工程科學學報

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期刊信息

月刊，1955年創刊

ISSN 2095-9389

CN 10-1297/TF

主管單位：教育部

主辦單位：北京科技大學

編　　輯：《工程科學學報》編輯部

出　　版：科學出版社

主任委員：楊仁樹

副主任委員(主編)：吳愛祥

地　　址：北京市海淀區學院路30號

電　　話：(010)62333436

傳　　真：(010)62333436

郵發代碼：82-303

國內發行：北京報刊發行局

國內訂閱：全國各地郵局

郵　　箱：xuebaozr@ustb.edu.cn

單　　價：40元/期，全年480元

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2005年第27卷第1期

欄目

礦業與環境工程
冶金工程
材料科學與工程
裝備技術
控制與決策

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礦業與環境工程

露天礦節理巖體三維網絡模擬與概率損傷分析

王家臣, 常來山, 陳亞軍, 肖輝

2005, 27(1): 1-4. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.001

[摘要](172)

[PDF 502KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
針對鞍鋼眼前山露天鐵礦南幫節理巖體邊坡的結構特征,應用Monte-Carlo隨機模擬原理,進行南幫邊坡巖體的三維節理網絡模擬,直觀地展示了巖體的空間信息.基于巖體損傷力學的基本原理與三維節理網絡的計算機模擬技術,探討了節理巖體損傷張量隨機矩陣概率分布規律.結果表明,眼前山鐵礦南幫巖體概率損傷張量矩陣的元素均服從正態分布.

大傾角厚煤層綜放開采頂煤移動規律與破壞機理的離散元分析

王樹仁, 王金安, 戴涌

2005, 27(1): 5-8. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.002

[摘要](167)

[PDF 604KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
應用UDEC2D計算程序,對某煤礦大傾角厚煤層綜采放頂煤的空間效應及其放煤機理進行了數值模擬,揭示了在綜放開采過程中采場覆巖與頂煤的移動規律及相應的應力場、破壞場的變化特征,并對控頂區項煤的變形破壞特征及直接頂的離層跨落步距進行了分析.

基于體視化技術的礦床數據庫管理信息系統

馮超東, 楊鵬

2005, 27(1): 9-12. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.003

[摘要](212)

[PDF 453KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
討論了基于體視化技術的礦床數據庫管理信息系統的設計思想及實現技術.該系統是一個集圖形數據管理、屬性數據管理和空間數據分析為一體的管理信息系統.它利用八叉樹數據結構實現了數據的壓縮存儲;結合了傳統的MIS技術和GIS技術,實現了圖形和數據的有機結合.

采空區充填物探地雷達識別技術研究及應用

劉敦文, 古德生, 徐國元, 黃仁東

2005, 27(1): 13-16. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.004

[摘要](161)

[PDF 623KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
設計了一個由混凝土、礦粉和尾砂等材料制成的帶空洞的實驗模型.在模型的預留空洞中,分別充填水、砂、泥和空氣進行了模擬實驗,研究不同充填介質在探地雷達探測圖像中表現出的特征及差異,進而辨別不同充填介質.論述了采空區探地雷達探測原理與方法,并通過在甘肅廠壩鉛鋅礦進行現場試驗,分析、識別了采空區內充填物類型及狀態.實踐表明,應用探地雷達技術,可以高效、準確地探測采空區及其充填情況.

生物浮動床處理電廠廠區生活污水

吳根, 宋存義, 李朝海, 李明

2005, 27(1): 17-20. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.005

[摘要](199)

[PDF 511KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
利用"生物浮動床-過濾-臭氧殺菌"技術處理電廠廠區生活污水,耐有機負荷沖擊和水力沖擊的能力強,對COD_cr、氨氮、總磷有較好的去除效果.COD_cr總去除率最高可達到95%,出水COD_cr穩定在10-30 mg/L,;總磷去除率達到50%以上,出水總磷質量濃度低于0.5mg/L;對NH₃-N的去除率基本可以穩定在80%以上;濁度消減率可達到84%,細菌殺滅率大于99.9%,出水細菌濃度小于1/L.

混凝-吸附法處理垃圾滲濾液的實驗研究

張富韜, 方少明, 松全元

2005, 27(1): 21-23,113. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.006

[摘要](198)

[PDF 468KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
對混凝-吸附法預處理垃圾滲濾液進行了實驗研究.采用聚合氯化鋁作為混凝劑,最佳投藥量為500mg/L;吸附劑采用自制的改性膨潤土.結果表明,滲濾液中COD_cr的去除率可達79%,氨氮的去除率達46%,重金屬的去除率為53%-98%.

