检索结果-内蒙古大学图书馆

采矿与安全工程学报 2024年第3期41卷 511-521页

作者：杨旭刘亚鹏曹安业刘耀琪王常彬赵卫卫中国矿业大学计算机科学与技术学院矿山数字化教育部工程研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116

为解决当前冲击地压时间与空间预测协同难、微震数据时空特征挖掘不充分的困境,结合深度学习相关理论与方法,提出了基于微震多维信息融合的冲击地压全时空预测方法,该方法主要包括微震时空特征指标、时间预测以及空间预测3个模块,设计... 详细信息

为解决当前冲击地压时间与空间预测协同难、微震数据时空特征挖掘不充分的困境,结合深度学习相关理论与方法,提出了基于微震多维信息融合的冲击地压全时空预测方法,该方法主要包括微震时空特征指标、时间预测以及空间预测3个模块,设计了基于主成分分析和核密度估计的微震时空特征指标构建方法,在此基础之上,构建了基于深度循环神经网络的冲击地压时间预测模型,提出了基于长短期时间窗融合的冲击地压空间预测方法,从而实现了冲击地压时间⁃空间协同的全时空预测。此外,为了评估所提方法的有效性,在内蒙古鄂尔多斯矿区某冲击危险工作面进行了工程应用测试,测试时间段共出现13条大于10^(5)J的大能量微震事件,在时间预测方面,对于大能量事件的时间预测结果为10个强危险、3个中等危险,并且整个测试阶段模型误报率仅为0.133。在空间预测方面,对于大能量事件的空间预测结果的分布区域为6个强危险、3个中等危险、4个弱危险。实验表明该方法可满足工程应用的需求,研究成果可为冲击地压监测预警提供参考与借鉴。

关键词：冲击地压全时空预测微震时空特征指标深度循环神经网络

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基于XGBoost模型的降雨诱发阶跃型滑坡位移预测

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自然灾害学报 2023年第2期32卷 217-226页

作者：黄智杰沈佳简文彬樊秀峰聂闻福州大学岩土与地质工程系福建福州350108 福州大学福建省地质灾害重点实验室福建福州350108 中国科学院海西研究院泉州装备制造研究所福建泉州362200

滑坡位移预测一直是滑坡研究的热点之一。近年来,随着计算机科学的发展,越来越多的人工智能技术模型被用于滑坡位移的预测。相较于常用的如LSTM神经网络等机器学习模型,集成算法中的XGBoost模型在滑坡位移预测领域尚不多见。由于其在滑... 详细信息

滑坡位移预测一直是滑坡研究的热点之一。近年来,随着计算机科学的发展,越来越多的人工智能技术模型被用于滑坡位移的预测。相较于常用的如LSTM神经网络等机器学习模型,集成算法中的XGBoost模型在滑坡位移预测领域尚不多见。由于其在滑坡位移预测中具有预测精度更高、运行速度更快等优点,目前在学术界已成为研究的热点领域。文中以泉州市安溪县尧山村滑坡地灾点监测数据为例,运用Python搭建XGBoost模型,并通过最大信息系数的比较来选定与位移高度相关的特征,输入至模型中对滑坡位移进行预测。结果表明,XGBoost模型因其在目标函数中引入正则项来控制模型过拟合、模型数据集划分采用前向验证方式等优点,相较于大多数机器学习模型,能更加准确地预测降雨诱发阶跃型滑坡位移。该模型对此类滑坡的位移预测及早期监测预警具有重要参考意义。

关键词：机器学习 XGBoost模型最大信息系数阶跃型滑坡位移预测

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基于材料脆塑特性的加工表面粗糙度分析与验证研究

基于材料脆塑特性的加工表面粗糙度分析与验证研究

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作者：曲义兴中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

