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  • 田钦, 陈勍苗, 郭新耀, 姚凯
    南昌大学学报(工科版). 2025, 47(01): 49-55. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.20250311.002
    桥梁健康监测是发现桥梁结构损伤的重要手段,而有限元模型修正是桥梁健康监测的重要研究内容。目前,基于有限元法的模型修正技术计算量大,实用性不强,并且工程结构受荷载变化、材料性能劣化的影响,会引起结构参数的不确定性。为提高计算效率和考虑结构参数的不确定性,提出了一种基于高斯过程模型的桥梁结构有限元模型修正方法。以简支梁结构为例,采用Sobol序列采样结构的弹性模量、质量密度,然后将所采样本映射到对应的物理空间,代入有限元模型,计算出模型的前三阶频率,进而建立了高斯代理模型。采用高斯代理模型分析简支梁结构前三阶固有频率,修正了结构的弹性模量和质量密度,并且弹性模量和质量密度的修正值与有限元模型计算值之间的误差很小。证实了高斯过程模型可以替代复杂的有限元模型,达到模型参数修正的目的。
  • 巫荣祥, 杨丹, 王静宜, 闫峰
    南昌大学学报(工科版). 2025, 47(02): 166-174. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2025.02.008
    饮用水水源地安全评价是我国“十四五”水安全保障建设的重要组成部分,对于维护区域经济社会的可持续发展具有重要意义。通过系统性地关联饮用水水源地的水量、水质和管理3个方面,在设立常规加权型指标的基础上,增加能对水源地安全产生重大影响的一票否决式指标来建立评价指标体系。在此基础上,进一步运用综合指数法构建评价模型,并将其应用于湖南省某市的3个水源地安全评价。结果显示:(1)A水源地总体较好,水质达标、管理规范,仅在水量方面有所欠缺,安全综合指数为83.43,是优质水源地;B水源地虽然水量充足、水质达标,但是最近5年内在管理方面出现重大问题,有潜在的安全风险,安全综合指数为0,不是优质水源地;C水源地在水量、水质和管理3个方面表现均较差,表明该水源地目前存在的较大的安全风险,安全综合指数为55.53,不是优质水源地。(2)构建的评价模型能够准确识别不同水源地存在的具体水量、水质和管理问题,从而全面科学地评价饮用水水源地的安全状况,有效服务于区域的水资源管理和水安全保护。
  • 刘利川, 郑玉芳, 陈昌萍
    南昌大学学报(工科版). 2025, 47(02): 203-210. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2025.02.009
    本文研究了磁电热弹性(METE)微梁的非线性后屈曲行为。根据修正偶应力理论(MCST)和Reddy三阶剪切变形理论(RTSDT)以及von Karman几何非线性,建立了METE微梁的非线性静力学模型,利用Hamilton原理导出了系统的非线性控制方程。通过解析方法推导了两端简支边界条件下METE微梁的非线性后屈曲响应的解析表达式。通过数值算例分析了材料长度尺度参数、长细比、温升、磁电势对METE微梁的临界屈曲载荷和非线性后屈曲响应的影响。结果显示,随着材料尺度参数的增大、长细比的减小、温升的减小、负电场强度和正磁场强度的增大,微梁的临界屈曲荷载和非线性后屈曲承载能力得到提高。
  • 陈华勇, 张煌, 杨程展智
    南昌大学学报(工科版). 2025, 47(01): 63-69. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.20250120.002
    为系统解决复杂河网地区洪患村镇的洪涝灾害问题,以乐安县招携镇为例,对洪患村镇形成的历史原因、受灾情况以及解决思路做定性分析,在此基础上,通过数值模拟对乐安县水系连通及农村水系综合整治工程前后水面线进行比较计算,定量分析出电站、桥梁、植被情况、导排渠等影响因素的阻水效果,以及采取针对性措施对解决该地区洪涝问题的贡献度。最终提出系统解决乐安洪患村镇的方案,归纳出解决洪患村镇洪涝问题的一般思路为:(1)系统分析,精准识别,科学评估;(2)统筹干支流,先主后次,有理有利有节;(3)源头引导与下游疏通相结合,症状与病因相结合,标本兼治。
  • 杨依然, 周荣佩
    南昌大学学报(工科版). 2025, 47(01): 99-108. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.20250120.003
    在混合指标模型的框架下,研究了随机脉冲布尔控制网络的状态反馈输出跟踪问题。基于矩阵半张量积方法,将随机脉冲布尔网络的动态模型转化为代数表示形式。由于网络中存在着随机脉冲行为,为避免产生芝诺现象,给出了网络前向完备性的概念,并进而得到了其充要条件。通过构建可达集序列,推导了随机脉冲布尔网络跟踪恒定参考信号可解性的充要条件,同时对基于状态反馈的输出跟踪控制器设计提出了一个新颖的算法。最后通过一个数值算例证明了所提算法的有效性。
  • 朱锦华, 张仕鹏, 谢小艳, 王榕
    南昌大学学报(工科版). 2025, 47(01): 14-24. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.20250321.001
