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[发明专利]基于SPH-DEM算法的土石坝漫顶溃决模拟方法-CN202311042624.5在审
发明人：向衍;苏正洋;刘成栋;杨鑫;张凯;沈光泽;孟颖;戴波;王亚坤 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
申请日： 2023-08-18 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于SPH‑DEM算法的土石坝漫顶溃决模拟方法，包括S1：建立土石坝三维模型，设定土石坝的土体基质由若干土粒子组成，水体由若干水粒子组成；S2：从微观力学角度分析漫顶过程中土粒子和水粒子微观力学作用机制，采用光滑粒子流体动力学方法与离散单元法耦合，建立基于渗流及溢流共同作用的SPH‑DEM溃坝模拟计算模型；S3：设定总时间步数，输入土石坝顶部土粒子的初始位置信息，以及土粒子和水粒子的计算参数；随着时间推移，模拟土石坝发生漫顶过程，并分析不同阶段状况。本发明从微观土水粒子力学角度分析了漫顶过程中土粒子和水粒子微观力学作用机制，同时考虑土石坝溃坝过程中渗流和溢流的影响，实现土石坝溃坝过程精细化模拟。
基于 sph dem 算法土石坝漫顶溃决模拟方法

[发明专利]大坝深水环境一体化精准定位装置与方法-CN202210560550.3有效
发明人：向衍;徐洪;张凯;杨鑫;孙伟;孟颖;张昊;陈凝 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院;南京瑞迪水利信息科技有限公司
申请日： 2022-05-23 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G01S19/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种大坝深水环境一体化精准定位装置和方法。定位装置包括：相互垂直的横向支撑部件和纵向支撑部件，横向支撑部件上设置有GPS天线、RTK电台天线、传感器箱；传感器箱内置GPS定位模块、差分信号处理模块和目标独立坐标计算模块；纵向支撑部件下部设置有浮体，浮体内部设置姿态仪；浮体下部设置水声换能器阵列，用于获取水下目标的相对坐标；目标独立坐标计算模块用于根据GPS定位模块解析的第一全球坐标、差分信号处理模块获取的坐标修正数据、姿态变化参数、GPS天线与水声换能器阵列的相对位置、水下目标的相对坐标来计算水下目标的地方独立坐标。该装置能够在大坝环境下精确定位水下目标的位置。
大坝深水环境一体化精准定位装置方法

[发明专利]一种基于粒子算法的水下定位方法-CN202210738414.9有效
发明人：向衍;苏正洋;杨海亮;王海鹏;杨鑫;王亚坤;贾坤;朱士建;孙伟;贺鹏;张玉华 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院;南京瑞迪水利信息科技有限公司
申请日： 2022-06-27 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G06F30/25 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于粒子算法的水下定位方法，水体采用光滑粒子流体动力学方法模拟，遥控无人潜水器采用一系列粒子形成的DEM单元模拟，遥控无人潜水器与水面控制单元之间的脐带缆采用弹簧单元模拟，通过采用光滑粒子流体动力学方法与离散单元法相结合，同时计算遥控无人潜水器、水流及缆线间相互动力作用，计算获得缆线及遥控无人潜水器在复杂水体环境下的实时运动位置；通过缆线实时位置计算遥控无人潜水器与水面控制单元之间的相对位置，根据水面控制单元的绝对坐标位置，实现遥控无人潜水器实时水下定位。本发明能够实现ROV水下精准定位，突破了传统需要在复杂环境下布设定位装置的局限，有效地避免了采用声学定位手段存在的信号干扰等问题。
一种基于粒子算法水下定位方法

[发明专利]一种自巡回式多功能水库水情监测装置-CN202110572889.0有效
发明人：杨鑫;沈光泽;刘成栋;张凯;向衍;王亚坤 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种自巡回式多功能水库水情监测装置，动力装置为整体装置在水库中的移动提供动力，并控制集成监测装置的竖向移动，同时通过GPS定位装置记录集成监测装置在水库中的地理坐标。集成监测装置包括浊度、电导率、流速及水深等四个监测测量模块。浊度监测模块利用感光传感器测量激光发射器产生的激光经过透镜后形成的散射光束在水中的散射程度获取水库水体浊度，电导率监测模块通过测量水库水体电阻获取水库水体电导率的监测信息，流速监测模块通过激光粒子成像技术观测水体中颗粒的位移实现对水库水体的流速监测，水深监测模块利用超声波在水中的传播特性实现水库水深监测。该装置可实现对水库水情的实时综合评价。
一种巡回多功能水库水情监测装置

