同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 基于整体力学分析的自锚式悬索桥主缆找形法

    刘超;高展;

    针对分段悬链线法收敛性能差、计算效率低,提出了一种新的数值计算方法——基于整体力学分析的自锚式悬索桥主缆坐标体系法。这种方法假设初始缆形为直线段,建立整体力学平衡方程求解锚固力,反复迭代,求出目标缆形。以新建成的河北省涉县赤水湾大桥为依托,利用Matlab编写程序,对坐标体系法计算的结果与实测结果进行比较,证明该方法具有收敛速度快,准确性高等优点,值得推广应用。

    2020年01期 v.48 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 2421K]
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  • 双面叠合剪力墙水平连接节点承载力分析

    张文莹;杨联萍;余少乐;张其林;

    通过双面叠合剪力墙水平连接节点在循环剪切荷载作用下的试验,对界面连接钢筋的应变随剪切荷载的变化规律进行了分析。结果表明,双面叠合剪力墙水平连接节点界面连接钢筋的应变变化规律和现浇节点相同位置处的界面连接钢筋应变变化规律一致。根据剪切-摩擦理论对双面叠合剪力墙水平连接节点的抗剪机理进行分析,确定水平连接节点的抗剪承载力由界面混凝土黏结力、界面摩擦力和界面钢筋的销栓力组成,基于剪切-摩擦理论建立了双面叠合剪力墙水平连接节点的抗剪承载力计算公式。

    2020年01期 v.48 7-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 2745K]
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  • 大型三面广告牌结构风荷载特性的风洞试验

    汪大海;向越;罗烈;李志豪;彭勇波;申琪;

    针对三面广告牌这类特殊开敞的板式高耸结构,通过刚性模型的多点同步测压试验,考察了各风向作用下面板表面净风压分布的统计特征和正负风压极值的包络分布;针对面板支撑结构的抗风设计,给出了典型不利风向角下各面板的体形系数及其简化取值;并给出了面板结构的整体风力系数随风向角的变化规律。研究从面板连接、面板支撑体系、支撑立柱这三个层面,为三面广告牌风荷载取值提供了可靠的试验数据和计算依据。

    2020年01期 v.48 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 2946K]
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  • 饱和黏性土中重质非水相有机污染物纵向迁移数值模拟

    高彦斌;张松波;李韬;沈超;

    基于COMSOL Multiphysics自动有限元软件开发了考虑两相流和对流弥散作用的重质非水相有机污染物(DNAPL)迁移分析模块。以氯苯为例,选取典型参数值,进行了均质饱和黏性土中DNAPL一维纵向迁移的数值分析。单一的对流弥散分析结果表明,在静水条件下,以分子扩散作用为主的溶解态的DNAPL的纵向迁移速度较为缓慢(每年约几厘米)。DNAPL-水两相流和对流弥散的耦合分析结果表明,对于渗透系数k达到1×10~(-6)cm·s~(-1)的饱和粉质黏土,受自重驱动的两相流所造成的自由相DNAPL的纵向迁移平均速率达到每年几十厘米;自由相DNAPL的溶解进一步导致土中溶解相DNAPL的浓度迅速增大到溶解度,直接影响了孔隙水中溶解相DNAPL的浓度。研究表明,两相流很可能是造成生产时间达几十年的旧农药厂的饱和黏性土地层深部出现DNAPL污染物的主要机理。

    2020年01期 v.48 24-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1877K]
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  • 基于建筑信息模型和激光扫描的装配式建造管理与质量控制

    刘金典;张其林;张金辉;

    提出了一种新的基于建筑信息模型(BIM)和激光扫描的装配式体系建造管理与质量控制方法。首先,分析了目前装配式建造管理模式和信息化应用存在的不足,在此基础上提出了装配式体系BIM建造管理系统,梳理了其主要模块,同时提出了基于激光扫描的质量控制方法。通过BIM信息化管理和激光扫描质量控制相结合,形成了一套新的数字化装配式体系建造方法。最终研究成果在实际工程案例中成功应用,证明了所提出方法的实用性和可行性。

    2020年01期 v.48 33-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2743K]
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交通运输工程

  • 基于车道等饱和度的交叉口车道功能优化模型

    聂磊;马万经;

