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基于D-Wave Advantage的量子计算实用化SPN结构对称密码攻击研究
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作者 裴植 洪春雷 +2 位作者 王启迪 胡巧云 王潮 《计算机学报》 北大核心 2025年第1期234-248,共15页
截至2023年,谷歌的量子霸权芯片Sycamore尚不能用于密码攻击。量子计算在理论上对公钥密码有致命性威胁,但对对称密码影响甚微,目前业内已经从缩减版密码算法开始积极探索对称密码的量子攻击。SPN结构是对称密码算法中的一种代表性结构... 截至2023年,谷歌的量子霸权芯片Sycamore尚不能用于密码攻击。量子计算在理论上对公钥密码有致命性威胁,但对对称密码影响甚微,目前业内已经从缩减版密码算法开始积极探索对称密码的量子攻击。SPN结构是对称密码算法中的一种代表性结构,目前基于真实量子计算机的各类量子算法均未能对该结构未经缩减的全规模密码算法进行攻击。基于量子退火算法独有的隧穿效应,使得该算法有利于科学问题的指数级解空间搜索,可将其视为一类具有全局寻优能力的人工智能算法。受传统密码分析方法的影响,本文提出一种对称密码攻击架构:量子退火耦合传统数学方法密码攻击的新型计算架构——QuCMC(Quantum Annealing-Classical Mixed Cryptanalysis)。基于该架构,首先利用可分性刻画SPN结构对称密码算法的线性层和非线性层传播规律,将区分器搜索问题转化为MILP模型求解问题。进一步将MILP模型转化为D-Wave CQM模型,在求解该模型的过程中利用量子波动产生的量子隧穿效应跳出传统智能算法极易陷入的局部亚优解,获得更优的解,即攻击目标对称密码算法的积分区分器。本文使用D-Wave Advantage量子计算机攻击了PRESENT、GIFT-64、RECTANGLE三种SPN结构代表算法,均成功搜索到最长9轮的积分区分器。并且实验结果表明,量子退火算法在跳出局部亚优解能力与降低求解时间两个方面,均优于经典启发式全局寻优算法模拟退火。本研究首次成功利用真实量子计算机对多种全规模SPN结构对称密码算法完成了攻击,攻击效果与传统数学方法持平。 展开更多
关键词 对称密码 量子计算 量子退火 D-wave量子计算机 量子隧穿效应
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mKdV Equation for Solitary Rossby Waves with Linear Topography Effect in Barotropic Fluids 被引量:1
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作者 SONG Jian YANG Lian-gui 《高原气象》 CSCD 北大核心 2010年第5期1137-1141,共5页
The modify Korteweg-de Vries(mKdV) equations,governing the evolution of the amplitude of solitary Rossby waves,are derived from quasi-geostrophic vorticity equation by using the perturbation method.The result manifest... The modify Korteweg-de Vries(mKdV) equations,governing the evolution of the amplitude of solitary Rossby waves,are derived from quasi-geostrophic vorticity equation by using the perturbation method.The result manifests that the linear topography effect with the change of latitude can induce solitary Rossby wave. 展开更多
关键词 Linear Rossby waves mKdV equation Topography effect Perturbation method
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基于三相孔隙介质模型的地震动传播特性研究
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作者 杨艳霜 闫磊 +4 位作者 张占荣 刘永莉 崔臻 彭剑承 亢兆鹏 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1109-1121,共13页
