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期刊信息/Journal information
湖南大学学报（自然科学版）
湖南大学
湖南大学学报（自然科学版）

湖南大学

王道平

月刊

1674-2974

hdxbzkb@hnu.cn

0731-88822870

410082

湖南省长沙市岳麓区湖南大学期刊社行政办公室

湖南大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Hunan University(Natural Sciences)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由教育部主管、湖南大学主办的综合性学术理论刊物，双月刊，面向国内外公开出版发行。主要报道湖南大学自然科学领域最新研究成果，也适当发表国内外同行专家的优秀学术论文。
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    偏航风力机尾流特性和功率性能的大涡模拟研究

    张子瑜黄鹏曹曙阳
    111-121页
    查看更多>>摘要：对偏航风力机尾流特性更好地了解有助于风电场偏航策略的使用，本文开展了偏航风力机尾流大涡模拟研究。首先，建立基于伪谱法的大涡模拟耦合新发展的滤波致动盘模型的模拟方法，使用EPFL偏航风力机尾流风洞实验数据验证了该方法的可行性和准确性。然后，模拟了不同偏航角下的风力机尾流，发现滤波致动盘模型对远尾流区的速度亏损、湍流度和尾流中心偏移有较高的预测精度。与非偏航情形不同，偏航情形大涡模拟重现了实验中观察到的"卷曲尾流"现象，这种现象造成了速度亏损和湍流度在垂直面出现不对称的分布。最后，模拟了两台风力机的尾流状况，并分析上游风力机偏航角对功率性能的影响。模拟结果显示风力机间距不宜过短，一方面，上游风力机尾流干扰造成下游风力机的功率下降，另一方面，在较短间距情况下上游风力机尾流中心偏移值在下游风力机处较小，总功率增加量减少。研究内容对在风电场使用偏航技术具有指导意义。

    风力机大涡模拟大气边界层偏航尾流功率性能

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    地震荷载下边坡大变形失稳破坏形式研究

    李梅吴进东王頔王斌...
    122-132页
    查看更多>>摘要：采用物质点法分析边坡失稳破坏模式，通过改变土体参数，确定浅层、中层与深层破坏形式边坡模型，进而分析在考虑土体应变软化模型及不同地震荷载作用下，三种边坡破坏模式的破坏过程和变化规律。研究表明，在静态计算中考虑应变软化时，边坡破坏过程较为复杂，滑体沿着滑面整体滑移后，浅层破坏滑体会持续破坏成碎散块体，中层破坏滑体持续分裂成小块体，深层破坏滑体出现新的层状失效区。动态计算中不考虑应变软化时，地震荷载不改变边坡的破坏形式，但加剧边坡的滑移和变形，且随着地震荷载峰值加速度的增加而增加。在考虑应变软化时，地震荷载峰值加速度的增加会改变边坡破坏形式，摩擦角在这个过程中起着重要作用。研究结果可为边坡治理、预防滑坡提供参考。

    地震荷载边坡稳定破坏模式物质点法应变软化

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    地聚物固化黄土力学性能及边坡稳定性研究

    唐先习李昊杰李明泽王之鲁...
    133-144页
    查看更多>>摘要：研究以中国西北地区近年来黄土路基滑坡为背景。通过击实试验和直剪试验，测得不同地聚物掺量下固化土的试验数据，并通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对钢渣-粉煤灰地聚物固化土进行微观结构分析，同时结合pF-Meter仪器测定不同地聚物掺量下固化土的基质吸力与体积含水率。后基于强度折减法，将试验数据代入COMSOL Multiphysics中，通过饱和-非饱和理论的Richards方程，建立固化黄土路基边坡有限元模型。分析降雨前后路基层中地聚物掺入量和坡比对路基边坡的整体稳定性的影响。结果表明:当固化土中地聚物掺入量为25%时，内摩擦角为31。2°，内摩擦角增幅相比于重塑黄土提高了62。5%。随着地聚物掺入量的增加，黏聚力呈现出先升后降的趋势，当地聚物掺入量为20%时达到最高峰，为81。09 kPa，相比于重塑黄土提高了75。86%。路基边坡的稳定性随着地聚物掺入量的增加先上升后下降，随着坡比减小而上升。在特定条件下，边坡稳定性会随着降雨时间的延长而降低，随着降雨强度的增大而减小。

