基于历法的冬季输水气象特征指标相关性研究

气象是长距离输水渠道冬季安全运行的重要影响因素,预测影响冰情产生和发展的冬季输水气象特征指标是实现渠道冬季安全高效输水的一个重点。通过探索中国传统历法在辐射、气温分析中的作用,以南水北调中线北段沿线邢台站、保定站和北京站为研究对象,对比不同历法下入冬前气温与冬季输水气象特征指标间相关性的优劣,并利用LSTM预测模型对公历、干支历和阴历3种坐标系下冬季输水气象特征指标进行预测,来研究不同历法对冬季输水气象特征指标分析和预测的影响。结果表明：阴历坐标系下入冬前气温与冬季输水气象特征指标相关性更强;采用阴历在构建气象、冰情预测模型的过程中,较公历、干支历具有显著的优越性,可显著提高预测模型的准确性。     

软硬交互横向不均匀场地地震反应分析

软硬交互横向不均匀场地十分常见,其在强震作用下的地震反应对工程结构的安全有着重要影响,然而目前还很少有针对该场地地震反应分析的研究。基于精确动力刚度矩阵和均布荷载动力格林函数的间接边界元方法,经快速傅里叶逆变换,在时域内求解了层状半空间中软硬交互横向不均匀场地的地震反应问题。求解中将模型分解为含较硬介质的层状半空间域和较软介质域,同时将总波场分解为自由波场和散射波场两部分,通过在相应边界上施加斜线和水平线虚拟均布荷载,进而求解动力格林函数以模拟散射波场,自由波场可由直接刚度法方便求得。验证了方法的正确性,检验了求解模型的收敛性,进而开展了相应的数值计算分析,着重讨论了介质参数和软硬交界面倾角对场地地震反应的影响。研究表明:软硬交互场地中,较大的地表地震动响应发生在较软介质侧;软硬交界面的存在使得场地地表加速度响应发生突变,突变程度受介质参数和交界面倾角的影响显著;随着介质参数差异和交界面倾角的增大,地表加速度峰值增大,反应谱曲线显示短周期成分变得更为丰富,对基岩地震动的放大作用增强;软硬交界面对场地地表地震反应的影响主要在交界面外的两倍介质层厚度范围。     

中低温能源在中国

推动中低温能源的规模化应用是中国重构能源供给格局、实现清洁、低碳与可持续发展的有效途径.然而,目前中国中低温能源尚无完善的统计和明确的专项能源规划,其开发利用情况尚不明确;同时,中低温能源品位低、能量密度小,其开发利用仍然面临获取难、转换方式单一等问题,缺乏有效的技术路线指导.该文从中国能源结构中供需匹配角度出发,对地...     

长江大保护工程建设主体策略选择演化博弈研究

长江大保护工程建设与城市运行交织,企业、政府、社会三方利益关系复杂,已有的主体策略选择研究未考虑社会方对工程建设的影响,难以准确反映各方的协同关系,针对此问题,以演化博弈理论及复制动态方法为基础,构建了三方演化博弈模型,并结合仿真计算分析了协同成本和协同效应对策略选择的影响。结果表明：企业、政府、社会三方的策略选择具有趋同性,只有各方策略保持一致时,才能保持稳定;三方的策略选择受协同成本和协同效应的影响,协同成本越低、协同效应越强,则两种策略下的利益差越大,系统越容易演化为选择积极策略;企业和政府对社会的协同效应增加时,会缩小企业、政府各自不同策略选择的利益差,使两者收敛速度有所减慢。     

率水流域非点源污染分析及施肥措施模拟

率水流域周边农业用地施用的大量化肥为流域内非点源负荷主要来源之一,研究该流域内不同施肥措施对其下游千岛湖水体中氮磷污染控制具有重要意义。通过搭建率水流域SWAT模型,设置化肥减量,粪肥替代和深层施肥3种施肥情景,探究其对流域非点源污染输出的响应特征。结果表明:化肥减量50%可减少约9. 77%的总氮负荷和4. 42%的总磷负荷,粪肥替代化肥对于氮磷负荷的削减率较低,深层施肥的总氮负荷削减率远低于总磷,化肥减量和深层施肥联合措施可分别降低10. 11%和3. 38%的总氮、总磷负荷,即为流域内施肥措施的最佳方案,同时基于SWAT模型的施肥情景模拟对削减流域非点源污染具有参考意义。     

基于均匀同心圆阵列的近场宽带波束形成

该文提出了一种频率不变近场宽带波束形成的方法。该方法将均匀同心圆阵列的输出经傅里叶逆变换转换成相位模式信号,并经过近场矫正和频率补偿网络,可达到频率响应不变的远场阵列响应效果。在此基础上,该文将传统远场窄带波束形成法推广到近场宽带阵列中。仿真结果表明,该文提出的近场宽带阵列响应具有近似频率响应不变的效果,其波束图也接近远场窄带阵列波束图。另外,与其他几种波束形成方法相比,基于该文提出的频率不变近场宽带阵列提升了波束形成性能,且具有较低的计算复杂度。     

