应用XCT断层扫描技术和GAN深度学习模型的多孔介质微观结构定量研究

物质在土壤中的迁移转化行为是研究地下水动力学的核心问题。定量化表征多孔介质拓扑结构并计算分析相关表面形态学参数,为研究复杂介质内物质运移微观机理提供了重要的数据基础和参数。应用微米级X射线计算机断层扫描(XCT)和图像处理技术,结合前沿的机器学习算法重建和定量分析多孔介质微观结构,可快速、批量创建高分辨率的复杂多孔介质研究样本。首先采用XCT技术,提取石英砂和散装土壤两类典型多孔介质的微观孔隙结构;而后基于生成对抗神经网络(GAN)模型重构复杂多孔介质的微观空间结构,与XCT扫描图像进行交叉验证;最后,计算获取Minkowski形态学参数,并基于多孔介质微观结构开展计算流体力学（CFD）数值模拟,计算石英砂和土壤多孔介质内的流动特征和渗透率。结果表明：1)GAN生成的合成数据与原始数据符合KS同分布,说明GAN能够成功合成与原始图像结构空间分布模式一致的图像;2)Minkowski宏观参数评价误差的较小,KS同分布结果表明,多孔介质样本的结构异质性会在一定程度上影响GAN模型的计算精度和效率;3)Open FOAM模拟计算得到的渗透率结果表明,GAN模型生成的多孔介质图像与原始图像具有...     

山谷污染物扩散过程CFD并行计算方法的研究

以WINDOWS2000操作系统和通用CFD软件FLUENT为基础,研究构建了不同的并行计算硬件平台的方法,计算了典型的山谷污染物扩散过程的湍流流场。通过对SMP、MMP两种并行处理方法的分析,研究了并行计算方法的优缺点。结果表明：尽管MMP平台比务件相当的SMP平台并行计算效率偏低,但具有相当高的效费比,在环境、污染相关问题的CFD计算中极具应用前景。     

基于B型深孔测斜曲线的滑坡滑动面位置确定方法

在实际的深孔位移监测中,测斜曲线的突变特征是滑动面辨识的关键依据,对于“B”型测斜曲线通常是将曲线的鼓包凸起点作为滑动面的位置,但这种方法容易受到测点布置间隔和横纵坐标观测尺度的影响,存在滑面位置定义不清晰、数值不确定的问题。为了能够有效地克服这些缺点,提升测斜曲线滑动面辨识的准确度,基于“B”型测斜曲线变化特征,研究将滑坡抽象为由“滑动体”、“滑动区间”以及“不动体”三者组成的概化模型,并对滑坡运动过程中不同深度处土体的位移速率和加速度变化特点进行了深入分析。结果表明：土体位移速率沿深度方向会形成多道曲线簇,且不同曲线簇分别对应各滑面所在的滑动区间及非滑动区间。此外,将位移速率转化为加速度,则土体加速度曲线具有更加显著的分簇特征,能够为准确区分滑动体和不动体的区间范围提供重要依据。进一步地,提取监测期内加速度曲线分簇特征显著的当日土体加速度并绘制散点图,能够快速准确地确定坡体不同区间的深度范围。基于当日各滑面所在滑动区间内的加速度数据,运用三次样条插值法计算该区间内的位移加速度最大值,由于滑面处的土体加速度最大,则该值对应的土体深度可作为滑面位置的计算深度。研究方法能够更加精准地确定...     

气凝胶消防救援服内衬的热阻计算

为提高消防救援服在高温环境中的穿着热舒适性能,探究消防救援服内衬热阻的理论公式推导和数值计算,推导得出粒径、导热系数、填充角度和热阻之间的关系,用Matlab作出三维模型图,表示热阻和三者之间的关系.结果 表明:当粒径越小,填充角度越小和导热系数越小时,热阻值越大;当填充颗粒的粒径一定时,等热阻线呈现抛物线趋势,且随着...     

爆炸冲击作用下节段拼装桥墩反射超压分布规律分析∗

分析桥墩在爆炸冲击作用下的反射超压是研究其动态响应的基础。采用 ANSYS/LS‐DYNA 建立节段拼装桥墩受爆的三维实体分离式模型,并通过既有试验来验证建模方法的可靠性。以桥墩结构形式、节段数目、爆炸比例距离及爆心高度等为设计变量,分析其对节段拼装桥墩冲击波反射超压分布规律的影响。研究结果表明：爆炸冲击作用下节段拼装桥墩的反射超压分布规律与整体现浇桥墩有显著差别;在桥墩节段数目及爆心高度不变的情况下,桥墩反射超压随比例距离的减小而增大;当爆炸高度接近桥墩接缝时,接缝位置处会产生相当大的反射超压;基于分析数据,拟合得到不同比例距离爆炸作用下节段拼装桥墩和整体式桥墩反射超压分布的简化计算公式, 可为研究桥墩受爆的动态响应及其抗爆设计提供参考。     

汽车电气和电子部件的机械/液压耐久性试验解析

本文基于ISO 16750标准中的专业基础性试验内容和主流整车企业使用的供货规范VW80000最新版,针对3.5吨以下汽车电气和电子部件,对于部件的使用寿命试验中的机械/液压耐久性试验项目进行了详细的阐述。通过对机械/液压耐久性试验项目的性能计算及温度负荷谱的应用,来验证部件的功能完好且所有参数符合规范要求。     

降水概率模型在旱涝监测评价中的应用研究

选择正态、准正态和偏态Gamma多种理论概率分布模型对河南年、月、旬不同统计时段降水概率进行了模型拟合试验，推求了准正态概率分布密度函数的通用公式，提出了二参数Gam—ma分布参数Thom估计方法的修正方案，并对旱涝监测评价分析中有关概率特征量的数值计算方法进行了试验研究。     

基于IoT和边缘计算的智能燃气泄漏检测系统的开发

针对目前燃气检测方案功能单一,以及缺少信息化、智能化管理的问题,开发了一种基于IoT和边缘计算的激光旋转智能检测设备,包含激光传感器、云台、摄像机、录像机、RTK定位模块、三维电子罗盘等核心模块。可实现固定式泄漏监测,也可实现移动式泄漏检测。经过现场试验,检测设备的泄漏点定位误差可达一米以内。     

高校碳排放核算与分析：以北京A高校为例

在双碳背景下,我国各行业正积极核算自身碳排放,以有效应对气候变化,大学校园也应积极参与其中.以北京A高校为例,采用排放因子法和理论计算法核算了2021年其校园碳排放量.结果表明,A高校净碳排放量（以CO2计,下同）为43 249.04 t,人均碳排放量为1.52 t.电力、通勤与差旅、热力、天然气和食物是碳排放的主要来源.热力和天然气的碳排放与月份密切相关,而电力碳排放在不同的功能区和月份都有所不同.食物的碳排放与饮食结构有关,而污水和垃圾处理的碳排放则与处理过程有关.使用蒙特卡洛模拟法讨论了碳排放清单的不确定性,发现碳排放总量的不确定性在-13.61%～26.08%之间.尽管计算结果相对科学可靠,但通勤和差旅、电力、天然气和食品是主要的不确定性来源.总体来说,研究结果为校园和其他复杂系统的碳排放核算和不确定性计算提供了参考.