上海大学学报(自然科学版)

洪杰, 黄仁杰, 韦文捷, 张玉菡, 黄继忠, 张悦

2026, 32(4): 565-578. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2762

摘要 ( 99 )

PDF (1530KB) ( 57 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

南方湿热地区砖构文物建筑长期处于高温高湿的耦合环境中,墙面水分滞留与可溶盐结晶循环作用相互叠加,是诱发建筑材料劣化与结构损伤的关键因素,会持续威胁建筑的真实性、完整性和长期保存.以全国重点文物保护单位——中共一大会址的建筑砖墙外立面为研究对象,综合采用微波无损检测、显微观察、X射线衍射和X射线荧光光谱技术,系统研究墙体内部含水率时空分布规律及表面盐害的形貌与成分特征.结果表明,在检测期间(2025年2月—2026年1月),南立面和东立面墙体含水率均呈明显的季节性变化,夏季6~8月为峰值期;5 cm深度处含水率对短期环境变化响应迅速,水分分布空间变异性较强;10 cm深度处含水率变化相对滞后,整体更潮湿;盐害区域产物以石英、碳酸钙和硫酸盐为主,伴随砖材的片状剥落、颗粒崩解等现象.基于墙体不同部位的病害特征和成因机制差异制定相应措施,是开展文物建筑科学化和精细化保护的重要基础.

海洋生物沉积附着对山东荣成黄海水域出水古陶瓷器的腐蚀

杨勇, 亢雯清, LEE Soobin, 兰栋, 陈启明, 赵静

2026, 32(4): 579-597. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2752

摘要 ( 65 )

PDF (2040KB) ( 23 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对海洋生物附着对出水古陶瓷釉层的腐蚀变化,以山东省荣成市所属黄海水域出水古陶瓷样品为研究对象,综合采用微区X射线荧光光谱(μ-X-ray fluorescence spectrometer,m-XRF)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)-能量色散光谱(energy dispersive spectroscope,EDS)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscope,XPS)、热裂解-气相色谱-质谱(pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry,PY-GC/MS)及微生物测序等技术,系统分析了苔藓虫、盘管虫和牡蛎等生物沉积附着对陶瓷釉层的腐蚀特性.结果表明:苔藓虫附着在古陶瓷器表面呈点式密集分布,粘结区域附着明显的有机蛋白胶结质,呈现黑色,且主要成分为Fe/Mn氧化物的腐蚀质;牡蛎附着在古陶瓷器粗糙表面,且分布有大量孢子状含C物质;盘管虫粘结面呈条带状且内部为鳞片状,其附着区域伴随有大量硅藻,并在古陶瓷器表面形成了由羟基氧化铁(FeO (OH))组成的黑色腐蚀产物;古陶瓷器表面附着代尔夫特菌属(Delftia)和假单胞菌属(Pseudomonas)等微生物;腐蚀区域含有生物蛋白胶结质的丙氨酸、甘氨酸,以及经过微生物降解后产生的硬脂酸甲酯等.这些结果进一步确定了海洋微生物及其代谢和降解对古陶瓷器表面生物沉积的腐蚀影响,为海洋生物沉积物对出水古陶瓷器的界面腐蚀提供了重要的科学依据.

基于自适应事件触发的电制氢辅助孤岛微电网负荷频率控制

李宏强, 李旭涛, 周雷, 王伟杰, 张亚健, 张卓, 彭晨

2026, 32(4): 598-615. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2754

摘要 ( 59 )

PDF (1083KB) ( 20 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

高热值、零碳排的氢能可为微电网提供优质的调频资源.然而,电制氢(power tohydrogen,P2H)装置的响应频次、爬坡率等安全性约束对微电网负荷频率控制(load frequency control,LFC)策略设计构成挑战.提出一种基于双边自适应事件触发的微电网LFC设计方案.首先,设计了基于双边自适应事件触发的微电网LFC通信方案,仅当控制性能下降到预设阈值以下才允许调整包括P2H装置在内的调频装置运行功率点,从而有效降低P2H装置的动作频次;其次,考虑P2H装置的爬坡约束问题,将基于事件触发的微电网LFC系统描述为饱和非线性模型;最后,通过构造Lyapunov函数确定事件触发及控制器参数的设计准则.算例结果表明,在P2H装置的参与下可使微电网频率偏差幅度进一步下降6.24%,调整时间可缩短1.55%,从而有效增强微电网的频率稳定性.

