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随着国产化软硬件系统的发展和普及,将现行的计算程序适配到国产硬件和操作系统上是科学研究和业务化应用的关键,亟待探索提出专业计算模型的软硬件适配方法.现有关于专业计算模型的软硬件适配方法存在缺乏通用性、硬件依赖性强等问题.鉴于此,系统解析了国产化适配需要解决的关键问题,并对比了现行的软件适配技术,筛选出容器技术作为水文水动力模型的国产适配技术.容器技术可将应用程序打包成独立的运行环境,摆脱对底层架构和操作系统的依赖.以水文水动力模型TELEMAC为例,详细说明了Docker镜像构成原理,并通过Dockerfile文件构建了TELEMAC镜像环境,开展了计算案例的验证.结果表明TELEMAC镜像能够安全运行在以鲲鹏920处理器为核心的openEuler和麒麟V10等国产软硬件平台上,且案例计算结果与标准结果相一致,模型计算效率高,实现了专业科学计算模型的国产化软硬件适配,该研究可为其他软件国产化适配提供参考借鉴.

Keyword ：

TELEMAC软件 Docker技术 水文水动力模型 国产化适配 镜像环境

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随着煤矿开采深度的增加,冲击地压灾害日趋严重,亟需采用新方法、新理论加以防治.摆型波是在深部岩体工程中发现的新型非线性波,其使岩体出现相对分离和相对压实的不同运动状态,与冲击地压灾害的发生密切相关.针对岩体中软弱结构层的非线性变形特征,引入双曲线模型建立块系岩体中摆型波传播的非线性动力模型,研究软弱层的物理力学性质(最大闭合量、初始刚度和阻尼)对块系岩体动力响应的影响.进一步,基于块系围岩与支护系统互馈作用的理论模型,在无初始地应力和考虑初始地应力的情况下研究巷道支护系统的刚度、让位能力和阻尼耗能作用对巷道顶板动力响应的影响,分析支护系统的受力情况,为新型防冲吸能巷道液压支架设备的吸能让位行为提供理论依据.研究结果表明:基于双曲线模型建立的块系岩体的非线性动力模型能够限制岩块间软弱层的最大变形量.冲击载荷越大,增大软弱层最大闭合量时岩块的加速度降低程度越显著.增加支护系统刚度,增强支护系统让位能力和阻尼耗能能力,均可有效降低巷道顶板的加速度幅值,减轻巷道围岩对支护系统的冲击力,有效保护巷道结构.

Keyword ：

双曲线模型 摆型波 冲击地压 块系岩体 巷道支护 初始地应力

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为解决城市污水管道日常修复养护优先级确定问题,提出融合水动力模拟的城市污水管道健康度评价方法,通过构建水动力模型模拟得到污水管道关键水力状态指标,综合考虑污水管道缺陷因素、工况因素及社会环境因素三方面,建立基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和决策实验室法(decision-making trial and evaluation laboratory,DEMATEL)组合定权的城市污水管道健康度综合评价模型.结果表明,DEMATEL方法能够考虑指标间相互影响关系,有助于优化传统AHP权重分布结果;负荷状态、流速是城市污水管道健康度评价的重要指标,占比70.61%.最后,运用此模型对广州市沥滘污水干管健康度进行评估,其结果能够有效识别病态管道,为排水管理部门确定管道维护优先级提供科学合理的决策依据.

Keyword ：

管道维护 层次分析法-决策实验室法(AHP-DEMATEL) 健康度 城市污水管道 水动力模型 水力指标

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岩体是由软弱结构层分割的各种尺度的岩块相互嵌套形成,具有复杂的层次结构,对岩体动力变形及应力波传播具有显著影响.针对具有复杂层次结构的块系岩体,基于Cosserat理论建立摆型波与旋转波的动力模型,确定层次结构对动力变形的影响.进一步,针对摆型波的低频、低速特征,基于Bloch定理确定并求解不同层次结构中波的频散方程,研究波的频散关系及速度特征.最后,基于固体能带理论揭示摆型波低频特性的力学机制,并基于研究结果讨论摆型波及旋转波诱发冲击地压的可能性.研究表明:忽略岩体高阶层次结构将低估岩体的位移及其整体变形,计算结果偏于不安全.长波扰动作用下,高阶层次结构中第一模态摆型波(对应声学支)频散现象不显著,其传播速度降低,岩体内部高阶层次结构阻碍波的传播;其他波(对应光学支)频散现象极其显著,几乎不能独立存在并传播;低频摆型波为波的主要形式,比高阶模态波及传统的P波、S波衰减速度更慢、传播距离更远.

Keyword ：

层次结构 摆型波 Cosserat理论 块系岩体 岩石力学 旋转波 频散关系

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[目的]城市化进程加快和气候变化导致内涝积水频发,造成道路封闭和交通堵塞,给城市应急救援响应的时效性带来严重影响.为了准确评估暴雨内涝下的城市应急救援响应能力,[方法]以荔湾区为例,通过构建内涝水动力模型,模拟不同设计降雨情景下的内涝积水,识别道路积水风险,明确阻断道路,并结合两步移动搜寻法(2SFCA)对不同脆弱性的兴趣点(POI)的应急救援服务可达性进行评估.[结果]结果显示:随着降雨重现期从1a一遇增大到100 a一遇,内涝积水面积增大,平均积水深度从0.08 m增大到0.20 m.受积水影响道路数量持续增加,阻断道路长度从11 km上升至49 km,增长了超过300％.随着阻断道路的增多,应急救援可达的POI数量呈现下降趋势,并且在不同时间阈值内平均下降40％以上,可达性呈明显下降趋势.[结论]内涝模型耦合城市路网得到的道路积水可以揭示阻断道路的总体格局,可达性模型可以快速估算出应急救援的时效性.结果可为应急救援响应能力的评估提供参考.