学位级别：硕士

随着科技的不断发展,对现代光学系统性能提出了更高的要求。光学元件是系统中核心组成部分,其表面粗糙度作为加工质量的一个关键指标变得尤为重要。现有的粗糙度模型大多是基于经验参数法和人工智能法建立,依赖实验样本数据,不具有普遍... 详细信息

随着科技的不断发展,对现代光学系统性能提出了更高的要求。光学元件是系统中核心组成部分,其表面粗糙度作为加工质量的一个关键指标变得尤为重要。现有的粗糙度模型大多是基于经验参数法和人工智能法建立,依赖实验样本数据,不具有普遍适用性,缺乏对加工过程的微观描述。在实际加工过程中,磨料在抛光盘的驱动下,压入光学元件表面并形成离散遍历,随着磨粒运动路程的增长,遍历程度逐渐加密,导致粗糙度逐步演化。本文以建立光学加工表面粗糙度物理模型为目标,对加工过程进行物理建模,将材料的力学特性参数、磨盘与工件间的压强分布、磨料在加工表面的压入深度、磨料的运动轨迹长度以及影响粗糙度的工艺参数等作为研究对象,通过分析磨粒压入深度、运动轨迹长度、表面遍历程度建立表面粗糙度的物理模型,最终将成果成功地应用于复杂型面模具自动化磨抛。论文的主要研究工作包括以下四个方面的内容: 1.硅改性碳化硅材料的塑性域去除深度测试。通过纳米压痕实验与纳米划痕实验对改性硅材料的脆塑转变过程进行分析,一方面由压痕实验获取材料的力学特性参数硬度及弹性模量,并建立了载荷与压入深度曲线;另一方面,根据划痕实验的载荷与划痕深度曲线获得脆塑转变的临界载荷,并计算了改性硅的塑性去除深度。 2.磨盘与工件间的压强分布分析。基于测量的材料力学特性参数,利用ANSYS仿真软件建立了磨盘与工件间的有限元模型,仿真了磨盘在工件表面的压强分布情况;采用Tekscan柔性薄膜压力传感器测量了磨盘在工件表面上的压强分布;通过Matlab数学软件将仿真结果与实验结果进行了对比,获得了压强分布的最大值。 3.小磨头加工表面粗糙度物理模型的建立。在获得压强分布最大值的基础上,计算了磨料在工件表面的压入深度;根据磨盘的运动形式分析,解析了单磨粒与多磨粒在抛光中磨粒的运动轨迹长度;通过抛光中磨料的存在类型及磨料的去除机制分析了固着磨料在材料去除过程中占据主要作用;结合固着磨料的运动轨迹长度与压入深度建立了粗糙度物理模型,并通过实验验证了模型的正确性。 4.金属磨具自动化磨抛表面粗糙度分析。通过纳米压痕实验获得了模具钢材料的力学特性参数,分析了砂纸磨抛时材料的去除类似于小磨头加工中固着磨料材料的去除作用;开展了以不同型号砂纸为磨抛介质的模具钢磨抛试验,从而探讨了磨抛转速、砂纸粒度以及磨抛压力对表面粗糙度Ra的影响;根据实验结果验证固着磨料加工金属材料时模型的准确性;最终将研究成果应用于汽车钣金冷冲模具复杂型面自动化磨抛,加工后的粗糙度优于0.1μm,满足指标需求。

关键词：光学加工脆塑转换压强分布粗糙度模型自动化磨抛

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基于漂移理论的泡沫排水采气井井筒压降预测模型

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石油学报 2023年第5期44卷 862-872页

作者：张宇豪王志彬蒋琪刘岳龙李克智西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司工程技术研究院河南郑州450006

泡沫排水采气(泡排)工艺因成本低、施工简单、见效快,在国内外各大气田中广泛应用,在众多排水采气工艺中扮演“主力军”作用。准确揭示泡排井井筒压降规律对于优化泡排工艺技术参数、提高泡沫排水采气工艺技术水平具有重要意义。由于漂... 详细信息

