水下涡轮发动机动力推进系统数学模型

为了维持水下开式循环涡轮发动机系统的高性能和经济性,针对系统对于工况变化极为敏感的工作特点,计算了喷管在各种工况下的出口速度,分析了变转速、变压力条件下的涡轮输出转矩,建立了适用于系统优化和新型控制器设计的系统数学模型。以设计压力比为关键参数,取该模型的稳态特性,可得到由系统转速、航速、燃烧室压力、航深、推进剂耗量以及设计压力比构成的封闭代数方程,以多速制组合航程最大为寻优目标,可完成系统所有设计参数的优化。实践证明采用该模型可使系统经济性提高8%以上。     

基于变频控制策略的同相供电装置可靠性优化方法

同相供电技术能有效解决牵引供电系统普遍存在的过分相问题和电能质量问题. 为了保障同相供电系统的安全可靠运行,作为系统的核心设备,同相供电装置的可靠性优化研究至关重要. 针对同相供电装置特殊的变流器拓扑结构,建立可靠性评估模型,分析了牵引负荷特性及主要电气参数对装置可靠性的影响机理;建立以功率模块失效率最低为目标的变频控制优化模型,采用遗传-粒子群混合算法,得到了最优变频控制策略. 研究表明:改变不同负荷区段内变流器的开关频率,可以有效降低功率元件失效率. 最后以山西中南部铁路应用的工程样机为例,基于实测数据和对比分析,表明在变频控制策略下,装置寿命可增加20.90%,可靠度增长率最大可达到54.17%,证明了变频控制策略可以有效提高装置可靠性.      

工程陶瓷临界抗热震温差评价模型

针对当前工程陶瓷抗热震理论无法定量分析材料热震性能的不足,在传统热震理论和已有研究的基础上,提出了一种新型研究工程陶瓷抗热震性能的理论模型.该模型可通过材料的力学、热学参数计算其临界抗热震温差,并首次讨论了断裂韧性对材料热震性能的影响.借助该模型不仅可定性判断材料热震性能的优劣,而且可半定量地评价其临界抗热震温差的大小.对几种具有不同特征（致密、多孔）、不同结构（块体、层状）的陶瓷系列进行热震评估实验,结果证明,计算值与实验值较为吻合,平均误差率约为5%.      

城市轨道交通碳排放效率与影响因素研究

从静态和动态两方面综合分析我国城市轨道交通的碳排放效率,以探索高效、绿色的城市轨道交通发展路径。首先,利用“自上而下”的方法测算城市轨道交通系统的碳排放量,构建涵盖车辆、人力、能源、环境、运输效益的要素体系;然后,运用考虑非期望产出的超效率SBM(Slack Based Model)模型测度我国23个省会城市轨道交通碳排放效率,利用方向性距离函数构建GML (Global Malmquist-Luenberger)指数分析碳排放效率的动态变化特性;最后,采用面板模型厘清碳排放效率的影响因素。模型计算结果表明：城市轨道交通碳排放效率总体呈现与网络规模正相关的差异化态势,不同类型城市轨道交通碳排放效率GML及其分解指数的变化特征有所差异; 规模效率、技术进步对城市轨道交通碳排放效率具有提升作用,规模效率、技术进步指数每上升 1%,碳排放效率GML指数分别提高1.906%、2.338%,火力发电比例对碳排放效率的提升有一定的抑制作用;随着城市轨道交通网络的发展,碳排放效率的提升仍需要技术进步的推动。最后,针对不同类型城市轨道交通提出了提升碳排放效率的策略要点。     

光纤环形腔半导体激光器光谱特性的研究

采用光纤环形腔半导体激光器,在直接调制下,获得重复频率为１．３６８ＧＨｚ,峰值功率３．０ｍＷ,半值全宽度低于１００ｐｓ的超短脉冲。并从理论和实验上研究了阈值电流与波长之间的依赖关系。     

