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科学技术与工程 2016年第24期杂志 文档列表

科学技术与工程杂志论文

太湖湖-气界面动量和水热交换系数时间变化特征及其影响因素分析1-9

摘要：利用2014年太湖平台山站的涡度相关和小气候观测资料,优化得到（最小均方差原则）10 m中性条件下的动量交换系数（CD10N）、感热交换系数（CH10N）和水汽交换系数（CE10N）,分析了其季节变化特征及其与10 m高度风速（u10）,浪高和大气稳定度的关系,并与其他湖泊研究结果进行了对比分析。结果表明,太湖交换系数呈现冬春高、夏秋低的季节变化特征。在u10〈4 m/s时,交换系数随风速增加而迅速减小,在u10=56 m/s时达到最小值后趋于稳定。受水深和风浪区限制,相同风速条件海洋参数化方案会低估太湖交换系数,低风速条件下低估更为明显。交换系数与浪高的关系类似于风速,但受水深限制,风浪发展受到制约,交换系数随浪高增加而趋于稳定。随着大气不稳定度增加,感热和水汽交换系数逐渐增大,大气不稳定或中性条件下的动量交换系数明显大于大气稳定时的结果。7个湖泊研究结果对比分析表明,湖泊形态特征对交换系数的影响较小,除Great Slave Lake外,6个内陆湖泊交换系数CD10N、CH10N和CE10N的平均值分别为1.65×10-3、1.24×10-3、1.11×10-3。

利用数字光学方法观测分析一次尘卷风的结构特征10-14

摘要：利用一种新型光学方法对塔克拉玛干沙漠尘卷风进行观测。通过观测的2014年7月13日一次尘卷风不透明度分析尘卷风结构特征,分析得出以下主要结论：1尘卷风中心部位存在尘卷风眼,且结构上尘卷风具有一定的对称性;2尘卷风中心部位粒子粒径差异小,两侧粒子粒径差异大;3提出尘卷风三维结构模型。

喀斯特地貌高海拔自然保护区土壤放线菌多样性研究15-18

摘要：为了揭示贵州喀斯特地貌高海拔读取土壤放线菌多样性,通过在贵州喀斯特地貌高海拔自然保护区采集土壤,对放线菌进行分离、提纯和培养;并对已获得的放线菌菌株的16Sr DNA、18Sr DNA、ITS以及26S通过引物进型PCR扩增,扩增后行进DNA序列测定以及菌株鉴定。结果表明：该区域土壤中包含了1株为疑似新型放线菌、1株为链孢囊菌属,为较稀有菌属。4株为拟诺卡氏菌属,11株为链霉菌属、为常见菌属。此次研究初步揭示了贵州喀斯特地貌高海拔地区土壤中放线菌多样性。

红边光谱谐波分析的神经网络法叶绿素含量反演研究19-24

摘要：叶绿素含量测定对于了解作物生长状况具有重要意义。为实时、快速、准确获取叶绿素含量,研究了玉米叶片叶绿素含量的BP神经网络（BPNN）法高光谱反演模型;而BPNN输入因子的选择是建立反演模型的关键。已有研究证明作物红边光谱与叶绿素含量有较强的相关性,为避免红边参数提取的不确定性,提高建模精度与效率,运用红边光谱的频率域谐波分析（HA）技术获得谐波余项、振幅和相位等能量谱特征分量（ESCC）;并选择具有强相关性的10个ESCC进行主成分分析后,取前4位主分量作为BPNN的输入因子,进而进一步强化其相关性来构建叶绿素含量反演模型。同时,分别用遗传算法（GA）和小波基（wavelet-based）函数优化BPNN结构,建立GA-BPNN、WNN反演模型。实验通过比较BPNN、GA-BPNN、WNN模型和常规的多元线性回归（MLR）模型的玉米叶片叶绿素含量反演结果,得出非线性的BPNN模型要明显优于线性的MLR模型;而在神经网络模型中,GA-BPNN优化模型的反演精度最高。