泡沫排水采气(泡排)工艺因成本低、施工简单、见效快,在国内外各大气田中广泛应用,在众多排水采气工艺中扮演“主力军”作用。准确揭示泡排井井筒压降规律对于优化泡排工艺技术参数、提高泡沫排水采气工艺技术水平具有重要意义。由于漂移模型不划分流型,具有形式简单、便于工程计算的优点,是气液两相流发展的重要方向,而漂移模型的核心参数是漂移速度和分布系数。通过在30 mm内径的有机透明玻璃管中开展泡沫多相流实验,测试了不同倾斜角(0°~90°)液流速(0.01~0.20 m/s)、气流速(0~20m/s)及泡排剂浓度[(0~5000)×10^(-6)]下的压降规律,利用实验数据对气液两相漂移模型的漂移速度和分布系数进行了改进,提出了泡沫流动条件下的含气率计算方法,以此建立预测泡沫排水采气井筒压降的新模型。利用现场数据对新建模型进行评价的结果表明,新建模型的预测能力优于采油气工程中常用的经验模型和机理模型。

关键词：气井积液泡沫排水采气泡沫多相流漂移模型压降

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低能电子在直径为800 nm的PET纳米微通道中的输运过程

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物理学报 2024年

作者：李鹏飞刘宛琦哈帅潘俞舟樊栩宏杜战辉万城亮崔莹姚科马越杨治虎邵曹杰 Reinhold Schuch 路迪宋玉收张红强陈熙萌哈尔滨工程大学核科学与技术学院兰州大学核科学与技术学院复旦大学现代物理研究所复旦大学核物理与离子束应用教育部重点实验室 RIKEN Nishina Center RIKEN 中国科学院近代物理研究所 Physics Department， Stockholm University Department of Physics， University of Gothenburg

研究了2 keV电子在直径为800 nm，长度为10 μm的PET纳米通道中的输运过程。结果表明，当纳米微通道倾角为0°时，穿透电子的穿透率可达10%，而当倾角大于几何张角时，穿透电子的透射率小于1%。穿透电子角分布中心没有随微孔倾角的... 详细信息

研究了2 keV电子在直径为800 nm，长度为10 μm的PET纳米通道中的输运过程。结果表明，当纳米微通道倾角为0°时，穿透电子的穿透率可达10%，而当倾角大于几何张角时，穿透电子的透射率小于1%。穿透电子角分布中心没有随微孔倾角的变化而移动，因此没有如在正离子的情况下那样观察到绝缘微孔对电子的导向效应。在充电达到稳态时，当微孔倾角小于几何张角时，电子分裂成上下两个电子斑。穿透电子的全角分布的时间演化表明，在充电开始时，穿透电子为单电子斑。随着入射电荷量（充电时间）的累积，穿透电子被上下拉伸，并逐渐分裂成两个电子斑。当纳米微孔的倾角超过几何张角时，穿透电子的分裂趋于消失。对电子造成微孔内壁上的电荷沉积的模拟计算表明，微孔表面被激发出大量空穴，形成正电荷累积；而部分入射电子沉积于表面以下更深处，形成负电荷层，因此不利于产生类似正离子的导向效应。本文还讨论了造成穿透电子角分布上下分裂的可能原因，并据此提出验证电子和离子充电机制不同的新的实验方法。研究结果为利用绝缘微通道控制电子传输技术的发展提供了支撑。

关键词：绝缘纳米毛细管低能电子导向效应

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基于数字散斑相关的土体剪切带自动识别方法与应用

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第11期54卷 4513-4522页

作者：徐晓华李元海朱鸿鹄王迎超中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 南京大学地球科学与工程学院江苏南京210023

剪切带是土体局部化变形的典型形式,是控制土体稳定性的重要因素。为了自动、精确识别模型试验中剪切带,基于自行研制的数字散斑相关(digital speckle correlation method,DSCM)软件系统PhotoInfor,提出采用最小二乘曲线拟合的砂土剪切... 详细信息

