在高地应力作用下近水平岩层隧道掌子面稳定性分析及控制*

为了研究大峡谷隧道开挖中掌子面大范围塌方及支护失效问题,分析现场水平层状围岩失稳特征,基于3DEC离散元软件探究掌子面失稳机理,提出塌腔处治及支护整体优化控制措施。研究结果表明:掌子面塌方主要表现为顺层滑移、挤压离层、局部掉块。开挖后拱顶沿水平层理面发生离层,导致掌子面分层垮落,层间错动掉块。围岩拱顶块体呈斜向下45°变形发展,掌子面中部和底部呈平行隧道轴向变形发展,根据塑性区和剪切滑移区扩展范围,最终形成宽5 m、高4 m的塌腔,掌子面前方岩体受影响深度3~4 m。对易塌方段提出台阶法开挖等控制措施,现场监测洞周位移收敛量不超过5 cm,整体优化后支护效果明显。     

基于排队论的反无人机集群武器部署优化方法

目的 对多层防线中反无人机集群武器进行部署,得到同时满足来袭无人机集群指定突防概率条件下防空武器总数量最小化和拦截成本最低化的部署优化方法。方法 立足我国当前军事形势,采用效能分析中常用的排队论模型,将来袭无人机集群中的每个作战单元视为泊松流,对多层防线层层建模。将防空武器总数量和防御成本作为优化目标,提出了最小防空武器总数量的“理想区”模型和最低防御成本的“最优解”。结果 根据模型求解得到了无人机集群通过各层防线时的未被射击概率、最终突防概率和突防后密度,得到了满足指定突防概率为0.1的条件下,防空武器总数量最小和防御成本最低的组合。结论 在本文案例中,随着中程、近程防空武器数量的增加,无人机集群突防概率呈现出“前快后慢”的变化趋势,当远程、中程和近程防空武器数量分别为1、5、3套时,防空武器总数量最小,对单个来袭目标防御成本达到最低,为89.2万元,并且满足不大于0.1的来袭无人机集群突防概率要求。     

基于外加电流阴极保护法的FPSO保护方案

目的 确定目标FPSO主船体结构全寿命期下外加电流阴极保护系统中的最优参数。方法 采用计算机软件数值模拟的方法,建立目标FPSO主船体结构外加电流阴极保护模型,研究外加电流阴极保护系统中辅助阳极位置、数量以及输出电流对目标FPSO保护状态的影响。结果 分别在距离目标FPSO船尾57、127、191、267 m,吃水深度为5.3、5.7、5.7、5.2 m处的左、右两舷侧上对称布置共8个辅助阳极,各个辅助阳极初期释放电流分别为7、6、6、6 A,外加电流阴极保护系统输出总电流以34.6 A/a线性增加,可使得全寿命期下目标FPSO主船体结构水下部分处于完全保护状态。结论 采用计算机软件数值模拟计算可以快速得到外加电流阴极保护系统参数与目标FPSO保护状态之间的关系,进而可得到阴极保护最优参数,这为后续在目标FPSO上使用外加电流阴极保护系统确立最优参数提供了理论依据。     

深水导管架平台外加电流阴极保护优化设计Ⅰ:单座辅助阳极

目的 以南海某200 m深水导管架平台为原型,研究外加电流单座辅助阳极在静态和动态海水条件下的导管架阴极保护电位分布及其变化规律。方法 采用一定比例缩小的导管架模型,对其施加外加电流阴极保护,研究不同条件下的阴极保护电位分布,以及电位分布的变化规律。结果 辅助阳极距离导管架模型越远,模型整体的阴极保护越均匀,反之,则越不均匀。导管架距离辅助阳极最近的区域,阴极保护电流密度最大,易出现过保护风险,而平台内部屏蔽严重区域和距离辅助阳极较远的水面附近导管架结构,阴极保护电位负移程度最小,易出现欠保护风险,这2个典型区域应当是阴极保护监测的重点位置。在相同保护电流密度和保护距离下,从静态到动态转换时,整座导管架表面的电位均呈现上升趋势,电位差值更大,分布更不均匀。随着阴极保护时间的延长,代表沉积层形成质量和覆盖程度的表观电阻率Rsr呈现初期快速增加、后期缓慢升高的趋势。海水流动会导致沉积层变薄,甚至脱落,使得动态海水环境中Rsr较同时期静态环境下的小。结论 在导管架模型的一侧放置一套辅助阳极,可实现整个模型的有效阴极保护。     

