同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 高强钢端板连接节点弯矩-转角曲线数学模型

    强旭红;陈欢;姜旭;席永慧;陈武龙;

    为预测高强钢端板连接节点在常温、火灾下及火灾后的弯矩-转角曲线,以四参数指数模型为基础,基于组件法和等效T型连接,提出了初始刚度、屈服后刚度和抗弯极限承载力的计算方法,将计算结果代入四参数指数模型得到预测高强钢端板连接节点弯矩-转角曲线的方法;与足尺试验中Q690和Q960高强钢端板连接节点在常温、火灾下及火灾后的共10组试验结果进行对比。结果表明,抗弯极限承载力的计算结果与试验值较吻合,其中Q960的相对误差在5%以内,初始刚度的计算结果比欧洲钢结构设计规范(EN 1993—1-8)的结果更接近试验值,预测的Q960高强钢端板连接节点弯矩-转角曲线与试验结果吻合,而Q690预测结果偏于安全。

    2020年04期 v.48 471-480页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K]
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  • 柱面网壳地震位移需求计算的迭代等效推覆方法

    黄青隆;罗永峰;曲扬;朱钊辰;

    为提高采用推覆方法计算柱面网壳地震位移需求的效率和精度,提出一种改进的推覆方法。基于能量等效原理,建立不依赖中间参数或增量计算的等效单自由度体系。根据等能量原则,提出确定目标位移的迭代等效方法;采用完全二次项平方根方法(CQC)组合各主振型等效体系目标位移处的振型反应得到结构需求。算例结果表明,相比传统的推覆方法,基于迭代等效的推覆方法得到的柱面网壳最大节点位移、整体位移包络的误差较小。当结构反应由多振型共同主导时,该方法的计算精度稳定。

    2020年04期 v.48 481-489页 [查看摘要][在线阅读][下载 4025K]
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  • 大跨度平行双幅桥面颤振性能干扰效应

    谭彪;操金鑫;杨詠昕;檀小辉;葛耀君;

    以某大跨度平行双幅桥为背景,基于弹簧悬挂节段模型风洞试验和二维三自由度颤振分析理论,分析了叠合梁断面和箱梁断面两种常用桥梁断面形式的双幅桥的颤振性能及颤振驱动机理。研究表明,叠合梁断面双幅桥具有明显的攻角效应,0°攻角时双幅桥的颤振性能大幅降低,但大攻角下气动干扰效应对其颤振性能影响不大;而箱梁断面双幅桥的攻角效应并不明显,各攻角下其颤振临界风速比单幅桥均降低20%~25%。气动干扰效应不仅会降低颤振临界风速,还会使得桥面的颤振形态发生改变;两类断面的颤振驱动机理并不相同,气动干扰也致使上下游桥面的颤振驱动机理发生改变。

    2020年04期 v.48 490-497页 [查看摘要][在线阅读][下载 1803K]
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  • 再生混凝土材料及简支板阻尼性能

    肖建庄;徐昊;李坛;王春晖;薛松涛;

    采用悬挂、悬臂和简支试验法,研究了再生粗骨料取代率、添加高分子阻尼材料、边界条件以及损伤程度对再生混凝土材料及再生混凝土简支板阻尼性能的影响。研究表明,对于再生混凝土的材料阻尼性能,随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土的阻尼比呈现增大趋势,再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土阻尼比比普通混凝土高30%以上;添加橡胶颗粒能明显提高再生混凝土材料和板在弹性阶段内的阻尼;而添加聚丙烯纤维对弹性阶段的再生混凝土材料阻尼比没有明显影响。对于再生混凝土板,其阻尼比随损伤程度的增加先增大后减小。通过对加载过程中裂缝发展规律的研究,发现再生混凝土板的开裂行为与阻尼测试结果存在相关性,表明因裂缝而产生的界面摩擦阻尼是影响再生混凝土板阻尼的重要因素。

    2020年04期 v.48 498-505页 [查看摘要][在线阅读][下载 2031K]
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  • 会善寺大雄宝殿斗拱力学性能试验

    刘应扬;韩志旭;童丽萍;王文华;

    会善寺大雄宝殿建于元代,为传统抬梁式木结构建筑,其建筑形制、技术对我国传统建筑研究有着重要的意义。以大雄宝殿斗拱为研究对象,基于斗拱的构造特征,制作了6个1∶1的足尺模型试件,其中2个进行竖向单调荷载试验,4个进行水平低周反复荷载试验。根据试验现象和试验数据的分析,探讨了斗拱的传力机理,研究了各组试件的破坏模式、刚度、变形和耗能等力学性能。结果表明,会善寺大雄宝殿斗拱在竖向荷载作用下具有良好的承载能力,栌斗与头昂、泥道拱交互处易发生剪切或承压破坏;在水平低周反复荷载作用下,破坏模式表现为各部件间联系的松散,斗拱表现出良好的变形和耗能能力,刚度退化明显,但具有较好的延性。

