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期刊信息/Journal information
清华大学学报(自然科学版)
清华大学学报(自然科学版)

梁恩忠

月刊

1000-0054

xuebaost@tsinghua.edn.cn

010-62788108,62792976

100084

北京市海淀区清华园清华大学

清华大学学报(自然科学版)/Journal Journal of Tsinghua University(Science and Technology)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为科学技术综合性学术刊物。反映清华大学自然科学与技术领域基础研究和实验研究方面的科研成果,推动国内外学术交流。主要栏目有工程力学、电机工程、机械工程、能源技术、信息科学、材料科学、基础理论等。主要读者对象是高等学校和科研单位的科研工作者、教师和研究生。
正式出版
收录年代

    受限空间内流淌火燃烧蔓延规律和温度场分布

    焦伟冰陈长坤杜武豪石朗...
    1016-1023页
    查看更多>>摘要:为探究受限空间流淌火燃烧蔓延规律和温度场分布特征,搭建1:10缩尺寸受限空间模型,开展7种不同泄漏速率的流淌火火灾试验以及12种不同尺寸的油池火火灾试验,重点分析火源直径、质量燃烧速率和受限空间内的温度场分布特征.研究结果表明:受限空间流淌火根据火源直径随时间的变化可以将燃烧分为3个阶段:燃烧扩散阶段、燃烧稳定阶段以及燃烧熄灭阶段.燃烧阶段的转变主要由燃料质量泄漏速率与质量燃烧速率的相对大小决定.当质量燃烧速率与质量泄漏速率达到平衡时,燃料在达到火焰前沿前已完全燃烧,火源直径停止增大,燃烧进入稳定阶段.燃烧稳定阶段时,流淌火和油池火的温度场分布特征相似,随着火源功率的增大,火源根部的温度逐渐降低,而顶棚的温度不断上升.该研究可为受限空间流淌火火灾的探测设计提供理论基础.

    受限空间流淌火火源面积扩散规律燃烧速率温度场

    隧道火灾中物理场与关键控制参数间的快速双向预测

    洪瑶史聪灵李俊毅李佳...
    1024-1031页
    查看更多>>摘要:为提升隧道火灾全物理场信息的预测速度以及解决隧道火灾关键控制参数的反向预测问题,该文构建了深度学习模型用于隧道火灾中全物理场和关键控制参数间的快速双向预测,使用了大型数值数据库训练所构建的模型,评估了模型对数据的学习能力及其预测能力.结果表明:经过100个训练周期后,使用所提出的双向预测模型和数据集取得了良好的训练收敛效果,物理场和关键控制参数在训练集上均达到结果快速重现.模型训练完成后,隧道火灾的平均温度场和6项隧道火灾的关键控制参数得到了基本的预测,预测结果同时涵盖了隧道的几何信息和物理信息.该研究结果可为隧道火灾演化规律的快速预测提供参考.

    隧道火灾深度学习快速预测物理场关键控制参数

    "火灾环境-防护服-人体"CFD传热模拟及皮肤烧伤分布预测

    田苗苏云李俊
    1032-1038页
    查看更多>>摘要:科学配备消防装备、提升灾害事故现场风险评估能力是减少消防员伤亡事故的重要手段.为深入剖析火灾环境下"热源-服装-人体"系统的传热机制,提高服装对消防员的职业防护,该文基于燃烧假人系统和计算流体动力学原理,建立了"火灾环境-防护服-人体"三维传热模型,定量分析了火场热流密度、热暴露时间、服装厚度和服装表面发射率4个因素对人体表面皮肤烧伤比例和分布的作用机制.模拟计算结果表明:服装因素对烧伤比例的影响与处在火灾中心的着装人体表面传热方式和人体皮肤厚度分布相关;消防服设计方面需优化开口结构设计,以降低颈部、小臂和小腿的烧伤比例.

    职业健康个体防护传热模型皮肤烧伤公共安全

    高温热辐射环境下降温服对消防人员生理及感知响应的影响

    操凯李亚运兰明强郭贤...
    1039-1046页
    查看更多>>摘要:为降低消防员热应激水平、验证降温服的有效性,该文在35℃和2.5 kW/m2高温热辐射复合环境下开展人体热生理实验,同时采用主观问卷调查的方式,探究降温服对人体生理及主观感知响应的影响,分析降温服在缓解热应激从而提高消防人员热舒适性方面的有效性,并运用生理应变指数(PSI)和感知应变指数(PeSI)开展实验工况下人体热应激评估.结果表明:降温服明显减小了受试者的核心温度、皮肤温度、心率及出汗速率,有效缓解了人体生理负荷,降低了人体热应激水平,且在高运动强度(7.0 km/h)下效果更明显;降温服有效改善了受试者的热舒适性,在实验的第90 min时降温服使PSI值最大降低0.77,PeSI值最大降低4.89(约32%).