剪切带是土体局部化变形的典型形式,是控制土体稳定性的重要因素。为了自动、精确识别模型试验中剪切带,基于自行研制的数字散斑相关(digital speckle correlation method,DSCM)软件系统PhotoInfor,提出采用最小二乘曲线拟合的砂土剪切带识别方法,针对不同倾角下剪切带边界点的识别问题,设计一种基于最佳拟合线搜索的剪切带自动识别算法,给出基于边界点识别结果的剪切带厚度及剪切带内应变的简明计算方法。通过室内大型砂土剪切模型试验,验证该方法的有效性。研究结果表明,在剪切过程中剪切带呈现剪胀特点,剪切变形可分为缓慢增长和急速增长两个阶段,剪切带最终形成时的厚度在不同区域并不完全相同。研究成果可为岩土力学试验中识别与分析剪切变形模式提供一种简便高效的方法,对于研究土体变形特性和评判工程稳定性都具有重要意义。

关键词：剪切带数字散斑相关方法图像分析有限元变形计算

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面向微生物遗传操作的编辑序列设计工具的研究进展

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合成生物学 2023年第1期4卷 30-46页

作者：杨毅毛雨丰杨春贺王猛廖小平马红武中国科学院天津工业生物技术研究所中国科学院系统微生物工程重点实验室天津300308 天津科技大学生物工程学院天津300457

以同源重组、CRISPR等为代表的遗传操作技术是合成生物学的重要支撑技术。高效准确的遗传操作依赖于可准确定位编辑位点和实现序列改造的编辑序列(如引物序列、同源臂序列、sgRNA序列等)。由于遗传改造目标与遗传操作技术丰富多变,加之... 详细信息

以同源重组、CRISPR等为代表的遗传操作技术是合成生物学的重要支撑技术。高效准确的遗传操作依赖于可准确定位编辑位点和实现序列改造的编辑序列(如引物序列、同源臂序列、sgRNA序列等)。由于遗传改造目标与遗传操作技术丰富多变,加之近年来基于生物铸造厂(BioFoundry)的自动化遗传改造模式对高通量设计的需求日益增加,使得通过计算机辅助设计工具实现精准快速的编辑序列设计愈发重要。本文针对不同阶段实现不同目标的微生物遗传操作技术和相应的编辑序列辅助设计工具的发展进行了综述。按照不同编辑序列类型和遗传操作应用场景,将编辑序列设计工具划分为四种类型:引物设计工具、DNA组装的设计工具、sgRNA设计工具、基因组编辑的全流程设计工具,对各类编辑序列设计工具的应用及存在的问题进行了分析总结并对未来的研究方向进行了展望。编辑序列设计工具的发展将有助于实现合成生物学“设计—构建—测试—学习”(designbuild-test-learn,DBTL)工作循环中上游的基因型“设计”与下游“构建”两个关键环节之间的无缝衔接。

关键词：编辑序列 DNA组装基因组编辑全流程设计生物工厂

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2319铝合金电弧增材制造温度场与应力演变研究

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材料导报 2023年第23期37卷 165-172页

作者：耿汝伟程延海杜军魏正英中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

构建2319铝合金电弧增材制造热-弹-塑性有限元模型(FEM),计算成形过程瞬态温度场和熔合线附近温度梯度,分析工艺参数对熔池温度场的影响。研究不同工艺参数下熔池温度场分布规律,结果表明,温度梯度随电流的增加和基板移动速度的减小而... 详细信息

