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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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    双联拱隧道爆炸时程分析和动力响应:以甘肃省奤盖隧道为例

    王楠曹小平
    6034-6042页
    查看更多>>摘要：考虑现实生活中隧道面临易燃易爆气体的爆炸和偶发车辆碰撞的爆炸,以甘肃省卓尼县柳林镇附近的奤盖隧道为工程背景,运用有限元软件Midas/GTS NX进行隧道爆炸模拟数值分析,分析了在静力荷载和炸药当量条件下,双联拱隧道的受力影响,对隧道围岩及衬砌进行了位移、速度、加速度和应力时程分析和响应研究.结果表明:当发生爆炸作用时,隧道横向和径向受到应力冲击波以及反射冲击波的影响最为显著,当超过一定值的时候,隧道就会发生局部剪切破坏或剥落破坏;由于反射波的存在,围岩和衬砌的速度和加速度均会呈现出多个峰值,且距爆源位置越近,衬砌的结构损伤也越严重;隧道应力集中区域表现出明显的抗拉抗压,迎爆面应力响应最为显著.

    爆炸冲击衬砌响应数值模拟双联拱隧道变形特征

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    生物柴油发动机进气道模拟与优化

    杨瑞曾东建唐华全安俊丞...
    6043-6052页
    查看更多>>摘要：针对DK4柴油机改为燃用生物柴油后出现混合气均匀度较差等问题,本文通过稳流试验和数值模拟的方式,结合均匀试验设计法,在稳态工况下,在进气道前端加装不同结构参数的导流叶片,研究了其对发动机流量系数和涡流比的影响,选择了最佳模型,并对比了瞬态工况下原进气道与优化后的进气道涡流比、累计进气质量和排放特性.结果表明:稳态工况下,优化后的进气道较原进气道平均涡流比增加了24.79％,缸内流量系数提升了1.17％;瞬态工况下,优化后的进气道涡流比整体提高9.46％,累计进气质量增加了7.02％;缸内温度和压力均提高,NOx排放平均升高4.4％,soot排放降低9.9％.可见优化后的进气道有效改善混合气形成,降低生物柴油发动机颗粒排放.

    生物柴油进气道导流叶片涡流比累计进气量

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    城市干线信号控制策略综合评估体系

    黄河贾志绚范英飞卓亚娟...
    6053-6062页
    查看更多>>摘要：城市干线信号交叉口是路网交通流汇合和分离的节点,是保障城市交通顺畅通行的关键所在.面对信号控制策略评估方法单一的问题,构建了一种面向交通效率、交通安全和交通环境的综合指标体系,并利用组合赋权-模糊综合评价(fuzzy comprehensive evaluation,FCE)模型对城市干线信号控制方案展开综合评估.最后以太原市兴华街干线的三种信控方案为例,借助VISSIM软件和间接安全模型,获取所需的评价指标值,计算综合得分.结果表明,在城市干线中使用信号联控方案最优,能有效提高干线的综合水平,其评估结果与实际结果较为一致,验证了评估体系的有效性.研究结果为城市干线信号系统的规划与管理提供了理论依据与技术支撑.

    城市交通干线信号控制组合赋权-FCE模型VISSIM仿真综合评估

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    半挂液罐车弯道安全车速优化控制

    姜慧夫秦箫周炜
    6063-6071页
    查看更多>>摘要：为降低半挂液罐车驶过弯道路段过程中的侧翻事故风险,提出了基于最优控制的半挂液罐车弯道安全车速优化控制方法.该控制方法以侧翻事故防控为优先目标,以高效通行为辅助目标,帮助半挂液罐车在驶向弯道时提前获得无横向失稳隐患的最优车速控制方案,实现"预防式"的车辆主动安全控制.同时为提高控制方案有效性,利用正弦波动方程拟合罐内液体纵向转移过程,结合基于改进准静态法的罐内液体横向偏移规律,构建了具有纵横双维度描述能力的罐内液体晃动模型,提高了最优控制问题成本函数中半挂液罐车横向稳态表征指标的准确性.仿真结果表明:受控半挂液罐车驶过弯道过程中的瞬时横向载荷转移率始终处于[-0.7,0.7]的安全范围内;不同弯道半径下车辆瞬时横向载荷转移率均有下降,且在弯道半径61 m时降幅最大;受控半挂液罐车最大瞬时横向载荷转移率最大降幅达到0.07;车速控制对道路通行效率的负面影响较小.该控制方法帮助半挂液罐车避免侧翻事故,适用于多种不同半径的弯道路段.

