mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
采用工程机械配重的ETMD糸统阻尼减振研究

为解决工程机械振动剧烈的问题,提出利用其配重设计为扩展调谐质量阻尼器(ETMD)进行了阻尼减振研究。通过建立某型轮式挖掘机有、无ETMD系统的整机阻尼模型,仿真计算得到其不同工况和不同ETMD系统参数下的阻尼性能,并与实验结果进行了对比验证。在B级和C级路面下,有ETMD系统的车身垂向加速度均方根值,相比于无ETMD系统,仿真结果分别降低了6.67%和7.76%,实验结果分别降低了7.19% 和8.61%,表明该ETMD系统有效改进了整机阻尼性能。通过分析ETMD系统的阻尼特性,表明存在最优阻尼特性参数使得阻尼性能达到最优。该研究可为工程机械的振动控制提供一种新方法。
基于CLUE-S模型的南昌市“三生”空间时空演变及情景模拟研究

为识别国土空间功能类型的空间分异规律,使生产—生活—生态空间功能发挥协同效应,以南昌市为例,利用2000年、2010年、2017年3期遥感解译数据,建立基于主导功能的“三生”空间分类体系,借助土地动态度模型、空间自相关等方法,分析了南昌市“三生”空间的时空演变特征,并运用CLUE-S模型模拟了南昌市2030年不同情景下“三生”空间布局状况。结果表明:(1)2000—2017年,南昌市“三生”空间发生变化面积56 354.60hm~2,生产空间、生态空间持续减少,生活空间持续增加。(2)研究期内南昌市“三生”空间存在空间正相关关系,在镇域层面呈现出生活空间和生态空间集聚态势弱化,生产空间分布变化不明显的趋势。(3)经模拟验证,CLUE-S模型适用于南昌市未来“三生”空间分布模拟,在自然增长情境中,生产和生态空间分别减少10 310.70hm~2,11 678.79hm~2,在生态保护和耕地保护情境中,生态空间增加59 452.26hm~2,呈现出生态空间由退化到优化、生活空间由沿江逐渐扩展到其他区域的特点。
基于TOPSIS法的长三角城市群土地利用效益评价

土地利用效益评价对于推进土地资源的集约利用,并最终实现区域的可持续发展具有重要的意义。以长三角城市群的26个地级市为研究对象,利用变异系数法测算地均国民生产总值等15个指标的权重,再运用TOPSIS法确定各效益的相对接近度,探究2012年前后土地利用效益的时空变化。研究表明:(1)长三角城市群各土地利用效益权重指数排序为:经济效益>生态效益>社会效益,经济效益对土地利用综合效益影响最大;(2)长三角城市群土地综合效益较低且各地级市土地利用效益差异明显;从不同省份看,上海市经济、社会、综合效益遥遥领先,安徽省土地综合效益低下;(3)从不同城市等级规模看,城市等级规模越高,土地经济效益和综合效益亦越高,生态效益却降低;(4)2012年前后,除生态效益外各土地利用效益呈现出持续提高的趋势,综合效益等级在空间分布上呈现出“东高西低,南高北低”的特征,且各地级市的差距逐渐缩小。最后提出加强各地级市经济、生态方面的合作,政府出台合理的政策与措施的建议。
延安地区植被覆盖度时空变化及驱动力

植被作为反映气候变化和人类活动的敏感因子,对维持生态环境安全和变化具有重要作用。以地处黄土高原脆弱区的延安市为研究区,采用地理探测器模型,研究延安地区自然、人文因子及其交互作用对植被时空覆盖变化的影响,分析影响因子促进植被生长的适宜范围或类型。结果表明:(1)2000—2018年延安市平均植被覆盖呈现增加趋势,增速为0.89/10a,生态环境得到有效改善,95.52%区域属于增加区域,其中在2000—2010年植被覆盖面积增速最快,低植被覆盖区主要位于延安市中心城区;(2)降水、气温因素对植被NDVI空间分布的影响力最大。自然、人文因子之间对植被NDVI的交互作用以非线性增强和双因子增强效应为主;(3)通过分析研究区内适合植被生长的各影响因子范围或类型,为进一步促进延安市植被恢复和生态保护提供科学依据。
基于水污染视角的中国农业生态用水效率及其影响因素

农业水污染给中国农业的可持续用水造成了巨大威胁,研究农业生态用水效率及其影响因素,有助于优化中国农业水资源配置,推动农业可持续发展。基于SBM方向性距离函数,测度2008—2018年中国农业生态用水效率和农业经济用水效率,并对这两种效率的无效率值进行分解和对比;结合Tobit回归模型,探究了农业生态用水效率的影响因素。结果表明:(1)中国农业生态用水无效率始终高于经济用水无效率,农业水污染是农业生态用水无效率的主要来源。(2)农业用水低浪费—低污染的省份数量大幅减少,而高浪费或高污染的省份数量大幅增加。(3)水资源禀赋、水利设施蓄水能力和农村劳动力受教育水平对中国农业生态用水效率产生正向影响,耗水作物种植比例对农业生态用水效率产生负向影响。中国政府应充分认识到农业用水过程中的水污染问题,针对性地在各地实施农业节水战略与水污染防治对策;完善跨区域调水机制、增强水利设施的蓄水能力、提升农村劳动力受教育水平和优化耗水作物的种植比例。
基于RSEI的三峡库区重庆段水土保持生态功能区生态环境质量动态监测

集成绿度、湿度、热度和干度共4个指标构建遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index,RSEI),可快速定量评价区域生态环境状况,客观反映生态环境的变化过程。以1994年、2000年、2007年、2013年、2019年Landsat TM/OLI影像为数据源,采用遥感生态指数评价了三峡库区重庆段水土保持生态功能区生态环境质量状况,并预测2025年研究区生态环境质量。结果表明:构建的RSEI指数能够反映三峡库区重庆段水土保持生态功能区的生态环境质量状况,1994—2019年RSEI值由0.525上升至0.653,上涨幅度达24.38%,生态环境质量改善面积为6 265.673 km~2,所占比例为59.78%,退化区域面积为604.789km~2,面积占比为5.77%,生态环境总体质量改善效果明显并趋于稳定;从空间分布来看,研究区改善区域较广,主要集中于奉节县和云阳县全境;而退化区域集中于研究区主要的城市建成区和管辖范围内具有一定规模的村镇,以及巫山县北部和东南部地区,研究区整体改善明显;预测的2025年RSEI仍持续上升,但上升速率明显放缓,因此研究区在后续的生态环境建设中,仍应进行持续性生态治理及保护。研究结果实现了水土保持生态功能区生态环境质量的快速监测,可为其生态治理提供科学依据。
黄河源区植被NDVI演变及其与降水、气温的关系

为分析1982—2018年黄河源区不同季节植被NDVI空间演变规律及其影响因子,根据流域内及周边气象站点的同期降水、气温观测资料,运用趋势检验法和相关分析等方法,在像元尺度上揭示了NDVI演变趋势及其与降水气温的关系。结果表明:黄河源区各季节气温上升趋势显著,年平均升温率达到了0.54℃/10a。流域内降水年际内略有波动,无显著变化趋势,冬季降水略有减少趋势。源区内超过90%的地区NDVI值全年呈增长趋势,植被状况呈现改善态势,而中下游地区这一趋势比上游及源头地区更为显著。NDVI与气温呈显著的正相关关系,气温的升高对植被生长起到显著的正面促进作用;除冬季之外,绝大多数地区NDVI与降水的相关性都不显著(p>0.05),夏季约有50%的地区NDVI与降水量呈正相关关系,源头玛多县地区降水的增加有助于植被生长。残差分析结果表明:冬季人类活动对流域NDVI变化的影响微弱;达日站—久治站区间和河南站—兴海站区间受人类活动影响较为显著,2000年以后人类活动所导致的植被退化情势减缓,黄河源区植被情况得到一定的改善。
近60年河西走廊地区沙尘暴发生演变特征及其气象影响因子

