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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    基于信息量-随机森林模型的地震带地质灾害易发性评价:以松潘-较场地震带为例

    刘亚静刘红健
    143-154页
    查看更多>>摘要：地震会引起地表振动及破坏,同时加大滑坡、崩塌、泥石流等次生灾害的发生概率,对位于地震带区域城市进行地质灾害易发性预测,是地质灾害防治的有效措施.为了探究地震带区域地质发育程度对地质灾害的影响,以松潘-较场典型地震带的平武县为例,从地形地貌特征、地层地质条件、气象水文、地震带发育特征、土壤植被、人类工程活动影响6个方面选取地质灾害的诱发因子,采用信息量模型、信息量-层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和信息量-随机森林(random forest,RF)3种评价模型对平武县地质灾害进行易发性评价,结果表明信息量-RF模型的对比分析结果优于其他两种模型,接受者操作特征(receiver operating characteristics,ROC)曲线精度评估信息量-RF模型的曲线下的面积(area under curve,AUC)(0.991)高于信息量-AHP模型(0.931)和信息量模型(0.920),说明基于信息量耦合随机森林的综合易发性评价模型更适用于地震带地区的地质灾害易发性评价,具有良好的预测精度.

    易发性评价随机森林信息量模型ROC

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    基于Nrf2/HO-1信号通路探讨补阳还五汤对AngⅡ诱导的H9c2细胞铁死亡的保护作用

    薛亚楠王建波曲怡高佳馨...
    155-162页
    查看更多>>摘要：基于Nrf2/HO-1铁死亡信号通路探讨补阳还五汤对血管紧张素Ⅱ(Angiotensin Ⅱ,AngⅡ)诱导的H9c2大鼠心肌细胞铁死亡的影响.体外培养H9c2心肌细胞,分别设正常组(ZC)、模型组(MX)、补阳还五汤低剂量组(BD)、补阳还五汤中剂量组(BZ)、补阳还五汤高剂量组(BG)和阳性对照组(YX).除正常组外,其余各组采用1 μmol/LAngⅡ建立心肌细胞损伤模型,同时补阳还五汤低、中、高剂量组分别用含0.5、1、2 mg/mL补阳还五汤的培养基培养,阳性对照组使用含10 μmol/L铁死亡抑制剂Ferrostatin-1(Fer-1)的培养基培养,24 h后收集细胞.采用CCK-8法检测各组心肌细胞活性;细胞铁含量检测试剂盒测定细胞内铁含量;免疫荧光染色法检测各组Nrf2蛋白表达;q-PCR法检测各组细胞核转录相关因子2(Nrf2)、血红加氧酶-1(HO-1)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)的mRNA表达水平;ELISA试剂盒检测细胞谷胱甘肽(GSH)和GPX4的蛋白表达水平;Western blot法检测Nrf2和HO-1的蛋白表达.结果表明,补阳还五汤高剂量组可明显提高AngⅡ诱导的H9c2细胞活力下降(P＜0.01),减少AngⅡ条件下铁含量(P＜0.05);与模型组相比,补阳还五汤高剂量组能显著逆转AngⅡ诱导的H9c2细胞GSH、GPX4、Nrf2和HO-1的基因和蛋白表达水平的下降,使AngⅡ条件下受到抑制的Nrf2表达增加,与阳性对照组结果一致(P＜0.01,P＜0.05).补阳还五汤可能通过Nrf2/HO-1信号通路调控心肌细胞铁死亡从而保护高血压继发的心肌损伤.

    补阳还五汤心肌铁死亡高血压

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    基于混合威布尔分布的水稻插秧机的可靠性分析及剩余寿命预测

    文昌俊陈洋洋何永豪陈凡...
    163-169页
    查看更多>>摘要：为了更准确描述水稻插秧机的失效规律,提高可靠性分析的准确性,对水稻插秧机的故障数据进行分析,采用两参数混合威布尔分布对水稻插秧机进行建模.以残差平方和最小为优化目标,建立参数估计优化模型,利用改进粒子群算法对其进行求解,然后采用K-S检验法对模型进行检验,对比单一威布尔模型、混合威布尔模型与水稻插秧机失效数据之间的拟合程度,得出使用两参数混合威布尔模型评估水稻插秧机可靠性的合理性,在此模型的基础上计算得到水稻插秧机的平均无故障工作时间为161.75 h,中位寿命为147.14 h,特征寿命为191.31 h,且在可靠度为0.6时,预防性维修周期为115.19 h,最后在混合威布尔分布模型的基础上计算出剩余寿命-可靠度的关系,可定量分析插秧机在一定使用时间下的剩余寿命,从而进行预测性维护.

