基于GWO-BP神经网络及粮食压缩实验对粮食孔隙率的预测

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作者 陈家豪 李嘉欣 +4 位作者 郑德乾 尹君 黄海荣 葛蒙蒙 张佳怡 《粮油食品科技》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期186-193,共8页

孔隙率是影响粮堆内热湿传递的关键参数,为探究粮仓中散装粮堆孔隙率的分布规律,通过开展粮食压缩实验来获取不同的粮食种类在不同水分含量和竖向压力条件下的孔隙率。提出了一种基于灰狼算法优化BP(GWO-BP)神经网络的粮食单元体孔隙率... 孔隙率是影响粮堆内热湿传递的关键参数,为探究粮仓中散装粮堆孔隙率的分布规律,通过开展粮食压缩实验来获取不同的粮食种类在不同水分含量和竖向压力条件下的孔隙率。提出了一种基于灰狼算法优化BP(GWO-BP)神经网络的粮食单元体孔隙率预测模型,并将该模型与BP神经网络模型、随机森林模型的孔隙率预测结果进行对比,最后利用粮食单元箱实验对该模型的泛化能力进行验证。结果表明,GWO-BP神经网络模型的孔隙率预测性能最佳,该模型的评价指标R2为0.960 5、RMSE为0.013 7及MAE为0.0131,均在允许的范围内。本研究为粮食孔隙率的确定提供了一种神经网络预测的方法,为深入开展粮堆多场耦合分析提供了重要基础,为安全储粮提供了理论支持。 展开更多

关键词 GWO-BP模型 粮食孔隙率 压缩实验 预测

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双层浅圆仓不同入风温度的粮堆温度场分析 被引量：1

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作者 金立兵 朱豆豆 +2 位作者 李闯 王旭 王振清 《粮食与油脂》 北大核心 2024年第9期76-81,共6页

建立半地下双层浅圆仓的数值模型,并对机械通风不同入风温度的粮堆温度场进行数值分析,研究在机械通风过程中半地下双层浅圆仓粮堆温度场的变化规律。结果表明:当吨粮通风量为8 m^(3)/h时,平均降温速度随入风温度降低而加快,整体粮堆的... 建立半地下双层浅圆仓的数值模型,并对机械通风不同入风温度的粮堆温度场进行数值分析,研究在机械通风过程中半地下双层浅圆仓粮堆温度场的变化规律。结果表明:当吨粮通风量为8 m^(3)/h时,平均降温速度随入风温度降低而加快,整体粮堆的平均温度从初始30℃下降至20℃。当入风温度分别为17、15、13、11℃时,地上层通风时间分别需173、148、121、111 h,地下层通风时间分别需237、196、168、142 h。当通风稳定后,地上层粮堆平均温度分别为17.02、15.01、13.14、11.14℃,地下层粮堆平均温度分别为17.51、15.83、14.04、11.25℃,均趋近于入风温度,表明机械通风可有效降低粮堆温度,保证粮食安全。 展开更多

关键词 半地下双层浅圆仓 数值模型 机械通风 入风温度

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基于优化极限学习机模型的边坡稳定性预测研究

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作者 陈家豪 张燕 +3 位作者 杜明芳 黄海荣 徐志军 陈旭 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第6期191-198,共8页

边坡稳定性预测对工程安全及地质灾害防治极其重要,目前机器学习在边坡稳定性预测较广泛,例如BP神经网络、支持向量机(SVM)、极限学习机(ELM)等。但传统的ELM模型在预测边坡稳定性时存在易陷入局部最小值、难以选择合适学习率的问题,针... 边坡稳定性预测对工程安全及地质灾害防治极其重要,目前机器学习在边坡稳定性预测较广泛,例如BP神经网络、支持向量机(SVM)、极限学习机(ELM)等。但传统的ELM模型在预测边坡稳定性时存在易陷入局部最小值、难以选择合适学习率的问题,针对此问题,提出了一种基于主成分分析法(PCA)和爬行动物搜索法(RSA)并行优化极限学习机(ELM)的边坡稳定性预测模型。此模型利用PCA算法对数据进行降维,减少数据的冗余性,并利用RSA算法优化ELM模型的输入层权值和隐含层偏置,极大地提高了模型的预测精度和预测效率。将传统的ELM模型、RSA-ELM模型、PCA-SVM模型及PCA-RSA-ELM 4种模型进行对比,从而得到PCA-RSA-ELM模型在边坡稳定性预测这类问题上的精确性更高,为边坡稳定性预测分析提供新的思路,对防灾减灾及保护国民经济安全具有重大意义。 展开更多

