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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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    一种改进YOLOX_S的火焰烟雾检测算法

    谢康康朱文忠肖顺兴谢林森...
    3298-3307页
    查看更多>>摘要：针对目前在火灾预警方面还存在火焰烟雾检测效果差、误报率高等问题,在YOLOX框架下提出改进YOLOX_S目标检测算法.首先在数据集建立方面,采用的数据集包括Bilkent University公开的数据集和部分自建数据集,共计9 621张图片.并且通过对数据集采用Mosaic数据增强的方式,增加数据的多样性.其次对backbone部分采用swin-T骨干网络来代替原来的CSPDarkNet骨干网络,能够更好的捕捉不同尺度下的特征,有效地提升了 目标检测的精度.然后对网络模型引入加权双向特征金字塔网络(bidirectional feature pyramid network,BiFPN)特征融合网络,提高检测的效率和网络模型的适应性,在复杂背景下同样可以保持较高的检测精度.最后引入CA注意力机制来加强此算法的特征提取能力.经过对比实验表明,改进后的YOLOX_S的火焰烟雾检测算法具有较高准确性,其mAP@0.5(预测框与真实框重合程度的阈值为0.5时的平均检测精度)达到81.5％,相比原网络提高了 5.3％.改进后的YOLOX_S网络模型在火焰烟雾检测方面具有更高准确性和更低的误报率.

    YOLOXswintransformer加权双向特征金字塔网络(BiFPN)火焰烟雾检测注意力机制

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    考虑优化调度的微电网频率恢复分布式预测控制策略

    钟鸣韩如磊王宇强
    3308-3319页
    查看更多>>摘要：为了解决快速频率恢复和缓慢实际功率调度之间的时间尺度分离问题,提出一种考虑优化调度的微电网频率恢复分布式预测控制策略.引入的一致性策略能够在同一时间尺度上处理优化调度和频率恢复,另外提出的实际功率调度方案分布式模型预测控制解决了通信延迟、通信中断和即插即用情景,并且将下垂、实际功率传输和相位角方程作为等式约束,从而预测每个微电网的行为.此外,终端值和不等式约束有助于确定可行解空间的界,从而减少优化时间.在4种测试情景下对控制器的动态性能进行实验评估,结果证明该控制器对负载变化和通信问题具有较强的鲁棒性,并且保证了频率快速回复与高效功率调度.

    一致性策略分布式微电网模型预测控制功率调度

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    高压脉冲电场对毛发染色效果的影响

    李林葳姬亚航裴玮杜羿翰...
    3320-3329页
    查看更多>>摘要：为了研究高压脉冲电场对毛发染色效果的影响,试验以18～28岁年龄段人群的黑色头发和染发剂为试材,以染发后毛发的RGB(red green blue)模型提取值作为响应值,并采用等响应面试验法设计试验,以构建和分析高压脉冲电场的电场强度、脉冲宽度以及脉冲个数对毛发染色效果影响的数学模型和机理.试验结果表明:高压脉冲电场同时处理头发和染发剂后最高可提升RGB参数中的蓝色通道值B为3.7％,对应的最优化工艺化参数为:电场强度1 125 V/mm、脉冲宽度175μs、脉冲个数52个.因此,高压脉冲电场对头发和染发剂进行处理后再进行染色可改善着色效果,并为毛发染色工艺优化奠定一定基础.

    高压脉冲电场响应面试验法毛发染色RGB模型

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    含裂纹高强钢丝的腐蚀损伤与拉伸性能研究

    于伟王鑫高洋朱万旭...
    3330-3340页
    查看更多>>摘要：为了研究桥梁含裂纹拉索钢丝的腐蚀损伤机理和受拉力学特性,以含预置裂纹的腐蚀高强钢丝为研究对象,采用电弧线切割方法、中性盐雾腐蚀试验、拉伸试验、电镜试验和有限元分析,开展相关内容研究.提出了考虑中性盐雾腐蚀影响的含裂纹高强钢丝拉伸受力性能的评价方法.结果表明:刻痕的应力集中系数远大于正常腐蚀蚀坑的系数,钢丝力学性能的变化是由于初始裂纹进一步腐蚀而引起,特别在腐蚀初期,钢丝处于非常不利的阶段,其受拉性能较低.建立的初始裂纹钢丝有限元模型,能较好地描述中性盐雾腐蚀试验和静力拉伸试验得出的质量损失率、截面面积损失率及极限强度的关系.

