mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
一种5~20GHz低差损低相位误差的CMOS衰减器

设计了一种具有低插入损耗、低相位误差的5位CMOS集总式衰减器.该衰减器基于0.18μm CMOS工艺,采用桥T和π形衰减结构,通过NMOS晶体管开关控制5个独立的衰减模块,在5~20GHz的工作频段范围内实现步长1dB、动态范围0~31dB的信号幅度衰减.其中,串联控制开关管采用体端通过电阻与源极相连的结构,在不增加寄生电容的前提下,降低导通电阻;并联控制开关采用体端交流悬浮结构,以提高整体衰减器的线性度.较大衰减量的衰减模块采用电感进行补偿,以减小附加相移.仿真结果显示,该衰减器插入损耗最小为6.1dB,最大为12.6dB,各状态衰减量均方根小于0.5dB,附加相移均方根小于3.4°,中心频率处1dB压缩点为14.13dBm.
长株潭核心区植被覆盖度动态监测与分析

以2000年Landsat5.2013年Landsat8两个时相遥感影像,利用像元二分法模型反演获得2个时期的植被覆盖度,并通过研究区域内2期植被覆盖度的时空变化特征、近13年的区域植被覆盖度转移矩阵、植被改善/退化状况及驱动力,定量分析了长株潭核心区13年植被覆盖度的时序变化和空间分布特征。研究结果表明:长株潭核心区近13年植被覆盖度保持总体稳定并有所改善,平均覆盖度由2000年的0. 573 9上升到2013年的0. 601 5,植被退化区主要集中在长沙、株洲、湘潭3市城区及周边区域,另外长株潭绿心区植被覆盖度也有小幅下降;长株潭核心区植被覆盖与气候变化有一定关联,但人口增长、土地利用类型变化、城市化进程以及政策等人为因素是影响植被覆盖变化的主要因素。
高动态接收机的多普勒频偏捕获新算法

为了解决高动态接收机长时间信号累积导致的能量扩散问题,提出一种基于迭代搜索范围校正的多普勒频偏捕获新算法.根据接收信号连续性特点,首先,单次校正算法利用前两个累积周期内的估计结果来校正第3个累积周期内估计结果的搜索范围,并分析了搜索范围大小对捕获概率的影响; 然后,迭代校正算法采用一种多个单次校正级联的方式来逐步缩小多普勒搜索范围,从而进一步提高多普勒捕获性能并得到捕获概率的上界值.仿真计算结果表明,该算法可以通过校正搜索范围来提高多普勒捕获概率.
钾肥水平对油茶果实性状及产量的影响

为了研究钾素水平对油茶果实性状和产量的影响及它们之间的关系,设置了6个不同钾肥用量处理,以8年生的长林53号和长林27号两个油茶无性系为试材在江西永丰开展了施肥试验,连续两年测定了油茶果径、单果质量、干出籽率、干出仁率、种仁含油率、鲜果含油率、单株结果数、单株果实产量和产油量等指标,比较和分析了不同无性系的不同处理之间的差异。结果表明,两个无性系的果实性状和产量对钾肥水平差异的响应均存在大小年差异;结实大年时,钾肥水平对两个无性系果实的果径、单果质量和干出仁率影响不大,对其他性状的影响均达到显著水平;结实小年时,钾肥水平仅对53号无性系单株结实数量和产量造成影响且无明显梯度规律,而27号无性系随着钾肥水平的提高,其干出籽率和鲜果含油率呈先上升后下降趋势,单株果实数量、产量和产油量则呈下降趋势;无论大年还是小年,单株产量均与结实数量关系最密切,大年的产量在油茶生产中占据主导地位,就大小年平均产量而言,两品系均以中等钾肥水平的K2和K3处理最优。适量增施钾肥可有效改善油茶结实大年果实性状,提高单株结实数量,实现增产增效。
喀斯特森林植被自然恢复中土壤团聚体有机碳含量与团聚体分形特征

采用空间代替时间的方法,研究了茂兰喀斯特森林自然恢复中土壤团聚体有机碳含量与团聚体分形特征。结果表明:同一恢复阶段的同一土层中1?2 mm、0. 5~1 mm团聚体质量百分比(4. 74%?52. 37%)与其质量百分比有机碳贡献率(2.87%?59.98%)均高于0.25?0.5 mm、<0.25 mm团聚体;相同土层中的相同粒级团聚体土壤有机碳含量(0?10 cm 土层23.47?55. 82 g · kg ~(-1),>20 cm 土层14. 36?36. 80 g ? kg ~(-1))与其质量百分比有机碳含量(0?10 cm 土层1.34?22. 12 g ? kg~(-1), >20 cm土层0.57?11.93 g ? kg ~(-1))均随植被自然恢复呈增加趋势;同一恢复阶段的相同粒级团聚体土壤有机碳含量(0?10 cm 土层23.47?82 g ? kg~(-1), >20 cm 土层14. 36?36. 80 g ? kg~(-1))与其质量百分比有机碳含量(0?10 cm 土层1. 34?22. 12 g ? kg~(-1),>20 cm 土层0. 57?11.93 g ? kg~(-1))随土层加深呈减少趋势;同一恢复阶段的同一土层团聚体中1?2 mm团聚体中有机碳含量(16.90 ?53.43 g? kg~(-1))最低但其质量百分比有机碳含量(5.24?22.12 g? kg~(-1))最高;随植被自然恢复土壤团聚体分形维数在0?10 cm 土层(2. 01?2. 16)呈增加趋势、在> 20 cm 土层(2. 04?2. 24)呈减小趋势;喀斯特森林植被自然恢复中土壤结构演化的核心可能是上层土壤细化和下层土壤粗化;喀斯特森林植被自然恢复中土壤结构有所改善;土壤团聚体分形维数可以作为喀斯特植被自然恢复中土壤有机碳质量评价的指标;加强保护喀斯特森林使其自然恢复,既有利于土壤结构的改善与减少侵蚀,也有利于土壤有机碳循环和累积。
近自然化改造对杉木人工林物种多样性的影响

在广西凭祥市热林中心青山实验场设置杉木人工林近自然化改造样地,进行3种间伐强度处理(75% 、55%、35%),均匀套种4种阔叶树。改造5年后,研究不同间伐强度近自然经营对群落组成、物种多样性和林分生长状况的影响。结果表明:近自然化改造5年后,乔、灌、草3层的物种数明显增加,灌草层的优势种有所变化,但各间伐处理的优势物种大致相同;各间伐处理的灌木层物种多样性指数无显著差异;改造后各处理草本层物种多样性指数均高于未改造的纯林,各处理草本层的Simpon指数和均匀度指数均显著高于改造前的纯林。杉木胸径随间伐强度的增大而增加且差异显著,但各处理间树高无显著差异;套种的4种阔叶树的胸径、树高随间伐强度的增大而增加,大叶栎、红椎的胸径、树高生长量在不同间伐处理林分中有显著差异;高间伐强度改造的杉木人工林适合套种阳性树种大叶栎、米老排和中性树种红椎,中等间伐强度改造的杉木人工林适合套种耐阴性树种润楠。
四川雅江县城地质灾害发育特征与稳定性评价

采用遥感解译与工程地质测量相结合的方法,开展了雅江县城地质灾害发育特征调查以及单体地质灾害稳定性和发展趋势预测,提出了防治对策建议。研究表明:雅江县城共发育7处地质灾害隐患点,威胁83户城镇居民的生命财产安全以及 G318国道、雅江中学的安全运行;地质灾害体稳定性均处于差和较差级别,滑坡和危岩崩塌为雅江县城最主要危险源;雅江县城地质灾害防治应遵循“工程治理为主,专业监测与群测群防相结合”的原则,系统开展应急排危工程、综合治理工程和专业监测工程,最大限度消除地质灾害隐患,为雅江县城建设和发展提供地质安全保障。
基于 T-S 模糊神经网络的采空塌陷危险性判别

