mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于UPLC-Q-TOF/MS技术分析加味左金丸化学成分及指纹图谱研究

目的采用UPLC-Q-TOF/MS技术对加味左金丸中的化学成分进行定性分析。方法色谱柱为ACQUITY Premier BEH C18(100 mm×2.1 mm,1.8 μm),流动相为乙睛-甲醇-0.1%甲酸水溶液,梯度洗脱,体积流量为0.3 mL/min;质谱的离子源为ESI,模式为正、负离子模式。通过质谱给出的分子离子峰和二级质谱碎片离子峰,结合对照品的相对保留时间,参考相关的文献,对于加味左金丸中的化学成分进行鉴定。并建立不同批次加味左金丸样品的指纹图谱。结果通过对数据的分析,从加味左金丸中鉴定出92个成分,其中包括16个有机酸类成分、34个黄酮类成分、17个生物碱类成分、21个萜类成分与4个其他类成分。建立的加味左金丸指纹图谱有13个共有峰,分别为黄芩苷、山柰酚-3-O-葡萄糖苷、槲皮素、汉黄芩素、甘草素、千层纸素A、芍药苷、吴茱萸次碱、小檗碱、巴马汀、枸橘苷、橙皮苷、柴胡皂苷d。指纹图谱方法的精密度、稳定性、重复性良好,多批次加味左金丸的成分基本一致。结论建立的UPLC-Q-TOF/MS方法对化学成分进行了鉴定,建立的指纹图谱方法为进一步分析加味左金丸的物质基础提供了重要依据。
基于一测多评法含量测定及薄层鉴别的经典名方竹茹汤颗粒剂的质量评价研究

目的建立经典名方竹茹汤颗粒(Zhuru Decoction Granules,ZDG)特征图谱及一测多评(quantitative analysis multicomponents by single marker,QAMS)法测定其主要成分,优化薄层色谱条件,建立同时鉴别葛根素和甘草苷的方法。方法优化并确定HPLC最佳色谱条件并建立特征图谱,以葛根素作为参照物,建立葛根素、3'-羟基葛根素、3'-甲氧基葛根素、葛根素芹菜糖苷、大豆苷、甘草苷、甘草酸的QAMS法,建立主要药效成分葛根素及甘草苷同时鉴别的薄层条件。结果得到15批样品特征图谱与其对照图谱的相似度均大于0.95;15批制剂运用QAMS法和外标法得到的各成分含量无显著性差异,7种成分相对误差均低于5%;通过稳定性考察证明薄层检测条件稳定可行。结论该方法科学可行,稳定可控,有助于经典名方ZDG质量控制方法的完善和提高,为经典名方的质量控制评价提供参考。
苓桂术甘汤的临床应用:1项系统性评价与Meta分析

目的对经典名方苓桂术甘汤的临床应用证据进行系统性评价与Meta分析。方法在知网(CNKI)、万方(Wanfang)、维普(VIP)、中国生物医学文献数据库(Sinomed)、PubMed、Web of Science与Ovid共7个平台检索自各数据库建库至2023年4月5日的苓桂术甘汤相关临床随机对照研究,对各病种研究中报告的结局指标进行Meta分析,Egger检验评估发表偏倚,应用剪补法后进行敏感性分析。结果纳入47项研究,各病种病例共3933例。病种主要包括慢性心力衰竭、心律失常、非酒精性脂肪性肝病、2型糖尿病、血脂异常、肾脏病以及椎基底动脉供血不足。Meta分析显示,苓桂术甘汤具有改善慢性心力衰竭左室射血分数(MD=3.63,95% CI [1.72,5.54],P=0.000 2)、脑利钠肽(MD=-104.35,95% CI [-145.02,-63.67],P<0.000 1)、氨基末端脑利钠肽前体(MD=-140.60,95% CI [-213.40,-67.79],P=0.000 2)水平;降低24 h内房性早搏数量(MD=-288.36,95% CI [-323.21,-253.52],P<0.000 1)与室性早搏数量(MD=-262.53,95% CI [-301.23,-223.82],P<0.000 1);改善肝脏脂肪变性受控衰减参数(SMD=-0.71,95% CI [-1.01,-0.42],P<0.000 1)、肝脾CT比值(SMD=0.93,95% CI [0.62,1.24],P<0.000 1);控制2型糖尿病空腹血糖(MD=-1.05,95% CI [-1.96,-0.14],P=0.023 1)、餐后2 h血糖(MD=-1.39,95% CI [-1.98,-0.81],P<0.000 1)、糖化血红蛋白(MD=-0.86,95% CI [-1.35,-0.38],P=0.000 5)水平;改善冠心病三酰甘油(MD=-0.82,95% CI [-1.16,-0.47],P<0.000 1)、总胆固醇(MD=-1.79,95% CI [-2.61,-0.97],P<0.000 1)、低密度脂蛋白胆固醇(MD=-0.75,95% CI [-0.91,-0.59],P<0.000 1)、高密度脂蛋白胆固醇(MD=0.08,95% CI [0.05,0.11],P<0.000 1)水平;降低血尿素氮(MD=-6.32,95% CI [-8.14,-4.50],P<0.000 1)、血清肌酐(MD=-45.21,95% CI [-70.70,-19.32],P=0.000 5)水平以及提高基底动脉平均血流速度(MD=5.00,95% CI [4.21,5.79],P<0.000 1)的作用。结论目前苓桂术甘汤临床应用证据涵盖慢性心力衰竭、心律失常、非酒精性脂肪性肝病、2型糖尿病、血脂异常、肾脏病以及椎基底动脉供血不足等疾病,对各病种相关结局指标均有所改善,临床应用多样;但相关研究的质量普遍有提高空间,仍需更高水平的循证医学证据。
基于混合机器学习算法的页岩薄互层识别方法

东营凹陷牛庄洼陷沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段主要发育重结晶灰岩、泥岩薄互层,是页岩油的有效富集区和稳定产出通道,但由于常规测井系列分辨率不足,导致薄互层识别难度大。针对这一问题,采用粒子群(PSO)优化的极限学习机(ELM)混合模型以提升薄互层识别准确率,选取反映储层"三品质"特征的8条常规测井参数及3条高分辨率测井曲线作为物理约束,构建了基于PSO-ELM的薄互层识别模型。研究结果表明,与ELM、支持向量机、前馈神经网络等常见的机器学习模型相比,所提出的PSOELM机器学习模型稳定性更强,薄互层识别准确率提升幅度为10%~30%,且更能精准刻画厚度约为0.3 m的薄互层,该方法可以为页岩油勘探开发提供一定技术支持。
多色网点结构提花织物设计与色彩仿真评价

为丰富和改善全彩型提花织物的色彩仿真效果,提出一种由多色网点叠加组合表现的彩色仿真提花织物设计模式。通过对全彩数码图像的原色分离产生多幅分色图,并将其逐一转化为二色值网点图,再重新组合成1幅8色以内的网点图像,结合重纬结构进行提花织物样品设计与织造。对织物样品进行多个测色点的颜色数据采集,并将其与原始数码图像进行色差比较分析。结果表明:相较于一般4色纬影光组织织物样品,多色网点结构提花织物的总色差均值降低了14.21%;进一步按明度值、红绿值和黄蓝值进行分项色差比较发现,多色网点结构提花织物的绿、红、蓝和黄等色值的色差均值分别降低了27.31%、19.72%、13.24%和9.65%,而明度差均值降低了12.88%,证明多色网点结构设计模式的可行性及其更理想的色彩仿真性能。
复合材料编织-缠绕-拉挤系统建模及其控制策略

