mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于改进Cascade R-CNN的典型金具及其部分缺陷检测方法

输电线路中典型金具及其缺陷的检测是非常重要的巡检任务。针对由于金具尺度变化大且部分金具为小尺度目标进而导致金具检测精确度低的问题,提出了一种基于改进级联区域卷积神经网络(cascade region convolutional neural networks,Cascade R-CNN)的典型金具及其部分缺陷检测方法。在Cascade R-CNN模型的基础上,采用递归特征金字塔结构进行特征优化,纵向优化层级高级语义特征,横向反馈连接增益主干网络特征图;同时提出使用神经架构搜索(neural architecture search,NAS)获取空洞卷积的空洞率来扩大感受野的方式使卷积对多尺度金具特征提取更有效。实验结果证明:提出的递归特征金字塔与NAS搜索空洞率的空洞卷积相结合改进Cascade R-CNN的方法,在一定程度上解决了金具检测精确度低的问题。其中性能指标值提高了6.72%,最高检测精确度达到了92.34%。该研究为进一步对典型金具进行故障诊断,实现智能巡检奠定了良好的基础。
温度梯度下直流套管内绝缘结构优化设计

高压直流干式套管由于其运行过程中芯子载流发热,在芯子内外产生较大的温度梯度,致使电场发生翻转现象,使得最外侧极板处场强远大于绝缘结构设计场强。为此,以±800 kV换流变压器干式套管为研究对象,采用电容芯体常用的圆锥模型,利用多物理场耦合软件对温度场电场分布进行求解,并通过对仿真结果的分析,提出电容芯子的优化设计方案,通过降低最外层极板处的绝缘结构设计场强,降低温度梯度下最外层极板处的电场强度。研究发现:圆锥模型中极板长度随径向尺寸的减小,会导致温度梯度下电场翻转程度在径向尺寸上的逐渐增大,电场梯度在径向尺寸上呈现线性增大趋势;随着温度梯度增大,电场梯度在径向尺寸各处均有一定程度的增大,且增大程度相近,表现为电场梯度分布曲线整体向上平移;通过调整电容芯子设计中的最外层极板与最内层极板半径的比值ξr和极板长度的反比值ξl,适当增大ξr/ξl,可以降低空载时最外层极板处电场强度,从而降低温度梯度下出现在最外层极板处的最大场强;当ξr和ξl分别为4.8和3.6时,电容芯子体积最小,5 kA载流量时的最大电场为4.58 kV/mm。
考虑冰风耦合作用的输电导线脱冰动张力及参数影响分析

导线覆冰脱冰过程产生的动张力可能会导致断线及倒塔等事故发生,从而危及电力传输。导线脱冰引发的最大动张力,不仅由冰载的突然释放决定,还可能受到风的耦合影响,特别是对于大风区输电线路。为此研究了风的作用(包括水平和竖向脉动风荷载)和脱冰对导线动张力的耦合影响。通过高频天平测力风洞试验获得了不同厚度新月形覆冰导线的气动力系数。开展了某实际高压输电线路脱冰动力响应的仿真分析,研究风攻角、风速及冰厚等参数对导线脱冰最大动张力的影响。提出了考虑冰风联合作用的动张力风载放大系数μ,并分析了该系数的参数敏感性,在此基础上给出了导线脱冰最大张力的计算式,可供设计应用。研究表明:风载对导线脱冰动张力的影响很大程度上取决于风攻角,风速和冰厚;忽略风载和脱冰的耦合效应会导致导线脱冰最大动张力的低估,尤其是在70°~150°风攻角下;提出的动张力放大系数μ能够考虑风载对脱冰动张力的影响,弥补了现有规范中关于导线脱冰张力计算上的不足。
基于对地参数双端测量及闭环控制的配电网柔性接地有源消弧方法

针对中性点经消弧线圈接地配电网发生单相接地故障后故障电流难以全部补偿、消弧效果不佳的问题,提出了一种基于对地参数双端测量及闭环控制的有源消弧方法,通过向配电网中性点注入一工频电流来实现故障消弧。所提出的对地参数双端测量法以柔性接地装置的注入变压器为注入端注入一特征频率电流,以消弧线圈内部电压互感器为返回端测量空载电压,实现了配电网对地参数测量。该方法考虑了消弧线圈阻尼电阻,且消除了注入变压器漏阻抗对测量精度的影响,从而消除了传统对地参数测量方法在建模和原理上存在的误差。进一步设计了电流闭环控制方法,由测得的配电网对地参数计算得到注入电流的参考值后,通过比例谐振(proportional resonance,PR)控制器校正注入电流实际值与参考值的差值,再经L型滤波电路后注入配电网中性点,有效抑制故障相电压为0。仿真和实验结果证明了所提方法精度高、响应速度快,可实现接地故障快速可靠消弧,且适用于不同过渡电阻的故障情况。
逆变侧交流线路单相自适应重合闸的适用性分析与改进策略

由于高压直流输电的换相失败问题以及直流控制系统的非线性响应,逆变侧交流架空输电线路发生单相接地故障后的电气量特征与纯交流系统不同。逆变侧交流架空输电线路单相跳闸后换流母线非故障相工频电压幅值、输电线路电流幅值和相位仍有短时波动,而纯交流系统中几乎无波动。分析了逆变侧交流系统电气量特征对单相跳闸后断开相恢复电压的影响。在此基础上,研究了传统单相自适应重合闸判据在逆变侧交流架空输电线路中的适用性。研究发现,由于断开相工频恢复电压在跳闸初期的波动,部分传统判据无法准确识别故障性质。针对这一问题,提出了适用于逆变侧交流架空输电线路的单相自适应重合闸判据改进策略。基于PSCAD/EMTDC的仿真数据验证了所分析的正确性及改进策略的有效性。
基于改进分数Poynting-Thomson模型的油纸绝缘受潮状态评估

为实现对油纸绝缘设备受潮状态的量化评估,结合分数元的概念,建立了考虑直流电导率的改进分数Poynting-Thomson(P-T)模型。首先制备了5组不同水分质量分数的油纸绝缘样品,并测量了受潮样品的频域介电谱;然后采用改进分数P-T模型和改进Cole-Cole模型对介电谱进行拟合,分析了不同受潮样品与改进分数P-T模型参数的关系,并通过仿真研究了模型参数对频域介电谱的影响;最后结合实例验证了该评估方法的准确性。研究表明,改进分数P-T模型对不同受潮程度的油纸样品的频域介电谱拟合精度更优,且随着油纸样品水分质量分数的增大,模型参数εb、直流电导率不断增大,参数εa、弛豫时间常数逐渐减小;εa、εb、直流电导率与水分质量分数呈幂次关系,弛豫时间常数与水分质量分数具有线性关系,因此能够定量表征油纸绝缘设备的受潮状态。
外电场下硅橡胶分子微观参数对陷阱形成及沿面放电的影响

强电场下的沿面放电现象主要是由电子引起,它与固体介质内部形成的陷阱紧密相关。采用密度泛函理论,从原子分子层面探讨了甲基乙烯基硅橡胶在外电场下的结构、前线轨道能级、激发态等参数对陷阱的形成以及沿面放电的影响。结果显示,甲基乙烯基硅橡胶分子的最低未占据轨道与原子电荷布居反映出分子中乙烯基区域逐渐演变为电子陷阱,且随电场的增加陷阱逐渐加深;乙烯基区域的亲电活性使陷阱捕获的电子相对较活泼,在沿面放电过程中,该区域积聚的电子由于活性较强会促进电子崩的发展;甲基乙烯基硅橡胶分子的激发能下降,使分子内部的电子变得容易被激发,其中乙烯基区域是主要激发区域,该处电子在激发后的反激励过程中会发出光子,容易造成表面气体分子的空间光电离;分子中部分Si—O键与C—H键的键级随外电场增加逐渐降低,分子易出现断键产生自由基,而自由基与气体分子电离后产生的自由电子,二者容易转为等离子体从而导致电子崩的发生。
基于匹配策略和社区注意力机制的法律文书命名实体识别

