河北水利电力学院学报

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基于WHCNS模型的华北平原麦田灌溉制度优选研究

于晴, 王亚晖, 冯语, 周远航, 冯义祥

2024, 34(3): 1-6. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.001

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华北地区的粮食生产在全国范围内地位突出,但是农业用水严重短缺;该研究以华北平原冬小麦为研究对象,首先利用华北地区2004年和2006年试验数据分析传统灌溉制度下水分运移规律及利用效率,结合WHCNS模型进行不同组合灌溉情景(研究设置总灌水量变化范围由100mm至450mm,提高灌水次数至5次)的模拟研究,使用综合指数法对灌溉量进行优选研究。最终得出350mm为设定组合情境中的最佳灌溉量。

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河南五岳抽水蓄能电站爆破振动监测的自动化应用

吴左盛, 周光裕, 李壮壮, 王世洋

2024, 34(3): 7-10. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.002

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为确保隧洞开挖过程中爆破施工不会对周围民用建筑物的安全和稳定产生影响,基于网络测振仪研发了1套爆破振动自动化监测系统。该系统采用了先进的传感器技术、高效的数据处理算法及智能的交互界面,可以实时采集和分析爆破振动数据。通过该系统,可以实时掌握爆破振动数据的变化情况,为相关单位提供准确、可靠的反馈信息,进而保障施工安全、提高施工效率。该自动化监测系统在河南五岳抽水蓄能电站的隧洞开挖施工中发挥了重要作用。

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基于AHP/QFD/TRIZ理论的格斗机器人创新设计

张铁壁, 张万明, 李文斌, 尚佳瑶, 单敬才

2024, 34(3): 11-18. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.003

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为了解决格斗机器人复杂的工作情况,提高格斗机器人的击打和抗击打的能力,优化格斗机器人的产品创新设计过程,提出基于AHP/QFD/TRIZ理论的格斗机器人设计方法。首先利用问卷调查和访谈客户获取用户需求,采用层次分析法(AHP)对需求进行重要度排序,之后运用质量功能展开(QFD)理论,将用户需求与技术质量指标进行对应,构建质量屋(HOQ)模型,最后运用TRIZ理论中的冲突解决原理对质量屋中发现的冲突进行解决,得到产品创新设计方案,为格斗机器人的创新设计提供理论依据。经实验数据显示,在保证强度的情况下,所设计方案可降低整体重量并提高速度。采用AHP/QFD/TRIZ理论的设计方法对格斗机器人进行产品创新设计,提高产品的性能和顾客满意度。

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基于独立参考模型的抗干扰反步控制研究

李珺, 李国明, 曾政霖, 韩传翔

2024, 34(3): 19-23. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.004

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提出了一种基于独立参考模型的抗干扰反步控制方法,并在经典的单级直线倒立摆系统的应用中表现出色。首先,设计单级直线倒立摆的反步控制器并得到系统的独立参考模型,此时单级直线倒立摆若受到干扰将会偏离独立参考模型的理想值,为提高单级直线倒立摆的抗干扰性能,引入广义状态误差,即独立参考模型输出与系统实际输出的误差,然后基于广义状态误差和反步控制方法利用Lyapunov稳定性理论设计控制器,最终得到基于独立参考模型的单级直线倒立摆抗干扰反步控制器。仿真结果表明,该控制器能够有效抑制外界干扰对单级直线倒立摆的影响,具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。

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基于改进YOLOv5算法的智慧城市多目标检测

王继超, 唐勇, 回振桥, 刘浩卓, 刘冰

2024, 34(3): 24-29. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.005

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多目标检测作为智慧城市建设中的核心技术,在建立城市图谱、挖掘城市运行规律、提高城市运行效率中起着不可替代的作用。文中在优良的目标检测模型YOLOv5基础上,选取城市中的典型场景,以行人和车辆为检测目标,将原有轻量化版本算法neck部分的SPP模块进行改进,在保证检测速率的同时增加检测的精度,然后将文中改进算法和YOLOv5-s算法同时部署在智慧城市边缘设备上进行对比试验。试验结果表明,文中改进算法相较于YOLOv5-s算法在速度保持基本不变的情况下检测多目标精度提高6.8%,在一定程度上解决了智慧城市边缘设备检测速率和精度不能同时达到要求的问题,为智慧城市多目标实时检测提供了理论参考与方法依据。

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固化滨海盐渍土力学及溶陷特性研究

裴伟斌, 宋杨, 王巍浩, 齐子怡, 姚伟华, 穆靖卓

2024, 34(3): 30-37. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.006

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滨海盐渍土作为一种特殊土,具有溶陷、盐胀、腐蚀等不良的工程特性,为研究石灰+粉煤灰+水泥固化盐渍土改良材料土作为路基土的适用性,开展了液塑限、击实、无侧限抗压强度、三轴压缩、溶陷性试验,分析不同条件对改良盐渍土物理性指标、力学性能、溶陷特性的影响。结果表明:液塑限随固化剂掺入量的增加基本呈线性增加趋势,塑性指数减小;固化剂的加入使盐渍土最大干密度减小,最优含水率变化不明显;固化剂掺量和养护期龄对滨海盐渍土的力学性能影响显著;固化剂掺量小于14%时溶陷沉降量随固化剂掺量的增加呈减小趋势,提高含水率、压实度可以有效地降低固化盐渍土的溶陷沉降量。

