济南大学学报(自然科学版)杂志

济南大学学报(自然科学版)杂志2020年第05期

• 基于高级量测体系和图模型近邻估计的配电网拓扑辨识

  刘超,王旭东,苏彦卓,丁一,梁栋

  针对目前配电网拓扑辨识方法在量测误差增大时误差率较高的问题,提出一种基于高级量测体系量测的图模型近邻估计的配电网拓扑辨识方法;该方法将相邻时刻高级量测体系的系统电压幅值量测之差视作高斯随机变量,建立由随机变量组成的概率图模型的精度矩阵估计模型,采用近邻估计算法求解图模型精度矩阵;根据精度矩阵的稀疏结构,采用生成树算法重建出配电网拓扑,并通过三相不平衡配电网算例和实际用电数据进行有效性验证。算例分析结果表明,该方法能够较好地辨识配电网拓扑结构。

• 纳米二氧化硅在水泥基材料中的分散研究进展

  王建荣,石捷,侯鹏坤

  针对纳米二氧化硅颗粒在水泥基材料中极易团聚且难分散的问题,从火山灰效应、晶核效应和填充效应3个方面介绍纳米二氧化硅在水泥基材料中的应用基础,分析纳米二氧化硅在水泥基材料中难以分散的原因;综述现阶段国内外水泥基材料中纳米二氧化硅分散的研究进展,展望未来该领域的研究方向,即研究水泥基材料中影响纳米颗粒分散的因素,开发有效、直观的表征方法,以及设计开发专用高效减水剂等。

• 基于响应面法的交变磁场磁化除垢条件优化

  为了揭示交变磁场作用下磁化时间和钙离子初始浓度对磁化除垢效果的影响规律,以磁化碳酸钙溶液的表面张力和电导率为响应目标,基于响应面法对磁化时间和钙离子初始浓度进行优化。结果表明:磁化时间和钙离子初始浓度的交互作用对磁化碳酸钙溶液的电导率影响显著,但对碳酸钙溶液的表面张力影响不显著;当磁化时间为52.50 min,钙离子初始质量浓度为1 336.24 mg/L时,磁化碳酸钙溶液的表面张力最优值为73.60 mN/m;当磁化时间为45.00 min,钙离子初始质量浓度为1 164.71 mg/L时,磁化碳酸钙溶液的电导率最优值为0.32 S/m。

• 柠檬酸钠-Fe~(2+)催化纳米过氧化钙修复污染地下水

  为了修复被三氯乙烯污染的地下水,利用化学沉淀法制备纳米过氧化钙,采用柠檬酸钠强化Fe~(2+)催化效果,考察柠檬酸钠与Fe~(2+)的配比,以及纳米过氧化钙、柠檬酸钠-Fe~(2+)投加量等对修复效果的影响,并分析三氯乙烯的降解路径。结果表明:在中性条件下,柠檬酸钠-Fe~(2+)可以有效催化纳米过氧化钙降解地下水中的三氯乙烯;体系中纳米过氧化钙、柠檬酸钠-Fe~(2+)的浓度以及柠檬酸钠与Fe~(2+)的配比对三氯乙烯的降解有显著影响,降解反应符合伪一级动力学模型;在三氯乙烯浓度为0.16 mmol/L,柠檬酸钠与Fe~(2+)的物质的量比为1∶1,体系中纳米过氧化钙、柠檬酸钠-Fe~(2+)的浓度分别为2.88、 0.96 mmol/L时,反应3 h后三氯乙烯去除率可达98.0%。

• 内蒙古西部草原民居热环境分析及供暖模式

  为了改善内蒙古西部草原民居冬季室内热环境和热舒适性,对内蒙古西部地区271户草原民居进行调研,分析具有代表性的典型民居在现有土暖气与落地炕供暖模式下的室内热环境状况,在典型草原民居的基础上提出南向附加阳光间、节能型吊炕及风能供热系统,利用Design-Builder软件分析内蒙古西部现有典型草原民居住宅与优化后的住宅模型2种居住模式在额济纳旗、鄂托克旗、阿拉善左旗吉兰泰镇及巴音毛道农场等地的气象参数条件下卧室和客厅的室内热环境状况。结果表明:在现有土暖气与落地炕的供暖模式下,测得该民居冬季最冷月室内平均温度为14.55℃,热舒适度平均值为-2.56;优化后的民居模型室内热环境及舒适度较典型民居均有显著的改善,4个地区最冷月平均室内温度为19.17℃,热舒适度模拟值为0.1。

