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

  • 基于修正湍流冻结假设桥梁断面旋涡脱落分析

    张伟;葛耀君;

    结构所受气动力的规律性变化在流场中表现为规律的旋涡脱落现象,而结构尾流中的规律性脱落的旋涡无论是否可以直接被观察到,都可以采用快照正交特征分解方法加以识别.结合了快照正交特征分解方法和小涡分解方法,并通过引入冻结湍流假设的部分假定,可以根据单个时刻的速度场数据获得结构旋涡规律性脱落的频率,并可根据相邻旋涡的距离获得结构的斯脱罗哈数.方柱绕流和某分离双箱桥梁断面尾迹流场的数值模拟验证结果表明,通过此方法计算得到斯脱罗哈数与采样升力系数幅值谱得到的斯脱罗哈数误差较小,因而此方法有较强的实用性.

    2008年10期 1307-1313页 [查看摘要][在线阅读][下载 654K]
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  • Northridge与ChiChi地震滞回耗能谱的比较

    盛明强;罗奇峰;

    按场地类别和强震持时将水平向302条美国Northridge地震记录和339条台湾ChiChi地震记录的峰值进行规一化处理,分别采用双线型、半退化三线型和退化三线型3种恢复力模型,对单自由度(SDOF)体系进行弹塑性时程分析,研究结构动力特性和地震动参数对平均滞回耗能谱的影响.结果表明,平均滞回耗能值强烈地依赖于场地条件、强震持时和阻尼比等因素,恢复力模型和屈服强度系数对滞回耗能值的影响较小;滞回耗能值随强震持时的增长而增大,随场地特征周期的增长而增大,随阻尼比的增大而减小.Northridge地震和ChiChi地震的滞回耗能谱的形态和变化趋势相类似,峰值相差较小,由此提出了滞回耗能谱简化计算公式,并回归分析得到相关系数.

    2008年10期 1314-1319页 [查看摘要][在线阅读][下载 862K]
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  • 不同应力历史条件下软黏土强度时效特性

    张冬梅;黄宏伟;

    采用恒定剪切速率的室内试验,对经历不同应力历史的天然软黏土的不排水强度时效特性进行了研究,探讨了软黏土不排水强度的时效特性、有效应力路径、不同应力历史的影响和软黏土应变速率变化对不排水强度的影响规律和影响程度.为了消除土体各向异性对试验结果的影响,对同一土样采用了变剪切速率的试验方法.土样在剪切前,采用了不同应力路径进行固结.试验结果表明,在三轴压缩条件下,剪切速率每提高10倍,不排水抗剪强度平均提高9.7%;三轴拉伸条件下,剪切速率每提高10倍,不排水抗剪强度平均提高7.2%.

    2008年10期 1320-1326页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K]
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  • 考虑坑外渗流自由面变化的基坑工程性状分析

    李玉岐;谢康和;周健;

    通过对基坑工程进行考虑孔压消散与变形耦合效应的有限元分析,得到了坑外渗流自由面随时间的变化规律,并研究了坑外渗流自由面变化对基坑内外超静孔压、土水势以及基坑变形的影响.研究表明,考虑坑外渗流自由面变化时,坑内外的超静孔压和土水势都减小;坑外渗流自由面的变化使得坑外水压力减小,有效应力增加,并引起坑内外的水头差降低,因而使得支护墙的水平位移和坑底的隆起变形减小,坑后的地表沉降增加.

    2008年10期 1327-1331页 [查看摘要][在线阅读][下载 518K]
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  • 三维环境下的地下管线实时设计

    王长虹;陈加核;朱合华;李晓军;

    在地下管线设计的过程中,需要计算相邻已建管线之间的碰撞状态或空间距离;另外,应尽量将管线布置在工程地质条件较好的地层中.数字地下空间与工程理论的提出,为解决上述问题提供了一个很好的思路,将城市道路、地下管线和数字地层三者耦合叠加,建立一体化的存储结构和三维空间分析方法.核心技术包括数据存储结构、三维空间距离算法和断面综合分析,为三维环境下的地下管线实时、动态设计提供数字化服务.