边缘计算: 万物互联时代新型计算模型

从智能手机、智能手表等小型终端智能设备,到智能家居、智能网联车等大型应用,再到智慧生活、智慧农业等,人工智能已经逐渐步入人们的生活,改变传统的生活方式. 各种各样的智能设备会产生海量的数据,传统的云计算模式已无法适应新的环境. 边缘计算在靠近数据源的边缘侧实现对数据的处理,可以有效降低数据传输时延,减轻网络传输带宽压力,提高数据隐私安全等. 在边缘计算架构上搭建人工智能模型,进行模型的训练和推理,实现边缘的智能化,对于当前社会至关重要. 由此产生的新的跨学科领域——边缘智能（edge intelligence,EI）,开始引起了广泛的关注. 全面调研了边缘智能相关研究：首先,介绍了边缘计算、人工智能的基础知识,并引出了边缘智能产生的背景、动机及挑战. 其次,分别从边缘智能所要解决的问题、边缘智能模型研究以及边缘智能算法优化3个角度对边缘智能相关技术研究展开讨论. 然后,介绍边缘智能中典型的安全问题. 最后,从智慧工业、智慧生活及智慧农业3个层面阐述其应用,并展望了边缘智能未来的发展方向和前景.

     

抽水蓄能电站管道水力振动在围岩中的传播规律研究

针对抽水蓄能电站运行引发的场地振动问题,以某抽水蓄能电站为例,建立“水力荷载-管道-围岩”有限元-无限元耦合模型,研究抽水蓄能电站管道水力振动在围岩中的传播规律,为减振提供技术支撑。首先基于水力振动理论、传递矩阵法和水力阻抗法建立抽水蓄能电站管道水力脉动荷载计算方法;然后采用耦合模型系统分析了弹性模量、阻尼、机组运行状态等变化对管道水力振动在围岩中传播的影响,并给出减振措施。计算结果表明：随着岩石弹性模量的增大,管道水力振动在围岩中衰减速率变慢,由管道水力振动引起的场地振动增大。当围岩阻尼比从0.02增大到0.30时,管道水力振动引起地表的振动强度不断减小。阻尼比从0.02增加到0.10时,地表振动强度衰减了85%～97%;阻尼比从0.20增大到0.30时,地表振动强度衰减了0.1%～1.0%,变化比较平缓。对于该抽水蓄能电站,当运行更多机组时,引发的地表振动更大,且该电站在抽水运行时较发电运行时引发的场地振动强度更大。     

橡胶改性碳纤维-多壁碳纳米管水泥复合材料性能试验与分析

水泥基复合材料已推广应用于水利工程中,探究其耐久性能是保证高寒地区高混凝土坝安全的关键。将碳纤维与多壁碳纳米管双导电相填料加入水泥材料,从导电性能、力学性能和抗冻性能3个方面研究其作用效果。同时,为充分利用废弃资源,将废弃轮胎制备成橡胶集料加入试件用于力学性能和抗冻性能的试验分析。试验结果表明：当碳纤维与多壁碳纳米管掺量为0.25%时,导电相填料对水泥复合材料的电阻率改变最为明显,在掺量为0.3%时复合材料的电阻率最低,同时,不同外加电场对电阻率的影响可以忽略不计;当碳纤维和多壁碳纳米管的掺量为0.3%、橡胶掺量为30%时,复合材料的抗冻性能最佳,此时,力学性能也满足工程应用需求,抗折和抗压强度分别超过7 MPa和30 MPa。研究结果为提升高寒地区混凝土结构的性能提供了新的技术手段。     

底流消能诱发泄洪闸闸墩振动问题分析和减振措施研究

底流式泄洪闸在大流量泄洪时常伴随着闸墩剧烈振动。针对泄洪闸闸墩振动问题,以某水电站为例,基于水弹性物理模型试验和原型观测,提出改善闸墩结构和优化水库调度方案的两种减振措施。物理模型试验为研究闸墩振动提供了数据支撑,而原型观测结果验证了模型试验的可靠性。结果表明：当泄流量为5 400 m³/s时,通过优化水库调度,采用“低孔+表孔”联合泄洪的方式,表孔的泄流量从单独泄洪时的5 400 m³/s转变为联合泄洪时的低孔泄流量3 481 m³/s+表孔泄流量1 919 m³/s,表孔闸墩的振动位移标准差可从182.3 μm减小到51.7 μm,振动削减效果为71.6%;当表孔泄流量为10 030 m³/s时,通过对闸墩进行加固,闸墩的振动位移标准差可由288.8 μm减小到129.6 μm,振动削减效果为55.1%。