2014年第37卷第9期文章目次

左曙光 , 朱俊兴 , 吴旭东 , 胡竞 , 段向雷

2014, 37(9):1-10. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.001

[摘要](1884) [HTML](443) [PDF 12.53 M](1507)

摘要:
用带屈服过程的塑性单元来描述橡胶材料的振幅相关性，研究了塑性单元个数和屈服点分布的确定方法。提出了一种由该塑性单元与超弹及粘弹单元叠加成的橡胶材料的粘弹塑性本构模型。根据橡胶材料特性实验拟合该模型中的材料参数，并将该理论模型转化成有限元软件中的材料参数建立橡胶材料的有限元模型。橡胶材料有限元仿真结果与实验结果吻合较好，可用于后续橡胶衬套建模以及悬架系统的分析。

2 燃烧室热边界对微型发动机瞬态燃烧特性影响数值分析

唐刚志 , 张力 , 杜宝程 , 尚会超

2014, 37(9):11-17. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.002

[摘要](1996) [HTML](739) [PDF 7.38 M](1382)

摘要:
为了研究燃烧室热边界对微型内燃机微燃烧特性的影响，以指导燃烧室设计，采用层流有限速率模型对微燃烧过程进行了仿真。首先对仿真结果开展了有效性分析，探讨了网格尺寸、时间步长、步长内最大计算步数3个建模因素对仿真结果的影响，结果表明仿真与实验比较吻合。在此基础上探索了散热系数、壁面厚度和材料3个参数对燃烧特性的影响。结果表明，散热系数对燃烧特性有较明显的影响，散热系数从0增加到55 W/(m 2·K)时，压力升高率减小，着火点延后，最高压力值下降了2个大气压。壁面厚度和材料对燃烧特性影响不大，分析表明这是由于在热量从缸内传到外界环境的热流路径中主要传热热阻是外壁面与环境之间的对流换热热阻所致。

3 高速气浮电主轴转子系统不平衡响应分析

喻丽华 , 谢庆生 , 李少波 , 黄海松

2014, 37(9):18-25. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.003

[摘要](1338) [HTML](506) [PDF 8.84 M](1453)

摘要:
针对高速气浮电主轴转速高，动力学行为复杂,对不平衡激励敏感的特点，基于推广的拉格朗日方程，建立了高速电主轴转子气体轴承系统的动力学数学模型，获得了自由振动微分方程与强迫振动微分方程。在分析气浮电主轴系统残余不平衡质量产生的惯性离心力及不平衡磁拉力的作用机理的基础上，利用有限元方法,对某最高工作转速为250 000 r/min的高速气浮电主轴转子系统进行了不平衡激励的谐响应分析,揭示了运行于超临界模式的高速气浮电主轴在不平衡激励下的动力学行为，为实际工程应用中的高速气浮电主轴转子系统的优化设计、振动控制等提供了理论依据。

4 高频电磁脉冲循环冷却水污垢处理与热阻监测系统

杨子康 , 熊兰 , 付克勤 , 苗雪飞

2014, 37(9):26-33. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.004

[摘要](1426) [HTML](309) [PDF 8.85 M](1302)

摘要:
换热设备中循环冷却水系统在高温下容易产生污垢，不但会降低换热设备的换热效率，还会影响设备安全。通过模拟实际工业循环冷却水结构，搭建了微型循环冷却水实验平台，采用高频电磁脉冲对人工配置的碳酸钙循环冷却水溶液进行阻垢处理，观察空白实验组和不同频率的高频电磁脉冲处理组中水垢形成情况，并利用自行设计的热阻监测系统对管道热阻进行监测。实验结果表明：高频电磁脉冲对循环冷却水起到了很好的阻垢作用，主要表现为循环冷却水的电导率下降趋势和pH值上升趋势均变缓。根据模拟换热器的热阻监测结果显示，高频电磁脉冲处理组的热阻要小于空白实验组的热阻，并进一步证实了高频电磁脉冲的阻垢作用。

5 基于FPGA的太阳能充电系统的研究与设计

程红丽 , 张耕川

2014, 37(9):34-39. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.005

[摘要](1426) [HTML](396) [PDF 6.55 M](1057)

摘要:
针对高压输电线路污秽监测系统中光伏供电系统的特殊要求，设计了适合于小功率太阳能电池快速为超级电容器充电的系统。本设计采用BUCK-BOOST电路作为充电电路的主拓扑结构，并采用新颖的MPPT跟踪方法，即加权变步长电压滞环扰动观察技术，由现场可编程门陈列实现控制。运用Matlab/Simulink对电路和控制策略进行仿真验证，并完成了充电系统的制作和测试。测试结果表明：该充电系统采用小功率太阳能电池，在正常天气条件下，均能够在较短时间内完成为2F和5F超级电容器组的充电工作。与课题组之前的研究成果相比，本设计有效缩短了充电时间，提高了太阳能的利用率。

