- 王高辉;孔维伟;卢文波;潘鑫豪;舒奕展;
高拱坝由于具有拱梁受力特性，其坝身往往较薄，而当薄拱坝坝后遭受侵彻爆炸打击时，高拱坝的安全将面临严峻的威胁。采用声固耦合方法模拟库水与大坝-地基动态耦合作用，光滑粒子流体动力学-有限元耦合方法（smoothed particle hydrodynamics-finite element method, SPH-FEM)模拟侵彻内部爆炸及大坝毁伤发展过程，建立了考虑混凝土高应变率效应的库水-坝体-爆炸耦合作用模型，研究了薄拱坝坝后遭受侵彻内部爆炸打击后的毁伤发展过程，探讨了坝后侵彻深度对薄拱坝坝身内部爆炸毁伤特性的影响，揭示了双曲拱坝上、下游几何特征对坝身侵彻爆炸破坏发展过程和毁伤机理。结果表明：高拱坝上、下游面的几何特征对大坝内部爆炸毁伤发展过程具有重要的影响；薄拱坝坝身遭受侵彻爆炸将对大坝安全构成严重威胁，且侵彻高拱坝中部破坏效应最大。
2024年07期 v.57;No.328 853-862页 [查看摘要][在线阅读][下载 1668K] [下载次数：84 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：23 ] - 孙慧雯;夏军强;邓珊珊;周美蓉;
三峡工程的运用改变了坝下游来水来沙条件，长江中游河床持续冲刷，河道水力几何关系相应调整。选取长江中游枝城-汉口河段作为研究对象，根据实测资料分析了2003—2017年长江中游不同断面的水力几何关系的变化特点。结果表明：1）三峡工程运用后，枝城-汉口河段的河道冲刷主要集中在枯水河槽，水面宽的调整也多集中于枯水河槽，同流量下水面宽的变化最高可达400 m，各站同流量下宽深比呈现出不同程度的减小；2）各水文站同流量下水深增大，流速减小；荆江河段河道冲刷强度较大，水深及流速与流量关系的变动范围较大；由于冲刷强度逐渐减弱，水深及流速与流量关系的变动幅度逐年减小，从第1阶段（2003—2006年）至第4阶段（2014—2017年）变动范围的减幅超过25%；城汉河段的河道冲刷强度较小，仅为荆江河段冲刷强度的54%，水深及流速与流量关系的变动范围也较小，逐年变化规律不明显。
2024年07期 v.57;No.328 863-871页 [查看摘要][在线阅读][下载 2198K] [下载次数：40 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 陈华;陈梦;赵浩源;香天元;刘炳义;王俊;
流量数据在水灾害防治、水资源管理、水环境保护和水科学研究中都发挥着重要的作用。传统的接触式流量测量方法在新时期的流域精细化、动态化管理需求下体现出一定的局限与不足，基于图像识别的非接触式测流技术为解决上述问题提供了全新的思路。为了充分发挥图像识别技术在水文测验领域的优势，建立了非接触式图像识别测流计算方法，包括基于时空影像的表面流速计算方法和基于指标率定法和表面流速系数法的河道流量计算方法，并以长江委水文局崇阳水文站为示范应用站，开展了流速流量的比测试验，验证了方法的可行性和准确性。研究结果表明：所建立的非接触式图像识别测流方法计算便捷、新颖、精度高，具有推广应用价值，能为现代水文站建设提供重要技术支撑。
2024年07期 v.57;No.328 872-880页 [查看摘要][在线阅读][下载 1535K] [下载次数：255 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 揭鸿鹄;张浮平;蒋水华;李嵩;黄河;陈永清;李彧玮;
目前降雨诱发斜坡可靠度分析常忽略了现场观测信息的影响，不能真实反映降雨入渗下潜在不稳定区域分布及实际可靠度水平。为此，以非饱和二维边坡为例，首先利用贝叶斯更新方法融合“天然工况下斜坡保持稳定”这一观测信息，对空间变异土体抗剪强度参数进行概率反分析，再采用局部安全系数法考虑水力和抗剪强度参数空间变异性并进行非均质斜坡稳定性分析，最后基于蒙特卡洛模拟方法计算斜坡失效概率随降雨历时的变化规律。同时，开发了HYDRUS-2D软件接口程序，给出了详细的HYDRUS-2D软件内核计算流程，并且对比分析了忽略现场观测信息对斜坡失效概率的影响。结果表明：融合观测信息可以有效缩减斜坡土体参数不确定性，排除斜坡沿因抗剪强度参数空间变异性引起的材料强度软弱区发生失稳的可能性，揭示了降雨这一单一因素诱发斜坡失稳机理。此外，采用局部安全系数方法进行斜坡概率分析能够获得降雨入渗下斜坡失效概率和潜在不稳定区域分布。
