基于KH-SVM的鄱阳湖水质评价及变化趋势分析

为了提高水质评价结果的精度,更客观地反映水体环境的质量状况,针对支持向量机（support vector machine,SVM）性能易受模型参数的影响,提出了一种基于磷虾群算法（krill herd,KH）优化SVM的模型,将其与地表水环境质量标准相结合,选取5种代表性水质指标作为模型的输入,5类水质标准作为输出,建立了基于KH-SVM的水质评价模型,并利用该模型对鄱阳湖2013—2018年丰水期、平水期和枯水期的水质状况及变化趋势进行研究。结果表明:鄱阳湖北湖区水质基本维持在GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ—Ⅳ类,而南湖区水质各时期波动较大,其中丰水期多为Ⅱ类水,平、枯水期以Ⅴ类水为主,整体上2013—2018年鄱阳湖水质恶化趋势没有明显改善,水质级别仍处于非优类水平;构建的KH-SVM模型性能良好,与传统评价方法相比可以较好地实现水质综合评价,能够从整体上更准确、客观地反映水体质量状况。该研究成果可为区域地表水资源科学管理及水环境保护提供科学依据。     

盐度对化感物质青蒿素胁迫下铜绿微囊藻生长及叶绿素荧光的影响

化感物质青蒿素已被证明具有良好的控制蓝藻水华的作用。为探究盐度存在情况下,青蒿素对铜绿微囊藻的胁迫作用是否受到影响,在0～15‰盐度条件下,测定青蒿素对铜绿微囊藻生长、叶绿素a含量以及叶绿素荧光参数的影响。结果表明：铜绿微囊藻具有一定的适盐性,5‰的盐度可以促进铜绿微囊藻生长,但盐度>10‰则对藻产生显著抑制作用。加入化感物质青蒿素后,低盐度对藻的促进作用消失,盐度强化了青蒿素对铜绿微囊藻的抑制和对光合系统的破坏,具体体现在破坏铜绿微囊藻光合色素、光合作用结构,降低光合反应中心的活性,降低PSⅡ受体侧的电子传递能力等方面。研究成果中为青蒿素在微咸水中的应用提供参考。     

金属基体复合材料圆锥壳的材料参数识别及动力学敏感性研究

目的 研究以金属作为基体的碳酚醛复合材料圆锥壳的动力学特性,基于模态实验建立复合材料参数优化识别方法。方法 通过建立金属基体复合材料圆锥壳结构的动力学模型,表征各层材料参数对结构动力学特性的影响。开展典型铝合金-环氧胶-碳酚醛圆锥壳自由模态实验,在模态实验结果基础上,采用数值仿真开展复合材料参数识别,并采用响应面优化法研究获得材料参数的全局最优解。最后,开展结构模态对复合材料参数的敏感性分析。结果 基于拉丁超立方抽样和多项式代理模型,建立了多层复合圆锥壳的高效代理模型。对于[0, 90]S铺层的复合材料圆锥壳结构,前5组模态频率参数对E11最敏感,对v23最不敏感,剪切模量的影响介于拉伸模量及泊松比之间。结论 建立了针对各向同性-正交各向异性材料组合的多层复合圆锥壳结构的动力学模型及参数识别方法,可为结构动力学设计提供参考。     

预应力预制叠合楼板耐火性能参数分析

在合理选择混凝土和预应力筋材料的热工参数、高温力学参数的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS建立底面受火的预应力预制叠合楼板的高温热力学模型,计算结果得到已有试验结果的验证。对影响预应力预制叠合楼板高温力学性能的各参数进行有限元分析,结果表明:荷载水平和耐火保护层厚度对叠合楼板耐火性能的影响显著,混凝土强度、预应力筋截面配筋率等参数对叠合楼板的耐火性能影响较小,可以忽略不计;耐火保护层厚度一定时,叠合楼板的耐火极限随荷载水平的提高而降低;荷载水平一定时,叠合楼板的耐火极限随耐火保护层厚度的增加呈非线性提高。在ISO-834标准火灾作用下,叠合楼板跨中挠度变化率速率大于L2/(9000d)可作为其达到耐火极限的判别标准。选取荷载水平、混凝土保护层厚度两个重要影响参数进行分析,提出了叠合楼板的耐火极限取值建议,为预应力预制叠合楼板的抗火设计提供技术参考。     

基于贝叶斯优化的三维水动力-水质模型参数估值方法

随着水质目标管理要求的提升,基于复杂的三维水动力-水质模型的决策成为流域精准治理的必需.水质模型通常具有复杂的结构,包含大量的方程和参数,而参数取值的准确性会影响模型对水体系统表征的可靠性,进而影响根据模型结果进行水环境管理的效果,因此,有必要探究适用于复杂水质模型的高效参数估值方法.传统的自动参数估值方法应用于复杂的水质模型时会面临计算瓶颈,而贝叶斯优化适用于高运算成本模型的优化问题.本研究提出基于贝叶斯优化的复杂水质模型参数估值方法,主要包括:①重要影响参数识别;②重要参数敏感性排序与筛选;③采用贝叶斯优化对筛选出的参数进行估值;④方法的适用性评估.同时,将该方法应用于云南异龙湖的三维水动力-水质模型的参数估值中,发现进行参数估值后模型lg(NSE)均大于0.65,表明模型达到了满意的级别.研究表明,当贝叶斯优化算法的采集函数为EI时,仅需要141次迭代lg(NSE)即可达到0.766,该方法对复杂水质模型的参数估值具有一定的借鉴意义.     