研究地震动在软土层中的传播特性对建筑物抗震设防具有重要现实意义。根据地震动在离心振动台试验中的衰减特性,将获取的土样重塑成35%、45%、55%含水率的土样并进行常规物理试验。通过宏细观参数对比来设定模型中颗粒之间的团簇形态和... 研究地震动在软土层中的传播特性对建筑物抗震设防具有重要现实意义。根据地震动在离心振动台试验中的衰减特性,将获取的土样重塑成35%、45%、55%含水率的土样并进行常规物理试验。通过宏细观参数对比来设定模型中颗粒之间的团簇形态和颗粒之间黏结的切法向刚度、摩擦系数、泊松比、阻尼比等参数,并引入质量阻尼β_(n)和刚度阻尼k_(n)来限制颗粒的运动状态,调节颗粒运动中的碰撞。依据不同含水率常规物理试验结果修正三相孔隙介质地层模型的细观参量,以研究在地震荷载下不同含水率的软土对峰值加速度传播衰减效应的影响。研究结果表明,在不同地震动条件下,峰值加速度在30m深度段,软硬分层土质中呈现出先缓慢衰减后急剧衰减再回弹上升的变化规律。随着含水率增加,深度30~8m地层内峰值加速度衰减倍率在2.33~2.70区间内增加;而深度8~0m地层对应放大倍率则在1.60~1.23区间内减小。反应谱周期0.2~1.1s对应中低频率范围,加速度值呈现增加趋势,在周期1.1~2.0s内对应的是高频率范围,加速度值普遍呈现减小趋势,这与高频衰减效应一致。通过数值模拟与理论分析对比验证,初步探明了不同含水率条件下地震动在近地表的传播放大规律,为评估地震灾害风险及提升地震防护提供了理论依据。 展开更多
关键词 地震波 放大效应 离散元 峰值加速度 含水率
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高速铁路大跨度拱桥-轨道系统纵向地震响应分析
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作者 闫斌 付贺鑫 +1 位作者 田江浩 陈晓斌 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期1099-1105,共7页
为研究不同形式大跨度拱桥-轨道系统地震响应,以112 m提篮拱桥、140 m钢箱系杆拱桥、(24+160+24) m系杆拱桥及(52+382+52) m钢箱拱桥4种不同形式的拱桥为例,建立了考虑轨道、吊杆、拱肋、桩土共同作用的精细化有限元模型,揭示地震作用... 为研究不同形式大跨度拱桥-轨道系统地震响应,以112 m提篮拱桥、140 m钢箱系杆拱桥、(24+160+24) m系杆拱桥及(52+382+52) m钢箱拱桥4种不同形式的拱桥为例,建立了考虑轨道、吊杆、拱肋、桩土共同作用的精细化有限元模型,揭示地震作用下大跨度拱桥-轨道系统动力特性,探讨地震波、地震强度及视波速对地震响应的影响。研究结果表明:一致激励作用下钢轨应力包络图呈反对称分布,最大值出现在梁端附近,拱脚处拱肋轴力最大;不同频谱特性地震波激励下,系统动力响应存在较大差异;地震强度的变化主要影响梁端附近钢轨应力,对中间梁段影响较小;行波效应对地震响应影响较大,拱肋轴力显著增加,钢轨最大应力相比一致激励下应力增幅达149.2%,跨中处钢轨纵向力大幅增加,可达503.4 MPa;视波速越小,轨道受力越大,且随着视波速的增加,钢轨应力分布逐渐接近一致激励。 展开更多
关键词 地震响应 轨道工程 拱桥 无缝线路 行波效应
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考虑真实效应的旋转爆震波动力学
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作者 王兵 秦文楷 +4 位作者 闻浩诚 师迎晨 范文琦 罗发轩 李子栋 《火箭推进》 北大核心 2025年第3期77-102,共26页
旋转爆震波在传播过程中受到一系列真实效应的制约,使得旋转爆震波的动力学特性发生显著变化。按产生来源不同,真实效应可归类为真实边界约束和非理想物理过程两种。真实边界约束可视为旋转爆震波传播的空间条件,对于燃烧室而言,约束主... 旋转爆震波在传播过程中受到一系列真实效应的制约,使得旋转爆震波的动力学特性发生显著变化。按产生来源不同,真实效应可归类为真实边界约束和非理想物理过程两种。真实边界约束可视为旋转爆震波传播的空间条件,对于燃烧室而言,约束主要来自喷注、燃烧室几何和燃烧室上下游部件。这些约束会使受限空间内的旋转爆震波的结构产生横向畸变,诱发熄爆等动态过程,或产生部件间的不匹配现象。非理想物理过程来自流动与燃烧过程的内禀属性,诱使旋转爆震波产生更多不同尺度释热和流动结构,如次级燃烧等。若这类过程具有明显的非线性动力学特征,如波的分岔和聚并,则会对旋转爆震波的传播特性产生影响,进而对发动机的推进性能构成挑战。对相关研究前沿进行梳理,指出考虑真实效应时的旋转爆震波传播特性仍未被充分理解,且定量表征匮乏。目前大量研究聚焦于特定发动机构型,缺乏统一的旋转爆震波系结构描述和发动机性能评估框架,且实验测量的时空分辨率仍有待提高。 展开更多
