为探究多次爆破振动下陡边坡的动力响应规律及其稳定性, 以内蒙古某露天矿山陡边坡为工程背景, 采用现场监测、数值模拟、数学方法等对多次爆破载荷加载下陡边坡的位移、应力、最大剪切应变、安全系数变化规律及敏感性等进行分析。结果表明: 振速数据拟合后, 水平径向振速拟合度最高, 三向振速拟合结果的相关系数均大于0.8, 且该预测结果在爆破中近区相对误差较大, 爆破远区相对误差较小; 单次爆破工况下, 水平方向上, 炸药起爆后, 位移迅速增大并向炮孔孔壁水平位置扩展, 炮孔右侧位移在0.05 s时达到最大值, 应力呈现由上至下逐渐增大的趋势且坡脚易形成应力集中现象, 垂直方向上, 炮孔附近位移最大, 边坡整体应力分布呈现由坡面至边坡内部逐渐增大的趋势; 边坡经多次爆破后, 总体位移随爆破次数的增加而持续增长, 水平应力总体趋势为随爆破次数的增加而逐渐增, 垂直应力的峰值随爆破次数的增加总体呈震荡状态, 加速度随每次爆破冲击的作用呈持续震荡的现象, 且爆破结束后一段时间内加速度仍不为0, 爆破能量完全消散需要较长的时间; 多次爆破振动会在一定程度上持续降低边坡的安全系数, 随着爆破试验次数增加, 边坡安全系数的变化率逐步递增; 利用安全系数-正交试验灰色关联耦合分析得出, 各因素敏感性大小为: 单响装药量(X5)>总炸药量(X6)>炮孔孔距(X3)>爆距(X2)>爆破振动时间(X4)>炮孔数(X1), 表明在实际施工中, 要控制单响装药量及总炸药量, 以保证安全生产。
多次爆破 振动响应 动力响应 边坡稳定性 敏感性分析 multiple blasts vibration response dynamic response slope stability sensitivity analysis
空军工程大学装备管理与无人机工程学院, 西安 710000
针对“热保障”条件下飞机出动架次率难以测算的问题, 提出一种基于分层赋时着色Petri网(HTCPN)的飞机出动架次率仿真测算方法。首先, 根据飞机基层级维修保障工作, 建立飞机连续出动模型与保障流程; 其次, 运用Petri网理论和CPN tools软件, 构建基于HTCPN的机务保障全过程计算机仿真模型; 最后, 通过算例分析找出制约飞机出动架次率的重要影响因素。结果表明,所提方法不仅能够找出影响飞机出动的重要因素, 还能为飞机出动架次率测算提供技术支撑, 具有一定工程应用价值。
飞机出动架次率 分层赋时着色Petri网(HTCPN) 敏感性分析 仿真建模 aircraft sortie rate Hierarchical Timed Colored Petri Net (HTCPN) analysis of sensitivity simulation modeling
1 中国计量大学光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018
2 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
3 中国科学院大学光电学院，北京 100049
激光诱导损伤阈值（LIDT）是光学元件发展中不可或缺的一项重要指标，提高其测量结果的准确性仍是当前人们致力于研究的方向。基于蒙特卡罗法提出了一种损伤测试点优化分配方法，以提高LIDT拟合结果的准确性。针对测试样品有限的辐照测试面积及辐照光斑大小，模拟了一种非线性简并缺陷损伤模型，对不同通量水平下测试点变化对拟合LIDT结果的影响进行了敏感性分析。根据设定的损伤模型参数建立模型生成相关损伤数据，通过控制变量法对每次指定通量水平处的测试点数进行变更，在其余通量处测试点数不变的情况下，采用蒙特卡罗法对所有损伤数据进行多次模拟计算，绘制拟合结果均方根误差和测试点的关系曲线图。计算其相应测试点数对损伤阈值拟合结果标准差的敏感性。从而以此敏感性为权重对各通量下的测试点进行更合理的分配。结果表明，该敏感性权重法的拟合结果的标准差为0.272 J/cm2，相比于标准平均分配方法的标准差0.395 J/cm2减小了约31%。
激光诱导损伤阈值 蒙特卡罗 敏感性分析 非线性拟合 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2312004