    可靠性混合威布尔分布非线性最小二乘法粒子群算法剩余寿命预测

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    基于系统布置设计与混合算法的锻造厂车间布局优化

    张梦杨朱玉杰张许英龙
    170-176页
    查看更多>>摘要：针对因车间布局不合理而导致物流量浪费的现象,对锻造厂进行研究,建立了物流量最小化的单目标优化函数,运用系统布置设计(systematic layout planning,SLP)方法对原始布局进行优化得到3种布局方案,采用层次分析法(analytic hier-archy process,AHP)与熵权法相结合的方法构建组合赋权模型,再通过逼近理想解排序法(technique for order preference by sim-ilarity to an ideal solution,TOPSIS)对3种方案进行排序优选,形成多指标决策评价模型.最后将遗传算法与和声搜索算法相结合,对锻造厂车间布局进行二次优化,获得最优布局方案.案例分析表明,此研究方法使物流量减少了 28.82％,改进效果显著,同时也验证了该模型的优越性,对相关行业车间布局设计提供一定的参考价值.

    系统布置设计组合赋权遗传算法和声搜索算法车间布局

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    潜孔冲击器钎头合金齿装配过盈量分析

    梅熠轩高成刘旭辉孙巧雷...
    177-182页
    查看更多>>摘要：潜孔冲击器钻进效率高成孔质量好广泛应用于各类成孔作业.冲击器工作过程中钎头受到活塞的高频次撞击和地层的反扭矩作用,钎头掉齿是主要失效问题.根据某石灰石矿场钎头的掉齿失效,分析了合金齿掉齿失效机理,基于厚壁圆筒理论、Tresca屈服条件和全增量理论等理论,分析并计算合金齿极限过盈量,确定过盈量合理范围.通过有限元仿真,模拟分析合金齿过盈装配过程.研究表明,过盈量不够导致固齿力小于脱齿力是发生掉齿的主因,通过分析对比理论计算与仿真模拟结果,得到合金齿装配优选过盈量为0.065 mm,能有效防止掉齿、脱齿现象发生.改进的钎头投入使用后,使用寿命较上一代有较大提升,对后续潜孔冲击器的设计与应用有一定的指导意义.

    潜孔冲击器合金齿装配过盈量冲击凿岩仿真计算

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    纳米颗粒调控流体润湿性微观实验观测

    刘乔黄鑫王海波李凤霞...
    183-188页
    查看更多>>摘要：通过添加纳米颗粒调控油-水界面润湿性接触角是当前提高采收率技术研究的前沿热点.然而微观实验数据的缺乏使得纳米流体驱油机理始终存在争议.采用原子力显微镜的轻敲模式成像原理首次对液滴添加纳米颗粒后形成的纳米流体微观动态接触线进行测量.结果表明硅油液滴和正丙醇液滴在添加质量分数为5％的纳米石英颗粒后,微观接触角分别减小1.6°和0.9°,同时接触线在20 nm高度范围产生凸起结构,这与所添加纳米石英颗粒粒径一致.纳米凸起结构的产生为颗粒提高系统浸润性的结构分离压理论提供了直接的实验证据.