关键词 安全工程 边坡稳定性 极限学习机 PCA 降维 爬行动物搜索 混淆矩阵

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抓斗式散粮卸料过程逸尘机理探究

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作者 王明旭 宋岳昌 +1 位作者 高涛 欧阳江丰 《包装与食品机械》 CAS 北大核心 2024年第2期99-105,共7页

为探究抓斗卸料过程中的逸尘机理,解决当前港口物料转运过程中存在粉尘外逸严重的难题,搭建抓斗卸料逸出气流在线测试实验平台。采用试验与数值计算相结合的方式,以典型主粮散体颗粒为卸料对象,基于气固两相流理论,探究卸料高度和卸料... 为探究抓斗卸料过程中的逸尘机理,解决当前港口物料转运过程中存在粉尘外逸严重的难题,搭建抓斗卸料逸出气流在线测试实验平台。采用试验与数值计算相结合的方式,以典型主粮散体颗粒为卸料对象,基于气固两相流理论,探究卸料高度和卸料质量流量对料斗内逸出气流速度的影响映射耦合关系,结合粉尘颗粒逸出过程的运动特性和规律推导出粉尘逸出的临界粒径。结果表明:逸出气流速度峰值与卸料高度成正相关,同一卸料高度下,逸出气流峰值与质量流量成幂函数关系;基于粉体颗粒受力,推导出粉尘颗粒逸出的临界粒径计算公式,并验证公式的计算误差在11%以内;大豆、玉米和小麦卸料时,粉尘颗粒逸出的临界粒径范围分别为160.9~292.5,182.6~359.6,95.1~196.1μm。研究为抓斗式散粮卸料过程中的粉尘控制和抑尘装置设计提供理论支撑。 展开更多

关键词 逸出粉尘 抓斗卸料 粮食颗粒 临界粒径 逸尘机理 气固两相流

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压力和含水率对小麦粮堆导热特性的影响

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作者 蒋敏敏 李宇 +3 位作者 王清山 曹会敏 陈桂香 郑德乾 《粮食与油脂》 北大核心 2024年第7期52-55,共4页

基于瞬态热线法,设计了粮堆导热特性试验装置,研究了小麦粮堆在压力0~73.9 kPa、含水率8.50%~20.72%时导热系数的变化规律。结果表明:当含水率一定时,导热系数与压力呈线性增长关系;当含水率分别为8.50%和20.72%时,随着压力从0增大至73.... 基于瞬态热线法,设计了粮堆导热特性试验装置,研究了小麦粮堆在压力0~73.9 kPa、含水率8.50%~20.72%时导热系数的变化规律。结果表明:当含水率一定时,导热系数与压力呈线性增长关系;当含水率分别为8.50%和20.72%时,随着压力从0增大至73.9 kPa,导热系数分别增长21.1%和36.6%。当压力为0时导热系数k1与含水率呈线性增长关系;导热系数随压力变化率c1与含水率呈线性增长关系;当压力一定时,导热系数与含水率呈线性增长关系;当压力分别为0、73.9 kPa时,随着含水率从8.50%增大至20.72%,导热系数分别增长50.6%和69.2%。含水率为0时的导热系数不随压力变化,为0.074 W·m^(-1)·K^(-1)。导热系数随着含水率的变化率c_(2)与压力呈线性增长关系。 展开更多

关键词 小麦粮堆 导热特性 压力 含水率

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平房仓仓底余粮清扫装置传送及收集仿真研究

6

作者 何颖臻 王明旭 +1 位作者 王巍 李淑博 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2024年第2期91-96,220,共7页

目的:验证针对平房仓仓底余粮而设计的清扫装置的传送部分和收集部分结构设计是否合理,并确定装置运行的关键参数,避免造成采购和制造方面的浪费。方法:基于离散元法采用EDEM仿真软件,对传送部分和收集部分的运行效果进行仿真,以洒落率... 目的:验证针对平房仓仓底余粮而设计的清扫装置的传送部分和收集部分结构设计是否合理,并确定装置运行的关键参数,避免造成采购和制造方面的浪费。方法:基于离散元法采用EDEM仿真软件,对传送部分和收集部分的运行效果进行仿真,以洒落率为评价参数。结果:在保证传送部分和收集部分都能满足设计要求的情况下,波纹挡边带的最佳运行速度应控制在0.6~0.8 m/s。结论:该余粮清扫装置传送部分和收集部分的结构符合设计要求。 展开更多

关键词 余粮 波纹挡边带 EDEM 物料传送

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考虑压力和含水率影响的小麦粮堆导热特性数值研究

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作者 蒋敏敏 曹会敏 +1 位作者 王清山 柴威丽 《河南科技》 2024年第1期80-85,共6页