关键词 旋转爆震波 真实效应 喷注 次级燃烧 激波
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HDPE浮筏式消波堤阻尼网衣消波效果水槽模拟实验研究
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作者 蔡文鸿 魏观渊 +5 位作者 林子楠 丁兰 魏盛军 张哲 潘柏霖 黄桂芳 《渔业研究》 2025年第4期476-488,共13页
[背景]浮式消波堤因消浪好、轻便、经济、环保等优点,得到了国内外专家学者的青睐。本文研究团队在此之前开发并投放于福建海域的高密度聚乙烯(HDPE)浮筏式消波堤,能在一定范围内有效削减海区波浪强度,现场测试结果表明其消波效率达-33.... [背景]浮式消波堤因消浪好、轻便、经济、环保等优点,得到了国内外专家学者的青睐。本文研究团队在此之前开发并投放于福建海域的高密度聚乙烯(HDPE)浮筏式消波堤,能在一定范围内有效削减海区波浪强度,现场测试结果表明其消波效率达-33.33%~-42.86%。[目的]为进一步优化HDPE浮筏式消波堤消波性能,并提供科学的实验依据。[方法]本文对HDPE浮筏式消波堤阻尼网衣结构部分开展水槽模拟实验,通过分析网目尺寸(2a)、网片间距(D)、网片数量(N)和网片吃水深度((d)等因素对波高及波能的影响研究阻尼网衣的消波效果。[结果]实验结果表明,阻尼网衣的网目尺寸、网片间距、网片数量和网片吃水深度均会影响其消波效果。1)网片的消波效果均随着网目尺寸的减小和网片数量的增加而增大。2)在波高(H)6 cm[波陡(H/L)=0.038,L为波长]波况下,网片间距以115.0 cm布设较1.5 cm有更好的消波效果。在波高10 cm(H/L=0.045)波况下,网目尺寸和网片数量对网片消波效果有关键的影响:当网目尺寸为1 mm且网片数量≥4时,网片间距以1.5 cm布设较115.0 cm有更好的消波效果;当网目尺寸为4 mm时,网片间距以1.5 cm布设较115.0 cm也有更好的消波效果。3)在波高6 cm(H/L=0.038)和10 cm(H/L=0.045)两种波况下,网片吃水深度越大,消波效果越好,但其对消波效果的影响在网片吃水深度与水槽水深(h)的比值(d/h)达到0.2后便趋于缓和;当网片吃水深度较小时,网片的消波效果在波高6 cm(H/L=0.038)波况下较佳;当网片吃水深度大于64 cm后,且随着d/h趋近于1.0时,网片的消波效果在波高10cm(H/L=0.045)波况下较佳。[结论]从网目尺寸、网片间距、网片数量和网片吃水深度等参数出发,结合目标海域的波况特征,在保证结构强度的前提下,优化网衣配置可以平衡消波性能和成本,从而充分发挥网片的消波潜力。 展开更多
关键词 浮筏式消波堤 阻尼网衣 消波效果 水槽模拟实验
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海上风电大直径吸力桶基础冲刷数值模拟
7
作者 管友海 杨照辉 +3 位作者 梁开新 刘欣 吕环宇 刘少健 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第4期1-11,共11页
为了探究波流耦合作用下不同工况时大直径吸力桶基础的冲刷坑形态及最大冲刷坑深度,基于福建省某海域项目典型海域水文地质资料,采用Flow-3D软件开展大直径吸力桶基础冲刷数值模拟研究。结合理论分析与数值模拟,系统研究吸力桶基础的冲... 为了探究波流耦合作用下不同工况时大直径吸力桶基础的冲刷坑形态及最大冲刷坑深度,基于福建省某海域项目典型海域水文地质资料,采用Flow-3D软件开展大直径吸力桶基础冲刷数值模拟研究。结合理论分析与数值模拟,系统研究吸力桶基础的冲刷特性,基于国外学者提出的简化模型,提出了满足实际工程安全要求的冲刷坑简化计算模型。结果表明:(1)吸力桶基础冲刷坑深度与水流、波高、露出土体高度、桶径、尺寸比成正比;(2)实际工程中吸力桶基础均采用变截面形式,使吸力桶基础具有一定的抗冲刷能力;(3)波流耦合作用下引起的吸力桶基础冲刷深度和冲刷宽度更大,冲刷发展更为迅速,最大冲刷深度大于仅波浪或水流作用下的深度,但发展到冲刷平衡稳定的时间要略慢于水流作用工况;(4)波流耦合作用下不同工况的吸力桶基础冲刷深度与时间具有较强的指数型函数关系。研究结果可为海上风电大直径吸力桶基础的安全评估提供参考。 展开更多
关键词 吸力桶基础 局部冲刷 波流耦合作用
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横波可控震源组合激振效果分析
8
作者 黄志强 游正涛 +4 位作者 李刚 付铭威 王若豪 帅军 张国旭 《机械强度》 北大核心 2025年第5期55-62,共8页