    地聚物有限元法边坡稳定性滑坡固化黄土

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    B/CFRP筋海水海砂活性粉末混凝土梁抗弯性能研究

    周芬李丽娟彭飞朱德举...
    145-154页
    查看更多>>摘要：为研究B/CFRP-SSRPC结构的抗弯性能，以配筋率及梁截面高度为研究因素，对5根B/CFRP-SSRPC梁开展四点弯曲试验研究，探究研究因素对B/CFRP-SSRPC梁极限承载力、跨中挠度及破坏模式等的影响规律。试验结果表明:增大配筋率仅对试验梁开裂后抗弯性能有明显提升，增大梁截面高度对试验梁开裂前及开裂后抗弯性能均有提升，且对试验梁开裂前抗弯性能的提升更明显;所有试验梁均为脆性破坏，破坏模式与配筋率密切相关;现行中国、美国两国FRP筋普通混凝土结构设计规范均低估了B/CFRP-SSRPC梁的抗弯承载力及抗剪承载力，计算误差分别受试验梁的破坏模式及剪跨比影响。

    海水海砂混凝土FRP筋四点弯曲试验

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    绿色高性能纤维混凝土力学性能试验研究

    郑山锁胡锦华张欣杨丰...
    155-164页
    查看更多>>摘要：采用纤维素纤维和农业废料稻壳灰等材料制备了绿色高性能纤维混凝土。通过正交试验研究了纤维素纤维掺量、稻壳灰掺量和水胶比3种因素对混凝土强度、抗弯韧性、坍落度的影响规律与显著程度，并对稻壳灰和纤维素纤维的增强增韧机理进行了分析。结果表明:混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度随水胶比的增加显著降低，随稻壳灰掺量和纤维素纤维掺量的增加而提高;混凝土的抗弯初裂强度和极限抗弯强度随稻壳灰掺量和纤维素纤维掺量的增加逐渐增大;纤维素纤维不仅能够阻裂增韧，还可发挥"内养护作用"，在一定程度上提升混凝土的强度和抗弯韧性，稻壳灰在拌合物中发挥微集料填充效应和火山灰效应，亦可增强混凝土的力学性能。

    纤维素纤维稻壳灰抗压强度劈裂抗拉强度抗弯韧性

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    砂岩-混凝土结构面剪切特性试验研究及离散元模拟

    杨凯旋刘亚楠赵衡赵明华...
    165-176页
    查看更多>>摘要：为从宏、细观角度揭示常法向刚度(Constant Normal Stiffness，CNS)条件下锯齿状砂岩-混凝土结构面剪切机制，首先采用湖南大学自主改造的CNS岩石直剪仪开展3组砂岩-混凝土结构面室内剪切试验。在此基础上，采用刚性墙替代法建立与室内试验相应的离散元数值模型，并引入3个显式运动学方程控制砂岩试样运动轨迹从而实现CNS条件加载，将数值模拟与试验结果对比验证了模型的合理性。随后，开展16个工况的数值剪切试验，通过观察剪切裂纹扩展和力链演化形态，从细观角度揭示结构面破坏模式和荷载传递机制，并从宏观角度分析锯齿几何尺寸(半波长λ、起伏角θ)和加载边界条件(初始法向应力σn0、法向刚度K)对剪切强度和法向膨胀的影响。结果表明:剪切裂纹按照"平稳增加—急剧增加—增幅减小"的发展趋势由结构面区域逐渐向岩石内部扩展，结构面破坏模式随起伏角的增大由滑移磨损向剪断破坏过渡，剪切强度随λ、θ、σn0和K的增加呈指数函数型增加。

