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科学技术与工程 2016年第27期杂志 文档列表

科学技术与工程杂志论文

全冠义齿碰撞检测算法研究与应用1-5

摘要：全冠义齿数字化设计中,针对变形牙冠与非变形牙冠碰撞检测问题,提出一种基于动态混合包围盒的碰撞检测算法。首先,在预处理阶段为非变形牙冠建立,包含AABB和OBB包围盒的混合包围盒。设计过程中查询变形模型处于非变形模型AABB包围盒内的数据,为其建立局部动态AABB包围盒,将它与非变形模型的OBB包围盒进行碰撞检测,返回干涉图元的交线。之后,查询干涉区域并计算刺穿深度,将结果以色阶图的形式返回。碰撞检测效率高,可达到实时响应,色阶图结果清晰直观,为牙冠设计提供明确的操作依据。

一种基于构型界面的三角洲前缘储层精细表征方法：以绥中油田古近系东营组下段为例6-13

摘要：三角洲前缘砂体是由河口坝不断迁移、前积形成的,内部发育薄层泥质夹层,三维表征难度较大;另一方面,数值模拟往往需要粗化模型,为表征前积层会影响粗化效率。因此,本文提出了基于构型界面的三角洲前缘储层表征方法,即在精细构型研究基础上,以3-4级构型界面作为构造层面,以单井构型特征作为条件数据,以构型单元边界约束平面规模,以构型单元顶底界面约束纵向规模,建立更符合地质模式、条件化的精细三维地质模型。本文以绥中油田古近系东营组下段三角洲前缘储层为例,利用该方法对典型区进行精细三维表征,结果表明,采用本方法建立的地质模型能够完全忠实于条件数据,再现了三角洲前缘储层三维构型特征,有效地解决了精细表征前积层与粗化模型的矛盾。

泥页岩核磁共振T2谱换算孔隙半径方法14-19

摘要：核磁共振T2谱和压汞法毛管力曲线都是储层孔隙发育特征的数据表现。理论上,核磁共振T2谱能够依据压汞毛管力曲线准确地转换为储层孔径分布图;但对于泥页岩储层来说,二者所反映的孔隙信息有所不同。通过比对二者形态的异同,发现二者在表征微裂缝时有差别,提出一种考虑泥页岩裂缝的方法用以确定T2弛豫时间和孔隙半径r之间的转换关系。应用此种方法对典型样品实验结果进行分析,结果表明,对泥页岩核磁共振T2谱进行孔隙半径转换精度有很大提高。

钻井工程中沥青与钻井液动态置换规律实验研究20-25

摘要：钻井工程中钻遇活跃沥青层时,涌漏并发等恶性事故严重影响钻井作业的正常进行。针对中东Y油田沥青层钻井面临的严重钻井液漏失与沥青侵入问题,首先分析了沥青层特征和钻井液漏失特点,发现沥青与钻井液间的重力置换是钻井液漏失和沥青侵入的主要原因。研制了可视化沥青-钻井液动态置换模拟实验装置,分别在钻井液循环和静止状态下,模拟研究了钻井工程中钻井液与沥青的动态置换过程,分析了钻井液密度和黏度、地层裂缝宽度以及沥青黏度对置换过程的影响规律。结果表明,随着钻井液密度增加,沥青置换量呈对数增大趋势;随着地层裂缝宽度增加,置换量呈线性增大趋势;随着沥青黏度增加,置换量呈对数减小趋势;而钻井液黏度与置换量呈负相关关系。因此,钻井作业中,需合理控制钻井液密度以平衡地层压力;适当提高钻井液黏度;重点加强钻井液随钻堵漏作用,有效封堵地层裂缝,减少和堵塞钻井液漏失与沥青侵入井筒的通道。结合控压钻井技术,在该方法的指导下后续钻井作业中顺利钻穿沥青层。

特低渗透油藏CO2非混相驱井距与产量关系研究26-31

摘要：井距是新井井位部署及老井井位调整的关键因素,井距与产量相关;对特低渗透油藏CO2非混相驱井距与产量关系的研究很少。在经典油气两相渗流理论的基础上,考虑CO2溶解于原油所产生的降黏作用及油相启动压力梯度,建立了一个一维油气两相渗流数学模型。基于Buckley-Leverett非活塞驱替理论对饱和度方程进行求解,开发了井距计算软件,分析了生产压差、CO2驱替前缘推进距离百分比、渗透率对井距与产量关系的影响。计算结果显示,产量越大,井距越小,井距变化的幅度也越小。在注气井近井带,油相黏度由1.5 m Pa·s降低到0.4 m Pa·s;在生产井近井带,油相黏度由1.5 m Pa·s降低到0.6 m Pa·s,CO2对于原油的降黏幅度可以达到70%左右,从注气井到生产井,油相黏度逐渐升高。为特低渗透油藏CO2非混相驱井距与产量关系研究提供了一种计算方法,绘制了井距与产量随不同参数变化的理论图版,方便油田应用。