受振动器结构限制,横波可控震源激振时存在下传大地能量低和横波信号下传深度浅等问题。为此,通过三维有限元数值模拟创新性地研究了不同组合的横波可控震源振动器对激振效果的影响。首先,基于三维九分量资料和两大组合类型,考虑了8种... 受振动器结构限制,横波可控震源激振时存在下传大地能量低和横波信号下传深度浅等问题。为此,通过三维有限元数值模拟创新性地研究了不同组合的横波可控震源振动器对激振效果的影响。首先,基于三维九分量资料和两大组合类型,考虑了8种组合横波可控震源振动器激振方式,建立了振动器-大地有限元模型,构建了组合横波可控震源振动器激振效果评价体系;其次,基于该评价体系,详细地分析了各种横波可控震源振动器组合激振方式对大地的下传能量、横波信号下传深度和组合激发波间的相互干涉影响。结果表明,相较于单个横波可控震源,两台SHY横波可控震源并排组合同向激振时,传入大地能量提升86.36%,大地粒子位移振幅平均提升73.40%;两台SHX横波可控震源单排组合同向激振时,传入大地能量提升97.48%,大地粒子位移振幅平均提升58.61%,较大幅度地提升了激振效果。研究成果可为提升横波可控震源激振效果提供指导,也可为横波可控震源组合激发设计研究提供参考。 展开更多
关键词 横波可控震源 组合横波振动器 组合激振效果 地震勘探 有限元法
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全球尺度大地电磁响应高精度模拟及海洋效应分析
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作者 任政勇 李仁杰 +2 位作者 陈超健 姚鸿波 杨聪 《地球物理学报》 北大核心 2025年第7期2806-2821,共16页
SinoProbe等多个地球深部探测计划为我们提供了大量跨洲际尺度的大地电磁数据集,然而现有的大地电磁数据解释方法通常未充分考虑洲际陆地及海洋的影响,可能导致数据解释的可靠性偏低.为了有效地解释日益增多的跨洲际尺度大地电磁数据集... SinoProbe等多个地球深部探测计划为我们提供了大量跨洲际尺度的大地电磁数据集,然而现有的大地电磁数据解释方法通常未充分考虑洲际陆地及海洋的影响,可能导致数据解释的可靠性偏低.为了有效地解释日益增多的跨洲际尺度大地电磁数据集,本文以整个地球为研究对象,提出了一种基于四面体矢量有限单元的全球大地电磁高精度快速正演方法,该方法能够考虑电离层非平面波场源并准确模拟真实陆地与海洋的影响.本文首先讨论并构建了球坐标系下的大地电磁电离层电流源的数学物理模型,推导了球坐标系下的大地电磁场边值问题,并采用四面体矢量有限元方法精确模拟了陆地和海洋的实际影响.同时,通过MPI并行计算技术加速求解大规模线性方程组,实现了高精度全球大地电磁场响应的高效计算.最后,本文利用地球圈层模型验证了算法及场源数学物理模型的准确性,并利用真实地球模型分析了东南亚区域海洋效应对大地电磁探测的影响.结果表明,海洋效应主要出现在电导率对比显著的洋陆交界处,能够产生幅值超过0.05的倾子,同时导致该区域的视电阻率增大、相位减小,局部差异超过100%.当周期从1000 s延长至10000 s时,受海洋效应影响的区域扩展了约一倍.因此,在解释周期超过数万秒的大尺度大地电磁数据时,需充分考虑沿海地区海洋效应的影响. 展开更多
关键词 大地电磁 球坐标 海洋感应效应 非平面波
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四川盆地一次暴雨过程与重力波的关联特征 被引量:1
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作者 许一洲 李国平 +2 位作者 张晓玉 谢新 董元昌 《应用气象学报》 北大核心 2025年第1期65-76,共12页
利用ERA5再分析资料、GPM卫星降水产品和WRF模式,对2023年7月2—3日四川盆地一次暴雨过程的重力波特征进行天气动力学分析和数值试验,以期加深对重力波影响暴雨机理方面的认识。结果表明:该过程降水呈波动特征,受急流、切变线和高空槽... 利用ERA5再分析资料、GPM卫星降水产品和WRF模式,对2023年7月2—3日四川盆地一次暴雨过程的重力波特征进行天气动力学分析和数值试验,以期加深对重力波影响暴雨机理方面的认识。结果表明:该过程降水呈波动特征,受急流、切变线和高空槽等系统影响。高层重力波在四川盆地南侧边坡由切变不稳定、非平衡流机制激发,并向东北传播;低层重力波由边坡地形强迫产生后向北传播,两列波动在夜间呈同位相耦合,期间降水区内不稳定能量释放明显增强。削去四川盆地南部不同范围山地的数值试验表明,降水最早出现于山地北部山脚向平原的过渡带。四川盆地南部地形通过对气流的下坡加速和辐射冷却差异产生的扰动位势高度梯度共同促使垂直风切变增强,从而影响重力波激发位置。四川盆地南侧山地阻碍西南通道的水汽输送,水汽辐合主要位于平原地区,导致降水大值出现在四川盆地中部,而非作为重力波激发地的南侧边坡和毗邻山地。 展开更多