    为弄清催化剂表面金属活性组分的存在形态与结构对催化端位烯烃与叔硅烷的硅氢加成反应性能的影响,使用氧化处理的水稻秸秆活性炭(RSOC)为载体,分别引入乙烯基三乙氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷作为配体化合物,进而分别获得水稻秸秆活性炭负载的铂乙烯基配位催化剂(Pt-VTES-RSOC)与铂氨基配位催化剂(Pt-ATES-RSOC)。基于2种催化剂的表征结果及其催化1-辛烯与三乙氧基硅烷的性能差异和Chalk-Harrod机理,分别构筑了Pt-VTES-RSOC与Pt-ATES-RSOC的结构模型及催化1-辛烯与三乙氧基硅烷的反应模型,使用理论计算在结构优化基础上对催化机理进行对比研究,深入了解活性组分存在形态与结构对催化性能的影响。
  • 姚池, 毛辰良, 马永力, 周创兵
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(03): 269-275. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.20240829.001
    针对生物炭在土壤改良中存在的粉尘排放问题,利用聚丙烯酰胺涂覆技术对生物炭表面改性,并开展粉尘排放试验对聚丙烯酰胺涂覆前后生物炭的粉尘排放效果进行研究。以南昌市新建区红壤为研究对象,通过盆栽试验进一步研究改性生物炭对土壤理化性质和植物生长的影响。结果表明:相比于直接施用生物炭,经聚丙烯酰胺涂覆处理后的改性生物炭可显著降低粉尘排放量。同时,生物炭和改性生物炭的施用均显著提高了土壤的pH值和有机碳、全氮、全磷、全钾的质量分数,并显著降低了土壤容重。此外,随着时间的推移,直接施用生物炭的土壤改良效果显著减弱,在30 d时各项指标降低了8.0%~22.9%,而改性生物炭对土壤理化性质的改良效果前后无显著性差异。
  • 张典, 陈泽林, 梁咏宁, 孙亚冬, 李燕玲, 季韬
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(03): 325-331. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.03.009
    为了高效利用造纸工业固废白泥,以硅酸钾和碳酸钾为复合激发剂,白泥和矿渣为复合前驱体,研究不同白泥掺量对碱矿渣/白泥砂浆(ALM)干燥收缩的影响,并通过X射线衍射分析、热重-微商热重分析和压汞法解释其机理。结果表明:随着白泥掺量的增大,ALM的水化硅酸钙凝胶(C-(A-)S-H)量减少,类水滑石量保持不变,文石、球霰石和方解石量增多,凝胶孔(3.12~10 nm)和中孔(10~50 nm)减少,大孔(>50 nm)增加,ALM吸水率增大,水分损失率增大,名义晶胶比增大,ALM的抗压强度和干燥收缩降低。白泥掺量为20.0%的ALM具有较好的28 d抗压强度和较低的干燥收缩。
  • 章萍, 郁李, 曾博, 李雨洁, 张吴, 毛玉婷, 邹友琴
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(03): 276-284+306. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.03.011
    为探究聚乙烯(PE)微塑料的不同形态对Fe3+吸附性能的影响,分析两者之间的相互作用。选用低密度聚乙烯(LDPE)和线型低密度聚乙烯(LLDPE)作为不同形态PE的代表,利用SEM、FTIR、吸附比表面测试法及Zeta电位表征其结构形貌,并通过静态吸附实验探讨不同形态PE对Fe3+的吸附效果影响。结果表明LDPE相较于LLDPE具有更优的颗粒分散性、比表面积和表面负电性,其对Fe3+的最大吸附量达到5.01 mg·L-1,PE对Fe3+的吸附量随着微塑料投加量的增加先增大后减小,升温有利于吸附反应的进行。LDPE和LLDPE对Fe3+的吸附均符合准一级动力学和朗缪尔模型,这表明吸附过程以单层物理吸附为主;颗粒内扩散模型表明吸附过程以表面吸附为主,且内扩散不是吸附速率控制的唯一步骤。此外,扩散力和静电力是LDPE和LLDPE吸附Fe3+的主要作用机制,并且不受其线型结构的影响。
  • 曾德纯, 刘莉
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(04): 524-530. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.20241108.002
    节流器是液体静压支承的核心元件,其压力-流量特性是决定液体静压支承油膜刚度的关键因素。为提高液体静压支承的性能,提出了一种采用圆台缝隙节流的具有自适应调节作用的节流器,该节流器利用出口压力调节节流缝隙的大小,当出口压力增大时,圆台节流缝隙高度随之增大,使圆台缝隙的节流液阻显著减小,从而在出口压力提高、节流压差减小的情况下,通过圆台节流缝隙的流量仍有明显增加。推导了该节流器的滑阀端面所受液压力公式,给出了节流器实例的有关结构参数,通过理论计算得到了压力-流量关系曲线。为探讨该节流器的性能特点,以矩形平面油腔单元作为计算模型,分别采用该节流器和德国Hyprostatik公司研发的一种预压预调型单面薄膜反馈节流器(PM流量控制器)进行节流,对两者在不同出口压力情况下进行了压力-流量关系和油膜刚度计算分析。结果表明:在油腔压力不大于70%供油压力的条件下,采用圆台缝隙节流器的液体静压支承的油膜刚度更大;与PM流量控制器相比,圆台缝隙节流器结构更紧凑。