冶金工程

唐鋼二煉鐵廠使用巴西MBR塊礦的生產應用

于勇, 姚志超, 楊世山, 李士琦

2005, 27(1): 24-26. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.007

[摘要](192)

[PDF 380KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
分析了巴西MBR塊礦的礦相結構、礦物組成及冶金性能.MBR塊礦的各項冶金性能較好,與燒結礦組成的綜合爐料在高爐內的同化過程開始溫度和結束溫度均較高,但同化速度相對減慢.唐鋼二煉鐵廠的煉鐵生產實踐結果表明,適當配用MBR塊礦,高爐入爐品位上升,礦耗降低,綜合焦比下降,鐵成本降低,高爐順行狀態良好.MBR塊礦在改善高爐綜合技術經濟指標的過程中起著重要作用.

電場作用下二元液態合金中溶質活度變化理論模型

郭發軍, 李玲珍, 蒼大強, 宗燕兵, 何鵬

2005, 27(1): 27-31. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.008

[摘要](192)

[PDF 771KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
通過對Cu-0.2%Al合金施加直流、交流和脈沖電場發現,Cu液中溶質Al的活度系數隨電場強度的增加,呈不同程度的減小趨勢.為了進一步研究溶質Al的活度減小的原因,對Al-5%Cu合金在熔融狀態下進行了液態淬火.通過淬火后的金相組織觀察發現,電場作用下液態金屬的結構發生了明顯的變化,溶質在合金溶液中的分布發生了沿某一個方向聚集的現象.從而揭示了電場作用下二元系合金中溶質活度變化的本質,并在此基礎上建立了電場作用下二元系合金中溶質活度變化的理論模型.

材料科學與工程

YCo_5-xM_x(M=Fe,Ti)中合金元素擇優占位

顧剛, 倪曉東, 陳難先, 申江, 范韶蓉, 張遠政

2005, 27(1): 32-34. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.009

[摘要](177)

[PDF 388KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
利用多元晶體中原子擇優占位MBW模型和原子間相互作用勢,從原子層次對合金元素Fe,Ti在CaCu₅結構的Y-Co合金中的擇優占位進行了計算研究.計算結果表明,Fe和Ti擇優占據3g位置,與實驗結果符合.

碳、錳含量對低碳(錳)鋼過冷奧氏體形變過程中鐵素體形核率的影響

周榮鋒, 楊王玥, 孫祖慶, 何建平

2005, 27(1): 35-39. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.010

[摘要](203)

[PDF 929KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
研究了碳、錳含量對低碳(錳)鋼形變強化鐵素體晶粒數目變化的影響.結果表明,形變使低碳(錳)鋼過冷奧氏體內部形核位置增加,鐵素體形核率顯著提高,晶粒大大細化.碳、錳含量提高有利于鋼中過冷奧氏體累積變形的增加,形變強化相變晶粒細化能力增強,而碳的促進作用尤為顯著.

鋼的表面帶狀組織及其引起的冷彎裂紋

柳得櫓, 邵偉然, 孫賢文, 霍向東, 毛新平, 李烈軍

2005, 27(1): 40-44. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.011

[摘要](111)

[PDF 836KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
分析在熱軋低碳含錳鋼板上觀察到的表面帶狀組織,討論了帶狀組織形成的原因和預防方法.實驗測定了厚度為8mm與5mm熱軋鋼板冷彎時表面的局部相對伸長,通過實驗結果說明表面帶狀組織是導致鋼板出現冷彎裂紋的主要原因之一.提出了防止帶狀組織生成、避免冷彎裂紋的方法要點.

反應物中氧化劑和摻雜劑濃度對聚苯胺性能與結構的影響

康茹珍, 楊善武, 賀信萊, 蔡強

2005, 27(1): 45-49. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.012

[摘要](172)

[PDF 730KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
采用紅外光譜、X射線衍射、透射電子顯微術結合電導率測量,研究了以過硫酸銨為氧化劑,十二烷基苯磺酸為摻雜劑,通過乳液聚合法合成的聚苯胺的性能與結構.實驗中發現:聚苯胺的電導率隨合成時氧化劑、摻雜劑與苯胺相對比例的改變而發生明顯變化,并在某一比例達到峰值,同時伴隨有紅外光譜某些特征峰峰位與峰高的相對變化,而晶化程度也隨合成條件不同而呈現差異,性能最佳的聚苯胺的微觀形貌呈纖維狀,對應于最大的晶化程度,接近于中間氧化態.這些結果表明:氧化與摻雜條件的變化影響到聚苯胺中苯環與醌環的相對比例、聚苯胺鏈的排列有序度,而這些也是影響聚苯胺電導率的重要因素.

