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逆阻IGCT硬驱动电路模型参数的提取与验证

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逆阻IGCT硬驱动电路模型参数的提取与验证

作者：曹安琪西安理工大学

学位级别：硕士

逆阻IGCT(RB-IGCT)由于特殊的芯片结构设计具备双向阻断和单向导通能力,在电流源型换流器(Controllable Current Source Converter,CCSC)、混合换相换流阀(HCC)等场合中广泛应用。为了准确描述硬驱动条件及不同工作温度下IGCT器件的开... 详细信息

逆阻IGCT(RB-IGCT)由于特殊的芯片结构设计具备双向阻断和单向导通能力,在电流源型换流器(Controllable Current Source Converter,CCSC)、混合换相换流阀(HCC)等场合中广泛应用。为了准确描述硬驱动条件及不同工作温度下IGCT器件的开关特性,本文以6.5kV/6.0kA等级为例,对逆阻IGCT的M-2T-3R-C硬驱动电路模型开展研究。首先,建立用于器件数值仿真的结构模型,利用Sentaurus-TCAD软件仿真了不同工作温度下器件的各项特性;然后,分析了 M-2T-3R-C电路模型,提取了不同工作温度下的模型参数;最后对M-2T-3R-C电路模型进行了验证。具体研究内容及成果如下:第一,RB-IGCT器件的特性仿真。建立了 6.5kV/6.0kA的RB-IGCT结构模型和开关特性测试电路,分析了 RB-IGCT阻断、开通、导通及关断特性随温度的变化;重点研究了关断过程中动态雪崩效应对J2结空间电荷区展宽和有效正电荷浓度的影响,为后续电路模型中电容C值的提取提供了理论依据。第二,M-2T-3R-C电路模型参数的提取。首先,根据RB-IGCT不同温度下的开关特性仿真结果,提取了其中npn和pnp晶体管在不同工作状态下的电流放大倍数;然后根据GCT的结构参数,建立了 npn和pnp晶体管结构模型,提取了其集电极饱和漏电流、渡越时间和内部电阻等模型参数;根据关断时间和J2结势垒电压的变化,并考虑了雪崩后势垒区有效电荷密度的影响,提取了一组电容C值;根据门极特性和阻断特性分别提取了门极电阻和断态电阻。第三,M-2T-3R-C电路模型的验证。利用所建立的逆阻IGCT硬驱动电路模型,对不同温度下开关特性进行了仿真,提取了开通时间和关断时间等参数,与相同条件下GCT器件数值仿真的开关特性参数进行对比。结果表明,在不同工作温度下,逆阻IGCT的M-2T-3R-C电路模型和GCT器件数值仿真的开通时间和关断时间的相对误差分别在5%和10%之内。在母线电压2200V、感性负载L=50μH测试条件下,M-2T-3R-C电路模型仿真曲线与实测曲线特性参数的相对误差均在7%以内。表明本文研究的逆阻IGCT的M-2T-3R-C电路模型可以较为准确地反映逆阻型IGCT的开关特性和内部换流过程,为逆阻IGCT应用系统的设计提供较为准确的电路模型。

关键词：逆阻集成门极换流晶闸管电路建模参数提取不同工作温度

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城市评价方法论初探

地理研究 2024年第3期43卷 596-620页

作者：刘海猛中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

城市作为人类文明的关键象征,对其兴衰演变状态的评价是城市规划建设与治理的重要参考,也对地方政府绩效考核、企业投资决策、居民定居择业等具有重要意义。然而,当前城市评价研究普遍存在评价目的和受众不明确、指标体系构建缺乏理论... 详细信息

