基于碰撞模型的斜坡滚石颗粒速度预测

滑坡滚石灾害是西部山区常见的地质灾害类型,具有突发性和随机性强的特点,是山区地质灾害预测和防治工作的重点和难点.本文基于颗粒接触理论,考虑影响斜坡滚石碰撞过程中的随机因素,建立了用于预测斜坡滚石颗粒碰撞后速度的理论模型.根据冲量及冲量矩定理建立滚石颗粒碰撞基本方程,得到斜坡滚石颗粒碰撞后反弹速度的解析解.结果表明:斜坡滚石碰撞后反弹速度的解析解包含了坡角、坡体上被碰颗粒速度以及角度、入射速度和角度以及撞击角度等随机因素;当考虑入射滚石颗粒与坡体上被碰颗粒的撞击角度变化时,模型预测结果与试验结果吻合较好;本文进一步预测了滚石颗粒碰撞后颗粒反弹线速度和角度以及反弹旋转角速度的概率分布情况.结果显示,反弹颗粒速度和角度以及反弹旋转角速度的概率分布均服从高斯分布;当坡体上被碰颗粒速度和坡角发生变化时,其对反弹颗粒速度和角度以及反弹旋转角速度概率分布定性上没有影响,但是对概率分布的中心参数有显著影响.     

含水合物沉积物多相渗流特性研究进展

天然气水合物作为一种储量大、无污染的清洁能源近些年受到了广泛关注.近20年来,中国进行了较大范围的陆海域天然气水合物储层勘探与储量预测. 2017年,中国地质调查局牵头对南海神狐海域的天然气水合物进行了基于降压渗流原理的试验性开采.国内外已进行的水合物试采工程面临着气体产量低、出砂较多等问题,其最主要的原因之一是开发过程中沉积物内复杂多相渗流机理尚不明晰.本文综述了平行毛细管模型、Kozeny模型等广泛应用于天然气水合物开发渗流分析的理论模型,对比分析了水合物开发多尺度渗流过程模拟方法,简述了国内外含水合物沉积物渗透率测试、渗流过程中沉积物物性演变以及水合物开采室内模拟等方面的渗流实验进展,总结了矿场尺度的天然气水合物储层开采过程中产气数值模拟手段,展望了多相渗流模型、储层原位含水合物样品室内测试及结构与物性演化、矿场尺度数值模拟与水平井压裂技术等应用研究的未来方向与挑战.     

通过Painlevé分析从低维模型中寻找高维可积模型

将Painlevé方法推广到更一般的形式, 可以从给定的低维可积模型中得到无穷多个新的可积模型. 新的可积模型与原模型相比都是较高维的, 它们保持保角不变性和Painlevé性质. 本文主要以KdV、NLS和KP方程为例, 运用WTC法、截断展开、领头项分析等方法, 给出了(3+1)维可积模型的具体形式.     

大型公共建筑工程质量保险纯费率厘定研究——基于GLM及GAM的实证比较分析

为准确地厘定大型公共建筑工程质量的保险纯费率,通过文献分析及调研,对影响大型公共建筑工程质量的因素进行了研究,提炼出11项保险费率因子。以46栋竣工于1993—2016年的大型公共建筑为工程数据集,在频率-强度法基础上,基于Poisson、Negative Binomial、Gamma、Inverse Gauss等分布的假设,利用广义线性模型及广义可加模型建立了8个工程质量保险纯费率厘定模型,通过比较选择最优模型,并对模型进行了验证。结果表明,所建模型可用于大型公共建筑工程质量保险纯费率厘定。     

基于EMD-PSO-LSTM组合模型的船舶运动姿态预测

由于船舶在海上航行时的高随机性和复杂性,单一模型预测能力有限,难以做出准确姿态预测。因此,提出一种基于经验模态分解(EMD)和粒子群优化(PSO)的长短期记忆神经网络(LSTM)的组合预测模型,对船舶运动姿态进行预测。首先通过EMD算法将由惯性导航系统在实时测量得到的船舶运动姿态数据进行分解,得到有限个本征模函数(IMF)。然后,利用PSO-LSTM模型学习各IMF分量的短期时序规律并进行预测,将各IMF分量的预测值相加得到最终的预测结果。基于实测数据进行仿真的结果表明,该组合预测模型分别比LSTM模型和PSO-LSTM模型在姿态角的预测中平均绝对百分比误差分别降低了约11%和7%,有效提高了船舶运动姿态预测精度。     

基于多重子域代理模型的结构可靠性分析

基于合理子域概念,构建多重代理模型。多重代理模型在合理子域内采用经典响应面模型,在合理子域外采用经典Kriging模型,能够充分利用两种经典模型各自的优势。多重代理模型能够合理规避经典响应面模型中响应函数采取事先假定形式带来的可靠度评估风险,同时能够有效避免经典Kriging模型中试验点组合爆炸的问题。相比经典响应面模型,多重代理模型所需试验点数量并未增加,计算效率与经典响应面模型大体相同。算例表明,本文方法的计算结果与MCS的计算结果几乎一致,具有较好的计算精度。     

锰基液流电池电解液的体积性质研究

体积性质是锰基液流电池电解液的重要热力学性质,常用于解释溶液中复杂的离子间相互作用关系。本文在283.15-318.15 K温度范围内,测定了浓度为0.5-3.0 mol/kg的MnSO₄水溶液的密度值,得到了MnSO₄溶液的几个热力学参数和弱分子间的相互作用关系。结合Pitzer电解液表观摩尔体积热力学模型,得到了体积参数β(0)V MX,β(1)V MX和CV MX,而且计算值与实验值的相关系数能够达到0.988。这一研究可以更好地理解锰电解液中离子相互作用机制,为优化电解液成分和提高电池性能提供理论支撑。     

聚合物的热压力系数及内压

本文将我们在前文中提出的修正van der Waals模型, 推广到了液态聚合物中, 从而建立了一个能在宽阔温度范围内准确计算聚合物热压力系数的关系式。式中ν和M分别为聚合物的比体积和链节的摩尔质量, A为聚合物的特性常数。对于本文考察的五种聚合物, 发现它们的链节大小均为聚合物的三个结构单元。     

甲醇制烯烃催化剂失活模型

在固定床反应器中,研究了甲醇制烯烃反应中当SAPO-34分子筛处于失活期时催化剂活性的变化情况,主要考察催化剂活性随反应温度、空速和运行时间的变化,通过对实验数据的分析拟合,得到了催化剂活性与失活时间、反应温度、空速的经验关联式(失活模型),对失活模型的检验表明,该模型与实验数据较为吻合,表明了该式的准确性。 通过对失活模型的分析,获得了当失活速率达到最大时的失活时间与反应时间、空速的关联式,失活过程应服从不均匀表面失活机理,并且当催化剂处于失活区时,失活时间对活性的影响要大于空速和温度。     

RFM模型在航空遥感影像优化中的适用性验证

针对基于共线方程的模型在实际应用中的限制,研究并探索用于航天影像解算的有理函数模型(rational function model,RFM),以及它在航空影像中的解算有效性。从模型的定义、模型的性质以及模型的求解等方面对RFM给出了系统性的解释,并分析了RFM拟合光束法平差的精度。本文以基于共线方程的光束法空中三角测量平差成果为参照依据,比较分析了有理函数模型拟合光束法模型的相对精度。结果表明有理函数模型能以较高精度拟合光束法模型,有能力代替基于严格共线方程的经典模型以完成空中三角测量等任务。本文为RFM在无人机等近景影像中的应用提供了理论借鉴。