根据司法案件文书中实体名长度较长以及实体间的关联性较强这一特点,该文提出了一种利用最大正向匹配策略和社区注意力机制(FMM-CAM)的法律文书命名实体识别方法。该方法利用最大正向匹配策略,优先获得法律文书中每个字对应的较长的匹配词,将匹配词按字在词中的位置划分到B、M、E、S四个匹配词社区,并利用社区自注意力机制获取不同匹配词之间的关联性权重信息。具体过程利用BERT和Word2Vec的字表示,将字和匹配词社区压缩后的匹配词进行向量拼接,输入到一个BiLSTM中获得句子的语义表示,再利用CRF将句子进行解码,得到最优标签序列。实验结果表明,该文提出的方法可以对法律文书中的证据名、证实内容和卷宗号等实体边界进行有效确定。
水环境中锰的迁移转化机理及其研究进展

锰的生物地球化学循环主要是在溶解性的Mn(Ⅱ)与不溶性的Mn(Ⅲ,Ⅳ)氧化物或氢氧化物之间的转换,一定条件下Mn(Ⅲ)及其配合物在循环过程中也扮演了重要角色。锰在水环境中的迁移与转化过程主要受氧化还原控制,pH对锰的迁移转化也有重要影响。水体呈还原状态时,锰在水中主要为Mn(Ⅱ)价态,存在形态根据pH不同主要以溶解态的Mn~(2+)[六水合Mn(H_2O)_6~(2+)]和MnHCO_3 +等离子形态分布于水体及沉积物中,Mn(Ⅱ)亦可与有机和无机配体形成溶解性配合物。水中溶解的Mn~(3+)可以在Mn(Ⅳ)的还原或Mn(Ⅱ)的氧化过程中作为中间产物产生,但Mn~(3+)离子不稳定,容易歧化为Mn~(2+)和MnO_2。水体中稳定存在的Mn(Ⅲ)一般以非溶解态的含Mn(Ⅲ)的矿物形式或以溶解态的配合物Mn(Ⅲ)- L形态存在。颗粒锰(Ⅲ,Ⅳ)氧化物(MnO_x,x≈1.8~2)是水环境中最强的氧化剂之一,可以将水环境中的有机质氧化分解。高价锰氧化物和Mn(Ⅲ)在水质处理过程可作为氧化剂,氧化分解有机物等还原性物质。锰的氧化还原过程可能是通过化学过程或微生物代谢参与过程来实现的,并且锰的氧化还原与沉淀溶解对天然水环境与水质化学特性有极为重要的影响。
利用邻接结构熵确定超网络关键节点

识别网络中的关键节点对研究网络的拓扑结构及功能特性具有重要的实际应用价值。基于超图的超网络拓扑结构为超图,由于超图中的超边可以包含任意数量的节点,使得超网络能够清晰明了地表达出多元、多维、多准则的复杂关系。为了更好地挖掘超网络中的关键节点,基于超图理论及性质,提出超图中的邻接结构熵识别超网络中的关键节点,该方法通过研究节点及其直接与间接节点间的关系,利用节点信息熵刻画不同节点在超网络中的重要性。其优势在于不仅考虑了超网络中节点自身的性质,也融合了邻居节点的影响力,且由于该算法只利用节点的局部属性,故其复杂度较低。并通过对科研合作超网络进行的实证分析,结果表明邻接结构熵能够准确有效地识别超网络中的关键节点,为今后研究超网络中的关键节点以及研究超网络的拓扑结构提供一定的借鉴和参考。
基于SOLOv2与点云空腔特征的奶牛瘤胃充盈度自动评分方法

瘤胃充盈度评分是反映奶牛个体采食量与能量摄入状态的直观指标,为实现奶牛瘤胃充盈度的自动评分,该研究提出了一种基于SOLOv2网络和空腔特征的瘤胃充盈度自动评分方法,首先对获取的奶牛背部深度图像进行预处理以提取目标奶牛;其次利用SOLOv2实例分割网络对奶牛瘤胃区域进行分割以获取瘤胃区域点云,将其投影至X-Z平面内采样得到二值图像,通过形态学处理得到空腔结构特征图;最后构建分类模型对特征图像进行分类以实现瘤胃充盈度的自动评分。试验结果表明,主干网络为ResNet-101-FPN时SOLOv2模型对测试集图像分割的平均精度达到86.29%,瘤胃充盈度自动评分的精准识别率为85.77%,评分误差在1以内的样本达到99.9%,平均识别速率为5.5帧/s,并对肥瘦程度不同的奶牛具有较强的鲁棒性。该方法可实现规模化养殖中奶牛个体瘤胃充盈度的无接触评定。
太阳能光伏暗管排水系统能力提升

针对现有太阳能光伏暗管排水系统排水能力不足的问题,该研究以宁夏银北灌区平罗县六中乡太阳能光伏暗管排水系统为例,通过该系统控制区域排水量、集水井和排水沟水位、地下水位埋深等的试验监测,分析了现状系统排水能力和虹吸辅助排水的可行性,计算了虹吸辅助排水能力,探讨了该系统排水能力提高方法。结果表明,现有太阳能光伏暗管排水系统排水能力受限,排水率小于等于0.49 mm/d,远小于银北灌区控制盐渍化要求的排水率1.5 mm/d;夜间集水井水位恢复到接近地下水位,并且高于邻近排水沟水位,井沟之间呈现正向水位差达0.3 m以上,对于已建太阳能光伏暗管排水系统,为节省投入成本,提出夜间采用虹吸管辅助排水提高现有系统的排水效率,虹吸管直径在0.09 m左右,夜间排水量即可与白天太阳能光伏水泵的抽水量相当;对于新建太阳能光伏暗管排水系统,增设集水井与邻近排水沟之间的水平连通管,实现夜间自流排水。该研究成果可为太阳能光伏暗管排水系统的推广应用提供技术支撑。
激光雷达实时提取甘蔗垄间导航线

针对高地隙底盘悬挂机具田间作业存在车轮压苗严重的现象,该研究以甘蔗为研究对象,提出一种基于固态激光雷达的作物行垄间导航线实时提取方法。首先通过三维激光雷达(Light Detection And Ranging,LiDAR)实时获取高地隙底盘正前方甘蔗行点云,利用点云变换、直通滤波和半径滤波对点云进行预处理,获取作物行点云数据;然后提出基于感兴趣区域(Region Of Interest,ROI)的导航线实时提取算法,对预处理后的首帧点云进行处理,标定ROI;最后在ROI中进行作物行识别和导航线提取。田间试验表明,该算法有很好的鲁棒性,能够适应甘蔗垄间低遮挡与高遮挡环境,且在断垄的情况下依然可以提取导航线,高地隙底盘速度为0.5和1.0 m/s的工况下,该算法与人工提取的导航线平均误差不超过1.213°,导航线提取总体准确率不低于93.2%,处理一帧10 m×5 m的点云平均耗时不超过22.5 ms。该算法能够为田间管理机械垄间对行行走提供可靠、实时的导航路径。通过与机器视觉算法对比,证明了该算法的优越性。该算法相比于机器视觉算法提取导航线的平均误差角降低2.832°,准确率提高44.7个百分点,平均耗时减少175.9 ms,该算法在导航线提取平均误差角、准确率和处理时间上均优于机器视觉算法。
江苏沿海垦区暗管排水对冬小麦产量的影响模拟

江苏沿海垦区农田地下水位埋深较浅,冬小麦生长易受到渍害的影响;为探究不同暗管排水条件影响下冬小麦产量的变化,该研究根据在江苏东台试验站实测的气象、土壤、地下水埋深等数据,联合运用田间水文模型DRAINMOD和作物模型AquaCrop模拟不同暗管排水条件对冬小麦产量的影响。结果显示:DRAINMOD模型可准确模拟研究区地下水埋深变化,与作物模型AquaCrop联合使用,可以更好地预测不同水文年排水条件对冬小麦生长情况的影响;一般年份及湿润年内,涝渍胁迫是影响研究区冬小麦产量的主要因素;在冬小麦生长季降渍保证率达到85%的条件下,排水暗管的最优布局为埋深1.5 m、间距20 m左右,以此可实现研究区较为理想的小麦生产目标。研究可为当地暗管排水系统建设及农业生产提供理论依据和技术支持。
带可调导叶的双向潜水贯流泵装置水力性能