  • 方霄鹏, 陈善权, 金捷, 林庆胜, 黄协成, 吴应雄
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(04): 420-428. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.04.001
    为探究福建省闽南沿海地区既有石砌体房屋的抗震性能,对一个1/2缩尺的典型两层双开间石砌体结构模型进行振动台试验,分析模型在地震作用下的破坏形态、结构动力特性以及动力响应的变化规律。结果表明:在双向输入地震动作用下,模型墙体的裂缝呈阶梯形发展;墙体转角处扭转现象明显;门窗洞口周边破坏较为严重,是结构薄弱处。随着输入地震峰值加速度(PGA)的增加,模型的自振频率减小且具有阻尼比增大的趋势。当PGA=25 Gal时,模型完好;PGA=50 Gal时,模型达到中等破坏程度;PGA=75 Gal时,模型破坏且突然,最大层间位移角为1/162,达到严重破坏程度。研究表明闽南沿海地区既有石砌体房屋抗震性能差。
  • 王钊, 闫淼
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(04): 496-504. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.04.012
    为探讨广州市海水入侵来源,通过分析研究广州地下水样品的离子特征和氢氧同位素特征、Cl-与Br-的相关关系和分布规律,并结合区域水文地质条件进行综合判断。结果显示ρ(Cl-)与ρ(Sr2+)具有强相关性,初步证明地下水咸化的原因是现代海水入侵。通过分析地下水样品与海水样品的ρ(Sr2+)/ρ(Cl-)与ρ(Sr2+)/ρ(Ca2+)比值,判断Sr2+还可来源于水岩间离子交换。通过聚类分析结果对不同点位的地下水进行分组,分组结果与离子特征分组结果相似,为地下水咸化原因的确定提供了更多证据。通过对比地下水和海水的氢氧同位素特征,发现δD和δ18O逐渐向海水过渡,指示了广州市地下水的补给来源和地下水的咸化趋势。δD和δ18O值与Cl-的质量浓度的正相关性,同样证明了广州市海水入侵区的地下水受到了海水的混染。
  • 欧阳静宣, 肖礼兵, 胡华平, 徐升亮, 邓博焰, 郭洪民
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(04): 486-495. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.04.008
    通过调查庐山的气候环境变化趋势及其对庐山摩崖石刻的侵蚀作用,发现近年来庐山气温逐渐升高,风速逐渐减小,相对湿度相对平稳,日照时间逐渐减小,雨水pH逐渐减小,但是降雨量和极端天气日数逐渐增加,水害和温湿度循环是主要的风化因素,而裂隙是石刻典型的病害特征。以《七佛偈》赋存岩体为载体,研究发现其为花岗岩成分;其抗压强度和化学风化指数随岩层深度变化而变化,其微观组织结构形态也证实了这些变化,试验得出《七佛偈》石刻赋存岩体的风化蚀变深度为22.9 mm。
  • 杜兴, 曲智旭, 李小兵
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(01): 89-97. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.01.015
    为解决机械系统传动方案的综合评价及优化难以高效评判的问题,采用模糊层次分析法和遗传算法相结合的评价方式,获取适合机械系统的最佳传动方案,并通过齿轮减速器传动方案设计作为验证实例。基于模糊层次分析理论综合评价法确定权重及量化评价指标,通过遗传算法选择传动方案并对其进行评价,最后进行决策并输出最佳传动方案。通过该方法构建了齿轮减速器传动方案智能设计系统模型,通过对知识的获取、推理机制和控制策略输出传动方案的总体设计并对其进行优化决策,以输出符合要求的最优齿轮减速器传动方案。利用MATLAB图形用户界面设计框实现了基于知识的齿轮减速器传动方案智能优化与决策系统的设计开发,通过搭建优选系统建立了各模块之间的逻辑关系,实现了信息输入和方案输出的功能。以齿轮减速器的设计为例,通过验证和分析,能有效地对方案进行评价和优选,证实该系统的可用性、合理性。
  • 徐松, 徐康义, 王叶飞, 黄金铭, 章灿林, 贾晓娟
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(01): 69-75. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.01.012