为解决纤维增强复合材料型材、管件类生产过程中编织机多电动机负载不均,以及编织转速、缠绕转速和牵引速度难以协同工作等问题,提出基于模型预测控制的动态均载控制方法,应用于编织机电动机组,建立编织-缠绕-拉挤一体化数学模型,采用比例协同偏差耦合控制策略保证编织-缠绕-拉挤系统的协同工作精度,并对其进行Simulink仿真与现场实验。实验结果表明: 动态均载控制能使编织机电动机组在满足转速的前提下,输出转矩偏差控制在0.2 N·m以内;比例协同偏差耦合控制策略使互相独立的编织机、缠绕机和牵引装置在0.08 s内达到协同要求,提高了编织角的稳定性和复合材料制品的综合性能。
煤炭零碳开采技术

在分析能源革命和全球绿色发展大趋势的基础上,提出了煤炭零碳或近零碳开采技术的概念与总体发展思路。煤炭零碳开采技术按照物质能量守恒定律,通过清洁能源消纳与源网荷储协同优化、二氧化碳地质封存、生态系统碳汇提升等实现煤炭开采过程二氧化碳的近零排放。井工煤矿和露天煤矿均以分布式能源为基础,借用虚拟电厂技术将矿区内部资源聚合,对源网荷储协同优化,构建矿区综合能源系统,平抑可再生能源电力的随机波动性,使得不同能源形态之间的耦合更加紧密,为能量的多级应用以及能源的合理配给提供保障,使用清洁能源是实现零碳开采的根本途径。二氧化碳地质封存包括密闭封存、矿化封存和吸附封存等形式,煤矿可充分利用开采煤炭形成的地下空间、岩体裂隙以及深部不可采煤层封存坑口燃煤电厂的二氧化碳,实现封存二氧化碳、处置固体废弃物和减轻下沉的多重效果,是实现零碳开采的重要手段。提升生态系统碳汇包括强化国土空间规划、提高土地种植利用率、优选植物、改良复垦土壤等方式,土壤与植物碳汇是实现零碳开采的必要补充。
煤炭在中国农村生活能源中的利用与退出路径

碳中和对我国农村能源革命和能源转型提出了加速发展的更紧迫要求,煤炭退出农村生活能源系统是大势所趋,关键在于如何有序、有效、公平、高质量地退出。基于农村生活能源全品类谱系的消费量与碳排放,回顾评估1949年以来煤炭在我国农村生活能源系统中的作为、地位与影响;基于北京农村调查分析政策性退出煤炭的问题与挑战;进一步结合有效能需求评价与预测,系统分析农村生活能源系统碳中和转型的韧性、经济性和差异化瓶颈,预判煤炭在未来农村生活能源系统中的地位与贡献,探索煤炭退出机制。主要结论:①我国农村人均生活能耗及有效能需求均处于增长通道,全电力模式下未来农村居民生活用电峰值预计人均5 000 kW·h。②长远看,农村生活能源电气化将是以碳中和、可再生、市场化为核心特征的电气化。煤炭退出机制重在推动农村生活能源系统朝"清洁"能源转型,是"煤炭替代"与"替代煤炭"的有机综合。在农村绿色能源市场还没有充分发展之前,煤炭依然是确保农村能源安全的首选"压舱石"。③基于区域差异,提出跨越煤炭、煤炭替代(煤炭替代生物质,清洁煤升级)与替代煤炭(自愿退煤,强制禁煤)3类共5种能源转型路径,分类施策,组合发展。未来我国农村居民生活将享有一个富有韧性与公平性的现代化碳中和能源系统。
腐殖质层再造修复西部矿区退化土壤的生态效应

随着国家煤炭开采东退西进战略推进,煤炭资源高强度开采加剧了矿区草原生态环境损伤问题,严重影响了区域煤炭资源大规模开发和环境保护的协同发展,必须通过生态修复消除资源开发带来的环境负效应。因此,针对矿区草原粉尘沉降区诱发的土壤退化问题,研究腐殖质层再造技术修复退化场地的可行性,设计了植物破碎+淹水(YS)、植物破碎+淹水+覆膜(YF)、植物破碎+淹水+覆膜+激发剂(YFJ) 3种修复模式,同时结合试验数据分析。研究结果表明,退化生境修复样地土壤容重分别比对照样地降低了8.26%、7.98%和15.24%,孔隙率增幅为39.42%、99.68%和124.24%,含水率增幅为28.16%、31.21%和71.19%,饱和持水率增幅为19.66%、20.66%和42.29%;土壤养分中水解氮质量分数比对照场地高出20.77、9.73和54.45 mg/kg;修复场地土壤速效磷质量分数依次为5.30、5.06、14.04 mg/kg;修复后土壤速效钾质量分数增加49.61%、27.31%和236.53%;土壤水稳性团聚体质量分数修复后高于对照场地,分别增幅13.00%、17.14%和83.60%;YS、YF和YFJ三种修复模式均可以增加退化场地土壤水酶活性,土壤蔗糖酶活性修复后分别高于对照区23.65%、79.88%和93.91%;3种修复技术之间过氧化氢酶和脲酶活性无显著差异,分别高于对照23.69%~31.81%和19.35%~20.46%;土壤磷酸酶活性修复后提升了14.73%、33.28%和39.25%,修复场地植物群落Shannon-Weiner指数比对照场地分别高68.32%、38.61%和45.54%;植被盖度比对照场地分别增加12.50%、81.25 %和120.00 %;修复区生物量分别比对照场地高出39.90%、373.49%和887.77 %;YF和TFJ场地植株含水率分别比对照区增加了12.74%和36.43%。对比分析表明3种修复模式均可有效改善重度粉尘沉降区退化现状;除土壤有机质与多样性指数外,其他指标测定结果均为YFJ修复效果最优。表明腐殖层再造技术可以有效改善土壤结构,提升土壤养分,激活土壤微生物区系及功能,修复灌丛化破坏的生境,为重度粉尘沉降区退化土壤修复提供借鉴,其中,YFJ修复模式最佳。
磁悬浮柔性转子系统解耦控制仿真

目前磁悬浮转子系统的解耦控制研究主要基于刚性转子系统,但在高转速、高支撑刚度下,转子的弹性模态不能忽视.针对磁悬浮柔性转子的解耦控制问题,首先,建立柔性转子模型,采用模态截断法进行简化,通过状态反馈解耦得到解耦系统;然后,基于解耦系统设计了内模控制器,针对状态变量不易通过传感器获取的特点设计状态观测器;最后,仿真分析系统的解耦效果.仿真结果表明:未解耦系统的位移响应中含有与系统固有频率相关的多个频率成分,而解耦后系统的位移响应仅含激励同频成分;同一坐标平面内的机械耦合由10~(-5) m数量级减小到10~(-6) m数量级,由陀螺效应引起的两径向方向间的耦合由10~(-6) m数量级减小到10~(-19) m数量级,机械耦合和陀螺效应耦合均得到了有效控制;稳定悬浮时轴心到参考点距离的标准差由6.52×10~(-9) m减小到6.38×10~(-12) m,解耦后系统的运行波动更小;转子升速时和受到噪声干扰时系统响应不再受到固有频率影响,始终保持平稳;采用状态反馈解耦对不同的控制方法同样有效.
基于SNP芯片数据分析不同奶牛场基因组近交系数及筛选功能性基因

