基于GWO-BPNN早期带伤混凝土冻后力学性能影响研究

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作者 徐存东 曹骏 +3 位作者 陈家豪 田俊姣 韩文浩 汪志航 《水电能源科学》 北大核心 2024年第9期93-97,共5页

为探究西北寒旱区水工混凝土结构早期受冻损伤后力学性能衰退的损伤规律和影响因素,设计混凝土早期受冻及冻融循环的室内加速试验,通过对混凝土试样进行冻融循环,探究温度为-10℃,起冻时刻为3.5 h的混凝土结构冻融损伤的劣化规律,研究... 为探究西北寒旱区水工混凝土结构早期受冻损伤后力学性能衰退的损伤规律和影响因素,设计混凝土早期受冻及冻融循环的室内加速试验,通过对混凝土试样进行冻融循环,探究温度为-10℃,起冻时刻为3.5 h的混凝土结构冻融损伤的劣化规律,研究水胶比、粉煤灰和引气剂对早期带伤混凝土冻后力学性能的影响。构建灰狼优化算法改进的反向传播神经网络(GWO-BPNN)对早期带伤混凝土的力学性能及抗冻性能进行模拟预测,并对各影响因素进行敏感性分析。结果表明,低水胶比混凝土的抗冻效果明显更优,引气剂可提升早期抗冻性能,最佳掺量为0.01%,粉煤灰在冻融循环后期对混凝土抗冻性有明显的提高,其最佳替代量为20%;GWO-BPNN模型的四个回归评估指标均优于传统神经网络模型,能够更准确地预测早期带伤混凝土的力学性能,影响早期带伤混凝土耐久性的最大变量为水胶比,最小变量为引气剂。 展开更多

关键词 灰狼优化算法 神经网络 早期带伤混凝土 抗压强度 影响因子分析

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基于熵权-云模型理论的河网水环境质量评价

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作者 徐存东 沈家兴 +2 位作者 李嘉明 田俊姣 胡小萌 《水电能源科学》 北大核心 2024年第12期64-67,110,共5页

针对目前河网水环境质量评价方法的不足,以浙江省嘉善县姚庄河网为例,选取DO、NH_(3)-N、TN、TP、COD五个指标作为评价指标,将姚庄河网划分为4个圩区,对18个水质监测断面进行现场采样和检测试验,将云模型理论融入熵权法中得到评价方法,... 针对目前河网水环境质量评价方法的不足,以浙江省嘉善县姚庄河网为例,选取DO、NH_(3)-N、TN、TP、COD五个指标作为评价指标,将姚庄河网划分为4个圩区,对18个水质监测断面进行现场采样和检测试验,将云模型理论融入熵权法中得到评价方法,对各水质监测断面进行水环境质量评价。结果表明,DO、NH_(3)-N所占权重分别为0.344、0.201,DO、NH_(3)-N是影响姚庄河网水环境质量评价结果的主要因素;姚庄圩区内部半数测点为Ⅳ类水,水环境质量急需改善。研究成果可为南方平原河网水环境质量的评定提供参考。 展开更多

关键词 熵权 云模型 平原河网 水环境质量评价

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变频调速水泵装置变速特性试验研究 被引量：9

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作者 侯慧敏 周冬蒙 +2 位作者 田俊姣 田媛 杨少卫 《水电能源科学》 北大核心 2020年第6期154-157,共4页

为探明变频调速水泵系统中水泵、电机和变频器的综合效率与水泵转速间的关系,通过试验得到不同转速对应的流量和综合效率,并基于最小二乘法对所得数据进行拟合分析。结果表明,在泵站实际运行中,标准比例律公式并不适用于所有的频率范围... 为探明变频调速水泵系统中水泵、电机和变频器的综合效率与水泵转速间的关系,通过试验得到不同转速对应的流量和综合效率,并基于最小二乘法对所得数据进行拟合分析。结果表明,在泵站实际运行中,标准比例律公式并不适用于所有的频率范围,变频器调频范围在39.0~41.5Hz时,水泵严重偏离高效区运行,效率值在0%~70.4%间急剧上升,调频范围在41.5~50.0Hz时,效率值在82.28%~88.75%间上升速率较缓;针对水泵变频前后频率比与流量、效率比的关系所拟合的关系式的相关系数分别为0.996、0.981,表明拟合关系式具有较高的可靠性,变频前后的转速比与流量比成二次相关关系,与效率比成三次相关关系。该研究结果可为实际工程中变频调速水泵调频范围的计算提供有益借鉴。 展开更多