6 利用行列变换的无损信息隐藏算法

杨有 , 翟浩 , 余平

2014, 37(9):40-46. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.006

[摘要](1700) [HTML](329) [PDF 6.79 M](1285)

摘要:
为了充分挖掘载体图像的像素相关性，提出一种利用行列变换的无损信息隐藏算法LDHA_RT。该算法依次计算列方向、行方向和对角线方向的像素差及其直方图，对获得的像素差直方图进行移位以构造冗余空间，实现在指定差值处嵌入隐藏信息。在提取隐藏信息后，LDHA_RT算法可以无损地恢复载体图像，不需要除隐藏信息以外的附加信息。仿真实验表明，与参考文献的算法相比，LDHA_RT算法的PSNR/bits是最低的或接近最低的，表明该算法在保证图像质量的情况下，具有隐藏信息容量大的优势。

7 全氧高炉炼铁工艺模拟分析

王成善 , 时艳文 , 李丹丹 , 杨亚洲 , 穆小静

2014, 37(9):47-58. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.007

[摘要](1666) [HTML](337) [PDF 10.55 M](1227)

摘要:
建立了全氧高炉工艺的系统模拟模型。该模型能够计算不同原燃料、不同操作参数下的原料消耗、熔剂消耗、渣量及其成分、各种煤气量及其成分等。模型计算结果表明：在炉身矿石金属化率为90%时，若在炉身底部吹入较多的循环煤气，热量的需求决定了完成炉身内矿石还原所需的煤气量；若在炉缸吹入较多的循环煤气，还原性气体的需求决定了完成炉身内还原所需的煤气量。在焦比固定和正常操作条件下，煤耗的计算值基本随系统输出煤气量的增加而线性增加。在焦比取为200 kg时，经计算获得的系统最低煤比为200 kg左右。

8 青藏线空调列车室内气流组织的沿线变化数值分析

王烨 , 徐燃

2014, 37(9):59-67. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.008

[摘要](1566) [HTML](347) [PDF 9.07 M](1249)

摘要:
以青藏线25T型空调列车为研究对象，为获得运行过程中车外环境对车内气流组织的影响特征，采用湍流Realizable k-ε模型对列车途经各主要站点时车内流场和温度场进行了数值分析。结果表明：太阳辐射对车内温度场的影响显著，送风参数随车外环境参数的变化而变化的空调模式对于确保高原列车室内舒适性意义重大。不同送风工况下的车内温度场和速度场之间的耦合作用导致车内不同位置的舒适性有所差别。同时，讨论了不同车外环境条件下各送风工况之间的转换问题，对现有空调系统的功能改进提出了更高的要求。

9 场地条件对西昌昔格达组三维地基地震动响应

陈积普 , 徐则民 , 张家明 , 刘文连

2014, 37(9):68-76. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.009

[摘要](1621) [HTML](432) [PDF 9.00 M](1040)

摘要:
为查明场地结构和填挖分布对西昌昔格达组沉积地层三维地基地震动响应规律的影响，利用有限元软件模拟了地震作用下2个三维计算模型表面的加速度分布情况。从场地平台结构、标高突变和填挖分区3个方面讨论地基地震动响应差异。研究表明：场地平台标高越高，竖直方向加速度放大系数变化越显著；标高突然增大引起竖直方向加速度放大系数骤增，向平台内侧延伸，加速度放大系数有减小的趋势；填方区加速度放大系数大于挖方区；地震动响应的地形放大效应具有方向性，数值分析应该采用三维计算模型。研究结果为西昌昔格达组地层场地地基方案比选和抗震设计提供重要依据。

10 海洋环境下钢筋混凝土结构锈裂损伤模型

江向阳

2014, 37(9):77-83. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.010

[摘要](1400) [HTML](299) [PDF 6.04 M](1222)

摘要:
分析了海洋环境下钢筋混凝土结构的破坏形态，其主要原因是受到了氯离子的侵蚀。在氯离子的作用下，钢筋发生严重锈蚀，最后导致开裂，文中对这一过程进行了详细的阐述，并且对锈蚀量进行了评估。在此理论基础上，建立钢筋锈蚀的截面积模型，基于Fick定律对氯离子的渗透、临界浓度、扩散系数等进行了量化处理，建立钢筋的劣化跟抗力劣化的模型，从而对混凝土钢筋结构的可靠度进行分析。