为探讨沙尘暴演变特点及影响因素,应用河西走廊13个气象站1960—2019年的逐日沙尘暴和同期130项大气环流特征量资料,采用概率统计、线性倾向率、滑动t检验等方法,详细分析了河西走廊沙尘暴频次的时空演变特征、沙尘暴持续时间和强度特点及变化规律,并使用相关系数(Pearson)法进一步探索沙尘暴的气候影响因素。结果表明:沙尘暴频次呈显著减少趋势,年际倾向率为3.2d/10a,且这种减少趋势存在突变;四季沙尘暴均为减少趋势,减少速度为春季>夏季>冬季>秋季;空间演变特点为,沙尘暴发生频次与减少速度呈显著正相关,减少速度为民勤最快,马鬃山最慢。沙尘暴平均持续时间为119min,持续60~300min的频次最多,>300min的频次最少;持续时间呈显著缩短趋势,年际倾向率为-7.42m/10a,近9年持续时间缩短最明显。沙尘暴过程平均最小能见度为0.569 km,最小能见度为0.5~1.0km的一般沙尘暴频次最多,<0.05km的特强沙尘暴频次最少;近16年沙尘暴强度无明显变化。沙尘暴频次和持续时间与副高西伸脊点指数呈显著正相关,与西太平洋副高面积指数、西太平洋副高强度指数、东亚槽强度指数、西藏高原-1指数、西藏高原-2指数、大西洋多年代际振荡指数呈显著负相关。由此可见,大气环流指数是影响沙尘暴发生发展的重要因素之一。
1960-2019年西南岩溶区旱涝时空演变特征

针对西南岩溶区旱涝灾害频繁发生的现象,基于1960—2019年68个气象站点逐月降水观测资料,计算多个时间尺度的标准化降水指数(SPI),并采用ANUSPLIN气象插值方法、Sen-Median趋势分析、Mann-Kendall检验和Hurst指数,研究了近60年西南岩溶区旱涝时空演变特征。结果表明:(1)不同时间尺度的SPI反映的旱涝等级及频率具有一定差异性,旱涝等级以轻—中等为主;(2)年尺度SPI呈不显著下降趋势,整体呈现出由雨涝向干旱变化的趋势;春、秋两季SPI呈不显著下降趋势(p>0.05),夏、冬两季SPI呈不显著上升趋势(p>0.05);(3)年尺度SPI以下降趋势为主,集中分布在云南、贵州、重庆和湖北等地区;季节SPI空间变化趋势具有一定差异性,春、夏、秋三季SPI以下降趋势为主,冬季SPI以上升趋势为主,但绝大部分区域变化趋势不显著(p>0.05);(4)SPI呈持续上升的区域占39.76%,集中分布在四川、云南、广东、广西等地区;呈持续下降的区域占50.33%,主要分布在云南、贵州和重庆。研究结果可以为区域旱涝预警、制定减灾应对策略等方面提供依据。
土粒表面电场对典型黑土团聚体稳定性及水分入渗特性的影响

水土资源高效利用是农业绿色发展的重要内容,也是保障我国东北黑土区肥沃耕地资源健康可持续开发利用的关键。土壤水分入渗性能会对农业生产和生态环境造成双重影响,因此研究土壤水分运动及其影响机理具有重要的科学价值和实践意义。通过设置5个电解质溶液浓度梯度(1,0.1,0.01,0.001,0.000 1mol/L)来定量调控土壤颗粒表面电场,研究不同电场强度下黑土团聚体的稳定性及水分入渗特性。结果表明:(1)随溶液电解质浓度的减小,土壤颗粒表面电位(绝对值)和电场强度均增大,从而导致土壤团聚体稳定性表现出先急剧减小而后保持稳定的趋势,0.01mol/L是团聚体稳定性发生变化的转折点。(2)在水分入渗过程中,随入渗溶液电解质浓度的减小、土粒表面电位(绝对值)和电场强度的增大,湿润锋运移位置、入渗速率和累积入渗量均减小。土壤水分平均入渗速率和稳定入渗速率均随电解质浓度的降低表现出先急剧减小而后保持稳定的趋势。(3)土粒表面电场通过影响团聚体稳定性,改变土壤孔隙通道,进而影响水分入渗过程。该研究结果揭示了土粒表面电场对东北黑土区水分入渗及土壤结构稳定性的重要影响,可为黑土区土壤水分高效利用及土壤侵蚀防控提供一定的理论参考。
农地转出对精准脱贫户多维贫困的缓解效应———基于倾向得分匹配的实证分析

为了巩固脱贫成果,加快农户多维减贫,促进农地流转政策的完善,基于可行能力理论,运用A-F方法测算出多维贫困指数,识别脱贫农户的多维贫困,然后采用倾向得分匹配分析了农地转出对脱贫农户家庭多维贫困的影响。结果表明:农户在做饭燃料、卫生设施、教育水平、患慢性病这4个剥夺指标上单维贫困发生率较高;在多维贫困上,测算出未转出农地户的多维贫困指数高于转出农地户的多维贫困指数;基于倾向得分的3种不同匹配法得出一致结论,即农地转出能够显著缓解农户多维贫困。因此,建议调研区域合理加大农地流转,有助于缓解农户多维贫困。
丹江口库区不同种植模式下氮磷流失和经济效益分析

丹江口水库长期以来因为坡耕地氮磷流失引起的面源污染问题严重,进而影响了当地的经济效益。通过三年田间小区试验,研究了自然降雨条件下玉米单作、银杏+芍药间作以及三叶菜+红花轮作3种种植模式对丹江口库区坡耕地地表氮磷养分流失的影响,并进行了经济效益分析。结果表明:银杏+芍药间作和三叶菜+红花轮作对坡耕地地表氮磷流失有显著的阻控作用,并可有效降低水土流失;与玉米单作相比,银杏+芍药间作和三叶菜+红花轮作泥沙流失量分别减少了8.30%和8.94%,径流总氮年均流失量分别减少了28.69%和22.92%,径流总磷年均流失量分别减少了29.25%和37.26%;银杏+芍药间作和三叶菜+红花轮作两种种植模式比玉米单作经济效益高,尤其是三叶菜+红花纯收入是玉米单作的19.29倍;从农田氮磷面源污染控制和经济效益综合分析,三叶菜+红花轮作模式是丹江口库区较合理的生态种植模式,可进一步推广应用。
基于ESDA-GIS的广东省耕地生态承压能力时空特征研究

为保障粮食安全和耕地生态安全可持续发展,以粮食调入、人口迁入大省,同时也是全国耕地面积减少幅度最大的区域———广东省为例,运用“国家hm~2”概念下的生态足迹模型以及ESDA-GIS分析方法,对传统模型中的产量因子进行修正,探究了2008—2017年广东省耕地生态承压能力的时空变化特征。结果表明:(1)2008—2017年广东省耕地生态足迹、耕地生态承载力在研究期内总体呈“雁行”波动下降趋势,耕地生态供给出现持续赤字,广东省耕地承压能力指数介于0.500~0.520,处于弱不可持续的状态。(2)研究期间内广东省各地级市耕地生态承压能力指数介于0.440~0.600,耕地生态承压类型均以弱不可持续和弱可持续类型为主,耕地生态承压能力负荷严重。(3)广东省各地级市耕地生态承压能力呈不均衡分布,且在空间分布上存在着显著正向空间自相关性,但空间集聚态势有所减弱;Moran散点图表明广东省各地级市耕地生态承压能力在空间分布上存在高—高或低—低集聚现象。总之,广东省耕地生态承载能力不容乐观,且耕地资源区域禀赋差异明显,因地制宜、分区管控、高效利用是其主要发展方向。
京津冀城市群城市化-旅游业-生态环境耦合协调度及障碍因子诊断