为提高双向潜水贯流泵装置正反向运行时的水力性能,该研究提出在叶轮前后布置可调导叶,并通过模型试验和数值模拟的方法研究其水力性能,对比灯泡前置和灯泡后置性能差异。研究结果表明:采用可调导叶的双向潜水贯流泵装置兼顾正、反向性能,灯泡前置和后置最优导叶角度分别为12°和20°,最高效率分别为67.9%和66.5%,最高效率点流量约为0.285和0.265 m~3/s,灯泡前置时装置效率更高。通过导叶调节,灯泡前置式效率提高约7个百分点,灯泡后置效率提高约6个百分点。就叶轮性能而言,灯泡后置式的叶轮扬程和效率要高于前置式,在灯泡前置和后置最高效率点附近叶轮扬程和效率相差较小,装置性能差异主要由过流部件损失造成。灯泡前置的最小损失小于灯泡后置,灯泡前置式在大流量时损失小于灯泡后置式,在小流量时则要大于灯泡后置式,使得灯泡前置式高效区向大流量偏移。与目前采用常规导叶的双向贯流泵相比,可调导叶可明显提高反向运行时的水力效率,对双向泵站的建设具有较大的工程意义。
InAlAs浓度对In_(0.83)Al_(0.17)As/In_(0.83)Ga_(0.17)As红外探测器特性的影响

红外探测器的性能受内部结构各层掺杂浓度的影响,而倍增层掺杂浓度会明显改变器件的性能。为了降低暗电流,提高器件性能,采用三元化合物In_(0.83)Al_(0.17)As作为倍增层材料,借助仿真软件Silvaco详细研究了In_(0.83)Al_(0.17)As/In_(0.83)Ga_(0.17)As红外探测器的倍增层掺杂浓度对器件电场强度、电流特性和光响应度的影响规律。结果表明,随着倍增层掺杂浓度的增加,器件倍增层内的电场强度峰值增加,同时,器件的暗电流与光响应度减小。进一步研究发现,当倍增层掺杂浓度为2×10~(16) cm~(-3)时,器件获得最优性能,暗电流密度为0.621 44 A/cm~2,在波长为1.5 μm时,光响应度和比探测率分别为0.954 4 A/W和1.947 5×10~9 cmHz~(1/2)W~(-1)。
投影系统中DMD衍射效率的研究

数字微镜阵列(DMD)作为空间调制元件常用于投影光学系统,入射光为长波红外时产生的衍射效应会影响进入系统的能量分布,该文主要讨论光源入射角度对衍射效应的影响,将DMD作为闪耀光栅模型,研究其在长波红外波段产生的衍射效应。从光程差的角度分析在主、副对角线分别处于"开态"情况下的衍射效应,发现衍射效应与入射角度有关;将DMD作为闪耀光栅模型,采用矢量衍射理论计算7.7 μm~9.5 μm波段下DMD处于"开态"下的衍射效率。计算结果表明:当TM偏振光以44°角照射时,1级衍射达到闪耀状态,衍射效率可达到70%。
拇长屈肌腱转移软组织平衡技术治疗幼儿Wassel Ⅳ-D型多拇

目的探讨拇长屈肌(flexor pollicis longus,FPL)肌腱转移软组织平衡技术治疗幼儿Wassel Ⅳ- D型多拇的疗效。方法回顾分析2017年1月—2021年1月符合选择标准的14例Wassel Ⅳ-D型多拇患儿临床资料。其中,男5例,女9例;年龄18~35个月,平均21.6个月。左侧10例,右侧4例。术中桡侧拇指切除后,将其FPL肌腱转移重建尺侧拇指软组织平衡。采用尺侧拇指指间关节(interphalangeal joint,IP)和掌指关节(metacarpophalangeal joint,MCP)被动屈曲、伸直活动度及骨关节力线(偏斜角度),以及重建拇指甲板宽度及IP水平周径与健侧拇指百分比,评价手术疗效。结果所有手术均顺利完成,术后切口均Ⅰ期愈合。14例患儿均获随访,随访时间12~36个月,平均21.7个月。末次随访时,IP被动屈曲活动度、偏斜角度以及MCP偏斜角度均较术前改善(P<0.05);IP被动伸直活动度、MCP被动屈曲活动度与术前比较,差异无统计学意义(P>0.05);手术前后MCP被动伸直活动度均为0°。拇指甲板宽度为健侧的76.6%±4.1%,IP水平拇指周径为健侧的92.0%±9.1%。结论采用FPL肌腱转移软组织平衡技术能有效纠正幼儿Wassel Ⅳ-D型多拇骨关节力线畸形,并有效维持矫正效果,但需进一步随访评价远期疗效。
单锂离子聚合物固态电解质的制备及高温电化学性能研究

以聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMEM)为PEO基体,通过自由基聚合反应接枝2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸(AMPS)单体,并用氢氧化锂溶液进行锂化反应,最后得PEGMEM-co-AMPS-Li单离子聚合物固态电解质。PEGMEM为锂离子提供迁移路径,接枝单体AMPS可有效抑制PEGMEM中氧乙烯(EO)链段的结晶,同时将锂离子引入到共聚物中形成单离子电解质。该电解质具有良好的锂离子迁移数和电化学窗口,且与正负电极接触表现出良好的界面相容性,展现了高性能单离子聚合物电解质在提升锂离子电池安全性及倍率循环稳定性上潜在的应用价值。
大粒径自消光核-壳丙烯酸树脂涂饰剂的合成与表征

以半连续投料法,通过种子乳液聚合-三次连续核长大-壳聚合的方式制备了具有核-壳结构、大粒径自消光丙烯酸树脂乳液。研究了不同投料方式对种子乳胶粒粒径的影响,探索了乳胶粒粒径连续长大的方法,同时还研究了乳胶粒粒径、乳胶粒的核-壳结构以及交联度等因素对丙烯酸树脂涂层消光性能的影响。结果表明,半连续法投料方式能够得到较大粒径的种子乳胶粒,控制乳化剂浓度和单体浓度使得种子乳液聚合遵循低聚物成核机理,并且反应中乳胶粒长大占据主导,从而得到大粒径的种子乳胶粒(200nm左右)。种子乳胶粒经过3次长大后,粒径可达到700nm左右,最后经过壳聚合反应,核-壳乳胶粒粒径进一步增大至800nm左右。不同乳胶粒粒径、核-壳结构、交联度对涂层光泽产生重要影响,大的乳胶粒粒径使得涂层产生球形粒子状微粗糙表面,涂层光泽度降低;软核-硬壳结构导致成膜时乳胶粒变形困难,也可提高涂层表面粗糙度和消光度;壳层交联使得壳层结构致密度上升,自由度降低,乳胶粒难以变形和融合,涂层粗糙度进一步提高,光泽度进一步降低,最终所制备的皮革涂层光泽度可调控至1.2°。
静压作用下两种敏化方式的乳化炸药微观结构变化

为探究乳化炸药在静压下的微观变化,实时观察乳化炸药在不同压力下的动态变化过程,使用了生物显微镜和爆炸球罐对空气静压加载下的乳化炸药进行微观研究。对亚硝酸钠(化学)敏化和玻璃微球(物理)敏化的乳化炸药进行实时加压观察,并对加压前、后两种炸药的复原性进行了研究。结果表明,两种敏化载体在静压加载下有不同的变化形式:化学敏化气泡可承受压力较小,在0 ~ 0.3 MPa之间,气泡受压发生收缩和融合,在0.3 MPa下90%以上的气泡均形成无效热点,卸压复原后的乳化炸药中气泡粒径在20 ~30 μm的数量达到68.7%,与初始炸药形态相比,粒径更加均匀,但爆炸性能并无明显变化;物理敏化微球在加压过程中会产生不可逆的破裂,并且破裂产生的碎屑会导致周围小范围的乳化基质破乳。
退火处理对锑化铟MIS器件C-V特性的影响