关键词 夜雨 四川盆地 重力波 地形作用
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球形和柱形装药近场爆炸冲击波载荷特性 被引量:2
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作者 马瑞龙 王昕捷 +2 位作者 孙志民 尤飒 黄风雷 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期22-36,共15页
为研究典型装药结构(球形和圆柱形)近场爆炸(0.06 m/kg^(1/3)<Z<1 m/kg^(1/3))(Z为对比距离)冲击波特性,支撑弹药抗殉爆技术发展,设计开展kg级柱形装药近场爆炸冲击波载荷表征试验,构建炸药近场爆炸数值计算模型,分析得到球形和... 为研究典型装药结构(球形和圆柱形)近场爆炸(0.06 m/kg^(1/3)<Z<1 m/kg^(1/3))(Z为对比距离)冲击波特性,支撑弹药抗殉爆技术发展,设计开展kg级柱形装药近场爆炸冲击波载荷表征试验,构建炸药近场爆炸数值计算模型,分析得到球形和柱形装药近场爆炸冲击波结构和峰值空间分布规律。研究结果表明:近场反射载荷受爆轰产物影响,超压曲线存在多峰结构和锯齿形波动,原因可能是多次反射波效应和马赫区后爆轰产物复杂流动;爆轰产物-空气冲击波界面压力和密度梯度互异引起Rayleigh-Taylor不稳定效应,产生的界面微射流提高了多次反射波结构的复杂度,导致近场反射载荷试验测量结果不确定度增大;近场入射超压曲线表现为典型双峰结构,峰值分别由空气冲击波和爆轰产物主导,同时受结构效应影响,柱形装药入射峰值载荷沿轴向和径向空间非均匀性较强,方位角为30°~60°时受桥联波效应影响空间散布较大;修正的预测模型可描述柱形装药(长径比为0.8)中心起爆时,0.06 m/kg^(1/3)<Z<1 m/kg^(1/3)范围内任意方位角和对比距离处入射峰值超压和冲量,与数值模拟结果偏差小于20%。 展开更多
关键词 球形装药 柱形装药 近场爆炸冲击波 结构效应 爆轰产物 预测模型
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活性射流侵彻-内爆作用下半无限混凝土靶中应力波效应
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作者 周鑫 冯彬 +2 位作者 陈力 王瑞琪 李裕春 《含能材料》 北大核心 2025年第7期689-702,共14页
为了研究活性射流侵彻⁃内爆作用下半无限混凝土靶中应力波效应,开展了两组活性射流侵爆试验,获得了混凝土中的应力波数据和典型的混凝土靶破坏模式。利用LS⁃DYNA软件,结合重启动算法对活性射流侵彻⁃内爆过程进行分阶段模拟,并分析了活... 为了研究活性射流侵彻⁃内爆作用下半无限混凝土靶中应力波效应,开展了两组活性射流侵爆试验,获得了混凝土中的应力波数据和典型的混凝土靶破坏模式。利用LS⁃DYNA软件,结合重启动算法对活性射流侵彻⁃内爆过程进行分阶段模拟,并分析了活性射流侵爆联合作用下混凝土中应力波传播特性。研究结果表明:数值模拟的应力波及靶体破坏特征与试验结果吻合较好,活性射流侵彻阶段,混凝土主要先后受到动态应力波区和静高压区的加载作用发生破坏,其中后者加载速度更快,但作用时间更短。活性射流侵彻造成的混凝土损伤加快了能量耗散,降低了爆炸阶段的峰值应力,但加速了应力波传播,与未损伤靶体相比,射流侵彻后的靶体中爆炸峰值应力最大降低了47%,应力波传播速度增长率最高可达7%。然而,当测点深度超度335 mm时,射流侵彻对爆炸阶段的影响可以忽略不计。 展开更多
关键词 活性射流 半无限混凝土靶 应力波效应 侵彻爆炸
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地震动方向性效应和行波效应对不同档距塔线体系的动力响应影响
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作者 李昊杰 杜轲 +2 位作者 郑超 马加路 聂桂波 《震灾防御技术》 北大核心 2025年第1期185-196,共12页
输电线路需要跨越不同的地形地貌以满足供电需求,输电塔两端档距往往是不同的,因此有必要对不同档距的输电塔线体系进行地震响应研究。本文基于OpenSees建立了3种不同档距的塔线体系,考虑了地震动传播方向的随机性,对不同方向地震动进... 输电线路需要跨越不同的地形地貌以满足供电需求,输电塔两端档距往往是不同的,因此有必要对不同档距的输电塔线体系进行地震响应研究。本文基于OpenSees建立了3种不同档距的塔线体系,考虑了地震动传播方向的随机性,对不同方向地震动进行正交分解,得到沿塔线体系x和y方向的加速度时程,同时考虑地震动的行波效应,分别进行了塔线体系弹塑性时程分析,研究地震动方向性效应和行波效应对不同档距塔线体系结构响应的影响。研究结果表明,在不同方向地震动作用下,中塔和边塔的最不利档距为400 m-400 m-400 m-400 m、400 m-100 m-700 m-400 m。在行波作用下,中塔和边塔的最不利档距为400 m-250 m-550 m-400 m、400 m-400 m-400 m-400 m。输电塔的结构响应受相位差和输电线振动共同影响,行波效应对结构的影响较大。输电塔的主材应力最大值集中于塔身上部第4号主材和第6号主材,这些位置被认为是输电塔的薄弱环节。此外,塔顶位移受地震动效应影响较大,地震动方向和行波效应分别对导线横向位移和竖向位移产生了显著影响。 展开更多