高速公路鲜活农产品运输车辆快速检测方法

为提高鲜活农产品运输车辆的通行效率，减少收费站稽查人员劳动量，提出了一种基于激光测距系统的货运车辆快速检测方法；分析了鲜活农产品承运车型的特点，通过车辆流向归纳，确定了常见的鲜活农产品承运车型；引入车辆外廓尺寸激光测距系统，建立了货物密度数据库作为判定基础；通过分析免征通行费的合理装载要求，结合货物密度的概率分布，以8×4载货车为分析对象，分析了货物密度上限与下限阈值的取值范围，提出了违规装载的货物密度判定模型；根据货车轴组间距的规律，运用力矩平衡原理确定靠近货厢最前端轴组的理论质量，提出了轴组判定模型；利用收费站实测数据，验证了货物密度判定模型和轴组判定模型的可行性，分析了计算误差，并对比了该检测方法的稽查优势。研究结果表明:鲜活农产品的主要承运货车车型有5种；货物密度判定模型测算的体积偏差率、密度偏差率分别为±3.75%、±4.94%，明显小于判定逻辑中合理区间、警告区间公差的50%；轴组判定模型对激光测距系统的依赖性较大；依托2种模型构建的快速检测方法是人工稽查效率的5.97倍，能够有效提高车道通行效率；被调查车道内的开厢查验率为16.62%，能够减少货车开厢查验频次，节省稽查人员劳动量和岗位配置；虽然增加的选择和输入参数过程平均耗时0.41 min，但仅为人工稽查耗时的15.70%。      

含水乙醇低温等离子体重整制氢研究

基于对含水乙醇等离子体重整制氢的实验研究,实现了利用锥齿形电极结构介质阻挡放电等离子体对乙醇进行重整制氢.实验结果表明:乙醇重整效率及产物中氢气的选择性与反应物初始浓度、注入功率、电源频率、反应物流量等因素有关.含水乙醇体积分数为75%时,氢气的选择性最大;氢气的选择性随着反应器中注入功率增加而增大;放电电源的频率接近负载的谐振频率时,重整率最高;对一定的反应器,反应物的流量太大和太小,都不利于重整反应的进行.锥齿形电极结构介质阻挡放电等离子体反应器的重整效率高于同轴平行电极.乙醇等离子体重整制氢的主要气态产物有H2,CO,CH4,CO2,C2H4,C2H6等,在乙醇体积分数为75%、放电间距为2.0mm,频率为10.5kHz,注入功率为240W的条件下,得到重整率为65%,产物中氢的体积比为67%.     

Groundwater Waves in a Coastal Fractured Aquifer of the Third Phase Qinshan Nuclear Power Engineering Field

IntroductionEarlier work on tidal fluctuating groundwaterlevels emphasized the use of the observed water-level fluctuations to calculate aquifer parameters.Many researchers studied the relations betweengroundwater wave and tidal fluctuation[1~4].Michael[5]studied the tidal filtering methods tradi-tionally applied to surface water measurements todetermine mean levels. It also can be applied totidally fluctuating groundwater to determine themean hydraulic gradient. Erskine[6]studied thetidal os…     

Thermal Transport in Nanoporous Yttria-Stabilized Zirconia by Molecular Dynamics Simulation

Yttria-stabilized zirconia (YSZ) is widely used as thermal barrier coatings (TBCs) to reduce heat transfer between hot gases and metallic components in gas-turbine engines. Porous structure can generally reduce the lattice thermal conductivity of bulk material, so porous YSZ can be potentially used as TBCs with better thermal performance. In this work, we investigate the thermal conductivity of nanoporous YSZ using the nonequilibrium molecular dynamics (NEMD) simulation, and comprehensively discuss the effects of cross-sectional area, pore size, structure length, porosity, Y₂O₃ concentration and temperature on the thermal conductivity. To compare with the results of the NEMD simulation, we solve the heat diffusion equation and the gray Boltzmann transport equation (BTE) to calculate the thermal conductivity of the same porous structure. From the results, we find that the thermal conductivity of YSZ has a weak dependence on the structure length at the length range from 10 to 26 nm, which indicates that the majority of heat carriers have very short mean free path (MFP) but there exists small percentage (about 3%) of phonons with longer MFP (larger than 10 nm) contributing to the thermal conductivity. The thermal conductivity predicted by NEMD simulation is smaller than that of solving heat diffusion equation (diffusive limit) with the same porous structure. It shows that the presence of pores affects phonon scattering and further affects the thermal conductivity of nanoporous YSZ. The results agree well with the solution of gray BTE with a average MFP of 0.6 nm. The thermal conductivity of nanoporous YSZ weakly depends on the Y₂O₃ concentration and temperature, which shows the phonons with very short MFP play the major contribution to the thermal conductivity. The results help to better understand the heat transfer in porous YSZ structure and develop better TBCs.     

Zero Waste and Conversion Efficiencies of Various Technologies for Disposal of Municipal Solid Waste

Zero waste is a philosophy and a design principle of dealing with our waste stream for the 21st century. After reviewing the available information, the goal of zero waste from landfill is considered to be unachievable by using known and proven methods and approaches. The comparison of various technologies shows that the conversion efficiencies depend upon the type of system chosen for processing residual waste, and the best overall diversion rate of waste management system that can be achieved is about 71%. The maximum achievable overall diversion rate can be increased to approximate 92% if current environmental regulations to permit the routine use of the bottom ash or char for advanced thermal technologies.     