采空区地面塌陷的危险性判别受地质因素、采矿因素等多重因素的影响,各因素往往影响程度不同且部分因素之间又相互联系。为了能够较准确地对采空塌陷危险性进行评估,引入了T-S模糊神经网络模型。以北京西山地区采空塌陷为例,根据塌陷特点,分别选取了地质构造复杂程度、覆盖层类型、第四系覆盖层厚度、覆岩强度、煤层倾角、采深采厚比、采空区埋深、采空区空间叠置层数8项影响因素作为评价指标,并建立了分级标准。将单因素评价指标均匀线性插值作为训练样本,建立了T-S模糊神经网络判别模型。利用训练好的神经网络模型对选取的8处采空区进行评估,结果分别为:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ,结果与实际情况吻合。研究表明,利用 T-S模糊神经网络研究采空塌陷危险性是可行的。
岩溶隧道涌突水灾害危险性评价指标体系及量化取值方法

深入分析了岩溶隧道施工过程中涌突水灾害的超前预测预报及风险评价体系的研究现状,提出了国内外关于岩溶隧道涌突水灾害的超前预测预报尚处于探索性研究阶段、如何提高预测预报的精度成为长大深埋隧道施工中涌突水灾害防治最为迫切、最为关键的问题。采用理论分析与实例统计相结合的方法,查明了岩溶隧道涌突水灾害的孕灾环境与主要致灾因子,选取“岩石可溶性、地质构造条件、地表汇水强度、地下水循环交替强度、隧道与地下水位的相对位置关系”5个评价因子,建立了岩溶隧道涌突水灾害危险性预测评价指标体系,并采用定性与定量化相结合的方法,重点对评价指标的量化取值方法进行了研究。
华北平原气候时空演变特征

地下水是华北平原主要的供水水源,大气降水入渗补给又是该区地下水的主要补给,因此研究气候时空演变特征对于深入剖析气候变化对其地下水资源的影响具有重要意义。依据中国18个地面气候站1951 —2011年逐日气候观测资料,剖析华北平原气候时空演变特征。结果表明:华北平原近60年最低气温显著升高,最高气温基本稳定,平均气温明显升高;空间上呈由西南向东北逐渐降低、由沿海向内陆增高的趋势。降水量总体呈逐渐减少趋势,空间上由山前向滨海逐渐减弱后增强;对比分析典型极端丰枯水年的降水分布特征,不同降水年空间分布差异显著。水面蒸发量整体呈下降趋势,空间上南、北部大于中部。华北平原气候总体向暖干化方向发展,两次突变主要发生在20世纪60年代中期和70年代初。气候变化和人类活动是影响地下水资源的两个重要因素,极端气候则加强了对地下水的影响。因此,定量区分气候变化与人类活动对地下水的影响是有待进一步深入探讨的问题。
北京地区潮土对土霉素的吸附特性研究

北京近1/4区域土壤属于潮土,潮土对四环素类抗生素的吸附特性还鲜有报道。采用 OECD Guideline 106的方法,研究土霉素在北京地区潮土上的吸附特性。结果表明,土霉素在潮土中的吸附动力学过程符合 Elovich方程,土霉素初始浓度会影响吸附速率,2 mg/ L时最大,10 mg/ L时最小。吸附百分比随着初始浓度的升高,先增大后减小。温度和平均吸附速率呈负相关。实验浓度下,吸附等温线符合线性等温方程和 Freundlich方程,吸附是自发的吸热反应。潮土对土霉素的吸附量和粉粒及黏粒含量之和呈正相关。土霉素在潮土中的吸附受初始浓度、温度、土壤性质等因素的影响,深入了解其作用机理,有助于防治土霉素污染,保护土壤安全。
聚丙烯用Ziegler - Natta催化剂载体的制备

采用自行设计的搅拌反应釜,通过细管挤出法制备了球形MgCl_2载体,用粒径分析仪、SEM、TG等方法对试样进行了表征,并考察了反应釜和成型釜的转速、分散剂总量及其配比、反应釜压力和MgCl_2与乙醇的摩尔比(醇镁比)对球形MgCl_2载体性能的影响。实验结果表明,优选的制备条件为:反应釜转速2 000 r/min、成型釜转速600 r/min、分散剂总量12 mL(基于1 g MgCl_2)、V(甲基硅油):V(液体石蜡)=1 :2、反应釜压力0.3 MPa、醇镁比为3 : 1。在此条件下制得的球形MgCl_2载体的形态和流动性好。利用该载体制备的聚丙烯催化剂的表面光滑密实,在用于丙烯本体聚合时1 g催化剂可生成4.2×10~4g 球形聚丙烯,所得聚丙烯颗粒呈均匀球形,基本实现了从载体到催化剂、再到聚合物的完美复制。
Pt基催化剂上正十四烷的加氢异构反应性能

采用常规水热法合成了SAPO-11,ZSM-22,ZSM-23,β分子筛,并负载Pt制备了Pt/SAPO - 11,Pt/ZSM-22,Pt/ZSM-23, Pt/β加氢催化剂;采用XRD、SEM、N_2吸附-脱附、NH_3 - TPD和吡啶吸附FTIR表征了4种催化剂的结构和酸性;以正十四烷为模型化合物,采用固定床反应器研究了4种催化剂对正十四烷加氢异构反应的催化性能。实验结果表明,正十四烷加氢异构反应遵循孔口-锁钥机理和β断裂机理,催化剂的活性和选择性主要取决于催化剂的结构、酸量、酸强度及其分布,不同催化剂上正十四烷加氢异构反应活性按下列顺序递减:Pt/β> Pt/ZSM -23 > Pt/ZSM -22 > Pt/SAPO -11;较弱的酸性和较小的孔径更有利于正构烷烃的加氢异构化反应,减少了二次裂化反应。
一种提高表面完整性的气膜孔成形方法

为了解决目前航空发动机涡轮叶片气膜孔成形工艺存在热影响严重等问题,提出了采用超快激光环切与螺旋扫描的加工方法,设计了一种可实现高效、无热效应气膜孔加工的双激光光源微加工系统,并从作用机理和实际加工过程两方面分析了热效应的产生原因,指出了其中的主要影响因素,然后针对这些因素选用DD6材料进行了工艺参数优化和实验验证.实验结果表明:采用500fs激光与微秒长脉冲激光复合加工的方式可以使精细钻孔的效率提升约10倍,并得到基本无重铸层和微裂纹的涡轮叶片气膜孔;其工艺参数包括扫描速度为2400r/min,重叠率为12%,进给量为5μm,重复频率为20kHz以及0.6Pa同轴吹气.表明超快激光配合合理的工艺参数和加工方式可以实现无热效应气膜孔加工,是一种有效提高气膜孔成形表面完整性的工艺方法.
2.5维机织复杂结构件的静强度

采用宏细观结合方法,针对经纱和纬纱等材料组分可能发生的多种失效模式,分别建立了基于改进的Hashin准则的系统性的材料失效准则及不同失效模式下的刚度退化模型.引入逐渐损伤的思想,建立了2.5维机织复杂结构件静强度系统性分析方法.模拟并分析了材料经向拉伸和纬向拉伸的应力-应变曲线,与实验得到的材料应力 -应变曲线相比,相同应变下应力误差不超过6.5%,具有较好的重合度;对2.5维机织压气机静子连接结构模拟件开展了逐渐损伤模拟,结果表明:结构损伤主要集中在叶根倒角附近,其中吸力面叶根处的基体压缩失效形式会引起结构大幅变形,是结构破坏的主要原因.
基于SMA阻尼器的输电塔风振控制