    高强钢丝初始裂纹腐蚀损伤机理拉伸性能

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    温度和酸碱度对铝土矿矿泥的沉降影响

    任国帅孙刚臣张喜伟胡宁...
    3341-3347页
    查看更多>>摘要：为研究铝土矿尾矿泥浆沉降的影响因素与影响机制,以平果铝土矿矿泥为例,在不同温度(15、30、45、60 ℃)和不同pH的环境下进行自由沉降试验,对矿泥沉降过程中上清液的高度及不同时刻的沉降速度进行分析,结果表明:15～60 ℃的温度范围内,浓度7％的矿泥温度每提升10℃可使匀速沉降阶段的沉降速度提高0.385 mm/min,10％矿泥温度每提升10 ℃可使匀速沉降阶段的沉降速度提高0.132 mm/min;pH对矿泥沉降速度和沉降时间均有影响,在pH为4.7～8范围,pH低于7.6时,随着pH的升高沉降速度不断提高,pH为7.1～7.6时沉降速率较快,最快为7.27 mm/min,pH高于7.6时,沉降速度有降低的趋势.研究成果为改进矿泥浆的沉淀工艺提供了试验与理论依据,为其他矿泥浆的沉降研究提供了借鉴.

    岩土矿泥沉降平果铝分层

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    膨胀土-混凝土界面剪切特性研究及界面系数修正

    朱竹亮林斌
    3348-3355页
    查看更多>>摘要：为对不同含水率下与不同法向应力下的膨胀性土的界面抗剪强度-界面剪切位移曲线进行分析,通过设计室内膨胀土-混凝土界面直剪试验,研究各含水率对膨胀土-混凝土界面各力学性质的影响.结果表明:不同含水率条件下的应力应变曲线均无应变软化现象,基本符合应变硬化模型;含水率的增长,对界面抗剪强度有较为明显的劣化影响,应力应变曲线的峰值也随之愈发滞后;同一含水率的界面抗剪强度与法向应力较好地符合摩尔-库伦强度准则,随着含水率的逐渐增长,界面抗剪强度也呈现递减态势;界面黏聚力先呈增长态势,后呈逐渐减小态势;界面等效剪切模量呈现下降趋势,同时通过微观角度对界面黏聚力和界面内摩擦角引起的界面强度变化规律进行了机理性的分析.界面内摩擦角则随着含水率增加逐渐地呈现反比例函数降低态势,引入界面摩擦系数,进一步细致分析界面摩擦力学性质,同时修正了界面黏聚力和法向应力对界面摩擦带来的较大影响,针对于浅层边坡土体与桩基础的摩擦估算,考虑到法向荷载对于界面摩擦系数影响较为合理.

    含水率膨胀土与混凝土界面界面剪切特性界面修正系数

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    基于倾斜摄影的混凝土 3D打印成型精度分析与预测

    张学辉赵双双陈雄姿安军海...
    3356-3365页
    查看更多>>摘要：混凝土 3D打印技术是一项新型的增材制造技术,为了实现采用混凝土 3D打印技术来快速打印高质量的成型构件,综合利用迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法和倾斜摄影测量技术来分析3D打印构件的整体偏差、局部边界偏差和圆弧角半径,并根据整体偏差和边界偏差对成型精度及可建造性进行研究,最后利用边界偏差和圆弧角半径对打印模型进行预测.结果表明:在混凝土 3D打印配合比为水泥∶砂∶粉煤灰∶减水剂∶混凝剂∶水=1∶1.12∶0.09∶0.004∶0.006∶0.32,打印速度Vd为45 mm/s,最佳挤出速度Vj为138 mm/s时构件成型精度最高;对倾斜摄影模型拟合对齐,并对其具体位置偏差标注色谱图,可知混凝土 3D打印构件在第4层时压缩变形较大,可建造性较低;利用预测模型与混凝土 3D打印实体构件进行拟合,可知预测模型与基准模型相比误差约1 mm,验证了所提方法及预测模型的合理性.