    考虑不同进口道、不同流向和不同车道功能等复杂因素的相互影响,建立了基于等饱和度的交叉口车道功能优化模型。模型根据不同车道布置模式,考虑了进口流量比最小和进口流量比方差最小两类目标函数,并引入了进出口道车道平衡、流量匹配、车道功能冲突、车道等饱和度等约束条件。针对合用车道情形,根据不同模式分别建立了等饱和度约束方程。结合模型特征,给出了模型的快速求解方法。实例验证表明,交叉口车道功能优化模型简单有效,能够优化出每个进口推荐备选车道功能方案,模型可以较大程度上降低交叉口关键流量比之和,提高交叉口交通设计的效率和精度。

    2020年01期 v.48 42-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 2190K]
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  • 基于自然驾驶数据的危险事件识别方法

    王雪松;徐晓妍;

    利用阈值法从自然驾驶数据中识别可能的危险事件,再采用随机森林模型和支持向量机模型深度筛选,克服了阈值法误报率过高的缺陷。基于上海自然驾驶数据,建立提取危险事件的阈值标准,从原始数据中识别出3 623起可能的危险事件;利用随机森林模型筛选出重要特征作为输入变量,训练机器学习模型,对测试集进行预测。结果表明,起到关键作用的变量有:纵向加速度的最小值和均值、与前车距离的最小值以及车速的标准差。相比随机森林模型,支持向量机模型预测效果更优,在控制漏报率的同时,可过滤85.9%的无效事件。

    2020年01期 v.48 51-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1424K]
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  • 综合体分时租赁小汽车对出行方式转移行为影响

    吴娇蓉;王宇沁;林子旸;王佐灵;

    以综合体机动化出行的综合出行成本为切入点,采用情景分析法,构建多元Logit模型,研究私家车、出租车、分时租赁小汽车、公共交通方式成本变化对出行行为的影响。分析得出,随着出行方式由"私有化"转向"公共化",由私家车到出租车到分时租赁小汽车到公共交通,出行者对车外时间的敏感度逐渐高于车内时间。随着分时租赁小汽车布点加密、车外时间缩短,由其替代私家车、公交等其他方式出行的意愿显著,但并不能降低"小汽车"出行比例。当同时采取公共交通车内时间缩短、分时租赁车外时间缩短、分时租赁收费上涨三个措施时,公共交通出行比例呈现缓慢下降趋势,分时租赁小汽车出行比例呈现缓慢上升趋势;而在此基础上如果同时缩短公共交通车外时间,公共交通出行比例才有可能实现回升。综合体发展分时租赁小汽车的同时,应仍然秉持公交优先的发展理念。

    2020年01期 v.48 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1259K]
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机械、车辆与能源工程

  • 多通道自适应陷波算法性能的评价指标及影响因素

    张立军;皮雄飞;孟德建;张频捷;

    在建立自适应陷波算法的离散系统状态空间方程的基础上,提出了收敛速度和稳态误差两个评价指标,推导出了收敛率和稳态误差增益的计算方法,并针对收敛系数、陷波频率数、通道数、次级通路特性与参考信号特性对收敛速度和稳态误差的影响进行了分析。最后通过实验对仿真结果进行了验证。

    2020年01期 v.48 68-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2146K]
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  • 车身简化对不同轮辐下整车气动阻力变化趋势的影响

    贾青;林靖如;余霄雁;杨志刚;

    针对某A级轿车,首先通过整车风洞试验验证了计算流体力学仿真方法的可靠性,接着基于该数值计算方法,对复杂车身数模进行了封闭格栅、轮拱罩并平顺底部的简化处理,研究了车身简化对不同轮辐工况下整车气动阻力系数变化趋势的影响。结果显示,简化前后阻力系数趋势发生了改变,前后轮和车底部流场出现了明显变化。在此基础上,仅针对发动机复杂的舱内部件进行了不同程度的简化,结果显示,阻力系数趋势对舱内部件的简化也很敏感。因此,在以降低整车气动阻力为目标进行车轮局部优化时,需要谨慎地进行车身的简化工作。

    2020年01期 v.48 78-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 8420K]
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  • 柴油机纯氧燃烧过程及缸内喷水影响的模拟研究