城市作为人类文明的关键象征,对其兴衰演变状态的评价是城市规划建设与治理的重要参考,也对地方政府绩效考核、企业投资决策、居民定居择业等具有重要意义。然而,当前城市评价研究普遍存在评价目的和受众不明确、指标体系构建缺乏理论或现实依据、指标冗余度高或对比性差、忽视城市异质性、过于追求结果排名、缺少结论的校验和反馈等问题,并且鲜有文献从方法论角度对城市评价体系的构成、原理、范式、流程、不确定性等进行系统阐释。鉴于此,本文首先对城市复杂系统的内涵与演化规律进行解析,进而阐明了城市评价的相关概念、基本构成和功能,梳理了城市评价的主要范式,并提出城市评价的人本原理、涌现原理、平衡原理、反馈原理等4个基本原理。明确城市评价体系由评价主体、客体、指标体系、方法模型和评价结果5部分构成。系统论述了城市定量评价的一般流程和10个步骤。从认知、数据、指标、方法、系统等方面梳理了城市评价的不确定性和局限性。最后,提出了面向未来可持续发展的城市评价展望,通过组织多元化评价主体,搭建统一共享的基础信息平台,建立城市时空知识图谱,融合大数据、人工智能、数字孪生等新技术,推进“动态感知、多评协同”,建设包容、安全、公平、绿色、韧性的未来可持续城市。

关键词：城市复杂系统评价指标体系方法论城市体检智慧城市韧性城市城市可持续发展

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基于复杂网络的西南地区极端气候网络研究

基于复杂网络的西南地区极端气候网络研究

作者：曹安琪大理大学

学位级别：硕士

改性石墨毡阴极非均相电芬顿法处理酸析后碱减量废水

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环境科学学报 2024年

作者：杨静寇晓晓曹安琪袁怡苏州科技大学环境科学与工程学院城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室

使用阳极氧化法和浸渍法制备改性石墨毡阴极（CB/PTFE-AOGF）.采用多种手段研究了CB/PTFE-AOGF阴极的物理化学性质，并研究了CB/PTFE-AOGF阴极非均相电芬顿法对酸析后碱减量废水的降解性能.结果表明，炭黑与聚四氟乙烯质量比为1:5的CB/P... 详细信息

使用阳极氧化法和浸渍法制备改性石墨毡阴极（CB/PTFE-AOGF）.采用多种手段研究了CB/PTFE-AOGF阴极的物理化学性质，并研究了CB/PTFE-AOGF阴极非均相电芬顿法对酸析后碱减量废水的降解性能.结果表明，炭黑与聚四氟乙烯质量比为1:5的CB/PTFE-AOGF阴极的电流响应最高，在pH=7，电流密度为6 mA·cm-2的条件下，反应60 min的H2O2产量达6.6 mmol·L-1.由于在其表面引入了亲水性官能团COOH和OH,CB/PTFE-AOGF的亲水性得到提高.在非均相电芬顿体系中，pH=7，电流密度为6 mA·cm-2，催化剂投加量为1.0 g·L-1时，60 min后废水的COD去除率达到86.6%,B/C值由0.25提高为0.436.以上结果表明，CB/PTFE-AOGF阴极非均相电芬顿法在实际废水处理以及提高废水可生化性方面具有较好的应用前景.

关键词：非均相电芬顿石墨毡阳极氧化浸渍法碱减量废水

微震定位精度影响下采场裂隙表征与冲击地压预警

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煤炭科学技术 2024年第2期52卷 1-9页

作者：曹安业王常彬杨旭王冰张宁赵卫卫中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 陕西煤业化工集团有限责任公司陕西西安710065

我国深部煤矿高强度开采和复杂地质环境造成冲击地压灾害频发,对矿井安全高效生产造成严重威胁。目前,我国冲击地压矿井配备的微震监测系统在震源定位精度上仍存在不足,冲击地压灾害依然存在“灾源找不准、灾害控不住”的难题。为准确... 详细信息

我国深部煤矿高强度开采和复杂地质环境造成冲击地压灾害频发,对矿井安全高效生产造成严重威胁。目前,我国冲击地压矿井配备的微震监测系统在震源定位精度上仍存在不足,冲击地压灾害依然存在“灾源找不准、灾害控不住”的难题。为准确描述采场微震活动空间演化特征,降低震源定位误差对微震预警造成的不利影响,基于冲击地压矿井现有微震监测条件,采用仿真正演试验法探究了煤矿微震台网定位误差矢量分布特征,提出了一种考虑微震定位精度影响的微震裂隙贯通表征方法,并在某矿井回采工作面进行了冲击地压预警实践。研究结果表明:采场不同区域震源定位精度的矢量性差异是造成冲击地压微震预警偏差的重要原因;提出的微震破裂贯通可能性指数F_(sum)采用与震源能级相关的近场区域半径表征震源破裂尺度,并考虑定位误差对不同距离震源间破裂贯通的影响,最大程度还原了采场煤岩体裂隙扩展贯通可能性的分布规律,与冲击地压危险具有F_(sum)良好对应关系;在冲击地压危险相关性上显著优于微震频次,同时危险区域识别效率又强于微震能量,可兼顾预警精准率和召回率,是理想的冲击地压周期性预警评价指标。研究成果将为评价微震台网监测能力、提高冲击地压微震预警能力与防治效率提供参考。