    半挂液罐车弯道路段液体晃动侧翻事故防控最优控制

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    水下机器人回收装置的动力学分析与实验验证

    孙海龙邓晨旭唐峥赵明慧...
    6072-6081页
    查看更多>>摘要：为提高水下自主航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)布放回收过程中的效率和安全性,通过以船舶起重机为基础研究了一种不仅可以通过电机自主调节吊笼的姿态而且能够利用绳索减摇使回收过程更加稳定的AUV水面布放回收装置,建立了船-起重机-吊点-减摇装置-吊笼的三维动力学模型,首先通过Adams搭建虚拟样机进行动力学仿真,得出了当利用电机调节吊笼开口方向时4根绳索的拉力的变化和吊笼的姿态变化,然后利用MATLAB联合仿真采用PID控制策略对其进行了减摇的仿真分析,验证了减摇方案的可行性.在已有的理论基础上搭建了实验样机进行了实验验证.结果表明:在受船舶激励的情况下,横摇的减摇效果达70％;纵摇的减摇效果达60％,电机进行姿态调整时各个绳索的拉力稳定能够完成姿态调整,能够有效地完成布放回收工作.可见当AUV靠近吊笼时依靠姿态调整电机进行姿态调整,能保证AUV进入吊笼;当AUV进入吊笼以后本装置有良好的减摇效果,使回收过程更加稳定.

    绳驱动姿态自主调节回收稳定AUV布放回收动力学分析

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    共轴刚性旋翼气动特性试验与分析

    刘向楠邵天双刘实刘少腾...
    6082-6088页
    查看更多>>摘要：共轴刚性旋翼直升机是高速直升机的主要发展方向之一,为了深入了解前进比及升力偏置对共轴刚性旋翼气动特性的影响,在航空工业气动院FL-52风洞开展了共轴刚性旋翼气动特性风洞试验,通过合理的操纵与配平策略,实现了共轴刚性旋翼配平,并对悬停、多种前飞状态下气动特性及升力偏置对旋翼操纵特性及性能的影响机理进行了研究.结果表明,试验取得了比较好的配平效果,桨毂力矩、合扭矩及升力偏置配平误差分别优于±2 N·m、±0.5 N·m、±0.01;悬停状态扭矩配平与非配平状态下,上旋翼效率都大于下旋翼,差动总距效率随联动总距的增大而增大;前飞状态升力偏置可有效提升大前进比时旋翼气动效率而小前进比时则并不明显,升力偏置的增大会使上下旋翼的桨毂滚转力矩大幅增加.

    共轴刚性旋翼风洞试验气动特性旋翼配平升力偏置

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    超大空间温度变化对飞机装配协调精度的影响规律

    杜坤鹏刘琦杨亚鹏陈杰...
    6089-6098页
    查看更多>>摘要：飞机大型构件一般由多材料、多尺寸零/组件按照一定工艺装配而成,大尺寸装配空间场内的温度变化会引起零/组件在装配过程中产生较大且不一致的热变形,进而影响飞机产品装配协调精度.基于百万立方米全域作业空间内的飞机大型复材构件的高精度装配需求,研究了温度变化对工装及产品在不同材料组合方式的热变形影响.以5米级飞机典型复材翼盒构件装配为分析对象,结果表明当温度变化5℃时,影响装配协调精度偏差为0.1～0.2 mm.因此,在装配工艺设计过程中,需要考虑±5 ℃的温度变化对产品装配热变形的误差补偿,对提高飞机装配协调精度具有重要意义.