    康哲;陈思远;邓俊;吴志军;

    针对高压共轨柴油机搭建流体动力学仿真模型,研究不同进气氧体积分数对柴油机纯氧燃烧过程的影响,并验证缸内喷水对热效率的优化能力。结果表明,氧含量的提高增加了缸内比热比,使压缩行程缸内压力及温度提高,并促进缸内燃烧反应,进一步提升缸内湍流强度,燃烧相位提前;在5℃A ATDC(上止点后)向缸内喷入160℃的高温高压水,可实现对缸内燃烧过程的控制,并通过吸收燃烧放热、汽化膨胀,推动活塞做功,可提高热效率约3.75%。

    2020年01期 v.48 87-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2781K]
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  • 机加工油雾颗粒散发模型与粒径分布规律

    王非;李振海;王鹏;黄晨;

    引入气溶胶雾化率,结合理论模型得到最大雾化流量,由此计算出油雾颗粒散发率。利用Rosin-Rammler函数拟合粒径分布规律。采用一种环境舱的实验方法得到了气溶胶雾化系数和Rosin-Rammler函数的关键参数。建立了甩出机制下各个粒径油雾颗粒的散发率模型。实验数据表明,总的油雾颗粒散发率为14.58~620.95 mg·h~(-1),油雾颗粒散发率和气溶胶雾化系数随着刀具转速的增加而增加,其中气溶胶雾化系数与刀具转速呈线性关系,相关系数R~2为0.998。本文的模型能预测的机加工过程中各粒径油雾颗粒的散发率,平均偏差为(3.69±12.7)mg·h~(-1)。

    2020年01期 v.48 95-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1201K]
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  • 基于电磁作用增加轮轨黏着力的仿真研究

    应之丁;陈家敏;

    针对列车牵引和制动时黏着力不足的问题,基于电磁作用原理提出一种安装在转向架上的新型电磁增黏装置。围绕高速旋转车轮,设置电磁线圈,建立电磁增黏装置基本结构模型,在车轮与钢轨之间形成电磁场,分析轮轨之间电磁作用力随列车速度的变化规律,以及电磁吸力对轮轨黏着力的影响。通过调整线圈高度和厚度比例及围绕车轮上下空间的布置,强化轮轨接触附近的磁场强度和磁力线分布,设计电磁增黏装置导磁外壳形式和气隙控制磁路的导向及作用范围,同时考虑车辆限界及安装条件,优化性能和结构参数。仿真结果表明,电磁增黏装置可以明显提高各个速度阶段轮轨之间垂向压力,增加轮轨黏着力;同时,通过调节两侧车轮压力,可提高列车运行平稳性。

    2020年01期 v.48 101-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1336K]
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  • 轮式桥面结构疲劳试验机加载系统

    卞永明;杨继翔;高飞;金晓林;

    设计了基于电液比例控制的轮式桥面结构疲劳试验机(以下简称试验机)液压加载系统。为了确保试验机液压加载系统可以线性控制试验桥面的加载力,设计了加载机构,使得加载机构在最大轮胎变形时对加载力造成的影响小于0.2%。同时,建立了试验机加载系统的仿真模型,对系统的动静态加载进行仿真分析,并通过试验验证。结果表明,设计的试验机加载系统满足控制电压与加载力之间的线性关系,并实现最大15 000 kg的恒压加载工况和2.0 Hz以内振幅1 500 kg的正弦加载工况,能够较好满足当前桥梁疲劳试验的加载要求。

    2020年01期 v.48 105-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 2671K]
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海洋与地球科学

  • 二维直流电阻率与音频大地电磁自适应渐进联合反演

    李曼;于鹏;张志勇;张宝松;

    开展了非结构化三角网格条件下的二维直流电阻率与音频大地电磁自适应渐进正则化联合反演研究。通过研发以模型灵敏度信息为依据的反演网格自适应优化技术,构建由粗网格到细网格逐步反演的自适应渐进反演策略,减少了反问题对稳定因子的依赖,进而降低了正则化因子搜索的计算量;通过最小二乘算法求解非结构化三角网格的模型粗糙度,构建了非结构化网格条件下的最小结构稳定因子;采用高斯-牛顿法优化求解正则化反演目标函数,通过双共轭梯度稳定算法求解高斯-牛顿方程,确保反演稳定性,同时有效减少了反问题对内存的需求。理论模型与实测数据的联合反演试算表明,直流电阻率与音频大地电磁数据联合反演能够有效减少反演多解性,提高反演效果,实现音频大地电磁静态效应异常体的直接反演。

