科学技术与工程杂志社
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科学技术与工程杂志

《科学技术与工程》杂志在全国影响力巨大,创刊于2001年,公开发行的旬刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有:天然气工业、研究简报_建筑科学、研究简报_自动化技术、计算机技术、研究简报等。
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国技术经济学会
  • 国际刊号:1671-1815
  • 国内刊号:11-4688/T
  • 出版地方:北京
  • 邮发代号:2-734
  • 创刊时间:2001
  • 发行周期:旬刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:0.65
  • 综合影响因子:0.701
期刊级别: 北大期刊统计源期刊
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服务介绍

科学技术与工程 2014年第07期杂志 文档列表

科学技术与工程杂志论文

复杂消声器中穿孔管传递矩阵的研究

摘要:在数值解耦分析的基础上,对复杂穿孔管消声器中几种常见的穿孔管结构进行分析,推导出了各自的传递矩阵。与声学有限元分析结果进行比较,结果表明数值解耦分析结果与有限元分析结果在中低频率范围内具有较高的精度。数值解耦分析方法对复杂穿孔管消声器的研究具有一定的指导意义;并且相对于有限元分析节约了大量的时间。
1-4

气体钻水平井井筒两层流动机理研究

摘要:目前关于气体钻水平井的理论研究大都集中在最小注气量的选择上;而对气体钻水平井水平段井筒内的多相流动的机理缺乏深入的理论研究。在研究水平井段多相流动机理的基础上,应用气固两相流动力学理论,结合扩散理论,建立了适合气体钻水平井水平井段两层流动的理论模型,即上层悬浮层、下层为滑动床流动。根据现场某井数据进行了实例计算结果表明:气体钻水平井井筒携岩的最优速度应大于岩屑的沉降速度;岩屑稳定输送的条件为水平井井筒环空内为分层稳定流动;沿程阻力在低速主要来自于底层滑动床中岩屑颗粒与井壁之间的摩擦阻力,高速区来自于悬浮层内岩屑与井壁之间的摩擦阻力。最后结合计算结果,对比前人在水平气固流动中的实验结果,对气体钻水平井的最优注气量、井筒压降计算等给出了合理的建议。
5-9

盐岩层钻井中盐岩蠕变量的研究与应用

摘要:盐岩地层钻井过程中常因盐岩蠕变造成卡钻、井壁坍塌、井眼报废等复杂情况。为此,深入研究盐岩蠕变量的变化规律对解决此类问题有十分重要的意义。通过对盐岩地层蠕变缩径的力学分析,建立了确定盐岩蠕变量的简单解析模型;并对盐岩蠕变量随地层温度、上覆岩层压力、钻井液密度等的变化规律进行了详细的分析。分析结果表明:盐岩蠕变量随着地温梯度、地应力梯度、蠕变系数、裸露时间的增加而增加,而随着蠕变常数、应力指数、钻井液密度的增加而减小;各因素对盐岩蠕变量的影响程度随着井深的增加而加剧。还对中东某区块进行了实例计算,结果表明:基于该模型确定的合理钻井液密度与盐岩地层实际钻井钻井液密度值吻合较好,说明该模型准确可靠,值得生产现场确定盐岩地层合理钻井液密度借鉴。
10-13

叶片缺级对浓缩器性能影响的数值模拟研究

摘要:采用FLUENT软件对百叶窗煤粉浓缩器进行了气固两相流动的数值模拟研究,并与粒子动态分析仪(PDA)实验结果进行了对比,验证了两相流模型的合理性。对叶片缺级条件下的浓缩器流场进行了数值模拟研究,分析了叶片缺级对浓缩器性能的影响。结果表明,浓缩器缺少末级叶片和次末级叶片时,浓缩器性能降低较大。在浓缩器的实际应用中,要避免浓缩器在缺少末级叶片或同时缺少末级叶片和次末级叶片的条件下运行。
14-19

叶片几何参数对轴流叶轮气动性能的影响规律研究

摘要:轴流叶轮是轴流式风力灭火机的关键灭火部件,轴流叶轮叶片的安装角度和叶片数是影响轴流式灭火风机气动性能的重要因素,通过对比5种轴流式灭火风机的气动性能实验数据进行分析,研究了不同叶片数和叶片角度对轴流式灭火风机气动性能的影响,得出了其性能参数随叶片角度和叶片数改变的变化规律,试验结果表明:轴流叶轮叶片数为6、叶片角度为38°的5号轴流式灭火风机风量最接近设计风量,达到1400.3m^3/h,轴功率远小于便携式风力灭火机的功率要求,气动性能良好,基本满足灭火风机的气动性能要求。因此应用于轴流式风力灭火机的轴流叶轮叶片数宜取6片,叶片角度宜取38°。
20-24

