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针对重力式导种在高速作业时种子与管壁碰撞,导致相邻种子流叠压,破坏原排种器输出的有序种子流,造成播种质量恶化的问题,本研究设计了一种基于环隙引射原理的玉米高速气流导种装置,通过环形狭缝构建上吸下吹的流场结构,实现排种器出口种子的精准拾取与均匀输送.基于流体动力学理论,阐明了环隙引射结构在导种过程中的作用机制,建立了玉米种子运移动力学模型.通过环隙结构参数的离散元-计算流体动力学耦合方法(DEM-CFD)进行数值分析,确定最优参数组合为环隙进口宽度4 mm、环隙出口宽度1.2 mm、环隙长度20 mm,该组合下导种一致性变异系数为8.61％.台架试验表明:当作业速度不超过14 km/h时,该装置合格率≥95.9％,漏播率≤1.8％,株距变异系数≤14.7％,对作业速度变化表现出良好的适应性.田间试验表明:当作业速度为8～14 km/h时,装置合格率为95.2％～97.5％,漏播率为0.9％～2.4％,株距变异系数为14.5％～21.9％,各项性能均显著优于传统重力式导种装置,可满足玉米精量播种要求.研究结果为气吸式精量排种系统导种方案优化提供了理论依据与工程参考,对提升玉米精量播种质量、保障田间群体结构整齐度具有重要实践价值.
精量排种气流导种环隙Fluent仿真气固耦合EDEM
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文章针对引调水工程取水口倾斜供水管道,在粉土、粉细砂潜在液化地层施工时易发生地基失稳、管道拉裂及运行期震动液化病害,提出地层预判、试验验证、土体加固、沟槽回填一体化全过程施工控制技术.该技术突破传统仅依勘察参数设计,通过地质剖面与管线叠加划定液化风险区,采用原位注水饱和试验判定液化等级;对管道震动影响范围土体采用水泥土固化加固,沟槽采用流态固化土回填,构筑整体刚性围护体系.实践表明,该技术有效攻克倾斜管道液化地层施工难题,保障结构与运行安全,施工简便、经济可靠的优势,可为同类引调水工程提供借鉴.
引调水工程倾斜供水管道液化地层水泥土固化施工
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针对高流速、高含沙水利工程水工建筑物易出现冲磨破坏的工程痛点,开展新型防护材料性能研究.以BX-2 抗冲磨无机砂浆、环氧砂浆、BX-3 丙乳砂浆为试验材料,按照行业规范进行抗压强度测试与水下钢球法抗冲磨试验,对比分析 3 类材料的力学指标、抗冲磨能力及微观形貌.试验结果表明,BX-2 抗冲磨无机砂浆 28d抗压强度为 62.2MPa,抗冲磨强度 25.99h·m2/kg,整体性能最优;该材料基体密实、骨料级配合理,可有效抵抗泥沙切削与撞击作用,而环氧砂浆脆性突出,BX-3 丙乳砂浆密实度与抗磨性能欠佳.研究证实 BX-2 抗冲磨无机砂浆绿色环保、耐久性突出,可为高流速高含沙工况下水工结构的抗冲磨防护、病害修复提供可靠技术依据.
水工砂浆抗冲磨性能抗压强度BX-2抗冲磨无机砂浆环氧砂浆BX-3丙乳砂浆水利工程
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针对高水头泄洪洞水流能量集中、大落差工况下洞式泄洪消能难度大、水力条件复杂的工程难题,文章以某高水头调蓄水库泄洪洞为研究对象.从水力学条件、工程设计、施工条件及工程投资多个维度,对比分析旋流竖井消能与洞内台阶消能两种方案,优选出综合更优的旋流竖井消能方案.依托水工模型试验与数值模拟相结合的手段,系统研究不同运行工况下旋流竖井的水流流态、壁面压力分布及消能特性.结果表明,该方案可形成稳定强烈的旋转水流,高效耗散水体富余能量,有效降低洞内泄洪流速,出流条件平顺,运行安全性良好.研究成果可为同类高水头大落差洞式泄洪工程的建筑选型、水力结构优化及工程实践提供可靠技术参考.
高水头泄洪洞旋流竖井消能水力特性模型试验
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针对感潮河段钢板桩围堰渗流破坏隐蔽性强、传统孔压点式监测定位精度不足的问题,提出一种渗流破坏路径识别方法.融合分布式光纤温度感测、压电主动传感与孔压监测数据,构建以通道位置和宽度为参数的序贯贝叶斯反演模型,并通过甬江潮汐水位循环模型试验验证.渗流通道形成前约 2h 出现温度下降 0.6～0.9℃、压电衰减系数升至 1.8～2.2 的联合前兆;反演位置误差小于 5cm,宽度误差小于 0.5mm.该方法可在不扰动围堰结构的条件下实现渗流通道连续识别.将多源感测前兆与序贯贝叶斯更新相结合,为感潮河段围堰施工期渗流风险预警提供了可工程应用的技术路径.