关键词 塔线体系 地震响应 地震动方向性效应 行波效应
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典型箱梁竖向涡激气动力行波效应与抑振机理
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作者 胡传新 戴钢 +2 位作者 赵林 王相龙 葛耀君 《振动工程学报》 北大核心 2025年第8期1809-1818,共10页
为研究增设检修轨道导流板、人行道栏杆抑流板等气动措施抑振机理,开展了大尺度节段模型测振测压风洞试验。基于表面压力时空分布特征及其统计特性提出了气动行波假设,结合谱本征正交分解(spectral proper orthogonal decomposition,SP... 为研究增设检修轨道导流板、人行道栏杆抑流板等气动措施抑振机理,开展了大尺度节段模型测振测压风洞试验。基于表面压力时空分布特征及其统计特性提出了气动行波假设,结合谱本征正交分解(spectral proper orthogonal decomposition,SPOD)方法进行验证,并提出气动力时空功率谱,进一步量化与解构了复杂的时空压力场,揭示了流线型箱梁涡振机理及气动措施抑振机理。研究表明:原始断面在试验风速内存在3阶竖向涡振锁定区间,其中第3阶锁定区振幅最大。增设检修轨道导流板后,断面最大振幅减小53.1%,增设人行道栏杆抑流板后涡振消失。断面表面复杂压力场可表达为多个不同激励源诱发的气动力时空分布模式的线性叠加。原始断面表面压力场由断面振动基频处1阶SPOD模态对应压力时空分布主导,同时上表面模态压力时空分布占主导地位。上表面主导模态压力沿下游呈现行波式演变,贡献值呈波浪式分布,统称为“气动行波”效应。上表面气动行波作用强度远大于下表面。气动行波传播可由分布气动力与涡激力相位差单调递减表征。原始断面上表面气动行波波长与贡献值空间分布波长基本一致,约等于前、后缘防撞栏杆之间距离。增设导流板后,上表面主导气动行波传播模式基本不变,作用强度减小,从而涡振幅值减小。增设抑流板使得上表面能量分布呈宽带分布特征,锁频现象消失,故而不发生涡振。研究提炼了涡振时断面表面复杂压力场中的关键和主导气动力时空演变模式——气动行波,为桥梁主梁断面涡振机理分析和涡激力数理模型的构建提供了思路。 展开更多
关键词 桥梁工程 气动措施 气动行波效应 涡振抑振机理 涡激振动 流线型闭口箱梁
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考虑行波效应的大跨悬索桥地震响应研究 被引量:1
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作者 黄月超 周强 +2 位作者 吴鸿 黄鸿楷 李悦 《世界桥梁》 北大核心 2025年第1期64-70,共7页
为给设置外伸跨的大跨悬索桥抗震设计提供参考,以主跨1098 m的广西龙门大桥为背景,研究考虑行波效应对设置外伸跨大跨悬索桥地震响应的影响。建立桥梁有限元模型,获得桥梁的动力特性,计算不同视波速(1~10 km/s)地震作用下,考虑行波效应... 为给设置外伸跨的大跨悬索桥抗震设计提供参考,以主跨1098 m的广西龙门大桥为背景,研究考虑行波效应对设置外伸跨大跨悬索桥地震响应的影响。建立桥梁有限元模型,获得桥梁的动力特性,计算不同视波速(1~10 km/s)地震作用下,考虑行波效应时加劲梁、桥塔及外伸跨过渡墩的动力响应与一致激励作用下的结构动力响应之比(行波效应系数)。结果表明:不同视波速下加劲梁端部位移的行波效应系数为0.85~1.10;桥塔塔底内力的行波效应系数为0.73~1.21,当视波速大于5 km/s时,行波效应与一致激励作用下桥塔塔底内力的地震响应趋向一致,且行波效应会使桥塔塔身局部剪力和弯矩突增;行波效应对外伸跨过渡墩内力的影响较小。在对设置外伸跨的大跨悬索桥进行抗震设计时,应充分考虑行波效应的影响。 展开更多
关键词 悬索桥 加劲梁外伸跨 过渡墩 行波效应 视波速 地震响应 有限元法
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近岸水下钻孔爆破能量波传播规律及对水工构筑物毁伤效应研究 被引量:1