Keyword ：

气候变化 可达性 水力耦合模型 两步移动搜寻法(2SFCA) 洪水 应急救援 降水 暴雨内涝

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传统的框架-核心筒(FCT)结构体系在保证抗震性能的情况下存在布局不灵活和经济性不足等局限.提出框架-分布芯筒-核心筒(FDCT)高层结构体系,其具有三道抗震防线.为了协调控制层间位移,将其进一步改进为框架-分布摇摆芯筒-核心筒(FDRCT)高层结构体系.建立FDCT结构和FDRCT结构的简化动力模型,并进行频域动力分析和地震动随机分析,探究影响减震效果的主要参数,证明FDRCT结构相比于FCT结构具有更好的减震效果.对典型的FCT结构进行设计调整,建立相应的FDCT结构和FDRCT结构,并进行弹塑性时程分析.结果表明:相对于传统方案,由于FDCT结构刚度较小,地震作用下其位移将适当变大;虽然FDRCT结构的最大层间位移角和顶部位移会略有增大,但层间变形分布更加均匀,限制了薄弱层的出现,且结构加速度响应有所下降.适当增大分布摇摆芯筒的质量可使结构变形更加均匀.分析表明:FDRCT结构既可以提高结构的经济性又具备良好的抗震减震性能,具有良好的工程应用价值.

Keyword ：

经济性 分布摇摆芯筒 框架-核心筒结构 分布芯筒 变形控制 减震

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本发明公开基于SWMM与竖向边界耦合的地表积水模拟方法。包括以下步骤：(1)制作SWMM的inp输入文件，并模拟得到out结果文件；(2)完成检查井与竖向边界流动区网格之间的拓扑关联；(3)提取SWMM模拟结果并创建溢流量/排水量时间序列过程的竖向边界流动区输入文件；(4)将竖向边界流动区输入文件和其他类型输入文件载入二维水动力模型，模拟相关区域在指定降雨情景的内涝积水分布与积水水深。本发明方法有助于SWMM与二维水动力耦合模拟中的内涝积水涨、退过程、积水面积和积水范围的有效识别，适用于城市防涝能力和风险的评估、城市排水影响评价、暴雨内涝风险预报预警等有关城市内涝模拟的相关应用与研究中。

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本发明提出一种基于竖向边界耦合的地表积水快速模拟方法及系统，根据所述排水管网的矢量数据，计算排水管的设计排水能力；构建检查井与排水管以及检查井与地表二维网格的拓扑连接关系；根据所述拓扑连接关系构建竖向边界流动区网格；将每一个检查井对应的下游排水管的设计排水能力赋值于所述竖向边界流动区网格，得到带有排水能力值的竖向边界流动区文件；将所述竖向边界流动区文件和二维水动力模型的基础文件输入二维水动力模型，模拟地表二维的积水信息。将竖向边界流动区与二维水动力模型进行耦合，模拟地表积水通过检查井排出的过程，能够快速构建地表积水模型，提高地表积水模拟速度和效率。

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为解决钢支撑-钢框排架结构模型计算与试验对比的问题,对该结构体系的动力特性和地震反应进行研究,以某大型电力主厂房结构设计和PKPM计算模型为背景,使用SAP2000软件建立原型结构有限元模型.针对这类具有复杂质量和刚度分布特点的结构体系,提出满足结构动力特性一致性要求的振动台试验物理模型设计原则和相关技术措施,完成缩尺结构模型的构造设计、同条件有限元建模分析及物理模型加工制作.通过振动台试验和有限元模型计算可知,振动台试验模型的前三阶动力特性与有限元模态分析结果基本一致,地震波作用下的试验结构模型动力反应和有限元时程分析的结果可相互印证.结果表明,提出的振动台试验模型设计原则是有效的,试验和计算分析结果可相互印证,可为进一步研究结构抗震性能、改进结构设计提供依据.

Keyword ：

火电厂 钢支撑 有限元分析 振动台试验 缩尺试验 框排架结构

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城市内涝灾害问题随着城市化进程的加快日趋严重,内涝灾害会对城市居住建筑带来严重损失,分析评估内涝灾害经济损失有利于制定防灾减灾政策.为了准确高效地评估石家庄市居住建筑内涝损失,文中采用基于灾损曲线和水动力模型的方法评估内涝灾害经济损失.首先,通过模拟不同收入家庭的室内财产以及房屋结构的种类和数量,采用基于假设分析的合成法(合成曲线法),构建石家庄市中心城区不同收入家庭的居住建筑内涝灾损曲线;然后,采用仿真模拟的方法,依据石家庄市中心城区的基础资料,建立城市管网水力模型以实现内涝灾害的淹没情景再现,得到淹没水深、淹没面积等淹没情况;最后,结合灾损曲线及城市内涝模型进行模拟计算内涝损失值.研究结果表明,石家庄市居住建筑在不同重现期(1、2、3、5、10、20、30、50 a)的内涝总损失依次为 57.31 万元、15 078.07 万元、25 086.22 万元、35 556.62 万元、50 409.72 万元、63 091.02 万元、70 998.63万元、83 042.62万元,经验证与实际损失较为一致;从不同重现期的内涝损失增长趋势上来看,1年一遇设计降雨情景下的损失较少,2年一遇设计降雨情景下开始出现损失猛增情况,与石家庄市1年一遇的排水管网设计标准相符.研究结果可为石家庄市防灾减灾工作提供技术指导,提高内涝灾害的管理水平.

Keyword ：

城市内涝 灾损曲线 城市内涝模型 内涝灾害经济损失 合成曲线法

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