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纳秒脉冲下SF_(6)中的气固界面流注特性

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高电压技术 2024年第7期50卷 3235-3248页

作者：孙楚昱丁未王海洋谢霖燊孙安邦汲胜昌西安交通大学电气工程学院西安710049 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室西安710024

在电磁脉冲模拟装置中,绝缘子的沿面闪络问题制约着装置的安全运行。为此通过将放电过程中正负离子和电子的连续性方程和泊松方程耦合,建立了脉冲电压下气-固界面流注放电的仿真模型,对不同电压极性、不同气压下的沿面放电流注的机理和... 详细信息

在电磁脉冲模拟装置中,绝缘子的沿面闪络问题制约着装置的安全运行。为此通过将放电过程中正负离子和电子的连续性方程和泊松方程耦合,建立了脉冲电压下气-固界面流注放电的仿真模型,对不同电压极性、不同气压下的沿面放电流注的机理和特性进行了研究,并通过与实验结果进行对比,分析了电压极性及气压对沿面流注放电发展与介质表面电荷的影响。结果表明,正负流注在发展过程中存在差异,正流注头部电离剧烈,以步进方式向前发展,而负流注更容易产生阴极导向的正流注。负极性流注介质表面电荷积累要大于正极性表面,介质表面电荷累积造成的局部电场是负极性流注产生阴极导向正流注的主要原因。同时,随着外界气压的上升,流注发展半径减小,表面电荷累积量增加。

关键词：纳秒脉冲 SF_(6) 沿面闪络流注表面电荷

3.8 MV快前沿电磁脉冲模拟器脉冲驱动源研制

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现代应用物理 2024年第1期15卷 110-115页

作者：贾伟陈志强吴伟郭帆谢霖燊吴刚梅锴盛程乐肖晶孙楚昱朱湘琴陈伟强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室西北核技术研究所西安710024

为满足强电磁脉冲试验的需求,研制了一台输出电压可达3.8 MV的全气体绝缘快前沿脉冲驱动源。该脉冲源采用二级脉冲压缩技术路线,由Marx发生器、中储电容、中储开关、陡化电容及陡化开关等组件构成。内部各组件均采用模块化、紧凑型设计... 详细信息

为满足强电磁脉冲试验的需求,研制了一台输出电压可达3.8 MV的全气体绝缘快前沿脉冲驱动源。该脉冲源采用二级脉冲压缩技术路线,由Marx发生器、中储电容、中储开关、陡化电容及陡化开关等组件构成。内部各组件均采用模块化、紧凑型设计思路,并整体放置在一个层层嵌套的腔体中,各层之间充有不同压力的SF_(6)气体。整机具有输出电压高、结构紧凑、重量轻及便于移动等优点。测试结果表明,在驱动75Ω倒立圆锥天线负载时,初级源最大输出电压大于3.8 MV,负载处输出电场波形的脉冲前沿小于2 ns。通过开关导通时刻的调节,在天线处生成的辐射场波形满足IEC 61000-4-25标准中关于电磁脉冲试验波形的规定,因此可将其作为电磁脉冲模拟器的脉冲驱动源,开展系统级电磁脉冲试验,用于电磁脉冲效应及加固防护技术研究等工作。

关键词：电磁脉冲环境模拟 3.8 MV快前沿脉冲源脉冲压缩损伤与防护

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线栅参数对双锥-平面线栅水平极化辐射波模拟器的影响

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兵工学报 2021年第8期42卷 1708-1715页

作者：肖晶吴刚谢霖燊王海洋孙楚昱西北核技术研究所陕西西安710024 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室陕西西安710024

通过电磁仿真重点研究线栅天线金属拉线的疏密和线径对双锥-平面线栅结构的水平极化辐射波天线辐射特性的影响。采用三维电磁仿真软件建立双锥-平面线栅天线的模型,在脉冲源和激励等参数相同的情况下,设单侧线栅天线拉线根数分别为24根... 详细信息

通过电磁仿真重点研究线栅天线金属拉线的疏密和线径对双锥-平面线栅结构的水平极化辐射波天线辐射特性的影响。采用三维电磁仿真软件建立双锥-平面线栅天线的模型,在脉冲源和激励等参数相同的情况下,设单侧线栅天线拉线根数分别为24根、48根、96根和192根,研究不同条件下辐射场的特性,分析不同疏密栅板天线的作用机理;令金属拉线的半径在1~40 mm之间变化,研究拉线线径对辐射场的影响;估计该型模拟器的实验区域。结果表明:双锥中心正下方测点基本不受线栅疏密程度和拉线线径的影响,其他位置上,线栅疏密主要影响电场水平极化分量的前沿和峰值,线栅越疏,前沿越小,峰值越低;对于给定测点,当拉线根数由24根增加到192根时,峰值变化率约5%,前沿变化率约10%,随着拉线根数增加,峰值变化率逐渐减小,根数超过96根后,峰值基本不变;拉线线径对辐射场的影响可以不计。天线样机实验证明,当单侧极板拉线根数为48根时,距地面4 m高水平面上模拟器实验区范围为12 m×16 m.