根据SMA阻尼器的工作原理和输电塔的振动特性,提出应用SMA阻尼器对输电塔风致振动进行控制。应用有限元软件建立输电塔和阻尼器的有限元模型,基于Matlab软件,采用线性自回归滤波器法模拟随机脉动风荷载的时程样本;应用能量法计算所需阻尼器数量,根据阻尼器的工作原理和输电塔结构特点设计不同的阻尼器布置方案;对不同方案进行结构风致振动瞬态响应仿真,提取各方案控制点位移和加速度时间历程进行比较分析。模拟了多种风荷载,进一步对各方案的控制效果进行了对比分析。结果表明:SMA阻尼器对输电塔风振控制效果较好;将阻尼器布置在塔头上,可有效控制塔顶位移,减振率在28%以上;在塔身上布置阻尼器,可有效控制塔顶加速度,减振率在66%以上。通过综合比较,选出了阻尼器的最佳布置方案。
湘西州土家族与苗族青少年健康危险行为及其影响因素

目的了解湘西土家族苗族自治州的土家族与苗族青少年健康危险行为现状, 并探讨其影响因素。方法分层随机整群抽取2094名土家族和苗族青少年, 对偏食、吸烟、饮酒、自杀意念、网络成瘾、缺乏锻炼等健康危险行为进行问卷调查, 并对可能的影响因素进行非条件Logistic回归分析。结果土家族与苗族青少年偏食、吸烟、饮酒、自杀意念、网络成瘾、缺乏锻炼报告率分别为:27.84%、18.29%、28.03%、21.68%、5.25%和52.82%。Logistic回归显示, 偏食的危险因素为抑郁(OR=1.352, P=0.026), 保护因素为男生(OR=0.765, P=0.008)、住宿(OR=0.743, P=0.004);吸烟的危险因素为男生(OR=6.782, P=0.000)、失眠(很少或有时OR=1.516, P=0.013、经常或总是OR=2.378, P=0.000)、网络成瘾(OR=2.389, P=0.000)、打架(OR=2.481, P=0.000)、饮酒(OR=4.060, P=0.000), 保护因素为学习成绩(中等OR=0.699, P=0.026、中等偏上或好OR=0.437, P=0.000);饮酒的危险因素为男生(OR=1.829, P=0.000)、失眠(很少或有时OR=1.550, P=0.002、经常或总是OR=1.754, P=0.004)、网络成瘾(OR=1.901, P=0.004)、打架(OR=1.785, P=0.000)、吸烟(OR=4.016, P=0.000);自杀意念的危险因素为孤独(很少或有时OR=1.823, P=0.010、经常或总是OR=4.445, P=0.000)、抑郁(OR=3.226, P=0.000)、独生子女(OR=1.612, P=0.003), 保护因素为男生(OR=0.648, P=0.000);网络成瘾的危险因素为男生(OR=2.480, P=0.000)、抑郁(OR=2.650, P=0.000)、以玩游戏为主(OR=4.631, P=0.000);缺乏锻炼的危险因素为高中生(OR=1.536, P=0.000)、抑郁(OR=1.410, P=0.003), 保护因素为男生(OR=0.581, P=0.000)、学习成绩(中等OR=0.798, P=0.036、中等偏上或好OR=0.609, P=0.000)。结论土家族与苗族男生易发生吸烟、饮酒行为, 女生易发生偏食、自杀意念、缺乏锻炼行为;苗族学生是吸烟、饮酒行为的高发人群;失眠及抑郁成为多种健康危险行为的危险因素。
裂缝发育的特低渗透砂岩储层特征

裂缝的发育对特低渗透砂岩储层有重要影响。基于室内实验数据,从孔渗关系、微观孔隙结构、应力敏感性及油水两相渗流等角度对裂缝发育储层的特征进行了分析,结果表明:与裂缝不发育的储层相比,相同孔隙度下裂缝发育储层的渗透率更高,孔隙度10%~20%时,裂缝发育储层渗透率约为裂缝不发育储层的3~5倍;渗透率相同时,裂缝发育储层喉道半径分布范围更宽,大尺寸的喉道比例更高,主流喉道半径更大,渗透率主要由大喉道贡献;裂缝发育储层应力敏感性更强,有效应力增大引起的渗透率损失约为裂缝不发育储层的2~3倍;裂缝发育储层束缚水饱和度和残余油饱和度均较高,两相共渗区范围窄,随着含水饱和度的增大,油相曲线急剧下降,水相曲线上凸型快速抬升,且幅度很大,无水采油期很短且期内采出程度低,见水后含水率急剧上升,最终采收率很低。
某石油烃污染场地包气带介质及含水介质TPH污染特征

为研究某石油烃污染场地包气带介质及含水介质总石油烃(TPH)的污染程度及分布特征,采集了119个场地包气带及含水介质样品进行TPH含量测试。针对测试结果应用累积频率法,通过求解样品TPH含量累积概率散点线性回归直线的交叉点,识别了场地总石油烃背景阈值,解决了由于累积概率曲线绘制因人而异造成的背景阈值识别不够准确问题,再采用单因子指数法对场地包气带介质及含水介质石油烃污染现状进行评价分析。研究结果表明:场地包气带介质及含水介质的TPH背景阈值为36.7 mg?kg~(-1)场地南部(污染源处)包气带介质垂向上石油烃污染程度逐渐变轻,含水介质为先变重逐渐稳定后变轻,随后稳定在中等污染水平上;场地中部包气带介质污染特征与南部相似,含水介质则仅在浅部受到石油烃的污染;场地北部的包气带介质及含水介质均处于石油烃的未污染或污染水平较低状态。包气带介质的石油烃污染程度重于含水介质。
坚硬覆岩破断及其对矿压显现的控制

以同忻矿石炭系3-5煤层8015工作面为例,分析了坚硬覆岩破断特征及其对煤层工作面矿压显现的控制作用。应用关键层理论确定工作面坚硬覆岩的关键层及关键层的初次破断距和周期破断距,基于材料力学理论导出关键层破断与工作面支承压力的关系式,分析关键层破断对煤层工作面矿压显现的影响规律。结果表明,煤层工作面坚硬覆岩存在亚关键层I、亚关键层II和主关键层,3个关键层的破断导致工作面产生大小周期压力和复合压力,其中主关键层破断造成工作面矿压范围较大;理论分析方法揭示的矿压显现规律与现场矿压监测结果具有较好的一致性。
天麻素对小鼠炎性痛脊髓背角自发放电抑制作用

目的:探究天麻素(gastrodin or GAS)对炎性痛小鼠诱致的脊髓背角 I层神经元自发放电的影响。方法:成年小鼠10只,一侧后足底皮下注射完全弗氏佐剂(complete Freund’s adjuvant,CFA)制备炎性痛模型后,于6、12、24、48、96、168 h分别观察机械性缩足反射阈值(paw withdrawal mechanical threshold,PWMT)和热刺激缩足反射潜伏期(paw withdrawal thermal latency,PWTL)的变化。选取出生14~ 18 d小鼠,按照上述相同方法建立炎性痛模型,24 h后制备脊髓薄片(300 μm),孵育1 h后用全细胞膜片钳技术通过灌流系统给予 GAS(300 μmol/L),并探究其对炎性痛脊髓背角 I层神经元自发放电的影响。结果:(1)在成年小鼠炎性痛模型中,CFA诱致的痛觉过敏可持续1~2周,在24 h达到高峰;(2)在出生14~ 18 d小鼠CFA注射24 h后,脊髓背角I层神经元出现显著的自发放电增强现象;(3) GAS可以显著抑制脊髓背角 I层神经元自发放电的频率,对幅度无显著作用。结论:GAS对炎症导致的脊髓背角 I层神经元自发放电增强具有显著的抑制作用,进而降低神经元的兴奋性,从而达到缓解炎性痛的效果。
不确定充电习惯对电动汽车充电负荷需求及充电负荷调节的影响

采用二项分布描述电动汽车用户充电习惯的不确定性,本文建立了含有不确定性因素的充电负荷需求计算模型。基于此计算模型,分析了不确定性充电习惯、充电起始时间延时和充电功率对电动汽车充电负荷需求的影响;然后以配电网负荷方差最小为目标函数,以充电起始时间和充电功率为控制变量,考虑电动汽车充电功率约束和电动汽车用户充电能量需求约束,建立了基于不确定充电习惯的充电负荷优化调节模型。以北京市汽车行驶数据和典型配电网负荷数据为例,验证了本文所提充电负荷优化调节方法的优越性。
基于出行链的电动汽车充电负荷预测模型