    2020年04期 v.48 506-512页 [查看摘要][在线阅读][下载 8202K]
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  • 基于粒子群优化极限学习机的排水管结构状况评价

    郑茂辉;刘少非;柳娅楠;李浩楠;

    基于极限学习机(ELM)和粒子群优化(PSO)算法,建立一个新型排水管道结构性状况评价模型。采用PSO算法优化ELM中的输入权值矩阵和隐含层偏置,改善网络参数随机生成带来的分类精度偏低的问题。以上海市洋山保税港区排水管网为例,对分类器模型进行训练测试,并与ELM分类结果进行对比分析。结果表明,PSO-ELM算法以较少的隐含层神经元节点获得更高的分类精度,参数优化提高了模型拟合能力,对于城市排水管道结构性状况分类、判断具有可行性和有效性。

    2020年04期 v.48 513-516+551页 [查看摘要][在线阅读][下载 1189K]
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交通运输工程

  • 高速公路冰雪湿滑路面车辆换道越线时间生存分析

    柳本民;陈彦旭;管星宇;

    通过同济大学驾驶模拟器采集高速公路冰雪低摩阻路面换道驾驶行为数据,通过生存分析方法对换道越线时间(TLC)分布特征进行研究,定量分析潜在因素对越线时间的影响,并建立越线时间Cox比例风险模型。结果表明,路面摩阻系数每升高0.1或车速每提高1 km·h-1,车辆在该时刻完成越线的风险率分别提高为原来的1.14倍和1.02倍,处于跟驰状态下的车辆完成越线的风险概率提高为原来的1.29倍,越线时间相应缩短;而换道初始位置每远离目标车道1 m,风险率降低为原来的0.23倍,越线时间延长。此外,不同换道方向下的换道越线时间无显著性差异。

    2020年04期 v.48 517-525页 [查看摘要][在线阅读][下载 1926K]
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  • 西南山地多灾区域道路网络可靠性规律分析

    黄勇;魏猛;万丹;蔡浩田;

    为揭示西南山地城乡道路系统在多灾情景下的损毁机制,提升多灾地区路网可靠性服务能力,选取典型西南灾害多发区大渡河流域康定段作为研究靶区,采用复杂网络以及计算机仿真分析方法,建立区域道路网络模型以及多灾干扰模拟机制。以整体连通性和高效连通性为指标体系,在多灾情景模拟干扰下探索道路网络可靠性动态响应规律。研究表明:西南山地多灾区域城乡道路网络的可靠性受关键路段及地质灾害点地理位置的影响,不同等级的关键路段呈现聚类分布,据此提出相关应对策略。

    2020年04期 v.48 526-535页 [查看摘要][在线阅读][下载 2420K]
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  • 信息机制对出租车司机服务供给行为的影响

    叶倩;张华;陈小鸿;

    网约车平台的出现使得出租车司机可以提前获得乘客出行信息,在提高供-需匹配效率的同时也带来了司机挑客或隐性拒载等潜在问题。基于司机在不同程度预知乘客出行信息情况下的运营数据,通过描述性统计分析了运营模式转变期间司机服务供给的基本特征,基于非参数检验的结果对订单距离分组,利用空间统计和空间分析研究了司机对长距离订单的响应行为规律。结果证实了信息差异对于出租车订单的影响,并且发现充分获知信息的司机在响应长距离订单时具有出发时刻和载客位置的选择倾向性。因此,未来出行平台的机制设计和策略评估应当将信息管制纳入其中。

    2020年04期 v.48 536-544页 [查看摘要][在线阅读][下载 4859K]
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机械、车辆与能源工程

  • 基于卫星导航/惯性单元松耦合的低速智能电动汽车航向角估计

    熊璐;陆逸适;夏新;高乐天;余卓平;

    低速智能电动汽车近年来发展迅速,组合定位技术是其关键技术,航向角估计是组合定位技术中重要组成部分。基于低速智能电动汽车,提出了GNSS(global navigation satellite system)/IMU(inertial measurement unit)组合的航向角估计方法。介绍了GNSS/IMU松耦合条件下的航向角估计方法,提出基于IMU的航向角积分方法,推导了松耦合条件下误差动态与测量模型。针对GNSS信号质量时变问题,使用残差自适应卡尔曼滤波算法对航向角误差进行估计。针对GNSS信号质量设计了航向角误差反馈修正策略。通过在不同GNSS信号条件下进行的多组实车试验,验证了所提出的航向角估计算法的有效性。