    2008年10期 1332-1336页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K]
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  • 长短桩组合桩基础的模型实验

    熊巨华;李锋利;朱小军;杨敏;

    设计了单桩、三桩、九桩及十五桩等4种(9组)长短桩组合桩基础的模型实验,介绍了实验方案设计、实验设备、实验方法与步骤、实验结果以及实验误差原因.实验结果表明,组合桩基础中的短桩承载性状没有明显变化,而长桩则明显受到短桩的影响,在正常工作条件下长桩承载性状明显不同于单桩,加载初期上半段侧摩阻力不能充分发挥,但随着荷载的增加至接近其极限承载力时上半段的侧摩阻力才能充分发挥,并达到其极限承载力时侧摩阻力.

    2008年10期 1337-1343页 [查看摘要][在线阅读][下载 601K]
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  • 考虑正应力空间效应斜拉桥后期荷载状态评估

    熊文;涂雪;肖汝诚;

    以宁波招宝山大桥为例,介绍了一种新的斜拉桥后期荷载受力状态评估方法.该方法考虑正应力空间效应,在将斜拉桥受力状态评估分为恒载受力状态评估和后期荷载受力状态评估的基础上,建立空间实体模型,得到测点响应理论包络,将其与测点实测响应进行比较来判断结构后期荷载作用下的状态.这种方法基于设计资料、施工资料,应用范围广,并能进行实时监控.

    2008年10期 1344-1348页 [查看摘要][在线阅读][下载 662K]
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  • 预应力碳纤维加固桥梁结构疲劳性能试验研究

    匡志平;杨秋华;

    通过对两组不同预应力水平碳纤维布加固梁分别进行单调静载试验与疲劳试验研究,考察了各级荷载作用下裂缝开展、应变和挠度的变化情况,并得到了开裂荷载、屈服荷载及极限荷载.结果表明:随着碳纤维布预应力水平的提高,裂缝宽度变小,长度变短,挠度也有较大程度的降低;开裂荷载,屈服荷载与极限荷载均有了不同程度的提高.

    2008年10期 1349-1354页 [查看摘要][在线阅读][下载 716K]
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交通运输工程

  • 城市快速路实时交通状态估计和行程时间预测

    徐天东;孙立军;郝媛;

    根据城市快速路交通诱导和监控系统的实际需要,提出了实时估计和预测城市快速路上交通状态和任意两点间动态行程时间的方法.其基本思想是将扩展卡尔曼滤波理论引入宏观动态交通流模型,结合快速路上的固定检测设备,实时估计和预测未来几个时段的交通状态,并利用"虚拟车"法预测动态的行程时间.通过对上海市快速路典型实测数据的实例分析,发现交通状态估计模型具有良好的跟踪能力,行程时间预测模型在畅通状态计算结果和实测结果几乎完全重合,拥挤状态相对误差基本维持在10%以下.结果表明,该模型的适用性和精度都令人满意,可为城市快速路交通控制和诱导提供依据.

    2008年10期 1355-1361页 [查看摘要][在线阅读][下载 756K]
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  • 基于可变网元的离散路网设计模型与算法

    邵敏华;孙立军;

    对离散路网设计问题中新增道路带来原有路网单元结构与属性变化的影响进行分析,指出考虑这一影响后,Braess诡异出现的可能性大大增加.进而建立了基于可变网元的离散路网设计模型,采用路网生成算子来表征道路增减带来的路网单元结构的变化,设计了路网生成算子的算法流程.最后给出了求解离散路网设计模型的模拟退火遗传算法,并给出了算法实例.

    2008年10期 1362-1367页 [查看摘要][在线阅读][下载 256K]
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  • 交通走廊公交信号优先算法

    邹智军;

    以巴黎香榭丽舍大街为应用背景,提出了一种实时、基于规则、反应式的交通走廊公交信号优先算法.该算法定义了优先方法初选、可行性验证和优先方案实施3个紧密联系的步骤.在优先方法初选阶段,根据既定的规则选择当前情况下最合适的一种优先方式.然后,在可行性验证阶段对所选优先方案是否可以实施进行验证.如果可行性验证通过,则在方案实施阶段生成新的控制方案,并在当前信号周期的下一时刻实施.该算法能灵活地描述优先灯组与冲突灯组、上/下游相容灯组、对向相容灯组间的逻辑关系,并基于此实现绿灯延长、绿灯重启、绿灯早启等常用公交信号优先方法.