旨在利用基因组长纯合片段(runs of homozygosity, ROH)信息评估河南省不同中国荷斯坦牛群体的全基因组近交水平,并通过ROH检测鉴定基因组ROH富集区域,筛选与奶牛经济性状相关的候选基因。本研究基于GGP Bovine 150K芯片对来自河南省7个牧场900头荷斯坦牛进行全基因组ROH检测,统计ROH在荷斯坦群体中的数目、长度及频率,根据ROH计算基因组近交系数(F_(ROH)),并对高频ROH区域进行基因注释。结果表明,在全部900个体中共检测出55 908个ROH片段,平均长度4.23 Mb。7个牧场平均近交系数(F_(ROH))的变化范围从0.082(H7)到0.123(H2),平均F_(ROH)为0.106。在ROH的高频区域内共鉴定到79个与奶牛经济性状相关的基因,如与牛体型、体高有关的基因AKAP3、C5H12orf4、FGF6,与胴体及繁殖性状相关的基因CAPN3,与妊娠维持和胎儿生长直接相关的基因CHST14,影响牛奶蛋白质组成的基因IL5RA,参与调节胎儿卵泡生成的基因FGF10。其中,在14号染色体上检测到一个高频率的ROH区域(22.78~23.38 Mb),超过80%的个体都在该区域内发生ROH片段,并在此区域鉴定到与生长和饲料转化率相关的基因TGS1、LYN 、CHCHD7。基于ROH信息的奶牛近交评估可为奶牛场的选种选配提供指导,在高频ROH区域鉴定到的候选基因可作为奶牛分子育种中进行标记辅助选择的基因。
小尺寸声矢量平面阵三维波束形成方法

提出了一种基于声场多极子展开的小尺寸声矢量平面阵三维波束形成方法。该方法利用了声场的垂直振速信息,并结合球谐波函数与多极子模态之间的联系,可用二维的阵列结构合成指向任意方向的三维波束图,简化了三维波束形成所需的阵列结构。以3 × 3均匀矩形阵为例的仿真结果表明,在相邻阵元间距小于0.2倍信号波长时,所提方法引入的差分近似误差可被忽略,所得阵列波束图接近理论波束图。相比于声压球面阵三维波束形成方法,所提方法在低频段能在获得相同阵增益的同时有着更好的稳健性,为实现小尺寸阵列的三维波束形成提供了一种可靠的方法。
数值计算法实现同振式矢量水听器驻波管中灵敏度修正

大尺寸的矢量水听器在驻波管中进行灵敏度校准时会引起校准声场分布不均匀,使得灵敏度校准结果出现较大误差。在无法获取校准声场准确的解析表达式情况下,以实际驻波管校准装置为原型,建立声场仿真分析模型,通过数值计算得到矢量水听器和参考标量水听器的声压和加速度量值,并结合灵敏度校准公式和参考值导出灵敏度修正因子。利用修正因子,对不同尺寸矢量水听器灵敏度测试结果修正以后,与参考值最大绝对误差减小到2.0 dB下。结果表明数值计算法能有效减小非均匀声场引起的大尺寸矢量水听器灵敏度校准误差,扩展了矢量水听器驻波管校准装置的测试对象。
量测噪声不确定情况下的水下多目标稳健方位跟踪

提出了使用Sage-Husa算法估计量测噪声的集势化概率假设密度(CPHD)滤波方位跟踪方法,实现了量测噪声不确定情况下多水下声学目标的稳健方位跟踪。首先,将水下目标方位的变化建模为Singer模型,利用传统目标方位估计方法的结果作为量测值,将方位估计误差看作量测噪声,建立了方位量测模型。然后,给出了CPHD滤波水下多目标方位跟踪算法,该算法利用上一时刻的方位跟踪结果和目标方位变化模型预测目标方位,并利用量测值和量测模型对预测值进行更新得到方位跟踪结果。最后,考虑到量测噪声方差为决定跟踪性能的重要参数,利用改进的Sage-Husa算法在跟踪过程中实时自适应地估计不确定量测噪声的方差,从而实现了多目标的稳健方位跟踪。经海试数据验证,所提出算法将目标方位测量的平均最优子模式分配(OSPA)误差从10°以上降低至2°,显著提高了方位测量精度。所提水下多目标稳健方位跟踪方法能够有效提高量测噪声不确定情况下的方位跟踪性能。
考虑时变孔隙结构的非饱和混凝土扩散性能预测模型

混凝土作为典型的多孔介质材料,其扩散性能与内部孔隙结构密切相关。考虑到孔隙结构会随水泥水化过程不断变化,因此有必要提出一种基于时变孔隙结构的扩散性能预测模型。基于重构的水泥浆体微观结构,本研究开展了孔隙结构的参数化分析、非饱和状态水分分布模拟以及不同饱和度下浆体组分相对扩散系数的预测和验证。综合预测的相对扩散系数和提取的孔隙参数(水化程度α、孔隙率ρ和无量纲的峰值孔径B*),进一步系统分析了α与时间t、ρ与α以及B*与ρ相互间的关系,并最终建立了包含时变参数f (α(t),ρ(t),B*(t))的非饱和混凝土扩散性能预测模型。此模型可以充分考虑混凝土孔隙结构受不同水灰比和水化时间影响的时变过程,为从变化的孔隙结构角度研究非饱和混凝土的扩散性能提供了一个新的微观视角。
小尺度断裂沿层曲率敏感性研究

沿层曲率作为地震属性的一种,不仅有数学几何意义更有着重要的地质意义。和相干体相比,沿层曲率在油气勘探中常被用于刻画地质构造形态及断裂精细解释,特别是在小尺度断裂发育的地区更为有效。而在实际工作中,有时利用沿层曲率所描述的断裂效果不太明显。为进一步明确对于刻画断裂结果的影响因素及其适用条件,以鄂尔多斯盆地Q区Tj9为研究对象,基于Geoeast软件对该区小尺度断裂系统从选取属性、方位角、频带三个方面展开分析。结果表明:(1)曲率比相干体更适用于刻画较小尺度的断层;(2)平面上从平行断裂的方位观测,断裂识别不清晰;从垂直断裂的方位观测,易于识别;(3)在反射层同相轴较强时,中高频段对断裂识别更清楚;在反射层同相轴较弱时,中频段对断裂识别更清楚。因此可以根据不同属性、不同方位角、不同频带对断裂的敏感程度,用不同的数据体解释小尺度断裂,提高对断层刻画的精度,为复杂油气勘探寻找有利区奠定基础。
基于幂级数与椭圆方程的金属丝网橡胶组合减振器动态迟滞模型

金属丝网橡胶材料具有复杂的非线性迟滞特性,目前相关材料的动态力学特性还难以准确描述。弹簧-金属丝网橡胶组合减振器是一种全金属减振器,具有刚度与阻尼可设计的特点。通过在金属丝网橡胶静态力学理论基础上,提出含预紧量参数的等效刚度系数和等效阻尼系数,并使用以幂级数表示的弹性恢复力与以椭圆方程表示的阻尼力推导出一种弹簧-金属丝网橡胶组合减振器的动态迟滞模型。通过对组合减振器进行不同加载频率下的动态迟滞试验,对其在不同金属丝网橡胶相对密度以及加载频率条件下动态迟滞特性与减振耗能评价参数的变化规律进行对比分析。结合减振器动态迟滞试验数据与动态迟滞模型进行参数拟合,计算动态迟滞理论值并进行误差分析,验证动态迟滞力学模型的准确性。
针对比例风险退化系统健康评估的迭代算法

系统的健康状态评估是故障预测和健康管理的关键环节,其前提是对故障机理的准确刻画。比例风险模型在可靠性工程中广泛用于描述寿命和协变量对故障时间的影响。工程实际中的协变量过程大多具有随机性,给评估比例风险退化系统的健康状态带来极大的挑战。针对协变量过程具有马尔可夫性质的比例风险模型,提出一种迭代算法近似评估系统的健康状态。该方法首先基于离散化思想构建寿命和协变量状态在单位时间内的联合一步转移概率矩阵,然后通过相邻单位时间的状态转移规律推导条件可靠性和平均剩余寿命等关键健康指标的迭代计算公式。通过两个实际案例验证该迭代算法的有效性:案例一通过与解析法的对比表明迭代算法的评估结果随着离散化水平的提高不断趋于解析值,并由此给出离散化水平的设置准则;案例二通过与转移矩阵近似法的对比表明迭代算法具有计算速度快和内存需求小等优点。
磁控微型软体四足水下机器人双模式运动特性的仿真与试验