    2020年04期 v.48 545-551页 [查看摘要][在线阅读][下载 3043K]
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  • 模拟海拔高度对柴油机燃烧影响的可视化试验

    王成官;楼狄明;谭丕强;房亮;

    在定容燃烧弹内模拟一款重型柴油机喷油时刻的缸内热力学状态,基于高速摄影开展了不同海拔高度下柴油燃烧的可视化试验研究。结果表明,海拔高度对着火延迟、着火距离、升举长度、卷吸空气比率以及火焰亮度等都有显著的影响,海拔从0 m升高到4 500 m时,着火延迟由0.67 ms延长至1.04 ms,着火距离由22.09 mm增大到37.03 mm;升举长度由23.1 mm增大到34.5 mm;卷吸空气比率由12.0%增大到14.0%;空间积分火焰亮度峰值减小,且空间积分火焰亮度峰值的变化幅度和卷吸空气比率的变化幅度都随海拔升高而减小;时间积分火焰亮度减小,碳烟生成总量减少。

    2020年04期 v.48 552-558页 [查看摘要][在线阅读][下载 2371K]
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  • 结构因素对动力电池用多孔平板热管性能的影响

    赵兰萍;郑振鹏;郭本涛;杨志刚;

    基于VOF(volume of fluid)两相流模型,采用计算流体力学(CFD)方法对某款锂离子电池用多孔平板热管的性能进行了仿真研究。分析表明:方孔结构比圆孔结构具有更大的蒸发/冷凝传质率和管内平均流速,6方孔平板热管的当量导热系数比原始6圆孔结构提升了30.5%;热管当量导热系数随内部孔数的增加而增加,但性能提升幅度渐渐变小;在蒸发段参数不变的前提下,热管的性能是由冷凝效果及冷凝段回流效率共同决定,热管冷凝段长度的增大并没有实质性改变热管的冷热端温差,此时所定义的当量导热系数并不能反应热管的实际性能。

    2020年04期 v.48 559-565页 [查看摘要][在线阅读][下载 2287K]
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  • D型体主被动结合流动控制研究

    杨志刚;韩业恺;李启良;单希壮;

    以简化准三维模型D型钝体为研究对象,通过数值仿真手段,利用零质量合成射流器理论进行了D型体主动流动控制和主被动结合的流体控制研究发现,在尾部分离点进行射流控制时,高频射流有助于钝体减阻,减阻效果可以达到1.78%。主被动结合的锯齿和射流加强了尾迹三维流动结构,破坏了准三维模型的展向流动结构,使得减阻效果较好。采用主被动结合控制的射流为低频和高频时减阻效果为20.86%和21.20%。

    2020年04期 v.48 566-574页 [查看摘要][在线阅读][下载 3744K]
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  • 电磁旋转涡流制动器制动力矩控制

    张济民;任乔;张鹏;

    研究了电磁旋转涡流制动器制动力矩控制方法。利用磁路分析法得到了制动力矩的计算公式,以及制动力矩与励磁电流及列车速度的数学关系,从而确定制动力矩控制系统的总体方案,阐述系统工作原理,说明系统各主要组成模块,建立其仿真模型,并根据系统总体方案完成模块集成。介绍了PID(比例-积分-微分)控制、模糊控制、模糊自适应PI控制3种制动力矩控制算法,说明控制器设计步骤。完成仿真计算,并对结果进行对比分析。结果表明,相对于开环控制,3种控制算法都能有效地控制制动力矩。此外,无论是系统瞬态性能指标,还是稳态性能指标,都是模糊自适应PI控制表现最佳,模糊控制次之,PID控制相对最差。

    2020年04期 v.48 575-582页 [查看摘要][在线阅读][下载 1679K]
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  • 多重动力吸振器对高速列车地板振动的控制

    尤泰文;周劲松;孙维光;宫岛;陈江雪;

    针对某高速动车组线路运行时出现的地板局部振动问题,通过线路试验发现地板在33 Hz附近存在局部振动放大现象,为解决该问题,基于多自由度结构振动原理,建立包含多重动力吸振器(MDVAs)的地板振动控制模型,分析了多重动力吸振器控制地板振动的最优调谐参数,并对动力吸振器控制效果进行了验证。结果表明,安装位置会对控制效果产生明显影响,吸振器安装应尽量选择振型最大处安装,吸振器参数的控制效果不会随参数变化而无限增加。采用地板动力吸振方案可有效降低目标频率处的振动,地板时域最大峰值下降约66%,舒适度指标降低0.3。