不同应力水平下煤的渗透率演化规律研究25-29

摘要：在煤钻进时,井周裂隙发育,钻井液易侵入井周附近地层,影响井周应力分布。准确确定不同应力水平和损伤程度下的煤渗透率是定量计算煤井壁损伤区应力变化,进而分析煤层井壁稳定性的关键。针对长畛矿3#煤,利用MTS816电液伺服岩石试验系统进行不同渗透水压和围压条件下的全应力-应变过程渗流特性试验研究,测定了煤渗透率随应力水平和损伤程度的变化规律。根据分析结果,将渗透率随加载应力增加的变化分为两个阶段：稳定下降阶段与急速上升阶段,建立了煤的渗透系数演化方程;并印证了推导的理论曲线能很好地对应实验结果。

混浊变质柴油磁致澄清现象紫外-可见分光光度法研究30-34

摘要：用紫外-可见分光光度法,研究了混浊变质柴油经磁场强度20~100 m T、搅拌转速400~1 000 r/min、时间15~60 min和温度30~60℃的条件下磁化处理后,在190~800 nm的波长范围内的光谱变化规律。结果表明：在波长200~400 nm范围内,变质柴油中的芳环和杂环化合物的特征吸光值有随着磁化强度的增大、磁化转速的提高和磁化时间的延长而下降的趋势。温度升高到60℃的磁化处理条件不利于变质柴油的吸光值继续下降。照片显示,经60 m T、800 r/min、50℃、45 min优化条件下磁化处理的混浊柴油明显变澄清。该磁致澄清的变质柴油在室温下静置6 d后重新变成混浊状态。混浊变质柴油磁致澄清后能否继续当作发动机燃料用,磁处理对变质柴油的回炼、处理是否有积极作用还需进一步研究工作。

页岩气储层孔隙系统的多尺度联合表征及评价——以焦石坝龙马溪组为例35-41

摘要：页岩气储层孔隙系统的研究是页岩气表征与评价的核心工作之一。鉴于页岩矿物成分复杂、孔隙组分多样,多种测试手段的联合分析已成为页岩孔隙系统研究中的一个发展趋势。综合氩离子抛光-扫描电镜、低温液氮吸附、CO2吸附、特高压压汞等对川东南志留系龙马溪组页岩的微观孔隙结构、孔径分布及连通性等进行了配套实验研究。研究结果表明：1页岩储层孔隙以100 nm以下的中孔和微孔占主导,其中孔径为10 nm左右的孔隙所占体积最大;2有机质发育及含量决定了页岩气储层孔隙发育情况及孔径大小分布,表现为随着TOC含量的增大,孔径大的孔隙部分逐渐增多,有效孔隙度逐渐增大;3多种实验手段联合测试才能获得页岩的多尺度孔隙全貌特征,而液氮-高压汞联合测试能反映其孔隙系统的基本特征。总体上,优质页岩气储层具有更大的微孔孔容、比表面积、孔径大小及有效孔隙体积,研究成果和结论对页岩气储层孔隙系统的综合表征和评价具有重要借鉴意义。

致密性储层物性特征及启动压力梯度规律研究——以新疆吉木萨尔盆地芦草沟组为例42-47

摘要：新疆吉木萨尔盆地芦草沟组是近年开发的致密储层,储层的基础物性特征及启动压力梯度资料十分匮乏,需要进行深入研究。通过铸体薄片技术、常规压汞法、氦孔隙计法、压差-流量法等技术手段对该致密储层岩样的孔隙特性、粒度、渗透率、润湿性等物性及启动压力梯度进行了研究。结果表明：该致密储层岩石主要由颗粒半径小于0.06 mm的砂岩、粉晶云岩等组成;孔隙类型以晶间孔、粒内溶孔为主,同时含有少量的剩余粒间孔和收缩缝。储层储集空间主要是纳米级的孔喉,79%的孔隙度小于10%,82%气测渗透率小于0.1×10-3μm2,属于低孔、超低渗致密储层。润湿性以中性湿为主;压力梯度测试表明该致密储层具有较高的启动压力梯度,且与渗透率呈良好的幂率关系。通过上述研究,对该致密储层的物性特征和启动压力梯度有了清楚的认识,为油田制定开发方案,确定合理的生产压差提供了理论支持。