基于M-C方法的复杂气井井筒完整性失效因素不确定性分析

基于Monte-Carlo法对不同的随机性指标进行不确定性分析,得到影响复杂气井井筒完整性参数的随机概率分布情况,并给出相应的概率密度。研究表明:在工程和实验室样本下基于M-C方法得到的管柱材料参数、管柱强度、水泥环材料参数、水泥环强度和井筒围岩参数均符合Gaussian分布,且参数的不确定性分析结果受样本空间影响很大,样本区间越大,结果精度越高。研究成果可为复杂气井井筒的设计、安全风险评价提供理论和方法支持。     

基于典型相关系数和随机森林的水质预警方法

针对突发水污染事件提出一种高精度的预警方法.首先,通过模拟实验建立包含22种常见污染物的突发水污染事件数据库,然后采用典型相关系数准确揭示污染事件发生后多元水质参数之间的协同反馈规律.最后,基于多参数协同反馈规律构建“典型相关系数-随机森林”水质预警模型.结果表明预警模型对已知和未知污染物的平均准报率分别为96.78%和98.33%,对水质监测基线的平均误报率为0.16%.本研究成果可为降低突发水污染事件损失和保障供水安全提供有效的技术支撑.     

综合管廊电缆火灾细水雾灭火效果数值模拟

城市综合管廊具有狭长的结构和封闭的环境等特点,一旦发生火灾,将会造成非常严重的后果。为研究细水雾喷头间距、110 kV电缆横向间距、220 kV电缆横向间距、电缆桥架间距对综合管廊电缆火灾细水雾灭火效果的影响,从综合管廊消防设计的角度出发,采用火灾动力学模拟软件Fire Dynamics Simulator(FDS 6.7.1),模拟分析了不同工况下喷头启动时间、灭火时间和着火电缆长度的变化规律。结果表明:喷头的启动时间随着喷头间距的增加而减小,随着110 kV电缆横向间距、220 kV电缆横向间距和电缆桥架间距的增加而增大;喷头启动时间越长的布置方案其所需的灭火时间越长;着火电缆长度随着喷头间距、110 kV电缆横向间距、220 kV电缆横向间距和电缆桥架间距的增加均呈现减小的趋势。     

民用飞机客舱个人通风喷嘴布置研究

目的 获得民用飞机客舱个人通风喷嘴的最佳布置方案.方法 针对下拉式行李箱的客舱布局,建立单排客舱个人通风的k-ε模型,使用ICEM CFD进行网格划分.梳理并分析国内外个人通风的标准手册,将人体头部高度处的风速大于1 m/s作为设计指标.提出2种喷嘴布置方案——分散布置和集中排列布置,设计5种工况,运用FLUENT软件进行数值计算.结果 分散布置方案,第一种工况下,头部最大风速仅0.39 m/s;第二种工况下,仅中间位置乘客能获得1 m/s以上的风速,两边的乘客基本无吹风.集中排列方案,第三种工况下,头部最大风速为0.9 m/s;第四种工况下,乘客1头部最高风速只能达到0.52 m/s.在个人通风量不变的前提下,工况5将喷嘴口径缩小为20 mm,乘客1头部处风速可达1.09 m/s.结论 作为民用飞机客舱内主通风系统的辅助调节手段,个人通风系统可以减轻乘客的闷热感,对于安装了下拉式行李箱的客舱,因其PSU空间狭小,导致喷嘴布置较为困难.根据计算结果,分散布置方式无法满足左右两侧乘客的需求.在喷嘴口径缩小为20 mm后,集中排列方式能满足所有乘客的需求,目前该方案已应用于某型民机客舱的个人通风系统.     

一种新型电磁抛投器仿真设计分析

抛投器广泛应用于多种救援场合,目前抛投器的动力主要有气动式和火药式两种。本文首先介绍了目前抛投器发展现状,根据现有抛投器的技术参数,提出了一种采用电磁力给抛投器提供动力的新方式。接着综合分析三种电磁发射方法,选取线圈型电磁发射方式,根据异步感应式直线电机基本原理和有限元电磁场数值计算理论,利用COMSOL Multiphysics软件建立电磁抛投器结构图和有限元仿真模型,对这种新型电磁抛投器不同抛体金属套材料和不同初、次级空气长度这两个重要结构参数进行仿真分析对比,给电磁抛投器选择了一组优化的结构参数。