[发明专利]一种全自动远程水库水情监测预警装置及其使用方法-CN202110573370.4有效
发明人：张凯;杨鑫;沈光泽;向衍;刘成栋;王亚坤 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种全自动远程水库水情监测预警装置及其使用方法，动力装置为整体装置在水库中的移动提供动力，通过控制PC机控制集成监测预警装置的三维方向移动，同时通过GPS定位装置记录集成监测预警装置在水库中的地理坐标。集成监测预警装置包括浊度、电导率、流速及静水压力等四个监测模块。浊度监测模块利用感光传感器测量激光发射器产生的激光经过透镜后形成的散射光束在水中的散射程度获取水库水体浊度，电导率监测模块通过测量水库水体电阻获取水库水体电导率的监测信息，流速监测模块通过激光粒子成像技术观测水体中颗粒的位移实现对水库水体的流速监测，静水压力监测模块利用应力传感设备实现水库静水压力监测。
一种全自动远程水库水情监测预警装置及其使用方法

[发明专利]一种土石坝坝体排水结构-CN202310144494.X在审
发明人：沈光泽;向衍;刘成栋;张凯;杨鑫 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
申请日： 2023-02-21 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： E02B7/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种土石坝坝体排水结构，包括坝体，在坝体背部隐藏安装有防渗体，在坝体顶端安装有坝顶道路，在坝体顶端安装有防浪墙，且防浪墙在坝顶道路顶端呈伸出设置。本发明借助其上排水沟实现对坝体顶部的雨水等进行排放，避免雨水渗透至坝体内，并且在坝体内底部安装有排水部件，借助排水体能够对渗透至坝体内的水源进行外排出坝体，在对水源外排中，借助反滤层实现对泥土等阻挡，避免坝体内泥土等受水源冲刷出现空洞缺失等状况，并且在拦截部件的配合下，能够对坝体上冲刷而下的泥土以及水源进行阻挡，借助拦截单元实现对泥土等的拦截，同时将水源等外排，避免坝体上出现大量泥土石缺失的状况。
一种土石坝坝体排水结构

[发明专利]一种土石坝防渗止水结构-CN202310014877.5在审
发明人：向衍;杨鑫;沈光泽;刘成栋;张凯;王亚坤 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
申请日： 2023-01-05 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： E02B3/16 文献下载
摘要：本发明属于土石坝技术领域，且公开了一种土石坝防渗止水结构，包括弱风化地基和强风化地基，所述强风化地基的顶部设有堆石层，所述堆石层的中部设有心墙。本发明通过在混凝土桩中套接金属管，且在金属管的外表面固定连通环形分布的侧管，并在金属管的内部增设滤芯套，配合心墙顶部的抽吸箱实现对连通框内部的抽吸，从而配合连通管抽吸内管中的空气，在内管内部气压减小的情况下，使得心墙内部空气吸入至侧管中，并通过滤芯套和滤孔吸入至内管中，从而通过减小心墙内部气压，使得黏土逐渐吸附靠拢，从而加强心墙的内部密度，避免松弛造成的密度减小而带来渗透情况，从而保证了使用一定年限后心墙任然可以具有良好的防渗止水效果。
一种土石防渗止水结构