采用原子层沉积技术制备Al_2O_3薄膜作为InSb材料介电层,制备了MIS器件,研究了金属化后不同退火温度对界面特性的影响。利用C-V测试表征了MIS(metal-insulator-semiconductor)器件的界面特性,结果表明Al_2O_3介电层引入了表面固定正电荷,200℃和300℃退火处理可有效减小慢界面态密度,利用Terman法得到了禁带界面态密度分布,表明200℃退火可使禁带中央和导带附近的界面态密度显著减小。同时文章对C-V曲线滞回的原因进行了分析,认为Al_2O_3介电层中离界面较近的负体陷阱电荷是主要影响因素。实验证明了200℃~300℃的退火处理可有效改善InSb/Al_2O_3界面质量。
青藏高原-孟加拉湾大气热力差异与夏季暴雨

利用1979-2019年多年平均5-8月的逐日气象资料,采用EOF, MV-EOF、相关分析和合成分析等方法,对夏季青藏高原-孟加拉湾的大气热源与中国东部暴雨的时空演变特征及两者之间的联系进行探讨。研究结果表明:MV-EOF能够很好地表现不同要素的空间分布特征及其时间演变之间的联系。结果显示:在气候平均状态下,强降水事件分别发生在华南地区、华西和长江中下游地区时,青藏高原东部和孟加拉湾的大气加热出现相反的变化趋势,说明青藏高原东部和孟加拉湾之间的海陆热力对比很可能是导致中国东部强降水事件在不同地点发生的关键因素之一。合成分析结果揭示可能物理机制:青藏高原和孟加拉湾的热力对比变化通过调制大气垂直环流,影响南亚高压和西北太平洋副热带高压的位置和强度,改变水汽输送,最终对中国东部暴雨事件的时空变化产生重要的影响。
基于高塔观测的登陆台风边界层风切变指数拟合

利用深圳气象梯度观测塔观测数据,以2017年以来进入深圳150 km范围的7个台风个例为研究对象,基于幂指数律拟合讨论台风边界层风切变指数的变化规律。结果表明:幂指数能较好地拟合台风影响下350 m高度以下风廓线,随着拟合高度范围增加,风切变指数增大,拟合精度基本维持;用深圳气象梯度观测塔等差层数据拟合台风风速效果好于全层次数据和等比层数据拟合;7个台风影响期间拟合风切变指数平均值为0.268,明显高于以往研究(0.1~0.177),主要原因是拟合的高度范围较以往研究明显增大,此外还与强风样本较少以及下垫面更粗糙有关。利用幂函数拟合台风不同风速段最大风切变指数,可在台风过程中预估不同高度极端大风风险。研究还表明:台风眼经过铁塔前后风切变指数明显升高,在抗风设计以及台风防御过程中应充分考虑这一变化。
气藏型储气库温度敏感性及其对气井注采能力的影响

气藏型储气库交替注采工况下的储层温度变化是影响渗透率乃至储气库注采能力的关键因素。为探究砂岩储层渗透率的温度敏感性规律及其对气井注采能力的影响,在储气库运行的温度范围内设计了多轮次交变温度下渗透率温度敏感性实验,模拟气藏型储气库储层温度的周期性变化。实验结果表明:(1)储层渗透率随温度升高而减小,随温度降低而增大,且多轮次交变温度下渗透率表现出滞后效应,随升降温轮次增加滞后效应逐渐减弱;(2)储层渗透率温度敏感性规律不同于应力敏感,渗透率与温度呈线性相关,且单轮升降温过程中滞后效应强弱不随温度改变;(3)基于实验结果建立了考虑渗透率温度敏感性的气井产能方程,研究发现忽略储层渗透率温度敏感性将低估气井注采能力,且储层埋藏越深、气井注采气量越大时,温度敏感性对注采能力的影响越大。
基于T_2截止值确定致密岩心表面弛豫率

确定致密岩心样品表面弛豫率的最常用方法是平均值法和比表面积法,但平均值法结合了压汞测试,会对岩心造成永久伤害。提出了一种基于T_2截止值确定致密岩心表面弛豫率的无损新方法。首先,使用该方法确定岩心样品表面弛豫率;之后,将计算结果与平均值法和比表面积法进行对比,并通过选择合适的表面弛豫率将核磁共振T_2谱转化为孔隙直径分布;最后,获取样品残余油分布。结果表明,四块岩心样品最终表面弛豫率分别为5.85,2.98,4.66,2.17 μm/s;结合三种方法计算结果可获取中孔和大孔的孔隙直径分布;残余油主要分布在微孔和中孔。该方法是一种无损测试方法,有助于快速有效确定致密岩心表面弛豫率。
塔斯马尼亚油页岩生烃模拟排出油与滞留油地球化学对比Ⅱ:分子地球化学特征

澳大利亚塔斯马尼亚油页岩为一套特殊的富含单种浮游藻类(塔斯马尼亚藻)的烃源岩,原始油页岩样品等效镜质体反射率为0.5%,是进行热模拟的理想样品。为对比分析不同模拟温度下排出油和滞留油的分子地球化学特征,对该油页岩样品开展生排烃模拟实验。研究结果显示:(1)原始样品抽提物与滞留油分子标志物指示还原环境,排出油则显示出还原与氧化的混合来源特征。(2)生物标志物成熟度参数,C_(29)甾烷20S/(20S+20R)、C_(29)藿烷ββ/(αα+ββ)和Ts/(Ts+Tm)显示滞留油和排出油在350 ℃时为成熟阶段;在生烃高峰前(≤350 ℃)滞留油成熟度指标随温度的升高而升高,而在排出油中相关性较差;在350 ℃以后滞留油与排出油成熟度指标与模拟温度均无相关性。(3)油源对比参数,滞留油与排出油饱和烃甾烷分布特征C_(27)、C_(28)、C_(29)规则甾烷分布随温度的升高均表现出从反“L”型逐渐过渡为不对称近“V”型,再过渡到正“L”型的分布模式;同一温度下,滞留油与排出油之间具有较好的可对比性。因此,同一成熟度阶段,甾烷分布特征能有效地进行油源对比;而不同成熟度下,排出油与滞留油的可对比性差异明显。该研究揭示了生物标志化合物在排出油与滞留油之间的差异性,以及模拟温度对生物标志化合物指标的影响;在用分子化合物进行沉积环境、成熟度及油源对比研究时,需要重视成熟度对分子化合物参数的影响,尤其是在生油高峰以后,分子化合物参数指标可能难以有效适用。
准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组微—纳米孔隙页岩油原位赋存特征

页岩油储层因微—纳米孔喉体系发育,使得油的赋存分散复杂,状态多样,研究困难。通过场发射扫描电镜、核磁共振、激光共聚焦和纳米CT等技术手段,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组页岩油进行了研究。芦草沟组页岩油“甜点”粉—细砂岩和云质粉砂岩孔隙面孔率分布在11.0%~23.5%之间,大于2 μm的粒间溶孔、粒内溶孔占比在49.0%以上。受烃源岩生烃超压运移、孔隙表面吸附和页岩油连续成藏不同阶段油质差异等复杂因素控制,油和孔隙水的分布在微—纳米尺度上具有较强的分异性:“甜点”储层中2~5 μm以上孔隙内中质组分油和游离水赋存于孔隙中心,重质组分油以薄膜状赋存于孔隙表面; 2 μm以下孔隙中主要为充填状重质组分油。中质组分油动用性较好,而重质组分油则是未来提高采收率比较现实可行的目标。
中国与美国致密油形成条件对比研究