【目的】研究小麦粮堆压力—导热特性和含水率—导热特性的规律。【方法】使用孔隙率测定装置来测定小麦粮堆在不同压力(0 kPa、50 kPa、100 kPa、200 kPa、300 kPa)、不同含水率(8.50%、11.21%、14.45%、16.97%、20.72%)下的孔隙率,并... 【目的】研究小麦粮堆压力—导热特性和含水率—导热特性的规律。【方法】使用孔隙率测定装置来测定小麦粮堆在不同压力(0 kPa、50 kPa、100 kPa、200 kPa、300 kPa)、不同含水率(8.50%、11.21%、14.45%、16.97%、20.72%)下的孔隙率,并在COMSOL有限元数值模拟软件中进行模拟分析。【结果】得到压力、含水率对粮堆孔隙率产生的影响,通过建立小麦粮堆的压力—导热特性数值模型,模拟不同压力和含水率下小麦颗粒的导热特性,得到粮堆压力—导热特性的规律。【结论】小麦颗粒的等效导热系数与孔隙率基本呈线性分布。单元体颗粒的等效导热系数范围为0.1095~0.1572 W/(m·K),粮堆等效导热系数随上覆压力的增大而增大,当含水率为8.5%~20.72%,上覆压力为300 kPa时,导热系数增大17.5%~27.5%。 展开更多

关键词 上覆压力 含水率 导热特性 数值模拟

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地震作用下柱承式筒仓仓壁侧压力试验研究 被引量：3

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作者 丁永刚 骆倩 +3 位作者 许启铿 李学森 刘强 周志耀 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2021年第3期119-128,共10页

地震作用下贮料对筒仓产生的超压是造成筒仓损伤破坏的原因之一。为研究地震作用下贮料的地震响应特性及变化规律,对缩尺比例为1∶25的柱承式筒仓模型开展了单向和双向地震作用下的振动台试验,揭示了筒仓仓壁动态侧压力分布规律和超压系... 地震作用下贮料对筒仓产生的超压是造成筒仓损伤破坏的原因之一。为研究地震作用下贮料的地震响应特性及变化规律,对缩尺比例为1∶25的柱承式筒仓模型开展了单向和双向地震作用下的振动台试验,揭示了筒仓仓壁动态侧压力分布规律和超压系数,建立了仓壁动态侧压力的计算方法。研究表明:(1)地震时筒仓内贮料的运动滞后于仓壁,随着地震动持续滞后逐渐明显,且沿仓壁顶部至底部滞后不断减弱;(2)动态侧压力分布规律与测点布置位置、地震波的输入方式相关;(3)仓体顶部范围内超压系数试验值大于规范采用值,现行规范中采用的修正系数偏小;(4)仅依据单向地震激励,尚不足以真实反映地震作用下筒仓贮料的动力学特性,筒仓结构强度设计时不应忽略双向地震作用。研究成果可为柱承式筒仓的抗震设计提供参考和依据。 展开更多

关键词 柱承式筒仓 仓壁侧压力 振动台试验 贮料 动力响应

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高效吨包物料装车装置设计 被引量：2

9

作者 王明旭 何颖臻 +1 位作者 张洪源 宋泽 《包装与食品机械》 CAS 北大核心 2022年第6期65-70,共6页

针对传统吨包装卸方式具有工作连续性不高、装卸堆垛效率低等缺点,设计一种新型吨包物料装车装置。通过理论计算,确定新型吨包物料装车装置的关键主体尺寸,并对关键部件进行有限元分析验证。设计计算得出,吨包运送装置的丝杆传动、移动... 针对传统吨包装卸方式具有工作连续性不高、装卸堆垛效率低等缺点,设计一种新型吨包物料装车装置。通过理论计算,确定新型吨包物料装车装置的关键主体尺寸,并对关键部件进行有限元分析验证。设计计算得出,吨包运送装置的丝杆传动、移动链条传动和行走结构所需功率分别为99.8,176.4,1 876 W;叉车堆放装置的伸缩摇臂结构工作角度为-43~43°,使整个传输和装卸过程平稳、可靠和高效。装置能较好地解决吨包物料包装后装车的问题,实现车辆与仓库的无缝对接,为粮食物流装备研发提供技术和理论支撑。 展开更多

关键词 吨包 物料装车 一体化

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带竖向销键夯土墙抗震性能试验 被引量：2

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作者 刘强 童丽萍 许启铿 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2018年第3期79-86,共8页