为实现地区社会经济的可持续发展,需掌握城镇化、旅游业和生态环境的耦合协调度及障碍性因子。在综合考虑三大系统影响因素的基础上,应用耦合协调度和灰色Verhulst模型构建了京津冀城市群城市化—旅游业—生态环境综合评价指标体系,在此基础上,对该城市群2000—2017年三者的耦合协调关系和未来10a的耦合协调度进行预测,并对三者的障碍性因子进行了诊断。结果表明:(1)2000—2017年京津冀城市化综合水平子系统和旅游产业子系统均呈现增加的趋势,生态环境子系统呈现减少的趋势;(2)2000—2017年期间京津冀城市群三者的耦合协调度整体呈逐年上升的变化趋势,其耦合的类型可划分为生态环境超前和城市化超前型;(3)预测结果显示未来10a (2018—2027年)三者的耦合协调度保持小幅度持续上升的趋势;(4)从各一级指标对三大系统的障碍度来看,人口城市化水平(UPI)、旅游收入(TRI)和资源要素条件(REI)对城市化、旅游业和生态环境三大系统的影响最大。总体来看,三者的耦合协调度向良好的方向发展,应重点关注UPI、TRI和REI对三大系统的影响。
干旱区三生用地时空演变特征及空间冲突研究———以黑河中游地区为例

为了提高社会经济与生态环境保护的协调发展、兼顾居民生活、粮食生产与生态保护的关系,以黑河中游地区为例,运用地理学分析方法探究了三生用地的时空演变和空间冲突分布特征。结果表明:1975—2016年期间黑河中游地区生态生产用地与生态用地向生产生态用地与生活生产用地发生了大量的转化,生态生产用地与生态用地分别减少了58 325,33 923hm~2,生活生产用地与生产生态用地的面积分别增加了12 581,79 667hm~2;黑河中游地区三生用地的斑块数量由1975年的3 505个连续上升到2016年的6 019个,这一结果表明景观格局朝着破碎化的方向发展,类别水平的景观格局指数变化结果表明生态用地、生产生态用地与生态生产用地的空间结构复杂性减弱;农牧交错区与水陆过渡带具有较强空间冲突水平,其中最显著的是生态生产用地和生态用地的冲突;黑河中游地区三生用地空间冲突整体呈下降趋势。
退耕还林背景下泸水市生态环境质量遥感动态变化

为了深入了解退耕还林工程实施背景下的生态环境质量时空变化规律,基于2001—2018年Landsat TM/OLI遥感影像,选用遥感生态指数评价模型(RSEI),开展泸水市生态环境质量动态变化研究,并在此基础上分析了生态环境质量变化与退耕还林工程的相互关系。结果表明:(1)2001年、2006年、2013年、2018年泸水市RSEI均值分别为0.750,0.759,0.667,0.683,生态环境质量总体波动下降。分级处理后,当地生态环境质量由“较差”、“中”、“良”等级主导,占比之和达97%以上。(2)泸水市生态环境质量空间分布与高山峡谷的地形特征吻合,怒江两岸RSEI等级区域表现出东西对称性。在变化上,怒江水系河谷地带生态环境显著恶化,中高山地区则有所改善,叠加人类活动空间分布发现人类活动是导致当地生态环境质量整体下降的重要原因。(3)泸水市退耕还林工程效果显著,2001— 2018年耕地减少了24%,其中又有64.74%坡度大于25°。两轮退耕还林工程期间的各乡镇退耕还林率与RSEI变化的相关性较高,相关系数分别达到0.767,0.817,表明退耕还林对当地生态环境产生着积极影响。
基于分布式水沙模型的大夏河流域水沙过程演变机理

黄河上游水沙过程受气候和土地利用变化等因素影响,年际及年内分布差异较大。选择大夏河流域为研究区,对研究区的实测径流和输沙量进行趋势性分析,应用流域分布式水沙模型(WEP-SED)模拟流域水沙过程并采用多因子归因分析方法进行分析,探究大夏河流域在变化环境下的水沙演变规律。结果表明:大夏河流域年径流量下降速率为0.85亿m~3/10a,年输沙量下降速率为66.25万t/10a,趋势均为负持续性,输沙量的减小幅度是径流量的1.8倍;大夏河流域水沙过程主要受汛期降水、气温以及土地利用变化的影响,降水对径流量和输沙量减少的贡献率分别为-77.0%和-90.0%,气温对两者的贡献率分别为-29.7%和-16.5%,而土地利用变化对两者的影响呈现微增作用。
基于粒子成像技术的陕南地区降雨雨滴特征分析

为了研究陕南地区自然降雨雨滴特征,利用自主研发的粒子成像瞬态测量可视化仪对陕南地区宁强县次降雨进行了观测分析。结果表明:雨滴平均直径为1.08mm,平均终点速度为3.92m/s,平均雨滴数密度为141.63个/m~3。该次降雨过程中直径0~1mm的雨滴数密度最大,占到总雨滴数密度的67.22%。直径1~2mm的雨滴对降雨量的贡献率最大,达到59.31%。实测雨滴谱呈单峰结构,其中大雨及以上的雨滴谱最宽,其次为中雨,小雨的雨滴谱最窄。降雨强度波动范围为0.11~10.95mm/h,在很大程度上受雨滴大小和数目的双重影响。该次降雨中雨滴直径与雨滴终点速度间存在密切的对数关系,其拟合曲线与Atlas-Ulbrich关系曲线非常相似。综上所述,该次降雨平均雨滴数密度相比南方地区较小,直径小于2mm的雨滴对该次降雨贡献最大。实测雨滴谱宽度受降雨强度影响,随降雨强度的增大而增大。雨滴大小和数目共同决定降雨强度大小。雨滴直径与雨滴终点速度间关系与常用的经验关系相似。
基于多物理场耦合的毛细水高度研究

为了研究毛细水的上升规律及机理,通过数值模拟、室内及现场试验开展了不同粒径砂性土条件下的毛细水上升高度的研究。结果表明:在相同压实度条件下,毛细水上升高度与时长呈近似幂函数关系,变化特征是初期高度增加快,到一定程度后增加缓慢;毛细水上升速度与时长近似呈指数函数关系,初始阶段上升速度较大但随后迅速减小。不同粒径砂土柱毛细水上升高度由大到小依次为:1号管(粒径范围为0.36~0.45mm),2号管(粒径范围为0.28 ~0.36mm),3号管(粒径范围为0.15~0.28mm),毛细水上升高度与砂土粒径呈负相关,总体表现为粒径越小,毛细水上升高度越大。通过多物理场耦合多孔介质中达西定律和相输运,可以较好模拟毛细水上升高度,并且在试验误差范围内理论值与室内试验结果吻合较好,同时现场试验也验证了数值模拟及实验室土柱试验结论的正确性。可见,多孔介质内部毛细流动现象是由惯性力、黏性力、毛细力与重力共同作用产生的,但在不同毛细高度各项作用力对毛细上升的贡献并不相同,综合作用于毛细水上升过程。
海岸沙地主要森林的凋落物分解及生态化学计量特征

为探讨不同森林类型对滨海风沙土肥力质量影响的差异及机制,采用分解袋法研究了福建省海岸沙地防护林5种主要森林类型的凋落物生物量动态、分解动态,分析了不同凋落物的初始质量特征,分解过程的失重率、碳氮比、碳磷比、氮磷比特征及分解速率等。结果表明:5种森林类型凋落物生物量为10.08~12.99t/(hm~2·a),月动态差异不大。不同凋落物的初始质量指标差异显著;5种凋落物分解过程的失重率变化均符合Olson模型规律,预测分解95%需要时长分别为:天然次生林3.31a,尾巨桉4.92a,厚荚相思5.38a,木麻黄8.18a,湿地松13.80a。分解指数k与凋落物全磷、全氮含量极显著正相关,与碳氮比、纤维素含量极显著负相关;与土壤pH值、有效磷含量极显著正相关。随着分解时间的延长,5种凋落物的碳氮比均呈指数型下降趋势,碳磷比变化规律各异,氮磷比在分解进程中相对稳定。凋落物分解受凋落物初始质量特征、沙土酸性强、养分贫瘠、干燥度高、风速大等因素的综合影响。在防护林经营过程中,应增加混交树种类型,以丰富凋落物种类,还可考虑通过施肥调节土壤碳氮磷比例、pH值等,以达到调控凋落物分解速率、提高沙土“自肥”能力的目的。
基于三维激光扫描技术的喀斯特地表微地形特征及其侵蚀响应