在拟定、完善致密油定义与内涵的基础上,对中国9个、美国6个共15个致密油盆地的成盆、成烃、成储、成藏进行类比研究。结果表明,中国致密油潜力大,但成藏条件复杂多变;中国有9个致密油盆地,分别位于中国大陆的东、中、西部三个构造区,由于受太平洋、西伯利亚、印度三大板块共同作用,导致了这三个构造区致密油盆地类型、规模、成盆、成烃、成储、成藏、富集的差异和有规律的变化趋势。具体表现在,由西部构造区到中部构造区再到东部构造区,致密油分布规模由小到大再到中,分布层位由上二叠统到中侏罗统再到下白垩统,层位数目由多到中再到少;致密油生成条件由差到好再到较好,储集类型由多而复杂到相对复杂再到相对简单,储集性能由相对好到相对差再到相对好,渗透率由相对高到相对低再到相对高;致密油运聚成藏条件由相对差到好再到较好,油藏类型由多到少再到多;致密油勘探开发潜力西部构造区最大,其次是中部构造区,再次是东部构造区。中美致密油盆地及致密油成藏既有共性也具有明显不同,差异的根本原因是构造的稳定性和沉积相的非均质性:中国致密油盆地构造稳定性差,陆相沉积,而美国致密油盆地构造稳定性好,海相沉积,从而导致中国致密油盆地的生烃能力比美国差,但储集条件总体好于美国。中国致密油的成藏机制与富集模式要比美国更为复杂和丰富,美国致密油的品质总体要好于中国致密油,盆地规模与致密油勘探开发潜力比中国大。
基于FLUS模型的流域土地利用变化预测及水文响应评估

模拟未来不同发展情景下流域土地利用变化,评估其对流域水文的影响,对流域的土地利用优化和水安全起着重要的指导作用。通过分析2000-2018年汨罗江流域土地利用变化趋势,基于流域土地利用变化特点,运用FLUS模型从不划定发展控制区域的基准情景和划定限制发展区域的限制情景2个方面出发,进行2035年汨罗江流域土地利用预测,并通过SWAT模型评估不同情景土地利用引起的水文响应变化。结果表明:①2000-2018年汨罗江流域6种土地利用类型都发生了变化,其中以林地、耕地转化为建设用地为主要趋势;②限制情景相较基准情景林地、未利用地分别增加0.14 km~2和0.04 km~2,耕地和草地分别减少了0.13 km~2和0.06 km~2,各类土地利用类型总体面积比例无变化;③限制情景下的流域年径流量较基准情景下减少383 500 m~3。
全风化花岗岩与花岗岩残积土的判别及物理力学性质对比

全风化花岗岩(CDG)和花岗岩残积土(GRS)是华南地区易发生工程事故和地质灾害的土类。这2种土风化程度不同,其工程性质也有显著差异。现有规范主要根据野外特征和标准贯入试验实测击数进行划分,但在实际地质勘探中仍存在识别上的困难。对现有规范中关于确定CDG和GRS的相关条款进行了评述和讨论。鉴于CDG和GRS的级配特征存在一定的差异,前者一般为黏土质砂,后者一般为含砂黏土,建议利用某些级配特征作为区分这两种土的辅助指标。从某基坑工程中取土样进行了物理性质试验和三轴剪切试验。物理性质试验表明:残积土孔隙比较大,缺乏中等粒径,属于不良级配;三轴剪切试验中,原状CDG和GRS均有较强的初始结构性,主要表现出以下特征:在剪切变形过程中,土样出现应变局部化的剪切带,并以鼓状-剪切带模式破坏,而重塑土样则呈现标准鼓状破坏模式;原状CDG排水剪切摩擦角略高于GRS,黏聚力明显高于残积土,其原因为前者结构性更强;重塑的CDG与GRS均破坏了原始结构性,两者的凝聚力接近;在低围压条件下,原状土的结构强度对总抗剪强度的贡献较大,可达60%~70%,高围压的压缩作用可使土体的初始结构完全破坏,结构强度将消失。
基于双向映射学习的多标签分类算法

现有的多标签学习算法往往只侧重于实例空间到标签空间的正向投影,正向投影时由于特征维数降低所产生的实例空间信息丢失的问题往往被忽略。针对以上问题,提出一种基于双向映射学习的多标签分类算法。首先,利用实例空间到标签空间的正向映射损失建立线性多标签分类模型;然后,在模型中引入重构损失正则项构成双向映射模型,补偿由于正向映射时导致的鉴别信息的丢失;最后,将双向映射模型结合标签相关性和实例相关性充分地挖掘标签之间、实例之间的潜在关系,并利用非线性核映射提高模型对非线性数据的处理能力。实验结果表明,与近年来的其他几种方法相比,该方法在汉明损失、一次错误率和排序损失上的性能平均提升17.68%、17.01%、18.57%;在六种评价指标上的性能平均提升了12.37%,验证了模型的有效性。
基于变分模态分解的高压断路器合分闸线圈电流特征值提取

高压断路器合分闸线圈电流中含有大量信息,监测和分析线圈电流信号对于高压断路器故障检测和诊断意义重大。文中提出基于变分模态分解的方法提取线圈电流特征值,采用变分模态法分解断路器合分闸线圈电流信号,并对所得到的经验模态分量求其中心频率,根据频谱中峰值所对应的时间点,提取线圈电流信号的特征值。实验结果表明:使用该方法能够准确且有效地提取合分闸线圈电流信号的特征值。
基于EEMD和卷积神经网络的高压断路器故障诊断

高压断路器分合闸线圈的电流信号蕴含着丰富的断路器操动机构状态信息,对操动机构故障诊断具有重大意义。首先,文中通过集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)具备的检测突变点性能确定有效分合闸线圈电流信号段,并对其进行EEMD自适应降噪处理。其次,运用时域求极值法对有效信号段进行信号处理,提取电流、时间复合特征量。最后,通过对复合特征量数据进行Kronecker张量积预处理,以便输入到卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)中进行有监督地故障状态的辨识诊断。实验结果表明,文中所提分合闸线圈电流信号的电流、时间复合特征量提取方法有效、CNN卷积神经网络算法相比GA-BP和支持向量机(support vector machine,SVM)算法诊断精度更高,具有较高的实际应用价值。
基于博弈组合赋权的变压器差异化状态评估

针对变压器状态评价存在大量模糊、不确定甚至是冲突信息,同时现有的评价方法预设传统阈值过于主观,且权重确立相对简单有失偏颇,导致评估结果存在偏差的问题。提出了基于博弈论组合赋权的变压器差异化状态评估方法:首先利用多维度特征参量的全量历史数据与Weibull模型计算特征参量的状态离散区间和差异化阈值,然后建立基于差异化阈值的特征参量状态隶属函数,获得各指标不同状态的隶属度,最后基于层次分析法和熵值法的博弈论加权方法来计算设备处于不同状态的置信概率,实现了状态量权重确定与设备的多参量状态评估。以现场试验数据进行实例分析,验证了文中方法的有效性与准确性,较传统方法能更精细化的实现变压器的差异化状态评估。
基于隔离开关结构和操作特性的电弧放电模型研究与应用

文中从微观粒子动力学特性出发,以特高压GIS(gas insulated switchgear,GIS)隔离开关为研究对象,建立隔离开关SF6放电数学模型,分析气室结构和操作特性对电弧电阻的影响,计算得到隔离开关操作下触头间隙多次重复击穿VFTO全波频暂态特性,并与实测波形进行对比,结果表明:隔离开关电弧放电模型受触头间隙电场结构及操作速度影响,当间隙距离由1 cm上升至9 cm时,流注发展时间由10.32 ns上升至90.22 ns,电弧电阻最大下降速率与燃弧电阻至分别由1.17×10~8 Ω/ns和0.71 Ω增大至9.36×10~8 Ω/ns和20.22 Ω;以分闸操作为例,对比分析多次重击穿下的VFTO仿真波形与实测波形,二者击穿次数,残余电压,最大幅值,以及波形陡度等参数基本一致,误差在1.36%~9.98%之间,单次击穿波形在6.8、19.6 MHz和33.2 MHz频率段上的电压分量具有较高的吻合度。隔离开关电弧放电模型能够充分考虑隔离开关气室结构和操作特性等因素,更好的指导隔离开关工程设计需求。
SF_6和环氧树脂在放电条件下的特征气体规律