    2008年10期 1368-1371+1377页 [查看摘要][在线阅读][下载 102K]
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  • 不同交通流状态下驾驶员心理生理特性研究

    阎莹;刘浩学;郭忠印;

    采用动态心电仪和地理信息系统(GPS)对高速公路不同交通流状况下驾驶员心率和车速进行行车实验测试,通过运用医学、心生理学、交通流等理论,分析结果发现:高速公路平直路段自由流条件下车速超过100km.h-1时,心率增长率与车速呈线性增长关系;非自由流条件下超车等驾驶行为对驾驶心理影响显著,心率平均增长率较自由流条件下高.确定心率增长率32%为驾驶员心理紧张的生理评价标准,42%为行车中应避免的心理安全阈值.

    2008年10期 1372-1377页 [查看摘要][在线阅读][下载 155K]
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  • 上海市公路货运量与经济增长关系的协整分析

    林航飞;罗宇龙;

    根据1990年~2005年上海经济与货运交通发展的数据,利用协整理论及其分析软件,对上海市公路货运量与经济进行协整分析.通过协整检验发现,公路货运量与经济指标之间存在长期的均衡关系.Granger因果检验表明,公路货运量与公路里程数、工业企业总数、国民生产总值(GDP)之间都存在单向的Granger因果关系.研究结果表明:目前公路运输对国民经济增长的促进作用的能量还没有得到充分发挥.相关政府部门则需要调整相关的产业政策及货运政策,引导公路运输向更为健康的方向发展.

    2008年10期 1378-1383页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
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  • SBS改性沥青车辙因子的改进

    陈华鑫;王秉纲;

    分析了车辙因子G*(sinδ)-1用于评价沥青,特别是改性沥青高温性能的局限性,结合重复蠕变与恢复试验和Bouldin的模型假设,建立了改进型车辙因子G*(sinδ)-9,并通过一种基质沥青和4种丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物(SBS)制备4种SBS改性沥青的动态剪切流变(DSR)试验结果,分析比较了G*(sinδ)-9和G*(sinδ)-1评价SBS改性沥青高温性能的合理性,得出结论:G*(sinδ)-9比G*(sinδ)-1作为改性沥青高温评价指标更加合理.

    2008年10期 1384-1387+1403页 [查看摘要][在线阅读][下载 126K]
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  • 长寿命沥青路面结构组合的有限元分析

    崔鹏;邵敏华;胡晓;孙立军;

    采用实测轮胎荷载建立有限元模型,分析了满足长寿命路面要求的沥青路面结构组合.首先提出采用最大剪应力包络线来代替剖面线.其次,对3种不同类型结构组合原则进行了探讨.通过计算,提出了柔性基层薄面层结构不宜采用高模量混合料.认为厚沥青层结构采用高模量层对整个结构的抗剪是有利的,中间层模量2000~3000MPa、基层模量1000~4000MPa时结构受力较为均衡,建议下基层或垫层采用高质量的级配碎石层或者添加微剂量的稳定材料.对于半刚性基层结构,中间层模量和基层模量可以适当提高,但不能太大.研究最后认为,无论采用哪种结构,从满足长寿命要求的角度,建议结构组合设计时采用厚面层设计.

    2008年10期 1388-1394页 [查看摘要][在线阅读][下载 933K]
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  • 沥青混合料同轴剪切试验方法研究

    冯俊领;郭忠印;杨群;徐绍国;

    在国内外沥青混合料抗剪试验方法研究分析的基础上,提出了一种全新的即同轴剪切试验方法,同轴剪切试验方法不但比较简便,而且试件受力特点符合路面的实际状况.建立同轴剪切试验模型的三维有限元模型,着重对同轴剪切试验试件力学响应进行分析,然后对同轴剪切试验试件受力特点进行有限元分析;根据试件的受力特点提出沥青混合料抗剪强度的指标,采用三轴试验抗剪强度指标进行对比验证.