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苏基克纳里水电站调压竖井无锚支护研究

赵建利, 郝雪航, 余洋, 李鹏程, 高华民

2024, 34(3): 38-44. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.007

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文中以巴基斯坦苏基克纳里调压竖井为例,探讨竖井Q4类围岩和Q5类围岩的无锚支护形式,即型钢加喷混凝土支护措施在实际工程中的可行性和安全性,利用有限差分软件FLAC3D对该工程开挖支护过程进行三维模型建立及数值分析,并通过计算得到加喷混凝土及型钢的受力状态,取得较好的无锚支护结果。施工期对施工竖井的监测显示,该支护方式安全可靠,施工工序减少,工程投资节省,也为其他类似工程提供了有价值参考。

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微胶囊自修复水泥砂浆的实验研究及性能评价

付建航, 吴金花, 郭恒毓, 杨笑楠, 刘敬田

2024, 34(3): 45-49. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.008

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介绍了水泥砂浆微胶囊自修复技术的机理,选用真空吸附法,制备聚乙烯醇包裹无机膨胀珍珠岩吸附硅酸钠修复微胶囊,并通过在水泥砂浆中掺入该微胶囊制备自修复水泥砂浆。通过研究微胶囊对水泥砂浆强度和工作性能的影响,确定了微胶囊最佳掺量为1%,评价了自修复水泥砂浆对受载损伤的修复性能:受载损伤后28d预加载60%,抗折强度修复率为16.25%,抗压强度修复率为3.43%。

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T型微细通道内含不凝气蒸汽直接接触凝结数值模拟研究

周鹏程, 李树谦, 樊凯伦, 张存兰

2024, 34(3): 50-60. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.009

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利用VOF多相流模型和大涡模拟LES湍流模型,结合“双阻力”模型和Fick定律,对微细通道内含不凝气蒸汽的直接接触凝结过程进行了数值模拟。开展了不凝气对蒸汽直接接触凝结过程中气羽形态、压力分布以及凝结速率的影响机制研究。结果表明:在少量不凝气存在的工况,汽液相界面仍呈现周期性变化,随不凝气含量增加,其在汽液界面处聚集形成的不凝气层厚度增加,气羽无周期性变化。此外,随着不凝气含量的升高,压力振荡强度减弱,凝结形成的负压值变小,凝结速率降低。

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空气源热泵直接地板辐射供暖升温过程实验研究

牛建会, 王海超, 吕天舒, 安泽龙

2024, 34(3): 61-67. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.010

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空气源热泵直接地板辐射供暖系统以制冷剂为热媒直接加热地板,具有系统简单、传热效果好的优点。文中搭建空气源热泵直接地板辐射供暖实验装置,在0℃、-5℃和-10℃3种不同室外环境温度下,对毛细管地板辐射末端供暖升温过程进行实验研究。实验结果表明:室外温度为-5℃时,地板温度稳定基本需要120min,同一根毛细管壁制冷剂蒸气入口端与出口端温差较小为1.55℃,而在20mm厚水泥地板表面上其温差为1.73℃;室外温度为-10℃时,地板升温速度最慢为0.15℃/min,小室内空气升温速度为0.09℃/min,此时机组制热COP稳定在3.06。

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浅析地热尾水热泵技术梯级利用的应用

马娜, 冯永胜, 王立祥

2024, 34(3): 68-72. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.011

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通过对地热井供热能力的分析,在实际工程中对地热井的能源利用起到指导估算作用。优化地热尾水工艺流程,选用低温采暖末端方式,合理确定供暖设计工况,从而改善地热尾水直接供暖时采暖末端、回水直接排放而造成的能源不能充分利用的现象。根据有地热资源区域的地热尾水利用工程实际案例,通过对地热能源数据分析,结合水源热泵技术,对地热尾水进行梯级利用,可增大地热水的供暖面积,节能环保,对地热井供热能力估算提供工程指导,为有着丰富地热资源的雄安新区冬季供热方式提供了很好的借鉴。

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漆渣螺旋挤压脱水机设计与试验

张振, 张万明, 张鹏程, 李文斌, 马一博

2024, 34(3): 73-77. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.012

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为降低漆渣含水率,研制出一种螺旋挤压机,提出了应用挤压法处理含水率较高的漆渣,对螺旋轴、筛网等关键部件进行了设计。以水性漆漆渣为原料,以漆渣含水率和出料量为考核指标,进行了脱水试验,结果表明:随出口压力增大,漆渣含水率减小,单位时间出料量减少。综合考虑脱水效果和装置运行效率,选定出口压力为0.7MPa,此时,漆渣含水率为54%,出料量为2.2kg/h。该设计能够高效地进行漆渣脱水,使含水率降低幅度约为36%,有助于钣金喷漆企业降低危废处理成本,减少循环水损失。

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汽车减速器密封件涂胶工作台结构设计

李鑫亮, 付颜红, 刘禹, 王伊宁

2024, 34(3): 78-84. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.013

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文中介绍了一种减速器密封件涂胶工作台的结构设计流程,通过自动涂胶代替手动涂胶解决汽车减速器漏油问题;对工作台结构进行计算和有限元分析,通过传感器和气缸的配合,利用气缸压实涂胶的密封件,由电动机带动工件完成涂胶。结果表明:该工作台能够自动完成工件的涂胶和压实工作,不仅能够满足使用要求,降低了工作人员的劳动强度,而且极大地提高了涂胶效率和涂胶品质。

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