[发明专利]一种溃坝生命损失动态估算方法-CN202210390138.1在审
发明人：向衍;肖海斌;刘成栋;迟福东;陈豪;管镇;孟颖;余记远;赵富刚;谭彬;苏正洋;张宇新;聂兵兵;贾坤;朱士建;贺鹏;孙伟 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院;南京瑞迪水利信息科技有限公司
申请日： 2022-04-14 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： G06Q10/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种溃坝生命损失动态估算方法，其将洪水演进区域和人口热力图区域的叠加部分作为估算区域，获取估算区域的人口热力图，以分析估算区域的人口分布以及动态变化规律，应用积分运算求得估算区域的实时人口分布，并根据洪水演进区域溃坝洪水严重程度、警报时间等指标求得风险人口死亡率，进而直接对溃坝事故进行生命损失估算。本发明能够更直观地掌握风险人口的人口分布特征和动态变化趋势，更精确地把握溃坝事故对人造成的影响；此外，本发明降低了溃坝生命损失估算时由于影响因素众多而导致的不确定性，提高了对溃坝事故造成的生命损失估算的准确度，能够为后期的救援工作的调整与优化提供参考。
一种生命损失动态估算方法

[发明专利]一种坝基预应力锚索有效拉应力测定方法-CN201910406413.2有效
发明人：陈波;鄢涛;向衍;黄梓莘 -专利权人：河海大学
申请日： 2019-05-16 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种坝基预应力锚索有效拉应力测定方法，通过对引起变形的观测资料的建模分析，从坝基水平位移统计模型中计算出坝基水平位移监测值；通过建立大坝三维有限元模型，计算出相应的坝基水平位移模拟值；采取坝基水平位移监测值与坝基水平位移模拟值相互印证的方式确定拉应力数值。测量有效拉应力时，不需要预先埋设锚索应力计，也不涉及预应力锚索的具体结构，适用更广泛的同时提高测量精度。
一种坝基预应力有效应力测定方法

[发明专利]适用于不同掺砾粒径的掺砾黏土拉伸装置及试验方法-CN202110685170.8有效
发明人：杨鑫;张凯;向衍;刘成栋;沈光泽;孟颖 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
申请日： 2021-06-21 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于不同掺砾粒径的掺砾黏土拉伸装置及拉伸试验方法，该装置包括支撑板、以及设置在支撑板上的加载模块、采集模块和单轴拉伸试验模具；单轴拉伸试验模具整体呈哑铃状，包括固定部分、受拉活动部分和位于二者之间的拉伸段部分，以及盖板，固定部分与支撑板固定连接，受拉活动部分通过拉伸杆与加载模块连接，拉伸杆上设置有应力传感器和位移传感器。该装置能够根据掺料中砾石最大直径对应试样拉伸段的宽度和高度，调整模具的宽度，实现在一个试验装置上进行不同掺砾粒径的掺砾黏土单轴拉伸试验，适应性强；充分考虑掺砾最大粒径这个因素对于掺砾黏土试样的影响，更加贴近施工现场，且在室内试验中，试样的制样及试验更加便捷。
适用于不同粒径黏土拉伸装置试验方法

[发明专利]一种水库大坝安全信息智慧感知融合预警方法及终端设备-CN202110059633.X有效
发明人：刘成栋;向衍;沈光泽;邹世平;赵建文;孙昌俊;张凯;应立锋;刘检生;王献辉;孟颖;杨鑫;陈哲;闫静;陈星;傅志敏 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院;河海大学
申请日： 2021-01-18 - 公布日： 2022-01-11 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明公开一种水库大坝安全信息智慧感知融合预警方法及终端设备，通过四种模态传感器综合监测水库区降雨量、水位、坝体压力及场景变化，形成水库大坝安全运行的全监测要素。通过对全监测要素的智慧化计算，实现对水库大坝的状态进行辨识，并对威胁水库大坝安全运行的状态进行预警。
一种水库大坝安全信息智慧感知融合预警方法终端设备

