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关键词： 核废料处置库   Schwartz交替法   双孔洞问题   解析解   温度场  

摘要： 合理预测并控制核废料处置库近场区域的温度场是工程中面临的重要问题。以核废料处置库温度场问题为背景，针对双孔洞的稳态温度场问题，采用偏心圆环映射理论和Schwartz交替法，获得稳态温度分布的精确解析解。首次建立了多连通域温度场解析求解的Schwartz交替法，通过孔边负值“多余温度”作用下一系列单孔温度场的求解及叠加，最终获得精确满足双孔温度边界条件下温度场解答。单孔问题求解中采用保角变换方法，将物理平面的偏心孔区域精确映射成像平面的轴对称圆环域，并结合像平面稳态温度场控制方程和“多余温度”边界条件，得到了全域内温度解析解。双孔问题温度场解析解与数值结果一致，验证了本文的理论模型和求解过程的正确性。针对核废料处置库的工程算例，基于解析解开展了参数分析，深入探究了处置库洞周温度变化及洞净距对全域温度场分布的影响。

关键词： 励磁电感   磁饱和   潜水感应电机   层微元法  

摘要： 励磁电感作为稳态等值电路中励磁支路的主要参数，其准确求解对于潜水感应电机的电磁性能分析和驱动系统设计十分重要。本文提出一种基于主、漏磁路的层微元法计算不同转差下的励磁电感：主磁路计算得到感应电势随励磁电流的变化曲线作为目标函数，漏磁路计算用于构建稳态等值电路中定子端电压表达式作为约束条件，利用约束条件在目标函数上确定励磁电感。在主、漏磁路的分析中，采用薄层微元等效理论积分，有效考虑齿槽结构、磁饱和等影响因素。本文以一台湿式潜水感应电机为例，分别采用提出的层微元法和传统磁链法进行励磁电感的解析计算，并进一步求解等值电路的稳态输出，通过样机试验以及齿磁路饱和情况下的有限元仿真验证方法的准确性。结果表明，层微元法比磁链法在齿磁路饱和时更有效的考虑铁心段的磁压降分布，励磁电感的计算更为准确，从而得出的等值电路稳态输出更接近有限元仿真结果。所提方法建立设计参数与励磁电感的直接联系，为潜水感应电机及其他各类电机的初始设计优化提供便利。

关键词： 生态系统服务   驱动因素   约束线   条件推理树   长三角地区  

摘要： 科学管理生态系统以促进多种生态系统服务的可持续供应，对于区域高质量发展具有重要意义。精准制定生态系统管理措施要求深入了解各种生态系统服务的多重驱动因素之间的交互效应及其关键影响阈值，然而当前研究对此理解有限。为此，以2020年的长三角地区为例，使用InVEST、CASA和MaxENT等模型评估研究区6种关键生态系统服务供应（气候调节、碳固定、土壤保持、产水量、粮食生产和休闲游憩）。运用约束线法分析单一驱动因素对各个生态系统服务的约束作用与关键阈值；然后，借助条件推理树进一步揭示了多种驱动因素的交互效应及其阈值。研究结果表明：（1）长三角地区的6种关键生态系统服务有显著的空间异质性并且受12个生态-社会经济驱动因素的影响，其中，气候与土地利用的影响最为显著。（2）12个驱动因素对6种关键生态系统服务呈现出4类非线性和2类线性约束作用，共识别出32个关键阈值。（3）特定自然驱动因素会在多因素交互作用下形成的阈值范围内显著影响生态系统服务，例如太阳辐射在特定降雨量（1604.6—1808.5mm）与风速（4.3—4.8m/s）的组合条件下会明显增加产水量。创新整合运用约束线与条件推理树，揭示了驱动因素的非线性作用及关键阈值，为长三角地区生态系统管理措施制定提供了方法参考与决策依据。