提出了一种基于电动汽车行驶出行链的考虑充电频率的电动汽车充电负荷预测方法。由居民出行调研统计数据将家用车辆出行目的分为五大类,构建简单和复杂出行链,分别采用三参数威布尔函数和对数正态概率分布函数拟合每段行程的结束时间和行驶距离,建立车辆一天行驶的时空分布模型;考虑温度、交通路况等因素对电动汽车耗电量的影响,采用模糊算法计算得到每公里实时耗电量结果。用蒙特卡洛仿真方法对不同渗透率、夏冬季、工作日和周末等不同情景电动汽车充电负荷进行计算,结果表明,电动汽车充电负荷具有季节性、假日性,电动汽车无序充电将使电网最大负荷发生一定增长,并随其渗透率逐步加大。
两相静止坐标系下消除不对称和谐波影响的同步信号提取方法

三相并网变流器可以在同步旋转坐标系下,也可以在两相静止坐标系下进行控制。无论在哪一种坐标系下进行控制,都需要能够快速准确地提取出电网同步信号。为了满足两相静止坐标系下变流器的控制需求,文中将正弦幅值积分器应用于两相静止坐标系下的同步信号提取。通过对在不对称和含有谐波情况下的输入电压进行矢量描述,提出采用多通道正弦幅值积分器的同步信号检测方法,可以消除负序分量和谐波分量的影响,而且无需进行正负序分离就可以直接得到正序分量和负序分量的幅值和相位信息。文中建立了多通道正弦幅值积分器同步信号提取方法的数学模型,揭示了同步信号提取的机理并讨论了反馈参数的选取原则。通过构造频率自适应算法,克服了电源频率变化对同步信号提取的影响。理论分析和实验结果都表明所提出的同步信号提取方法可以在电源频率变化、不对称以及含有谐波的情况下快速准确出提取出正负序分量的幅值和相位信号。
变速风力发电系统瞬态载荷分析及其优化设计途径

为了提高风力发电系统捕获的风能,在额定风速以下,需要对机组实施最大功率跟踪控制。目前大多数关于最大功率跟踪控制策略的研究均集中于提高跟踪的速度。然而,本文的研究发现,最大功率跟踪速度的加快将使机组承受更大的瞬态载荷,使传动链更易疲劳损坏。首先通过对最大功率跟踪的速度及承受的瞬态载荷进行定量分析,找出了机组承受的瞬态载荷与最大功率跟踪速度的定量关系。之后,为了优化设计机组的瞬态载荷,提出了最大功率跟踪控制系统的跟踪带宽的设计原则。且为了使机组可按优化设计的跟踪带宽恒带宽运行,提出了保持最大功率跟踪带宽恒定的方法。最后,在实验室内建立了一套1.2kW 的变速风力发电系统,实验结果验证了理论分析的正确性。
零电压导通、零电压关断单管无线电能传输电源

基于一款新型单管互感耦合式无线电能传输电源,其开关管可同时实现零电压导通和零电压关断。本文介绍了该电源的系统结构,论述了电能传输的工作过程及软开关的控制方式和方法。采用互感模型法对主电路进行了建模,给出了其等效电路,推导了主电路的电压增益,并绘制了电压增益随谐振网络参数变化的曲线。给出了一二次谐振频率的设定方法及二次输出电压的控制方法。对所研究的新型无线电能传输电源进行了软开关实现、功率传输、效率及功率因数等仿真,并制作了一台额定功率为1kW 的样机,记录了功率传输过程中软开关及其控制波形,做了效率和功率因数随一次、二次线圈位置变化等实验。仿真及实验表明了所提出的电路拓扑及其控制方法的可行性和正确性。
高电压输入双管反激辅助电源驱动研究

高性能的开关管驱动技术是实现辅助电源安全、可靠运行的必要条件。首先,针对高电压输入双管反激辅助电源驱动具有高电压隔离、高频率、低延时和无外接电源等特点,对比各种可行的驱动方案,确定了一种安全、简单的变压器隔离双管驱动电路,并设计了相应的驱动器;其次,通过调整驱动变压器绕组比,实现了开关管在各种控制脉冲下的充分导通,通过增加驱动器输出信号耦合电感,提高了驱动信号的同步性;第三,根据驱动脉冲上升、平顶、下降三个阶段,建立了驱动器等效电路模型,推导了相关公式,分析了驱动器主要参数对驱动性能的影响;最后,在300V~ 2 500V 输入的双管反激辅助电源样机上进行了相关实验,验证了所设计的双管隔离驱动器的正确性、可行性。
短期负荷预测中考虑积温效应的温度修正模型研究

由于夏季负荷受温度因素影响较大,持续高温天气会造成积温效应,导致负荷出现一定程度的非常规增长,传统的短期负荷预测方法难以满足实际需求。因此,为了反映积温效应的影响程度,本文提出了温度修正模型,通过拟合温升曲线、求解负荷温度弹性系数来确定高温日的界限温度,同时给出了利用相关系数求解最大累计天数和累积效应系数的方法。算例分析表明,所提出的方法能够准确地反映积温效应的影响,提高短期负荷预测的精度。
基于优化虚拟矢量的三电平逆变器中点电位平衡闭环控制

通过对二极管钳位型逆变器中点电位不平衡引起的直流侧电容电压振荡、功率器件电压应力增加及输出电压谐波等问题的分析,提出一种基于优化虚拟空间矢量的三电平逆变器中点电位平衡闭环控制方案,通过构建包含优化因子的最近三虚拟空间矢量模型合成参考空间矢量,根据中点电压实时反馈量对其进行优化,减少输出电压的谐波及失真,同时引入中点电位的不平衡量,计算出各优化虚拟空间矢量作用时间的补偿量,并利用对负载位移角的在线估计实现系统闭环控制。仿真与实验结果表明本方案具有良好的多电平逆变器中点电位平衡控制性能,有效降低了直流侧电容波动。
基于载波和空间矢量调制之间联系的多电平VSI 降低和消除共模电压的 PWM 策略

提出一种多电平逆变器降低和消除共模电压的调制方法。选择适当的开关状态,部分共模电压消除调制方法(PCMVPWM)能将共模电压降低到直流侧母线单电源电压的三分之一,完全共模电压消除调制方法(FCMVPWM)能完全消除共模电压。分析了这两种调制方法与基于载波的脉宽调制方法的关系。在 NPC 三电平逆变器的原型机上对算法进行了实验验证,仿真和实验结果表明该调制方法能够有效地降低共模电压。最后将算法拓展到任意电平逆变器的调制中。
一种具有中点电位平衡可降低损耗的三电平空间矢量调制方法

对中点钳位式(NPC)三电平逆变器降低开关损耗的方法进行研究。提出一种新的不连续空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法,在单位功率因数下实现大电流不开关原则,较大程度的降低开关损耗。另外由于中点电位平衡是三电平 NPC 的固有问题,基于不连续 SVPWM,提出一种滞环控制策略,通过切换矢量序列方式控制中点电位平衡。仿真和实验结果证明了本文提出的新型调制方法的可行性和有效性。
RP-3替代燃料自点火燃烧机理构建及动力学模拟

通过对RP-3航空煤油成分的分析, 以及对8组替代模型的对比实验, 选取了73.0%(质量分数)正十二烷, 14.7% 1,3,5-三甲基环己烷, 12.3%正丙基苯作为RP-3航空煤油的替代模型. 使用本课题组自主研发的机理自动生成程序ReaxGen, 构建了RP-3替代燃料的高温燃烧详细机理, 用该机理模拟了激波管点火延时, 并与实验数据进行比较. 用物质产率分析和近似轨迹优化算法(ATOA)简化方法简化了详细机理. 最后对燃烧机理在不同化学计量比及压力条件下的点火延时做了敏感度分析, 考察了燃烧机理在不同化学计量比下关键反应的异同. 结果表明, 该替代模型的燃烧机理能很好地描述RP-3煤油的高温点火特性.
基于目标波形与逻辑编-译码的多电平变流器通用调制算法

