一种宽动态范围低失配的电荷泵

采用TSMC 0.18 μm混合CMOS工艺,设计了一种应用在GNSS接收机中低杂散锁相环(PLL)的宽动态范围低失配电荷泵。分析了电荷泵非理想因素和压控振荡器(VCO)调谐增益对参考杂散的影响,发现提高电荷泵电流匹配精度和减小VCO调谐增益均可有效抑制锁相环的参考杂散。采用加负反馈的源极开关型电荷泵,以实现电荷泵充放电电流的精确匹配。利用电荷泵输出电压来控制运算放大器的不同输出支路,以拓宽电荷泵的输出电压动态范围,从而降低PLL输出频率范围对VCO调谐增益的要求。仿真结果表明,当电源电压为1.8 V、电荷泵电流为100 μA时,可以实现充放电电流精确匹配,输出电压范围达到0.02~1.78 V,参考杂散为-66.3 dBc。     

南水北调中线工程典型渠堤数值模拟分析

为了解南水北调中线弱膨胀土质下深挖方和高填方典型渠段破坏特点,首先采用Geo-Studio软件对2种渠段进行有限元建模,得到不同工况下的2种渠道断面模型;其次用SIGMA/W,SEEP/W模块及饱和-非饱和统一渗流方程,数值模拟完好和破坏2种工况下各渠段水平位移场及渗透压力场;最后用SLOPE/W模块及Bishop法,获得完好和破坏2种工况下各渠段最危险滑动面及安全系数,并提出具体测点布置方案,为典型测点布置和监控指标拟定提供参考。     

深水航道整治中新型结构淹没丁坝水流力特性研究

为研究新型结构淹没丁坝的水流力特性,基于有限体积法与自由液面捕捉法,通过流体计算软件Fluent建立三维数学模型对不同流速、水深与坝长条件下新型结构齿形丁坝的水流力特性进行研究。同时,设计了比尺为1:50的物理模型对不同坝长条件下新型结构丁坝水流力进行补充验证,数值模拟结果与试验结果符合良好。研究不仅得到了丁坝流场流速与水深的分布规律,同时分析了不同流速、水深与坝长条件下新型结构齿形丁坝的水流力响应规律,进而通过量纲处理分析了相对坝长与淹没度对水流力系数的响应规律,通过独立化分析的方法分别探讨了相对坝长与淹没度对丁坝水流力系数的敏感性。研究成果为新型淹没丁坝在长江南京以下12.5 m深水航道整治工程的应用提供一定的技术支撑与科学指导。     

铃盖内置式车把型自行车车铃设计

目的解决现有车铃中所存在的问题,设计出一款不易受外界干扰,方便同时操控刹车手柄和打铃,结构紧凑、实用可靠,且铃声急促的铃盖内置式车把型自行车车铃,使骑行环境更加安全、舒适。方法通过对现有的自行车车铃的功能、优缺点进行分析研究,找到创新点,再结合现有法规及实地测量统计分析来设计车铃尺寸,改变造型、优化结构,并由车铃的壳体、驱动组件、发声组件设计出一款新型自行车车铃。结论通过三维建模与仿真,有效佐证了所作车铃创意设计的合理性,可为自行车车铃的生产与应用提供参考     

堤防工程险情探测与识别技术研究现状

针对堤防工程隐患特征及其破坏模式进行研究,通过大量搜集相关的基础理论及国内外参考文献,主要总结了管涌、溃坝等堤防典型隐患(险情)探测及险情识别技术的研究现状。对堤防工程隐患检测技术的常用方法如高密度电法、探地雷达成像技术、磁电法、瞬变电磁法、流场法等特点和适用性及其工程应用进行了分析,研究了基于专家经验法、事故树分析法、敏感性分析、神经网络、灰色理论以及人工智能等堤防典型险情识别技术相关理论及其工程实际应用。研究成果可对当前堤防工程隐患快速探测、险情识别存在的一些问题提供一些必要的理论基础,也可为未来将要开展的进一步研究提供参考。     

基于SVM的丁坝群束水攻沙功能预测

丁坝群坝田为回流区,主流区束窄流速增加,形成束水攻沙之势。在理论分析基础上,提出反映丁坝群束水攻沙功能的指标可用设计最低通航水位时的河面宽度以及宽深比表示。基于回归支持向量机理论,建立了丁坝群束水攻沙功能指标的预测模型,模型的输入因子为反映来水来沙量及变化过程、水面比降、河床形态及床沙组成等因素,输出因子为功能指标;采用试算法确定模型不灵敏参数ε、惩罚常数C和核函数参数σ。以张南水道下浅区为例,采集模型中需要的数据,基于MATLAB编程实现SVM模型训练,训练样本显示模型精度符合要求,验证得到的结果相对误差在10%以下,SVM预测模型较BP人工神经网络模型效果更佳,模型具有实用性。     

海洋探测无人艇:平台设计及应用

海洋探测无人艇应用范围广泛,但无人艇姿态易受风、浪、流、漂浮垃圾等环境因素影响,导致结构损坏、观测数据精度下降等问题。设计了无人艇双体宽甲板平台,多波束测深系统安装在升降机构上,保障最佳航行姿态和换能器安全,提高了采集数据的精度。2020年,该无人艇参与江西应急抗洪救灾堤坝勘察任务,在水流湍急、水质浑浊、漂浮垃圾多等不利环境下,圆满完成14 km堤坝底质勘察任务,共发现4处堤坝风险位置点,为抗洪抢险提供了重要的数据支撑。     

丁坝群附近流场及局部冲刷的三维数值模拟

为探索丁坝群附近水流流场,揭示其局部冲刷的形成机理,该文采用Flow-3d软件,选取RNG k-ε湍流模型和以希尔兹(Shields)数为基础的泥沙推移质输沙率模型对上挑丁坝群的周围流场分布和局部冲刷进行了三维数值模拟。研究发现,丁坝群间涡系结构复杂,第一座丁坝坝头处有一对反向的旋涡和下潜水流,切应力达到最大值,使得该位置有较大冲刷坑发生,解释了冲刷机理。冲刷坑的模拟深度和范围与实验结果吻合较好,表明该模型可以用于丁坝群及相关河道整治工程的流场和冲刷坑计算。     

盘锦河道堤防中存在问题与改进措施

根据盘锦市河道堤防的现状及存在的问题,提出相应的改进措施,以加强河道堤防的管理,提高城市的防洪能力。     

堤基管涌机理及防治设计准则研究

堤基管涌抢险和防治是堤防工程安全的心腹之患,水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心自成立以来,持续开展堤基管涌机理和防治设计准则方面的研究。系统深入研究了典型堤基结构管涌破坏机理和模式、管涌自愈现象,发现了不同堤基结构管涌发展机理和破坏模式的特点和区别;提出了管涌抢险合理范围和盖重合理宽度的确定方法建议;提出并论证了悬挂式短墙布置在背水侧更能有效控制管涌发展的作用机理和设计方法;研发了管涌动态模拟数学模型和软件。提升了对管涌机理的认识,发展了传统渗流控制理论,对管涌防治和抢险有重要指导作用,成果已应用于堤防设计和抢险中。