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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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    沥青混合料低温劈裂虚拟试验影响因素研究

    陆学元陈远播魏星范亮平...
    3389-3398页
    查看更多>>摘要：基于离散元法(discrete element method,DEM)建立沥青混合料二维劈裂(indirect tensile,IDT)试验模型,研究集料模型、集料形状、空隙率,以及加载方位角等因素对混合料低温劈裂虚拟试验结果(劈裂强度和最大水平拉应力)的影响.结果表明:沥青混合料低温虚拟劈裂试验时,集料模型对数值模拟计算效率、内部结构中的接触力链和裂纹扩展路径等有很大影响;实际边界模型较等效椭圆形与等效多边形模型其数值模拟结果变异性较小;空隙率大小对劈裂强度及水平向最大拉应力有显著影响,随空隙率的增大两者均有不同程度的减小;不同加载方位角下的劈裂试验数值模拟结果呈各向异性.

    道路工程沥青混合料劈裂(IDT)试验离散元方法(DEM)影响因素

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    基于上限定理的砂卵石地层盾构隧道开挖面稳定性分析

    胡瑞青王立新郭亮戴志仁...
    3399-3406页
    查看更多>>摘要：目前对砂卵石地层开挖面稳定理论模型的研究相对较少,施工过程中盾构机支护力的施加多凭借施工经验进行.为研究砂卵石地层开挖面失稳问题,运用极限分析法上限定理,结合椭球体放矿理论,建立盾构隧道开挖面极限分析模型的计算方法,研究开挖面前方土体变形未发展至地表与发展至地的表两种工况,得到了极限支护力的上限解析解.并选取五种典型的理论分析方法验证了计算结果的正确性.结果表明:所提出的对数螺线椭球体机制得到的开挖面极限支护力受地层内摩擦角、隧道直径以及土体重度的影响较大,埋深和黏聚力的影响较小,地表超载的影响最小;其中开挖面极限支护力均随着土体重度和隧道直径的增大而线性增大,随着摩擦角增大呈现非线性减小趋势;通过与旋转破坏机制、3D对数螺线机制、FLAC3D数值模拟得到的开挖面前方塌落区域的对比,所提出的开挖面前方塌落机制与数值模拟能接近地层的失效形状.

    盾构隧道砂卵石地层开挖面稳定性上限定理极限支护力

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    高瓦斯特长高铁隧道通风方案设计及监测分析

    李斌强申慧涛景银丰刘培全...
    3407-3415页
    查看更多>>摘要：成都至自贡高铁白云山隧道全长13 340 m,为特长高瓦斯隧道,多工区、多阶段施工通风问题严重制约着隧道运营施工与人员安全.通过工作面最大通风量、最大供风量及沿程风压损失对不同工区施工阶段进行通风计算,设计单工区通风方案及隧道总体贯通顺序,并采用水气分离方法处理地下水及自动安全监控系统实时监测隧道瓦斯浓度.分析表明:施工的大部分时间内,2#～6#斜井的瓦斯浓度均偏低,说明合理的通风方案及工区贯通顺序可以有效降低隧道瓦斯浓度;采用水气分离方法对地下水进行处理,将地下水和瓦斯分别排出,可进一步降低隧道内瓦斯浓度;监控系统对2#、3#和6#斜井出现的瓦斯排放异常情况及时报警提示并断电保护,保证了隧道施工进度及人员安全.针对特长高瓦斯隧道多工区、多阶段施工通风,基于隧道通风方案、贯通顺序、水气分离处理及瓦斯监测等方面建立一套完整的通风监测设计方法,为类似工程提供指导.

    特长高瓦斯隧道隧道通风通风计算瓦斯监测主副斜井

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    基于自适应响应面法的白车身结构轻量化设计

    侯俊剑王泳钟玉东赵登峰...
    3416-3425页
    查看更多>>摘要：白车身是汽车的重要组成部分,许多汽车制造业已经把白车身轻量化设计作为重要研究方向之一.如果能对白车身进行轻量化设计,就能达到节能减排的目的.以某白车身为研究对象,基于自适应响应面方法对白车身模型进行优化求解.首先利用有限元法获得白车身的模态、刚度和强度,并通过模态和刚度的灵敏度分析筛选15个钣金件作为变量;利用田口实验进行15因子3水平实验设计,根据田口实验数据创建响应面;然后使用最小二乘回归和移动最小二乘法进行响应面拟合,基于自适应响应面方法对其进行优化求解,并进行仿真实验对比.结果表明,使用本文方法可以将白车身质量减重18.924 kg,减重了 4.736 9％,并且利用此方法进行的轻量化设计使得白车身的3个静强度工况的最大应力均有所下降,并在满足刚度和强度条件下,实现了白车身轻量化要求.

    白车身轻量化模态分析响应面

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    数据驱动的公路典型风险场景聚类与特征分析

    胡伟超陈艳艳于鹏程于士杰...
    3426-3433页
    查看更多>>摘要：为了明晰公路交通中典型风险场景,提高公路测试场景构建和公路安全分析的针对性和指导性.收集不同区域代表性省份5年约60 000条公路交通事故数据作为数据源,筛选确定关键分类变量,分别针对7类典型公路路段和路口开展典型交通冲突形式聚类分析,共获取16类典型风险场景,然后构建场景风险特征表征参数,针对典型风险场景的风险特征进行对比分析,进而深入分析道路和环境因素对场景事故数量和发生事故严重程度的影响特征.结果表明:路表情况、防护设施类型、交通信号方式、照明条件、天气和能见度等因素都对部分场景的风险度有较大影响,路面状况因素对场景风险度影响不大.

