基于分形理论的黄河内蒙古段河势演变特征及其与凌汛灾害关联研究

寒区河道凌汛灾害河势“弯道效应”的量化评估十分重要。基于分形理论提出河道横断面-纵剖面-平面多维度河势分形维数计算方法及其物理机制，并探讨黄河内蒙古段不同维度河势演变分形特征及其与凌汛灾害的关联关系。结果表明，黄河内蒙古段不同维度河势均具有多尺度自相似分形特征，且具有多年记忆周期的长程相关性；冰坝（严重性冰塞）发生频次与河道主槽弯曲分形维数呈正相关指数型函数关系，与河相系数、深泓点高程和河段平均底坡分形维数负相关，与水深-面积分形维数正相关，总体表明冰坝灾害更易发生于主槽偏移摆动大、蜿蜒曲折、河湾发育程度高的宽浅型弯曲河道，研究成果可为凌汛期冰塞冰坝灾害易发河段诊断及预测提供重要理论依据。     

海河平原区地下水累计可恢复超采量评价

地下水累计可恢复超采量评价对于地下水超采态势评判和超采综合治理实施都具有重要意义。本文以海河平原区为研究对象，提出超采量评价方法，旨在客观准确评价地下水累计可恢复超采量。针对浅层地下水超采量，提出生态临界水位作为传统“水位动态法”评价浅层地下水超采量的临界水位，据此得到研究区1959-2019年累计浅层超采量为869亿m³；针对深层地下水超采量，提出“不可恢复超采量”评价指标，采用地面沉降体积法评价深层地下水超采量，根据地面沉降体积计算深层承压含水层系统压密释水量体积，据此估算1970-2019年深层累计超采量为756亿m³；通过建立的一维非线性压密释水数值模型，模拟了深层承压含水层系统压密释水过程，计算得到非弹性压密释水量，评估研究区累计不可恢复超采量为558亿m³。因此本文认为，自1960年代以来，海河平原区地下水浅层和深层累计超采量1625亿m³，其中可恢复的超采量仅为1067亿m³。该研究结果可为未来地下水回补水量和南水北调规划调水量的确定提供参考。     

7A04-T6铝合金圆管的材性试验和本构模型研究

为研究7A04铝合金材料的力学性能和本构模型,完成了15个取自圆管管材的材性试样的静力拉伸试验,对比分析了试验所得的应力-应变曲线与Ramberg-Osgood模型、Baehre模型、Mazzolani模型。分析结果表明:Ramberg-Osgood模型与试验所得的应力-应变曲线吻合最好,尤其是在拐点附近;所求得Ramberg-Osgood模型中的应变硬化指数n值略小于Stein Hardt的建议取值。     

用于疏浚工程泥浆密度测量的电阻层析成像技术

江河湖海疏浚工程对于拓展和保障航运安全、促进生态恢复、维护/改善远海岛礁环境具有不可或缺的作用.目前,在绞吸和耙吸疏浚船上,多采用射线密度计及电磁流量计对输泥密度、产量等进行在线计量,并作为实现疏浚系统自动控制的重要参量.由于射线密度计潜在的人员健康、公共安全和环保风险,在一些国家和地区已建立了放射源的有序退出机制.电阻层析成像使用安装于管壁的电极阵列获得管道内流体的电导率分布,进而推导出管道内的泥浆密度,具有无辐射、全场测量及实时可视化的优点.电阻层析成像测量系统经过特殊设计,可适应从内陆淡水到海水的巨大电导率变化.初步测试表明,电阻层析成像测量数据与射线密度计具有良好一致性,具备了作为在线泥浆密度测量的可行性.此外,ERT可提供实时的流动成像,对于提高对疏浚管道监测能力和降低堵管概率具有重要意义.     

基于组合预测方法的城市道路短时交通流预测

随着我国城市化进程的加速,市民对出行的需求也日益增加,准确的交通预测模型对于更好地分析路网交通状况,规划交通网络和实现交通优化控制策略都有十分重要的作用。以城市路网短时交通流预测为研究对象,建立了基于ARMA模型和BP神经网络模型的组合预测模型,深入研究了城市路网的划分、路网构建和特征路口交通流预测等内容,形成了一个较为完整的城市路网预测体系,通过实测交通流数据,验证了所述方法的可行性和有效性,为城市路网交通流预测提供了一种解决方向。     

基于飞秒激光制备的光子晶体光纤Fabry-Perot温度传感器

提出并设计了一种基于飞秒激光在光子晶体光纤(photonic crystal fiber,PCF)中制备光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)传感器的方法。采用飞秒脉冲激光作为加工光源,结合放大倍率100×的物镜以及三维加工平台在PCF侧面采用逐线刻写方式进行加工。通过对飞秒激光光斑在光纤上的聚焦位置以及刻写功率进行优化,在PCF上刻写了深度均为80 μm、间隔为800 μm的两条划线,实现了周期为0.98 nm的全光纤F-P结构制备；实验中,对传感器在40~120 ℃温度范围内的光谱特性进行了测试与分析,每隔10 ℃进行一次数据采集,随着温度逐渐增加波长向长波方向漂移,通过对该采样点数据进行线性拟合,得到该测试点的波长温度灵敏度为9.73 pm/℃,拟合线性度为0.997。     

考虑预防性维修的二维质保期设计与优化研究

产品市场竞争的加剧对二维质保内维修策略与质保期的系统设计提出了迫切需求。当前二维质保期设计与优化研究主要基于市场弹性,存在关联函数建模困难、参数拟合准确性差、未有效结合预防性维修策略优化等问题。针对以上不足,首先,在分析一维质保效用模型不足的基础上,建立了基于质保服务时间与里程的二维质保效用模型;其次,在分析不同预防性维修策略对产品失效率与质保服务成本影响的基础上,构建了等成本下考虑预防性维修策略的二维质保期设计与优化模型,将二维质保期设计与质保内预防性维修策略优化进行了有效结合;最后,采用算例分析对模型的有效性和适用性进行了验证。