无缆磁控微型机器人由于其尺寸小、质量轻,在生物医疗、微操作领域等都有着广阔的应用前景。设计一种十字叉形磁控微型软体四足机器人,采用水母模式、螺旋桨模式实现机器人的水下运动。首先分别对磁控四足机器人的水母模式和螺旋桨模式进行动力学分析,然后通过静态特性和动态特性分别对两种模式进行仿真与试验的对比分析,研究磁场强度与弯曲特性的关系、水母模式拍打幅度、频率与速度的关系,螺旋桨模式步长与圆锥素线角、频率与速度的关系等。在此基础上,通过设计控制信号分别在两种模式下实现在水下的垂直向上、悬停、水平移动等多个动作,并实现简单路径跟踪试验,磁控微型四足水下机器人的仿真与试验为微型机器人的应用提供了新思路。
可控变胞式码垛机器人非线性动态可靠性分析

变胞机构具有多构态的优点,在构态变换时会不可避免地产生内冲击力,严重时会发生共振,其动态可靠性问题是确保其在工程应用中实现多构态正常运行的关键。以面向工件搬运任务的可控变胞式码垛机器人为研究对象,在运用有限元法建立该机器人工作过程的非线性动力学模型的基础上,运用改进的L-P法得出该模型的共振频率,考虑了多种失效模式、多种不确定变量和非线振动因素的影响,提出了非线性动态可靠性的分析方法。在实例中以输入端角度偏差值、输出端负载为不确定变量进行可靠性分析,得出了机器人构态变换后的可靠度变化,将该计算结果与基于神经网络的蒙特卡洛法的计算结果以及实验数据得出的结果进行了对比,偏差均较小,说明该方法具有一定的准确性。进一步,考虑内冲击力频率为不确定变量,在含有共振频率的频率区间内得出了避免发生失效所对应的不确定变量的范围。研究工作为面向任务的变胞机构的实际应用提供了可靠性理论参考。
基于复合泄漏通道模型的O型圈密封泄漏率计算方法研究

O型圈密封作为机械结构中最常见的密封形式之一,实现其密封泄漏率的准确定量计算进而保障其密封性能,对机械产品和装备整体的安全性、可靠性和环境保护性等具有重要意义。现有的O型圈泄漏率计算方法难以在计算准确度与模型复杂度间达到很好的平衡。针对这一问题,提出了一种基于复合泄漏通道模型的O型圈泄漏率计算方法。复合泄漏通道模型通过对粗糙表面轮廓三角峰均一化排列,将O型圈与粗糙表面间的泄漏通道定义为三角形通道和梯形通道两种典型形式。相比现有方法通过单一几何体对泄漏通道建模,复合泄漏通道模型引入粗糙表面三角峰统计参数对泄漏通道进行表征,充分反映了表面形貌特征对通道形式与泄漏率的影响。局部密封单元的泄漏仿真实验表明,复合泄漏通道模型相比经典的Roth模型具有更好的计算准确性。将该方法应用于一种典型的O型圈密封结构,设计并实施了泄漏率测量实验,实验结果表明不同O型圈压缩率下泄漏率计算结果的平均相对误差不超过15%,验证了提出的方法在实际应用场景下的有效性。
基于空气动力学透镜的线性聚焦3D打印送粉喷头设计与性能研究

提出一种基于“空气动力学透镜”的具有粉末线性聚焦功能的新型3D打印送粉喷头,可以使粉末流在喷头出口一定距离内均保持汇聚状态。设计了该新型喷头的内腔结构,建立了粉末颗粒在喷头中的汇聚运动模型,分析了颗粒运动的斯托克斯数S、空气动力学透镜第一节孔径d f 、孔径收缩率δ以及粉末进入喷头的入射角α对粉末颗粒聚焦性能的影响。研究结果表明:对于粒径为15~25 μm的316L颗粒,该喷头可以将粉末颗粒聚焦成半径1.55 mm的粉末流,且在喷嘴外20 mm范围内均保持良好的汇聚状态;实验结果和计算结果基本一致。该新型空气动力学透镜3D打印送粉喷头的颗粒汇聚性能明显优于传统喷头,对于促进沉积增材制造的灵活性和适用性具有重要意义。
多源数据环境下产业竞争情报智慧服务平台构建研究--以"三元世界"和CPSS理论为基础

面对多源数据环境和复杂信息场景,产业竞争情报服务优化升级成为助力新一轮产业发展和产业链优化的抓手。我国产业亟须构建体系化的竞争情报智慧服务平台,赋能大变局时代和复杂国际竞争中的产业健康发展。本文聚焦于多源数据环境,采用半结构化访谈方法进行产业竞争情报服务平台现状调研,以"三元世界"和CPSS (cyberphysical-social systems)系统建模思想为依据,实现物理世界、信息空间和人类社会中的多源数据多维立体解析和数据融合,借助解构思想进行产业竞争情报元素分解和重组,构建产业竞争情报智慧服务平台模型,并提出"情报协同采集与处理-多源数据跨模态、跨结构融合-联盟链分布式情报数据存储-情报知识挖掘与发现-定制化智慧服务"的产业竞争情报智慧服务平台实施路径。
山东较大范围致灾雷暴大风的多普勒天气雷达特征

利用多源观测资料对2005-2021年山东和周边地区较大范围致灾雷暴大风事件及造成此类事件的对流系统的雷达回波特征从两个尺度进行了分析,结果发现:17年间共发生41次较大范围致灾雷暴大风事件,年均发生2.4次,主要发生在6月。发生前,对流层中下层具有明显的条件不稳定,湿度条件中等略偏干,中层具有明显干层,垂直风切变中等略偏强。就导致较大范围致灾雷暴大风的对流系统整体而言,可分为Ⅰ型(单体可分辨形)飑线、Ⅱ型(条形)飑线、多单体风暴群和弱回波型飑线四类。后侧入流急流携带干冷空气进入飑线通过蒸发冷却降温增强负浮力是Ⅰ型飑线和Ⅱ型飑线产生致灾雷暴大风重要机理。后(右)向传播的多单体风暴群均伴有超级单体,其阵风锋一方面能够触发新生风暴,另一方面本身也可以产生致灾雷暴大风。强对流风暴本身较快的移动速度和可能的后侧入流急流在系统内由降水触发的下沉气流作用下产生的动量下传,导致非对称的下击暴流,增加了出现极端雷暴大风的可能性。弱回波型飑线产生的致灾大风最易被忽视。直接造成120站次致灾雷暴大风的对流分系统包括弓形回波、非超级单体强单体、超级单体、阵风锋和混合型五类,占比分别为30%、26%、6%、23%和16%。弓形回波和超级单体产生的致灾雷暴大风极大风速平均值最大,分别为28.2 m·s~(-1)和29.9 m·s~(-1)。强后侧入流急流和显著中层径向辐合特征可提前约20 min预报弓形回波的形成。致灾雷暴大风主要出现在弓形回波移动方向的中间部分和左侧部分。阵风12级及以上的极端雷暴大风由镶嵌弓形回波的波动型线状回波、弓形回波与中尺度涡旋的组合以及超级单体产生。具有深厚中层径向辐合的非超级单体强单体、强烈发展的飑线的阵风锋、地面冷锋与阵风锋的叠加(常伴有高空动量下传)均可能产生30 m·s~(-1)左右的雷暴大风。
透射式可见-近红外光谱法检测活体甘蔗纤维分