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作者 徐平 侯伟琦 +3 位作者 乔世范 董辉 罗晓光 赵炜 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期144-156,183,共14页
为研究近岸水下钻孔爆破能量波传播规律,评估地震波、水击波协同作用下水库大坝的毁伤效应及地震波对库岸基坑的毁伤效应,以桂林市第二水源工程-引水工程取水口水下钻孔爆破工程为背景,采用全耦合拉格朗日-欧拉算法开展近岸水下钻孔爆... 为研究近岸水下钻孔爆破能量波传播规律,评估地震波、水击波协同作用下水库大坝的毁伤效应及地震波对库岸基坑的毁伤效应,以桂林市第二水源工程-引水工程取水口水下钻孔爆破工程为背景,采用全耦合拉格朗日-欧拉算法开展近岸水下钻孔爆破数值模拟研究,分析爆破能量波传播形态变化及衰减规律、水库大坝及库岸基坑动力响应特征。研究结果表明:现场测试水击波峰值压力随距离比例药量(Q 1/3/R)的衰减特征、大坝振动速度时程曲线及峰值振动速度变化规律与数值模拟的结果具有较高的吻合性,且现场测试和数值模拟得到的水击波峰值压力衰减特征均与Cole经验公式有较高的拟合性,验证了水下钻孔爆破数值模拟模型的可靠性;基于水击波在水库库水、地震波在水库库底岩体中传播衰减特征的直观分析结果,将爆破能量波传播过程划分为三个阶段——爆炸阶段、扩散阶段及衰减阶段;爆破能量波传播引起介质振动速度v=0.1 cm/s的地震波、水击波的影响范围依次为270.00 m、206.28 m,均未传播至水库大坝坝脚;水击波峰值压力随爆心距、深度增加衰减显著,基于爆破相似类比法建立了同时考虑爆心距与水下深度的双因素水击波峰值压力经验计算公式,可用于可靠预测水域中任意位置的水击波峰值压力;爆破能量波在水库大坝中传播引起芯墙与坝体产生明显的动力响应,坝体迎爆面底部区域振动响应较为显著且坝脚区域产生损伤;坝体迎爆面坝底监测点峰值振动速度仅为0.17 cm/s,小于规范规定限值2.5 cm/s,初步判断水库大坝处于安全稳定状态;坝体迎爆面坝脚区域最大损伤比仅为25%,为确保大坝绝对安全,需要考虑对水库大坝采取适当的隔振及防护措施;爆破地震波在库岸岩体中传播,引起库岸基坑迎爆面、基坑坑底及坑侧、基坑背爆面依次出现动力响应,迎爆面库岸基坑坑顶的峰值应力与峰值振动速度最大,近距离大药量爆破会对库岸基坑的安全稳定造成不利影响,需要对库岸基坑采取严格的加固和隔振措施。研究成果也可为类似工程爆破施工能量波传播规律分析和不利影响评估提供参考。 展开更多
关键词 近岸水下钻孔爆破 数值模拟 地震波 水击波 传播规律 毁伤效应
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粉沙质海岸航道骤淤数学模拟与淤积机理研究——以黄骅港为例
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作者 张庆河 聂扬 +6 位作者 陈泽礽 张金凤 杨光耀 季则舟 赵张益 严冰 纪超 《海洋工程》 北大核心 2025年第5期1-14,共14页
在极端天气条件下,粉沙质海岸内的航道极易发生骤淤灾害,对航运安全造成威胁。基于水动力模型FVCOM与波浪模型SWAN,并合理考虑粉沙质泥沙在强浪作用下的层化效应,构建了能够准确描述粉沙质海岸泥沙运动规律的三维水动力-波浪-泥沙-地形... 在极端天气条件下,粉沙质海岸内的航道极易发生骤淤灾害,对航运安全造成威胁。基于水动力模型FVCOM与波浪模型SWAN,并合理考虑粉沙质泥沙在强浪作用下的层化效应,构建了能够准确描述粉沙质海岸泥沙运动规律的三维水动力-波浪-泥沙-地形演变实时耦合模型。数学模型通过波流共同作用下的粉沙悬沙试验验证,模拟结果与实测垂向悬沙分布基本吻合。以2003年10月渤海特大温带风暴潮期间黄骅港外航道的骤淤过程为例,基于所建模型的模拟结果与航道实测淤积分布有较好的一致性。结果表明,在强浪作用下形成近底高含沙量并在复杂近岸水流作用下的运移是航道骤淤的主要原因。 展开更多
关键词 层化效应 三维悬沙模型 波流耦合 粉沙质海岸 航道骤淤
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变壁厚壳体近海底爆炸冲击波增强效应
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作者 刘刚伟 张竞元 +4 位作者 石章松 谭波 宋浦 胡宏伟 芦永进 《兵工学报》 北大核心 2025年第8期241-252,共12页