基于电磁耦合仿真的变压器匝间短路故障特征分析

虞晓巍, 孟鑫, 姜仕伟, 武霄, 陆淼, 张甜甜, 张阳, 周歧斌

2026, 32(4): 616-627. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2655

摘要 ( 70 )

PDF (5910KB) ( 41 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

通过获得绕组匝间短路故障的电磁场特征量,可以判断绕组匝间短路故障的位置和故障程度,对于及时发现绕组匝间短路故障具有重要意义.首先建立了变压器匝间短路电磁耦合模型,通过匝间短路故障下绕组电流的仿真值与试验值的对比验证了所建仿真模型的准确性和有效性.随后研究了高压绕组发生匝间故障时绕组电流、铁芯和绕组磁通的变化,并深入分析了匝间短路绕组匝数、短路位置对上述参量的影响.研究结论可为三相变压器不同部位及不同严重程度的绕组匝间短路故障的诊断提供理论依据.

REBCO-CORC电缆传输交流损耗对载流波形的依赖性

崔晓彤, 李文皓, 周迪帆, 李敏娟, 蔡传兵

2026, 32(4): 628-640. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2732

摘要 ( 58 )

PDF (3011KB) ( 25 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

由高温超导涂层导体制成的圆芯导体(conductor on round core,CORC)电缆因具有高载流、高灵活性,被认为是电力应用中最有前途的电缆架构之一.阻碍CORC电缆大规模应用和发展的主要因素是高昂的制造成本和冷却成本,后者归因于交流损耗.在实际电磁环境中,电力设备的快速开关瞬态过程及无源元件(电容、电感)的非线性特性会引发电网谐波畸变,导致超导带材承载非正弦电流.不同传输电流波形和电缆拓扑结构会对交流损耗产生影响,然而载流波形对CORC电缆传输交流损耗的调制作用尚不明晰.基于H方程,全面探究了载流波形及其频率对不同层数高温超导CORC电缆交流损耗的作用规律,为CORC电缆的低损耗波形设计、高频应用及多层结构调控提供了有价值的参考.

变电站智能运维摄像头布控的优化方案及验证

张磊, 潘华, 蔡杰, 潘新红, 陈竞哲

2026, 32(4): 641-651. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2748

摘要 ( 57 )

PDF (2678KB) ( 18 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

随着变电站智能化的发展,站内运维的智能化配套也成为提高效率、降低风险的重要环节.智能化运维需要完整采集变电站的运行数据,在智能算法的支持下由数据驱动决策,达到安全高效运维的目的.电站内大部分的目标定位、识别、跟踪等功能依赖于视觉终端,所以摄像头网络的布控方案至关重要.针对这一问题,结合变电站智能运维实际情况,提出了基于包含离散变量的三维可视域分析的摄像头布控优化方案,通过在三维空间划分不同重要层级的视域,在包括摄像头类型、成本预算等各种可能的约束条件下,建立对应的数学模型并给出数值优化方案,该方案可以给出变电站智能运维所必需的摄像头的分布和类型,不仅包括必要的点对点参数监控,也能满足摄像头网络之间协同配合的要求.该方案具有方法上的普适性,可以无障碍推广到不同地区或者其他类型的变电站.

撒布地雷及常见地面背景的偏振特性

吕其峰, 王驰, 陈金波, 张国峰

2026, 32(4): 652-664. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2572

摘要 ( 52 )

PDF (1119KB) ( 13 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在低照度下,光学偏振特性能够增强伪装目标的图像信息,但物体的空间偏振特性表现复杂,会随探测条件的不同而发生变化.为了探究撒布地雷目标空间偏振特性分布规律,设计并搭建基于多角度测量架的光学偏振观测系统,对几款典型撒布地雷和常见地面背景进行多入射角度、多观测角度偏振成像实验.实验结果显示,所测各类目标的偏振度均在一定程度上受不同观测方位的影响,其中地雷目标偏振度变化较大,而沙子的偏振度受观测方位的影响较小;在入射光的镜面反射方位附近,地雷目标与地面背景的偏振度差值达到最大,并且适当增大入射天顶角有助于提高撒布地雷目标与地面背景的环境分辨能力.