    2008年10期 1395-1398页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K]
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材料科学与工程

  • 6063铝合金的多轴比例疲劳特性及其微观机理

    何国球;刘晓山;崔永鹏;张卫华;

    对6063铝合金进行多轴比例加载疲劳试验及微观结构观察,分析材料的疲劳特性及其微观机理.结果表明:随着等效应力幅值的提高,6063铝合金的疲劳寿命降低,材料的循环硬化现象逐渐明显,位错结构密度逐渐增大,位错由初步的交滑移结构演变为明显的迷宫状结构;使用MansonCoffin公式可对铝合金的多轴比例加载疲劳寿命进行准确的预测;位错结构是影响6063铝合金循环特性和疲劳寿命的主要因素.

    2008年10期 1399-1403页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]
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  • 基于神经网络的受流器滑块材料载流磨损预测

    何国球;马行驰;陈成澍;何大海;

    针对我国电气化铁路和磁浮交通对受流器滑块材料的性能要求,采用冷压烧结粉末冶金法制备了铜石墨材料,考察了该材料的载流磨损行为.结果表明:试样的磨损率随着试验载荷、速度、电流密度的增加而增大.载流条件下电流产生的电弧热是磨损率增加的主要因素.建立了摩擦磨损试验参数与磨损率之间的人工神经网络模型.以载荷、速度、电流密度作为网络的3个输入,以运行100km后试样的磨损率作为网络的1个输出,调试设计了一个3×3×1的反向传播(BP)神经网络.对神经网络的训练和检验表明该BP神经网络能够较好地预测影响因素对材料载流滑动磨损的作用,预测值与试验值的误差在10%以内,其仿真精度能够满足实际的磨损预测要求.

    2008年10期 1404-1407页 [查看摘要][在线阅读][下载 219K]
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机械、车辆与热能工程

  • 液压挖掘机铲斗振动掘削功率消耗研究

    朱建新;胡火焰;梅勇兵;

    液压挖掘机工作时,铲斗液压缸无杆腔的油液压力间接反映了土壤的挖掘阻力.针对实验液压挖掘机独特的双阀芯液压系统及铲斗液压缸两腔所采取的控制策略,以"铲斗液压缸瞬时挖掘功率=无杆腔油液瞬时压力×无杆腔瞬时输入流量"为数学模型,探讨了液压挖掘机的功耗规律,将功耗规律对时间积分得到能耗规律;最后开展了大量的现场挖掘实验.结果表明,振动掘削相对于静态掘削不但可以有效地提高工作效率,而且还可以有效地降低挖掘阻力和功率消耗,且正弦波振动载荷的掘削效果明显优于三角波载荷.

    2008年10期 1408-1412+1438页 [查看摘要][在线阅读][下载 298K]
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  • 燃料电池轿车用PCU水冷装置的设计与试验

    朱绍中;常国峰;周岳康;

    提出了一种燃料电池轿车用DC/DC,DC/AC集成系统动力控制单元(PCU)的高效低阻水冷装置的设计方法.根据强化传热原理,将发热元件贴在水冷装置上,热量传导到装置内部,再由对流换热传递给冷却水带出到外部冷却设备进行散热.采用加菱形肋柱强化散热的设计思路,增加散热面积,同时由于肋柱使流道面积减小,冷却液流速增大,能有效地提高PCU的工作效率、增加工作寿命、改善工作条件.最后建立了试验测试平台进行验证.

    2008年10期 1413-1416页 [查看摘要][在线阅读][下载 177K]
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电子电气与控制工程

  • 基于SOA的网格制造单元构造方法

    刘敏;严隽薇;于轶;

    为解决动态、分布与异构制造资源的集成与共享,实现合作伙伴间的商务协同、制造协同、供应链系统,讨论了网格化制造模式下网格制造单元的构造和抽象过程.网格制造单元划分为设备网格、信息系统网格和知识网格,设备资源通过构造层的抽象封装成设备网格,基于J2EE和Microsoft.net的软件系统和数据库被封装成信息系统网格,在此基础上,运用知识和服务流技术,构建知识网格.