    飞机装配协调复材构件热变形厂房温度变化热变形仿真

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    基于AIXM数据集和改进A*算法的直升机路径规划

    赖欣梁昌盛张恒嫣冯嘉宇...
    6099-6107页
    查看更多>>摘要：针对AIXM数据集(aeronautical information exchange model dataset)在通航应用研究缺乏,以及经典A*算法在直升机路径规划问题中转弯节点多等问题,提出了一种基于AIXM数据集的改进A*算法直升机路径规划方法.首先,分析了AIXM数据集的时空属性,设计了基于时空属性搜索的AIXM障碍物数据查询方法,为进行直升机路径规划奠定了数据环境基础;然后结合直升机性能限制构建了碰撞判断包围盒,基于碰撞包围盒改进经典A*算法,利用AIXM数据障碍物数据与航线数据,提出了一种直升机路径规划方法;通过python与Luaid AIXM 5 Viewer对该方法进行了仿真实验表明,所提方法规划的直升机路径转弯节点少,降低了直升机转弯的频率,规划路径短且符合路径与障碍物之间的安全距离要求.本文研究是将AIXM数据集利用于通航航空情报服务的创新尝试.

    通用航空AIXM数据集直升机路径规划时空数据集A*算法

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    渤海区域营运船舶碳排放强度指标核算与评级

    车连发方健牛亚斌亢惠冉...
    6108-6116页
    查看更多>>摘要：为评估中国渤海区域营运船舶碳排放强度,通过收集散货船、液货船等船舶航行数据,分析船舶能效营运指数、船舶营运能效性能指标、年度船舶能效率等碳强度指标,研究船舶载重吨、航速等因子与碳强度指标的相关性,并分别对散货船和液货船进行年度碳强度评级.结果表明:散货船三种碳强度指标总体位于10-6数量级,液货船则位于10-5数量级,其他船舶类型营运能效性能指标和年度船舶能效率位于10-4数量级,船舶能效营运指数位于10-3数量级,散货船营运能效较好.利用年度船舶能效率指标对散货船与液货船进行了2023年度评级,C级以上船舶分别占80％和100％.利用船舶能效营运指数和船舶营运能效性能指标进行评价,散货船C级以上船舶仅占20％,液货船C级以上船舶分别占50％和75％,液货船三种指标评级均优于散货船.在保持当前营运条件下,2023-2026年液货船碳强度指标评级基本保持在C级以上,船舶评级表现良好,而散货船满足C级的船舶占比从80％降至40％,呈现下滑趋势.最后,根据研究结果提出了相应船舶营运降碳措施.

    碳强度指标船舶能效数据分析二氧化碳减排评级

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    城市地下燃气管线系统定量风险评估

    杨阳李成志董炜杜选...
    6117-6124页
    查看更多>>摘要：随着快速的城市化进程,地下管线系统越来越复杂,地下管线系统的风险显著增加.中国地下燃气管线事故数量较多,而且其事故造成的伤亡后果远远高于其他地下管线.其他地下管线在运行过程中对地下燃气管线系统造成的风险也受到燃气领域人员的关注.为了对地下管线系统进行定性、定量和系统的风险评估,综合STAMP和BN两种系统分析方法建立STAMP-BN模型,基于STAMP模型识别系统风险和因果因素,基于STAMP结果和安全控制结构,采用BN建模进行定量风险评估.应用建立的STAMP-BN模型进行地下管线系统风险评估,结果表明造成地下燃气管线泄漏的主要中间原因是三方公司的动土作业,并揭示了第三方公司和燃气公司脆弱的根本原因.可见加强第三方公司运营层协调和燃气公司协调安排、事件应急、对其他地下管线造成的慢性危害识别方面的能力是消减风险的关键.

    地下管线系统地下燃气管线系统理论事故模型及过程贝叶斯网络风险评估

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