• 不同坡形隧道中火灾烟气的自由蔓延特性

  郑枫,李敬,刘宇圣,江贝

  针对不同坡形隧道中烟囱效应可能导致实际火灾烟气速度与设计效果存在较大差异的问题,以上坡、下坡、水平、 V型4种不同坡形的隧道为例进行多火灾功率、多坡度工况下隧道火灾的模拟研究,对比分析不同因素对烟气自由蔓延特性的影响,得到不同条件下隧道的烟气自由蔓延规律。结果表明,不同坡形的隧道中最高温度由高到低的顺序为V型坡、水平、单坡,烟气蔓延长度由大到小的顺序为单坡下游、水平、 V型坡、单坡上游。

• 基于白光干涉技术的黏性土真实接触面积细观试验研究

  杨苏春,张明义,刘俊伟,管金萍,王永洪,白晓宇

  为了揭示黏性土受压时的真实接触面积及细观物理参数的变化规律,利用白光干涉技术测量黏性土在高压应力作用下的真实表面轮廓,对不同压应力作用下表面轮廓点云数据进行分析,并通过Logistic函数推导极限压缩状态下的极限值。结果表明:压缩后的黏性土真实表面轮廓呈偏态分布,存在黏性土颗粒的支撑中心及颗粒压缩接触域;在106～529 MPa的压应力作用下,黏性土实际接触面积占截面面积的比例为0.375～0.431,表观孔隙率为52.5%～55.4%,随着压应力增大,孔隙范围有集中趋势且存在极限值;在支撑中心上、下1倍粒径范围内,表面轮廓分布存在极限渐进值。

• 方钢管混凝土柱-钢蜂窝梁中柱节点骨架曲线影响因素

  郑博,李明,付春,郝艳婷

  为了分析不同因素对内加强环式方钢管混凝土柱-钢蜂窝梁节点荷载-位移骨架曲线的影响,采用有限元软件对27个中柱节点在低周往复荷载下的受力过程进行模拟;模拟前采用已有试验数据对模拟方法进行验证,提取各节点的荷载-位移骨架曲线,并计算各节点的屈服荷载、极限荷载、破坏荷载、屈服位移、极限位移和位移延性系数。结果表明:环板宽度、环板厚度、轴压比和梁柱端第1个孔洞中心到柱壁的距离对节点荷载-位移骨架曲线影响较小,钢材屈服强度、柱截面含钢率、梁柱线刚度比、孔间距和开孔率对节点荷载-位移骨架曲线影响较大;钢材屈服强度和梁柱线刚度比增大,节点的承载力显著增强,位移延性系数明显减小;柱截面含钢率增大,节点的承载力增大,但屈服位移和极限位移逐渐减小,骨架曲线呈现显著下降的趋势;孔间距增大或开孔率减小,节点承载力显著增大。

• 变刚度布桩群桩基础的承载特性

  李金良,李振宝,崔伟,房凯

  针对大规模的等刚度群桩基础中不同位置的桩易出现蝶形差异沉降、桩顶反力马鞍形分布、承台弯矩增大等问题,采用有限元模型和数值计算方法研究等刚度九桩在施加均布荷载时的沉降、桩顶反力、荷载分担比等问题;通过改变群桩桩长、桩径、桩距、承台厚度建立4组单变量模型,与等刚度群桩模型的沉降、桩顶反力、桩土荷载分担比等数据进行对比,研究变刚度群桩对于差异沉降控制的作用。结果表明,群桩模型的中心桩所受承载力及沉降最大,在变刚度设计中增加中心桩桩长及桩径时,群桩差异沉降控制效果较好。