环氧树脂浇注的盆式绝缘子在SF_6绝缘设备中应用广泛,而盆式绝缘子在放电故障下和SF_6的反应机理尚不明确,环氧树脂对SF_6放电分解机理的影响值得研究。文中旨在通过搭建环氧树脂和SF_6气体的针—板放电模型,研究二者在沿面放电下的分解气体规律。文中用逐步升压法模拟SF_6气体和环氧树脂在5种极间距下的放电情况,检测了CF_4、CO_2、SOF_2、SO_2F_2、SO_2、H_2S和CS_2等7种气体的体积分数,发现放电次数较少时主要成分是SOF_2、CF_4,其次是CO_2和SO_2,而SO_2F_2生成比较微量;放电达一定次数后CS_2、H_2S等气体才逐渐出现,体积分数也最微小。因此,CS_2和H_2S气体适合作为表征环氧树脂绝缘状态的指标。文中分析了各特征气体的主要生成途径,解释了这7种气体体积分数差异的原因;同时发现,随着极间距的增加,不同气体的变化规律也不完全一样。
共享杆塔时域仿真模型及线缆雷电流分布

雷击共享杆塔,雷电流可能通过沿塔布置的线缆的金属屏蔽层侵入弱电设备。为确保通信设备可靠运行,文中对共享杆塔雷电流分布情况展开时域仿真分析。首先基于矩量法和二端口网络理论,得到共用接地系统二端口阻抗参数频率响应;利用网络变换方法与矢量匹配法可得共享杆塔共用接地系统二端口T形等效电路;将接地系统时域仿真模型与Hara多波阻抗杆塔模型、线缆Bergeron模型相结合,仿真可得塔身及线缆雷电流分布情况。结果表明:土壤电阻率为100、300、500 Ω·m时,线缆金属屏蔽层分流的百分比雷电流分别为5.79%、5.49%、3.81%,基于现有通信标准雷电流分流系数进行共享杆塔弱电设备防雷保护设计可确保设备可靠运行。
长庆页岩油水平井华H90-3井超长水平段防漏堵漏技术

华H90-3井是部署在长庆油田陇东国家级页岩油示范区的一口超长水平段水平井,由于地质运移作用,该井水平段储层不连续,存在断层;砂体孔隙发育良好,地层承压能力低;地层流体活跃,堵漏浆被稀释后不易滞留,无法固化,防漏堵漏难度大。针对上述技术难点,应用当量循环密度监测技术,进行井漏超前预防;采用随钻堵漏技术,提高堵漏效率;研发阻水型可固化纤维堵漏工作液,配合漏层精准定位技术,实现漏层一次封固,形成了页岩油超长水平段防漏堵漏关键技术。该技术进行了现场应用,实现了华H90-3井顺利完钻,完钻水平段长度达到5 060 m,刷新亚洲陆上页岩油水平井最长水平段纪录。研究认为,该技术为我国页岩油超长水平段水平井钻井提供了技术借鉴。
页岩油藏压裂水平井压–闷–采参数优化研究

目前在页岩油藏的多段压裂水平井压–闷–采过程中,缺乏系统完善的水平井压裂参数优化方法,为此,基于动态反演理论,建立了压裂参数优化方法。首先,根据页岩油藏压裂后形成的复杂缝网,采用数值理论和离散裂缝方法,建立了考虑页岩油储层特征和复杂天然裂缝的多段压裂水平井数值模型(EDFM-NM),得到了含离散天然裂缝的油藏压力解及多段压裂水平井的井底压力数值解;然后,应用动态分析方法,建立了包括段间距、闷井时间和井距的优化方法。应用建立的优化方法对长庆页岩油XC井进行实例分析,结果表明,实例井合理段间距为100~125 m,合理闷井时间为25~35 d,合理井距为590~610 m。研究结果为长庆油田页岩油藏压–闷–采参数优化提供了理论基础。
砾岩储层电成像测井表征方法及应用—以准噶尔盆地玛湖凹陷砾岩油藏为例

准噶尔盆地玛湖凹陷砾岩油藏电成像测井资料丰富,为了充分利用高分辨率电成像在岩石组分、非均质性以及储层结构表征方面的优势,开展了砾岩储层电成像测井资料处理方法及深化应用研究。依据砾岩储层电成像上岩石组分电阻率的差异,通过岩心标定确定了电阻率截止值,构建了砾石、砂质和泥质含量的计算方法及伪粒度概率累计曲线的粒度分析方法;通过数理统计,构建了分选系数、孔隙度、裂缝孔隙度、高分辨率电阻率的计算方法。基于对砾岩储层主控因素的认识,提出了利用岩性组分因子、电成像测井孔隙度、非均质性因子、裂缝因子等参数评价砾岩储层储集性能的储能指数,构建了基于电成像视地层水电阻率谱方差与储层指数识别储层流体性质的新方法。研究结果表明,电成像测井资料可以有效评价砾岩储层的物性、含油性,应用于油田勘探评价,能取得较好的效果,为砾岩储层电成像测井资料的深化应用提供了借鉴。
基于三维分段Sine映射的彩色图像加密

Sine映射因其结构简单、传输效率高,被广泛运用在图像加密领域,但从安全应用的角度看, Sine映射也存在Lyapunov指数过小,概率密度分布不均匀等缺点.为了克服这些固有缺点,本文提出了参数耦合分段Sine映射,并以此为基本单元构造了一个三维混沌模型.基于此三维混沌模型提出了一种新的彩色图像加密算法.在加密算法中,利用该模型输出的3个伪随机序列分别构造两个初等变换矩阵,对彩色图像的RGB信息进行置乱操作;然后再从模型中提取状态值构造整数序列,对置乱后得图像进行扩散操作,最后产生密文图像.仿真实验及性能分析表明,该方案安全可靠,能够有效满足图像在网络中安全传输的需求.
切换正系统稳定性及${l_1}$增益性能分析

研究一类切换正系统,其中包括稳定及不稳定子系统,分别将其运行区间看作$\tau $部分与$T$部分,建立持续驻留时间切换正系统模型.基于此,结合多余正Lyapunov函数方法建立系统稳定性判据并获得持续驻留时间具体数值,降低已有平均驻留时间结果的保守性.此外,在持续驻留时间切换条件下通过累积计算每个阶段切换次数上限的方法,进一步分析切换正系统的${l_1}$增益性能并计算出${l_1}$增益.所获得条件均为标准线性规划形式,方便在Matlab中利用Linprog函数求解.最后,通过数值仿真验证了所提方法的可行性.
多区域互联综合能源系统的双层博弈优化运行

为保障用户日益增长的能源消费需求、提高能源利用率,本文面向多区域综合能源系统,考虑综合需求响应,提出基于聚合商和用户双层博弈的优化运行方法.在包含聚合商、用户、综合能源系统和能源互联网络的多园区综合能源系统架构的基础上,建立了包括下层用户间非合作博弈和上层聚合商联盟合作博弈的双层博弈优化模型.其中,上层聚合商以多区域综合能源系统总运行成本最低为目标进行合作博弈,下层用户以自身能耗消费成本最低为目标进行非合作博弈.算例分析表明,采用双层博弈模型后,不同类型的用户的能耗消费成本都有了不同程度的降低,优化后的能耗曲线使得各区域综合能源系统运行成本降低13%以上,实现了系统内部各利益体共赢.
基于㶲经济学的分布式供能系统分析评价方法

对分布式供能系统的性能进行准确而全面的分析评价,是分布式供能系统进一步发展的重要环节.能源互联网背景下,分布式供能系统变得越来越复杂,其分析评价方法面临巨大挑战.本文首先基于㶲经济学理论,建立了分布式供能系统统一分析模型;其次,提出了综合考虑㶲效率和㶲损作为分布式供能系统能耗特性评价指标,㶲损成本和㶲经济系数作为经济特性评价指标的分析评价方法,并设计了分析评价的流程;最后,以某供电局分布式供能系统为算例,验证了所提模型和分析评价方法的优越性.结果表明,本文提出的统一分析模型和分析评价方法对系统投资决策、优化设计和运行优化具有指导意义.
基于多主体博弈的综合能源系统运行优化方法