为了探究喀斯特黄壤坡面微地形变化特征及其与土壤侵蚀的关系,基于人工模拟降雨试验,结合三维激光扫描技术,分析了坡面地表粗糙度和坑洼体积的变化特征及其与土壤侵蚀的响应关系。小区坡度25°,共有3种雨强(30,60,90mm/h)和4种块石出露度(0,5.4%,13.1%,42.9%)处理。结果表明:(1)坡面块石出露在小雨强下(30 mm/h)可明显促进产流,产流时间较裸土坡面提前18.0%~57.2%,但大雨强下的影响被弱化。产流产沙随块石出露度的增大呈先增后减,最大值处块石出露度在小雨强和大雨强下分别为5.4%~13.1%和13.1%~42.9%。(2)裸土坡面地表粗糙度和坑洼蓄积量由坡上到坡下呈递增趋势,而块石出露坡面地表粗糙度沿坡面的分布规律不明显,坑洼蓄积量总体上也表现为由坡上到坡下逐渐增大。相同雨强下,块石出露坡面地表粗糙度较雨前的变幅大于裸土坡面,坑洼蓄积量较雨前增大的倍数随块石出露度的增大而减小。(3)当块石出露度小于42.9%时,坑洼体积与产流率、产沙率有良好的线性关系。地表微地形因子可作为侵蚀结果预测的重要参数,也可为特大暴雨事件中漏测数据的补充提供理论基础。
增温对鼎湖山混交林中4种优势树种生物量分配和养分积累的影响

为了解未来全球变暖对南亚热带森林生态系统物种组成的影响,在广东鼎湖山采用沿海拔梯度垂直移位的方法,研究了模拟增温对木荷(Schima superba)、红枝蒲桃(Syzygium rehderianum)、红锥(Castanopsis hystrix)和马尾松(Pinus massoniana)等4种优势树种的生物量分配模式和养分(氮和磷)积累的影响。结果表明,增温使大气平均温度增加(1.28±0.60)℃,土壤平均温度增加(1.04±0.30)℃;6 a长期增温使木荷和马尾松的树高增长率分别显著提高83.0%和52.1%,基径增长率分别显著提高37.1%和76.9%,二者的茎质比都显著增加,根质比、叶质比和根冠比都显著降低,养分积累量分别显著增加100.3%和185.7%;但增温对红枝蒲桃和红锥的树高、基径、生物量分配模式和养分积累无显著影响。因此,6 a增温对4种优势树种生物量分配模式和养分积累的影响具有一定的种间差异,木荷和马尾松由于生物量和养分积累量较高,所以在长期增温条件下可能具有较强的适应性,这种差异可能会对我国南亚热带混交林中的群落结构和功能带来潜在影响。
谷子产量和品质相关性状的杂种优势及遗传特性分析

为了解谷子(Setaria italica)两系杂交后代的产量和品质相关性状的杂种优势,以3个高度雄性不育系为母本(A1、A2和A3),6个抗除草剂恢复系为父本(R1、R2、R3、R4、R5和R6),采用不完全双列杂交(NCⅡ)设计配制了18个组合,分析组合的株高、粒重和蛋白含量等11个性状的配合力和杂种优势特性。结果表明,不同亲本间及杂交组合间的性状均存在显著差异。其中,两系杂交组合的小区产量与千粒重、单穗粒重、株高、穗长显著相关,而与小米的品质(粗蛋白、粗脂肪、总淀粉)无显著相关。同一性状不同亲本的一般配合力(GCA)效应值不同,A1(不育系)和R1(恢复系)的产量和品质性状的GCA正效应值较大,是改良谷子高产优质的潜在优良亲本。而杂交组合的特定特殊配合力(SCA)效应值与亲本GCA效应值表现并不一致,其中A1×R5、A1×R6、A2×R1、A2×R4的SCA效应值较高,属于优异组合。此外,各性状的广义遗传力和狭义遗传力均大于65%,主要受加性效应和非加性效应共同控制。谷子杂交组合的株高、穗重、小区产量具有显著的中亲优势,部分杂交组合具有较强的超亲优势。株高、穗长、穗码、千粒重、脂肪的狭义遗传力较高,加性遗传作用较大,而穗重、茎节数、蛋白非加性遗传作用更为突出。虽然产量性状和品质性状的杂种优势特性不同,但均由加性效应与显性效应共同作用决定。
改进抗干扰CNN的变负载滚动轴承损伤程度识别

针对强噪声、变负载工况下滚动轴承损伤程度难以识别的问题,提出了一种基于改进抗干扰卷积神经网络(anti-interference convolutional neural network,简称ACNN)的变负载工况下轴承损伤程度识别新方法。首先,对滚动轴承的一维振动信号进行预处理,得到标签化的数据样本,分为训练集和测试集;其次,将注意力机制引入到卷积神经网络的各个特征提取层中以建立特征提取通道之间的联系,得到基于改进ACNN的变负载工况下轴承损伤程度识别模型;然后,将训练集数据输入到改进ACNN中进行学习,将得到的识别模型应用于测试集,输出损伤程度识别结果,在训练过程中,为了提高模型的抗干扰能力,将Dropout算法引入到卷积层,为抑制过拟合,对原始训练样本进行加噪处理;最后,通过滚动轴承损伤程度模拟试验,在变工况下进行测试。结果表明,在噪声环境中所提方法能更准确地实现变负载工况下的轴承损伤程度识别。
基于振动能量发电的自适应机械同步开关

为了解决无线传感器的供电困难以及常用标准电路和同步开关电路有限的能量提取效率,提出了一种优化的自适应机械同步开关,并将其运用于并联同步开关电感电路。根据自适应机械同步开关的工作原理建立了仿真模型,采用噪声激励对自适应机械同步开关进行了研究与分析,通过振动实验台对结构进行实验测试。结果表明,优化的自适应机械同步开关电路能够很好地适应噪声环境,采集到的负载平均功率大约为标准电路的3倍。该自适应机械同步开关能够自动检测悬臂梁幅值,且控制开关在位移峰值附近闭合,为振动能量发电装置提供了实践和理论指导。
菜籽油酯交换制备脂肪酸异辛酯

菜籽油与异辛醇在甲醇钠的催化作用下通过酯交换反应制备脂肪酸异辛酯。研究了催化剂添加量、醇油摩尔比、反应温度、反应时间对酯交换产物脂肪酸酯含量的影响,并对产物进行结构表征、组成分析和低温性能评价。结果表明:最佳酯交换工艺条件为醇油摩尔比5∶1、催化剂添加量0.6%(以油质量计)、反应温度50℃、反应时间20 min,在最佳条件下产物中脂肪酸酯含量为95.13%;产物中脂肪酸异辛酯含量达到86.23%,主要为油酸异辛酯,含量为58.06%;产物凝点为-32℃,较菜籽油(凝点-18℃)大幅降低。
吡虫啉对豌豆蚜抗感品系两种解毒酶活力的影响