甘蔗的纤维分是甘蔗选育过程和制糖、造纸等行业生产中不可忽视的因素,采用透射形式的可见-近红外光谱法对活体甘蔗纤维分进行无损检测具有重要意义。采集了6个品种不同生长阶段的123个甘蔗蔗茎样本,将其按2:1的比例采用Duplex样本集划分方法分为校正集(82个样本)和预测集(41个样本)。以120°的测量夹角获取了蔗茎在去除蜡质前后两种不同状态下的透射光谱,并选取噪声较小且幅值变化明显的670~950nm波段作为实际建模波段。观察波形发现,去除蜡质后蔗茎的透光率显著增高,且建立偏最小二乘(PLS)回归模型分析了蜡质对于模型预测能力的影响,去蜡后的蔗茎样本建模效果更为良好。将一阶微分(FD)、连续小波变换(CWT)、标准正态变换(SNV)等9种预处理方法分为基线校正、散射校正、平滑处理、尺度缩放四个步骤。按各步骤的顺序进行排列组合产生108种预处理组合,分别对处理得到的光谱数据进行PLS建模分析,最终得到了综合建模效果最优的预处理方法FD+SG。为筛选得到携带最有效信息的波长,采取无信息变量消除法(UVE)、遗传算法(GA)、竞争性自适应重加权采样法(CARS)以及随机青蛙算法(RF)等有效变量提取算法对最优预处理后的透射光谱进行重要波长筛选。分别对各算法提取出的重要波长进行PLS建模分析,其中采用UVE方法提取出来的重要波长建模效果最好,所选波长的数量为40个,占全波段的14.3%。预测集的决定系数(R~2 p)为0.73,比相同预处理下的全波段PLS建模结果提升了14.1%,预测集的均方根误差(RMSEP)为0.88%(%表示甘蔗纤维分的单位),比全波段建模结果下降了14.6%。研究结果表明,可见-近红外透射光谱能够对活体甘蔗纤维分进行有效预测,此研究可为相应便携式传感器的开发提供理论依据,为甘蔗育种、各行业生产的节本增效提供技术支撑。
利用CARS-BPNN模型的南疆枣园土壤有机质高光谱反演

土壤有机质(SOM)含量是制定枣园土壤施肥方案的主要依据。合理的施肥方案对提升红枣品质、减少农户投入和增加枣园产出有重要意义。利用传统方法获取枣园SOM含量耗费时间和资源,不符合枣园精准施肥管理的需求,土壤有机质高光谱检测是一种有效的替代方法。为筛选南疆枣园SOM的高光谱快速检测模型,采用网格布点法采集158个枣园土壤样品,测定风干土样的室内高光谱数据和SOM含量。分别将400~2400nm全波段(R)和通过竞争自适应加权算法(CARS)、连续投影算法(SPA)、粒子群优化算法(PSO)三种数据降维算法筛选的数据集与偏最小二乘回归(PLSR)、反向传播神经网络(BPNN)、卷积神经网络(CNN)三种建模方法结合构建12种枣园SOM含量的组合反演模型,通过对比模型的精度评价指标和训练时间,筛选枣园SOM含量最优光谱反演模型。结果表明:(1)CARS、SPA、PSO三种降维算法都能将光谱数据压缩至原来的10%以下,筛选波长数分别由原来的2 001个变量降为98、156、102个,降维组合模型的验证集RPD均大于1.50,均能实现对枣园SOM含量的反演,与R组合模型相比,降维组合模型至少能节省30%的时间成本,特别是与BPNN和CNN等构建的组合模型,能节省90%的训练时间,且模型稳定性更强,模型效果更优。(2)CARS数据集构建组合模型的验证集R~2均大于0.85,RPD均大于2.50,RPIQ均大于1.60,在三种降维算法中效果最好;PSO数据集的组合模型验证效果略低于CARS数据集,但优于R数据集,R~2均大于0.80、RPD均大于2.00;SPA数据集构建组合模型的验证效果要低于R数据集,在三种降维算法中效果最差。(3)BPNN和CNN两种方法的反演模型验证效果均优于PLSR模型,而在模型训练时间和模型验证效果等方面,BPNN模型优于CNN模型,其结合CARS数据集的验证效果最优,R~2为0.91、PRD为3.34、RPIQ为3.17、nRMSE%为11.93,训练时间为58.00s,模型符合快速检测枣园SOM含量的要求。CARS-BPNN模型为反演南疆枣园SOM的最优模型,研究结果能够为南疆枣园土壤养分快速检测与制定施肥方案提供参考。
京津冀城市群城市化强度与生态韧性的耦合协调分析

探索市域尺度与格网尺度下城市化强度与生态韧性之间的作用机制,对提高生态韧性水平、提升城市发展质量、促进城市群可持续发展具有重要意义。以京津冀城市群为研究区,基于2000-2020年土地利用数据、人口密度数据和社会经济数据,尝试构建一套完整的城市化强度与生态韧性指标体系。利用景观安全度模型修正了"规模-密度-形态"生态韧性方法,以市域尺度与格网尺度对比分析为手段,结合耦合协调度模型与Tapio解耦模型,探究二者的时空分异格局及协同演化特征。结果表明:(1)不同尺度下,城市化强度和生态韧性在全局上变化趋势相反且错位关系明显,北京、天津城市化强度高而生态韧性较低;格网尺度下,城市化强度与生态韧性的分布形状存在差异:城市化强度多呈现中心-外围空间分布,生态韧性呈多样化、零散化特征。(2)不同尺度下,城市化强度与生态韧性的耦合协调度逐年增强,北京、天津最高,廊坊、石家庄、衡水、沧州次之,邯郸、邢台相对较低;格网尺度下,局部区域出现特殊现象:北京、天津中部出现初级协调、轻度失调;邯郸、邢台小部分区域达到良好协调。(3)城市化强度与生态韧性的脱钩关系处于良性发展状态,弱脱钩、扩张负脱钩呈上升变化,而强脱钩呈下降变化,表明城市化发展到一定水平,推动生态韧性正向发展,城市化强度与生态韧性达到可持续发展的协调状态。此次研究结果为城市化强度与生态韧性的耦合协调分析提供科学依据。
基于多尺度Retinex算法的杆塔多吊点约束绳系动点坐标计算方法

为了实现输变电工程的全过程智能管理,并保证杆塔吊装的安全以及吊装后使用效果,提出基于多尺度Retinex算法的杆塔多吊点约束绳系动点坐标计算方法。采用多尺度Retinex算法增强杆塔吊装图像质量,通过最小二乘法提取图像中的特征,通过特征匹配识别杆塔类别,采用Picard方法建立不同类别的杆塔动点坐标计算模型,计算杆塔多吊点约束绳系动点坐标。测试结果显示:具有较好的图像增强效果,BIQI指标和BRISQUE指标的测试结果均在4.6以上,能够完成图像中杆塔的区分,得出杆塔的类别结果,能够计算出吊点约束绳系动点坐标结果,保证杆塔的安全吊装,倾角均低于10°,截面弯矩则越均匀程度均在92.5%以上。
齿勺气送式芝麻精量集排器设计与试验

针对芝麻种子球形度低、流动性差导致排种过程充种稳定性差,难以实现精量播种的实际问题,基于芝麻的机械物理特性和播种农艺要求,设计了一种采用倾斜齿勺式型孔充种、气送辅助导种的芝麻精量集排器,确定了其主要结构参数,构建了充种、携种和投种环节中芝麻种子颗粒群的力学模型。应用EDEM开展了排种器排种性能仿真试验,采用三因素三水平正交试验与Box-Behnken响应面分析了型孔高度、型孔右壁倾角和齿勺倾角对排种性能的影响,结果表明,型孔高度为1.92 mm、型孔右壁倾角为8.4°、齿勺倾角为28.6°时,各行排量一致性变异系数和平均排种量分别为1.69%、3.7 g/min。以排种轴转速、种层充填高度为试验因素,以各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数为试验指标,进行排种性能二因素三水平试验,试验结果表明:排种轴转速15 r/min、种层充填高度10 mm时,各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数分别为1.62%、0.40%,排种性能较优。田间试验表明,机组作业速度为2.9 km/h时,芝麻平均种植密度为36株/m~2,播种均匀性变异系数低于4%,满足芝麻田间播种要求。
金银花静电除杂装置设计与试验

针对金银花除杂过程中编织袋丝去除效果不佳的问题,本文基于静电分离技术,设计了一种金银花静电除杂装置。通过理论分析,推导了静电场中金银花和编织袋丝产生轨迹分离的临界条件,验证了静电分离技术用于金银花除杂具有一定的可行性。基于单因素试验和COMSOL电场仿真,进一步探究了各影响因素对除杂性能的影响,确定了静电极形状为圆弧形、静电极角度α为45°。以高压静电发生器的输出电压U、静电极与辊筒的间距L和辊筒转速N为试验因素,开展Box-Behnken试验,分别建立了除杂率和误除率的二次回归方程。采用响应面分析法探明了各试验因素对试验指标的影响规律。通过参数寻优,确定了该装置的最优工作参数为U = 11.9 kV、N = 28 r/min以及L = 60 mm。台架试验结果显示,除杂率和误除率分别为94.47%和0.89%,满足金银花除杂要求。
基于无人机多光谱遥感的大豆生长参数和产量估算

为适应现代农业发展对作物生长动态、连续、快速监测的要求,本文基于无人机多光谱遥感技术,以西北地区大豆作为研究对象,分别筛选出与大豆叶面积指数(Leaf area index,LAI)、地上部生物量和产量相关性较好的5个植被指数,采用支持向量机(Support vector machine,SVM)、随机森林(Random forest,RF)和反向神经网络(Back propagation neural network,BPNN)分别构建了大豆LAI、地上部生物量和产量的估计模型,并对模型进行了验证。结果表明,基于RF模型构建的大豆LAI和地上部生物量预测模型的精度显著高于SVM与BP模型,LAI估计模型验证集的R~2为0.801,RMSE为0.675 m~2/m~2,MRE为18.684%;地上部生物量估算模型验证集的R~2为0.745,RMSE为1 548.140 kg/hm~2,MRE为18.770。而在产量的估算模型构建中,在大豆开花期(R4)基于RF模型构建的大豆产量预测模型的精度最高,验证集的R~2为0.818,RMSE为287.539 kg/hm~2,MRE为7.128。本研究结果可以为无人机多光谱遥感在作物监测方面的应用提供理论依据,为作物产量的快速估算提供应用参考。
水氮耦合下黑土区稻田生态系统碳源汇效应分析

为探寻不同水氮耦合方式对黑土区稻田生态系统碳平衡的影响,于2022年开展田间试验,试验设置常规淹灌(F)和稻作控制灌溉(C)两种灌溉模式,同时设置常规施氮水平(N,110 kg/hm~2)、减氮10%水平(N1,99 kg/hm~2)、减氮20%水平(N2,88 kg/hm~2) 3种施氮水平,分析不同水氮耦合方式对水稻各器官干物质量、碳含量、稻田土壤呼吸CO_2排放通量和CH_4排放通量及两者排放总量的影响,并采用净生态系统碳收支(NECB)评价体系对黑土区稻田生态系统碳源汇效应进行分析。结果表明:不同水氮耦合方式下,各处理水稻穗固碳量与根固碳量分别占其总固碳量的26.61% ~ 40.92%、24.63% ~ 31.95%。相同施氮量下,稻作控制灌溉相较于常规灌溉能提高水稻各器官碳含量、干物质量。在水稻全生育期内,各处理CH_4排放通量呈现先增加后减小再增加的变化趋势,均在分蘖期与拔节孕穗期出现峰值;各处理土壤呼吸CO_2排放通量呈现单峰变化,在分蘖期出现峰值。相同灌溉模式下,除返青期外,各处理CH_4排放通量与土壤呼吸CO_2排放通量均随施氮量的减少而降低。相同施氮量下,稻作控制灌溉与常规灌溉相比降低了土壤呼吸CO_2排放通量及排放总量,但提高了CH_4排放通量及排放总量。不同水氮耦合方式下,水稻净初级生产力为4 245.82 ~ 6 958.19 kg/hm~2,穗净初级生产力最高、凋落物净初级生产力最低,分别占其水稻净初级生产力的42.88% ~ 51.82%、3.19% ~ 3.90%。相同施氮量下,稻作控制灌溉模式各处理水稻净初级生产力均大于常规灌溉模式,其中CN、CN1、CN2各处理净初级生产力较FN、FN1、FN2各处理分别增加11.17%、31.92%、2.98%。此外,不同水氮耦合方式下NECB均为正值,表示该黑土区稻田生态系统为净碳"汇",其中CN1处理净碳收支(1 082.87 kg/hm~2)显著高于其他各处理(P <0.05),这说明稻作控制灌溉模式下减氮10%处理的稻田生态系统碳"汇"强度最大。
烧蚀防热材料在线后退测试技术研究进展

介绍了基于熔点法、辐射法、电阻法、声波法以及摄影法等测试技术的原理和进展,从嵌入式和非嵌入式两类测试方案展开分析了烧蚀后退测试技术发展的特点和不足。当前,烧蚀后退在线测试仍然以嵌入式为主;综合来看,电阻法是实现在线后退测试的最佳方案;非嵌入式方案虽然离飞行测试还有一段距离,但是其在地面试验中作为验证技术已逐渐成熟。更加频繁的星际进入任务必将全方位提升在线后退测试技术。
基于多视图集成的鸟鸣分类研究

【目的】尝试融合多视图特征来最大化特征信息,提出多视图级联集成卷积神经网络(MVC-CNN)鸟鸣音分类方法,构建泛化性较强的鸟鸣分类模型,以促进鸟类物种多样性保护和生态环境智能监测的深入研究。【方法】以16种鸟鸣音频数据为研究对象,采用短时傅里叶变换(STFT)、小波变换(WT)和希尔伯-特黄变换(HHT)等特征提取方法生成鸟鸣音的3类谱图以构成多视图特征数据,并作为卷积神经网络(CNN)的输入,训练不同视图的基分类器STFT-CNN、WT-CNN和HHT-CNN;分别采用Bagging和Stacking集成方法构建了多视图Bagging集成卷积神经网络(MVB-CNN)模型和多视图Stacking集成卷积神经网络(MVS-CNN)模型。以CNN强大的特征提取能力,提出了多视图级联集成卷积神经网络(MVC-CNN)模型,将不同视图经CNN提取得到的深度特征级联融合,以支持向量机(SVM)为最终分类器获得分类结果。【结果】构建的基分类模型WT-CNN、STFT-CNN、HHT-CNN的准确率分别为89.11%、88.36%和81.00%;多视图集成模型MVB-CNN和MVS-CNN的准确率分别为89.92%和93.54%,多视图级联集成模型MVC-CNN的准确率为95.76%。MVC-CNN模型准确率比单一视图基分类模型提升6.65%~14.76%,比MVB-CNN和MVS-CNN提升5.84%和2.22%。【结论】研究提出的MVC-CNN模型能充分结合鸟鸣多视图特征的优势,有效提升鸟鸣分类效果,具有较高的稳定性和更好的泛化能力,为多视图鸟鸣音分类研究提供技术方案。
基于树种组成的大兴安岭天然林主要树种树高-胸径曲线研究