30·60双碳目标的实现,要求可再生能源的大规模消纳,因此构建可大幅就地消纳可再生能源的综合能源系统具有重要意义.在此背景下,本文提出了一种基于合作博弈的综合能源系统运行优化方法,能够有效降低系统用能成本和碳排放,激励不同主体参与系统整体协调优化运行.本文在考虑系统运行成本和二氧化碳排放量的基础上,建立了综合能源系统合作博弈模型,采用改进的NSGA-II算法求解,大幅提高了算法的综合性能,并提出一种改进的Shapley值法对综合能源系统中各主体利益进行分配.通过算例进行仿真分析,结果证明文章提出的合作博弈模型能够有效降低系统总用能成本,同时减少了二氧化碳排放量,提出的利益分配方法有效可行.
高灵敏度和高区分度电压暂降能量指标研究

现有电压暂降能量指标(sag energy index,SEI)的定义中仅使用电压参数,用于电压暂降严重程度评估时灵敏度和区分度较低.结合电压暂降期间的故障电流、故障电压和稳态电流,提出一种电压和电流融合的新型SEI;构建电压暂降传播模型,从理论角度对比分析现有SEI和新型SEI在故障电阻、故障距离方面的灵敏度和区分度;基于典型电网拓扑,验证新型SEI在电压暂降严重性评估时灵敏度和区分度的优越性,利用蒙特卡洛模拟预估法,验证新型SEI用于电网电压暂降严重程度评估的有效性.结果表明:新型SEI克服了现有SEI灵敏度和区分度方面的不足;利用新型SEI可有效评估电网的电压暂降严重程度,有助于电网脆弱区域的识别.
单相电力电子变压器整流级新型直接功率控制策略

针对传统dq电流解耦双闭环控制的单相级联H桥整流器受系统电感参数变化的影响,同时为避免系统频率偏移的干扰,提出了一种无需电感参数和系统角频率的新型直接功率解耦控制器,实现了有功、无功功率的独立控制.并利用级联延时信号消除算法提取基波正序分量,消除谐波信号带来的影响.在MATLAB/Simulink中搭建了三级联H桥整流器进行仿真分析,仿真结果验证了所提控制方法下直流侧电压波动小,系统响应速度快,谐波抑制能力强的特点.
带凹坑圆孔气膜冷却流动传热特性

利用大涡模拟方法对平板带凹坑气膜孔冷气射流与主流的相互作用展开研究,并结合红外热成像壁温测试和粒子图像测速结果进行实验验证,揭示了凹坑对气膜冷却的强化机理。结果表明:凹坑在气膜孔下游诱发反肾型涡对,将冷气向壁面卷吸,改善了气膜贴壁性;与圆孔气膜冷却相似,凹坑气膜冷却流场也出现马蹄涡、发卡涡等大尺度拟序结构,但与圆孔下游的单串列发卡涡不同,凹坑尾缘的“内凹”造型诱发两串并列的发卡涡,且发卡涡结构在大吹风比工况下也较圆孔稳定;脉动信号的频谱分析表明凹坑孔气膜冷却射流周期性弱,流场中低频振荡占主导作用。整体而言,凹坑造型增强了气膜射流的展向扩张,其冷却性能优于圆孔。
柱前衍生-超高效液相色谱-串联质谱法测定人体尿样中的对羟基苯甲酸

目的建立丹磺酰氯柱前衍生-超高效液相色谱-串联质谱法测定人体尿液中对羟基苯甲酸的方法。方法样品酶解后,丹磺酰氯衍生,乙腈提取。目标化合物采用Waters ACQUITY UPLC BEH C_(18)色谱柱(50 mm×2.1 mm,1.7 μm)分离,以乙腈和0.1%甲酸水溶液为流动相梯度洗脱,在电喷雾正离子源和多反应监测模式下进行测定,同位素内标法定量。结果对羟基苯甲酸在5.0~ 1000 μg/ L浓度范围内线性关系良好,相关系数大于0.999,回收率为97.5% ~ 102.0%,精密度为1.53% ~ 5.80%(n = 6),基质效应为100.7% ~112.0%(n = 6),检出限和定量限分别为0.5和1.5 μg/ L。应用本方法测定267份学生尿液样本,对羟基苯甲酸的检出率为100%,浓度范围为686~60842 μg/ L。结论该方法有效提高定性准确性,可用于人体尿液中对羟基苯甲酸的定量分析。
静力压缩下煤岩组合体的裂前宏观弹性模型

煤岩组合体在静力压缩下的宏观变形受界面效应影响,与煤、岩单体存在显著差异。在岩石单体材料的有效介质模型基础上进行改进,考虑了煤岩组合体的构成特征,提出一种适用于不同类型的煤岩组合体的裂前宏观弹性模型。模型参数基于轴向裂纹应变确定,均可从试验曲线获得,方法简单方便。通过现有文献的数据验证,表明了模型的合理性、有效性和普适性。对模型参数进行讨论,结果表明:(1)在煤岩组合体的裂前阶段,煤岩组合体裂纹差异可以忽略;(2)模型通过对煤岩组合体基质进行解耦,反映了界面效应对煤岩组合体弹性性能的影响;(3)模型中岩体基质的有效占比随着煤体比例的提高显著下降;(4)存在岩体与煤体弹性模量的最佳比值,使岩体基质的有效占比最大。模型可为矿井支护方案设计与材料选择提供一种新的思路。
化学改性联合真空预压法加固吹填土试验分析

通过开展室内真空预压模型试验和微观测试,针对黏粒含量较高的吹填土,探讨分析了化学改性联合真空预压法的加固效果及其机制。结果显示:经过化学改性后,吹填土的液限及塑性指数显著降低,渗透系数明显增大;此外,微观测试结果显示,经过化学改性后,改性外掺剂与吹填土颗粒间发生复杂的化学反应,吹填土颗粒表面附着大量的难溶物,使其表现为典型的团粒结构,孔隙直径明显增大,土体的渗透性显著提高;与常规真空预压法相比,化学改性联合真空预压法处理吹填土的加固效果得到大幅度的提升,其中排水量最大提升幅度达17.6%,表层沉降量明显增大,加固后土体十字板剪切强度最大提高69.0%。该研究为改进真空预压法的技术发展提供了理论依据。
基于分解-聚类-集成学习的汇率预测方法

本文集成了经验模态分解(EEMD)、最小二乘支持向量回归(LSSVR)和K均值聚类方法,提出了一个新的外汇汇率预测方法,称为基于EEMD-LSSVR-K的分解-聚类-集成学习的外汇汇率预测方法.该方法利用聚类策略将分解-集成学习中固定权值集成学习扩展到基于局部数据特征加权的非线性集成加权学习,从而克服了分解-集成方法中集成学习阶段的不足.本文将该方法用于四种主要外汇汇率的预测,实证结果表明:在提前1天、提前3天和提前6天的预测中,本文所提出的EEMD-LSSVR-K方法的水平预测性能和方向预测性能显著地优于基准模型;同时也证实了聚类策略能够有效提高分解-集成模型的预测效果.
高压直流继电器磁吹系统的建模与设计

高压直流(HVDC)继电器触头系统结构紧凑,难以利用栅片或产气材料来提高触头的开断性能。通过磁吹系统的外加磁场能够加快电弧的运动速度,提高灭弧能力。永磁体作为磁吹系统的关键部分,其外部磁感应强度分布不均匀,且尺寸对磁场的大小和分布影响较大,这对磁吹系统的设计造成了一定的困扰。针对此问题,该文建立磁吹系统三维有限元模型,重点分析永磁体尺寸对其外部磁场的影响,并建立相关数学模型;分析永磁体外部磁场分布的特点,得出外部磁场分布均匀度与永磁体尺寸的关系。最后,结合高压直流继电器的开断电弧特性,考虑电弧的受力情况及电弧的停滞时间,对永磁体的尺寸、充磁方向及安装位置进行设计,为提升高压直流继电器触头开断性能奠定了理论基础。
高压频域介电谱诊断XLPE电缆局部绝缘老化缺陷的研究