关键词：冲击地压定位误差误差椭圆裂隙贯通微震频次-能量微震台网

非均厚“弓形”巨厚关键层动静载作用机制研究

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煤炭学报 2024年

作者：朱卫兵宁杉曹安业许家林窦林名中国矿业大学矿业工程学院中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室

巨厚关键层破裂运动是诱发矿山动力灾害的重要原因，探究其厚度变化对采动应力分布及破裂动载的影响，对明确巨厚关键层采场动、静载来源及冲击矿压孕育机制具有重要意义，是冲击矿压风险预测及灾害防控的理论基础。本文以陕西彬长矿区... 详细信息

巨厚关键层破裂运动是诱发矿山动力灾害的重要原因，探究其厚度变化对采动应力分布及破裂动载的影响，对明确巨厚关键层采场动、静载来源及冲击矿压孕育机制具有重要意义，是冲击矿压风险预测及灾害防控的理论基础。本文以陕西彬长矿区某矿非均厚“弓形”巨厚关键层为研究对象，综合理论分析与数值仿真计算，剖析了巨厚关键层“弓形”形态下伏煤岩体采动应力异常集中的力学原理，探明了“弓形”形态对巨厚关键层破裂特征的影响规律，揭示了“弓形”形态下伏区域动静载叠加致灾机制，据此提出了“弓形”巨厚关键层破裂致灾风险预测方法。结果表明，“弓形”巨厚关键层底部凸起导致下伏煤岩体垂直应力异常集中，相较于均匀厚度巨厚关键层，该区域煤岩体垂直应力额外增加22.1MPa，增幅比例高达56%，此为下伏煤岩体高静载形成的根本原因。同时，伴随着开采范围的扩大以及非均厚“弓形”巨厚关键层运动，造成其底部内凹拐角区出现显著的高集中现象，导致该区域岩石发生破裂及弹性能快速释放，此为强动载形成主要原因。在上述非均厚“弓形”巨厚关键层动静载叠加作用下，煤柱大巷区域极易出现冲击矿压。基于此，准确识别并定位了非均厚“弓形”巨厚关键层影响下采动覆岩动载形成来源及发生区位，结合巨厚关键层分布式光纤原位监测结果，以光纤断裂高度为监测指标，验证了巨厚关键层破裂及动载荷形成之间的内在联系。本文研究成果，有效指导了该矿冲击矿压高危开采区域的灾害防控。

关键词：非均厚岩层巨厚关键层支承应力冲击矿压顶板灾害深部开采

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二维声光子晶体异质结构腔的传感性能

光学学报 2024年第14期44卷 288-298页

作者：王旭田苗马振猛张磊兰州交通大学数理学院甘肃兰州730070

采用有限元法(FEM)进行数值模拟,首先设计了一种二维声光子晶体异质结构腔传感结构,该结构可以有效地将特定频率的声子和光子能量限制在腔内;然后,在腔内注入不同液体,计算了不同腔模式的声光传感参量。研究结果表明,该传感结构的最高... 详细信息

采用有限元法(FEM)进行数值模拟,首先设计了一种二维声光子晶体异质结构腔传感结构,该结构可以有效地将特定频率的声子和光子能量限制在腔内;然后,在腔内注入不同液体,计算了不同腔模式的声光传感参量。研究结果表明,该传感结构的最高声学和光学灵敏度分别达到了3.289 MHz/(m·s^(-1))和825 nm/RIU。在声学传感方面,该结构存在双特征峰,从而提高了声学传感的稳定性和准确性。该结构同时实现了声场和光场的局域,提高了声光信号的传感灵敏度,为液体多物理量传感提供了新的思路。