一种评价页岩储层压裂液吸收的新方法48-53

摘要：压裂液在毛细管力作用下自发吸入地层是导致页岩储层体积压裂返排率普遍低于30%的主要原因之一,有效评价页岩储层对压裂液的吸收是体积压裂优化设计、返排制度建立以及水锁伤害程度评估的基础,目前国内外尚未发现有效的评价方法。针对渝东北下寒武统鲁家坪组典型页岩和三种不同的致密储层岩石开展自发渗吸对比实验,并对比研究了3种常用的渗吸表征方法,提出了评价页岩储层压裂液吸收的方法和参数。通过实验研究发现,无因次法和Olafuyi法可用于评价页岩储层压裂液吸收能力,在表征吸收速率和规律方面尚有不足;Makhanov法可用于表征压裂液吸收速率和规律,在评价储层吸收能力方面尚有不足。新方法采用自吸能力、初期自吸速率和后期自吸速率三参数对压裂液的吸收进行定量表征,很好地反映出压裂液吸收规律。压裂液吸收可分为三个阶段：初期渗吸段、过渡段和后期渗吸段,其中初期渗吸段是压裂液吸收的主要阶段;压裂液吸收的驱动力主要为毛细管力和黏土吸附力;黏土含量越高,压裂液自吸能力越强,伊蒙混层和蒙脱石的存在可以大大提高页岩自吸能力。新方法能够评价页岩压裂液吸收的快慢、总量和规律,可以用于不同地层之间的对比评价,且直观可靠,有利于在页岩气或致密气现场推广应用。

二维平板内驻波声流对传热的影响54-59

摘要：利用时空守恒元解元（CE/SE）算法求解二维无量纲非稳态可压缩Navier-Stokes方程,将CE/SE算法应用于二维平板内驻波声流的计算,对求解出的流场与理论近似解作对比分析,在此基础上通过对比自然对流换热来研究驻波声流对二维平板内对流换热的影响。分析结果,CE/SE算法能很好的计算出声流流场,计算得到的声流流场与理论近似解相吻合,同时得到了声流流场下的温度场。结果表明了驻波声流能明显的加快对流换热,有效的降低流场中的热量。

碳烟颗粒在尾气排放与机油吸附中分布关系的试验研究60-65

摘要：鉴于机油吸附与尾气排放中碳烟颗粒的动态分布关系尚未得到充分的分析研究,同时为了深入认识机油退化机理,实现在线状态监测;对碳烟颗粒缸内分布和机油吸附特性进行了仿真和试验研究。仿真结果表明,扭矩对碳烟生成量影响显著。结合仿真结果在单缸柴油机台架上对碳烟在机油吸附和尾气排放中的分布情况进行了试验研究。试验结果表明,低扭矩工况下机油吸附碳烟颗粒的速率较为明显;在高扭矩工况下,碳烟主要从尾气中排放,机油吸附碳烟颗粒的速率较低。经计算得出两者间的分布关系,为发动机的使用提供实际指导。

基于快速沃尔什-哈达码变换的WCDMA卫星信号检测算法66-70

摘要：WCDMA（wideband code division multiple access）是LEO（low earth orbit）卫星中的一种多址机制,WCDMA卫星信号的同步检测是该信号正确解析的基础。在已知扰码的情况下,使用导频信道进行相关检测能够提高无线帧同步的准确性。在已有的相关检测的基础上,根据FFT（fast fourier transform）快速相关的思路,给出了一种基于FWHT（fast walsh-hadamard transform）的WCDMA卫星信号快速检测的算法。该方法减小了相关检测的计算量,从而降低了算法复杂度。仿真结果显示,该算法很好的提高了相关检测算法的效率。算法具有高效性和可行性,能够满足WCDMA卫星信号快速检测的需求。

基于实时手势识别与跟踪的人机交互实现71-78

摘要：为了实现对手势目标的自动识别和连续跟踪,提出了一种手势识别与跟踪算法。首先,通过离线训练手势目标检测器来实现手势目标的自动识别。接着,通过改进的Shi-Tomisi算法,在目标区域提取可靠稳定的特征点。然后,通过KLT跟踪器对特征点进行跟踪。当特征点跟踪成功时,通过求解仿射变换矩阵确定手势目标的新位置;当目标出现遮挡和大尺度旋转时,特征点丢失,此时在KLT跟踪器中加入卡尔曼滤波器来预测手势目标的位置,实现对手势目标的连续跟踪。同时对手势目标可能存在的区域进行估计,缩小检测器的检测范围,提高检测速度。最后,将算法应用于人机交互系统中,实现了机器人的远程控制。实验结果显示,算法在简单背景下的跟踪正确率为99.54%,复杂背景下的跟踪正确率为98.24%。实验结果表明,算法能够快速准确地对手势目标进行检测和跟踪,满足了实时性、连续性以及抗干扰能力强等要求,对于旋转及遮挡均具有较强的鲁棒性,为实现基于手势控制的人机交互提供了一种有效方法。