    为了建立合理的坑槽修补材料评价方法,选择性能优良且适合特定环境的修补材料。通过叶片阻力试验、水煮试验、滚动筛试验、马歇尔稳定度试验、车辙试验、低温弯曲蠕变试验和冻融劈裂试验来测试修补料的施工性能和路用性能,并对修补料的评价标准进行修订。基于试验结果,建议修补料的黏附等级、滚动筛残留率和水稳定性分别不小于4级、60%和75%。并且,热补料的动稳定度和最大弯曲应变应分别不小于800次·mm-1和2 300με,冷补料应不小于600次·mm-1和900με。在施工和易性方面,对于不可储存类的修补料建议现场拌制,并在制备后30 min内尽快完成修补施工作业,拌和扭矩需要小于40 N·m。此外,水泥-乳化沥青和环氧树脂冷补料的初始强度较高,高温稳定性好,可以实现快速修补的目的,建议初始稳定度不小于2 kN。
  • 王渠, 吴庆雄, 陈康明, 黄育凡, 黄锦涛
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(01): 45-52. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.01.005
    针对平板式锚具存在需在混凝土表面开槽、有效行程短、不可重复利用等问题,开展了平板式锚具优化设计与应用研究,提出了一种无须在结构基面设置扣槽,占用空间小、碳纤维增强材料(CFRP)板有效利用长度更长,轻质高强、可重复利用的预应力CFRP平板式锚具。有限元分析表明:在计算荷载作用下,锚具性能满足预应力CFRP加固需要,锚固支座、锚板和锚栓最大应力值分别为133、76、94 MPa,总体应力分布均匀,均小于其屈服强度,最大变形值为0.056、0.024、0.028 mm,保证锚具不先于结构破坏。随着锚栓直径与锚板厚度增大,锚具内部应力与变形均有所改善,其中锚栓直径变化对锚栓与锚板接触部分受力影响较大;锚板厚度对混凝土表面与锚栓接触部分受力影响较大,故建议锚栓直径为18 mm,锚板厚度为20 mm。实际工程应用表明该锚具使用效果良好。
  • 胡瑢华, 周浩, 曾成, 熊特, 徐亦璐
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(01): 105-110. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.01.016
    为解决多目标刺激范式的稳态视觉诱发电位脑电信号识别准确率低和信息传输率低的问题,提出了一种快速傅里叶变换同典型相关分析相结合的方法,通过快速傅里叶变换将信号训练成对应频率的训练模板,并作为参考信号与实时采集的信号进行典型相关分析来计算频率的识别准确率。6名受试者参与并完成了180组实验,在时间窗口长度为1.5 s的条件下,基于快速傅里叶变换-典型相关分析的稳态视觉诱发电位信号识别算法的平均识别准确率为93.98%,比典型相关分析算法提升了14.75%,信息传输率为62.30 bit·min-1,比典型相关分析算法提升了55.63%。实验结果表明,快速傅里叶变换-典型相关分析算法性能更优。
  • 秦锴, 闫中慧, 余孝胜, 文品
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(02): 156-161. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.20240506.002
    提出了一种基于全介质的宽带宽入射角线-圆极化转换器,其由x和y方向的两块介质材料垂直组合而成。通过对两块介质材料分别进行弯折设计,有效减小了圆极化器的横向和纵向高度,使得圆极化器的结构更加紧凑,同时相互垂直结构也可以提高入射角稳定性。为验证所提方法和结构的可行性,设计了一款工作频段为2.00~3.30 GHz的线极化到圆极化的转换器,其3 dB轴比相对带宽为52.0%,且在0°~55°入射角度范围内仍具有较宽的3 dB轴比带宽和极化纯度。
  • 贾东峰, 张立朔, 刘燕萍
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(02): 170-176. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.02.009
    随着数字孪生技术的快速发展,其在历史建筑活化利用领域有着巨大的潜力。如何根据历史建筑的特点,建立全生命周期数字孪生运维系统是近年的研究热点。通过对数字孪生技术的论述,介绍了面向用户、面向专家、面向管理的历史建筑数字孪生系统构建模式,同时详细列述了数字孪生系统的主体架构和模块功能,介绍了设备层、数据层、平台层、应用层、决策层的关系。并通过融合多源空间数据和在线逻辑数据,构建了显灵堂数字孪生系统,通过项目实例介绍了数字孪生系统的功能组成。
  • 刘亚成, 刘君
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(02): 262-268. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.02.011
    为了更加有效地评估高可靠长寿命产品的可靠性,针对传统双应力恒加寿命试验加速模型中只考虑各应力之间独立的问题,采用综合双应力之间相互影响的加速模型,探讨Gompertz分布型产品的可靠性评估问题,给出了产品的可靠性评估模型。基于定数截尾双应力恒加寿命试验下的数据,利用极大似然理论,计算了参数的极大似然估计,获得了与似然函数相关的Fisher信息矩阵和协方差矩阵,由此利用渐近似然理论构建了参数和可靠度的渐近置信区间。算例结果表明了所使用的方法具有可行性。