【目的】探究豌豆蚜对吡虫啉抗性产生的规律,为防治豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum Harris)危害提供科学的施药方法.【方法】采用带虫浸叶法测定了吡虫啉原药对豌豆蚜相对敏感种群的毒力,并通过喷雾法测得豌豆蚜的抗性倍数,根据不同处理D值和标准曲线计算得出乙酰胆碱酯酶(AChE)和羧酸酯酶(CarEs)比活力.【结果】抗性筛选过程中随着LC_(50)的增大,豌豆蚜体内AChE比活力达到19.25μmol/(min·mg)和23.03μmol/(min·mg),活性比升高为1.98和4.11;CarEs比活力达到29.29 μmol/(min·mg)和32.03μmol/(min·mg),活性比升高为2.76和2.34,豌豆蚜对吡虫啉的抗性也逐渐增强.【结论】随着筛选代数增加豌豆蚜对吡虫啉的抗性逐渐增强,AChE和CarEs解毒酶活性均有显著增加,AChE和CarEs在豌豆蚜对吡虫啉抗性发展中有着十分重要的作用.
软组织Ⅲ度肿胀SandersⅣ型跟骨骨折的分期手术治疗

目的:比较分期手术治疗软组织Ⅲ度肿胀Sanders Ⅳ型跟骨骨折的临床疗效。方法:回顾分析2017年6月至2020年5月收治的76例软组织Ⅲ度肿胀Sanders Ⅳ型跟骨闭合骨折患者的临床资料,其中男54例,女22例,年龄25~50(38.16±10.24)岁。根据治疗方法不同分为观察组和对照组。观察组24例,男17例,女7例;年龄25~50 (36.12±9.56)岁;采用Ⅰ期闭合撬拨牵引复位克氏针固定,Ⅱ期切开复位钛板内固定治疗。对照组52例,男37例,女15例;年龄25~50(38.32±10.67)岁;待皮纹征出现后行切开复位钛板内固定。比较两组患者肿胀消退时间、住院天数、术后切口并发症发生率,通过X线测量术前和术后6个月的Bohler角、Gissane角及跟骨内翻角,并采用美国足踝外科学会(American Orthopedic Foot and Ankle Society,AOFAS)踝-后足评分评价临床疗效。结果:76例患者均获得随访,时间8~12(9.52±2.01)个月。两组患者肿胀消退时间、住院天数比较差异有统计学意义(P<0.05)。两组术后6个月Bohler角、Gissane角及跟骨内翻角组间比较差异有统计学意义(P<0.05),且两组术前与术后6个月比较差异均有统计学意义(P<0.05)。观察组术后6个月AOFAS评分(71.76±9.84)分与对照组(57.23±10.76)分比较差异有统计学意义(P< 0.05)。观察组优良率显著高于对照组(P<0.05)。结论:与皮纹征出现后行切开复位钛板内固定比较,采用分期手术治疗软组织Ⅲ度肿胀的Sanders Ⅳ型跟骨骨折,未增加软组织并发症风险,可明显缩短患者肿胀消退时间和住院天数,提高骨折复位质量,改善患者近期功能,减轻疼痛。
3D打印个性化腰椎融合器设计及生物力学性能研究分析

目的:利用有限元分析方法比较个体化整体型融合器、临床标准双枚子弹头型融合器和健康腰椎在不同工况下腰椎模型生物力学性能的差异。方法:根据真实健康人体腰椎CT扫描数据,利用有限元软件设计出健康人体腰椎的有限元模型作为正常对照组。以此为基础进一步建立个体化整体型融合器腰椎模型和临床标准双枚子弹头型融合器腰椎模型。对3种有限元模型分别施加垂直压缩、前屈、后伸、侧弯等不同载荷,观察腰椎各部件的应力分布与应力大小的变化。结果:临床标准双枚子弹头型融合器腰椎模型中椎体与融合器在后伸工况下受到的应力值最大,分别为45.81 MPa和97.07 MPa。个体化整体型腰椎模型中椎体与融合器的受力更接近健康腰椎模型中椎体与椎间盘的受力。从位移的角度来看,两种融合器腰椎模型各部件的位移均小于健康腰椎模型,说明融合器内固定限制了椎体的活动范围,侧面印证了研究中所建立有限元模型的有效性。而不同工况下个体化整体型融合器腰椎模型中融合器和椎体的位移普遍要比临床标准双枚子弹头型融合器腰椎模型融合器和椎体位移小。结论:融合器在某种程度上能够很好的代替病变的椎间盘,从而达到减少患者疼痛恢复腰椎功能的目的;而融合器的个性化设计则更能满足个体患者的需求,并且对患者腰椎功能的恢复、融合器的使用寿命和相接触椎体的保护都有重要意义,为实际的临床治疗提供了一定的指导。
论习近平生态文明思想的马克思主义哲学基础

习近平生态文明思想是马克思主义人与自然关系学说在21世纪的新发展,是当代中国马克思主义、21世纪马克思主义、习近平新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分。习近平生态文明思想坚持辩证唯物主义和历史唯物主义立场,运用唯物主义辩证法分析我国生态文明建设的战略地位、核心要义、科学方法、方向目标。习近平生态文明思想深刻阐述了自然生态环境和科学技术在绿色生产力发展中的重要作用,明确了实践中推进绿色生产方式和发展方式的重大意义,强调生态文明建设的实质在于发展观和发展道路的绿色转型,将这一理论建立在唯物论基础之上,奠定了坚实的科学基础。在此基础上,习近平生态文明思想深刻揭示了人、自然、社会之间的辩证关系,全面系统分析了人与自然之间、经济发展与生态环境保护之间、自然生态系统之间的对立统一关系;从历史发展高度深刻阐明了人类史与自然史、文明兴衰与生态兴衰的关系,奠定了唯物辩证法和历史观的深厚基础。系统阐释习近平生态文明思想及其科学论断产生的哲学基础,进而构建、发展和繁荣立足当代中国、面向世界的生态文明哲学社会科学话语体系,是时代之需,是理论创新和实践创新的必然要求。
高温压电陶瓷及高温超声换能器的研究进展

超声换能器是一种能够实现电能与声能相互转换的能量转换器件,在超声检测方面占据重要地位,被广泛应用于工业、医学、军事等领域。压电材料是制备超声换能器的核心材料,目前常用的压电材料居里温度不高,耐高温性能较差,限制了压电超声换能器其在高温超声检测领域的发展。因此,发展高温压电材料及其在高温超声换能器的应用是近年来学者们研究的重点。本文对高温压电陶瓷和高温超声换能器的研究现状进行了综述与展望。
遥感降水资料后处理研究综述

获取高精度高分辨率的降水数据对于流域水文分析、水资源管理及洪涝干旱监测等均具有重要意义。遥感技术虽然能有效再现降水的时空分布,但原始遥感降水资料无法满足水文领域对高精度高分辨率数据的需求,需要开展遥感降水资料的后处理研究。介绍获取降水资料的主要方法,包括雨量站观测、地面天气雷达估测以及气象卫星反演,讨论各方法的主要优势和当前存在的问题,在此基础上综述遥感降水资料的后处理方法研究进展,包括空间降尺度、偏差校正以及产品融合,并归纳后处理降水产品的评价指标,最后指出今后的研究重点:发展和改进降水估计技术;构建更为合理的多源降水数据融合框架;加强降尺度法对比研究,进一步改进和完善降尺度法;开展降水相关的不确定性分析。
气候变化对澜湄流域气象水文干旱时空特性的影响

受全球气候变化影响,澜沧江-湄公河流域气象水文干旱发生了较大变化,预测未来流域干旱的时空变化与传播特征是应对气候变化、开展澜湄水资源合作的基础。利用SWAT模型通过气陆耦合方式模拟了澜沧江-湄公河流域历史(1960—2005年)和未来时期(2022—2050年,2051—2080年)的水文过程,采用标准化降水指数和标准化径流指数预估并分析了流域未来气象水文干旱时空变化趋势。结果表明: ①澜沧江-湄公河流域未来降水呈增长趋势,气象干旱将有所缓解,但降水年内分配不均与流域蒸发的增加,将导致水文干旱更为严峻,干旱从气象到水文的传播过程加剧; ②水文干旱具有明显的空间异质性,允景洪和清盛站的水文干旱最为严重,琅勃拉邦、穆达汉和巴色站次之,万象站最弱; ③未来流域水文干旱事件发生频次略有减少,但其中重旱、特旱事件占比增加,极端干旱将趋多趋强,且空间变化更加显著。
甲卡西酮及其代谢物在大鼠体内的毒物代谢动力学

