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基于人工智能技术的钝体尾流时空预报
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作者 刘军乐 沈其庆 +1 位作者 谢锦添 胡钢 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第2期263-270,共8页
湍流在机械工程、流体力学、土木工程等领域中广泛存在。以往,湍流信息获取主要依赖数值模拟和风洞试验,但数值模拟花费时间长,风洞试验经济成本高昂。新时代技术发展背景下,人工智能技术因其高效、高精度和可信赖等特点受到工程领域广... 湍流在机械工程、流体力学、土木工程等领域中广泛存在。以往,湍流信息获取主要依赖数值模拟和风洞试验,但数值模拟花费时间长,风洞试验经济成本高昂。新时代技术发展背景下,人工智能技术因其高效、高精度和可信赖等特点受到工程领域广泛关注。本研究构建了Turbulent Flow-Vision-Transformer(TF-ViT)的人工智能算法,TF-ViT可以基于数据驱动的方式来实现时空序列的湍流预报。具体来说,TF-ViT主要包含两个部分:Transformer框架及UNet结构。在TF-ViT算法中,每一个部分都有独特的功能,其中Transformer框架为编码器,主要用于湍流时空特征处理,UNet网络是解码器,对编码器处理的时空湍流信息进行解耦,整体框架可以预测未来的时空湍流信息。用经典的矩形柱体绕流来验证开发的TF-ViT算法,开源计算求解器OpenFOAM用于矩形柱体绕流模拟,矩形柱体的尾流场数据用于TF-ViT模型的训练和验证。使用8帧连续瞬态湍流信息预报未来8帧的湍流信息,研究结果表明本研究开发的TF-ViT算法可以较为准确地预报未来短时间内尾流区的湍流时空发展。本研究展示了TF-ViT预报时空湍流的能力,为获得湍流尾流场提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 深度学习 湍流 时空预报 人工智能
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“双碳”背景下公路裸露边坡生态修复的几点思考 被引量:1
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作者 郝珖存 董志良 郭浩文 《交通节能与环保》 2024年第4期123-127,共5页
为掌握“双碳”背景下公路边坡生态修复的相关研究,文中基于CNKI、Web of Science等数据库及工程实践经验,从边坡恢复生态系统固碳潜力及其影响因素、植被对边坡工程稳定性的影响、边坡恢复生态系统稳定性的研究这几个方面,对边坡生态... 为掌握“双碳”背景下公路边坡生态修复的相关研究,文中基于CNKI、Web of Science等数据库及工程实践经验,从边坡恢复生态系统固碳潜力及其影响因素、植被对边坡工程稳定性的影响、边坡恢复生态系统稳定性的研究这几个方面,对边坡生态修复领域研究现状进行了分析讨论,指出目前还存在边坡植被固碳尚且没有统一结论、缺乏生态系统长期稳定性的评价方法及数据等问题,并对此提出相关建议。 展开更多
关键词 道路工程 公路边坡 生态恢复 固碳潜力 工程稳定性 生态系统稳定性
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水、气边界可控/测的大尺寸模型槽试验系统
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作者 路紫辰 陈锐 +3 位作者 王浩 陈子彬 郭浩文 黄俊文 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期37-42,共6页
准确评价垃圾填埋场土质覆盖层的水气调控性能对于污染治理尤为重要。现有模型试验设备的密封效果大多不理想,无法准确地控制气压,不能较好地模拟垃圾填埋场实际工况的水、气边界条件。为解决此类问题,设计了水、气边界可控/测的大尺寸... 准确评价垃圾填埋场土质覆盖层的水气调控性能对于污染治理尤为重要。现有模型试验设备的密封效果大多不理想,无法准确地控制气压,不能较好地模拟垃圾填埋场实际工况的水、气边界条件。为解决此类问题,设计了水、气边界可控/测的大尺寸模型槽试验系统。该系统可监测覆盖层不同深度孔隙水压力、孔隙气压力和体积含水量的变化,并收集覆盖层的表面径流量、侧向导排量及底部渗漏量。模型槽侧壁通过内外套板及卡套挤压O型圈进行密封,经检验,该密封装置可确保模型槽具备良好的闭气性和闭水性,有助于进一步研究土质覆盖层防渗闭气规律及机理。通过应用该试验系统,评估了强降雨条件下植草(狗牙根草)倾斜双层毛细阻滞覆盖层水气耦合运移的短期响应。初步试验结果表明,植草倾斜覆盖层在强降雨结束时渗漏量占降雨量的2.4%,降雨时坡顶处砂土层的吸力大于击穿吸力,毛细阻滞作用未失效,若忽略气压的影响会低估覆盖层的导排性能。 展开更多
关键词 模型槽 边界条件 密封 水气耦合 土质覆盖层
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土体渗透稳定性判定准则 被引量:19
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作者 常东升 张利民 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期253-259,共7页
土体的渗透稳定性是指在渗流条件下宽级配土体内粗颗粒阻止细颗粒流失的能力,土体的渗透稳定性受几何条件、水力条件和物理条件的影响。从几何条件出发,通过对收集的167种土的室内渗透侵蚀试验结果的分析,基于对土体渗透稳定性控制变量... 土体的渗透稳定性是指在渗流条件下宽级配土体内粗颗粒阻止细颗粒流失的能力,土体的渗透稳定性受几何条件、水力条件和物理条件的影响。从几何条件出发,通过对收集的167种土的室内渗透侵蚀试验结果的分析,基于对土体渗透稳定性控制变量地研究,将土分成良好级配土和间断级配土两大类;基于细粒(小于0.063 mm)含量的不同,将每类土又细分为3类,针对不同细类土提出了不同的渗透稳定性几何判定准则。从水力条件出发,研究了应力状态对土体渗透侵蚀起动及破坏水力梯度的影响。试验结果表明,起动水力梯度和破坏水力梯度都随着围压的增大而增大,是由于增大围压使得颗粒间的摩擦力增大的结果。 展开更多