考虑到传统的多电平变流器调制算法不能简单应用于各种新型多电平变流器拓扑结构,提出了基于目标波形与逻辑编 -译码的多电平变流器通用调制算法。该算法首先确定与实际变流器电平数相同的等价变流器和目标波形,再通过编 -译码确定原始工作波形和实际工作波形的逻辑关系,使实际变流器获得与目标波形一致的输出波形。以混合级联多电平变流器为例,对该调制算法进行了理论分析、仿真和试验验证。仿真和试验结果表明基于目标波形与逻辑编 -译码的多电平变流器通用调制算法,具有不依赖于具体拓扑结构的通用性,算法简单且容易实现,适用于各种结构的多电平变流器。
基于新型四象限开关单元的并联型有源滤波器

提出了一族基于新型四象限开关单元的并联型有源电力滤波器(Parallel Active Power Filter,PAPF)拓扑。它实质上由降压型最小功率单元通过有机方式组合而成,解决了传统有源滤波器拓扑的桥臂直通隐患,且具有可高频、高效率运行的优点。本文以一种半桥型交错降压有源滤波器(IB-APF)为例,详细分析研究了其工作原理,给出了其控制策略,仿真和实验结果验证了这种新型有源滤波器的可行性。该族有源滤波器特别适合于高可靠性的场合,同时具备优良的补偿性能。
一种特高压直流输电线路神经网络双端故障测距新方法

提出一种基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路神经网络双端故障测距方法。传统基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路双端测距方法的测距精度依赖于线路衰减常数的准确求取,但准确计算线路衰减常数是一个难题。人工神经网络具有很强的非线性逼近拟合能力,利用人工神经网络方法,将不必准确计算线路衰减常数也能准确实现故障定位。选取不同频带内整流侧和逆变侧测距装置处检测到的故障电压行波线模分量高频部分首波头幅值比作为 BP 神经网络的输入样本集,故障距离作为输出样本集,对神经网络进行训练、测试,形成直流输电线路故障测距神经网络模型,将反映故障位置的特征数据输入训练后的网络模型即可实现故障测距。大量仿真结果表明:该基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路神经网络双端故障测距方法精度较高,而且耐受过渡电阻能力强。
Boost-Flyback 单级 PFC 电路的原边控制策略

针对 Boost-Flyback 单级功率因数校正(PFC)电路的原边控制技术进行研究。由于Boost-Flyback 单级 PFC 电路中开关管电流同时包含输入电感电流和反激变压器电流,传统反激式变流器的原边控制方法不再适用。本文提出并研究了适合双电感单级 PFC 拓扑下的两种原边控制策略,即变频控制策略和恒定频率控制策略,并对比两种控制策略的性能。为满足高精度恒流输出,高功率因数值及低谐波分量等多方面指标,本文研究不同控制策略的电路参数优化方法,特别是电感取值的优化。经对比分析,在减小输出电流纹波及提高功率因数方面,变频控制策略比恒定频率控制策略更具优势。最后在一台交流输入180~ 264V,恒流输出32V/0.7A 的样机上对理论分析结果予以验证。
基于全响应功率补偿的电压型 PWM 整流器直接功率控制

为提高直流环节的动态响应,抑制功率突变时的母线电压波动,本文在建立双 PWM 变频调速系统能量平衡数学模型的基础上,将无功电流引入功率调节环,采用输出功率直接反馈,首次提出动态和稳态分步补偿的全响应直接功率控制策略,即以功率为控制量,对稳态所需能量进行实时性补偿,对动态所需能量以 n 个期望控制周期为单位进行阶段性补偿。实验结果表明,改进后的电压型 PWM 整流器控制策略显著提高了直流环节的动态响应,且有效抑制直流母线电压波动,实现了对双 PWM 变频系统能量流动的精确控制和协调性能的提升。
宽转速运行的定子双绕组异步电机风力发电系统低速轻载运行时的效率优化控制策略

为有效利用低风速区风能,拓宽风能利用范围,对宽转速运行的定子双绕组异步电机(DWIG)风力发电系统低速轻载运行时的效率优化问题进行了研究。简述了该发电系统的拓扑结构和低速运行时的电压控制原理,分析了 DWIG 低速运行时效率优化控制的基本原理及特殊性,推导了考虑铁损的 DWIG 数学模型,建立了 DWIG 损耗模型,获得了最优磁链求解方程,进而提出了一种基于 DWIG 损耗模型的效率优化控制策略,并给出了具体实现方法。样机实验结果表明,该效率优化控制策略是正确、有效的,它不仅能使系统保持低速运行输出额定电压的优势,而且还能明显提高系统低速轻载运行的效率,从而实现了低风速区风能的有效利用。
基于可变寿命模型的电池储能容量优化配置

针对电池储能(BESS)在实际运行过程中的使用寿命变化特征,建立 BESS 的可变经济使用寿命预测模型。基于电力系统中电池储能系统的静态功能(即削峰填谷),提出基于可变寿命模型的电池储能容量规划模型。该模型以系统净收益最大为目标,合理评估了电池储能承担调峰功能的能源节约效益、环保效益以及容量替代效益,并综合考虑了放电深度对电池使用寿命的影响。以 IEEE RTS-96系统为例,对电池储能系统容量优化配置进行研究,仿真结果表明了所提模型的有效性。
电压型 PWM 整流器无差拍预测直接功率控制

研究了一种用于电压型 PWM 整流器的无差拍预测直接功率控制方法。该方法根据无差拍功率预测模型,在每一个采样周期,实现对下一个周期开始时的功率给定值的跟踪控制。采用空间矢量脉宽调制方法调制目标电压矢量,实现了直接功率控制开关频率的恒定。并在系统中引入了基于内模原理的准积分反馈校正环节,在每个采样周期对系统有功功率和无功功率的预测给定值进行修正。仿真表明,该方法有功功率、无功功率响应迅速、平滑,而且没有静差;控制器对系统参数变化不敏感,系统鲁棒性好,控制器设计简单,具有工程应用前景。
基于 Crowbar 的双馈机组风电场等值模型与并网仿真分析

针对双馈机组(DFIG)风电场并网中亟须解决的低电压穿越问题,提出了一种基于Crowbar 的双馈机组风电场等值方法。通过对 DFIG 在电网故障情况下的机理分析,给出了电网故障时 DFIG 转子电流的表达式。根据 DFIG 转子电流值判别是否投入 Crowbar,将 DFIG 风电场分为投入与不投入 Crowbar 两组;运用容量加权法计算各组参数,建立 DFIG 风电场的双机等值模型。算例仿真分析表明,DFIG 风电场的双机等值模型能够较准确地反映电网故障期间风电场变化,采用快速无功补偿提高了风电场的低压穿越能力。
七电平混合级联型光伏并网逆变器研究

介绍了一种可以应用于单相光伏发电并网系统的七电平混合级联型逆变器。分析了电路的工作模态和不同工作方式下死区以及开关动作对于逆变器的影响,并由上述分析的结论得出了逆变器的最佳工作方式,基于该方式给出了一种控制全桥直流支撑电容电压的方法,并计算了其实现条件。采用了占用数字信号处理器(DSP)系统资源较少的单载波 SPWM 方式实现对逆变器的调制。最后通过仿真和实验对上述内容进行了验证。
不平衡电网下基于降阶谐振器的双馈风电系统网侧变换器辅助控制策略

电网电压不平衡条件下,为了最大限度提升双馈发电系统综合运行能力,需考虑网侧变换器的辅助控制功能。本文提出一种采用降阶谐振器的电流控制方案,可实现以消除整个双馈发电系统输出有功、无功功率脉动为目标的辅助控制功能。该控制方案以整个系统输出的有功、无功功率直接作为被控对象,在正转同步旋转坐标系中通过2倍频降阶谐振器对其进行直接调节,可消除以正、负序电压分量为基础的网侧变换器负序电流指令计算环节,并完全无需对电压、电流进行相序分离,即可实现所设定的网侧变换器辅助控制目标。仿真和实验结果表明:所提出采用降阶谐振器的电流控制方案,在电网电压不平衡条件下,既实现消除整个发电系统输出有功、无功功率的脉动的网侧变换器既定控制目标,又可提高双馈系统在不平衡故障下的动态控制性能。
基于模块化多电平变换器的电流滞环跟踪型并网控制策略

基于电流滞环型双闭环并网控制策略运用于模块化多电平变换器(MMC),实时监测电网电压、并网电流与给定电流误差,从而决定其网侧输出电压,使得并网电流快速、高效地跟踪给定电流;同时对并网电流脉动频率、开关频率做了详细分析,证明了该策略优越性。建立虚拟子模块,在此基础上根据子模块电容电压大小排序和桥臂电流方向,不断改变虚拟子模块与实际子模块驱动信号的循环映射关系,达到子模块电容电压动态平衡的目的。该控制方法适用于任意单元级联和任意电平数。设计了一台五电平 MMC 的实验样机对上述控制方法进行了实验验证。
并网接口滤波器拓扑结构推演与分析

作为并网逆变器的重要组成部分,接口滤波器滤波特性的好坏直接决定着逆变器的并网性能和成本体积。从滤波器拓扑结构入手,在深入分析现有 L 型、LCL 型和 LLCL 型滤波器特性的基础上提出了一种并网接口滤波器统一电路模型。根据该模型对五阶以下滤波器可能的拓扑结构进行推演、归纳与比较,提出了 LLCCL1型和 LLCCL2型两种新型滤波器拓扑结构。在逆变器侧高频谐波衰减特性、电网侧高频谐波抑制特性、参数设计及谐振尖峰无源阻尼等方面对新型滤波器和现有滤波器进行了详细地对比研究。理论分析和仿真结果均验证了所提出拓扑结构推演方法和新型滤波器结构的正确性和合理性。
改善微电网频率稳定性的分布式逆变电源控制策略

基于电力电子换流器并网的分布式能源对微电网系统的惯性几乎没有贡献,这将成为分布式能源大规模接入微电网之后面临的新问题。虚拟同步发电机控制策略作为一种能够使含储能装置的分布式逆变电源具有虚拟惯性的方法,对改善微电网系统频率的稳定性具有重要作用。在理论推导及分析虚拟同步发电机控制与微电网关系的基础上,提出了一种改善微电网频率稳定性的分布式逆变电源虚拟同步发电机整体控制策略,将同步发电机的转子运动方程、一次调频特性及无功调节延迟特性引入到逆变电源的上层控制中,底层控制则根据同步发电机的并网矢量关系得到。最后,搭建了简单微电网系统的 Matlab/Simulink 仿真模型及物理实验平台,通过仿真和实验充分验证了所提虚拟同步发电机控制方法对微电网频率稳定性的支持作用。
陕西省人口空间分异研究

基于第六次乡镇级人口普查数据,利用GIS技术展示陕西省人口信息的空间分异格局,通过计算Moran's I指数、信息熵、分异指数、隔离指数等空间自相关和空间分异指标,结合地貌、资源、产业等地域特征,得出陕西省人口数量、属性及不同社会群体的空间分异特征,探讨其内在机理并提出政策建议。
基于小波分析的土壤速效K含量高光谱反演

选取新疆奇台县的134个土壤样本,利用土壤反射率对数的一阶导数光谱分别对4种小波函数进行多层离散分解,采用PLSR方法分别建立了土壤速效钾含量的反演模型,并对其精度值进行检验。结果表明:小波分解获得的各层低频系数以1~3层较高,而其余各层则较低。所有函数分解的6层中,均以第2层低频系数建模的精度最高,随着分解层数(>2层)的增加,其精度值和显著性明显降低。相同尺度下,采用4种小波函数的低频系数构建的反演模型的精度差异较小,而Biorl.3为最优函数;基于Bior 1.3分解的ca2低频系数建模的R~2达0.964,RMSE仅为8.19 mg·kg~(-1),且为极显著水平,为最佳反演模型,经样本检验后发现,此模型可用以快速、准确估算土壤高光谱速效钾含量。
2001-2013年川西高原旱情监测及其地形分异

利用2001-2013年EOS-MODIS归一化植被指数产品数据,应用距平植被指数法(AVI)对川西高原进行了干旱监测,并分析年平均干旱发生频率与海拔高度、坡度和坡向地形因子的关系,进一步结合研究区土地利用数据,分析了不同地形因子干旱频率差异的原因。研究表明:(1)受积雪覆盖的影响,川西地区干旱监测只在一定区域内适用,该适宜区为川西海拔4 300 m以下区域。(2)川西高原干旱发生频率同各地形因子都具有较强的相关性,其中,高程影响最为复杂,与不同高度带地表覆被类型的差异性有关;坡向影响非常明确,主要受稳定水汽来源输入的影响;坡度的影响具有较强的局域性,与不同坡度的保水蓄水能力及覆被类型有关。
未来气候情景下我国北方地区干旱时空变化趋势

干旱是我国北方地区最为突出的环境问题。根据WCRP耦合模式输出的未来气候变化逐月资料,基于降水-蒸发力标准化干旱指数(SPEI),分析了 IPCC SRESA1B、A2和B1三种情景下,2011-2050年我国北方地区干旱状况的时空变化趋势。结果表明:中国北方地区未来40 a呈现干旱化倾向,其中轻度和中度季节性干旱发生频率降低,重度和极端季节性干旱发生频率增加,增温引起的地表蒸发增加是极端干旱频发的主要原因。A1B、B1和A2情景下,2040s整个北方地区极端干旱频率增加、强度增强、影响范围明显扩大。极端干旱的增加可能给农业生产带来风险,采取有效应对措施,将有利于区域农业的可持续发展。
1960-2013年南北疆风速变化特征分析

利用较为均匀分布在新疆的45个气象站1960-2013年平均风速数据,通过气候趋势分析、气候突变分析、Morlet小波分析、Pearson相关分析等方法,研究近50 a来南北疆平均风速变化特征,结果表明:(1)1960-2013年南北疆地区年平均风速分别以0.15 m·s~(-1) (10 a)~(-1)和0.14 m·s~(-1)(10 a)~(-1)的速率显著降低,1960-1990年南北疆年均风速分别以0.21 m·s~(-1)·(10 a)~(-1)和0.18 m·s~(-1)· (10 a)~(-1)速率降低;1991-2013年北疆以0.01 m·s~(-1)·(10 a)~(-1)的速率下降,而南疆却以0.17m·s~(-1)(10a)~(-1)的速率上升,各季节风速变化趋势与年序列相似。(2)四季中,南北疆的年递减率均是夏季最为显著,北疆是冬季变化不明显,而南疆其余各季节相差不大。(3)从空间分布上显示,北疆各站点总体较南疆明显,低海拔区递减幅度较大。(4)风速的长期变化具有一定的突变性,南北疆的平均风速均在1980年前后出现明显的突变点,从各季节平均风速来看,北疆春、夏、秋季突变出现的时间稍早于冬季,南疆春季突变出现的时间稍早于夏、秋和冬季。(5)Morlet小波分析结果显示,南北疆风速变化均存在4 a、8 a及15?20 a左右的变化周期,春夏秋冬各季节表现出强弱不一致,体现出季节性变化。(6)城市化发展对风速的变化产生了一定影响,但不是风速显著下降的主要原因,大气环流变化和气候变暖才是造成风速减小的可能原因。
河西走廊东部极端降水的时空分布及影响因子分析

利用线性回归分析、Mann-Kendall检验法和和小波分析法,统计分析了河西走廊东部1961-2012年近52 a来暴雨日数的变化规律。结果表明:河西走廊东部年平均暴雨日数为1.2 d·a~(-1),多为局地暴雨,暴雨日数时空分布差异大,从南向北、从东向西暴雨日数迅速递减,暴雨最多的地方出现在祁连山北坡迎风坡的古浪县。然而,年暴雨日数变化总体呈上升趋势,其线性倾向率为0.24次·(10a)~(-1),年暴雨日数最多年代出现在21世纪00年代,出现15场次;最少的年代出现在20世纪80年代,仅为6场次;区域性暴雨出现最多年代、最少年代与区域性暴雨强度呈相反态势。暴雨日数受季风变化影响显著,出现时段集中在6~8月,占全年暴雨日数的90.3%。其中8月暴雨日数最多,占总次数的48.4%; 一日中暴雨主要出现在白天。采用Mann-Kendall检验法进行检验,河西走廊东部年暴雨日数增加从1963年开始,1985-2012年为显著增加,气候变暖使区域内极端降水出现次数增多。小波分析发现暴雨日数存在9 a和6 a周期。区域内年降水量与暴雨日的变化趋势相同,说明区域内极端降水日数增多导致了年降水量的增加。利用1983-2012年近32 a的NCEP再分析资料,将暴雨出现的高空环流形势归纳为副高西部西南气流型、河套阻塞高压型,大量级暴雨产生在高空河套阻塞高压型中;根据暴雨产生的物理机制,归纳总结出河西走廊东部暴雨产生的物理要素阈值。
三维空间中非连续面对水力压裂影响的试验研究

油气储层常发育断层、天然裂缝、节理等非连续面,其产状、地应力状态对水力裂缝扩展路径会产生重要影响。尤其是在致密油气藏、页岩油气藏等储层中,其天然裂缝影响着水力压裂后的裂缝网络。利用真三轴水力压裂试验设备,模拟了水力裂缝在具有不同产状非连续面的人造岩体中的扩展行为,并分析了泵压曲线的特征。试验结果表明:水平主应力差存在临界值(5~7 MPa),小于该临界值,水力裂缝不可能穿透非连续面;非连续面走向角和地应力差异系数越大,水力裂缝越容易穿透非连续面;非连续面倾角跟水力裂缝的扩展行为没有明显的关系;穿透试验中的泵压曲线跟没穿透试验中的泵压曲线差别明显;压裂曲线峰值泵压均随水力裂缝中点到储层中非连续面的最短距离(简记为DNF)增大而递减。与非连续面的倾角相比,走向角是影响水力裂缝穿透行为的关键因素;准确预测油藏中水力裂缝扩展路径,有必要准确获取非连续面产状和三向地应力场;根据泵压曲线的特征,可判断水力裂缝是否穿透非连续面和定性的判断DNF,为油田现场评价水力压裂效果提供参考。
基于颗粒离散单元法的获取任意相对密实度下级配颗粒堆积体的数值方法

土体的密实程度对土体的工程性质影响很大。获得给定相对密实度下的初始颗粒堆积体,是利用离散单元法进行土体细观力学分析的重要前提。基于离散单元法,首先获得颗粒在自重作用下稳定后的最松散堆积体。其次提出采用减小压实过程中颗粒间摩擦系数的拟振动压实法来模拟现实中的振动压实作用,并验证了其可行性。当压实过程中颗粒间摩擦系数为0时获得最密实堆积体。研究了拟振动压实过程中颗粒间摩擦系数与压实稳定后的堆积体孔隙率的关系。最后根据该关系可估算出获得任意给定相对密实度堆积体所需的压实过程中颗粒间的摩擦系数。研究结果表明:颗粒的配位数与粒径近似满足指数关系;通过减小压实过程中颗粒间的摩擦系数能较好的模拟振动压实效果;压实过程中颗粒间的摩擦系数与堆积体孔隙率满足负指数关系;该方法可获得任意相对密实度下的颗粒堆积体,可以为土体细观力学的数值模拟提供初始颗粒堆积结构。
煤层超高压定点水力压裂防冲试验研究

针对国内外没有成熟的区域主动防冲技术的现状,介绍了一种采用超高压定点压裂煤层形成区域性低应力区,从而为快速掘进和回采创造条件的新技术。现场试验在采深1000 m的山东省华丰煤矿进行,采用微地震监测煤岩体破裂、应力动态实时监测系统监测煤岩体应力变化和压力传感器监测管路压力,实现试验全过程监测。试验得到的主要结论如下:1压裂的压力达到24 MPa并持续11 s之后,煤体产生初次破裂,持续13 min后压裂半径达到8 m;2压裂过程中压裂点附近煤体应力动态为:管路加压后距离压裂点9.5 m的煤层内应力值明显升高—煤体产生破裂并产生微震—管路压力骤降—测点应力趋于稳定;3压裂过程中将煤体切割成了近似6.2 m×8.0 m×6.2 m的长方体,同时随着大量水的注入有效降低了煤体的冲击倾向性;4试验证明定点压裂能够实现"转移应力、弱化煤体和降低蓄能"的防冲机理。
水力作用下砂岩三轴卸荷试验及破裂特性研究

高应力、高水压卸荷条件下岩石的非连续性微缺陷演化过程研究对揭示隧道围岩裂纹的起裂孕育、碎胀裂化和峰值破坏,分析围岩稳定性具有重要意义。利用MTS815型程控伺服刚性试验机开展了砂岩在固定围压、不同水压条件下的水力三轴卸荷试验。试验结果表明:岩石变形在卸荷前以压缩为主,变化微小;卸荷后不久开始快速扩容,直至损伤破裂。水力条件下应力–应变曲线上的各个特征应力值比无水压条件下的饱和试样有不同程度地提高,增加了应变能储备,从初始扩容到峰值强度的历时更短,曲线斜率更陡。随着水压的不断增大,各个特征应力值有所减小,表现在起裂条件降低,压缩极限减小,扩容时间提前,表明了砂岩在高水压条件下的脆性特性进一步增强,抵抗变形破坏的能力逐渐降低。通过扩容特征值与扩容点后的体应变关系,求得初始扩容点后的相对扩容应变与变形模量差,建立了多项式回归关系。研究结论揭示了水力作用下砂岩扩容变形行为的强烈性和突发性,可为水–力双场条件下的围岩变形预测及控制提供参考。
苏州地区大尺度深基坑变形性状实测分析

以苏州广播电视总台现代传媒广场大尺度深基坑(面积为33500 m~2)为工程背景,并收集了该地区11个采用钻孔灌注桩围护、顺作法施工的方形基坑(长宽比1.01~2.68)及至少23个采用地下连续墙围护的长条形地铁车站基坑的实测数据,全面地对比分析了苏州地区采用不同挡土结构、不同形状的大尺度深基坑的变形性状。研究结果表明:1方形基坑连续墙最大侧移值(δ_(hm))平均值为0.08%He;地铁车站基坑连续墙δ_(hm)平均值为0.20%H_e;2方形基坑和地铁车站基坑的围护结构最大侧移点埋深(H_m)分别落于(H_e-10,H_e+5)和(H_e-7,H_e+8)范围内。采用混凝土支撑的基坑的H_m稍小于采用钢支撑的基坑的H_m;3同样采用地下连续墙围护的本工程方形基坑和长条形地铁车站基坑的墙后地表沉降最大值(δ_(vm))的范围分别为(0.01%~0.09%)H_e和(0.04%~0.27%)H_e。地铁车站基坑墙后地表沉降影响范围约为4.5H_e,大于方形基坑墙后地表沉降的影响范围;4本工程方形基坑和地铁车站基坑δ_(vm)/δ_(hm)的范围分别为0.13~1.07和0.22~1.65;5方形基坑和地铁车站基坑的立柱隆起值(δ_(cu))分别为(0.07%~0.26%)H_e和(0.10%~0.23%)H_e;6大尺度方形基坑和地铁车站基坑表观土压力包络线峰值分别为0.80γHe_和0.87γH_e,皆出现在开挖面以下(0.21~0.64)H_e处。采用Terzaghi和Peck及日本土木学会建议的土压力分布模式会显著低估该地区大尺度深基坑表观土压力峰值。
清洁压裂液的研究与应用进展