关键词：物理光学声光子晶体声光子带隙异质结构腔声光传感灵敏度

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深部巨厚承压含水层采动疏水诱冲机理

煤炭学报 2024年第1期49卷 351-366页

作者：窦林名周坤友曹安业侯涛巩思园阚吉亮马小涛安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 安徽省煤炭安全精准开采工程实验室安徽淮南232001 陕西正通煤业有限责任公司陕西咸阳713600

陕蒙地区覆岩普遍赋存较厚承压含水砂岩层,工作面涌水量大、承压含水层水位显著下降,巨厚覆岩承压含水层下冲击地压和高能矿震监测表明覆岩承压水的采动疏放具有一定的诱冲效应。为揭示覆岩承压含水层采动疏水诱冲机理,开展了流固耦合... 详细信息

陕蒙地区覆岩普遍赋存较厚承压含水砂岩层,工作面涌水量大、承压含水层水位显著下降,巨厚覆岩承压含水层下冲击地压和高能矿震监测表明覆岩承压水的采动疏放具有一定的诱冲效应。为揭示覆岩承压含水层采动疏水诱冲机理,开展了流固耦合数值模拟,分析了不同孔隙水压岩体力学行为及巨厚覆岩承压含水层采动疏水条件下围岩应力-能量场演化特征,揭示了覆岩承压含水砂岩层采动疏水对围岩应力场作用机制;并考虑巨厚覆岩对围岩动静载应力作用效应,提出了覆岩承压含水层采动疏水诱冲机理。研究结果表明:覆岩巨厚承压含水砂岩层下动力显现均发生在覆岩承压水位快速下降期间,覆岩承压水的采动疏放对围岩产生应力扰动;采动疏水条件下覆岩承压含水岩层孔隙水压降低,岩层强度和承载能力增大,覆岩载荷向采场两侧转移,导致围岩应力升高、能量进一步积聚,其对围岩应力场-能量场作用程度与采场尺度和疏放程度正相关,与煤层-承压含水层距离、承压含水层岩层厚度及强度负相关;巨厚覆岩承压含水层下顶板大尺度悬臂-铰接结构导致采场围岩高静载及强动载,在覆岩承压含水层采动疏水对围岩应力场作用下,煤岩体中叠加应力超过其临界载荷且释放的总能量超过其破坏所消耗能量,诱发冲击地压,其中高静载是冲击地压发生的应力基础,矿震动载和覆岩承压含水层采动疏水导致的应力扰动是重要诱因。针对覆岩承压含水层采动疏水及巨厚承压含水层覆岩结构对冲击风险的影响特征,提出了巨厚承压水含水层注浆堵水和优化盘区尺寸的防冲措施,通过地面注浆和降低采场尺寸能够降低覆岩承压含水层采动疏水对围岩应力场的作用效应、避免巨厚覆岩形成大尺度悬臂-铰接结构,从而降低巨厚承压含水层下冲击地压风险。

关键词：深部开采巨厚承压含水层采动疏水采动应力场诱冲机理

西方哲学起源与哲学史重构——文明比较与古今之争视野下的探析

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浙江学刊 2024年第5期 134-141页

作者：林志猛浙江大学哲学学院暨马一浮书院杭州310000

西方哲学史的书写存在诸多范式,重写西方哲学史首先应注意到,西方哲学思想如何为过度的理性主义、技术主义、功利主义、强力主义等提供理论资源。其次是关注古代地中海文明尤其是近东和埃及文明对西方哲学起源的深刻影响,考察早期希腊... 详细信息

西方哲学史的书写存在诸多范式,重写西方哲学史首先应注意到,西方哲学思想如何为过度的理性主义、技术主义、功利主义、强力主义等提供理论资源。其次是关注古代地中海文明尤其是近东和埃及文明对西方哲学起源的深刻影响,考察早期希腊哲学关于宇宙、本原、灵魂、政治秩序的看法与东方文明的紧密关系,以破解单一文明中心论的叙事逻辑。最后是从古今之争的视野出发,完整呈现西方古今哲人在理解重要哲学议题上的纷争,及为何会产生不同的政制设计、道德意识、人性认知、文明构建等,从而看清西方现代性危机的根源。

关键词：哲学起源近东文明希腊哲学古今之争