基于预训练特征中心的古汉语翻译模型

金彦亮, 高至锋, 高塬

2026, 32(4): 665-677. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2555

摘要 ( 67 )

PDF (629KB) ( 15 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对当前古汉语机器翻译任务中平行语料较少、因词义多变产生的模型翻译用词精确度低的问题,提出了一种基于Transformer模型的预训练特征中心算法模型.首先,训练语言模型和提取预训练特征中心,以提高在平行语料不足时的泛化能力;其次,Transformer模型在特征中心空间生成查询点,依据查询点确定生成在特征中心中的距离,以提高模型对一词多义的理解能力.实验结果表明,该方法在翻译准确率上总体高于基准模型,在西汉时期的数据集中BLEU 1~4分数分别高出Transformer模型6.1、4.9、3.7和2.8,在五代十国数据集中BLEU 1~4分数分别高出Transformer模型4.2、4.2、3.3和2.6,在唐朝数据集中BLEU 1~4分数表现最好.与此同时,相较于Transformer模型,该方法参数量下降了5.73 M,充分证明该算法模型的优势.

不完全信息条件下半有向无线传感器网络的抗毁性分析

马洪强, 范宏, 黄基诞

2026, 32(4): 678-687. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2714

摘要 ( 49 )

PDF (968KB) ( 16 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

研究了半有向无线传感器网络的抗毁性,可以为制定有效的抗毁性策略提供理论依据.借助灰色系统理论,对网络中广泛存在的不完全信息予以刻画.运用母函数法推导出任意度分布的半有向随机网络的临界移除比例以及巨连通分支规模.通过仿真刻画了半有向无线传感器网络的拓扑结构,对其抗毁性展开了分析,以Barabási-Albert (BA)无标度网络作为典型案例进行了仿真分析.研究结果表明,蓄意动态攻击相较于随机攻击和蓄意静态攻击,在攻击效率方面具有明显优势.这一结论为制定无线传感器网络的抗毁性策略提供了重要参考依据.

芳纶Ⅲ和PBO纤维的耐酸碱性能对比

曹敬雅, 于兆霞, 于俊荣, 吴艺峰, 李娜, 胡祖明, 王彦

2026, 32(4): 688-699. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2742

摘要 ( 61 )

PDF (3784KB) ( 25 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为评价高性能纤维在极端环境下的耐久性,对比了芳杂环聚酰胺(芳纶Ⅲ)纤维和聚对苯撑苯并二噁唑(poly-p-phenylene benzobisoxazole,PBO)纤维在质量分数为30%的硫酸和氢氧化钠溶液中的耐老化行为.实验设置25和80℃两种温度条件,系统分析了PBO纤维在酸碱环境下的性能退化规律及内在机理.结果表明:PBO纤维的耐酸碱性能优于芳纶Ⅲ纤维;温度升高会显著加快老化速率,80℃条件下的性能衰减程度远大于25℃;酸性环境(H₂SO₄)对PBO纤维的腐蚀程度大于碱性环境(NaOH).芳纶Ⅲ纤维的酰胺键易发生水解,PBO纤维的苯并噁唑环结构赋予其更高的化学稳定性.研究结果能为化工防护、高温过滤等环境中的纤维材料选型提供重要依据.

基于多元经验模态分解的S变换高精度数据驱动非平稳风速模拟

刘枫枫, 李春祥, 曹黎媛

2026, 32(4): 700-713. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2529

摘要 ( 42 )

PDF (3277KB) ( 15 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为了提高S变换(S transform,ST)模拟风速的精度,提出了基于多元经验模态分解(multivariate empirical mode decomposition,MEMD)的ST高精度数据驱动非平稳风速模拟.选取一组实测多变量非平稳风速,采用MEMD得到各阶固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)并进行ST,通过本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)考虑多变量间的相关性后,再采用逆ST (inverse ST,IST),加入随机初始相位,得到模拟风速.对该方法进行了时频分析研究,结果表明:该方法的模拟结果可以保留时域内非平稳风速的能量特征;得到的ST系数幅值在时频域内的能量分布接近实测风速;对平均功率谱进行量化对比,证明了该方法的模拟精度要优于基于时频功率谱密度(time-frequency power spectral density,TFPSD)的ST模拟方法.

