一种新型双变压器三电平DC/DC变换器的研究

提出了一种双变压器三电平变换器,通过在主桥臂并联一组辅助桥臂,再将辅助变压器的二次侧串联至主变压器的一次侧实现。该变换器不仅保留了传统三电平变换器的优点,同时通过辅助桥臂的通断从而实现宽范围输出电压;详细分析了双变压器三电平变换器的工作原理,分别比较了该变换器和传统变换器在不同输出范围下的效率。研制了一台1 500 W的原理样机,实验结果验证了理论分析的正确性以及该新型变换器的可行性。     

基于特征熵权与样本加权的大跨桥梁多车道交通荷载聚类模型

为满足交通流荷载作用下大跨桥梁结构评估的需要，研究了基于荷载参数特征的交通流状态划分方法。首先，基于实测交通流数据，按照车道属性统计分析得到交通流的单位小时特征参数样本，选择单位小时内车型比例、车头间距及交通流速度作为交通流状态划分的参考特征；其次，改进经典k-means聚类算法以增强其对高维、复杂交通流荷载分类的鲁棒性，即通过引入特征熵值来表征各特征参数对聚类效果的重要性，同时计算样本点与周围样本点的接近程度来赋予样本点权值，以削弱样本离散性对聚类质量的不利影响；最后，通过聚类算法得到11种具有不同参数特征的交通流荷载，分析了其作用下某大跨斜拉桥拉索应力响应及造成的疲劳损伤。结果表明：改进算法的聚类质量指标比原始k-means算法提高了40%以上，对交通流状态划分具有良好的适用性；通过算法得到的不同类别的交通流荷载的特征参数差异性明显，其占有率也大不相同，同一类别的交通流荷载各样本特征参数聚拢效果良好；同车道内不同类别的交通流荷载的拉索等效应力差别较大，其变异系数均在0.2以上，尤其在考虑了不同交通流荷载模型的占有率后，这种差异性进一步增大。上述结果表明该交通流荷载聚类与模拟方法是有效、准确的，对相关大跨桥梁结构安全及耐久性评估有一定的参考价值。     

随机运输时间下集装箱海铁联运箱流径路优化方法

集装箱在海铁联运过程中容易受到各种不确定因素的影响, 导致运输时间波动, 进而影响货物的送达准点率。为有效降低不确定运输时间的影响, 兼顾运输过程的经济性和绿色可持续性优化集装箱海铁联运箱流径路。采用随机机会约束规划构建运输总费用最少和碳排放量最低的多目标模型。在约束条件中引入铁路和海洋期望运到时间, 并对超过期望运到时间的径路进行惩罚处理, 保证运输径路的优越性。考虑一站直达和中转换装这2种运输组织模式, 克服现有研究未考虑货源是否充足的缺陷。运用不确定及概率论相关理论知识将不确定约束转化为线性约束。以西安至洛杉矶的集装箱货物出口径路优化为案例背景, 采用NSGA-Ⅱ算法求解, 并通过贪心算法改进初始化种群以及基于logistics分布的概率选择算子改进精英选择算子。通过对比分析得到以下结果: ①算法优化后运输总费用减少23.15万美元, 碳排放减少6.69 t, 同时算法求解速度提高了75.36%;②将本文模型选用的随机规划和模糊规划进行对比, 发现随机规划解集数量多于模糊规划, 且二者在相同输送径路中的运输总费用和碳排放量均优化了10.65%。因此本文模型和算法具有良好的优化效果。进行灵敏度分析, 观察置信水平以及时间影响系数对目标函数和货物送达准点率的影响。结果表明: ①较高的铁路和海洋运输置信水平会提高货物的运输总费用。②时间影响系数和货物送达准点率呈负相关, 影响系数越大货物送达准点率越低。      