2024年07期 v.57;No.328 881-890页 [查看摘要][在线阅读][下载 1634K] [下载次数：376 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 段亚辉;姚晓敏;喻鹏;
通水冷却在三峡、白鹤滩等巨型水电站水工隧洞衬砌混凝土温度裂缝控制中得以广泛应用，但其控温控裂机制仍有待进一步深入研究。目前通水冷却控制参数都是参考借用大体积混凝土有关规范对初次通水的规定值，与薄壁衬砌混凝土温升温降快、时间和几何温度梯度大的特点不相符。通过对不同通水冷却水温情况条件下的混凝土进行三维有限元法仿真计算，分析了通水冷却控制温度、温度应力、温度裂缝的效果，进一步探明了薄壁衬砌结构混凝土通水冷却控温控裂的优化控制机制是“4控”：采取最优水温，最有效控制内部最高温度、最大内表温差和温降速率，实现施工期全过程抗裂安全系数最大化，最有效控制早期和冬季低温期温度裂缝。
2024年07期 v.57;No.328 891-898页 [查看摘要][在线阅读][下载 1350K] [下载次数：34 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 韩冲;孙开畅;陈璇;解文婧;
为了提高水利工程突发事故应急能力评价的有效性，基于概率犹豫模糊加权麦克劳林几何对称平均（probabilistic hesitant fuzzy weighted Maclaurin geometric symmetric mean, PHFWMGSM）算子，构建水利工程施工事故应急能力评价模型。运用修订后的水利工程施工事故应急能力评价指标体系，结合区间层次分析法（interval analytic hierarchy process, IAHP）确定各指标权重，以减小点值判断带来的误差；再利用概率犹豫模糊集及PHFWMGSM算子，解决实际环境中专家的犹豫心理及评价信息的不完整性；最后，以水利水电工程施工典型事故案例进行分析，验证评价模型的适用性。验证结果表明：该模型能真实表达专家的犹豫心理，较完整地保留评价信息，保证了评价的有效性和准确性，贴切反映实际的应急能力情况，对实际工程应急评估有一定指导意义。
2024年07期 v.57;No.328 899-905页 [查看摘要][在线阅读][下载 1101K] [下载次数：339 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ]
- 何邦全;张国伟;
利用三维数值模拟方法，在过量空气系数为1.8时，研究了1 000、2 000 r/min转速下4次点火策略对均质稀燃直喷汽油机着火和火焰传播过程的影响。结果表明：相邻2次点火之间的时间间隔会影响能量耦合形式，并决定汽油机的着火和火焰传播特性。在总点火能量不变的条件下，与单次点火策略相比，4次点火策略的点火耦合加热作用可促进火焰面内可燃混合气的氧化过程，加速火核的发展和火焰传播。在不同转速和负荷下，随着点火间隔的增大，着火时刻先提前后推迟，燃烧持续期先增大后减小，指示平均有效压力（indicated mean effective pressure,IMEP）和指示热效率有同样的变化规律，与单次点火策略相比，采用4次点火策略时，在1 000、2 000 r/min下IMEP最高可分别增加0.03、0.05 MPa，指示热效率可分别增加3.3%、2.9%。
2024年07期 v.57;No.328 933-940页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K] [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 王明博;汪洋;田智;董翔宇;胥奇;甄旭东;
针对对置式液压自由活塞发动机两侧活塞的同步运动问题，提出新型控制原理，以两侧活塞上下止点的位移差或两侧活塞的实际上下止点与设定的目标值的偏差为控制信号，利用PI(proportional-integral)控制器控制高压油压力或与低压油路相连接的开关阀来调节两侧活塞的上下止点，使发动机稳定运行。利用Matlab/Simulink建立仿真模型进行分析，结果表明：通过控制高压油压力或控制开关阀可以使两侧活塞上下止点分别都达到平衡，发动机能够稳定运行；同时采用2种策略时，由于2种策略的相互影响，上下止点无法都达到平衡；以实际上下止点和上下止点目标值的差值为控制信号时，不同目标值对运行结果有影响，且目标值的选取没有可参考的准则，因此其实际效果不如以两侧位移差为控制信号。在受到扰动时，所提出的控制策略具有较好的鲁棒性。