目的研究甲卡西酮及其代谢物卡西酮、麻黄碱和伪麻黄碱的毒物代谢动力学特征。方法大鼠分别以甲卡西酮17.25mg/kg和34.5mg/kg经腹腔注射给药,给药后不同时间点经内眦静脉采血,血液中甲卡西酮及其代谢物卡西酮、麻黄碱和伪麻黄碱用HPLC-MS/MS定性、定量检测,DAS3.2.8药代动力学软件拟合动力学方程并计算毒物代谢动力学参数。结果甲卡西酮原体在大鼠血液中的代谢动力学过程符合一级吸收二室开放模型,达峰时间在给予剂量间无明显差异,剂量可以明显导致消除半衰期的延长。低剂量组代谢动力学方程为C=10515.971× e~(-0.024t)-10515.919×e~(-0.144t),高剂量组代谢动力学方程为C=12410.093×e~(-0.015t)-12409.465×e~(-0.169t)。甲卡西酮和卡西酮的检出时限为24h,麻黄碱和伪麻黄碱的检出时限均为2h。甲卡西酮和卡西酮在血液中的浓度比随注射时间的变化不受药物在体内的吸收过程影响,呈指数关系。结论本研究建立的甲卡西酮毒物代谢动力学方程和参数,代谢物的检出时限及与吸毒时间的变化规律可以为甲卡西酮吸毒鉴定的合理取样,原型和代谢物的检出,浓度关系推断吸毒时间以及法医学鉴定提供理论和实验依据。
基于Ansys的双共模扼流圈互感仿真分析

功率变换器向小型化、高功率化发展,其元器件排列变得越来越紧凑,各元器件间存在近场耦合效应。基于Ansys软件对双共模扼流圈的互感进行仿真分析,结果表明,双共模扼流圈距离越近,磁耦合越严重,互感值越大;不同位置摆放时,一个共模扼流圈水平放置,另一个垂直放置,互感值最小。最后提出在两个共模扼流圈的耦合路径上放置铜箔或高磁导率铁氧体材料可有效地抑制磁耦合,降低其互感。
全桥拓朴隔离式开关电源主变压器磁设计

全桥拓朴结构的隔离式开关电源能在较小的尺寸下实现较高的功率变换,是高功率密度电源的重要电路结构,其高频主变压器磁心一般选择低损耗功率锰锌软磁铁氧体材料,其设计对电源的尺寸、性能有显著影响。磁设计的目的是用尽可能小的磁心传输尽可能高的功率,但受到两个限制性条件的制约,即磁心的发热和磁饱和。在散热充分的情况下,限制性条件就是磁饱和了。磁心参数设计多采用AP值公式,但目前的几个计算公式都存在一些缺点,要么计算不够准确,要么计算过于复杂不便工程应用。从全桥变压器基本原理出发,将一个工作周期分成了四个时间段。根据各时段的电流大小、方向所对应的磁工作状态,推演了磁心参数计算公式,并用一个实例进行了验证。
SBNK玻璃掺杂对NiCuZn铁氧体材料稳定性的影响

采用传统的固相反应法制备NiCuZn铁氧体材料,通过添加不同含量的SiO_2-B_2O_3-Na_2CO_3-K_2CO_3(SBNK)玻璃体系以及2.5 wt%的Bi_2O_3和0.2 wt%的Co_2O_3,研究了SBNK掺杂量对材料烧结密度、微观结构以及电磁性能的影响。研究表明,合适的掺杂量可减少材料气孔率和细化晶粒尺寸,同时磁导率有所降低,但是焊接和高温稳定性均有显著提高。结果表明,掺杂量为0.5 wt%的样品在10 kHz~1 MHz频率区间,起始磁导率μi为100;焊接后电感变化率ΔL/L_0为0.85 %;高温负载实验后电感变化率ΔL/L_(0(24 h))为–0.81 %,ΔL/L_(0(48 h))为–3.49 %,ΔL/L_(0(72 h))为–3.74 %。未掺杂材料起始磁导率μi为115;焊接后电感变化率ΔL/L_0为4.30 %;高温负载实验后电感变化率ΔL/L_(0(24 h))为–2.94 %,ΔL/L_(0(48 h))为–2.77%,ΔL/L_(0(72 h))为–11.21 %。材料微观结构致密、晶粒细小均匀。
高压静密封表面微织构设计及其密封性能的有限元分析

目的提升金属高压密封环的静密封性能,保证HPD柴油机油泵体的密封效果。方法基于逾渗理论与静密封原理,采用有限元仿真分析,研究密封环接触区微织构结构及分布特征对密封性能的影响规律,进而设计出在特定工况下密封环微织构的分布特征与几何尺寸。结果在给定的工况下,确定在泵盖表面构造5处环状圆弧截面微织构。分别为:处于密封环上端面中心位置处,深度为30 μm、宽度为200 μm微织构;距密封环上端面中心位置0.3 mm左右两端,深度为15 μm、宽度为220 μm微织构;距离密封环上端面中心位置0.7 mm左右两端,深度为3 μm、宽度为260 μm微织构。所设计的微织构在不减少有效接触宽度的前提下,显著提升了局部接触压强值,从而提升了高压接触区密封性能。结论微织构的存在会显著提升微织构两侧的接触压强峰值,且不影响其他接触区的接触压强分布。弧形截面的微织构相较于其他形状截面,性能最优。随着微织构深度的增加,接触压强峰值增加,但接触压强变化幅度越大,接触状态越不稳定;随着宽度的增加,接触压强峰值减小,但接触压强变化幅度越小,接触状态越稳定。多个微织构的密封环相比于单个微织构,接触状态有一定程度的改善。
动初级高速六相直线感应电机工作特性分析

为了准确刻画对象模型,采用一阶等效电路瞬态涡流分析法对动态边端效应影响下动初级高速六相直线感应电机的参数时变规律进行了定量计算,并通过感应涡流损耗推导得到考虑动态边端效应时电机的等效电路。基于此,通过电磁推力计算及效率评估对动态边端效应影响下电机的工作特性进行了详细分析。利用不同运行速度条件下的有限元仿真及动态实验验证了理论分析和推导的正确性。
一种信息系统业务波及影响评估方法

为有效地评估业务连续中断对信息系统造成的影响,提出一种信息系统业务波及影响评估方法。首先,识别系统主要业务并量化其脆弱性;然后,以业务为网络拓扑节点并基于业务重要性值对节点赋权,以业务间有序关联为边并基于资产-业务关联对边赋权;最后,根据有向加权网络结构熵方法评估业务中断至恢复时间段内信息系统受影响的程度。实验结果表明,这种方法在评估准确性方面与其他方法相比有明显优越性,在保障信息系统安全方面具有一定应用价值。
一种应用博弈和L0约束的盲图像修复方法

图像修复是利用原始图像的先验信息从缺失像素的观察图像出发恢复原始图像的过程。大多数图像修复模型假定图像缺失区域是已知的,但在实际应用中,这些缺失区域的信息很难直接获得。为了解决这类问题,利用L0范数的稀疏性先验和博弈理论,建立了新的图像修复模型。新模型适用于图像缺失区域已知和未知两种情况。根据目标函数的结构,提出了有效的临近交替方向乘子法和基于博弈的交替框架来解决相应的最小化问题,分析了文中模型在一定的条件下的收敛性。与现有的修复模型进行了对比,数值实验表明,所提出的模型和算法在主观和客观质量评价上比现有修复模型具有更好的结果和稳健性。
板状材料反射系数时域快速测量