构建2319铝合金电弧增材制造热-弹-塑性有限元模型(FEM),计算成形过程瞬态温度场和熔合线附近温度梯度,分析工艺参数对熔池温度场的影响。研究不同工艺参数下熔池温度场分布规律,结果表明,温度梯度随电流的增加和基板移动速度的减小而增加。在温度场计算的基础上,利用热-弹-塑性有限元模型研究电弧增材过程残余应力的演化和分布规律。单道沉积情况下基板上纵向应力为压应力,沉积层内为拉应力,且纵向应力在数值上与等效应力接近,最大应力出现在沉积层中间部分。研究工艺参数对沉积层应力的影响规律,结果表明,提高基板移动速度可以降低沉积层内部的等效应力和纵向应力,而增大电流则会使沉积层内的等效应力和纵向应力增大。结合温度场结果可知,熔池内温度梯度与残余应力的大小呈正相关关系。

关键词：电弧增材制造热-弹-塑性模型残余应力铝合金

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内孤立波作用下缓波形立管动力特性研究

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船舶力学 2024年第6期28卷 803-817页

作者：余杨刘晓伟李振眠孙若飞杨政龙徐立新天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300072 天津大学天津市港口与海洋工程重点实验室天津300072

我国南海活跃着大量内孤立波,严重威胁海洋工程作业的安全。本文采用向量式有限元方法分析内孤立波作用下深海缓波形钢悬链立管动力特性,建立考虑触地段土反力和内孤立波载荷的缓波形钢悬链立管动力模型,根据mKdV方程求解内孤立波载荷,... 详细信息

我国南海活跃着大量内孤立波,严重威胁海洋工程作业的安全。本文采用向量式有限元方法分析内孤立波作用下深海缓波形钢悬链立管动力特性,建立考虑触地段土反力和内孤立波载荷的缓波形钢悬链立管动力模型,根据mKdV方程求解内孤立波载荷,基于向量式有限元梁单元编制Fortran计算程序。分析不同入射角内孤立波作用下立管的位移极值、张力及弯矩变化趋势,并比较缓波形立管与简单钢悬链立管在内孤立波作用下的动力特性。结果表明:内孤立波作用下,缓波形钢悬链立管会有较大的位移响应,特别是顶部悬垂段会有较大的水平位移;缓波形立管比简单钢悬链立管有更显著的张力变化幅值,有更加复杂的弯矩变化趋势。

关键词：缓波形钢悬链立管内孤立波向量式有限元 KdV理论动力响应

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考虑弹性软化的膨胀岩地铁隧道湿温等效模拟方法

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岩土力学 2022年第S02期43卷 497-507页

作者：李兆琛朱勇周辉李静中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室湖北武汉430071

膨胀岩遇水产生的膨胀应力对地铁隧道结构的长期安全存在不利影响,前人的研究主要考虑膨胀岩的体积膨胀作用,而对膨胀过程中的软化效应考虑不足。为此,通过室内试验,获取膨胀岩的物质组分、软化特性、膨胀参数,揭示了膨胀岩在膨胀过程... 详细信息

膨胀岩遇水产生的膨胀应力对地铁隧道结构的长期安全存在不利影响,前人的研究主要考虑膨胀岩的体积膨胀作用,而对膨胀过程中的软化效应考虑不足。为此,通过室内试验,获取膨胀岩的物质组分、软化特性、膨胀参数,揭示了膨胀岩在膨胀过程中的弹性软化效应。基于湿-温体积膨胀等效的认识,提出了考虑弹性软化的湿温等效模拟方法,给出了弹性软化参数、膨胀等效温度边界条件、膨胀圈的确定方法,建立了湿温软化等效膨胀模拟流程。将上述方法应用于重庆地铁18号线区间隧道砂质泥岩洞段的长期安全评价,结果表明,考虑弹性软化的湿温等效模拟计算得到的膨胀应力比不考虑弹性软化的湿温等效模拟结果更接近于实际。对影响计算结果的膨胀圈厚度、弹性软化程度等进行了讨论,给出了膨胀岩洞段的处置建议。研究结果可供膨胀岩隧道长期安全评价参考,对于防治地下工程膨胀灾害有一定指导作用。

关键词：深埋地铁隧道膨胀岩弹性软化湿温等效膨胀

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