2024年07期 v.57;No.328 941-949页 [查看摘要][在线阅读][下载 1601K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 徐顺鑫;谢辉;刘昌文;
针对智能电动公交车辆纵向控制需满足起停平顺性和乘坐舒适性的需求，同时考虑到乘客上下站引起的车身质量变化以及道路坡度变化对纵向控制的影响，提出一种基于参数自学习的加速度跟踪控制方法。利用车辆纵向动力学模型，通过自适应遗忘因子递归最小二乘法和扩张状态观测器对车辆参数和环境变化参数进行学习。在此基础上，基于逆纵向动力学模型设计前馈控制器，并采用自抗扰控制（active disturbance rejection control,ADRC）方法设计反馈控制器，以消除系统内外部的不确定性影响。最后，进行仿真测试和实车实验。结果表明：所提方法能够实现快速、高精度的加速度控制，满足乘坐舒适性要求，并且改善了系统的抗干扰性能。
2024年07期 v.57;No.328 950-963页 [查看摘要][在线阅读][下载 2471K] [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 常浩;朱欣雨;柳文杰;李月洁;王俊龙;卢鑫;
采用热力计算与数值仿真计算相结合的方法，对高铝含量推进剂水冲压发动机内流场进行了计算，并对温度、比冲等参数进行了对比分析。分析结果表明，数值仿真结果与热力计算结果能够较好地吻合，通过热力计算可以对发动机和推进剂的能量特性进行优化，数值仿真计算能够准确地反映铝基金属燃料水冲压发动机内流场的分布规律，对高铝含量推进剂水冲压发动机的设计具有指导意义。
2024年07期 v.57;No.328 964-970页 [查看摘要][在线阅读][下载 1190K] [下载次数：238 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 乔志鹏;白峭峰;赵春江;李启航;郭鑫;刘映良;
针对激光熔覆工业场景中对激光离焦量的高精度要求，提出了一种基于粒子群优化算法和天牛须搜索算法的智能组合算法，以最小化目标位姿误差为目标，设计组合算法的适应度公式。在组合算法中，引入机器人数学模型，通过粒子群优化算法求解符合精度要求的初步解，即机器人6个轴角的初值；再利用天牛须搜索算法，基于分块搜索的思路，将适应度分解为位置误差和姿态误差进行探索；同时做出动态惯性调整、自适应步长2个方面的改进策略，取组合适应度值最小的1组解输出，并作为机器人逆解的最优解。通过和单独的粒子群优化算法、天牛须搜索算法以及改进的差分进化算法的对比试验，表明组合算法在机器人运动学逆解方面具有收敛速度快和收敛精度较高的优势。
2024年07期 v.57;No.328 971-978页 [查看摘要][在线阅读][下载 1278K] [下载次数：56 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 胡喜雷;张长青;于航;杨光;
为设计能够和木工数控加工中心操作臂进行耦合运动的工作台，在木工数控加工中心工作台上实现木工件的装夹以及数控加工，结合现有木工数控加工中心操作臂的结构参数以及大型柱状和面板状木构件开放式加工的实际要求，通过SOLIDWORKS三维设计软件对木工数控加工中心工作台进行了结构设计，根据实际木工件的尺寸、重量和运动要求对驱动电机进行选型，根据改进D-H(Denavit-Hertenberg)法将木工数控加工中心工作台和操作臂运动学模型简化为2个运动学支链，对其进行运动学分析并基于解析法求出运动学逆解，通过SOLIDWORKS和Adams建立联合虚拟仿真模型对木工数控加工中心工作台和操作臂进行仿真分析，最终设计了能够沿X和Y方向移动的工作台以及绕A轴转动的悬臂梁式工件装夹平台，研制了弧形导轨滑动组件以抵消悬臂梁的挠性变形。SOLIDWORKS仿真结果表明，木工数控加工中心工作台可以按照预定设计方案进行运动，和机械臂联动实现对木工件的加工。通过Adams虚拟仿真得到各部件位移、速度和加速度的运动曲线，结果表明，工作台的速度在0～0.6 m/s之间，角速度在0～1.797 7 rad/s之间，加速度和角加速度的最大值分别为0.83 m/s2和1.570 8 rad/s2，且连续无突变。仿真结果表明，电机选型合理，能够满足转速和转矩要求，木工数控加工中心工作台能够和操作臂耦合运动进而实现对木工件加工。
2024年07期 v.57;No.328 979-987页 [查看摘要][在线阅读][下载 1338K] [下载次数：32 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ]