2022, 44(4):315-325. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220703001
摘要:采用经风洞实验验证的CFD数值模型,就壁面绿化和热效应对浅型街谷内污染物扩散和NOx-O3光化学转化的影响开展研究。考虑了4种壁面受热模式以及4种叶面积密度的壁面绿化模式,并采用臭氧消耗率衡量光化学反应的剧烈程度。结果表明,壁面受热会改变街道峡谷内的流动结构,背风面受热和地面受热能够增加峡谷内顺时针旋涡的尺度,迎风面受热会削弱该旋涡的尺度,全壁面受热则会破坏旋涡结构。壁面绿化的设置能够有效降低峡谷内平均温度,促进峡谷内旋涡结构的重构,并且不同程度降低平均臭氧消耗率。因此,壁面绿化对缓解城市热岛效应和光化学污染具有积极的意义。
2022, 44(4):326-332. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220703002
摘要:采用自制多电极高铁酸盐电化学装置,运用单一变量法研究了多个电解条件对高铁酸盐生成的影响,并对电解条件参数进行优化。结果表明,电解液流动性有利于阳极OH?的补充和氢气的外溢,有助于高铁酸盐的生成;电极板采用3阳极2阴极布置方式可提高电子传递效率和降低还原氢的分布,促进高铁酸盐的生成;极板间距可影响电路效率和析氢程度,进而影响高铁酸盐生成;电流密度适当增加可促进高铁酸盐的生成,而过高会导致析氧副反应增强,抑制高铁酸盐的生成;电解液温度的增加能够提高高铁酸盐生成速率,但也会降低其稳定性;电解液浓度增加促进高铁酸盐生成的同时,阳极钝化也会逐渐严重。采用多电极电解时最优极板间距为2 cm、电流密度55 mA/cm2、温度55 ℃、电解液浓度16 mol/L,在最优条件下高铁酸盐浓度为19 mmol/L,电流效率为66%。本次研究为进一步实现高铁酸盐多电极电解制备及应用提供了理论基础。
2022, 44(4):333-342. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220702001
摘要:为了明确口罩对实际环境颗粒物的过滤防护效果,采用呼吸实境采样装置对办公室和企业车间环境进行现场分析,选用3种口罩研究口罩类型、佩戴方式、吸气速率等因素对颗粒物过滤效率和风险消减的影响。结果表明,口罩对颗粒物的过滤效率从高到低依次为:KN95口罩 > 医用口罩 > 活性炭口罩,口罩侧面泄露对口罩的防护效果具有重要影响,而吸气速率对口罩颗粒物过滤效率的影响不明显。自然佩戴口罩对车间内不同粒径颗粒物的过滤效率呈现随粒径变大而增加的趋势,佩戴KN95口罩对废塑料破碎车间粗、细颗粒物在人体呼吸系统沉积通量消减率均高于93.5%,建议工人根据车间空气状况和劳动工种合理选择不同类型的防护口罩。
2022, 44(4):343-350. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220708003
摘要:为有效实现建筑业的节能减排,实现碳达峰和碳中和,对建筑碳排放核算方法进行研究。以生命周期理论为基础建立了城市层面的建筑碳计算模型,并以上海市住宅及非住宅建筑为研究对象核算出上海市建筑领域碳排放。对比上海市住宅建筑及非住宅建筑碳排放量,研究上海市建筑碳排放趋势。研究结果表明,2010—2020年,上海市建筑领域碳排放持增长态势,其中建材生产阶段和建筑运行阶段是对建筑总体碳排放量贡献最大的两个阶段。从不同建筑材料碳排放量占比来看,钢材的碳排放量是建材碳排放量中最高的,所占比例超过了50%,其次是水泥、铝材。在建筑减碳路径方面,结合建筑各生命周期阶段的碳排放核算结果,提出了对应的减排对策。
2022, 44(4):351-356,387. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220702002
摘要:选取华东地区某给水厂生产中积累的数据建立加药量预测模型,以求在给水厂中实现混凝剂的智能投加。在数据清洗时,针对水厂运行实际情况,结合局部离群因子(LOF)算法、K最近邻插补(KNN)算法与平滑滤波算法对随机误差进行处理。同时在建模前使用灰色关联度分析评估了各原水指标与混凝剂加药量的联系,对联系较为紧密的原水指标进行混凝机理的分析。模型选用BP神经网络,并使用贝叶斯优化算法对模型的参数寻优,建立了多个模型进行评估,其中最优模型在测试集6万个样本上的平均绝对误差为3.66 L/h,结果表明最优模型能够准确预测混凝剂加药量。在此基础上,展望将建立的智能投加模型应用于水厂加药系统中,帮助水厂加药系统的智能化改造方案的实施。
2022, 44(4):357-363. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20211213003
摘要:运用固定化微生物技术制备粉煤灰?酵母菌小球,联合电动?可渗透反应墙(EK-PRB)技术,研究电压梯度和PRB材料对于Cd污染土壤修复效果的影响。试验修复周期设定为120 h,初始含水率为30%,电解液为CA和EDTA,设置6组电压梯度(1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,2.5 V/cm),进行试验得到最适合的电压梯度后,再对比PRB材料(粉煤灰?酵母菌小球、粉煤灰)的影响,共计7组试验。结果表明,电压梯度在1.0~5.0 V/cm范围内增加对Cd去除有促进作用,Cd去除率可提高23.4%,粉煤灰–酵母菌小球作为PRB材料对Cd污染土壤修复效果更好。考虑电能消耗成本与应用,选择电压梯度2.5 V/cm,PRB材料为粉煤灰?酵母菌小球,Cd去除率可达53.7%,体现了固定化微生物联合EK-PRB技术的可行性以及修复优势,为后续深入研究去除机理以及材料创新提供基础支撑。
2022, 44(4):364-367. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210524002