Al-1%Si單晶制備工藝及微觀組織分析

陳亞軍, 陳琦, 王自東, 胡漢起

2005, 27(1): 50-54. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.013

[摘要](138)

[PDF 1241KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
在自制的真空熔煉、氬氣保護下拉式連續定向凝固設備上成功制取了具有單晶組織的φ8mm Al-1%Si合金棒材,并對其組織演變過程及穩定性進行了研究.分析了定向凝固過程中,硅顆粒在單晶組織中的分布形態,提出了使硅固溶或彌散均勻分布于鋁基體中的措施.

粉末的物理性能對熱噴涂涂層的影響

陳國安, 顏永根, 楊王玥, 孫祖慶

2005, 27(1): 55-60. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.014

[摘要](154)

[PDF 933KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
在SUS316L不銹鋼基體上,采用HVOF和DGS兩種不同的工藝方法,分別噴涂WC-12Co和FeAl涂層,觀察WC-12Co和FeAl粉末的顆粒形貌、粒度組成以及DTA,研究它們對熱噴涂涂層質量的影響.通過表面粗糙度、顯微硬度、形貌相以及X射線衍射譜等分析表明,球化程度高,顆粒大小均勻的粉末可使涂層的組織均勻,致密性好,結合強度高.采用HVOF方法噴涂WC-12Co涂層的質量最好,而采用DGS工藝噴涂FeAl涂層的工藝參數還有待于進一步優化.

深沖板St15再結晶退火過程織構演變

孫景宏, 劉雅政, 周樂育, 屠永剛, 佟強, 郭燕昌

2005, 27(1): 61-64. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.015

[摘要](190)

[PDF 446KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
運用電子背散射花樣技術(EBSP)對本鋼深沖板St15再結晶退火過程中的織構演變規律進行了研究.當加熱速率為30℃/h時,深沖板St15再結晶開始溫度在560℃左右,再結晶完成時間約為2h,最強織構組分為{100}<110>.隨著溫度的升高,深沖板St15的γ纖維織構,尤其是{111}<112>織構有所增強.當保溫溫度為700℃,隨保溫時間延長,深沖板St15的{111}<110>織構明顯增強,4h后{111}<112>織構開始逐漸增強,到13h時,獲得理想的退火織構.

小變形擴散-軋制生產蜂窩復合板中的助復劑

劉靖, 韓靜濤, 符定梅, 王江

2005, 27(1): 65-67. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.016

[摘要](191)

[PDF 483KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
助復劑的選擇與配制是小變形條件下采用擴散-軋制法生產復合鋼板的關鍵問題之一.為了開發一種適用于碳鋼,并在低中溫(<850℃)條件下使用的助復劑,研制了一種以銅為基體元素,鋅為主要合金元素,錳為主要添加元素,再加入少量的硅、錫、鎳、微量的硼和稀土的助復劑,對其成分配比進行了設計并在冶煉過程中對鋼板進行了涂鍍.掃描電鏡及軋制結果表明,助復劑與鋼板接合處發生了原子之間的擴散,界面結合較好,助復劑厚度達到后續小變形軋制復合的要求.

雙相不銹鋼超塑性變形機理

張沛學, 任學平, 謝建新, 張炳哲, 韓文殿, 宋杰

2005, 27(1): 68-71. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.017

[摘要](158)

[PDF 937KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
從材料的晶體結構出發,研究了雙相不銹鋼超塑性變形的機理.利用背散射電子衍射花樣分析系統(EBSD),獲得了雙相不銹鋼變形過程中的ODF圖、極圖和取向與轉軸分布等晶體取向分布規律.結合透射電鏡對微觀組織的觀察結果進行了綜合分析.研究表明,雙相不銹鋼超塑性變形的機理為形變誘導析出和動態再結晶、晶界滑移以及變形中的晶粒轉動.

TSCR工藝生產IF鋼相變及組織演變規律

熊雪英, 于浩, 康永林, 劉曉, 方圓

2005, 27(1): 72-74. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.018

[摘要](169)

[PDF 661KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
采用Gleeble-1500熱模擬試驗機,研究了薄板坯連鑄連軋工藝條件下(TSCR)無間隙原子鋼(IF鋼)的動態連續冷卻轉變規律,并分析了其組織演變規律.研究表明:Ti-IF鋼的相變開始溫度隨著冷卻速度的增大而下降,即Ar3降低,有利于低溫終軋,并獲得性能良好的IF鋼.同時IF鋼的硬度值隨著冷卻速度的增大而增大,冷卻速度從1℃/s變化到30℃/s時,HRB從53.4增加到68.3,即其強度隨冷卻速度增大而增加.