考虑互耦的改进型Vivaldi天线阵列优化设计

摘要:设计了一种改进的Vivaldi天线,采用基于指数和椭圆的混合渐变线方法,实现了天线的小型化设计,同时具有超宽带的性能。将该天线沿x轴组成了一个8元直线排列的天线阵列,采用有源单元方向图方法来考虑天线单元间的互耦,得到的阵列方向图与全波模拟结果吻合很好。与微分进化一连续蚁群优化算法的混合算法相结合,通过调整单元的激励幅度,实现了方向图的综合。与切比雪夫综合方法相比,可以获得更低的副瓣电平,同时减小了全波模拟的计算次数,节省了优化时间。
25-28

基于遗传算法的分时长期演进(TD-LTE)多目标站址选址方法

摘要:为了有效地扩大基站无线覆盖范围,吸收更多的用户和话务量,降低建设成本,提高收益,实现科学的基站选址,提出了一种适应于分时长期演进(timedivisionlongtermevolution,TD—LTE)网络的高效的、智能的4G无线网络规划方法,通过综合考虑4G网络的同频干扰、正交频分复用(OFDM)、小区边缘速率、参考信号强度(RSRP)和基站站址密度等,建立一个以建设成本、覆盖率和容量为目标的多目标组合优化规划模型;并采用加入局部搜索的遗传算法进行智能求解。仿真结果表明该模型不但能够求出以最少的成本建设最大覆盖的网络方案,而且能够求出每个建设基站的天线类型、天线挂高和小区类型;同时加入局部搜索后的算法速度得到明显的提高。
29-33

基于模糊信息融合的自平衡机器人姿态角补偿方法

摘要:为了简便、精确地获得自平衡机器人运行中的状态信息,提出了模糊信息融合的方法对机器人的姿态角进行补偿。首先,根据传感器的工作原理,以及对实验数据的分析建立了陀螺仪漂移误差的数学模型,对其零点随机漂移误差进行了初步的标定。然后根据陀螺仪和倾角传感器各自的误差特性,以及导致这些误差的原因,设计了一个双输入单输出的模糊融合器,将设计的融合器应用到两轮自平衡机器人系统中。实验结果表明系统误差得到了很好的改善,从而表明所设计的模糊融合器是有效的。
34-39

基于FAST馈源舱索系统结构频率的实时滤波方法

摘要:针对500m口径球面射电望远镜(FAST)舱索系统具有柔性大、阻尼低及变结构的特点,提出了一种基于频率分析的实时低通数字滤波方法。首先,采用功率谱变换理论对测量数据进行分析在线获得舱索系统基频。其次根据在线获得的舱索系统基频设计了低通数字滤波器,对测量数据进行滤波处理。最后,通过在FAST5m模型实验,验证了结构基频计算的准确性和对测量数据滤波的有效性。
40-44

基于双向扩散机制融合伪随机数同步生成器的快速图像加密算法研究

摘要:针对当前混沌加密系统普遍了采用单向扩散机制进行加密,导致了较低的计算效率和加解密速度,在面对高解析度、大容量图像时,无法满足安全、实时性等缺陷,设计了一种双向扩散机制和伪随机数同步生成器,提出了基于双向扩散机制与伪随机数同步生成器的图像加密算法;并与传统的加密机制进行了对比分析。通过伪随机数同步生成器将256bit长的外部密钥同步生成加密算法的初始条件和控制参数,并进行迭代计算超混沌系统,得到一组超混沌序列;然后用位置集合置乱方法置乱该序列,得到一个位置集合,用该集合置乱图像;最后采用密钥流机制量化超混沌序列,通过双向扩散机制加密图像。借助MATLAB仿真实验来测试该算法,结果显示具有理想的加密质量,加密机制高度安全,密钥空间足够大;较传统的扩散机制而言具有很高的计算效率,加密速度快,可满足实时传输要求。
45-50

基于特定领域建模的代码生成器研究

摘要:针对从软件模型到程序代码自动生成的问题,研究了特定领域建模生成器,把深度优先算法和广度优先算法运用到系统生成中。提出了MetaEdit+环境下,基于广度优先算法和基于深度优先算法的代码生成器实现方法。实现了代码自动生成,同时提高了生成代码的可读性,最后结合电子万年历的实例进行验证。
51-54

基于滑动权值经验模式分解的医学图像增强研究

摘要:医学影像设备由于外在和内在因素的影响,所成图像对比度较低。运用小波、超小波增强算法,由于基函数需预先设定,无法自适应分析局部特性,导致增强后图像引入较大的噪声,图像细节出现畸变。二维经验模式分解(BEMD)可以数据自驱动分析局部数据;但由于插值算法或极值的影响,分解分量存在斑块或斑点的缺陷,影响后续处理。针对这种情况,提出了运用随局部数据自适应调整的滑动权值函数的滑动权值经验模式分解(SWEMD),解决了BEMD的缺陷。将SWEMD引入医学图像增强,并结合提出的非线性增强规则,能够更好地增强原始图像,增强图像的细节清晰无变形,对比度适中。实验证明该算法的增强效果优于目前的图像增强算法。
55-59