格子玻尔兹曼方法耦合混合湍流模型算法

何泽江, 张武, 朱文浩, 王良军

2026, 32(4): 714-727. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2502

摘要 ( 76 )

PDF (2569KB) ( 34 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

基于格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)对湍流模拟进行研究,提出了一种雷诺平均(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)模拟和大涡模拟(large eddy simulation,LES)结合的混合湍流模拟(RANS/LES-LBM)方法.该方法利用RANS中的混合长度湍流模型,修正了传统Smargorinsky模型在近壁面处误差较大的问题.基于该方法,还自主开发了一套混合湍流模型的LBM并行程序,对圆柱绕流、NACA0012翼型绕流、30P30N三段翼型绕流问题进行了数值计算.结果表明,RANS/LES-LBM方法改进了近壁面处的误差,具有更高的计算精度,同时对复杂的高雷诺数流动也具有良好的稳定性.LBM并行程序使用OpenMP编程模式进行了并行计算.分析结果表明,该程序具有良好的加速比、可扩展性等并行性能.同时,对LBM多层网格进行了研究,为今后开展复杂几何流动问题数值模拟奠定了基础.

带有非局部效应的耦合流体模型的局部经典解

黄宝云, 佟丽宁

2026, 32(4): 728-740. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2586

摘要 ( 48 )

PDF (326KB) ( 19 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

研究了一类带有非局部效应的流体模型.这类模型由可压缩Euler方程和不可压缩Navier-Stokes方程耦合构成,其中非局部项的通信核具有分数阶Laplacian算子结构.将Euler方程组等效重构为具有对称结构的双曲系统,在克服非局部项带来的非线性性质后,应用能量估计的方法,建立了此类模型初值问题的局部适定性理论和正则性准则.

3D打印土工格栅-透明土界面拉拔性能试验

高俊丽, 朱郭亮

2026, 32(4): 741-752. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2557

摘要 ( 45 )

PDF (5471KB) ( 24 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

与传统土工格栅相比,3D打印土工格栅技术可以使用生物降解塑料进行打印,实现废物的二次利用,环保的同时支持个性化定制.通过室内拉拔试验和图像分析技术,研究不同的网孔形状、加强节点高度和加强节点布置方式对3D打印土工格栅拉拔性能的影响,分析了不同土工格栅-土界面剪切性能和界面土颗粒运移规律等.研究结果表明:不同节点高度下的土工格栅-土界面最大拉拔力和剪切带范围随着节点高度的增加而增大;当节点高度相同时,双侧节点布置方式下的最大拉拔力和剪切带大于单侧节点布置下的;不同网孔形状下格栅最大拉拔力从大到小依次为四向、三向和双向土工格栅,但剪切带范围与之相反.该研究为3D打印土工格栅的结构优化提供了一定的理论依据.

砂土地层中螺纹群桩效应及变截面效应宏细观研究

杨家祥, 陆烨

2026, 32(4): 753-768. doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2567

摘要 ( 40 )

PDF (2473KB) ( 14 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

螺纹群桩因其高承载性能被广泛应用于黏土、粉土和砂土层等地层中, 然而目前对螺纹桩的研究主要集中在单桩上, 对其群桩效应及变截面效应的研究不够充分. 采用模型试验结合数字图像相关 (digital image correlation, DIC) 技术, 研究了不同桩数、桩距、桩长螺纹群桩的群桩效应和螺纹单桩的变截面效应. 研究结果表明: ①螺纹环周砂土竖向及水平最大位移分别发生在螺纹环周及其下部凹槽处, 螺纹环数越多承载力增值越大, 增大效益越小, 螺纹桩变截面效应机理与其破坏面发展密切相关; ②压桩过程中群桩间水平位移先增大后减小, 竖向位移由上而下拱形传递, 压桩结束时群桩间砂土竖向位移矢量相互叠加, 水平位移矢量相互削弱; ③桩数、桩长增加群桩效应增大, 随着桩距增加桩侧阻力和桩端阻力逐渐得到充分发挥,群桩效应减小, 沉降量越大受到的群桩效应越小. 该研究揭示了螺纹桩桩土相互作用机理, 为改善螺纹群桩承载性能提供理论依据.

当期目录