11 改进主动形状模型的遥感图像飞机目标识别方法

甘守飞 , 孙皓

2014, 37(9):84-91. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.011

[摘要](1322) [HTML](338) [PDF 8.68 M](1147)

摘要:
提出一种基于梯度方向直方图(HOG)的飞机目标方向估计方法，通过改进主动形状模型(ASM)对不同类型目标之间的形变进行建模，利用核密度估计方法(KDE)得到目标的全局统计形状约束以实现目标识别，并设计了一种针对飞机目标的半自动图像特征点标定策略，提高了对训练样本特征点的标定效率。对遥感图像中飞机目标的识别实验表明，与现有方法相比，研究提出的方法对飞机目标具有更好的识别性能。

12 自适应采样间隔的无线传感器网络多目标跟踪算法

王建平 , 赵高丽 , 胡孟杰 , 陈伟

2014, 37(9):92-99. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.012

[摘要](1519) [HTML](307) [PDF 7.88 M](1342)

摘要:
多目标跟踪是无线传感器网络当前研究的热点问题。针对多目标跟踪存在耗能较大，跟踪丢失等问题，提出了一种自适应采样间隔的多目标跟踪算法。采用跟踪目标的定位元数据来对目标的运动模式进行建模。基于扩展的卡尔曼滤波器来预测跟踪目标状态，采用预测目标定位的概率密度函数构建跟踪簇。通过定义跟踪目标中心，基于马氏距离来量化主节点MN的选举过程。通过跟踪目标重要性和其与MN之间的距离来量化目标的影响强度，并以此构建自适应采样间隔的多目标跟踪算法。基于MATLAB进行了仿真实验，实验结果显示，本文设计的跟踪算法能准确预测目标的运动轨迹，能随着运动目标的状态实时采用自适应的采样间隔。通过数据分析得知，本文提出的算法能在实现WSN网络节能的基础上提高跟踪精度。

13 添加剂MPS和SPS及其与PEG、Cl -组合对铜镀层晶面取向的影响

魏泽英 , 王文静

2014, 37(9):100-105. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.013

[摘要](2514) [HTML](568) [PDF 5.20 M](1604)

摘要:
高择优取向的铜镀层具有优异的性能，镀层晶面择优取向受多种因素的影响，添加剂是影响铜镀层晶面取向的因素之一。在酸性CuSO4电解液中分别加入添加剂MPS(3-巯基-1-丙烷磺酸钠)和SPS(聚二硫二丙烷磺酸钠)，及其他们与PEG(聚乙二醇)、Cl -组合的添加剂，在这系列电解液中，采用恒电流沉积方法，在0.040 A/cm 2和0.150 A/cm 2两个电流密度下，制备出了不同取向的铜镀层。X射线衍射实验结果表明：高电流密度0.150 A/cm 2，添加MPS+Cl -和SPS+Cl -得到了(220)全择优取向的Cu镀层。而添加MPS或SPS，或其他添加剂组合，如MPS+PEG、MPS+PEG+Cl -、SPS+PEG、SPS+PEG+Cl -，得到不同取向择优的镀层。优化添加剂组合是在电沉积过程中尽早实现高择优取向生长的有效方法。

14 低温环境对煤的瓦斯解吸抑制效应试验

王兆丰 , 岳高伟 , 康博 , 谢策

2014, 37(9):106-112. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.014

[摘要](1839) [HTML](317) [PDF 6.20 M](1476)

摘要:
针对当前煤样取芯过程瓦斯漏失严重的问题，冷冻取样法成为未来瓦斯含量准确测定的一个新方向，而低温环境(0 ℃及以下)煤的瓦斯解吸特性研究是关键。为此，笔者采用自制高低温吸附/解吸装置，对低温环境煤的瓦斯解吸规律开展了试验研究。研究结果表明，温度对煤的解吸量影响明显，随温度的降低，煤的瓦斯吸附量有增大的趋势，而随着温度的降低，煤的瓦斯解吸量却有减小的趋势，即降低温度抑制了瓦斯解吸，而且温度越低，抑制解吸效果越明显。瓦斯压力增大，将会消弱低温环境煤的瓦斯解吸抑制效果。

15 硬质体构造对煤层瓦斯流动的力学控制效应

张春华 , 张卫亮 , 王继仁

2014, 37(9):113-118. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.015

[摘要](1335) [HTML](347) [PDF 6.70 M](1133)