为探寻石灰岩冲击荷载作用下数值模型参数选取的合理性, 基于Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型构建石灰岩冲击破坏数值分析方法, 同时对桐梓隧道现场钻取的石灰岩开展静力学试验, 获得了基本物理力学参数。首先通过三轴围压实验、Hopkinson压杆等实验, 获得了岩样极限面参数、压力参数和率效应参数; 然后在SHPB冲击作用下进行了LS-DYNA数值模拟和室内试验, 将两者计算结果进行了对比, 最后以动态峰值应力为目标函数, 对石灰岩HJC本构模型的21个参数进行了敏感性分析。结果表明：数值计算与SHPB室内试验取得的应力-应变曲线及破坏形态吻合度较好, 表明了石灰岩HJC本构模型参数取值的合理性; 石灰岩强度对参数fc、A、B、N较为敏感, 其强度增大或减小的最大变化率均超过10%。
石灰岩 HJC本构模型 数值模拟 SHPB试验 敏感性分析 limestone HJC constitutive model numerical simulation SHPB test sensitivity analysis
1 成都信息工程大学资源环境学院, 四川 成都 610225
2 青海省气象科学研究所, 青海 西宁 810001
冬季牧草即枯草的存量是生态补偿计算与畜牧生产科学管理的关键基础, 而对青藏高原枯草关键参数认识的不足, 直接限制了高寒冬季枯草监测研究与应用发展。 PROSAIL是一种光学辐射传输模型, 它可以定量描述植被参数与冠层反射率的关系。 利用最新版本PROSAIL模型, 结合野外实测的枯草光谱及叶面积、 叶绿素等10个性状参数数据, 模拟生成了15 000组潜在的枯草光谱数据序列。 通过冬、 夏实测枯草与绿草样方的反射光谱特征分析, 揭示了枯草在可见光波段与近红外波段与绿草的显著差异性, 描述了青藏高原冬季枯草在400~1 300 nm波段近似线性的独特光谱分布特征。 在此基础上, 提出了以红光与绿光波段差值为依据的鲜/枯草光谱区分方法, 并据此实现了15 000组模拟光谱中枯草光谱的初级与二级筛选, 建立了枯草模拟光谱数据序列集。 该模拟光谱数据序列集与实测光谱在400~2 500 nm全波段明显相关, 所有模拟谱线R2均在0.904~0.994之间, 表明该模型能够很好地模拟高寒冬季枯草的反射率光谱。 进一步采用EFAST方法, 对枯草模拟光谱数据序列进行全局敏感性分析, 识别出棕色素、 类胡萝卜素、 花青素、 叶片结构、 热点5个对枯草光谱变化不敏感的参数, 并在此基础上优化枯草敏感参数阈值区间。 最终, 以99%置信区间为标准、 余弦距离为评价函数, OFAT方式再次运行模型, 界定了枯草敏感的参数阈值: 叶面积指数阈值区间为0.2~0.89、 叶绿素含量为0~1.29 μg·cm-2、 平均叶倾角为11°~90°、 等效水厚度为0.000 1~0.005 cm、 干物质含量为0.008~0.05 g·cm-2。 通过对10个枯草性状参数及其取值区间的率定, 提出了枯草光谱关键参数数值区间参考表, 为提高对高寒冬季枯草性状特征的科学认识及探究遥感反演应用技术方法提供理论依据与基础数据。
枯草 PROSAIL模型 参数阈值 敏感性分析 青藏高原 Withered grass PROSAIL model Threshold estimate Sensitivity analysis Qinghai-Tibet Plateau 光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1144
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 广西光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004
针对平流层载荷在对地观测应用中精确获取地表温度的需求,基于SeeBor大气廓线集和MODIS分裂窗通道的参数建立了平流层仿真数据集,分析了通用分裂窗算法在平流层高度获取地物温度的有效性;开展了反演精度对观测高度、发射率、水汽含量、噪声等效温差(NETD)和光谱响应漂移的敏感性分析。仿真结果表明,算法的理论误差为0.185 K,其中发射率和NETD对反演误差的贡献最大。最后分析了不同影响因素的偏差约束需求,结果表明在发射率不确定性优于1%、NETD优于0.4 K、光谱响应漂移在-3~3 nm的条件下,温度反演精度可以实现优于2 K的水平。
光学学报
2022, 42(12): 1201001