• 基于驾驶舒适度的刹车策略

  为了研究刹车过程中驾驶员的驾驶舒适度与踏板力的关系,以刹车过程中汽车加速度作为驾驶舒适度的量化指标,建立汽车动力学模型和多目标优化的方法,得到驾驶舒适度、制动距离和踏板力三者的数学关系模型,利用MATLAB软件分析该数学关系模型,得到最小踏板力。结果表明,通过多目标优化方法得到的最小踏板力使得制动距离小于安全距离,同时驾驶舒适度最好。

• 基于改进萤火虫算法的移动机器人多目标路径规划

  范江波,王彧,郑昆,李锐,刘志坚,段朋

  针对复杂室内环境下移动机器人的路径规划问题,提出一种面向多目标同时优化的改进萤火虫算法;该算法利用栅格地图对机器人作业环境进行建模,将Pareto支配关系引入到萤火虫个体的亮度评价过程,构建精英库保留算法迭代过程中的Pareto非支配解,采用自适应网格划分策略维护种群的多样性;以路径长度、路径安全性和路径平滑度为目标进行运动路径的搜索与优化。仿真结果表明,与经典的带精英策略的非支配排序遗传算法相比,面向多目标同时优化的改进萤火虫算法求得Pareto非支配解集更优越。

• 基础设施服务层资源分配的通用逐步优化策略

  为了提高各类资源利用率,在分析基础设施服务层计算、存储、网络资源共性的基础上,提出以高效解决0-1背包问题为靶向的通用逐步优化策略;设计时间复杂度分别为多项式级别的基于贪婪算法、进化算法、线性规划算法的通用逐步优化策略;通过理论分析及实验验证,得出基于3类优化算法的通用逐步优化策略的优缺点及适用范围。结果表明:贪婪算法能够满足时间方面的要求,进化算法能够满足时间、单个资源利用率和整体资源利用率3个方面的要求,线性规划算法能够满足单个资源利用率和整体资源利用率2个方面的要求。

• 基于深度集成朴素贝叶斯模型的文本分类

  吴皋,李明,周稻祥,岳俊宏,肖福龙

  针对传统朴素贝叶斯算法属于浅层学习,其特征独立性假设易引起分类效果欠佳的问题,提出一种深度集成朴素贝叶斯模型;该模型受深度森林中集成思想的启发,将高斯朴素贝叶斯、多项式朴素贝叶斯、伯努利朴素贝叶斯3种浅层基分类器集成为具有深层学习结构的朴素贝叶斯模型。结果表明:提出的深度集成朴素贝叶斯模型不仅克服了浅层学习特征表达能力不足的问题,而且缓解了特征独立性假设的缺点;通过在经典文本分类数据集上的实验,证明了提出的深度集成朴素贝叶斯模型的精确率、召回率以及精确率与召回率的调和平均数F_1值显著增大,模型性能良好。

• 基于Spark平台的K均值聚类算法的人力资源推荐

  李宇翔,李帅,宋艳琼,张福泉,周湘贞

  为了提高人力资源推荐系统的效率,提出一种基于Spark平台的K均值聚类算法来完成人力资源推荐;Spark平台在分布式系统所有节点的内存弹性分布式数据集中完成聚类迭代运算,以加快聚类速度;将K均值聚类算法与聚类簇思想相结合,以提高大规模数据样本聚类的效率,得到聚类结果后,采用动态推荐算法实现人力资源实时推荐。结果表明,Spark平台相比于单机在聚类计算效率方面更有优势,且所提出的算法比单机的K均值聚类算法的聚类速度和准确率均更优,在动态推荐性能方面也优于常用推荐算法。

• 网络攻击环境下的量化反馈控制系统

  吉明明

  为了提高网络系统的安全性及可靠性,结合网络系统的数字特性,研究遭受网络攻击的量化反馈控制系统;针对具有对数量化反馈的受攻击系统,采用2组独立同分布的随机变量描述网络攻击的随机性与任意性;利用对数量化器的扇形界性质,将量化问题转化为鲁棒控制问题,得到判断系统安全性的充分条件,并借助线性矩阵不等式的解给出控制器的设计方法。数值例子计算结果表明,所提出的控制器设计方法是有效的。