摘要:
为研究煤层内硬质体构造对瓦斯流动的力学控制效应，运用数值模拟分析和现场验证相结合的研究方法，对正常煤层和含硬质体煤层掘进工作面的应力异常分布特性、煤层渗透性变化和瓦斯流动规律进行了对比分析。研究结果表明：掘进工作面前方硬质体构造附近的集中应力就像一道“闭合闸门”，明显降低了附近煤体的渗透性，阻碍了较远处煤体内的瓦斯向掘进工作面的正常渗流流动，这是高瓦斯矿井采掘过程中瓦斯异常涌出的诱因之一。为避免高瓦斯煤层掘进工作面瓦斯异常涌出威胁，所采取的各种卸压增透措施必须打开或卸除这个“闭合闸门”，为前方煤层瓦斯的安全释放提供畅通通道。

16 瓦斯抽采钻孔堵塞段力学模型及其应用

王永龙 , 宋维宾 , 孙玉宁 , 翟新献 , 王振锋

2014, 37(9):119-127. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.016

[摘要](1285) [HTML](250) [PDF 8.37 M](1093)

摘要:
建立瓦斯抽采钻孔堵塞段力学模型，基于施工地点的供风压力极值pmax，求解相应临界堵塞段长度L0，当L>L0时，钻孔将发生堵塞；研究了钻孔堵塞段退钻阻力的计算方法，分析了堵塞段长度和堵塞段内部气体压力对退钻阻力的影响规律。分析结果表明，在钻孔工程中，钻孔堵塞段内存在较高的气体压力是造成钻孔发生堵塞、难以退钻的主要原因，退钻阻力对堵塞段孔内气体压力变化非常敏感，采取降压退钻是减小退钻阻力的有效方法。应用钻孔堵塞段力学模型，分析了九里山矿钻孔施工现状，提出增大排渣空间、降低排渣阻力、提高钻杆强度技术措施，通过工业性试验，未出现断钻现象，钻进效率提高17%。

17 露天煤矿过无煤区留“岛”搭桥开采方案优化

白润才 , 付恩三 , 刘光伟 , 赵晨

2014, 37(9):128-135. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.017

[摘要](1659) [HTML](545) [PDF 7.84 M](1187)

摘要:
针对露天矿田内出现无煤区，其上覆产生无效剥离量，为解决过渡无煤区期间生产剥采比增加、运距增大、煤量接续困难等问题，提出了一种露天煤矿过无煤区留“岛”开采新方法。系统研究了“岛”后搭桥、“岛”前滞后剥离的运输方式，优化留“岛”搭桥运输系统，动态模拟搭桥、拆桥衍变过程，提出过无煤区期间生产能力接续措施。研究成果在神华北电露天煤矿首采区过渡无煤区期间得到了应用，结果表明：对于露天矿田境界内出现无煤区，留“岛”开采方案有效降低了生产剥采比，“岛”后运输搭桥方式可减小运距，降低运输成本，提高矿山经济效益。

18 深层砂泥岩薄互层的地震识别方法

杨飞 , 黄诚 , 李鹏飞 , 桂红兵

2014, 37(9):136-143. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.018

[摘要](1326) [HTML](312) [PDF 11.67 M](1590)

摘要:
深层砂泥岩薄互层油气藏是一类典型的低孔、低渗型油气藏，储层一般具有埋藏深、横向变化快、深层物性差的特点。利用常规的薄层定量描述方法只能识别地层厚度不小于λ/4的孤立薄层，很难实现精细解释。为此，采用正-反演联合预测技术，通过建立符合地下实际情况的的地球物理模型，从正演角度分析目的层的地震波场特征；同时对正演结果进行模型反演，定量分析反演砂体的横向及纵向展布特征。结果表明这种基于模型正演的地震识别方法既能够发挥地震资料在地层横向展布上的优势，又能够提高纵向上的解释精度，为识别前梨园地区深层砂、泥岩互层结构的隐蔽性储层提供参考。

19 EPC合同争端预警及案例分析

刘华 , 黄小龙

2014, 37(9):144-150. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.09.019

[摘要](1386) [HTML](424) [PDF 6.06 M](1319)

摘要:
鉴于 EPC合同争端具有涉及的关系复杂、合同索赔数额较大、阻碍合同履行的后果严重等特点，为了预防、警告和跟踪争端，根据争端产生某些征兆性比较强的信息，综合运用推理理论、粗糙集理论、熵权法和欧氏距离检索法，构建定性与定量相集成的案例推理与规则推理融合(CCBR+RBR)模型来预防和警告有可能发生的争端并进行实时跟踪。通过收集相关案例并建立案例库，应用CCBR+RBR模型进行分析EPC合同可能产生争端的各种因素,并通过案例分析验证模型对EPC合同争端预警的实现。

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