针对实际工程中材料宽频段反射特性频域测量面临的问题,提出一种基于时域法的自由空间超宽带反射特性快速测量方法。通过时域测量系统搭建、基于“时间窗”脉冲信号的提取方法分析、反射系数计算等内容,对系统优势进行了综合分析,形成了实际测量方案。测量结果表明,这种方案具有测量环境要求低、测量速度快、方便准确等优势,一次测量可以得到常见雷达频段(2~18GHz)板状材料的反射系数。
低热值C_2H_4-AIR-N_2预混气体在多孔介质内的燃烧特性研究

利用自行设计的多孔介质实验台,对C_2H_4-AIR-N_2预混气体在多孔介质燃烧器内的燃烧特性进行了实验研究,分析燃料当量比、预混气体流速以及N_2稀释比对预混气体的可燃极限、火焰传播方向、火焰温度分布以及污染物排放的影响。研究表明:随着稀释比的上升,预混气体的可燃极限范围缩小,火焰向上游传播的工况逐渐减少;燃烧器内最高火焰温度与当量比以及气体流速正相关,与稀释比负相关;CO的排放量随着稀释比的上升而增加,与当量比以及气体流速负相关;实验中的NO排放量小于20 mg/m~3。
西准噶尔达尔布特蛇绿岩带萨尔托海岩体深部结构、构造特征: 地质与地球物理证据

西准噶尔地区分布多条蛇绿混杂岩带,地表地质已有大量研究成果,但蛇绿岩深部结构构造研究相对薄弱,一定程度上制约了该地区地质构造演化的深入认识。为此,本文选取达尔布特蛇绿混杂岩带萨尔托海段开展了大比例尺地质填图配套地面重力、磁法和可控源音频大地电磁测深(CSAMT)等综合测量,获得了该蛇绿岩体地表分布、接触关系以及深部的磁性、密度结构和电性特征,精细刻画了蛇绿岩的深部结构与构造,并进一步分析了其侵位机制和动力学过程。萨尔托海蛇绿岩具有低重力、高磁性和变化范围较宽的电阻率值,岩体整体以构造岩块状产出,表现出挤压逆冲、走滑剪切、破碎蚀变等变形变质。本文及前人研究成果表明,萨尔托海岩体是在近东西向挤压兼走滑应力作用下以斜向楔冲形式构造就位,并进一步受到后期左行走滑和岩浆作用的叠加改造。结合区域构造演化,西准噶尔蛇绿岩的构造侵位与晚石炭世板块汇聚背景下残余洋盆的收缩有关,持续的挤压兼走滑应力使残余洋盆下伏基底蛇绿岩沿断裂构造侵位于上覆沉积地层。
针对直流偏移和谐波干扰的单相锁相环

针对电网普遍存在的直流偏移和谐波干扰等问题,提出一种基于二阶广义积分器锁相环(SOGI-PLL)的改进型锁相环算法。该方法在前级二阶广义积分器(SOGI)中增加积分支路并且改为固定频率结构,以抑制直流偏移和简化参数设计;在后级锁相环(PLL)环路中引入滑动平均值滤波器(MAF),去掉比例积分控制器的积分环节,以增强滤波性能和加快动态响应速度。利用伯德图分析和小信号模型推导等方法,指导改进结构设计,确定相应的参数。所提出的改进型单相锁相环技术可以有效地消除直流偏移和高频谐波,同时具备良好的动态性能和稳定性。最后,通过Matlab/Simulink仿真和相关实验验证了该方法的优越性。
面向交直流混合配电应用的10kV-3MV·A四端口电力电子变压器

电力电子变压器是交直流混合配电系统中实现交直流电能变换与管控的核心设备,该文以应用于苏州同里交直流混合配电系统中10kV-3MV·A四端口电力电子变压器样机为对象,考虑示范工程中多电压等级的交直流设备接入需求,针对交直流混合配电接入的复杂应用场景,在电力电子变压器样机的电路拓扑设计和分布式控制技术方面开展研究,提出一种适用于多端口、直流真双极的电路拓扑及其端口协调控制策略。示范工程现场测试结果验证了该文中电力电子变压器样机设计能够满足交直流混合配电系统复杂应用需求,对于电力电子变压器在交直流混合配电网中推广应用及发展具有重要意义。
频域反射法中阻抗变化类型判断技术

利用行波的反射可以有效地探测电缆的局部缺陷和故障等阻抗异变点,反射波的传播距离和极性可分别用于定位阻抗异变点和判断阻抗异变点的类型。频域反射(FDR)技术是识别电缆中反射波的有效手段之一,但是现有FDR技术仅能计算反射波的传播距离,而不能判断波形极性,因此,该文提出一种FDR的波形极性判断技术。首先阐述FDR中反射波的识别原理,将Hanning自卷积窗的快速傅里叶变换插值算法用于FDR中反射系数谱分析,对FDR测试下限频率和频变波速造成的相位偏差进行修正,得到频率值和修正后的相位值用于计算反射波的传播距离和判断波形极性;然后对单反射波和多反射波的电缆模型进行仿真,检验该技术的可行性;最后在实验室105m长的10kV交联聚乙烯电力电缆上制作阻抗异变点对该方法的准确性进行验证。仿真和实验结果表明,该文所提方法可以有效获取FDR中反射波的传播距离和极性。
大容量DC-DC变流器输出阻抗特性分析及应用

舰船低压变配电系统中的大容量电力电子设备级联后,可能由于阻抗不匹配而导致电压振荡失稳。为了探究影响电力电子级联系统静态稳定性的因素,该文针对大容量DC-DC变流器进行建模和阻抗特性分析。首先,基于开关网络平均法建立变流器的小信号模型,推导出相应的输出阻抗模型。在此基础上,根据阻抗比判据进行稳定性原理分析,明确变流器输出阻抗幅值的峰值是造成阻抗不匹配的主导因素。进一步地,通过探究不同运行模式下变流器控制方式、控制参数和滤波器参数对输出阻抗幅值的影响,为改善系统静态稳定性找准优化的方向。最后,通过PSCAD/EMTD仿真和试验验证了该文稳定性分析的正确性。
混合式隔离型模块化多电平变换器

基于模块化多电平变换器(MMC)的电力电子变压器(PET)因其多端口接入、模块化结构、易实现电压拓展、输出波形质量高等优点受到广泛关注。但由于该PET中压交流侧电压由中压直流母线产生,使其中压交流端口电压始终限制在中压直流端口电压以下。该文结合模块化拓扑结构与单级式功率变换思想,提出一种混合式隔离型模块化多电平变换器(HI-MMC)。首先,分析HI-MMC结构以及组成HI-MMC两种隔离型子模块的拓扑结构及调制策略,通过不同子模块的组合配置可使HI-MMC突破交/直流电压比的限制,实现各端口电压等级的灵活设计;同时,所提出的HI-MMC还具有单级式功率变换、控制系统简单、节约电容等优点;其次,研究不同电压比下各类子模块相应的配置方案,并建立单相HI-MMC系统平均等效模型;最后,通过搭建的一套10kW实验室HI-MMC样机验证了所提拓扑结构的有效性。
高功率密度SiC静止无功补偿器强迫风冷散热综合建模及优化设计方法

为了提高大功率高功率密度电力电子装置热设计的准确性和设计效率,该文综合热传导、对流换热与流体力学理论,针对电力电子装置的典型强迫风冷散热系统,提出基于截面积二次方根为无量纲特征长度的综合热模型,并提出一种强迫风冷散热系统体积最优的优化设计方法。以380V/50kvar高功率密度静止无功补偿器(SVG)为例,比较所提出的综合热模型与温升实验的热阻,综合热模型平均热阻误差在7%以内,即在SVG满载运行时,散热器平均表面温升的绝对误差ΔTe在1.3℃以内。该文提出的综合热模型相对于传统热模型精度提升62%,证明了综合热模型的准确性。基于所提出的优化方法设计的散热系统体积4.03L,对比传统方法设计的体积5.7L,体积缩小30%,从而证明了该文提出优化设计方法的可行性。
水中大电流脉冲放电电弧通道发展过程分析