关键词 变频调速 水泵 变速特性 综合效率 转速 频率

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泵站压力管道振动特性分析及减振优化设计 被引量：5

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作者 侯慧敏 周冬蒙 +2 位作者 田俊姣 田媛 杨少卫 《水电能源科学》 北大核心 2020年第8期95-99,共5页

为探究泵站压力管道的不同布置形式对管道振动的影响,选取宁夏盐环定泵站工程二泵站#1压力管道为研究对象,建立基于流固耦合的泵站压力管道水流ALGOR数值模型,并采用DASP振动测试系统获取振动信号对模拟结果进行验证,分析压力管道水流... 为探究泵站压力管道的不同布置形式对管道振动的影响,选取宁夏盐环定泵站工程二泵站#1压力管道为研究对象,建立基于流固耦合的泵站压力管道水流ALGOR数值模型,并采用DASP振动测试系统获取振动信号对模拟结果进行验证,分析压力管道水流流态对管道振动的激励特征并提出优化设计方案。结果表明,压力管道进水管处、支管总管相接处及总出水管处均有强烈的振动,但进水管的振动较出水总管振动更为强烈;减振优化设计方案中,调整支管距离对降低水流对管道振动的激励效果微弱,增大管径及改变总管走向对其效果较好,其中总管走向在2°~5°之间较佳,不仅能降低管道振动,而且能减少泵站能耗损失。研究结果可为高扬程泵站压力管道的优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 泵站 管道振动 流固耦合 流态分析 优化设计

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开机组合对泵站前池水沙流场特性的影响 被引量：8

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作者 徐存东 李嘉明 +4 位作者 王荣荣 田俊姣 刘子金 王燕 许续 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期11-16,91,共7页

为研究开机组合对多沙水源提水泵站前池水沙流场特性的影响,以景电灌区某典型泵站为研究对象,采用逆向工程技术对淤积状态下的泵站前池三维几何模型进行重构,基于Realizable k-ε模型耦合考虑相间滑移的Mixture模型,采用FLUENT软件对淤... 为研究开机组合对多沙水源提水泵站前池水沙流场特性的影响,以景电灌区某典型泵站为研究对象,采用逆向工程技术对淤积状态下的泵站前池三维几何模型进行重构,基于Realizable k-ε模型耦合考虑相间滑移的Mixture模型,采用FLUENT软件对淤积状态下的泵站前池开展水沙两相流数值模拟,同时对不同开机组合非淤积状态下的泵站前池水沙流场特性进行数值模拟。研究结果表明:现役淤积状态下的泵站前池内部存在流态紊乱及严重的泥沙淤积问题,流态数值模拟结果与现场测流结果相吻合;现役非淤积状态下的泵站前池存在显著的主流效应且低速回流区范围较大;伴随泵站两端机组开机,前池内主流的扩散效果有所提高,流场分布趋于对称,泥沙淤泥情况略有改善。 展开更多

关键词 泵站前池 水沙流场特性 逆向工程技术 开机组合 Realizable k-ε模型 Mixture模型

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基于ARIMA-SVM方法的梯级泵站机组运行趋势预测 被引量：7

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作者 徐存东 王鑫 +4 位作者 田俊姣 刘子金 赵志宏 陈家豪 胡小萌 《水电能源科学》 北大核心 2023年第2期133-136,共4页

针对多因素参与下梯级泵站机组运行趋势预测建模困难且预测准确度低、适应性差的问题,以宁夏盐环定扬黄工程为研究对象,引入时间序列分析法,提出了基于ARIMA与SVM模型组合的泵站机组运行趋势预测方法,即选择机组运行技术参数中的能源单... 针对多因素参与下梯级泵站机组运行趋势预测建模困难且预测准确度低、适应性差的问题,以宁夏盐环定扬黄工程为研究对象,引入时间序列分析法,提出了基于ARIMA与SVM模型组合的泵站机组运行趋势预测方法,即选择机组运行技术参数中的能源单耗和平均负荷作为试验样本,由ARIMA建模对处理后的数据进行线性拟合,通过SVM模型对残差进行预测处理,补偿机组运行中的非线性变化,综合二者预测结果得到组合模型预测值。结果表明,最优模型为ARIMA(1,1,3)、ARIMA(2,1,1),SVM模型最优参数分别为c=38、g=0.06和c=68、g=0.18;组合模型对试验样本的预测拟合优度分别达到0.9992、0.9984,均方根误差分别为1.67×10-5、3.9×10-8,平均绝对百分比误差分别为0.0361%、0.0747%,说明该组合模型预测泵站机组运行趋势精度较高、效果良好,可为泵站机组运行状态监测系统优化升级提供理论基础。 展开更多