    纳米颗粒接触角驱替润湿性

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    南堡沙河街组硬脆性泥页岩地层漏失压力预测方法

    吴晓红李云峰余小龙陈金霞...
    189-194页
    查看更多>>摘要：南堡沙河街组硬脆性泥页岩是典型的井壁易失稳地层,钻井过程中,井壁垮塌、漏失现象频发.目前,针对页岩井壁失稳现象,研究主要集中在结构面影响下的井壁垮塌.然而,实际钻井过程中,由于泥页岩层理、裂缝等结构面发育,导致地层漏失明显,严重制约了安全高效钻井.因此,基于室内力学实验,考虑页岩结构面发育特征,融合页岩沿基体破裂、沿层理或裂缝破裂及沿裂缝扩展等多类漏失机制,构建了一种新的硬脆性泥页岩地层漏失压力预测方法,明确了地层漏失压分布特征及影响因素.研究结果显示:层理与天然裂缝作为典型弱结构面,是硬脆性泥页岩地层漏失的主要控制因素.相比较均质地层,结构面发育的页岩地层漏失压力明显降低,安全井眼轨迹方位减少,钻井难度增大.此外,受弱结构面影响,难见沿基体的破裂漏失现象.漏失优先出现在天然裂缝面,天然裂缝对漏失影响强于层理面.研究成果可为硬脆性页岩地层钻井设计提供理论基础,对实现页岩地层安全高效钻井具有重要意义.

    页岩井壁稳定漏失压力结构面

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    青海油田弱胶结生物泥岩气压裂裂缝起裂

    刘永王景鹤赵文凯张少斌...
    195-204页
    查看更多>>摘要：涩北气田第四系泥岩生物成因气区块储层改造过程中压裂工艺参数优化缺乏理论基础和指导原则的问题日益突出.为探究第四系弱胶结生物泥岩裂缝起裂机理及影响规律,首先通过岩石基础实验,明确了弱胶结生物泥岩的矿物组成与力学特性,开展了弱胶结生物泥岩裂缝起裂实验研究,并通过数值模拟方法详细探究了固井质量和射孔深度对裂缝起裂的影响规律.研究结果表明,固井质量和射孔深度都是影响裂缝起裂的重要影响因素;在固井质量较差的情况下,压裂液进入第二界面堆积延伸,导致井眼发生严重扩径,无法达到裂缝起裂条件;深穿透射孔可以减小裂缝起裂尖端的塑性形变,降低裂缝的起裂压力.研究结果对弱胶结生物泥岩压裂工艺参数优化有一定的指导意义.

    弱胶结泥岩压裂充填室内实验数值模拟

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    基于听觉显著性特征的发电机组主轴承性能评估

    石庆升陈家良董哲
    205-214页
    查看更多>>摘要：人类的听觉系统在处理声音信号这类非平稳、非线性信号上具备优异的识别能力及抗噪能力.依据振动与声音信号同源性的特点,提出了一种基于听觉显著性信号的数据降噪、典型特征提取和自组织映射(self-organizing feature map,SOM)网络相结合进行发电机组主轴承性能评估的方法.首先,利用Gammatone滤波器组构建人的耳蜗模型对原始振动信号进行识别,并剔除噪声信号.其次,通过模拟人耳的听觉注意机制获得显著帧和显著通道的典型特征构建特征空间.最后,将构建的特征空间分为训练样本和测试样本两部分,利用SOM网络实现发电机组主轴承的性能评估.试验结果表明,所提出的性能评估方法能够精准地识别噪声信号并构建特征空间,可有效评估发电机组主轴承的性能,为其视情维修提供依据.

    发电机组主轴承性能评估耳蜗谱图显著帧信号显著通道信号自组织映射网络

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    非供暖季中深层热储自然恢复与蓄热对比分析

    王卫莲鲍玲玲靳鹏飞
    215-222页
    查看更多>>摘要：中深层岩土热储恢复对地埋管的取热效率至关重要,非供暖季结束时中深层热储温度场呈现不同的衰减程度.主要研究对比分析中深层地埋管运行1个供暖季后在非供暖季埋管周围热储自然恢复与有人为干预的蓄热恢复两种不同恢复情况温度场的变化,利用ANSYS Fluent建立传热模型,基于有限体积法进行求解,并与项 目实测数据进行对比验证.通过对比分析两种不同恢复模式在非供暖季结束时热储的温度值,结果表明:非供暖季中深层热储通过自然恢复结束时,热储温度热恢复率最低点为96.81％;进行人为干预的蓄热恢复在非供暖季结束时,热储温度的最高恢复率可以达到158.09％.对比两种不同的热恢复模式在非供暖季结束时温差最大达到10.09 ℃,温差随深度及径向距离的增加而减小.

    中深层地埋管数值模拟热储蓄热自然恢复

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