摘要:基于具有Hadamard缺项的特殊幂级数,研究了一类位于$\mathbb{R}^3 $中2个平行平面之间的双曲型完备极小曲面族。首先得到如下结果:若$h(z) = \displaystyle\sum\limits_{j = 1}^\infty {{a_j}{z^{{n_j}}}}$是一个具有Hadamard缺项的幂级数,其中,$z \in {\mathbb{C}}$,$j = 1,2, \cdots $,且满足给定的3个特殊条件,则对于单位圆盘 $ \Delta $内的任意发散曲线$ \gamma $,有$\displaystyle\int_\gamma {{{\left| {h'(z)} \right|}^2}\left| {{\rm{d}}z} \right|} = \infty$。同时列举出了满足上述条件的具体的解析函数,其次通过选择适当的Weierstrass表示对,并利用上述结论,构造出了位于$\mathbb{R}^3 $中2个平行平面之间的双曲型完备极小曲面族及其具体形式。
2022, 44(4):368-372. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210629005
摘要:研究了求解非线性分数阶微分方程的hp 型Legendre 谱配置法。首先提出将多分数阶微分方程转化成等价的Volterra 积分方程, 其次构造了近似求解原方程的数值方法, 最后通过数值实验说明了该算法的理论正确性以及所构造数值方法的有效性。
2022, 44(4):373-380. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210901003
摘要:对带多面体约束的非光滑复合函数问题的求解进行了研究。针对非光滑复合函数问题,首先,构造光滑函数来逼近非光滑目标函数,通过求解光滑近似问题来达到求解原问题的目的。在此基础上,考虑多面体约束的特殊结构,运用序列二次规划算法的思想,利用有效集策略,通过逐次求解一系列仅含等式约束的二次规划问题来逼近搜索方向的最优解,再通过线搜索求得步长,进而得到下一步的迭代点。最后,从理论上证明了算法的全局收敛性,并进行了初步的数值实验。将该算法与光滑序列投影收缩算法作对比,结果表明,该算法在迭代次数和计算时间上都有一定的优势。
2022, 44(4):381-387. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20211101004
摘要:为了研究光伏光热−热泵系统供热水箱与蓄热水箱大小匹配的问题,利用TRNSYS软件建立了光伏光热−热泵系统的仿真模型。利用实测数据对仿真模型进行了验证,结果表明误差均在合理值范围内,认为构建的仿真模型具有准确性和可靠性。针对100,200,300 L这3种不同容量的供热水箱,分别选取了30,60,90 L/m2的蓄热水箱来匹配各容量的供热水箱。对系统仿真模型进行了全年运行性能模拟,并选用全年?损作为评价指标对系统进行评价,模拟结果表明,对于3种不同容量的供热水箱,蓄热水箱容量皆为60 L/m2时系统全年?损值最小,推荐匹配各容量供热水箱的蓄热水箱大小为60 L/m2。
2022, 44(4):388-396416. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20211009003
摘要:针对典型电力信息系统的网络威胁定量评估问题,提出了基于网络入侵检测系统(network intrusion detection syetem,NIDS)报警信息和隐马尔可夫模型的网络威胁动态分析方法HMM-NIDS。该方法充分利用NIDS报警信息,从优先级、严重度、资产值和可信度4个方面分析NIDS报警信息,给出了报警威胁定量描述和分类方法,优化了隐马尔可夫模型中的观测矩阵;基于贝叶斯网络分析攻击成功的可信度,避免NIDS误警信息干扰;基于改进的隐马尔可夫模型,融合得到系统的动态风险量化值。基于Darpa2000实验场景模拟DDoS攻击,通过对比实验,验证了所提方法的有效性和优越性。
2022, 44(4):397-406. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210421001
摘要:为解决传统联络中心服务不同类型顾客产生的座席不平衡问题,提高联络中心的服务质量和优化顾客服务体验,通过引入部分多技能座席,在不增加座席的情况下根据队列长度与座席状态对部分多技能座席进行实时转移,考虑顾客放弃的条件下以顾客的放弃率最低为目标构建出一个新的联络中心模型。运用Arena仿真软件建立模型对新联络中心模型的整体性能进行仿真分析,并与传统模型进行对比验证其有效性。结果表明,新的联络中心模型在提高了接通率的同时减少了顾客的排队等待时间,平衡了座席的服务强度。
2022, 44(4):407-416. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210822001
摘要:针对小样本数据样本容量不足与分布不平衡的设备寿命预测问题,构建基于改进SMOTE算法与改进KNN(K-NearestNeighbor)算法联合优化模型。首先,设置噪声比例系数β排除样本数据中的噪声,随后通过类B-SMOTE(Borderline-SMOTE)算法与传统SOMTE算法结合构建改进SMOTE(ISMOTE)算法对存在分布问题的少数类样本进行新增优化,避免因为样本分布不平衡以及样本数量较少引起的偏差。其次,针对分类过程中边界模糊的样本点,通过利用粒子群算法寻求每个样本种类中心点并计算样本距离均值建立分隔阈值$ \stackrel{-}{d} $,对阈值范围内的样本点利用“投票法”判断样本种类,规避KNN算法在处理数据时因为不同种类样本混合而出现误差的问题。最后,通过利用美国卡特彼勒公司液压泵状态数据以及凌津滩水电站水导轴承振动数据进行仿真,算例证明上述两种改进算法在面对小样本不平衡设备数据时可以准确分析设备运行状态以及预测设备未来健康发展趋势。
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