    2008年10期 1417-1422页 [查看摘要][在线阅读][下载 630K]
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  • 基于IEEE 802.15.4 MAC协议电能量自动抄表系统

    龚国强;葛万成;

    提出了媒体接入控制(MAC)协议下用于自动读取电能量数据的无线总线结构,并在此结构形式上,分析了电能量终端的数据量特点,以及无线信道中影响误码率的因素.通过实际分析给出了适合无线传输的数据帧格式,最后对通信协议和终端的软、硬件进行了设计.

    2008年10期 1423-1426页 [查看摘要][在线阅读][下载 353K]
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测量科学与技术

  • 一种优化的多源遥感影像高精度配准方法

    简剑锋;林怡;周利华;尹忠海;

    探讨了一种优化的多源遥感影像的高精度配准算法.利用梯度算子结合Forstner算子快速提取特征点,同时采用基于熵的格网技术控制特征点的分布均匀度,在少量准确控制点的基础上以不变矩相似度量为匹配准则,采用整体松弛法匹配策略快速配准得到同名点,并利用二次多项式模型来剔除误配准点.结果表明,该方法配准速度快,得到的同名点精度高,分布均匀,可以满足遥感影像的融合与快速更新等后续处理的要求.

    2008年10期 1427-1432页 [查看摘要][在线阅读][下载 406K]
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  • 隧道壁后注浆缺陷的雷达波场模拟及信息提取

    赵永辉;谢雄耀;陈军;葛双成;

    采用适于有耗介质的完美匹配层(PML)吸收边界条件的二维时域有限差分算法,对隧道壁后注浆缺陷的典型类型进行电磁波传播的数值模拟.模拟结果表明,自由表面的观测场包含着极强的钢筋散射波,影响了目标体反射波的识别.在此基础上,提出了一种新的基于一致性信息相消的钢筋散射波场去除方法,将自由表面观测的总场减去事先计算得到的钢筋散射场,可从强散射背景中恢复并提取出隧道壁后注浆缺陷目标体的反射波,数值计算结果体现出了该方法的有效性和准确性.

    2008年10期 1433-1438页 [查看摘要][在线阅读][下载 530K]
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基础科学

  • 一种带滤子的QP-free非可行域方法

    姜爱萍;

    提出了一种带滤子的QP-free非可行域方法,用来解不等式约束的最优化问题.此方法通过乘子函数和3-1线性互补函数构造一个等价于原约束问题的一阶KKT条件的非光滑方程组,并在此基础上给出解这个方程组的迭代算法.这个方法的每一步迭代都可以看作是对求KKT条件解的牛顿或拟牛顿迭代的扰动,在线性搜索时用到滤子方法.这个方法是可实行的且具有全局性,并且在适当的条件下还可以得到此方法的超线性收敛性.用此算法进行了数值检验,结果表明此方法是可行有效的.

    2008年10期 1439-1442页 [查看摘要][在线阅读][下载 66K]
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  • 永久百慕大期权的定价公式

    林建伟;

    在Black-Scholes理论框架下,用偏微分方程(PDE)方法,给出了永久百慕大期权作为一个周期解定价的闭合表达式,以及在规定实施日最佳实施边界点所满足的非线性方程.

    2008年10期 1443-1447页 [查看摘要][在线阅读][下载 66K]
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经济与管理科学

  • 技术转移中的定价模型与交易条件分析

    张玉臣;郭丽;

    分析了技术转移的经济博弈特征及博弈变量;基于技术转移的不完全信息静态博弈特征,利用双方叫价拍卖模型和机制设计理论,研究了技术转移中的定价机理,揭示了技术转移交易的有效区域和条件,提出了提高技术转移成功率的有效途径.

    2008年10期 1448-1451+1456页 [查看摘要][在线阅读][下载 97K]
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  • “三区联动”的特征及演化动力分析

    夏光;屠梅曾;

    "三区联动"是大学校区、科技园区与公共社区三者紧密结合的一种新的区域创新互动发展模式,该模式以大学校区为源头,科技园区为主体,公共社区为保障.运用分工理论和模型对"三区联动"的演化动力机制进行系统研究,得出大学、科技园区和公共社区三者迫切的转型要求都有力地推动了"三区联动"的形成,而"三区联动"的形成又会进一步推动三者的顺利转型,从而形成螺旋式上升的良性创新发展模式.

    2008年10期 1452-1456页 [查看摘要][在线阅读][下载 134K]
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