湿法电除尘器内喷雾过程雾滴运动特点数值分析32-37

摘要：湿法电除尘器运行时,其雾化液滴的运动情况直接影响颗粒物的脱除效率,通过CPFD方法计算了卧式湿法电除尘器入口风速为1 m/s、2 m/s、3.5 m/s时的喷雾过程,研究了液滴运动形态、雾滴浓度分布、速度分布等。发现不同入口烟气速度时雾化液滴在气流出口位置均出现不同程度回流,以及形成的雾滴＂空白＂区域也存在差异。研究结果为卧式湿法电除尘的优化研究提供有价值的信息。

窄带主动噪声控制中频率不匹配应对方法实时仿真38-44

摘要：非声学传感器的使用致使前馈窄带主动噪声控制（ANC）系统中往往存在频率不匹配（FM）。利用MATLAB/Simulink实时仿真功能,构建了针对前馈窄带ANC系统中FM应对方法的实时仿真平台。对一种改进的FM应对方法进行了深入的实时仿真研究,与传统的FM应对方法进行了比较,对其性能进行评估。仿真结果与分析表明,与传统FM应对方法相比,新方法能够应对较大的非平稳FM量,且具有较快的收敛速度。

人体步态分析与负重外骨骼机器人的动力学仿真45-49

摘要：分析和识别穿戴者的步态信息,指导负重外骨骼机器人的机械结构设计,使其能够和穿戴者协调同步行走。设计仿人体下肢生物平台,利用传感器系统实时反馈人的步态数据,设计与建立步态数据库,在ADAMS中建立三维离线式仿真系统,结合步态的运动学数据,进行动力学分析,为机械结构的设计和驱动单元的选型提供了理论依据和数据支持。通过负重外骨骼机器人的穿戴测试,表明机械结构设计合理,可以真实反映关节转矩的变化。

多Agent蚁群算法求解炼钢-连铸动态调度问题50-57

摘要：为了求解炼钢-连铸动态调度问题,提出了多Agent系统与蚁群算法相融合的方法。建立了该问题的约束满足模型和多Agent协商机制;并将炉次与蚂蚁相对应,把调度过程看作路径寻优来处理,在满足约束的前提下搜索炉次全程占用时间最短的路线。针对国内某钢厂建立了仿真实验模型。结果表明,该方法能够缩短炉次在炼钢-连铸过程占用的时间,并能够在发生突发事件时做出快速合理的调整。

加密域的可分离四进制可逆信息隐藏算法58-64

摘要：针对当前加密域可逆信息隐藏技术可分离性差,载体恢复存在较大失真的问题,提出了一种可分离的加密域可逆信息隐藏方案。在对偶LWE（learning with errors）公钥密码算法加密过程中对密文冗余进行再编码,通过对加密域冗余区间的重量化,可以在密文冗余中嵌入四进制数构成的秘密信息。嵌入信息后,使用隐写密钥可以有效提取隐藏信息,使用解密密钥可以无差错恢复出加密前数据,提取过程与解密过程可分离。理论推导论证了信息提取与嵌入后明文直接解密的可分离性与结果的正确性。仿真实验结果表明与现有算法相比,所提方案在实现加密域的可分离可逆信息隐藏的基础上充分保证了嵌入后的明文解密的可逆性,并有效提高了嵌入负载。方案的实现与原始载体种类无关,适用性较强。

间氨基苯磺酸共聚改性聚苯胺的合成及性能研究65-69

摘要：以苯胺（An）和间氨基苯磺酸（3-ABSA）为原料,对苯二胺（PDA）为封端剂,过硫酸铵做氧化剂,通过氧化聚合法制备了系列共聚改性的聚苯胺（PANI）。利用红外光谱、紫外光谱、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜图（TEM）对PANI结构进行了分析。分散液稳定性测试表明,当An含量为5.03 g,3-ABSA含量为1.04 g,PDA含量为0.32 g,时,所制改性PANI在水中具有较好的稳定性,可以稳定放置720 h以上。电化学分析表明,共聚改性PANI的极化电阻由1.6×10^4Ω·cm^2增加至1.9×10^5Ω·cm^2,腐蚀电压较未改性PANI向正极移动了140 m V,防腐性能得到明显改善。

基于实测结构面网络的岩体渗流特性分析70-76

摘要：以甘肃北山核废料处置预选场址中的某均质区为研究对象,利用实测迹长与隙宽的关系确定隙宽并根据以往的压水试验资料对隙宽进行修正。基于数字化量测方法获得的结构面网络模型,考虑实际地应力的作用,采用离散元方法进行渗流—应力耦合分析,确定了均质区内各测区的等效渗透系数及主渗透方向。根据现场观测的结构面填充和胶结及以往压水试验的反演,将垂直于最大水平主应力方向的结构面隙宽替换为花岗岩等效隙宽进行渗流分析。此外,提出一种反映实际渗流快慢的等效路径渗透系数,该渗透系数是基于连通路径上不同渗流段渗透系数的综合值。在确定等效路径渗透系数计算方法的基础上,研究了各测区最大,最小等效路径渗透系数及其方向（最短渗流路径）。结果表明,该均质区岩体中真实渗流路径上的等效路径渗透系数明显大于渗流断面上的等效渗透系数,而且往往取决于渗透系数最小的渗流段。