为定量分析带竖向销键夯土墙的抗震性能,开展了6片带竖向销键夯土墙的水平低周反复荷载试验,分析了夯土墙的破坏过程和破坏形态,以植筋率、销键直径等为参数,研究了夯土墙滞回曲线、骨架曲线、承载力及变形性能、刚度退化规律和耗能能... 为定量分析带竖向销键夯土墙的抗震性能,开展了6片带竖向销键夯土墙的水平低周反复荷载试验,分析了夯土墙的破坏过程和破坏形态,以植筋率、销键直径等为参数,研究了夯土墙滞回曲线、骨架曲线、承载力及变形性能、刚度退化规律和耗能能力等抗震性能。结果表明:夯筑分层处是夯土墙受力薄弱环节,竖向销键对夯土墙的抗侧承载力影响较小,对延性有比较显著的改善;随着植筋率的增加,延性系数先增大,后减小;随着竖向销键直径的增大,延性系数逐渐减小;竖向销键对夯土墙初始刚度有一定程度的削弱,对刚度退化趋势影响不明显;竖向销键可明显提升夯土墙耗能能力;各试件等效黏滞阻尼系数随加载进程波动较明显;极限位移状态下,各试件的等效黏滞阻尼系数在0.13~0.24范围;所得研究结果可为深入了解带竖向销键夯土墙的抗震性能及其实际应用提供理论依据。 展开更多

关键词 夯土墙 竖向销键 低周反复加载 抗震性能 植筋率 延性

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聚乙烯与沥青相互作用的分子动力学机理研究 被引量：5

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作者 栗启 胡魁 +2 位作者 俞才华 张桃利 王丹丹 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期264-269,共6页

聚乙烯改性沥青的相互作用研究对开发塑料回收颗粒在路用沥青中的应用具有重要价值。采用分子动力学模拟方法探究聚乙烯与沥青在分子尺度的相互作用,构建沥青组分模型,采用结合能、扩散系数和相对浓度分布探究聚乙烯与沥青的相互作用机... 聚乙烯改性沥青的相互作用研究对开发塑料回收颗粒在路用沥青中的应用具有重要价值。采用分子动力学模拟方法探究聚乙烯与沥青在分子尺度的相互作用,构建沥青组分模型,采用结合能、扩散系数和相对浓度分布探究聚乙烯与沥青的相互作用机制。结果表明,聚乙烯与轻质组分(饱和分和芳香分)的结合能强于重质组分(沥青质和胶质),说明聚乙烯与轻质组分具有更好的相容性。然而,聚乙烯与沥青四组分的结合能都小于460 443.7 J/mol,说明聚乙烯与沥青组分的相容性普遍偏低,这可能是聚乙烯改性沥青存在微观两相分离问题的原因。聚乙烯的加入导致沥青分子的扩散系数降低(最大0.02×10^(-8)m^(2)·s^(-1)),这是聚乙烯压缩沥青分子的运动空间所致。此外,浓度分布结果表明,聚乙烯在吸附沥青轻质组分的同时,可破坏沥青原有的胶体体系稳定性。研究结果可为高性能聚乙烯改性沥青材料的开发设计提供理论参考。 展开更多

关键词 聚乙烯改性沥青 分子动力学 吸附扩散 相互作用机理

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方腔内正十八烷相变材料凝固放热特性试验研究

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作者 曹世豪 赵锡佳 +2 位作者 王方全 喻贤磊 杨荣山 《材料导报》 2025年第9期259-263,F0003,共6页

针对方腔内正十八烷相变材料的凝固放热特性问题开展研究。首先测试液相密度、动力黏度等与温度的关系,完善热物理参数。随后设计出正十八烷的凝固放热性能综合试验,测得温度时空分布特征以及凝固边界演化规律。建立流-固-热三场耦合计... 针对方腔内正十八烷相变材料的凝固放热特性问题开展研究。首先测试液相密度、动力黏度等与温度的关系,完善热物理参数。随后设计出正十八烷的凝固放热性能综合试验,测得温度时空分布特征以及凝固边界演化规律。建立流-固-热三场耦合计算模型,分析液相自然对流的影响。结果表明,液相密度与温度呈线性减小关系,动力黏度与温度呈二次多项式减小关系,而热膨胀系数介于9.03×10^(-4)~9.55×10^(-4)℃^(-1)。在低温环境下,方腔内正十八烷的凝固边界呈现对称状向中心点蔓延,整个凝固放热过程可分为四个阶段,其中前两个阶段储能释放量占比达到97.1%,而液相自然对流传热仅对第一阶段有微弱的影响。此外,正十八烷的凝固放热效率与冷却温度呈四次多项式关系,其中15℃为最优冷却温度。 展开更多

关键词 相变材料 正十八烷 凝固边界 温度 自然对流

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