    2020年01期 v.48 114-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 5110K]
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  • 运动学效应对登陆台风近地面风场模拟的影响

    汤胜茗;黄穗;余晖;顾明;

    以2016年超强台风"莫兰蒂"为例,采用天气研究与预报模型(WRF)耦合加利福利亚气象模型(CALMET)的方法,提出了适用于台风条件下的CALMET运动学效应改进方案(KETT)。结果表明,KETT方案可以成功消除CALMET原有运动学效应带来的风场模拟系统性误差,并且10 m高度风速和风向模拟误差比原有方案分别降低10.8%和5.4%。在石蛇山区域,与不采用运动学效应相比,KETT方案10 m高度风速和风向的模拟误差均降低12%以上,能够更准确地反映局地地形对台风近地面精细化风场的影响。

    2020年01期 v.48 123-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 2977K]
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经济与管理科学

  • 基于改进失效模式与后果分析的制造执行系统风险分析模型

    尤建新;邓晴文;

    针对智能制造背景下数字化工厂制造执行系统(MES)的风险管理问题,通过组合权重和灰色关联分析(GRA)模型对失效模式与后果分析(FMEA)模型进行改进,从而构建MES风险分析模型。考虑风险因子的重要性,将主观层次分析法与客观熵权法相结合确定风险因子权重,既保证重要性指标所占权重又减少了评价的主观性和片面性。专家小组对MES中的潜在风险进行识别并采用模糊语言术语集进行评价,然后通过GRA方法计算失效模式的关联度,有效提升了风险排序的精确性。

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  • 机场建设总进度计划延期分布及贝叶斯估计

    贾广社;宋明礼;吴陆锋;张普伟;

    基于机场建设工程实践中的工作分解结构及跟踪数据,根据工程不同子系统延期工作发生频数分布,从总体角度、系统角度刻画总进度计划延期风险;针对机场工程总进度计划进度违约数据数量少、获取难度大的特点,采用贝叶斯方法估计分布参数,使用马尔科夫蒙特卡洛(Markov chain Monte Carlo,MCMC)模拟实现贝叶斯方法的计算。研究展示了从项目整体和宏观角度刻画机场建设工程不同子系统延期风险的途径;不同分布模型的MCMC参数估计结果显示出稳健性优势。同时,贝叶斯方法的应用能够集成定性数据和实践经验,并允许该模型的持续更新和优化。

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  • 基于样本依赖代价矩阵的小微企业信用评估方法

    张涛;汪御寒;李凯;张玥杰;

    针对小微企业信用历史数据规模较小,而且类别不平衡问题较为严重,提出基于样本依赖代价矩阵的Smote XGboost-Bayes Minimum Risk(SXG-BMR)模型,对整体样本进行低倍率过采样,以弱化类别不平衡问题,降低模型过拟合的风险;模型将集成学习模型与最小风险贝叶斯决策相结合,以实现代价敏感。同时,模型中引入了样本依赖的代价矩阵,该代价矩阵不仅与类别有关,而且与样本自身属性有关,可以更为准确地表征代价。使用标准信用数据集和上海市小微企业信用数据集,进行多种算法的对比分析,结果表明,该模型性能优良。

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  • 《同济大学学报(自然科学版)》征稿启事

    <正>《同济大学学报(自然科学版)》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊,主要刊登国内外土木建筑工程、交通运输工程、环境科学、材料科学、新能源技术等学科的高水平首发研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一,并被EI等40多个国内外权威检索系统收录,本刊目前采用网络投稿与审稿,不接收纸质稿件和E-mail投稿。网络投稿请直接登录《同济大学学报(自然科学版)》编辑部网站注册投稿(http://tjxb.cnjournals.cn),或登录同济大学官网→科学研究→学术期刊→同济大学学报(自然科学版)界面注册投稿,有关投稿要求及注意事项如下:

    2020年01期 v.48 159页 [查看摘要][在线阅读][下载 363K]
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