺夫指数,并采用Poincare截面、相空间轨线和关联维数等分析方法对特定参数设置下的系统进行了研究,各种不同的方法获得了相一致的结论,这对于工程实际中存在的混沌运动分析有指导意义.

    2009年06期 v.42;No.201 808-811页 [查看摘要][在线阅读][下载 333K]
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  • 非平衡交通分配的离散网络平衡设计模型与算法

    肖海燕;王先甲;黄崇超;

    交通网络设计问题是指对一个已经存在的交通网络,用定量的方法确定添加哪些新路段、对哪些已有路段进行改造以提高其通行能力的问题,并分为连续网络设计问题和离散网络设计问题.针对该问题提出了一种新的离散网络平衡设计二层规划模型,模型不仅考虑了新增路段及已有路段的扩容,而且允许不同等级的扩容选择.模型求解中,上层问题采用粒子群算法,下层问题采用路径生成式logit非平衡交通分配算法.数值结果显示,本文提出的算法可以快速有效地求解这类新的网络平衡设计二层规划模型.

    2009年06期 v.42;No.201 812-816页 [查看摘要][在线阅读][下载 183K]
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  • 非平衡交通分配的离散网络平衡设计模型与算法

    肖海燕;王先甲;黄崇超;

    交通网络设计问题是指对一个已经存在的交通网络,用定量的方法确定添加哪些新路段、对哪些已有路段进行改造以提高其通行能力的问题,并分为连续网络设计问题和离散网络设计问题.针对该问题提出了一种新的离散网络平衡设计二层规划模型,模型不仅考虑了新增路段及已有路段的扩容,而且允许不同等级的扩容选择.模型求解中,上层问题采用粒子群算法,下层问题采用路径生成式logit非平衡交通分配算法.数值结果显示,本文提出的算法可以快速有效地求解这类新的网络平衡设计二层规划模型.

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