关键词：电磁脉冲模拟器水平极化辐射波线栅双锥天线

SF_(6)中氧化铝环氧复合材料的纳秒脉冲闪络特性

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强激光与粒子束 2021年第5期33卷 122-127页

作者：孙楚昱王海洋谢霖燊迟晓红西北核技术研究所强脉冲辐射模拟与效应国家重点实验室西安710024 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

氧化铝掺杂环氧树脂复合材料在电力绝缘设备中应用广泛,然而人们对其在纳秒脉冲下的绝缘性能研究较少,这限制了它在指导脉冲功率装置中的应用。为探究其在纳秒脉冲下的沿面绝缘性能,对氧化铝掺杂环氧树脂复合材料在前沿数十ns快脉冲电... 详细信息

氧化铝掺杂环氧树脂复合材料在电力绝缘设备中应用广泛,然而人们对其在纳秒脉冲下的绝缘性能研究较少,这限制了它在指导脉冲功率装置中的应用。为探究其在纳秒脉冲下的沿面绝缘性能,对氧化铝掺杂环氧树脂复合材料在前沿数十ns快脉冲电压下的闪络特性进行了研究,结果显示,其闪络电场较纯环氧有较大提高,闪络电压符合韦伯分布。实验表明,闪络电压随电压上升率的增加而显著增加,从5.8 kV/ns时的108 kV上升到20.5 kV/ns时的226 kV,增幅超过1倍。闪络时延随电压上升率的上升呈现“先快速下降、后趋于平缓”的趋势。在试样闪络通道表面观测到明显的碳化现象,说明实验中的闪络放电对复合材料有破坏性影响。

关键词：脉冲功率环氧树脂快脉冲沿面绝缘沿面闪络

Comparative study of pulsed breakdown processes and mechanisms in self-triggered four-electrode pre-ionized switches

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Plasma Science and Technology 2022年第11期24卷 114-125页

作者：王天驰孙楚昱杨友恒王海洋谢霖燊黄涛杜应超陈伟 Key Laboratory of Particle&Radiation Imaging(Tsinghua University) Ministry of EducationBeijing 100084People’s Republic of China State Key Laboratory of Intense Pulsed Radiation Simulation and Effect Northwest Institute of Nuclear TechnologyXi’an 710024People’s Republic of China State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049People’s Republic of China

This work investigates the pulsed breakdown processes and mechanisms of self-triggered preionized switches with a four-electrode structure in nitrogen through intensified charge coupled device *** diameter of the trigger plane hole mainly determines the switch’s electric field *** configurations with minimum and maximum trigger plane holes are adopted for *** the switch with a minimum trigger plane hole,the maximum electric field distributes at the surfaces of the main *** charged particles in the triggering spark channel cannot drift out,homogeneous discharges can be stimulated from both the cathode and anode surfaces through ultraviolet *** sub-gaps are likely to break down *** the switch with a maximum trigger plane hole,the maximum electric field locates near the trigger *** in both sub-gaps initiate from the trigger electrodes in the form of a positive or negative *** to the lower breakdown voltage and electric field threshold for discharge initiation,the cathode side sub-gap breaks down *** analysis of two extreme examples can be referenced in the future design and improvement of self-triggered four-electrode switches with different trigger electrode structures.

关键词： gas switch optical diagnosis pre-ionization pulsed breakdown

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纳秒脉冲下SF_6中的沿面闪络特性

绝缘材料 2017年第4期50卷 51-55页

作者：孙楚昱张国伟王海洋周辉西北核技术研究所西安710024

通过搭建SF_6气体中的沿面闪络实验平台,研究了上升时间约为30 ns的脉冲高压下不同角度圆台形试样的沿面闪络特性。利用电压电流波形得到闪络通道的阻抗变化特性,并对闪络过程机理进行讨论。结果表明:相同高度试样的沿面闪络电压随角度... 详细信息

通过搭建SF_6气体中的沿面闪络实验平台,研究了上升时间约为30 ns的脉冲高压下不同角度圆台形试样的沿面闪络特性。利用电压电流波形得到闪络通道的阻抗变化特性,并对闪络过程机理进行讨论。结果表明:相同高度试样的沿面闪络电压随角度的增加而增大;相同沿面距离试样的沿面闪络电压随角度的增加而减小。沿面距离与表面电场不均匀系数是影响不同形状试样沿面闪络电压差异的主要原因。

关键词： SF_6 纳秒脉冲沿面闪络圆台角度电场仿真

高中思想政治“综合探究”课教学研究 ——以《经济与社会》为例

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高中思想政治“综合探究”课教学研究 ——以《经济与社会》为例

作者：孙楚楚集美大学

学位级别：硕士

新课程标准改革后,新版高中思想政治教材已在全国各地全面施行,其中“综合探究”部分是培养学生核心素养与综合能力的关键环节。该教学以丰富多样的情境为载体,引导学生通过多种形式和方法围绕议题展开探究,旨在提升学生的知识迁移能力... 详细信息