车用燃料电池阴极系统特性

为了提高车用燃料电池效率,利用物质守恒定律、理想气体方程以及二维插值法,建立了含有双螺杆压缩机的阴极系统模型,讨论了根据压缩机转速、压缩比计算其流量和功耗的方法,分析了环境因素对压缩机的影响以及阴极流体特性、过氧比特性.研究结果表明:在设定条件下,随过氧比变化,系统输出功率和效率的变化规律一致,最优过氧比为2.5,电能利用效率随过氧比增大呈单调下降趋势;工作温度升高能够提高系统输出功率,但会使系统电能利用效率有微弱降低,工作温度由60 ℃升到80 ℃时,系统输出功率增长5.03%,电能利用效率降低0.57%.      

Fault reconfiguration of shipboard power system based on triple quantum differential evolution algorithm

Fault reconfiguration of shipboard power system is viewed as a typical nonlinear and multi-objective combinatorial optimization problem. A comprehensive reconfiguration model is presented in this paper, in which the restored loads, switch frequency and generator efficiency are taken into account. In this model, analytic hierarchy process(AHP) is proposed to determine the coefficients of these objective functions. Meanwhile, a quantum differential evolution algorithm with triple quantum bit code is proposed. This algorithm aiming at the characteristics of shipboard power system is different from the normal quantum bit representation. The individual polymorphic expression is realized, and the convergence performance can be further enhanced in combination with the global parallel search capacity of differential evolution algorithm and the superposition properties of quantum theory. The local optimum can be avoided by dynamic rotation gate. The validity of algorithm and model is verified by the simulation examples.     

西安汉族人群HLA-DQA1基因座遗传多态性研究

目的　了解西安汉族群体HLA DQA1基因座的基因及基因型分布 ,获得西安汉族群体HLA DQA1群体遗传学数据。方法　采用PERKIN ELMER公司生产的AmpliTypePM试剂盒 ,PCR扩增HLA DQA1基因座 ,与 11个寡核苷酸探针杂交 ,对西安地区汉族 10 2名无关个体HLA DQA1基因座进行基因频率调查。结果　检出 7种等位基因、2 8种基因型 ,经 χ2 检验基因型的观察值与期望值符合Hardy Weinberg平衡定律 (P >0 .5 ) ,其杂合度 (H)、个体识别率 (DP)、非父排除率 (EPP)和多态信息量 (PIC)分别为 0 .8317、0 .9393、0 .786 6和0 .82 5 0。结论　所得到的群体遗传学数据为遗传学、法医学个体识别和亲权鉴定提供依据     

基于GFRP-OFBG筋的桥梁缆索索力测量技术研究

基于内嵌光纤Bragg光栅传感器的光纤光栅．玻璃纤维增强塑料复合筋（GFRP—OFBG筋）,研究了GFRP-OFBG筋自身的应变和温度传感特性,研究结果表明,GFRP—OFBG智能筋具有优异的线性传感性能,筋中光栅测量的应变极限达12000με以上,波长变化达14nm;对于用GFRP-OFBG筋替换普通钢绞线的中丝而得到的GFRP-OFBG智能钢绞线,进行了应变传感、温度敏感和钒绞线松弛试验,试验结果表明,GFRP—OFBG智能钢绞线具有优异的线性传感性能和较低的应力松弛率,并可实现钢绞线受载全过程监测,绞线中光栅测量应变极限为11568．2με,光栅波长变化为15．966nm;对直接增加GFRP—OFBG筋制成的光纤光栅平行钢丝智能索和直接增加GFRP-OFBG智能钢绞线得到的光纤光栅平行钢绞线智能索,进行荷载传感试验,试验结果表明,智能索的感知线性度和重复性都比较好,并可监测70％以上公称破断索力。智能索工程应用案例表明,GFRP—OFBG筋智能拉索在实际工程中很容易得到车辆荷载下的响应曲线。     

基于 AD采样的激光稳频自动控制电路的设计

AD(Analog-to-Digital)采样及其数据传输是从传感器和其它待测设备等模拟量转换为数字量并自动采集信息输送给其他设备的不可缺少的部分,并且通过计算机控制,可实现对参量的实时检测、显示与控制.随着信息技术的飞速发展,采用 AD 采样并通过数字传输的计算机自动控制方面的应用越来越广泛,如激光雷达的发射激光波长自动检测.本文给出了一种基于 AD 采样的激光稳频自动控制电路的设计,可有效实现对激光器发射波长的长期稳定的自动控制.     