基于顶帽变换和最大类间方差法的图像分割方法研究

摘要:为了克服直接使用最大类间方差法(Otsu)的图像分割方法不能对具有亮度不均匀背景的图像进行准确分割的不足,提出了一种基于数学形态学中的顶帽变换和最大类间方差法(Otsu)的图像分割方法。首先从数学形态学出发,详细阐述了灰度形态学的基本运算(腐蚀、膨胀、开、闭运算),引申出可以消除图像不均匀背景的顶帽变换法。然后介绍Otsu图像分割算法的具体步骤。最后以MATLAB7.0为实验平台,将顶帽变换和Otsu两种算法结合起来对图像进行分割算法仿真实验。理论分析和仿真实验结果表明,提出的方法可以实现快速、准确地分割。
60-64

无线传感网中一种基于伪随机的高效MAC协议设计

摘要:空闲侦听是影响多跳无线传感器网络部署能效和寿命的关键因素。虽然当前的睡眠/唤醒调度协议能避免简单流量模式时的空闲侦听,但无法有效消除随机路由协议的复杂流量模式所导致的空闲侦听问题。文中提出一种基于伪随机的MAC协议(MAC—PR),减少了在节点上部署大量睡眠/唤醒调度信息所产生的额外开销。MAC—PR利用伪随机发生器的种子对调度信息进行编码,然后将该种子添加到传输中的数据报文,允许各个接收器/窃听器根据种子计算出它的睡眠/唤醒调度信息。另外,MAC—PR通过额外计算有效避免了昂贵的控制报文传输成本。通过模拟及在TelosB节点上的实际部署,证明了MAC.PR可以有效消除空闲侦听问题,使得基于随机路由协议的数据报文传输具有自稳定、低延时、低成本等特征。
65-71

基于匀光处理的自适应裂缝分割与提取算法

摘要:针对光照不均匀与水体模糊效应导致水下图像中建筑物裂缝提取难度增加的问题,提出一种基于匀光处理的自适应阈值分割算法。首先,通过对全局图像进行匀光处理。在保护纹理信息的同时消除亮度分布不均的问题。然后,使用Hessian矩阵去除部分非裂缝信息,根据处理前后图像直方图的变化自适应确定分割阈值。最后,使用张量投票对分割结果进行线性增强,以实现去除噪声、连接裂缝片段的效果。实验结果表明:该算法不仅能对水下光照不均匀图像中的弱裂缝进行有效分割提取,同时也适用于常见水上裂缝图像。
72-77

水土界面内外流体运动特征分析

摘要:基于FLUENT软件,模拟了多孔介质底床内部孔隙流和表面自由流共同作用下的流场结构。结果显示,主流区水流通过圆柱体顶部时会发生脱溜一靠溜过程;且该过程中水流的流态不对称;孔隙水流的流速与紊动强度远小于切向主流区;孔隙内紊动强度随孔隙所在深度的增大而逐渐降低,且降低幅度逐层减小。
78-82

一种厚薄通用的矩形壳元及其应用

摘要:用含转角自由度的膜元和Mindlin板元组合,构造了一种厚薄通用的优质矩形壳元。算例验证表明该单元能有效地避免剪切闭锁和位移协调性问题;并且计算方法清晰,列式简单,具有准较高的确度性,可应用于一般工程实际问题。通过自编程序,进一步将该单元应用于薄膜的应力计算,可有效预测剪切薄膜的起皱区和起皱角。
83-87

基于蒙特卡洛模拟技术的杭嘉湖平原稻田土壤镉安全阈值研究

摘要:安全的稻米产地环境是保障稻米镉含量不超标的基础,而正确确定稻米产地土壤镉安全阈值是进行产地安全管理的关键。为此,以杭嘉湖稻米主产区为例,通过土壤一稻米对应采样分别获得了研究区118个土壤一稻米样品,并基于监测数据采用线性回归与蒙特卡洛耦合模型法,回归方程法及吸收系数法构建了研究区稻米产地镉安全阈值。研究结果表明,土壤镉含量、土壤pH、土壤质地是影响稻米镉含量的主要因素。线性回归与蒙特卡洛耦合模型分析结果表明,在稻米镉达标期望概率为70%、80%、90%、100%时,土壤镉安全阈值分别为1.2mg/kg、1.0mg/kg、0.8mg/kg及不能确定。采用吸收系数法计算的安全闽值为1.2mg/kg,而直接采用监测数据的平均值代入回归方程得到的产地土壤安全阈值为1.5mg/kg。不同安全需求下的土壤镉安全阈值有差异显著,运用回9-5方程法得出的结论高于令稻米镉含量达标率为70%的土壤镉安全阈值,吸收系数法得出的结论与令稻米镉含量达标率为70%的土壤镉安全阈值相一致。且结果均高于土壤环境质量标准二级镉阈值。
88-93