  • 吴武飞, 李文波, 柏迪, 喻军
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(02): 162-169. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.02.010
    针对现有的端到端自动驾驶模型复杂度高、参数多、计算量大且仅由卷积神经网络组成的网络模型无法处理时间特征等问题,提出了一种融合时空特征的端到端自动驾驶模型M-GRU。该模型由改进的MobileNetV2网络和门控循环单元(GRU)网络组成。其中改进的MobileNetV2网络是在MobileNetV2基础上添加注意力模块,其通过加权处理与驾驶决策密切相关的特征信息,进而提升网络对重要特征的关注。M-GRU模型中的2个网络模块分别提取图像的空间特征和时间特征,通过行为克隆的方式,实现对自动驾驶行为的预测。在模拟器中对M-GRU模型进行训练和测试,并与NVIDIA提出的PilotNet模型进行对比,结果显示M-GRU的损失函数值比PilotNet低,M-GRU模型控制的小车能在道路上完成直行、转弯、加减速任务,同时完成简单和困难模式下的驾驶任务,具有更好的性能。
  • 衷卫声, 吴自望, 张强
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(02): 255-261. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.02.008
    在实际应用中,当数据集缺少真实标签或正常点数据量不足时,可能导致一分类支持向量机处于无监督情况。此外,当训练集中包含异常数据时,一分类支持向量机生成的决策边界将偏斜至异常数据区域。上述问题降低了异常数据的检测率,并导致分类器的性能变差。为了解决上述问题,基于K近邻算法将数据集分为可疑正常点数据集与可疑离群点数据集。其中,可疑正常点数据集用于一分类支持向量机训练与建模,对于可疑离群点数据集则采用D-S证据理论来识别其中的正常数据。实验结果表明:基于D-S理论的无监督异常检测算法可以有效地分离正常点与异常点,该算法在整体数据集上Auc均值达到了0.83,且在可疑离群点数据集上Auc均值达到了0.883。
  • 方姗, 刘乔安
    南昌大学学报(工科版). 2025, 47(02): 137-148+174. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.20250312.001
    固态锂电池具有较高的能量密度和安全系数,有望成为下一代高能量密度电池系统。固态电解质作为固态电池中的关键部分,对电池的性能有着重要的影响。近年来,静电纺丝技术在一维纳米材料制备方面具有显著优势,与其他制备方法相结合,可获得具有不同组成成分和结构的复合材料,在显著提升固态电解质离子电导率的同时,可制备出高性能的有机-无机复合固态电解质。本文简要概述了静电纺丝技术及其相关参数,总结了静电纺丝技术在制备无机固态电解质和聚合物基固态电解质中的应用,对目前静电纺丝技术制备固态电解质的研究存在的不足和未来发展提出了建议与展望。
  • 谷丽慧, 李柏芝, 涂毓伟, 洪远, 赖波振, 岳一帆, 徐勋
    南昌大学学报(工科版). 2025, 47(02): 211-216. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2025.02.002
    传统的减摇水舱多使用水作为介质进行减振,而随着非牛顿流体力学的发展,具有独特流变特性的非牛顿流体在减摇水舱领域展现出应用潜力。本文基于计算流体力学,采用流体体积法对被动式U型水舱在非牛顿流体介质下的减摇性能进行数值模拟研究。结果显示:在配置阻尼板的结构下,非牛顿流体介质中剪切增稠流体和宾汉姆流体相较于传统水介质均性能更佳,其中宾汉姆流体的减振效果最好,其对水舱的对抗力矩最大,为66.9 N·m。本研究表明非牛顿流体在提高减摇系统效率方面具有可行性。
  • 赵一飞, 刘浪
    南昌大学学报(工科版). 2025, 47(01): 38-43+48. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.20250120.001
    为求解结构响应的概率密度函数,常对给定的随机样本点集求解广义概率密度演化方程(GDEE)。在工程应用中,由于GDEE一般没有解析解,采取不同的差分解法通常会带来数值误差。为探究不同差分方法的求解精度,分别对比了相同差分精度下的单边差分、Lax-Wendroff(L-W)双边差分以及Roe-Sweby、Van Leer2种符合总变差不增(TVD)格式差分的求解精度,通过数值算例和工程实例验证了求解结果的正确性以及在GDEE中的适用性。结果表明:在求解GDEE时,采用Van Leer的TVD格式对概率密度函数进行求解的方法准确性要高于Roe-Sweby的TVD格式,可有效降低差分格式所带来的求解误差。
  • 刘小文, 吴泽铭, 何海松, 王建
    南昌大学学报(工科版). 2025, 47(01): 56-62. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.20250311.001