关键词： 地下水   金属元素   随机森林   源解析   健康风险  

摘要： 地下水金属元素污染是尾矿区最严重的环境问题之一，查明其分布特征及来源为地下水污染的精准防控提供数据和方法支撑.通过利用描述性统计和克里金插值等方法揭示研究区地下水9种金属元素（Al、Zn、Cu、Mn、Pb、Cd、Fe、Ba和As）的空间分布特征，运用随机森林模型对地下水水质进行综合评价，结合相关性分析、绝对主成分-多元线性回归模型和蒙特卡洛模拟定量解析金属元素污染来源，并针对特定来源进行健康风险评价.结果表明：①研究区部分地下水中Al、Mn、Pb、Fe、Ba和As超过《地下水质量标准》Ⅲ类标准限值，超标率从大到小为:Mn（60.94%）=Fe（60.94%）>Al（46.88%）>As（6.25%）>Pb（4.69%）>Ba（3.13%），指示Mn、Fe和Al积累最严重；②随机森林评价结果显示，研究区地下水水质主要为Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类，整体水质较差，影响地下水水质等级的最重要指标为Al、Pb、Fe和Mn，浓度总体呈现中部>南部>北部的分布规律；③地下水金属元素主要污染来源为：地质背景-工业活动、农业活动、交通排放和尾矿矿渣，其中尾矿矿渣对地下水中金属元素积累的贡献率最大（37%）；④蒙特卡洛模拟结果表明研究区地下水金属元素对成人存在致癌健康风险，对儿童存在致癌和非致癌健康风险；⑤尾矿矿渣来源是致癌风险的主要贡献者（38.5%），Cd贡献最大，地质背景-工业活动来源是非致癌风险的主要贡献者（40.6%），Al、Mn和As贡献最大.因此，针对尾矿区地下水金属元素污染问题，需要引起高度重视.

关键词： 超导电动磁浮   傅里叶级数   跑道形磁体   时域电磁力   刚度特性  

摘要： 超导电动磁浮悬浮间隙大，是目前唯一实现时速600 km载人运行的地面运载工具，更是高速轨道交通运载工具的重要发展方向之一。模型采用超导电动磁浮MLX01悬浮架的基本结构，基于傅里叶级数法建立车载跑道形线圈的空间磁场分布半解析模型，在该模型基础上，计算了悬浮架的电磁性能及刚度特性。该模型建立在三维坐标系下，在跑道形磁体外区域建立标量磁位拉普拉斯方程，并利用区域之间的边界条件得到谐波系数；采用数值计算求解表达式得到车载磁体空间磁场分布；随后，结合动态电路模型及能量法，计算了车辆在不同运行条件下的时域电磁力，通过与有限元和实验结果相比较，验证了该模型的准确性。最后，分析了超导电动磁浮的单个悬浮架的电磁力及其刚度特性；探究了速度和位置对横、垂向及旋转刚度的影响规律，分析变化趋势的原因并给出了拟合表达式。该半解析模型充分考虑了车载超导磁体的包含厚度和宽度的跑道形结构及悬浮架之间的极距，表达了悬浮架多个车载磁体的空间磁场分布；该模型和分析方法可用于含跑道形线圈的直线电机等系统的电磁分析，刚度拟合表达式可用于超导电动磁浮车辆动力学性能分析，为车辆紧固件和支撑的机械结构设计提供参考。

关键词： 螺纹桩   三维波动效应   纵向振动   解析解   复刚度  

摘要： 从三维模型出发，考虑土体三维波动效应，对黏弹性地基中螺纹桩纵向振动频域特性进行研究。基于三维波动理论建立桩周土波动方程，采用Laplace变换和分离变量的方法得到桩土完全耦合条件下的螺纹桩振动响应解。结果表明：相比忽略径向位移的计算方法，考虑土体三维波动效应的解可以兼顾土体中纵波和剪切波的波动效应，精度更高。在低频范围内，螺纹桩桩长越长，动刚度和阻尼越大，侧壁受到的侧摩阻力发挥作用越显著。螺牙间距越小，桩周土对桩基的约束作用越强，桩基的竖向承载力明显提高，螺牙的存在对螺纹桩的振动有着不可忽视的影响。