介绍了清洁压裂液的组成和增黏破胶机理,对国内外清洁压裂液的理论基础、体系组成、研究进展及应用情况进行了综述。通过总结室内研究和现场应用中出现的问题,提出了清洁压裂液的发展趋势,即在确保清洁压裂液性能的基础上,提高清洁压裂液的耐温能力,控制成本,降低滤失,改善破胶性能。
长庆高矿化度致密油藏空气泡沫驱适应性研究

开展了空气泡沫驱提高裂缝发育高矿化度致密油藏采收率的实验。利用自主研发的高温高压泡沫装置评价泡沫剂的发泡能力、半衰期及抗盐性,考察了气液比对泡沫稳定性的影响;通过物理模拟装置研究空气泡沫驱在基质岩心的注入能力、驱油效率及改善裂缝渗流的能力。结果表明,SFR-173阴离子-非离子复配发泡剂在去离子水和模拟地层水中的泡沫体积分别为290和340 m L,半衰期分别为368和330 min,泡沫综合指数分别为6370和6697,泡沫性能最好。当矿化度由7增至56 g/L时,0.5%SFR-173发泡剂的泡沫体积由370降至340 m L,出液时间由174缩短至122 s,半衰期由778减至330 min。地层条件下,泡沫体积随气液比增大而增大并逐渐稳定,最佳气液比在1∶1~2∶1之间。致密油藏空气泡沫注入性研究结果表明,随注入体积的增加,岩心两端压差和阻力系数增大并逐渐稳定,最大值分别为31.4 MPa和1.74;水驱后转空气泡沫驱,驱油效率提高17.86%。在裂缝非均质油藏条件下,水驱含水率达98%时的采收率仅为39.14%,水驱后转空气泡沫驱能有效改善基质岩心的动用状况,封堵裂缝渗流通道,基质岩心采收率分别从12.59%和21.21%提高至49.87%和72.0%。
水驱黏土微粒迁移理论及作用

大部分砂岩油藏中皆含有少量的黏土成分,采用水驱技术会导致黏土微粒迁移。黏土表面电荷、扩散双电层结构、黏土矿物类型、可交换阳离子、矿化度、水膜等皆为导致黏土微粒迁移的重要因素。经过对黏土微粒迁移文献分析可知,黏土微粒只有在黏土微粒浓度大于孔隙壁面的临界微粒滞留浓度时,才会迁移,以此推导论证Bedrikovetsky临界滞留浓度模型。尽管黏土微粒迁移与黏土膨胀的结果都会带来地层伤害,但根据微粒迁移理论分析可知,微粒迁移改善了地层孔隙度和渗透率的非均质性,改变油层润湿性,封堵高渗透层,提高洗油效率,降低含水率。因此,适当控制好黏土微粒迁移量,能提高原油采收率。
海上油田酸液预解堵体系筛选及评价

某海上油田属于砂岩油藏,完井采用砾石充填。钠土矿物中主要含蒙脱石,其次为石英、斜长石等。针对海上砂岩油藏伤害的特点以及对无机絮凝剂稳定化钠土的成分分析,研究了酸化预解堵体系。经过酸液类型及浓度的确定、添加剂的筛选以及物理模拟实验,确定了酸液预解堵体系配方。初步筛选出的前置酸和后置酸体系为7%盐酸(HCl),主体酸体系为5%HCl+5%氟硼酸(HBF_4)+1%醋酸(HAc),其对稳定化钠土的溶蚀率分别为2.78%、21.77%,其对砾石的溶蚀率分别为0.38%、1.04%。缓蚀剂BJ最佳加量0.5%,缓蚀率大于95%;黏土稳定剂WS-1最佳加量为3%,防膨率为85.96%。优选出的酸化解堵配方为:前置酸和后置酸为7%HCl+0.5%BJ+3%WS-1,主体酸为5%HBF_4+5%HCl+1%HAc+0.5%BJ+3%WS-1。酸液体系配伍性良好。酸液体系解堵效果较好,提高渗透率倍数达7倍以上。该酸液体系能溶解絮凝物,产生较大孔隙,可在一定程度上提高岩心渗透率,达到解堵的目的。
液体胍胶非水悬浮液的制备与水合性能

采用羟丙基胍胶、聚乙二醇及悬浮剂等制备了液体胍胶非水悬浮液,分别考察了液体胍胶非水悬浮液的表观黏度、悬浮率及水合速率,进一步探讨了该液体胍胶体系快速水合起黏的影响因素。流变及静置沉降实验结果表明,季铵盐改性的有机黏土适合作为液体胍胶的悬浮剂,液体胍胶的黏度随悬浮剂加量的增加而轻微增加,且其悬浮率随该悬浮剂加量的增加而急剧增大。悬浮剂加量为5%的液体胍胶在340 s~(-1)下的表观黏度为650m Pa·s左右,在1 d内基本不沉降,在2 d内的悬浮率能够保持在98%以上。粉液比(胍胶与聚乙二醇的质量比)在1∶5~1∶2之间时,其对应的液体胍胶于340 s~(-1)下的表观黏度值在200~700 m Pa·s之间,具备较好的流动性,便于连续混配设备泵送。水合起黏实验结果表明,与在中性环境下相比,弱酸性环境下采用该液体胍胶配制的压裂液基液具有更快的水合起黏速率,而碱性环境下该压裂液基液基本不起黏。配液用水pH值为5时,基液黏度在3~5 min内即达到最佳基液黏度的85%~90%。配液时采用高剪切循环速率会加快液体胍胶的起黏速率。
UASB-MSBR-Fenton-混凝处理油脂废水实例

采用UASB-MSBR-Fenton/混凝工艺处理油脂废水,处理废水规模平均为30 m~3/d。经过两个多月的调试,对 COD、SS、NH_3-N、TP、色度和动植物油的去除率分别达到98%、99%、85%、95.6%、70%和99.3%,各项出水指标均达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)的一级排放标准。
一种新型小分子黏土稳定剂的研制

以六次甲基四胺、浓盐酸为原料,制备六次甲基四胺盐酸盐作为小分子黏土稳定剂,并测定其防膨率与泥岩损失率。结果表明,该反应对反应物料比与反应温度都不敏感,制备方法简单,当六次甲基四胺与浓盐酸质量比为1∶1.5、反应温度为常温、反应时间为0.5 h的条件下制备最为合适。质量分数为0.5%六次甲基四胺盐酸盐溶液的防膨率为78%,泥岩损失率为8%;六次甲基四胺盐酸盐与聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)复配比为3∶2时的复配效果最佳,可进一步提高黏土稳定效果。
耐高温可携砂交联酸配方优化与评价

酸压携砂可以实现加砂压裂的高导流能力及常规酸压的多裂缝效果,而选择耐高温可携砂的酸液体系是实现酸压携砂的关键。针对目前国内外适于深层高温施工交联酸体系较少的现状,通过室内实验研制了一种耐高温可携砂交联酸压裂液体系,配方为20%盐酸+1.0%稠化剂YT-217+1.6%交联剂JQ-1+0.4%交联剂JP-2+2%JG-1高温缓蚀剂+1.0%助排剂JZ-1+1.5%铁离子稳定剂JF-1。评价结果表明,该体系交联时间为95 s左右,具有一定的延迟交联特性;该体系的耐温、抗剪切性能良好,在150℃、170 s~(-1)条件下剪切120 min后的黏度大于50m Pa·s,且具有破胶彻底、与地层配伍性好、携砂能力强等优点,可以满足现场施工要求。