    用细粒尾矿充填模袋,其脱水、固结时间较长,脱水固结规律直接影响其筑坝的沉降变形以及稳定性。采用ABAQUS软件模拟在不同充灌浓度和充灌高度条件下,模袋体在固结过程中位移、孔隙水压力分布以及模袋张力的变化规律,并将模拟结果与试验进行对比,结果较吻合。同时通过建立大尺寸模袋体模型研究在实际工程中大模袋固结排水速率受尺寸变化的影响。结果表明:模袋体的整体变形和孔隙水压力均随模袋高度的增加而逐渐增大;而模袋的整体变形和孔隙水压力随充灌浓度的增大逐渐减小;对于工程中的大尺寸模袋,沉降量与孔隙水压力消散时间均随模袋高度的增加而增大,不同模袋高度下最终沉降率均在24%左右。
  • 王翔, 欧阳汝梦, 徐骏伟, 钟旭升, 周杰祺
    南昌大学学报(工科版). 2025, 47(01): 1-13. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2025.01.003
    采用简单的共沉淀法通过不同焙烧温度制备了3组不同晶相结构和晶格无序度的Ln2Zr2O7(Ln=Pr,Nd,Sm)复合氧化物催化剂,用于探究其对甲烷氧化偶联反应的影响。结果表明:A2B2O7复合氧化物的化学组成相同、晶相结构和晶格无序程度不同时,晶相结构和晶格无序是影响其反应性能的重要因素,A2B2O7复合氧化物表面中等强度碱中心和强碱中心的量以及O2-/O2-比例的大小排序为萤石相>过渡相>烧绿石相。当晶相结构和晶格无序度相同、化学组成不同时,A位离子氧化物(稀土氧化物)碱性强弱是影响其反应性能的重要因素,A2B2O7复合氧化物表面中等强度碱中心和强碱中心的量以及O2-/O2-比例遵循Nd2Zr2O7>Sm2Zr2O7>Pr2Zr2O7的顺序。A2B2O7复合氧化物的C2选择性与氧物种O2-和碱中心密切相关。
  • 林财
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(03): 357-369. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.03.014
    为研究考虑T型加劲肋贡献的组合桥面板抗弯承载力,采用经试验验证的有限元模型开展关键参数分析,主要影响参数包括纤维混凝土层厚度、纤维混凝土强度、钢顶板厚度、钢板强度和钢筋直径。结果表明:正弯矩抗弯承载力随纤维混凝土板厚度、纤维混凝土强度、钢顶板厚度和钢板强度的增加而提高;负弯矩抗弯承载力随钢顶板厚度、钢筋直径和钢板强度的提高呈线性增长趋势,但不随纤维混凝土强度增加而提升。基于组合桥面板的受力特性与破坏模式对其正负弯矩区的抗弯承载力公式进行研究,提出考虑T肋贡献修正系数的组合桥面板正弯矩区抗弯承载力修正计算公式,并推导出考虑T肋参与受力的组合桥面板负弯矩区抗弯承载力计算公式,均具有较好的计算精度。
  • 王萱子, 唐义员, 王姣, 李火坤, 胡强, 熊威
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(03): 370-376+394. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.03.007
    为解决堤防险情的预测预报以及防汛对策的制定问题,基于2020年鄱阳湖区堤防险情数据,结合确定性系数法,定量分析堤防险情影响因素(警戒水位持续天数、堤内外水位差相对值、水位涨落幅度、防洪标准、迎水坡坡比、背水坡坡比)对堤防险情数量的影响规律。结果表明:各影响因素对堤防险情的作用具有非线性特征,不同区间的影响因素对堤防险情的作用存在明显差异,警戒水位持续时间6~10 d、堤内外水位差相对值>0.80、水位涨落幅度>0.63 m、防洪标准10年一遇、迎水坡坡比1:2.0、背水坡坡比1:2.0为各影响因素的显著敏感区间;警戒水位持续时间、堤内外水位差相对值、水位涨落幅度是鄱阳湖区堤防险情的主要控制因素,防洪标准、迎水坡坡比、背水坡坡比对堤防险情具有较低的敏感性。
  • 袁国豪, 吴肖龙, 李曦
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(03): 377-385. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.03.010
    近年来动力锂电池在新能源车上的应用越来越广泛,同时储能单元锂电池的热安全问题受到广泛关注。利用COMSOL Multiphysics软件对集总参数化的锂离子电池组液冷系统进行几何建模与热分析,研究并对比有液冷系统与被动散热系统对工作电池温度的影响,在此基础上进一步探究电池的放电倍率、冷却液温度和冷却液流速对液冷系统冷却效果的影响。结果表明:高放电倍率会导致电池组最大温度与最大温差上升;在考虑冷却成本的情况下,当环境温度为20℃时,20℃为冷却液的最适温度;冷却液流速对电池组散热性能的影响较小。在液冷系统的作用下,电池组温度能够得到有效控制,为优化液冷系统提供了有力的参考。
  • 黄乌燕, 海莹, 蔡雅宏, 林旭健
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(03): 332-337. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.03.006