关键词 土石坝 渗透稳定性 渗流 侵蚀 大坝安全
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干湿路径影响粉土小应变剪切模量的试验研究 被引量:5
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作者 徐洁 周超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期377-381,共5页
天然土尤其是地表浅层土常处于非饱和状态,其小应变剪切模量是预测地基变形及土工结构物动力反应的一个重要参数。通过对非饱和压实粉土三轴样进行弯曲元试验,研究了吸力和干湿路径对其小应变剪切模量的影响。试验结果表明,非饱和压实... 天然土尤其是地表浅层土常处于非饱和状态,其小应变剪切模量是预测地基变形及土工结构物动力反应的一个重要参数。通过对非饱和压实粉土三轴样进行弯曲元试验,研究了吸力和干湿路径对其小应变剪切模量的影响。试验结果表明,非饱和压实粉土样的小应变剪切模量各向异性忽略不计;小应变剪切模量G0(vh)、G0(hh)和G0(hv)均随吸力增大而非线性增大;同一吸力下不同干湿路径上的土样,饱和度不同,其小应变剪切模量随饱和度升高而减小,主要原因是土的平均骨架应力和土中毛细水的作用。根据试验结果对非饱和土小应变剪切模量的半经验公式进行了改进,同时考虑了吸力与饱和度的作用。 展开更多
关键词 非饱和土 小应变剪切模量 弯曲元 干湿路径 吸力 饱和度
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水平成层场地动力特性研究 被引量:2
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作者 范刚 张建经 +2 位作者 周立荣 王志佳 付晓 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1121-1130,共10页
为了探究地震波作用下水平成层场地的动力响应特征,设计并开展了水平成层场地的大型振动台模型试验,并基于希尔伯特一黄变换对水平成层场地在时域和频域的响应进行了研究.研究结果表明:地震波在水平成层场地内自下而上传播过程中被... 为了探究地震波作用下水平成层场地的动力响应特征,设计并开展了水平成层场地的大型振动台模型试验,并基于希尔伯特一黄变换对水平成层场地在时域和频域的响应进行了研究.研究结果表明:地震波在水平成层场地内自下而上传播过程中被放大,场地表层碎石土层对地震波的放大效应强于下覆软岩层和硬岩层,碎石土层加速度放大系数达到5.94;地震波从硬岩层传人软岩层时,高频成分(27~40Hz)被吸收,低频成分(0—22Hz)被放大,地震波从软岩层传入碎石土层时,7—27Hz频段进一步被放大,同时,碎石土层内的地震波表现出双卓越周期特性;反应谱峰值随着输入地震波幅值的增大而增大;软岩地层在反应谱周期r≤0.3s部分表现出衰减效应,在周期T〉0.3s部分,自下而上3个地层的反应谱表现出放大效应;碎石土层/软岩层分界面对地震波能量具有一定的聚集和放大作用;软岩层/硬岩层分界面对地震波的能量仅仅表现为聚集作用;在碎石土层内,地震波的能量被放大,Hilbert能量谱由单峰发展为三峰,峰值在时间轴上向坐标轴正方向发散,在频率轴上由低频向高频移动. 展开更多
关键词 水平成层场地 地震动响应 振动台
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松散土体中细颗粒运移的微观过程研究 被引量:8
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作者 殷延洲 崔一飞 +1 位作者 刘定竺 雷鸣宇 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期21-29,共9页
自然界的松散土是泥石流、滑坡等灾害发生的重要物质之一,其结构的松散性和长期降雨渗流作用为细颗粒发生运移、形成内部侵蚀提供了空间和动力条件,颗粒大量流失和孔隙通道堵塞造成土体结构变化和稳定性下降,从而演变为滑坡或坍塌。渗... 自然界的松散土是泥石流、滑坡等灾害发生的重要物质之一,其结构的松散性和长期降雨渗流作用为细颗粒发生运移、形成内部侵蚀提供了空间和动力条件,颗粒大量流失和孔隙通道堵塞造成土体结构变化和稳定性下降,从而演变为滑坡或坍塌。渗透、水槽和人工降雨等试验方法对认识土体内部细颗粒运移的宏观特征具有重要作用,但无法直接分析孔隙通道内细颗粒分布、位移等随时间的变化特征。作者结合上海同步辐射光源3维CT技术,为获得拟静态下1维柱体渗流过程中细颗粒侵蚀形态特征,以不同粗细颗粒粒径之比为变量设计微观渗流试验,通过耦合离散元与Darcy流体方程计算分析整体和局部区域内细颗粒数量和平均动能的变化特征。结果表明:离散元与Darcy流耦合是计算土体内部细颗粒运移的有效手段。CT扫描和数值计算结果均表明土样入流口和出流口存在优先侵蚀现象。计算至2.5 s时,已分别有37.05%和31.95%细颗粒被侵蚀,其他位置侵蚀程度相对较低。在渗流方向上土体内部细颗粒存在流失补给平衡和逐渐侵蚀的现象,细颗粒的平均动能沿渗流方向总体呈逐渐增高的趋势。长期性堵塞形成过程中,细颗粒的平均动能呈现随时间逐渐降低的趋势;临时性堵塞区域内细颗粒数量的增加相对于此区域内细颗粒平均动能的增高存在滞后效应。微观尺度上土体内部细颗粒运移特征主要受流体状态和孔隙特征影响,其研究对于理解松散土坡体破坏机制具有重要价值。 展开更多
关键词 松散土体 细颗粒迁移 CT扫描 成像分析 流固耦合
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