【目的】分析混交林中不同树种组成情况对单木树高-胸径关系的影响,构建大兴安岭地区兴安落叶松和白桦的树高曲线模型,为森林质量精准提升提供理论依据。【方法】以大兴安岭中部地区112块兴安落叶松(Larix gmelinii)-白桦(Betula platypiylla)混交林的样地调查数据为基础,采用多元逐步回归建立包含单木、林分和树种组成信息的兴安落叶松和白桦树高-胸径预测基础模型,并采用层次分割方法量化不同变量对单木树高-胸径关系的影响程度。最后,采用混合模型方法解决样地调查数据中存在的嵌套效应和异方差问题。【结果】大兴安岭地区兴安落叶松-白桦混交林中主要树种(兴安落叶松和白桦)单木树高-胸径关系除受自身胸径大小影响,还受林分特征(优势木树高、林分平均胸径和林分平均树高)和树种组成(兴安落叶松、白桦蓄积比例)信息的共同影响,其对各树种树高-胸径变异的解释能力依次为单木胸径(82%) >林分因子(16%) >树种组成(2%);各树种树高-胸径混合模型均以包含3个随机参数、方差协方差结构pdSymm和异方差校正函数varPower的组合最优,兴安落叶松和白桦单木树高-胸径混合模型的调整决定系数(R_(adj)~2)分别较基础模型提升约2.50%和3.44%,达到了0.789 5和0.744 7。【结论】在具体的森林经营实践中,可通过采伐或补植的方式来调整林分的树种组成情况以达到促进林木树高生长的作用。
人工智能在致密储层裂缝测井识别中的应用

裂缝是致密储层的有效储集空间和重要渗流通道,裂缝对致密储层的勘探与开发至关重要. 单井裂缝识别主要使用井壁成像测井、阵列声波测井和常规测井,如何准确识别裂缝是致密储层研究领域的关键性难题. 人工智能是新时期油气智能勘探开发突破现有技术的局限性、提高单井裂缝识别精度的利器. 因此,结合近年来人工智能在致密储层裂缝识别的案例及笔者团队在该领域的研究工作,分别介绍了无监督学习、有监督学习和半监督学习人工智能方法在三类测井数据裂缝识别中的应用现状. 目前,人工智能在常规测井裂缝识别中应用最为广泛,在井壁成像测井裂缝识别次之,在阵列声波测井识别中应用相对较少. 关于人工智能算法,无监督方法由于识别精度问题,应用相对较少;有监督学习方法是目前应用的主流方法,但其需要有充足的有标签数据才能建立有效的裂缝预测模型;半监督学习方法是近年来的新趋势,其可以融合无监督和有监督学习的优点,充分利用有标签测井小样本数据和无标签测井大样本数据,但运行效率是该类方法需要改进的地方. 目前单井裂缝人工智能识别方法的发展趋势是往高非线性拟合能力发展、单方法预测往多方法集成发展. 同时也系统讨论了各类人工智能方法的存在的问题及未来的发展趋势.
基于碳流理论考虑用户侧碳排放配额的最优潮流

由于双碳目标下碳排放配额将成为一个有限的公共资源,聚焦用户侧展开减碳调度研究。考虑到区域间发展及资源状况存在差异,采用基于比例共享原则的碳流理论来计量用户侧的碳排放。通过解决用户侧碳排放配额约束的潮流方向问题,建立了基于碳流理论、考虑用户侧碳排放配额约束的混合整数非线性最优潮流模型,并采用一种基于潮流计算更新的粒子群算法进行求解。经算例测试,在用户侧考虑碳排放配额约束不仅能够满足各类用户的用电碳排放需求,还能在调度中兼顾电力部门减排责任的公平原则。所提算法在小规模算例中相较于精确求解在计算速度上具有显著优势,在大规模算例中相较于非线性规划求解器在收敛性能上具有显著优势。与传统粒子群算法相比,解决了收敛难度大、参数整定困难的问题。
考虑光伏与电价不确定性的综合能源生产单元自调度报价策略研究

在低碳政策激励下,对传统燃煤发电机组进行升级改造已被提上日程。综合能源生产单元(integrated energy production unit,IEPU)这一新概念逐渐受到学界和工业界关注。选择IEPU作为研究对象,探究它在电力市场环境下的自调度报价策略。首先,建立了IEPU的自调度利润最大化模型,使用鲁棒优化方法处理IEPU内光伏出力、电价的不确定性,将IEPU的自调度问题建模为一个混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)问题。在此基础上,结合k-means聚类方法提出考虑报价段数限制的IEPU自调度报价曲线的生成方法。最后,通过案例仿真研究了IEPU各组件间的耦合关系和运行特性,生成了IEPU报价曲线,分析了IEPU自调度方案对甲烷价格的敏感性,并研究了鲁棒性参数对自调度方案和报价曲线的影响。
计及零直流电压控制的混合型MMC-HVDC输电系统短路电流计算方法

混合型模块化多电平换流器通过零压控制限制直流侧故障电流,为准确分析计算故障后直流侧电流,考虑不同阶段控制系统作用建立其等值模型,并设计故障电流求解计算方法。在零压控制前,构建混合型MMC的串联RLC等值模型,利用受控电流源表征交流馈入能量对故障电流的影响;在零压控制后,分析上下桥臂电压动态调整对故障电流的影响,构建相应混合型MMC等值模型提高计算精度。采用状态空间方程计算2个阶段的直流短路电流,通过电容电压置零来计及零压控制后子模块投切引起直流侧电压复零的特性。基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了双极混合型MMC直流输电系统,在不同工况下通过与详细电磁暂态仿真结果对比,验证了所提短路电流计算方法的准确性。
经验轨迹空间驱动的潮流计算局部电压调整方法研究

方式计算中衍生方式间的知识经验多数是可以复用的。该文基于一种经验轨迹空间驱动分析方法,结合局部电压调整经验的复用性,研究设计了可复用的电压调整场景及分析经验,提出了经验轨迹空间驱动的电压调整强化学习模型并改进Q-learning算法,实现了从分析经验轨迹中提取局部电压调整所需的调节资源空间以及学习如何组织数据实现电压控制目标。该方法基于对分析经验的记录和处理,解决了调整资源空间维度过大以及调整方案的可靠性问题,并且具备探索更优方案的能力,为其他潜在场景提供了参考,有望在传统人工智能技术的基础上进一步推动仿真分析的智能化。
考虑非均匀分布特性的电压暂降数据生成方法

电压暂降监测数据具有非均匀分布特性,影响敏感设备评估及治理决策。该文提出一种电压暂降数据生成方法,实现了考虑暂降类型非均匀以及特征非均匀分布的暂降数据生成,解决了敏感设备评估等研究中电压暂降数据不足的问题。首先,提出了基于融合判据系数的电压暂降分类方法,定义电压暂降恢复系数等特征及其计算方法,构建奇异特征直线距离系数等分类评价指标,通过融合判据对假设暂降类型进行直观评价,解决了暂降类型非均匀的问题。其次,建立电压暂降概率密度能量因子,刻画幅值、持续时间的概率密度分布特征,提出一种基于改进Star GAN(generative adversarial networks)网络的电压暂降数据生成方法,实现了按特征分布的暂降数据生成。最后,应用仿真数据和实测数据,验证所提方法的准确性、适用性和低数据依赖性。
特高压气体绝缘输电设备载流连接结构过热腐蚀特性

在特高压气体绝缘输电设备运行过程中,触指载流连接结构处容易因安装不当、载流不均而产生过热温度,加剧接触劣化,引发过热性故障。以气体绝缘设备中表带触指为研究对象,通过电热计算及红外温谱,确定触指过热范围,开展触指在SF_6、N_2、氮氧混合3种气氛下的过热腐蚀实验。利用扫描电镜、能谱分析对触指的接触形貌、腐蚀产物进行分析。结果表明,短时和长时大电流条件对接触电阻的影响相反。在铝电极组合和加速腐蚀48h内,3种气氛差异明显,纯氮气下接触电阻最低。在掺杂氧气、纯SF_6下接触电阻呈现波动、增长、稳定3个阶段,电阻最大值比氮气条件增长约14%。触指过热劣化机制主要为镀层高温剥落,基体暴露生成腐蚀产物。其表面氧、氟元素占比高,集中于触点。纯SF_6下触点及边缘腐蚀严重,铜银分界区存在明显的CuF、 CuF_2,与故障套管中触指表面形貌及产物较为相似,表明模拟实验的有效性。该研究可为气体绝缘输电设备中触指结构过热劣化分析提供依据。
特高压直流穿墙套管绝缘支柱在高地震烈度下的机械应力仿真