沉底雷是一种布设在水底、常采用原地爆炸方式毁伤水面舰船和潜艇等水中目标的水雷。壳体是影响装药水下爆炸冲击波载荷的关键因素。采用耦合欧拉-拉格朗日方法建立近海底带壳装药数值模型,开展带壳装药水下爆炸冲击波载荷特性研究,揭... 沉底雷是一种布设在水底、常采用原地爆炸方式毁伤水面舰船和潜艇等水中目标的水雷。壳体是影响装药水下爆炸冲击波载荷的关键因素。采用耦合欧拉-拉格朗日方法建立近海底带壳装药数值模型,开展带壳装药水下爆炸冲击波载荷特性研究,揭示装药形状、起爆方式、壳体设置、外壳厚度比、壳药质量比等因素对沉底装药水下爆炸冲击波载荷特性的影响规律,提出一种适用于近海底条件下的新型变壁厚装药壳体,该设计在近海底条件下对冲击波载荷具有显著的增强效应。研究结果表明:壳体的约束特性会导致沉底装药水下爆炸冲击波随距离衰减放缓;变壁厚壳体对装药水下爆炸冲击波载荷具有增强效应,800 mm处冲击波峰值压力随δ的增大增长最多,增长率可达9.74%;所得研究成果可为水下兵器设计提供参考。 展开更多
关键词 变壁厚壳体 沉底装药 水下爆炸 冲击波载荷 增强效应
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多点输入下550 kV气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)抗震性能研究
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作者 张拓 李彬彬 +3 位作者 王社良 徐卫锋 刘博 杨玟 《高压电器》 北大核心 2025年第7期234-244,共11页
为研究气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)地震响应规律,对某550 kV GIL管道单元进行了地震模拟振动台试验及有限元分析,并基于试验验证的GIL管道单元模型建立了全站域下的部分GIL有限元模型,研究其在多点输入下的抗震性能。研究结果表明:... 为研究气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)地震响应规律,对某550 kV GIL管道单元进行了地震模拟振动台试验及有限元分析,并基于试验验证的GIL管道单元模型建立了全站域下的部分GIL有限元模型,研究其在多点输入下的抗震性能。研究结果表明:试验及有限元分析下三支柱绝缘子的安全系数均最小,为GIL的薄弱部位;GIL管道单元有限元分析结果与振动台试验结果吻合较好,模态分析、加速度响应峰值、VonMise应力的最大误差分别为8.5%、8%、12%,表明建立的有限元模型及参数设置较为合理;YZ二维多点输入下GIL关键部位的应力响应均大于一致输入,且位移峰值响应比一致输入时增加了31%,因此,在GIL抗震设计中应考虑多点输入的影响;三维多点输入下(150 m/s)GIL关键部位的地震响应相比YZ二维多点输入最大仅增加了6.4%,增加幅度较小,因此在工程设计时,仅考虑二维多点输入能满足工程计算要求。 展开更多
关键词 气体绝缘封闭金属输电线路(GIL) 振动台试验 多点输入 行波效应 有限元分析
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热黏弹性介质中波的传播特性研究
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作者 马强 杨奕琪 +1 位作者 周凤玺 邵帅 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期303-314,共12页
基于弹性介质的波动理论,考虑了土体的黏性和热效应的影响,利用Kelvin-Voigt黏弹性模型、黏弹性介质的运动方程以及广义热弹性理论,建立了热黏弹性介质的波动方程。通过引入固相介质的位移势函数,进一步推导得到了热黏弹性介质中体波的... 基于弹性介质的波动理论,考虑了土体的黏性和热效应的影响,利用Kelvin-Voigt黏弹性模型、黏弹性介质的运动方程以及广义热弹性理论,建立了热黏弹性介质的波动方程。通过引入固相介质的位移势函数,进一步推导得到了热黏弹性介质中体波的弥散特征方程。采用数值计算分析了热膨胀系数、介质温度和松弛时间等热物性参数对热弹性波的波速和衰减系数的影响规律。研究结果表明:弹性理论、热弹性理论和热黏弹性理论3种理论模型下所得到的热弹性体波的波速和衰减系数有着明显差异;松弛时间每增加0.5×10^(-3)s,P波的波速和衰减系数最大增加了5.18%和34.67%,S波的波速和衰减系数最大增加了9.27%和34.60%,而T波的波速和衰减系数最大减小了2.18%和2.24%;随着频率的增大,各类热弹性波的波速和衰减系数均逐渐增大;介质温度的增大会造成P波和T波的波速增大以及P波衰减系数的增大,温度每增加20 K,P波的波速和衰减系数分别增加约3%和2%,但对S波的传播特性以及T波的衰减系数不产生影响;热膨胀系数的增大将引起P波的波速增大和T波的波速减小,同时也会对P波和T波的衰减系数产生显著影响。此外,热通量和温度梯度相位延迟时间仅对T波的波速和衰减系数有较大影响。 展开更多
关键词 黏弹性介质 热效应 体波 波速 衰减系数
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