针对基于Braginskii阻抗模型求解电弧通道注入能量时,与实验设置相关的放电系数求解过程复杂,且结果难以准确地反映电弧通道发展特性等问题,该文提出基于电弧通道电压、电流的水中大电流脉冲放电电弧通道发展过程分析方法。采用“活塞”模型阐述通道快速膨胀过程及激波产生机理,提出基于电弧通道电压、电流实测数据剥离电感分量计算注入通道能量的方法,借助能量平衡方程对通道发展过程进行建模分析。与基于传统Braginskii阻抗模型的求解结果对比表明,该文提出的方法可以更准确地描述电弧通道的加速膨胀特性,为深入探究电弧通道的发展机理提供依据。
基于旁路直流回路的城轨交通再生制动能量调度研究

城轨交通已成为城市耗能大户,提升列车再生制动能量的利用率对降低牵引能耗具有重要的意义。该文在分析接触网阻抗影响列车间再生制动能量传输机理的基础上,提出一种基于旁路直流回路的城轨交通再生制动能量管理与利用新思路,建立了一种基于电力电子变换器的旁路直流回路拓扑及其控制策略,并采用情景分析法开展了可行性及有效性验证。案例研究结果表明,提出的旁路直流回路拓扑及控制策略是可行的,可实现再生制动能量利用率约10%的有效提升;与地面储能系统的集成,可减少储能装置充放电次数和充放电深度,延长储能装置的使用周期与寿命。研究成果可为城轨交通再生制动能量管理与利用提供参考。
不平衡电网电压下基于模块化多电平变流器的统一电能质量调节器的微分平坦控制

电网电压不平衡时,电流电压波动较大,基于模块化多电平变换器(MMC)的统一电能质量调节器(UPQC)采用简单的PI控制难以调节电能质量。针对MMC-UPQC在电网电压不平衡的运行状态,提出一种基于正负序分离MMC-UPQC的微分平坦控制(DFBC)方法,它能够综合治理电压和电流的电能质量问题。首先,根据MMC-UPQC的拓扑结构,建立其在不平衡电网下的数学模型,分析MMC-UPQC的内部特性,验证MMC-UPQC的平坦性和稳定性;然后,根据正负序分离方法,采用无需锁相环方法对检测量进行分离,基于微分平坦控制理论,搭建结合前馈参考轨迹和误差反馈补偿的微分平坦控制器,并将其应用到多电平、高电压的MMC-UPQC电能质量补偿系统中,综合解决电网电压不平衡状态下的电网电能质量问题;最后,通过实验验证了基于所提微分平坦控制器的MMC-UPQC系统解决电压暂升、暂降和注入谐波问题的有效性和优越性。
源网荷储多元协调控制系统的研究及应用

从传统的“源随荷动”调度模式向“源网荷储多元协调调度控制”模式转变发展,基于此设计源网荷储资源综合管理平台系统。通过接入层、网络层、平台层、应用层四层系统结构构建整个系统,利用海量数据统一管理技术、多源数据统一融合技术、多源数据统一服务技术、资源全息感知与决策等阐述实现源网荷储的各应用场景支撑的关键技术,最终落地试点华东调控分中心通过源网荷储综合资源管理平台接入的各类调节资源,选择国庆期间华东地区新能源消纳形势最为严峻的安徽电网作为试验对象。通过源网荷储综合资源管理平台发布调峰需求,利用电动汽车公司、同里区域综合能源体等资源的可调能力,支援安徽区域的节假日午间新能源消纳,减少电网峰谷差,降低电网运行风险。
直驱风机惯量支撑与一次调频协调控制策略

在风力发电机传统最大功率跟踪控制的基础上,增加惯量支撑和一次调频功能,可以使风机表现出并网友好型特点。合理设计调频功能的供能方式至关重要,并且不同功能间的协调控制是技术难点。该文针对单台并网直驱风机,在全风速工况下,提出一种惯量支撑与一次调频协调控制策略,通过采用附加功率给定控制,利用风机机械动能实现虚拟惯量支撑,在背靠背变流器直流母线侧配置储能,并结合变功率跟踪控制实现一次调频功能。该策略通过多种能量形式的互补配合,不仅能降低储能配置容量,还可解决频率的二次跌落问题,并避免常规减载预留备用带来的电能浪费、调节裕度不足等问题,从而整体提升风机控制性能和调频经济性。根据相关行业标准,设计了协调策略的逻辑控制原则,以实现电网频率发生波动后不同调频方式间的平滑切换。最终通过搭建四机两区域仿真系统验证了该策略的优良特性。
基于直流辉光放电等离子体的气体压力传感器

研究了一种基于直流辉光放电等离子体原理的气体压力测量方法,设计了一种等离子体压力传感器,并对该传感器的放电维持电压与气压之间的关系进行了稳态及动态标定实验。稳态标定实验结果表明,50μm间隙适用于气压量程0.4~2.0atm(1atm=101325Pa),220μm适用于气压量程0.5~5.0atm,此时电流选取在3.0~5.0mA之间。动态标定实验在激波管实验台上进行,结果表明等离子体压力传感器和参考Endevco压阻式传感器的上升时间基本一致,均为1μs;且通过计算动态传递函数可得,该等离子体压力传感器及其电源、电子电路系统的固有频率为146.6kHz,未来可以为航空发动机、冲压发动机严苛高温环境及超高速流动中的高频压力脉动信息的获取提供支撑。
全桥三电平DC-DC变换器优化控制策略

针对全桥三电平(FBTL)DC-DC变换器两个占空比协调优化控制、传输功率太小以及钳位电容电压平衡等问题,该文提出一种基于查表法的FBTL DC-DC变换器优化控制策略。首先,详细分析FBTL DC-DC变换器输入、输出特性,并设计一种钳位电容电压自平衡调制策略。其次,在所设计的钳位电容电压自平衡调制策略基础上,提出一种抗钳位电容电压扰动控制策略,并根据钳位电容输入功率差与电压最大调节能力的关系计算出占空比必须满足的条件。然后,建立一种以变压器输入电压谐波为目标函数,功率传输能力、钳位电容电压调节能力等为约束条件的优化模型,进而得到FBTL DC-DC变换器的优化控制策略。优化占空比离线计算,然后存储在数字控制系统里,控制时直接采用查表法得到最优占空比。所提出的方法无需变换器精确模型,控制过程简单、高效,控制效果优于传统控制策略。最后,在Matlab/Simulink平台和一台实验样机上验证了所设计的优化控制策略的正确性和有效性。
永磁同步直线电机无模型电流控制

为改善永磁同步直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,针对传统永磁同步直线电机PID控制方法中参数不确定性导致的控制不稳定问题,提出一种无模型电流控制方法。该文基于超局部模型设计永磁同步直线电机控制系统的无模型电流控制器,分别搭建PID控制和无模型电流控制系统,在此基础上进行稳态运行、负载突加减和电机参数摄动的仿真及实验对比。结果表明,所提方法改善了永磁同步直线电机控制系统的动态响应性能,对电机参数不确定性具有较强的鲁棒性。
计及线路接头温升约束的受端电网转供优化模型

为缓解高温天气及负荷高位运行情况下线路接头异常温升引起的持续发热,该文提出一种计及线路接头温升约束的受端电网转供优化模型。首先在电热耦合理论基础上分析了线路接头温升等效热模型及其参数估计方法,并以潮流变化量为中间变量,推导了在当前运行点负荷变化时线路接头温升线性方程。然后,结合220kV/110kV受端电网拓扑,构建了潮流转移下的线路接头温升约束,并与有功功率平衡约束、线路最大允许载流量动态约束和电网辐射型结构组成约束集,以电网运行方式调整的开关动作总次数为优化目标,提出计及线路接头温升约束的受端电网转供优化模型,该模型为混合整数线性规划问题,采用CPLEX工具箱进行求解。最后,通过对实际220kV/110kV受端电网进行仿真分析,验证了该模型的有效性。