钢板桩围堰感潮河段渗流路径识别分布式光纤
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针对传统混动履带底盘能量管理策略对外部负载变化适应性差的问题,提出一种基于负载分级的能量管理策略.建立由发动机-发电机组、动力电池、双驱动电机与履带行走系统组成的增程式混动履带底盘模型,以及综合加速阻力、坡度阻力与作业附加载荷的需求功率模型,并将工况划分为轻载、中载、重载 3 个等级.在基线 SOC 规则型策略基础上,引入负载等级前馈修正,形成基于"SOC 区间-负载等级"的分层查表式规则控制结构.在 3 类典型工况下,对基线SOC 规则型策略、功率跟随策略和负载分级修正策略进行仿真对比,并结合样机试验验证.结果表明:在综合复合工况下,与基线 SOC 规则型策略相比,负载分级修正策略可使等效油耗降低 3.4%、SOC 波动标准差降低 9.7%、电池峰值放电功率降低 7.7%;与功率跟随策略相比,所提策略在兼顾响应性的同时具有更好的供能平稳性.该策略在中重载阶段发动机介入更及时、SOC 变化更平缓,具有较好的工程应用前景.
混动履带底盘能量管理策略负载分级丘陵山地前馈修正
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微生物作为地球上最古老、最持久且最广布的生命形态,贯穿油气"沉积-成烃-成藏-开发"全周期.本文以"碳流-电子流-能量流-矿物流"四重耦合为主线,构建微生物跨时空驱动油气"生-储-运"的统一框架:在时间上覆盖沉积、成岩、成熟和改造四阶段,在空间上贯穿微/纳米孔隙、岩心/储层至盆地多级地质单元.系统归纳油气藏微生物多样性及协同演化,阐明微生物生长与发酵/呼吸/产酸/产生物气/矿化等代谢对储层结构、油气组成与渗流性的调控机理,并评述其开发实践与效果.综合分析表明,微生物提高采收率、地下生物甲烷化与 CO2 矿化封存等低碳路径潜力显著,还会产生生物聚合物/生物表面活性剂,来对油-水-岩界面产生影响.然而,面对深层/超深层非常规储层极端的高温、高压、高盐环境,以及未来低碳开发目标的更高要求,传统的"寻菌-驯化"范式在实现高效、定向、可预测的功能调控方面仍面临严峻挑战.这迫切需求科学研究向理论指导下的定向设计、合成微生物群落构建及智能适应性调控等前沿方向迈进.为此,本文提出研究与应用两端协同的策略:其一,从地球系统视角构建"光合碳输入-深部化能转化-还原性物质上输"的跨圈层能量-物质闭环,定量评估深层/超深层持续生烃、深部矿化固碳效率与非常规生物气藏成因;其二,以合成生物学与人工智能为核心,实现微生物"驱油-降黏-产生物气-矿化封存"等代谢功能的可编程调控与过程优化.在工程层面,本文前瞻性提出将废弃/深层油气井打造为"天然试验场+超大规模生物反应器",建设"地下原位生物炼厂",以场景化、闭环化方式贯通从机理认知到规模化应用的关键环节.本文旨在为油气地质、地质微生物学、能源工程与"双碳"实践提供方法论与系统框架,推动微生物作为"生态引擎"在能源低碳转型中的可持续、规模化应用.
微生物地质过程全油气系统四流耦合合成生物学人工智能低碳开发CO2矿化封存地下原位生物炼厂
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以输配电用 SMC 表箱高寒工况下防开裂结构为研究重点,根据低温脆化、收缩失配、局部应力集中与成型残余应力叠加等失效诱因,提出了材料—结构—过程协同调控思想.本文对开裂机理、关键结构设计、协同防裂技术与验证评价方法 4 个层次进行了分析,突出了低温环境试验、材料参数匹配与局部增强设计是其核心途径,建立了适合寒区户外表箱防裂的技术框架,为SMC表箱结构优化和工程应用奠定了技术基础.
输配电SMC表箱高寒工况防开裂结构
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为了探究环氧树脂混凝土用于预应力结构的可行性,本研究通过试验,研究了水泥、聚硫橡胶、邻苯二甲酸二丁酯、粉煤灰及丁腈橡胶等改性剂对力学性能的影响,并逐一进行了配合比优化,明确了这种聚合物混凝土(PC)最优配合比.结果表明,水泥对劈裂抗拉强度有一定削弱性,聚硫橡胶和丁腈橡胶的相容性差,邻苯二甲酸二丁酯使抗压强度下降了 36%,都不具备工程适用条件.而粉煤灰掺量为 0.1 时,PC 的劈裂抗拉强度显著提升,且拌合物工作性能良好,为最优改性方案.最终质量配合比确定为环氧树脂∶T31 固化剂∶中砂∶乙醇∶粉煤灰=1∶0.25∶4.2∶0.1∶0.1,这时 PC 的抗压与劈裂抗拉强度较普通混凝土分别提升了 66%和383%,且脆性得到显著抑制.研究结果可为预应力结构用环氧树脂混凝土的配比设计提供依据.
聚合物混凝土环氧树脂配合比优化力学性能
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为优化装配式钢结构桁架梁受力特性,文章设计不同类型装配式钢结构桁架梁,采用两点弯曲加载试验,深入分析不同类型装配式钢结构桁架梁的承载力及变形特性.结果表明,加载初期装配式钢结构桁架梁荷载-位移曲线呈线性;上弦杆应变为负值(受压),下弦杆应变为正值(受拉);下弦杆应变绝对值随荷载增长速率显著高于上弦杆.相同弦杆型号下,跨度从3 800 mm增至4 200 mm,极限荷载提高约11.7％;相同跨度下,弦杆截面由75 mm × 6 mm增大至80 mm × 8 mm,极限荷载提升约76％.综上,增大弦杆截面比增大跨度对承载力的提升效果更为显著,建议在实际工程中优先通过增大弦杆截面尺寸提升桁架梁承载力.
装配式钢结构桁架梁两点加载承载力应变特性
