龙门吊式高精度图像采集技术在平面文物数字化中的应用

文物的智能化保护是我国的重大科技战略需求和战略重点。为面向馆藏平面文物保护实际需求,展开了高精度图像采集数字化研究。设计了一种基于多光谱与多扫描方式结合的龙门吊式文物数字化采集设备,并应用在多个馆藏文物数字化项目中。实现平面文物高精度采集的数字化、自动化与智能化,为馆藏文物保护提供了新方法与新设备。     

波纹通道形状对流动与换热影响的数值研究

应用数值方法,研究了流体在结构对称的正弦形、三角形、椭圆形、圆弧切线形及阶梯形通道内周期性充分发展的层流流动与换热特性,分析了恒壁温、常物性条件下通道表面形状,以及雷诺数RP对流动与换热性能的影响;并对不同通道的摩擦阻力系数f、表征换热特征的努谢尔特数Nu以及综合性能参数G分别进行了比较.结果表明:阶梯形通道内流体流动的f最大,正弦形通道的次之,椭圆形通道的f随Re的变化规律与其他通道的不尽相同;不同结构通道表面Nu的相对大小与Re的范围相关,Re>150后,阶梯形通道的换热能力最强,椭圆的最弱;三角形通道的综合性能最佳,椭圆形通道的最差,除阶梯形通道外,小Re时通道的综合性能优于大Re时的性能.本研究成果为换热器设计提供理论依据.     

抛浆除鳞工艺中氧化皮去除模型研究

针对抛浆除鳞缺乏精确的氧化皮去除量与工艺参数相关数学模型的问题,以Q235热轧板带表面氧化皮为研究对象,依据能量守恒分析抛浆工艺中磨粒与水的混合浆体在冲击过程中的动能变化规律,根据应变能理论分析基体表面氧化皮在浆体冲击后的应变能变化规律,建立氧化皮去除量与抛浆工艺参数之间的数学模型.利用光滑粒子流体动力学,采用有限元ANSYS/AUTODYN模块,对抛浆过程中氧化皮与基体变形的过程进行模拟,采用抛、喷浆一体化除鳞实验平台进行抛浆除鳞实验.结果表明,当基体表面氧化皮应变高于临界应变时,氧化皮会破裂剥落;磨粒粒径对冲击范围增加率的影响与冲击速度的比值为105.35%∶24.14%,磨粒粒径对冲击深度增加率的影响与冲击速度的比值为233.67%∶5.86%,冲击范围有限元计算结果与实验结果最大偏差率为8.71%,冲击深度最大偏差率为8.55%. 磨粒冲击次数解析法、有限元计算结果与实验结果一致,利用304不锈钢和45钢的抛浆除鳞实验结果验证了模型的广泛适用性.     

微流控芯片中磁珠捕获的数值仿真

在微流控芯片中,利用磁场力操控技术实现磁珠的有效捕获在生物检测和生化分离等方面应用广泛,其在微尺度下的运动特性与磁场力和黏滞阻力的关系显得尤为重要。根据磁珠在微通道中的受力和运动方程,建立磁场和流场共同作用下磁珠的二维动力学数值模型,对三种磁场分布下磁珠的运动特性以及不同入口速度和磁场强度对磁珠捕获率的影响进行数值仿真。研究表明:磁体高宽比(h/w)越大,磁体内部的磁通密度越大且分布越均匀。当磁体高宽比从0. 5增至6时,极性相同磁体的捕获率范围为26. 7%～100%;极性相反和单磁体的磁珠捕获率最大值分别为63. 3%和53. 3%。双磁体的磁化方向对捕获率的影响为:h/w 2时,极性相反的磁珠捕获率较大;反之则小于极性相同的捕获率。通过仿真计算,入口流速介于1 mm/s～2 cm/s时,磁珠捕获率随流速的增加而减小。结果可用于实验指导流体流速进而优化磁珠使用量;并对微流控芯片的设计具有理论指导意义。     

基于声压振速联合处理的矢量阵旋转不变子空间方位估计方法

为提高声矢量阵旋转不变子空间法方位估计性能,提出一种基于声压振速联合处理的算法.该算法构造了声矢量阵声压和组合振速的互协方差矩阵,将均匀间隔引导角下的系列互协方差矩阵取均值,作为引导角未知的互协方差矩阵,然后进行旋转不变子空间(ESPRIT)方位估计.仿真和试验结果表明,在低信噪比时该算法比现有常规算法有更好的性能.该算法基于矢量传感器声压和振速的相干性原理,充分利用声压振速组合指向性抗干扰能力,可以更好地抑制各向同性干扰,提高阵列的处理增益,从而有更好的方位估计性能.     