800MPa級低合金高強度鋼低周疲勞性能

王建國, 楊勝利, 王紅纓, 康永林

2005, 27(1): 75-78. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.019

[摘要](205)

[PDF 753KB](12) [施引文獻] ()

摘要:
對利用馳豫-析出-控制相變(TMCP+RPC工藝)技術獲得的800MPa級超細晶粒低合金高強度鋼的低周疲勞性能進行了測試,并對其循環特性和疲勞斷口進行了觀察和分析,發現該材料為循環軟化,而且隨著應變幅的提高,材料的軟化速率逐漸增大.對材料的疲勞斷口觀察表明,疲勞裂紋起始于試樣表面,沿斷口周邊分布,呈多源性特征.

熔融碳酸鹽燃料電池新型陰極材料的耐蝕性能

陳大英, 李福燊, 王新東, 李麗芬

2005, 27(1): 79-81. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.020

[摘要](161)

[PDF 367KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
通過對幾種新型的鈣鈦礦結構材料在熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)熔鹽電解質(Li_0.62K_0.38)CO₃中的耐蝕性能的研究,探討了這些材料用作MCFC陰極的可行性.研究表明:SrFe_0.5Co_0.5O₃雖然有著優良的混合導電特性,但在高溫熔鹽中腐蝕嚴重;La_0.8Sr_0.2MnO₃La_0.8Sr_0.2Ce_0.1Mn_0.9O₃和La_0.8Sr_0.2Ni_0.1Mn_0.9O₃在高溫熔鹽中嚴重鋰化,且Sr大量溶解;而經Li₂O摻雜的LaMnO₃(Li與La的摩爾比為1:1),在高溫熔鹽中的穩定性良好.

Li₄Ti₅O₁₂作為鋰離子電池負極材料電化學性能

高玲, 仇衛華, 趙海雷

2005, 27(1): 82-85. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.021

[摘要](165)

[PDF 597KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
采用固相法合成了鋰鈦復合氧化物Li₄Ti₅O₁₂研究了保溫時間對其結構及電化學性能的影響.結果表明,保溫時間為2,4h時樣品的循環性能比較好,在80mA/g充放電下,30次循環后的比容量可高達159mAh/g.

微波合成鋰離子電池正極復合材料LiFePO₄/C電化學性能

李發喜, 仇衛華, 胡環宇, 趙海雷

2005, 27(1): 86-89. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.022

[摘要](157)

[PDF 606KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
采用微波合成技術合成鋰離子電池正極材料LiFePO₄,并進行碳摻雜,合成出復合材料LiFePO₄/C.通過XRD,SEM和恒電流充放電實驗,研究了材料結構形貌和電化學性能.結果表明,摻碳量4%時,采用40mA/g進行充放電,材料比容量可以達到109mAh/g,高倍率性能也有一定程度的提高.

裝備技術

工作輥輥形對鋁箔板形影響的有限元分析

劉華, 吳斌, 何安瑞, 楊荃, 陳長科

2005, 27(1): 90-93. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.023

[摘要](167)

[PDF 449KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
將鋁箔軋機輥系及軋件統一考慮建立了有限元分析模型,分別計算了在冷輥(開始軋制)和熱輥(穩定軋制)狀態下,不同工作輥輥形的輥縫及軋制壓力的軸向分布,分析了工作輥輥形對鋁箔板形的影響.建議鋁箔軋制時上工作輥采用AFW輥形,下工作輥采用平輥的工藝制度.

兼顧板形的熱連軋機負荷分配的優化

羅永軍, 王長松, 曹建國, 金麗娜, 姚耕耘

2005, 27(1): 94-97. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.024

[摘要](176)

[PDF 445KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
針對熱連軋過程中板形板厚綜合控制問題,提出了兼顧板形的負荷分配方法,并且使用免疫遺傳算法進行了參數優化.實驗數據對比分析表明,該方法是有效的,能夠實現板形板厚的綜合控制.