    混凝土3D打印倾斜摄影迭代最近点(ICP)算法预测模型成型精度

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    硫酸盐浓度对水泥基材料传输性能的影响

    韩国旗李宇航郝恩泽韩阳...
    3366-3372页
    查看更多>>摘要：为考察硫酸盐浓度对水泥基材料性能的影响,设计水灰比为0.5与0.35的砂浆试件,进行全浸泡试验,研究不同硫酸盐浓度对水泥基材料水分传输性能、力学性能与不同深度硫酸根离子传输性能的影响.结果表明:硫酸盐侵蚀后的水泥基材料,吸水量随着侵蚀龄期的增长而增大;水泥基材料的抗折、抗压强度随着硫酸盐侵蚀龄期与侵蚀溶液浓度的增加,呈现先增加后减小的趋势;随着硫酸盐浓度的增加,同深度硫酸根离子浓度随之增加;硫酸盐侵蚀水泥基材料会生成膨胀性产物填充内部孔隙,增加试件力学性能.

    硫酸盐水泥基材料力学性能离子传输

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    山岭隧道地上地下一体化三维建模方法

    徐晓雅王章琼李雷烈赵歧林...
    3373-3380页
    查看更多>>摘要：针对山岭隧道地上地下一体化三维建模效率低、数据融合难度大的问题,提出一套基于建筑信息模型(building infor-mation modeling,BIM)+地理信息系统(geographic information system,GIS)+倾斜摄影技术的建模方法.以武汉市黄龙山隧道为例,首先,按用途和施工工序对山岭隧道构件进行分类,利用Revit和Dynamo软件,采用参数化建模+自适应拼接的方法构建隧道三维结构模型;其次,通过无人机采用倾斜摄影技术获取地表影像,构建三维实景模型;通过影像匹配和滤波技术处理点云数据,生成数字高程模型(digital elevation model,DEM),并结合钻孔数据,采用插值法和约束分区的方法构建三维地质模型;最后,基于MapGIS实现隧道结构模型、地表三维实景模型、三维地质模型的集成.所提方法可以优化模型管理方式,减少数据信息的丢失,实现隧道工程信息的集成与共享.

    三维建模山岭隧道建筑信息模型(BIM)+地理信息系统(GIS)倾斜摄影

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    深井掘进技术在厚层高渗透性粉细砂层中适用性的数值模拟研究

    周洁刘成君徐杰张振光...
    3381-3388页
    查看更多>>摘要：科学合理高效开发深层地下空间是城市不断发展的必然趋势与重要难题.深井掘进技术(vertical shaft machine,VSM)是一种开挖超深竖井的新型工法,该技术施作的竖井结构形式简单、结构受力状态好、施工速度快、对周边环境扰动小、适用性广泛,可被广泛用于城市深层地下空间的点状开发.以中国首例使用VSM施工的南京市儿童医院沉井停车库项目为原型,建立在砂性土中开挖60 m竖井的数值模型,重点研究VSM竖井在厚层高渗透性的粉细砂层开挖过程的变形情况与开挖面的稳定性问题.数值模型结果表明:60 m竖井开挖过中地表变形量均控制在毫米数量级,且最大地表变形量不超过13 mm;在水位差1 m的水下施工过程中安全系数均较好控制在2.0以上.对于变形问题,分析不同开挖深度下的井底隆起变形和地表变形情况,表明在60 m开挖深度内,使用VSM开挖砂性土竖井在深度、安全性和对周边环境扰动上均具有明显优势.针对开挖面稳定性,计算分析与竖井内外水位差和竖井深度相关的开挖面安全系数,计算结果可用于指导实际施工,实现分段施工与精细化控制.

    深井掘进技术(VSM)粉细砂数值模型地表变形井底隆起安全系数

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