Thermal management controller for heat source temperature control and thermal management

In many heat recovery processes, temperature control of heat source is often required to ensure safety and high efficiency of the heat source equipment. In addition, the management of recovered heat is important for the proper use of waste heat. To this aim, the concept of thermal management controller (TMC), which can vary heat transfer rate via the volume variation of non-condensable gas, was presented. Theoretical model and experimental prototype were established. Investigation shows that the prototype is effective in temperature control. With water as the working fluid, the vapor temperature variation is only 1.3 ℃ when the heating power varies from 2.5 to 10.0 kW. In variable working conditions, this TMC can automatically adjust thermal allocation to the heat consumer.     

沥青路面温差发电系统设计分析与试验研究

针对沥青路面集热研究现状,设计了一种利用导热铝片取代水流管网作为载热体的沥青路面温差发电系统,通过构建沥青路面集热数学模型、导热铝片传热数学模型和半导体温差发电数学模型等动态仿真模型,对系统进行理论分析和试验研究,结果表明采用导热铝片作为载热体可以增强沥青混凝土内的热量转移,从而降低路面的温度梯度,减少路面的热应力,同时温差发电模块可将路面热量转化为电能输出,作为城市市政工程用电的补充.     

基于滑移率反馈控制无级变速器夹紧力优化策略

为了将汽车燃油消耗率降至最低,使发动机稳定在最佳转速区域,对无级变速器（continuously variable transmission,CVT）传统夹紧力控制策略进行了优化.在CVT内部现有传感器装置的基础上,根据滑移率反馈控制方法的总体结构,建立了具有非线性的滑移率动态模型方程,并在设计滑移率反馈控制器过程中,采用分级内、外双环的控制方法,解决夹紧力与速比之间的耦合问题.通过台架试验及CVT整车测试,验证了优化后的夹紧力控制策略的有效性.研究结果表明:在CVT整车百公里急加速、紧急制动以及综合工况下,滑移率反馈控制令整车动力匹配能力优于传统夹紧力控制;夹紧力在满足不发生带轮打滑及使用要求前提下,夹紧力可降低10%,燃油效率总量可提高1%.      

轨道不平顺概率模型

为了高效选取轨道不平顺随机样本, 以满足车辆-轨道系统随机动力与可靠度分析中的激振源遍历性要求, 依据轨道随机不平顺的弱平稳与谱相似特征, 提出了一种轨道不平顺概率模型; 采用离散概率积分和统计方法, 在时域中将大量轨道不平顺检测信号分成若干个时程序列, 对每个序列采用谱分析法计算其统计功率谱密度分布; 采用矩阵法对轨道不平顺功率谱密度函数进行集合表征, 视每条谱线在不同频率点的功率谱密度概率具有累加性, 采用单一频率下的功率谱密度概率分布推知整条谱线的出现概率; 采用通用随机模拟方法选取代表性轨道谱, 并反演随机不平顺序列; 实测了某高速铁路约269km的轨道高低和方向不平顺, 基于车辆-轨道耦合动力学理论, 从轨道不平顺模拟幅值与车辆-轨道系统动力响应的概率密度分布出发, 对比了轨道不平顺概率模型与轨道不平顺随机模型的计算结果, 以验证轨道不平顺概率模型的正确性和高效性。计算结果表明: 以2种模型生成的轨道随机不平顺为激振源, 获得的车辆-轨道系统动力响应分布熵差异小于2%, 2种模型均能准确表达不平顺激扰特性; 为保证模拟与实测不平顺的概率密度分布一致, 采用随机模型和概率模型分别需要生成131和33个随机样本, 概率模型具有更高的分析效率; 在给定计算工况下, 轮轨力和车体加速度的幅值分别为38~152kN和-0.042g~0.043g (g为重力加速度), 均未超过《高速铁路设计规范》 (TB 10621—2014) 中的限值(轮轨力为170kN, 车体加速度为0.25g), 表明此高速铁路轨道不平顺状态较优, 行车安全性和舒适性可以得到保证。      

基于阻抗变换的稳频高效非接触电能传输系统

为提高非接触电能传输系统在变负载工作模式下的频率稳定性和效率,提出了基于阻抗变换的稳频高效非接触电能传输系统设计方法.根据开关变换器可实现阻抗变换,在非接触电能传输系统副边结构中加入开关变换器,通过控制开关变换器中开关管占空比进行负载电阻的等效变换,并优化设计系统谐振补偿参数;通过对系统谐振网络以及阻抗变换电路的分析,推导出了系统关键参数设计的计算公式及阻抗变换电路占空比与负载电阻之间的函数关系.研究结果表明:当负载电阻在1~10 Ω范围内变化时,通过实时调节开关管占空比,能够始终保证系统效率达到67.0%.