    高温热辐射环境消防员降温背心感知响应热舒适性

    电力作业多源要素风险的自适应识别模型

    胥明凯朱坤双李元良杨啸帅...
    1047-1059页
    查看更多>>摘要:电力作业人员通常面临多种安全风险,对其生命健康造成严重威胁,但是场景复杂、随机性强等原因致使电力作业存在风险识别极其困难的问题,因此急需采用合适的技术手段对电力作业风险进行有效识别.该文构建了一种动态兼容多种典型空间的电力作业风险的自适应识别(ARI)模型.从宏观上构建了电力行业典型作业的风险识别框架,建立了典型作业多源要素的全域风险因子体系.通过融合渐进式蜜獾算法、极大熵准则、约束调节机制,提出了一种主客观动态融合的ARI模型,以低成本适应不同的典型作业空间.案例结果验证了所提ARI模型具有鲁棒性强、实施成本优、偏颇风险低的特性,可有效量化电力行业典型作业的多源要素风险.

    电力作业多源要素风险自适应识别主客观动态融合渐进式蜜獾算法

    海上丝绸之路环境影响船舶稳性安全分析方法

    孟祥乾吴建军朱清华胡甚平...
    1060-1069页
    查看更多>>摘要:为了量化研究风浪因素对航行船舶横摇风险的影响,提出了一种面向航行环境的船舶稳性安全分析方法.基于Kriging插值与自适应加权平均方法,建立了海上丝绸之路航线风浪环境数据处理框架.结合历时22a的海区气象资料,绘制了海上丝绸之路关键水域的船舶航行风险图,通过风浪环境要素对船舶横倾影响的定量分析,提出了评估船舶稳性安全的横倾风险指数.基于对典型船舶倾覆事故案例的分析模型重构,揭示了外部风浪环境对船舶稳性安全的影响.进一步开展同类货物运输案例的对照分析,发现了船舶内部环境对船舶稳性安全的影响,验证了船舶属性和货物性态在保证船舶稳性安全中的重要作用.船载货物性态的稳定性与船舶航行环境同等重要,应纳入船舶稳性安全影响体系.该研究对于建立以船舶航行安全为核心的海上丝绸之路航线交通韧性治理体系具有参考价值.

    海上丝绸之路船舶稳性安全环境影响横倾风险指数货物性态

    飞机离地姿态与飞行操作"因果-时序"耦合动态Bayes网络模型

    张秀艳王琪
    1070-1081页
    查看更多>>摘要:在民航飞机起飞离地过程中,飞行员的操作失误容易导致擦机尾等安全事故.飞机离地姿态与飞行操作紧密耦合.针对飞机离地姿态与飞行操作解耦问题,该文以"安全Ⅱ"模式为指导,关注飞机离地风险应对的全过程表现,对飞机离地姿态与飞行操作之间的耦合机理进行研究.根据安全韧性理论,构建了飞机离地姿态与飞行操作"因果-时序"耦合模型;基于国内某航空公司A319机队1 359个航段快速存取记录器(QAR)数据,利用动态Bayes网络进行正常操作与超限操作的特征量化与验证.结果表明:该模型可对飞机离地姿态的动态形成机理进行有效分析;选择"重载""轻载""顺风""逆风"等单一情景及其组合情景,通过调节关键飞行操作节点的概率分布得到最佳飞行操作模式.该研究得到了不同情景变量影响下飞机离地姿态与飞行操作之间的耦合机理,有助于提高飞行员的风险预测与应对能力.

    飞机姿态飞行操作风险应对快速存取记录器(QAR)数据动态Bayes网络(DBN)

    基于需求紧迫度的约束性应急物资车辆路径模型

    杨倩王飞跃卢佳节王籽幻...
    1082-1088页
    查看更多>>摘要:为了实现科学、高效的灾后应急响应,针对传统路径规划中单目标、单车场、单次配送、无差别化供给、闭合式调度等多方面限制,开展基于需求紧迫度的约束性应急物资车辆路径研究.运用层次分析法对需求紧迫度进行赋权分级,以应急救援过程的响应时间、配送延误惩罚与需求未满意率最小化为目标,构建约束性应急物资车辆路径模型,并设计两阶段遗传算法.通过算例检验算法与模型的有效性和适用性.结果表明:该模型可有效解决资源紧缺、受灾程度异化情况下的物资配送问题,形成适用于突发自然灾害事件的动态应急物资车辆路径规划方案,实现突发路况处理与资源效能最大化,并为应急物资的车辆路径规划提供理论依据与决策参考.

    应急救援应急物资路径规划需求紧迫度遗传算法