基于扰动度平移模式刚性挡墙被动土压力研究79-86

摘要：为了揭示刚性挡墙平动挤压土体模式（T模式）下挡墙非极限被动土压力的分布规律,基于扰动度理论,结合莫尔-库伦理论,以挡墙平动位移为扰动参量,提出墙后填土扰动函数。建立了填土面倾斜,挡墙平移变位模式下,刚性挡墙非极限被动土压力的计算方法;并和模型试验进行对比分析。算例分析表明：平移模式下,随着挡墙平动位移的增大,墙后填土扰动度随之增大,填土内摩擦角以及外摩擦角随之增大,挡墙侧土压力也随之增大,侧土压力合力作用点位于挡墙高度2/3附近区域。理论公式所计算的土压力和模型试验结果基本吻合,可作为库伦理论公式的有效补充。

粉煤灰基地聚合物拉伸性能研究87-92

摘要：以粉煤灰为主要原材料,矿粉为添加剂,水玻璃和氢氧化钠为激发剂,制备地聚合物。通过正交试验测试了水胶比（W）、碱激发剂掺量（S）、矿粉取代率（B）和水玻璃模数（M）在不同水平下的地聚合物试样3 d、7 d与28 d的拉伸强度。通过极差分析和因素指标分析,得出各因素对拉伸强度的影响规律。当水胶比为0.3,碱激发剂掺量为0.08,矿粉取代率为0.3,水玻璃模数为1.8,试样的各龄期拉伸强度较优,可得到3 d、7 d和28 d拉伸强度为1.65 MPa、2.25 MPa和3.68 MPa的地聚合物胶凝材料。通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对拉伸性能进行了机理分析。分析结果表明,拉伸强度与无定型凝胶体的含量和产物微观形貌相关。

基于分形维数的交通流效率判别技术研究93-98

摘要：复杂性和效率均是反映空管系统运行效能的关键特性,掌握两者之间的量变关系,有助于进一步揭示空中交通流的基本属性,提升空中交通的运行效率。基于分形理论,利用离散傅里叶变换计算了航路点系统交通流量时间序列的分形维数,判别交通流的复杂性。然后,选取延误和流容比作为表征交通流运行效率的特征指标。最后通过仿真实验分析了交通流复杂性和效率之间的量变关系。分析结果表明分形维数和延误、流容比均为正相关,变化速率与加权间隔期望呈负相关：分形维数和延误满足分段对数变化关系,和流容比间局部线性关系显著。根据航路点交通流复杂性和运行效率之间的变化关系,采取相应的流量管理策略,通过有效控制复杂性,提升航路运行效率。

科学技术与工程杂志研究简报

侵彻战斗部缓冲结构的应力衰减研究99-102

摘要：以战斗部用典型缓冲材料为对象,设计了三类不同的缓冲结构;并采用大型落锤装置对其进行了撞击加载试验,获取了经不同缓冲结构衰减后的应力波形;并从理论上探讨了不同缓冲结构的缓冲特性,提出了战斗部缓冲结构的优化设计方法。结果表明：在缓冲结构厚度一定的前提下,阻抗顺序组合的双层缓冲结构应力波衰减效果最好。

诸广308铀矿床矿物学特征及铀的赋存状态研究103-109

摘要：308铀矿床产于诸广花岗岩体中,铀矿物以沥青铀矿为主,其次为铀石。脉石矿物有微晶石英、绿泥石、水云母、萤石等;金属矿物有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、赤铁矿以及副矿物锆石、金红石、磷灰石等。沥青铀矿在矿石中呈斑点状、粒状、环状、脉状,矿石结构以粒状结构为主,矿石构造多为浸染状构造。铀主要以独立铀矿物形式存在,生长于矿物裂隙及边缘。