    交通安全风险特征K均值聚类公路典型风险场景

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    大型空泡水洞试验设施结构有限元分析

    姜河蓉崔健刘珏陈震...
    3434-3441页
    查看更多>>摘要：大型空泡水洞试验设施是目前中国规模最大的水洞系统,为评估其整体结构强度和抗震设计安全性,对空泡水洞结构进行三维有限元数值分析,考虑正常工作工况和地震载荷作用极限工况下的结构刚强度,基于振型分解反应谱法计算了地震惯性加速度载荷,并对结构地震位移响应进行校核.结果表明:空泡水洞的结构变形在正常工作工况主要表现为水洞内壁的膨胀变形,在极限工况下主要表现为由地震载荷引起的水洞顶部水平位移;空泡水洞高应力区域主要位于结构角隅处的筒壁和加强筋.这对中国自主研发大型空泡水洞具有重要的借鉴意义.

    空泡水洞结构强度振型分解反应谱法地震载荷

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    非定常等离子体激励对大攻角流动分离控制的数值模拟研究

    呼宝鹏兰世隆黄一翀林海奇...
    3442-3450页
    查看更多>>摘要：应用交流电(alternating current,AC)介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体流动控制由于其结构简单、响应频率快、可实现实时定量控制等优点,正在成为等离子体流动控制技术的重点研究方向.结合基于分离涡模拟(de-tached eddy simulation,DES)和等离子体唯象体积力模型的方法研究非定常等离子体激励对NACA0015翼型在攻角为20°情况下流动分离控制.结果表明:非定常等离子体激励在高雷诺数、大攻角下对翼型分离具有明显的控制效果,可以达到增升减阻目的,且流动控制效果比定常激励效率更高;非定常等离子体激励流动控制与定常等离子体激励流动控制机理不同,非定常等离子体激励通过促进分离区内速度脉动,对流场产生非定常的干扰,使得分离剪切层提前失稳,增强流场涡结构的掺混,从而抑制流动分离.

    分离涡模拟(DES)流动分离控制非定常等离子体激励

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    双S弯进气道锤激波动态特性研究

    袁培博李方吉郭龙凯达兴亚...
    3451-3458页
    查看更多>>摘要：发动机喘振产生的瞬时高压引起的进气道内锤激波载荷是飞机进气道结构强度设计的关键因素之一.通过对飞行器进行内外流一体化非定常三维数值计算,分析双S弯进气道内锤激波三维流场非定常特性的演化过程,研究了不同马赫数,不同超压比对双S弯进气道锤激波载荷的影响.研究表明:锤激波经过进气道弯道时,弯道外侧流场压力远大于内侧;锤激波离开进气道入口后,进气道内流场经过数个周期逐渐恢复至初始状态;相同进气道反压时,来流马赫数越小,锤激波在进气道内部传播速度越快,且进气道内部压力系数峰值越大;相同来流马赫数下,随着超压比的增大,锤激波在进气道内部传播速度加快,进气道内部压力系数峰值增大.

    锤激波双S弯进气道喘振数值计算

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    无人机掩护岸舰导弹突防效果仿真分析

    李浩民赵强王光源吴一乔...
    3459-3465页
    查看更多>>摘要：为有效提升岸舰导弹突防能力,采用无人机(unmanned aerial vehicles,UAV)分布式作战对抗敌方舰载雷达.基于雷达探测方程和干扰方程,建立无人机干扰下雷达暴露区计算模型,并对无人机阵位配置情况进行分析.结果表明:无人机的干扰方向、干扰功率及干扰距离对舰载雷达探测性能有重要影响,无人机分布式作战能够有效降低雷达的作战效能,从而为岸舰导弹突防提供有利条件,作为全新的作战样式也为未来研究无人机的战术运用奠定重要理论基础.

    无人机(UAV)岸舰导弹暴露区雷达

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    基于RAMMS-AVALANCHE模型的雪崩模拟参数敏感性分析

    张天意刘杰王斌程秋连...
    3466-3478页
    查看更多>>摘要：以巩乃斯大陆性气候雪崩危险区为研究背景,建立三维数字地形模型对雪崩运动过程进行模拟.研究RAMMS雪崩数值模拟结果的影响因素,分析计算网格分辨率、雪层断裂深度、摩擦系数3种参数值对模拟结果的影响程度及敏感性.通过单因素分析法对比不同参数下模拟结果进而得出3种参数的影响程度,采用灰色关联法分析参数对模拟结果的敏感性.结果表明:选择合适的计算网格分辨率能提高模拟结果的准确性;雪层断裂深度每减少10％,流动高度变化率在5％～7％;流动速度变化率在1％～2％;冲击力变化率在2％～3％;而摩擦系数的大小主要对堆积区特征值和雪崩停止时间产生较大影响,对运动过程中的特征值影响较小.在此基础上进行敏感度计算,根据计算结果确定各特征值最大影响性时参数的主次关系.研究结果明晰了雪崩模拟各输入参数的敏感性,可有效提高雪崩数值模拟参数选取的合理性和计算结果的准确性,为雪崩灾害危险程度分析提供依据.

    雪崩Ramms数值模拟模型参数敏感性分析

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