    为研究阴离子型聚丙烯酰胺对磷酸钾镁水泥韧性的改善情况,以阴离子型聚丙烯酰胺改性磷酸钾镁水泥为研究对象,结合孔结构分析、扫描电子显微镜、X射线衍射等微观试验,研究不同掺量阴离子型聚丙烯酰胺对磷酸钾镁水泥的凝结时间、抗压强度、抗折强度、弯曲韧度因子、冲击能量等性能的影响。试验结果表明:掺入适量的阴离子型聚丙烯酰胺能改善改性磷酸钾镁水泥的韧性,当阴离子型聚丙烯酰胺掺量低于2.0%时,弯曲韧度因子随阴离子型聚丙烯酰胺掺量的增加而增大;掺入阴离子型聚丙烯酰胺后不会改变磷酸钾镁水泥的水化产物类型,但水化产物形貌和内部结构发生变化,阴离子型聚丙烯酰胺形成胶体穿插在结构内部,从而提高了磷酸钾镁水泥的韧性。综上,当阴离子型聚丙烯酰胺掺量为2.0%时,综合性能最优。
  • 莫世儒, 叶小梅, 王诚远, 王刚, 谢建华
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(03): 307-315+394. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.03.003
    采用超高效液相色谱-四级杆飞行时间-质谱(UHPLC-QTOF-MS)技术对薜荔果、茎、叶中化学成分进行分析,并对其缓解由香烟烟雾提取物诱导的肺部细胞衰老能力进行研究。以乙腈-0.1%甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱,流速为0.2μL·min-1;采用电喷雾电离原(ESI),正负离子扫描模式进行数据采集,通过Msdial进行数据库比对和参考已报道文献对薜荔果、茎和叶3种部位的水提物进行化学成分表征。建立香烟烟雾提取物诱导人支气管上皮细胞Beas-2b衰老模型,测定薜荔果、茎、叶3种水提物对细胞活性及细胞衰老的影响。结果成功鉴定出薜荔果、茎、叶水提物中的33种化学成分,发现薜荔3种水提物在适宜质量浓度范围内对Beas-2b细胞无明显毒性,50μg·mL-1的薜荔茎和叶水提物对细胞衰老有一定缓解作用。结果表明UHPLC-QTOF-MS法灵敏度高,分析快速,结果可靠,能够全面快速分析和鉴定薜荔不同部位水提物中的化学成分,薜荔具有潜在的抗细胞衰老能力。
  • 马健凇, 张晨, 叶赢荣, 杜军
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(03): 300-306. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.03.001
    为了解决目前难以大量处理二氧化硫排放的问题,将富含叔胺基团的甲基化聚乙烯亚胺(mPEI)负载到对二氧化硫有一定吸附性的氮掺杂多孔碳(GU-1)上,制备了多种比例的负载产物(nmPEI@GU-1),并考察nmPEI@GU-1对二氧化硫的吸附能力。研究结果表明:在25℃和101.3 kPa的条件下,nmPEI@GU-1对SO2的吸附量可以达到5.10~7.01 mmol·g-1,复合物相比单一组分,吸附二氧化硫的能力有较大提升。随着温度升高,样品对于二氧化硫的吸附性能逐渐降低,符合气体吸附规律,并通过多次重复实验证明了所制备的样品对SO2具有良好的可逆吸附能力。
  • 张仕鹏, 朱锦华, 谢小燕, 王榕
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(03): 285-291. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.03.002
    鉴于可溶性污染物对水质的污染,采用简单的一步水热合成工艺制备椰壳活性炭(ACSC)负载ZnO和TiO2的三元复合光催化材料(ZnO-TiO2/ACSC),用于在温和条件下光催化降解代表性的可溶有机污染物。对制备样品的形貌、结构等特性进行了相关表征,并探究了其在300 W氙灯照射下对水中罗丹明B和四环素的去除能力,以评估复合材料的光催化性能。结果表明:ZnO-TiO2/ACSC对污染物的协同吸附-光催化作用表现出比纯TiO2更高的光催化降解活性,光照120 min后,罗丹明B在ZnO-TiO2/ACSC上的最高降解率达到89.0%,类似地,光照120 min后,四环素的降解效率达到82.0%。
  • 余运俊, 张珍, 陶宏伟, 余潮浩, 赵鹏飞, 廖宸睿, 陈敏
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(03): 395-402. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.03.012
    为缓解建筑工地车辆未经过清洗离开工地带来的城市道路污染和卫生问题,采用计算机视觉领域的目标检测方法即YOLOv8技术设计了一种车辆清洁度检测算法。该算法首先根据工地实际视频数据构建目标检测标签与清洁度标签,然后利用构建好的工地车辆清洗数据集训练YOLOv8目标检测模型,接着调用该模型用于实时检测目标车辆与清洗装置出水情况,最后根据检测效果实时计算最终清洗状况。针对清洗装置有时喷水面积较小的情况,在网络架构中额外引入一个专门用于小尺寸目标的检测层,并采用Focus层技术对输入图像执行分块处理,验证指标包括精确率、召回率、平均精度均值、帧率和清洁度(平均交并比)。结果显示该算法对车辆清洗情况的判断准确率达97.6%,表明所提出的改进模型很好地解决了工地车辆清洁度识别问题。