宁波和温州地区夏季大气中不同粒径颗粒物特征分析

对宁波地区北仑和奉化站、温州地区乐清站3个监测点夏季TSP、PM10、PM2.5和PM1.0进行监测,测试分析各种粒径颗粒物浓度水平和粒径分布特征,并通过化学质量平衡(CMB)受体模型对颗粒物进行源解析。监测结果显示,夏季宁波、温州地区TSP和PM10日均浓度为0.049～0.134mg/m3和0.025～0.084mg/m3,均未超过我国环境空气质量二级标准;PM2.5日均浓度为0.007～0.069mg/m3,按美国2006年EPA最新标准限值0.035mg/m3衡量,奉化、乐清、北仑站的超标天数占总监测天数的比例分别为75%、40%和37.5%。粒径分布统计结果显示,3个监测站点PM10占TSP的比例为48.78%～86.96%;PM2.5占TSP的比例为33.33%～72.46%;奉化和乐清监测点PM10中PM2.5和PM1.0的比例平均值在50%以上。源解析结果显示,夏季TSP主要来源于土壤尘,其次是建筑尘和煤烟尘,其贡献率分别为40.70%～55.49%、9.62%～13.64%和5.85%～17.28%。     

区域性应急物资储备级库间的协同选址模型研究

鉴于我国应急物资的多部门分散管理与分散储备的特点,研究了区域性应急物资储备体系构建中的应急物资储备级库协同选址问题。为了实现应急物资在不同级库间的协同储备管理与分散优化调拨,建立了应急物资储备级库选址的协同优化模型。用启发式算法通过MATLAB编程来实现,并用算例进行了验证。     

Design and analysis of artificial bee-colony-based MPPT algorithm for DFIG-based wind energy conversion systems

In this article, the proposed maximum power point tracking (MPPT) method is designed by taking rotor speed as an optimization problem, which is solved by artificial bee colony (ABC) algorithm to generate the maximum power output. The main advantage of this algorithm is that its optimal solution is independent of the initial positions and requirement of lesser number of control parameters, which leads to simple and robust MPPT algorithm than other algorithm. Furthermore, the hill climb search and particle swarm optimization-based MPPT algorithm are also discussed and the results obtained by these are compared to verify the effectiveness of proposed algorithm. Simulations for MPPT control along with doubly fed induction-generator-based wind energy conversion system is carried out in MATLAB/Simulink environment. Three statistical methods are used to evaluate the accuracy of each MPPT algorithm. All results are analyzed and compared under randomly selected wind as well as real wind speed configuration. Comparison of both numerical and simulation results under two different varying wind speed conditions strongly suggest that the proposed ABC-based MPPT algorithm is superior than other two MPPT algorithms.     

污水深度处理过滤罐反冲洗工艺的优化

针对油田污水深度处理设备运行一段时间后出现的过滤罐过流量下降、反冲洗后短时间内污水含油量偏高等现象,对过滤罐的反冲洗工艺进行了调整,考察了反冲洗压力、反冲洗周期、反冲洗程序对过滤罐过滤效果的影响。试验结果表明:最佳反冲洗压力为250 k Pa,在此条件下滤料的更换周期长达半年之久,过流量约为310 m3/h;最佳反冲洗周期为35 min;调整后的反冲洗程序为在每次反冲洗前先不提起盖板,使滤料在压缩状态下水冲洗5 min,水冲洗完成后再开始正常的气、水反冲洗过程。调整反冲洗程序后过滤罐出口污水含油量下降了6 mg/L,平均值为8 mg/L。     

SCR脱硝反应器烟道内部流场的数值模拟与优化

为优化无锡某电厂选择性催化还原脱硝反应器烟道内部流场,研究导流板和整流器对流场的影响,基于FLUENT软件和SIMPLE算法,采用RNG k-ε湍流模型和离散相模型数值模拟导流装置安装前、安装后和优化后3种情况下的烟道内部气流流动和固体颗粒流动.研究表明,导流板可以改善烟道内气流分布,同时保证气流进入催化剂层前的速度小于6 m/s,速度不均匀系数小于15％;整流器对改善气流流动、避免涡流存在具有重要作用,且对压降影响较小;合理的导流板结构和布置可以有效减小压降,导流板优化后压降降低至109.9 Pa.     

氨氧化菌群的筛选及发酵条件的优化

利用选择性培养基对活性污泥进行连续驯化,筛选出氨氮去除效率较高且稳定的氨氧化菌群。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析了氨氧化菌群在连续传代过程中菌群的结构差异,并对菌群的发酵培养基及发酵条件分别进行了正交优化和单因子优化。结果表明,该菌群的最佳发酵培养基为每升培养基中含碳酸盐缓冲液15mmol,硫酸铵4.2 mmol,磷酸盐缓冲液12.5 mmol,硫酸亚铁0.9μmol,氯化钙0.4 mmol,硫酸镁1.5 mmol;最佳发酵条件为:接种量为14%,装液量为60 mL/250 mL,温度为35℃。在此条件下,菌群对氨氮的去除效果较优化前提高了155%。