新课程标准改革后,新版高中思想政治教材已在全国各地全面施行,其中“综合探究”部分是培养学生核心素养与综合能力的关键环节。该教学以丰富多样的情境为载体,引导学生通过多种形式和方法围绕议题展开探究,旨在提升学生的知识迁移能力,培育关键能力和综合素质,从而有效落实思想政治学科核心素养的教学目标。可见,教材中“综合探究”部分教学的重要性。基于此,将高中思想政治“综合探究”课教学作为研究对象展开研究。借鉴国内外研究成果,系统分析与归纳高中思想政治“综合探究”课的相关涵义、“综合探究”栏目在教材中的设置、教学特点、教学意义、教学原则等,是有效施行“综合探究”课教学现状调查的重要基础。研究采用问卷、访谈、观察等调查方法,对“综合探究”课程的教学现状进行实地调研。通过调查发现,现今“综合探究”课教学取得了一定的成效,但仍存在着教学时间和探究时间不足、教学效果未达到预期、教学评价内容与形式单一以及学校对“综合探究”课教学支持度不高的问题。针对现存问题进一步分析“综合探究”课教学产生问题的具体原因,即应试教育带来的消极效应、教师教学专业素养需提高、未明确以学科核心素养为导向的评价机制以及学校对“综合探究”课的认识不足。最后,根据上述存在的问题及原因提出相应的教学对策,如在思想上提高师生的重视度,教师与学生合理利用时间;教师应提升教学专业素养,做好引导者的角色;以培育学生学科核心素养的为导向变革教学评价;获得学校的支持,优化“综合探究”课教学环境。同时对策的提出以高中思想政治必修二《经济与社会》的“综合探究”为例,且以《经济与社会》中的“践行社会责任促进社会进步”为例,进行教学设计,给一线教师提供更具体的建议。

关键词：高中思想政治课综合探究课教学《经济与社会》

模块化Marx发生器机芯的力学环境适应性分析及优化设计

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强激光与粒子束 2022年第4期34卷 132-138页

作者：肖晶王海洋谢霖燊程乐孙楚昱石凌西北核技术研究所西安710024 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

为研究Marx发生器机芯在公路运输条件下的力学环境适应性,基于随机振动理论和有限元分析方法对Marx机芯进行了仿真分析和随机振动试验。首先,建立了八级模块化Marx机芯的有限元动力学仿真模型,模拟确定了机芯的应力集中点;然后,通过振... 详细信息

为研究Marx发生器机芯在公路运输条件下的力学环境适应性,基于随机振动理论和有限元分析方法对Marx机芯进行了仿真分析和随机振动试验。首先,建立了八级模块化Marx机芯的有限元动力学仿真模型,模拟确定了机芯的应力集中点;然后,通过振动台运输振动摸底试验修正了有限元模型,对机芯结构进行了优化设计,使Marx机芯整体一阶频率由15.4 Hz提高到19.7 Hz,降低了整机垂向的动力学响应,提高了机芯的力学环境适应性。试验结果表明,Marx发生器结构设计需要重点考虑其在垂直方向的可靠性;振动过程中,机芯整体连接稳定,振动应力集中于机芯与U型支撑杆连接处、支撑杆与支撑板连接的角片处,以及开关连接件处,是结构设计的薄弱环节。

关键词： Marx发生器随机振动有限元分析优化设计

基于BIM和深度学习点云分割的施工检查方法模拟研究

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工程力学 2024年第2期41卷 194-201页

作者：张帆孙楚津覃思中赵馨怡中冶建筑研究总院有限公司北京100088 清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

建筑信息模型(BIM)为工程建设提供了丰富的空间和属性信息,三维激光扫描等三维信息获取技术的发展使获取工程建设三维场景信息变得更加便捷、高效。通过融合实际工程点云与BIM,将有助于实现工程建设质量和进度管理的自动化。既有研究一... 详细信息

建筑信息模型(BIM)为工程建设提供了丰富的空间和属性信息,三维激光扫描等三维信息获取技术的发展使获取工程建设三维场景信息变得更加便捷、高效。通过融合实际工程点云与BIM,将有助于实现工程建设质量和进度管理的自动化。既有研究一般比对点云与BIM的全局信息,需要工程人员根据不同规则检查判断,结果难以定量呈现。同时,比对结果无法与BIM构件属性自动关联并服务于智能化分析。针对上述问题,该文引入深度学习点云语义分割技术,对框架梁柱节点实现构件的对象化比对,提高了点云与BIM比对的自动化和数字化程度。模拟试验研究表明,采用的PointNet++模型在框架节点点云语义分割任务中取得了较高的精度,并对数据误差具有较好的健壮性,可为对象化的施工偏差比对提供良好的数据基础。该文方法实现的框架节点施工点云与BIM模型的对象化偏差比对,将在施工偏差展示、测量数据数字化和施工进度管理方面具有良好的应用价值和发展潜力。

关键词：建筑信息模型点云深度学习语义分割施工检查