地铁双线隧道超前预注浆加固与分析77-82

摘要：超前预注浆加固技术被广泛应用在双线交叠地铁隧道的开挖建设中,然而很多的工程多借助于工程类比经验或为求稳而过度加固施工,造成了严重的材料、人力资源浪费。鉴于此,依托北京地铁6号线区间隧道工程,借助数值模拟软件进行模拟。通过与实际监测数据相对比,验证了数值模拟具有相当的可靠性;而后利用数值模拟软件对原注浆加固范围进行优化,得出最佳预注浆加固范围在2α=120°～140°,并探究在不同硐径、埋深条件下,开挖硐室的变形特征和原支护方案的适用性。

结冰风洞变截面拐角数值计算与实验研究83-87

摘要：为了降低变截面拐角流动损失,提高拐角出口速度均匀性,采用数值计算与实验相结合的方式研究了某型结冰风洞变截面拐角流动情况。研究结果表明：在未安装导流片的情况下变截面拐角流动会出现旋涡,造成能量损失,并会导致拐角下游速度均匀性较差;圆弧直线型导流片能够改善变截面拐角流动,降低整个流道压力损失;预偏角的选取对拐角流动具有较大影响,当预偏角为0°和2.5°时拐角段损失系数较小,随着预偏角增大为5°、7.5°、10°拐角段损失不断增加。

科学技术与工程杂志研究简报

白龙江上游径流变化特征及其与人类活动的关系88-93

摘要：以1961～2010年白龙江上游舟曲站月径流和降水为基础,利用年内分配不均匀系数和完全调节系数、线性倾向估计、累积滤波器法、M-K秩次相关性检验、双累积曲线等方法,对白龙江上游径流变化的一般特征、变化趋势和人类活动的影响进行分析。结果表明：白龙江上游径流年内分配趋于稳定,径流年际变化呈显著下降趋势,其中4、7、9～11月份径流呈极显著减下趋势。在1970年前,白龙江上游径流变化主要受降水影响;1970年之后,人类活动对径流的影响逐渐加大,成为影响白龙江上游径流变化的主要因素。

双线偏振雷达测雨公式优化方案的仿真研究94-100

摘要：基于滴谱理论和散射原理,利用模拟的雨滴谱及其反演的雷达偏振参数,讨论双线偏振雷达参数随雨滴谱变化而变化的规律;并提出一种测雨公式的优化改进方案。在不同的差分反射率因子Z（DR）取值区间内,统计相应的测雨公式系数。同时,提出了3种Z（DR）区间划分的方法：①利用统计学中的t检验法检测测雨公式系数随Z（DR）变化而变化的曲线图中的显著突变点;并将这些点对应的Z（DR）值作为区间划分的临界值。②直接按一定的步长等间距地将Z（DR）的范围划分为不同区间。③依托于Z（DR）与中值体积直径D0的拟合关系,通过对D0的取值范围等步长划分而间接得到相应的Z（DR）的范围。在对方法二、三最优等分步长进行讨论的基础上,利用模拟的雨滴谱对上述方法进行检验;并对检验效果逐一进行对比分析。结果表明这三种分级统计方法的效果较未进行分级统计,直接采用固定系数测雨公式估测降水的计算结果更加精确,误差有明显改善。

冻融循环作用下岩石的损伤研究101-105

摘要：处于不同环境下的岩石在经过不同类型的风化作用之后会呈现不同程度的破坏;而在高寒地区修建工程冻融破坏是不可忽视的灾害之一,所以对于高寒地区的岩石的物理力学性质的研究有重大的意义。将采自中巴公路的砂岩、花岗岩、千枚岩来模拟冻融循环下的岩石风化,经过不同次冻融循环,测量解冻后的质量、波速、干燥质量、饱水质量。结合X射线光粉晶衍射试验、波速变化、干燥质量变化、含水率变化等分析冻融循环对岩石内部矿物质的影响。实验结果表明随着冻融时间的延长,岩石的力学性质逐渐下降,岩石内部发生着矿物成分的转化,实验可以为寒区修建工程提供一定的依据。

Radon变换在纵横波分离中的应用研究106-109

摘要：波场分离是把弹性波场分解成纯纵波和纯横波两部分,从而能更准确、有效地描述地下介质信息。分析了目前常用的P-P波和P-SV波分离方法（Radon变换法）,将其应用到全波场的纵横波分离;并结合纵横波的运动学和动力学特征,给出了3种不同Radon变换法分解纵横波的具体计算公式。针对不同的Radon变换法设计合理的参数,对理论模型的正演模拟数据进行纵横波分解试算。计算精度和计算效率的对比结果表明在全波场纵横波的分离过程中,高分辨率Radon变换的分离效果比较好。