关键词 机组运行趋势 时间序列 ARIMA-SVM 差分自回归移动平均 组合模型 预测

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基于主成分分析的土壤盐渍化特征研究--以甘肃景泰川电力提灌灌区为例 被引量：11

7

作者 徐存东 张锐 +4 位作者 王荣荣 高懿伟 程昱 田俊姣 刘辉 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第8期9-14,共6页

土壤盐渍化是世界性的资源和生态问题,严重制约了农业生产的可持续发展。为探明主导土壤盐渍化的特征因子,以景泰川电力提灌灌区为研究区,结合土壤性状调研、室内试验,利用相关性分析和主成分分析等方法对区域土壤盐渍化特征进行研究。... 土壤盐渍化是世界性的资源和生态问题,严重制约了农业生产的可持续发展。为探明主导土壤盐渍化的特征因子,以景泰川电力提灌灌区为研究区,结合土壤性状调研、室内试验,利用相关性分析和主成分分析等方法对区域土壤盐渍化特征进行研究。结果表明:研究区土壤盐渍化类型主要以硫酸盐为主,灌区内同时存在着盐分表聚和底聚现象,且各层含盐量均具有很强的变异性;各层土壤中阳离子以Na^+为主,阴离子以SO_4^(2-)为主;土壤全盐量与Na^+、Cl^-、SO_4^(2-)均呈现出极显著正相关,相关性最强的是Na^+;SO_4^(2-)、Na^+,全盐量(TS)是表征景电灌区土壤盐渍化的主要特征因子。相关研究可为我国西北等干旱区的土地资源可持续利用提供理论依据。 展开更多

关键词 景电灌区 盐渍化 主成分分析 特征因子

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早期受冻损伤对混凝土耐久性影响的试验研究 被引量：5

8

作者 徐存东 高懿伟 +3 位作者 田俊姣 张锐 王燕 李振 《人民黄河》 CAS 北大核心 2021年第2期131-136,141,共7页

北方地区低温季节混凝土结构施工过程中容易受到温度突降的影响而导致耐久性降低,为探究混凝土早期受冻损伤后的耐久性变化及其损伤机理,通过室内模拟不同受冻时刻(养护龄期)、不同冻结温度环境,开展了混凝土早期受冻试验,对比了受冻时... 北方地区低温季节混凝土结构施工过程中容易受到温度突降的影响而导致耐久性降低,为探究混凝土早期受冻损伤后的耐久性变化及其损伤机理,通过室内模拟不同受冻时刻(养护龄期)、不同冻结温度环境,开展了混凝土早期受冻试验,对比了受冻时刻及冻结温度对混凝土后期抗压强度、相对动弹性模量、损伤层厚度的影响规律,探讨了混凝土早期受冻损伤机理,并构建了以损伤层厚度h_f为损伤变量的评价标准,结合实际损伤特点,对该损伤变量进行修正,并验证了其合理性。研究结果表明:早期受冻混凝土的损伤度为20%~30%;在初凝到终凝期间(3.5 h)受冻,混凝土损伤度最大,冻结温度越低,损伤越严重;在初凝前受冻,混凝土损伤度较小,不同冻结温度越高,损伤越严重;在终凝后受冻,混凝土损伤度最小,冻结温度对混凝土损伤影响基本相同。经修正后的h_f损伤变量能较准确地描述早期受冻环境下混凝土的损伤程度,相关研究可为在低温季节施工的混凝土建筑物的后期耐久性评价和养护提供依据。 展开更多

关键词 混凝土 早期受冻 超声平测法 损伤层厚度

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考虑流固耦合的泵站压力管道激振特性有限元分析 被引量：3