特高压直流穿墙套管由于其结构细长,在地震中极易受损,然而其内部支柱绝缘子的受力情况未见报道。此外,新型陶瓷材料作为高机械强度的绝缘材料,具备替代环氧材料的应用潜力。为此,该文首先设计了3种基本形状的陶瓷绝缘支柱。其次,通过有限元法计算了9级地震烈度下纯SF_6气体绝缘直流穿墙套管中绝缘支柱的应力分布,基于静力法分析了绝缘支柱的受力情况。最后,对比了新型陶瓷支柱与现有环氧支柱的裕度。结果表明:陶瓷支柱中凹线形结构的应力最小,分布最均匀。应力主要在顶部和底部金属嵌件附近的圆弧位置处集中,分别由竖直方向和水平方向的载荷引起,最大应力为105.1 MPa。由于新型陶瓷材料具备了优异的机械强度,地震工况下陶瓷支柱的裕度显著大于环氧支柱,为2.85。因此,相比于环氧支柱,陶瓷支柱可以提供更好的机械支撑,可以为高烈度地震区中SF_6气体绝缘设备内部的绝缘支柱的选择和研制提供参考。
聚酰亚胺/超高分子量聚乙烯纤维混杂增强复合材料防弹性能

针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维增强防弹复合材料背部凸起(BFS)较高的不足,本研究充分利用聚酰亚胺(PI)纤维耐高温、高模量的优势,制备了一系列PI和UHMWPE纤维混杂复合材料靶板,研究了混杂靶板的铺层结构和混杂比例对比吸收能(SEA)值和背部凸起(BFS)值的影响,分析了混杂靶板防护作用机制。结果显示:PI纤维的使用可以在不影响SEA值的情况下有效限制BFS值,其中两极铺层结构(H3、UHMWPE/PI)和夹芯铺层结构(H4、PI/UHMWPE/PI)表现出混杂正效应,两种结构的SEA值和BFS值分别可达193.2 J·m~2/kg,17.40 mm和208.9 J·m~2/kg,17.77 mm,表现出优异的防弹性能。
双管件电磁翻边的电磁力分布与成形性能

为解决传统单线圈加载单管件电磁翻边角度不足和电磁翻边能量利用率低的问题, 提出一种采用单线圈同时加载双管件电磁翻边的方法。通过Comsol模拟仿真软件建立电磁翻边的二维轴对称模型, 从管件电磁翻边的基本原理出发, 对比分析了线圈高度对管件电磁翻边成形效果的影响。仿真结果显示, 在线圈高度为27.4 mm时, 两管件的翻边角度均达到了90°。此外, 通过与传统单管件电磁翻边进行对比, 由于双管件电磁翻边能提供更大且持久的轴向电磁力, 使得翻边效果显著提高,且能量消耗仅为单管件电磁翻边时的43.83%。显然, 双管件电磁翻边方法能够改善管件翻边效果和提高能量利用率, 为电磁翻边技术的进一步发展提供了一种有效可行的方法。
基于数据同化的试验数据驱动的叶栅流场预测

为了更精确地预测压气机叶栅流场,发展了一套基于两步集合卡尔曼滤波数据同化方法的试验数据驱动的流场预测框架。首先使用测试函数校验了集合卡尔曼滤波算法的准确性,并探讨了各超参数的选取准则,分别使用S-A和SST湍流模型对MAN GHH叶栅在设计马赫数不同攻角工况下流场进行了试验数据驱动的流场预测,预测流场与试验测量结果高度相符。结果表明:相比原始参数的预测结果,数据同化校正后的流场与试验测量结果的偏差减小了将近70%;对于多数工况校正后流场叶片吸力面尾缘分离泡尺寸明显减小,分离起始点延迟,2种湍流模型校正流场的来流边界条件、流场物理量分布具有较高的一致性,表明试验数据驱动的流场对湍流模型的依赖性较低。
考虑灵活性互济的跨区电网灵活性资源优化调度策略

针对电网的分区运行与多类型灵活性资源地区间分布不均衡的特性,提出一种考虑灵活性互济的跨区电网灵活性资源优化调度策略。首先,建立考虑多类型灵活性资源的综合灵活性供给能力模型,同时计及灵活性互济水平建立联络线功率约束模型;其次,建立基于电网间灵活性资源互济机制的多区域电网优化调度模型,将灵活性平衡机理与多种灵活性资源协调运行问题结合起来,引入模糊机会约束描述净负荷不确定性对灵活性供需平衡和电力平衡的影响;最后,以3个互联的IEEE-39节点系统为例对所提出的调度模型进行了验证,结果表明,所提灵活性互济调度模型促进了电网的灵活性供需平衡,有效地降低了系统运行成本和碳排放量,对系统经济安全、低碳环保运行具有积极意义。
计及差异化服务费定价的电动汽车聚合商两阶段调度策略

电动汽车(electric vehicle, EV)是极具调节潜力的需求侧资源,针对现货市场环境下的电动汽车聚合商(electric vehicle aggregator, EVA)整合和调度EV负荷资源的问题进行研究。首先,考虑EV的车-桩充电负荷差异化建立了EV充电模型。其次,以EVA运营收益最大为目标,兼顾EV车主利益,基于主从博弈关系建立EVA日前优化模型;模型基于场景的随机优化方法考虑市场日前电价的不确定性,解得差异化EV充电服务费价格和EVA日前购电计划。随后,基于能量共享模式对各类EV进行日内滚动优化调度,减小EV接入不确定性给EVA差额交易带来的额外成本。最后,以某市区电动汽车聚合商为案例开展分析,结果表明所提两阶段调度策略能有效应对EV接入不确定性与市场电价不确定性,实现EVA与EV双赢。
配电物联网自动化业务云边协同资源弹性配置方法

云边协同是适应分布式对象海量接入和支撑配电物联网自动化业务的电力自动化关键技术手段。为了充分发挥云边协同系统资源优势和降低配电物联网自动化业务延时,首先以云边资源协同的角度为切入,提出了一种计及资源弹性配置和通信安全加密功能模块的配电物联网云边架构,接着基于微服务的电力业务组织构建方式,构建了配电物联网自动化业务的时空逻辑模型和计算负荷模型。在此基础上,考虑容器资源的弹性分配和云边通信的加密延时,提出了一种云边协同资源弹性配置方法,通过整体协同边缘和云的多容器资源降低业务延时。最后,算例中分析了业务时空逻辑的影响,对比了不同场景设置下资源配置与业务延时结果,验证了所提方法的有效性。
环状ZSM-5分子筛的合成与表征

低温条件下,以四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂、偏铝酸钠为铝源、正硅酸乙酯为硅源,采用水热合成法合成环状ZSM-5分子筛,考察了陈化温度、硅铝比和模板剂用量对分子筛环状结构形成的影响。利用XRD,SEM,TEM,N_2吸附-脱附等方法对环状ZSM-5与常规ZSM-5分子筛的形貌、晶体结构和孔结构进行表征。实验结果表明,较低的陈化温度(0 ℃)、低硅铝比(n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)≤ 60)、n(TPAOH)∶n(SiO_2)=(10 ~ 13)∶30的条件有利于形成环状结构的ZSM-5分子筛;与常规ZSM-5分子筛相比,环状ZSM-5分子筛形貌规整、结晶度高、分散更均匀,且由于环状中空结构的存在,环状ZSM-5分子筛的比表面积略高于常规ZSM-5分子筛;所得环状ZSM-5分子筛在催化苯和乙醇制乙苯反应中表现出较好的乙苯选择性。