  • 江会华, 祝栎严, 王爱春, 刘卫东, 时乐泉, 吴晓建
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(04): 513-523+530. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.20241218.001
    目前轮胎模型的辨识主要基于滑移率-纵向力或侧偏角-侧向力等已知数据的非线性拟合,这些数据需用专用台架或轮胎六分力仪测量获得,高昂成本限制了此类方法的应用,故提出基于车载传感器和整车动力学响应的纯纵滑轮胎模型离线辨识方法,以低成本获取准确轮胎模型。在Carsim中构建与待辨识轮胎所在车辆相匹配的虚拟车辆动力学模型(对轮胎模型无匹配要求),仿真计算虚拟车辆在配备不同轮胎模型参数时的整车动力学响应,为BP神经网络提供训练样本,形成“不同轮胎模型参数-整车动力学响应”映射关系;采集装配了待辨识轮胎的车辆在制动工况下的状态响应,通过已训练的BP神经网络模型离线辨识轮胎模型参数;在Simulink-Carsim联合仿真环境下,Gim和UniTire轮胎模型的辨识结果验证了所提方法可准确辨识。
  • 陈丽静, 张丽娇
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(04): 531-536. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.04.010
    为科学预测新能源汽车保有量,在探究灰色预测模型适应性的基础上,对传统灰色模型GM(1,1)进行初始值待定改进。采用相关性分析选取12个能够准确描述新能源汽车发展内在特征的关键指标对改进后的灰色模型进行BP神经网络残差修正,建立改进的灰色BP神经网络组合的新能源汽车保有量预测模型。结果表明:初始值待定的改进灰色理论和神经网络的有效结合,可获得较高的新能源汽车保有量训练值精度,还可以很好地结合前一年社会发展水平、道路水平和汽车驾驶人数量等因素,精确预测新能源汽车的数量。经模拟预测得到2023年全国新能源汽车的保有量为2 026.24万辆,绝对误差为14.76万辆,相对误差仅为0.72%。
  • 薛守宁, 董江峰, 朱忠平, 刘钊, 李昂, 徐一, 刘元聪
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(01): 76-82. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.01.006
    考虑深部煤炭开采等深部地下工程的高渗透压以及剧烈扰动的工况需求,对地下混凝土材料韧性和致密性等性能提出更高要求。因此基于最紧密堆积模型,完成了高致密橡胶混凝土配合比设计,并在此基础上控制橡胶颗粒掺量和粒径,研究了橡胶掺量和橡胶粒径对其养护7、14、28 d后力学性能的影响。研究结果表明:高致密橡胶混凝土各项基础力学性能皆优于普通橡胶混凝土,橡胶掺量的增加会导致高致密橡胶混凝土抗压强度和弹性模量下降,抗折强度为先增后减,劈裂抗拉强度呈现波动下降趋势,且高致密的混凝土结构能够有效改善橡胶掺入带来的抗压强度和弹性模量下降。综合试验结果,20%橡胶粉掺量下的高致密橡胶混凝土表现出最佳的力学性能。
  • 刘俊辉, 张龙涛, 胡淑军, 黄海, 邵铁峰
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(01): 53-60. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.01.013
    为了提高全装配式混凝土梁柱-钢支撑的受剪性能,提出一种腹板开洞型抗剪连接件。以腹板截面分配方式为参数,设计2个试件进行往复加载试验,研究其力学性能。采用ABAQUS软件进行有限元分析校正,并设计16个分别考虑混凝土强度、腹板宽度高度和2组腹板组合形式影响的有限元模型进行模拟分析,进而探究各参数对抗剪连接件受剪性能的影响。结果表明:两试件破坏形态基本一致,首先混凝土梁侧面产生斜向裂缝,并向梁正面发展,随后抗剪腹板处出现裂缝,最终在多次循环往复加载下,混凝土被压溃。两滞回曲线走势基本相同,主要包括弹性、弹塑性和破坏3个阶段。提高混凝土强度能有效提高连接件剪切承载能力;腹板截面面积一定时,截面尺寸为15 mm×32 mm的连接件极限承载能力最大;同时改变2组腹板尺寸,截面组合尺寸为18 mm×40 mm和6 mm×40 mm的组合形式抗剪性最好。
  • 陶忠, 叶彩凤, 皇甫双娥, 燕钊
    南昌大学学报(工科版). 2024, 46(01): 21-28. https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.2024.01.001
    为了研究冷弯壁薄卷边C形钢受弯构件的力学性能,以冷弯薄壁不锈钢梁为研究对象,重点研究加载条件、跨度对构件屈曲模式和受弯承载力的影响。结果发现:试件的加载条件和跨度对冷弯薄壁卷边C形钢受弯构件屈曲模式和极限承载力的影响显著,纯弯加载下的短梁极限承载力高达169.1 kN,破坏模式为畸变屈曲,其余试件破坏模式也为畸变屈曲;腹板V型加劲能够有效抑制腹板鼓曲的产生,提高试件的极限承载力。利用现有直接强度法修正公式的计算结果与试验结果进行对比,以验证公式的准确性。