9

作者 徐存东 田俊姣 +3 位作者 王国霞 王亚楠 高懿伟 张锐 《水电能源科学》 北大核心 2018年第10期165-169,共5页

为探究大型高扬程泵站压力管道运行时高频激振的诱因和振动特性,以甘肃省景电二期总干七泵#1压力管道为研究对象,采用附加水体质量法建立基于ANSYS有限元的简化流固耦合仿真模型,对压力管道的激振特征进行数值模拟,分析不同机组启闭工... 为探究大型高扬程泵站压力管道运行时高频激振的诱因和振动特性,以甘肃省景电二期总干七泵#1压力管道为研究对象,采用附加水体质量法建立基于ANSYS有限元的简化流固耦合仿真模型,对压力管道的激振特征进行数值模拟,分析不同机组启闭工况下压力管道的振动模态及位移变形规律,揭示压力管道的主要振动变形特性。结果表明,在多种运行工况下,压力管道弯管段和大小管连接段振动比较明显,且高阶模态的振型振幅高于低阶模态,不易被激振的出水管随着阶次的增高也逐渐产生振动变形。经DASP测试系统现场振动监测表明,数值模拟结果与现场测试结果吻合良好。该结论可为高扬程泵站压力管道避振、减振优化设计提供技术支撑,也为同类泵站工程的更新改造设计和安全运行提供理论依据。 展开更多

关键词 压力管道 流固耦合 激振特性 模态分析 有限元法

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多梯级泵站提水效率评估模型构建与应用 被引量：1

10

作者 徐存东 李嘉明 +3 位作者 田俊姣 王燕 连海东 陈家豪 《水电能源科学》 北大核心 2022年第12期209-212,146,共5页

针对梯级泵站目前存在的流量效率监测设备不完善、提水效率准确评估难的问题,以宁夏盐环定扬黄工程梯级泵站系统为例,按梯级泵站的结构组成,将梯级泵站系统视为泵站子系统和输水子系统的结合体,构建以基于子系统间水量动态平衡为原理的... 针对梯级泵站目前存在的流量效率监测设备不完善、提水效率准确评估难的问题,以宁夏盐环定扬黄工程梯级泵站系统为例,按梯级泵站的结构组成,将梯级泵站系统视为泵站子系统和输水子系统的结合体,构建以基于子系统间水量动态平衡为原理的提水效率评估模型,并根据梯级泵站实际耗能、提水量与理论能耗之间的关系,建立提水效率评估模型,以工程实际运行数据为依据定量评估工程改造前后的提水效率,验证了所构建评估模型的可靠性。结果表明,两种模型的效率评估结果高度吻合;相比而言,基于水量动态平衡的评估模型不仅可评估梯级泵站整体效率,还可定量评估各级泵站及干渠输水效率。所建模型可推广应用于同类工程的系统效率定量评估与准确计算。 展开更多

关键词 梯级泵站 提水效率 泵站子系统 水量动态平衡

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挟沙水源泵站侧向进水结构逆向建模方法及在流场分析中的应用

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作者 田俊姣 徐存东 +2 位作者 王国霞 连海东 胡小萌 《排灌机械工程学报》 2025年第6期595-603,共9页

几何形态复杂的底部淤积对侧向泵站进水结构的水-沙流场产生特殊影响,为了准确构建淤积状态下侧向进水结构的精细化三维计算域模型,尽可能还原带淤结构的几何特征信息,并进一步探究淤积状态下进水结构的水沙流场特性和流态变化,基于逆... 几何形态复杂的底部淤积对侧向泵站进水结构的水-沙流场产生特殊影响,为了准确构建淤积状态下侧向进水结构的精细化三维计算域模型,尽可能还原带淤结构的几何特征信息,并进一步探究淤积状态下进水结构的水沙流场特性和流态变化,基于逆向工程技术提出了一种针对具有复杂边界条件的带淤进水结构的逆向建模方法,构建了可用于流体力学计算的完整三维计算域模型,并开展了淤积状态下侧向进水结构的水力特性分析.研究表明:提出的三维逆向重构方法最大建模偏差仅为1.5981 mm,能够准确反映进水结构的实际几何边界和淤积形态,数值模拟结果与现场测验相吻合;泥沙淤积虽然对局部流场结构有所改善,但造成了结构整体水力性能的损失.该方法可为轮廓边界复杂的建筑物结构的几何建模和优化提供新思路. 展开更多

关键词 侧向进水结构 三维逆向建模 水-沙两相流 数值模拟 现场测验

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