    2020年04期 v.48 583-590页 [查看摘要][在线阅读][下载 2038K]
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电子、计算机、控制与系统

  • 生成式对抗网络的应用综述

    叶晨;关玮;

    生成式对抗网络(GAN)是一种优秀的生成式模型,能够不依赖任何先验假设,学习到高维复杂的数据分布。这一强大的性能使得它成为近年来研究的热点,并在诸多应用领域取得了显著的研究成果。首先介绍了生成式对抗网络的基本原理,各种目标函数以及常用的模型结构。然后,详细分析了生成式对抗网络在条件限制下生成图片的各种演进方法。此外,介绍了生成式对抗网络在不同领域的应用,包括高分辨率图像生成、小目标检测、非图像数据生成、医学图像分割等方面的最新研究进展。最后,总结了生成式对抗网络训练过程中的优化技巧。旨在通俗地阐明GAN的基础理论以及发展历程,并从应用角度对未来工作进行了展望。

    2020年04期 v.48 591-601页 [查看摘要][在线阅读][下载 1201K]
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  • X射线聚焦望远镜镜片装配一体化建模和仿真

    郝朝洋;邱树涵;潘文婷;李芬;颜远;关晓飞;

    针对圆锥嵌套式Wolter-I型X射线聚焦望远镜镜片装配过程,基于Abaqus有限元软件建立了三维自适应一体化建模和仿真算法流程。利用Python语言结合Abaqus脚本接口进行二次开发,提出自适应建模仿真算法,并可精确获取不同工况下镜片的应力分布、面形偏差分布等结果。同时,在此基础上进行图形用户界面(GUI)二次开发,形成了可操作性更好的插件,大大提高了仿真效率和精度,节约了实验和人工成本。仿真结果给出了理想的镜片厚度及最佳装配载荷,并给出了更合理的面形偏差的评估方法,为光路分析以及指导实际装配过程提供了重要的理论依据。

    2020年04期 v.48 602-609页 [查看摘要][在线阅读][下载 2241K]
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经济与管理科学

  • 考虑排班的人力资源投入问题的建模与优化

    陆志强;许则鑫;任逸飞;

    结合实际生产或项目中的排班情况,提出考虑排班的人力资源投入问题。针对该问题建立了以最小化人力资源投入为目标的数学模型。根据资源投入量与排班约束的性质,将原问题数学模型简化,证明简化后问题的数学模型与原问题最优解一致,并通过CPLEX软件求解过程,说明简化后的数学模型在求解速度上表现出很大的优越性。对于大规模问题,由于排班约束会导致班次间资源占用,使用传统任务列表编码方式难以获得较优的解。为此,提出了一种新型编码方式的遗传算法。该算法采用对作业延迟时间进行编码的方式,对作业开始时间进行搜索。为了提升算法的局部搜索能力,对作业延迟时间和开始时间进行局部优化。最后,通过数值实验与CPLEX和文献的算法比较,表明该算法的有效性。

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  • 含信用等级迁移的公司债券基于双资产的结构化定价

    梁进;包俊利;

    研究含信用等级迁移风险的公司债券在双资产影响下的定价问题。基于Merton的公司债券结构化定价方法,建立含信用等级迁移风险的公司债券关于流动资产和固定资产的模型假设,分析债券的未来预期收益,给出在信用等级迁移边界处耦合的偏微分方程组,在信用等级迁移边界处添加一阶导数条件或线性组合条件,建立起债券的定价模型。求得了数值解和解析解,最后对模型进行了数值分析。

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  • 《同济大学学报(自然科学版)》征稿启事

    <正>《同济大学学报(自然科学版)》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊,主要刊登国内外土木建筑工程、交通运输工程、环境科学、材料科学、新能源技术等学科的高水平首发研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一,并被EI等40多个国内外权威检索系统收录。本刊目前采用网络投稿与审稿,不接收纸质稿件和E-mail投稿。网络投稿请直接登录《同济大学学报(自然科学版)》编辑部网站注册投稿(http://tjxb.cnjournals.cn),或登录同济大学官网→科学研究→学术期刊→同济大学学报(自然科学版)界面注册投稿,有关投稿要求及注意事项如下:

    2020年04期 v.48 629页 [查看摘要][在线阅读][下载 177K]
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