热老化和水树老化是导致交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘性能下降的重要原因,及时发现和处理热老化和水树老化缺陷,对于电缆安全运行具有重要意义。为了解决超低频(0.1Hz)介电损耗检测对电缆局部老化检测灵敏度不高、无法实现老化缺陷类型区分的问题,开展高压频域介电谱诊断XLPE电缆绝缘老化缺陷的研究。通过加速老化,制备了水树老化和热老化电缆线段,在不同电压等级下检测27.4m长10kV电缆局部老化前后的频域介电谱(0.01~0.1Hz),构造和分析介电谱曲线的分层度S和迟滞度D,并与超低频(0.1Hz)介电损耗检测的方法进行比较。研究结果表明,超低频难以发现局部热老化和70%贯通的局部水树老化缺陷,而高压频域介电谱对局部热老化和局部水树老化反应灵敏;局部热老化和局部水树老化缺陷试样的曲线分层度S均大于1,可作为电缆老化的判断依据;局部水树老化试样的曲线迟滞度D显著大于局部热老化试样,可以作为XLPE电缆局部热老化和局部水树老化区分的特征量。
LCC-LC串联混合型抗偏移恒流无线充电

针对电动汽车无线充电线圈偏移造成充电电流不稳定和效率低的问题,提出基于参数优化的LCC-LC串联混合型抗偏移恒流无线充电设计方法。建立LCC和LC补偿网络的数学模型,分析二者电流输出特性,得到LCC输出电流与互感呈正相关,LC输出电流与互感呈负相关。采用DDQ线圈结构,解决初级、次级线圈同侧解耦及异侧解耦控制,实现LCC和LC均与负载无关的独立恒流输出;通过系统参数优化选择合适的谐振网络参数,采用串联混合结构实现补偿网络电压输入互补,进而使系统具有抗偏移恒流输出能力。最终搭建310W实验样机,验证系统恒流抗偏移输出效果。实验结果表明,在横向偏移50%范围下系统输出电流仍能保持较好的稳定性,在设定值的5%范围内波动,并且最高效率可达91%。
开关变换器传导干扰抑制策略综述

开关变换器广泛应用于可再生能源并网、电机驱动系统、消费电子供电等领域,其电磁干扰问题日益突出,因此该问题的解决非常重要。该文总结开关变换器传导干扰抑制策略及其最新进展,重点说明这些策略的基本原理、研究现状和作用特点。总结的策略主要包括滤波、电桥平衡、反相补偿、改进脉宽调制、改进功率器件/模块封装、优化电路板设计、改善开关过程等,这些策略可分为阻断传导干扰的耦合路径和削减干扰源的传导发射两大类。最后对开关变换器传导干扰抑制技术的关键问题和发展前景进行了讨论和总结。
磁齿轮复合永磁电机拓扑及应用综述

磁齿轮复合电机(MGM)是一种自带减速效应的新型多气隙磁场调制型永磁电机,因其转矩密度大、功率因数高,近年来在混动/电动汽车、低速大转矩直驱、航空航天等领域的应用前景获得了业界的广泛关注;MGM非接触传动的特点使其在医药食品、新能源发电、石油化工等方面具有发展潜力。该文首先介绍磁力齿轮及多种磁齿轮复合电机的工作原理,介绍和比较磁齿轮与电机常见的复合方式及其特点;按照单元排布方式、调制结构、电机及磁齿轮类型等分类梳理近年来MGM在拓扑结构上的研究和创新,介绍各类磁通方向及运行方式MGM的研究。然后介绍MGM近年来在高减速比、低成本、无级变速等一些关键问题上的进展。最后总结磁齿轮复合电机的业界应用现状,并对其应用前景进行展望。
空间辐射环境对航天器分布式电力系统关键部件的影响及应对策略

航天器分布式电力系统在运行过程中会遭受各类高能粒子的持续辐射,进而出现性能退化和故障激发,尤其是其集成的关键电力部件一旦发生故障,将严重影响在轨航天器的安全可靠运行。基于航天器上搭载的分布式电力系统,梳理其可能遭受的各种空间辐射环境及常见的辐射效应,探析系统中太阳电池、锂电池、电力电子器件、绝缘材料及电能控制器件等关键部件在辐射环境下的性能退化与故障激发机理,并且基于此机理提出材料、工艺、电路与版图设计、外部防护、软件算法、可靠性评估与故障态势感知等辐射应对策略,最后指出该领域有待开展深入研究的关键问题,为开拓该领域的后续研究提供参考。
基于质子交换膜燃料电池的冷热电联产系统研究进展

将质子交换膜燃料电池应用于冷热电联产系统中,可有效提高系统效率,实现冷热电供能的可持续发展。本文介绍了基于质子交换膜燃料电池的冷热电联产系统的数学建模、运行策略、能源管理、多维评价、系统优化理论与应用等方面的研究进展。根据现有研究,从能源禀赋、供需整合与多尺度建模、多能互补供能、系统评价体系、系统集成优化多方面指明未来该系统的研究可从多尺度建模、源网荷储深度融合、完善系统评价体系以及系统优化与实时调控等方面进行,为得到更为全面高效稳定的质子交换膜燃料电池冷热电联供系统提供新思路。
石化行业碳中和技术路径探索

2019年,中国石油和天然气消费所排放的CO_2为21.1亿吨,占全国总排放量的21%。在我国2060年碳中和目标下,石化行业亟需碳中和技术创新。本文介绍了国内外石化行业碳中和政策措施,从碳减排、碳零排和碳负排三方面分析了石化行业碳中和技术路径。碳减排方面包括石油/天然气绿色开发、过程低碳利用、减污降碳协同技术;碳零排方面包括可再生能源与核能发电、绿氢以及零碳原料/燃料替代,如生物质制汽柴油、芳烃等大宗能源化学品技术;碳负排方面包括生物能源与碳捕获和存储(BECCS)及CO_2转化燃料化学品技术。此外,还介绍了石化行业碳中和信息技术,包括人工智能、大数据和物联网三方面。本文将为我国石化行业碳中和路径探索提供技术参考。
电催化还原CO_2生成多种产物催化剂研究进展

电催化还原CO_2生成含碳产物技术,能有效解决CO_2过量导致的温室效应及能源短缺问题。但是,电催化还原CO_2会生成多种产物,因此,研究制备催化活性较好的高选择性催化剂是研究重点。本文简述了电催化还原CO_2的基本原理、不同还原产物的形成途径、活性中间体、速控步及活性催化剂,分析了电催化还原CO_2生成不同产物存在的问题。并且针对催化剂催化活性及催化反应过程中的这些问题,提出了提高催化剂催化活性的方法,总结了催化剂发展趋势,一般策略包括制造纳米结构材料、催化剂负载在高比表面积的载体上、杂原子掺杂、合金化、引入缺陷等,分析了这些方法通过改变电子传输等因素对催化剂活性及选择性的影响。
一种膜炭生物反应器及其表面活性剂降解效果

开发了一种膜炭生物反应器,并研究其降解表面活性剂废水的效果,与膜生物反应器相比,该系统耐表面活性剂冲击能力强,在表面活性剂负荷不超过0.126 kg/(m~3·d)时,进水COD为1 600~4 500 mg/L,LAS为200~1 300 mg/L时,MCBR出水COD稳定在100 mg/L以下,LAS小于1 mg/L,去除率接近100%。氨氮平均去除率85%以上,总氮去除率在9.47%~47.74%,系统同时存硝化与反硝化作用。粉末活性炭强化了物理吸附-厌氧生化降解过程,实现了表面活性剂停留时间和水力停留时间分离,有利于难生化物质的降解。该系统的突出优点为在处理高浓度表面活性剂废水过程中无泡沫产生,避免污泥流失,表面活性剂一步去除率超过99%。