土石坝工程领域的若干创新与发展

我国高土石坝数量居世界之首,保证高坝大库建设与长期运行安全是国家经济和公共安全保障的重大需求。系统总结了长江科学院近年来在土石坝工程领域的若干创新与发展。提出了基于“旁压模量当量密度法”的粗粒料级配相似理论试验方法;介绍了研发的系列CT三轴仪,实现了粗粒料组构要素的定量测量;提出了三轴试验中加载板与试样之间由滑动摩擦变为滚动摩擦、整体式接触变为分散式接触的减摩新方法,研发了相关减摩装置;研制了大尺寸、高压力、微摩擦、刚柔复合加载的土工真三轴仪;揭示了粗粒料真实三维应力条件下的强度与变形变化规律、湿化与蠕变变形特性;构建了粗粒料三参量非线性K-K-G剪胀模型、六参数湿化模型、九参数蠕变数学模型及相应的参数确定方法;基于当量密度法的原创思想,提出了利用旁压试验间接确定超百米级深厚覆盖层现场密度的试验方法。上述研究成果可为高土石坝工程建设提供重要科技支撑。     

小浪底细砂岩单轴压缩声发射特征研究

采用岩石伺服试验机和声发射仪,对小浪底三叠系细砂岩进行单轴压缩声发射试验。基于试验结果,将试样变形过程划分为压密、弹性、塑性和破坏四个阶段,分析了不同阶段试样声发射幅值、峰值频率、振铃计数和能量的变化特征,在此基础上对比分析了试样声发射ｂ值以及累计振铃计数的演化规律,得出了岩石的破坏时间前兆特征。研究结果表明:压密和弹性阶段试样声发射幅值、振铃计数和能量处于较低水平、峰值频率频带数量依次增多;塑性阶段试样幅值增大、振铃计数与能量上升且整体处于较高水平、峰值频率数值增大且呈现多频带化,临近破坏阶段试样产生大量100ｄＢ的高幅值信号,振铃计数与能量持续急增,峰值频率降低,频带减少;声发射ｂ值的变化规律可以间接反映岩体内部微裂隙萌生、扩展的演化特征。     

岩石高边坡稳定性并行计算及其应用

在高地震烈度区的岩石高边坡抗震安全评价需要大规模数值计算,而现有商业软件无法有效解决这类复杂的工程问题,因此,本文开发了解决岩石高边坡接触稳定性问题的对等架构并行计算程序,并应用于泰山公司抽水蓄能电站上水库左岸边坡的静力和动力稳定性评价。在数值建模过程中,将岩石边坡滑块体、地质结构面、库水作用以及近场地基作为岩石高边坡动力接触系统。在稳定性安全评价中结合了有限元法、极限平衡法和接触算法,考虑影响高边坡稳定性的多种复杂因素,通过计算特定滑动面的安全系数或安全系数时程,基于现行水电工程水工建筑物抗震设计规范,完成了岩石高边坡稳定性评价,回避了求解复杂岩体材料非线性的问题。计算结果显示,所开发的程序具有较高的并行计算效率,对解决复杂岩石高边坡稳定问题具有显著的优势。     

校园网络安全应急响应联动系统模型

网络安全应急响应联动系统的目的是充分协调地理上分布的资源,共同应对网络安全事件。以目前的应急响应技术为基础,结合校园网络安全的应急响应实践,建立了校园网络安全应急响应联动系统模型,分析了联动系统的体系结构、功能结构和安全策略。     

高灰度级TFT-LCD显示系统的实现

提出了一种以FPGA为核心控制器的高灰度级TFT-LCD显示系统的设计方案。该系统采用幅值-帧速率控制调制-空间混合灰度调制方法,首先将10 bit的R、G、B信号分割成高8 bit数据和低2 bit数据,低2 bit数据经过空间处理后平均分到4个相邻的8 bit数据上,然后把这8 bit数据继续分割成高6 bit数据和低2 bit数据,其中高6 bit数据用于幅值调制,低2 bit数据用于帧速率控制调制,从而实现1 024个灰度等级显示。试验结果表明,该系统具有良好的显示效果和较高的显示灰度等级。     

ACS运动控制器运动实时暂停功能的实现方法

提出了一种ACS运动控制器运动实时暂停功能的实现方法。该方法通过将大的程序段按时间细分成细小段轨迹运动程序,然后在各细小段轨迹运动程序之间加入条件控制语句,使各细小轨迹运动程序段逐条载入到运动命令队列中,从而有效控制整个程序的运行,实现运动实时暂停功能。该方法已在基于ACS运动控制器的卷簧机数控系统中得到应用,取得了理想的运动实时暂停效果,且未出现明显的累积误差。     

矿用柴油机车中新型无源液位传感器设计

针对目前矿用柴油机车液位传感器无法动态调整水箱剩余水位的报警高度、可靠性较差等问题,提出一种新型无源液位传感器的设计方案。该液位传感器采用干簧管和电阻阵列等无源器件,实现了对水箱水位高度的连续监测,并可设置报警深度,可靠性和耐高温性能较好。     

传感器动态建模算法的仿真研究

研究传感器动态优化建模,传感器存在不同程度的相位滞后和惯性等动态特性,当被测参数随时间迅速变化时,动态测试误差较大,严重影响控制精度,对传感器的这种动态性能进行描述是提高检测精度和控制准确度的重要手段.为了提高传感器系统控制精度,减少传感器建模误差,提出一种基于支持向量机的传感器动态建模算法.采用非线性支持向量机对传感器进行动态建模,描述传感器动态、滞后特性,并采用混沌粒子群算法对模型参数进行优化,进一步提高控制精度.仿真结果表明,改进方法能提高传感器系统控制精度,可以很好的应用于现代工业生产过程中,为传感器动态建模提供了一种新的方法.     

定向井压裂裂缝三维扩展形态的可视化仿真

在石油定向井压裂过程中,井筒附近的水力裂缝的三维扩展往往存在转向及扭曲等复杂形态,容易引起一系列施工问题.由于目前条件的限制,裂缝形态大多以图表数据来展示,使得人们很难对裂缝的三维形态产生形象的直观认识.为了解决定向井三维裂缝扩展形态复杂难以可视化的问题,深入研究了井筒附近裂缝空间转向模型,并进一步将定向井裂缝延伸模型的适用范围扩展到了任意的井斜、方位及射孔方位下.同时,对可视化平台软件进行二次开发,使得建立的定向井裂缝扩展模型能在仿真界面上显示出来.仿真结果表明,裂缝扩展的建模思路和仿真方法能够取得很好的可视化效果.     

基于FIRA仿真足球守门员的决策设计

研究FIRA机器人足球守门员的准确性站位设计。由于守门员站位不精确,导致失败。为了提高守门员对于小球危险程度判断的准确性及其站位的精确性,提出了以球门线为公共弦长、不同半径大小的圆形区域来划分场地,提取小球、场地和守门员的综合信息,通过小球与球门线的距离、射门角度以及速度判断场地区域的危险等级,进而采取不同的防守策略。同时提出一种新的基于"角平分线—中点连线中点"站位方法,综合运用其它不同的站位法来修正守门员最佳位置,结合守门员的动作模型实现快速、准确、高效的防守。实验结果表明,证明防守策略提高了守门员防守的成功率,为足球仿真平台的设计提供了依据。