异步电动机自适应矢量控制系统的一种仿真方法

针对异步电动机矢量控制系统在电动机参数变化时性能下降的问题。提出了一种拥有转子磁链自适应观测器的矢量控制方案，设计出转子磁链自适应观测器，构成转速与磁链闭环的矢量控制系统，利用SIMULINK仿真工具建立了仿真模型，并对系统进行了仿真研究，分析结果表明，这种转子磁链自适应观测器的设计方法是有效的。     

歧口凹陷埕北断阶带古近系层序地层学研究

利用20多口井的地质和测井资料以及三维地震资料,对歧口凹陷南部埕北断阶带的古近系沙河街组和东营组进行了层序地层学研究.在关键界面识别的基础上,将埕北断阶带的古近系划分为4个层序、11个体系域,建立起整个工区的时间框架.研究表明:①古近系该区沙三与沙一期相对湖平面上升幅度大,东营组次之而沙二期最小;②沙二段可以单独作为一个三级层序,但是其高位体系域不发育;③研究区靠近物源,砂体丰富,深湖相带分布范围局限.     

公路桥梁病害调查分析及整治

通过对我国公路桥梁现状的了解,归纳分析桥梁结构形式与相关病害的特征及成因,提出了对目前桥梁常见病害进行整治的工作重点建议及主要方法。     

含水率对相似材料模型强度的影响规律

为减少含水率对相似材料模型强度的影响,利用时域反射技术对相似材料模型含水率变化特征进行了监测,通过不同含水率值的相似材料试件,获得了相似材料试件单轴抗压强度与含水率的关系;提出克里金空间插值法的估值公式计算相似材料模型含水率,得出了含水率变异函数表达式;以哈拉沟煤矿12101工作面为研究对象,搭建了长×宽×高为1 000 mm×120 mm×700 mm的相似材料模型,利用FDR传感器监测模型含水率,绘制模型含水率分布图。结果表明,当配比为8∶3∶7且含水率在0.2%～2.3%之间时,相似材料试件的单轴抗压强度与其含水率呈负线性关系;通过模型含水率分布云图,模型竖直方向含水率呈上低下高的梯度特征,中硬度岩石相似材料模型含水率值达到1.7%～2.2%时,模型强度达到预期强度;相似材料模型干燥后期模型上部强度大于预期强度,中下部基本一致。提出了一种利用含水率特征值来预判模型干燥养护程度的方法,为提高相似材料模型试验准确性提供方法参考。     

安全端焊接残余应力对裂纹尖端力学参量的影响

焊接残余应力是导致核电一回路安全端异种金属焊接接头引导力腐蚀开裂(SCC)的主要因素之一,同时焊接接头区域材料力学性能不均匀性使得SCC裂纹尖端力学场分析变得更为复杂。为了了解核电一回路压力容器安全端异种焊接结构中残余应力对裂纹尖端力学参量的影响,本文通过有限元手段分别利用预定义温度场法和导入预应力法对核电一回路安全端焊接接头中的残余应力分布进行模拟,并计算分析了焊接残余应力作用对安全端焊接接头中SCC裂纹尖端主要力学参量的影响。研究表明,导入预应力法是较理想的焊接接头残余应力场模拟方法;裂尖应力、应变以及J积分均与残余应力的分布规律有很大的关联性;当裂纹长度小于管壁厚度的三分之一时,裂尖应力应变和断裂参量随裂纹长度增加而增大,之后趋于平稳;当裂纹长度接近30 mm时裂尖法向应力由正变负,裂尖应力应变随裂纹长度的增大而减小,有可能造成SCC裂纹扩展停滞。研究结果为日后定量预测安全端SCC裂纹扩展历程奠定了一定的理论基础。