[发明专利]一种检测水下混凝土强度的水下回弹仪及其方法-CN201910496238.0有效
发明人：向衍;董朝升;陈海宽;陈中原;刘成栋;杨阳;张凯;孟颖;沈光泽 -专利权人：淮安市水利工程建设管理服务中心;水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
申请日： 2019-06-10 - 公布日： 2021-12-21 - 主分类号： G01N3/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种回弹仪，包括机壳，所述机壳的尾部设置有尾盖，机壳的前端设置有拉簧座，端盖将所述拉簧座固定在机壳的前端；机壳内部设置有中心导杆，所述中心导杆的尾端固定在导向法兰上，前端从弹击杆的后端插入，通过缓冲弹簧与所述弹击杆连接；弹击杆的前端从拉簧座的中心孔穿出；弹击杆外壁与拉簧座以及端盖的内孔壁之间的缝隙在100um至1mm之间；机壳的侧壁设置有指示弹击锤反弹最大幅度的指针结构；机壳的侧壁还设置有安装气管接口的气管接口安装孔。本发明解决常规回弹法无法检测深水环境下混凝土强度的问题，减少了大量水下钻孔取芯的工作量及对建筑物的破坏性。
一种检测水下混凝土强度回弹及其方法

[发明专利]一种土石坝绕坝及坝基渗流及渗流量实时监测装置及其使用方法-CN202110571233.7在审
发明人：向衍;杨鑫;沈光泽;刘成栋;张凯;王亚坤 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2021-09-28 - 主分类号： G01N15/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种土石坝绕坝及坝基渗流及渗流量实时监测装置及其使用方法，综合利用光纤监测技术以及电磁感应监测技术对反映土石坝绕坝及坝基渗流状态的多种参数进行监测，获得监测位置土石坝绕坝及坝基渗流状态的综合评价结果。另外，基于对土石坝坝内监测位置的长期实时监测数据，开展对土石坝绕坝及坝基渗流状态的综合分析，并根据参数监测结果对土石坝绕坝及坝基渗流状态进行预警。该装置的特点是结合光纤监测技术与电磁感应监测技术，实现对土石坝坝内监测点多种渗流参数的实时同步监测，进而完成对土石坝坝内渗流状态的实时综合评价。另外，基于对土石坝坝内多测点的长期监测数据的分析，推演临界状态参数值，发布土石坝渗流状态预警信息。
一种土石坝绕坝坝基渗流实时监测装置及其使用方法

[发明专利]一种土石坝坝内渗水监测系统及其使用方法-CN202110572771.8在审
发明人：杨鑫;向衍;刘成栋;沈光泽;张凯;王亚坤 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2021-09-28 - 主分类号： G01N15/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种土石坝坝内渗水监测系统及其使用方法，综合利用光纤监测技术以及电磁感应监测技术对反映土石坝坝内渗水状态的多种参数进行监测，获得监测位置土石坝坝内渗水状态的综合评价结果。另外，基于对土石坝坝内监测位置的长期实时监测数据，开展对土石坝坝内渗水状态的综合分析，并根据参数监测结果对土石坝坝内渗水状态进行预警。该装置的特点是结合光纤监测技术与电磁感应监测技术，实现对土石坝坝内监测点多种渗流参数的实时同步监测，进而完成对土石坝坝内渗流状态的实时综合评价。另外，基于对土石坝坝内多测点的长期监测数据的分析，推演临界状态参数值，发布土石坝渗流状态预警信息。
一种土石坝坝内渗水监测系统及其使用方法

[发明专利]基于光学成像的水下构筑物探伤方法-CN202010799539.3有效
发明人：向衍;沈光泽;陈哲;刘成栋;张凯;孟颖;沈洁 -专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院;河海大学
申请日： 2020-08-11 - 公布日： 2021-07-16 - 主分类号： G01N21/88 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光学成像的水下构筑物探伤方法，通过分析水下光学成像获得的光谱信息，提取并融合多类型特征，发现并检测水下构筑物表面缺陷位置的方法。提取水下构筑物光学成像信息的谱间方差特征、长波长光学信息局部特征、短波长光学信息全局特征，综合获取水下构筑物表面缺陷与水下构筑物本体之间的距离及表观差异，耦合形成水下构筑物缺陷的高级特征图。通过特征图计算以实现水下构筑物探伤。本发明能够在不进行成像增强和恢复的条件下，有效提取并辨识水下构筑物表面缺陷特征，从而实现准确稳定的水下构筑物探伤。
基于光学成像水下构筑物探伤方法

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