浅埋软弱围岩隧道快速进洞方法及稳定性控制技术研究

浅埋软弱围岩隧道一般采取CD法、CRD法和侧壁导坑法进洞,这些常规进洞方法需设置或拆除大量临时支撑,在一定程度上影响了整座隧道的工程进度。文章以某高速公路隧道为依托,建立了在超前大管棚和小导管联合预支护条件下采用CD法、CRD法、双侧壁导坑法和三台阶七步法进洞的三维数值计算模型,对比分析了不同开挖方法控制围岩变形和支护受力的优劣,提出了"地表注浆+扩大拱脚+拱架Z型连接+拱脚槽钢纵梁"稳定性控制措施下的三台阶七步法快速进洞方案。数值计算和现场实测结果表明:该进洞方案更有利于发挥支护结构的棚架效应,可有效控制地层变位,减小支护应力,在保障安全进洞的同时,加快了施工的进度,可为类似工程提供参考和借鉴。     

射流式海底管道挖沟机喷嘴选型及布置研究

水力喷射式挖沟机进行海底管道挖沟时,处于挖沟机不同位置、不同朝向的喷嘴功能不同,影响挖沟效率的主要是喷射臂向前喷射的喷嘴和两臂相向喷射的喷嘴;不同地质情况下,喷嘴选型的不同对射流破土的影响不同;布置喷嘴时,相邻喷嘴的间距会影响射流是否发生干涉、射流破土覆盖范围等。因此,合理选型和布置喷嘴,对于提高挖沟机的工作效率十分必要。本文通过理论分析、数值模拟及实验等对不同地质情况下的主喷射臂向前喷射和相向喷射的喷嘴选型和布置进行分析,形成喷嘴选型建议。采用数值模拟和试验等方法,揭示相邻喷嘴射流的喷射和破土的干扰问题及最大间距。     

LNG船生产技术准备工作的组织管理

生产技术准备工作在整个船舶的经营建造过程中处于承上启下的关键阶段,该项工作的完善与否决定着船舶建造过程是否顺利。国内某船厂通过在液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船多年建造过程中的深耕细作,在船厂及船东等外方的项目组织结构建设及相应的沟通机制上形成一套制度。在编制各类作业计划时对业务环节进行评估分解,深化计划管理和计划体系建设。通过高效的沟通机制和监控制度促进各项生产技术准备工作有序推进;采取建造管理对策表的形式,对建造过程中的各类重点、难点问题进行集中管理和组织推进,有效地缩短了LNG船的生产技术准备周期,并做到不断突破,形成一套有特色且可推广的管理经验,对其他船型的生产技术准备的组织实施有极强的借鉴意义。     

MMC-HVDC系统阀侧故障特性分析

针对MMC-HVDC系统典型的阀侧单相对地短路故障进行建模和分析。忽略暂态过程中子模块投切时数量的不对称,分别建立了阀侧母线单相接地短路时的交流侧等效电路和直流侧等效电路,进而推导了故障状态的阀侧母线电压和电流、直流侧电压和电流的暂态公式,分析了故障前后的这些电量变化以及对中性点电流、输入和输出、有功和无功功率的影响。以±20 k V/43.2 MW的上海柔性输电工程为例,通过Matlab/Simulink仿真试验与建立的解析公式模型进行对比,证明了暂态分析公式与电路仿真模型的分析结果一致,最后清晰地阐明了MMC-HVDC系统单相对地短路的故障特性。     

侧向风下航母甲板风涡流场的模拟研究

采用低马赫数假设下的气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法,研究在侧向来风条件下,航母甲板风涡流场的特点。在侧向来风时,航母前部甲板上方压强时均值、变化幅度与周期差异不大;后部甲板上方压强时均值较前半部分略有增加,变化幅度和周期均有所增大。     

使用聚合物对纯砂层进行渣土改良的试验研究

土压平衡盾构在不同的地层进行渣土改良的关键是选择合适的改良剂,纯砂层施工中最常用的改良剂就是膨润土泥浆,目前已开始尝试使用聚合物进行改良。本文选取3种典型的聚合物,研究聚合物溶液特性与聚合物浓度、搅拌时间和静置时间的关系,并选择合适的聚合物对粗砂试样进行塌落度试验、渗透试验和直剪试验的室内试验研究。研究结果表明,针对粗砂地层(含水率10%左右),0.3%的PAM聚合物溶液注入率为20%~25%时,能有效增强粗砂的流动性和黏聚性,降低渗透系数和摩擦因数,满足土压平衡盾构施工要求。