    桩直剪试验砂岩-混凝土结构面离散元法常法向刚度

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    基于响应面回归模型的纤维混凝土力学性能分析

    邓友生孟丽青郑云方邹新军...
    177-187页
    查看更多>>摘要：为研究玄武岩纤维和纤维素纤维掺量对混杂纤维轻骨料高强混凝土抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响，构建响应面回归模型，对比分析其力学试验实测值和预测值，并结合渴求函数获得混凝土优化配合比。结果表明:此回归模型有效且可信度高，可用于分析试验结果;两种纤维交互作用、水灰比与纤维素纤维交互作用对抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度影响显著;模型预测最优水灰比为0。30，纤维素纤维掺量为0。90 kg/m3，玄武岩纤维掺量为4。00 kg/m3，强度预测值与试验值间相对误差绝对值均小于5%，该回归模型可为混杂纤维轻骨料高强混凝土的配合比多目标优化提供参考。

    响应面方法高强混凝土混杂纤维渴求函数配合比优化

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    基于混合整数规划的数据中心冷却能耗优化

    张泉郑浩然朱逸群邹思凯...
    188-197页
    查看更多>>摘要：以广州某数据中心水蓄冷冷却系统为研究对象，提出了一种基于混合整数线性规划的模型预测控制方法。该方法以数据中心冷却系统的能耗最低为优化目标，通过对冷却系统和环境条件进行建模，并结合能源成本和冷却系统效率，确定最佳的冷水机组运行策略和水蓄冷冷却系统的时序控制。在优化过程中，考虑了冷水机组的最小连续运行时间对冷却系统能耗的影响，并确定了最佳取值，提高了机组的稳定性，减少了因冷机频繁启停带来的能耗浪费。通过全年能耗模拟，相较于传统控制方法，该方法将总能耗降低了6。52%，总运行费用降低了6。93%。

    混合整数线性规划模型预测控制数据中心节能优化控制

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    基于ANN模型的内冷型溶液除湿器性能研究

    罗伊默常亚银李念平
    198-205页
    查看更多>>摘要：溶液除湿器因可被低品位热能驱动，且具有除湿效率高等优点而受到广泛关注，但其传质性能的预测准确度还有待提高。本文搭建了单通道内冷型溶液除湿实验平台，研究了不同参数对于除湿过程中传质性能的影响，同时，建立了基于MATLAB平台的人工神经网络(ANN)模型用于预测传质性能，并用上述实验数据对该ANN模型进行了验证。结果表明，ANN模型预测得出的Sh与实验Sh平均绝对相对偏差(MARD)为4。07%。与现有经验公式相比，建立的ANN模型预测精度更高。此外，还利用ANN模型研究了不同参数变化下的Sh的变化趋势，从而分析不同参数对除湿性能的影响。

    机器学习神经网络溶液除湿器参数化研究

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    明清木结构古建筑底层数据标准化研究

    王茹张小峰胡又文吕明倩...
    206-216页
    查看更多>>摘要：现有IFC标准体系中，存在无法表达中国古建筑中特有的形制、结构、属性、艺术等特性的问题。基于UML，构建了斗栱、榫卯等古建筑结构的语义关系图，根据IFC四层架构体系，采用实体扩展和属性集扩展的方式，分层扩展了相应的构件实体、关系实体和属性集等，并以EXPRESS语言对扩展内容进行描述。通过使用IfcOpenShell工具包解析、VScode编辑的模型文件;并以Solibri和Blender为验证平台，检验IFC文件的可视化、可读性和实体与属性集信息的内容。根据验证结果，文中提出的古建筑领域的扩展符合IFC的扩展体系方法，对实现古建筑的结构和艺术等特性在信息模型中的交互和共享具有重要意义，可为古建筑工程勘察、修缮和运维的信息化保护提供强有力的支撑。

    木结构古建筑信息化工业基础类语义标准化EXPRESS

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