CBR及KDD技術在中厚板軋制負荷分配建模中的應用

馬當先, 穆志純, 王紹波, 王長松

2005, 27(1): 98-101. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.025

[摘要](139)

[PDF 562KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
針對中厚板生產產品規格變化大、軋制條件復雜等特點,提出一種基于案例推理的負荷分配模型,并應用數據庫中的知識發現技術進行案例修正,使模型更符合實際軋制情況.

凸輪-連桿組合機構設計系統

劉芳, 于曉紅, 邱麗芳, 王小群

2005, 27(1): 102-104. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.026

[摘要](220)

[PDF 453KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
將計算機輔助設計技術、網絡技術與機構設計相結合,以組合機構的尺寸綜合理論為基礎,以機構最小尺寸為優化目標,采用Java作為開發語言,應用模塊化的面向對象的設計方法,研制開發了凸輪一連桿組合機構網上設計系統.

石油套管螺紋聯接仿真與接箍起始斜度優化

吳迪平, 臧勇, 秦勤, 關大新

2005, 27(1): 105-108. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.027

[摘要](139)

[PDF 495KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
針對API 8牙圓螺紋石油套管接頭建立了軸對稱有限元分析模型,分析了機緊狀態下不同參數接頭的典型應力應變及接觸行為規律.通過對接箍起始斜度的優化研究發現,接箍最佳起始斜度為50-55°.該結果成功地應用于生產實際.

小麥流態化干燥實驗關聯式及在熱泵流化床谷物干燥中的應用

向飛, 楊晶, 王立, 童莉葛

2005, 27(1): 109-113. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.028

[摘要](213)

[PDF 543KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
基于流化床干燥理論,采用熱風循環充分的電熱烘箱作為干燥器,對小麥進行了一系列的薄層干燥實驗研究,模擬小麥流態化干燥過程,總結出適用于流化床小麥干燥時間預測的經驗回歸公式.開發了熱泵流化床谷物干燥實驗系統,并將小麥干燥的經驗回歸公式應用于此實驗臺的干燥實驗過程.結果表明,小麥干燥經驗回歸式可用于預測小麥在流態化條件下的干燥時間,所開發的熱泵流化床谷物干燥裝置經濟性合理,有市場應用前景.

控制與決策

鐵精礦品位優化通用系統

李克慶, 秦元萍, 劉保順, 袁懷雨

2005, 27(1): 114-118. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.029

[摘要](121)

[PDF 567KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
在對影響鐵精礦品位的主要工藝技術進行系統分析的基礎上,提出了綜合考慮技術和經濟因素、建立動態模型、采用多目標決策技術優化鐵精礦品位的基本思路和方法,介紹了基于該方法的鐵精礦品位優化系統的設計方法和基本功能,并通過實例說明了該系統主要的實施步驟.

監控AGC系統的智能PID控制策略

于麗杰, 王京

2005, 27(1): 119-122. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.030

[摘要](207)

[PDF 423KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
為了解決帶有純滯后的監控AGC系統的控制問題,提出了基于RBF神經網絡的PID控制器與Smith預估器相結合的智能PID控制系統,并對傳統監控AGC、應用Smith預估器的監控AGC及應用智能PID控制的監控AGC系統進行了仿真.結果表明,應用智能PID控制的監控AGC系統收斂速度明顯加快,適應能力與魯棒性比常規PID控制要好.

基于人工免疫的RBF神經網絡在鋼筋性能預報中的應用

周穎, 鄭德玲, 王英, 鞠磊

2005, 27(1): 123-125. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.031

[摘要](169)

[PDF 383KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
提出了一種基于免疫識別原理的徑向基函數神經網絡學習算法.該算法利用人工免疫系統的識別、記憶、學習等原理,將輸入數據作為抗原,抗體為抗原的壓縮映射作為徑向基函數神經網絡模型的隱層中心,輸出采用最小二乘法確定權值.通過預報熱軋帶肋鋼筋力學性能的仿真實驗結果表明,與K-均值法選擇中心點比較,該算法計算量較小,精度高.

基于主成分分析的核Fisher判別方法在油水識別中的應用

徐正光, 王淑盛, 劉冀偉, 王志良, 史立峰

2005, 27(1): 126-128. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.01.032

[摘要](171)

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摘要:
根據測井數據結構復雜和交集嚴重的特點,將主成分分析思想應用到剔除奇異點和尋找兩類樣本的交集中,并在交集中應用核Fisher判別方法,進行油水判別,彌補了Fisher線性判別方法的不足.通過將主成分分析和核Fisher判別方法這兩種理論有機的結合起來,提高了利用測井數據識別油水層的鑒別能力,實際應用中證明了本方法的實用性和有效性.