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高比例的风电并网是未来电力系统的必然特征。风电机组运行控制,风电场运行控制以及含有大规模风电的电力系统的优化调度是实现高比例风电并网的关键技术。现有的风电机组仿真运行方法大多基于物理模型,但这种方法无法快速准确地模拟风电机组在复杂的动态工况下的运行特性,尤其在考虑时间序列等复杂动态工况时,模拟运行精度较差。针对以上问题,本文围绕基于物理-数据融合驱动的风电机组动态特性仿真方法开展研究。主要研究内容如下:(1)构建基于GH Bladed仿真和实际运行数据的全场景样本集高质量数据集是提高模型训练质量以及模型仿真精度的重要基础。基于GH Bladed软件搭建风电机组仿真模型,据此计算风电机组在不同工况下的运行状态、特性以及载荷数据,有效弥补实际情况中因工况不足导致的数据缺少等问题。结合风电机组实际运行数据,搭建全场景的风电机组运行样本集,为风电机组动态特性仿真提供坚实的数据基础。(2)构建基于正交试验的典型场景下风电机组运行样本集考虑到风电机组在不同典型运行场景下的运行参数与运行状态之间存在不同的内在联系,构建了基于正交试验的风电机组运行样本集。为了能进一步提升风电机组运行动态特性模型的精度,依据风电机组实际运行情况,考虑三个典型运行场景,并引入正交试验分析不同典型运行场景下风电机组运行参数对运行状态的主次影响程度。根据正交试验中的极差分析以及方差分析结果,为风电机组运行动态特性仿真模型选取最合适的参数输入量以及输入顺序。(3)搭建物理-数据融合驱动的风电机组运行动态特性模型考虑现有风电机组仿真模型在考虑时间序列等复杂动态工况时,无法快速准确地模拟风电机组的运行特性,且仿真精度较差,建立了基于物理-数据融合驱动的风电机组运行动态特性模型。引入序列学习以及注意力机制融合的长短时记忆神经网络挖掘时间序列下不同典型场景中风电机组各个运行参数与运行特性之间的映射关系,即风况参数、风电机组运行工况参数与风电机组输出功率、塔架根部载荷之间的非线性映射模型。以风电机组实际运行数据进行算例分析,本文提出的方法可以准确地挖掘和学习不同典型场景下风电机组时序的运行动态特性,从而提高风电机组输出功率和塔架根部载荷动态特性的模拟精度和计算效率。

关键词：风电机组序列学习正交试验神经网络

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桡骨远端C1型骨折三种内固定方式的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3110-3115页

作者：努尔比艳木·库尔班乌日开西·艾依提买合木提·亚库甫新疆大学智能制造现代产业学院(机械工程学院) 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830017 新疆医科大学第六附属医院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830002

背景:桡骨远端C1型骨折属于关节内不稳定型骨折,治疗上存在较大的难度。目前对桡骨远端骨折不同内固定接骨板的临床研究较少,缺乏多种内固定接骨板的生物力学对比研究,在内固定接骨板的选用上仍存在争议。目的:通过有限元分析法比较不... 详细信息

背景:桡骨远端C1型骨折属于关节内不稳定型骨折,治疗上存在较大的难度。目前对桡骨远端骨折不同内固定接骨板的临床研究较少,缺乏多种内固定接骨板的生物力学对比研究,在内固定接骨板的选用上仍存在争议。目的:通过有限元分析法比较不同内固定接骨板在桡骨远端C1型骨折治疗中的生物力学特性。方法:使用一名健康女性志愿者的桡骨模型,顺序导入Mimics 21.0、Geomagic Wrap 2017、Solid Works 2021等软件进行处理,制作桡骨远端C1型骨折模型。根据厂家提供的接骨板数据,分别建立桡骨远端掌侧斜T形锁定板、桡骨远端掌侧蝶形锁定板、桡骨远端掌侧万向锁定板和螺钉的三维模型,并且和骨折模型进行装配,在ANSYS 19.0中赋予材料属性,设定各接触面相互作用关系并定义载荷及边界条件,模拟其腕关节压缩、背弯、掌屈和扭转等4种载荷工况,比较其生物力学性能。结果与结论:①3组内固定模型在4种载荷工况下,内固定模型整体位移主要集中在桡骨远端关节面上;模型在背弯、掌屈和扭转载荷工况下的最大位移是轴向载荷下位移的2-6倍,表明轴向载荷工况下内固定系统最稳定;②内固定上的应力远大于骨折块上的应力,内固定物应力主要集中于接骨板在骨折断端附近区域,其中万向锁定板和蝶形锁定板应力分布较为均匀,斜T形锁定板应力集中现象最为明显;③在压缩和扭转载荷下,骨折块的应力主要集中在螺钉孔周围,掌屈和背伸载荷下则是从桡骨远端向近端逐步扩展;在同样的载荷工况下,斜T形锁定板固定状态下骨折块应力最大,万向锁定板固定系统骨折块所受应力峰值最低,蝶形锁定板与万向锁定板固定状态下的骨折块峰值应力仅仅相差0.2-6.0 MPa;④相比于斜T形锁定板和蝶形锁定板,万向锁定板在桡骨远端C1型骨折内固定中应力分布更均匀,固定模型关节面位移更小、稳定性更佳。

关键词：桡骨远端骨折内固定斜T形锁定板蝶形锁定板万向锁定板位移应力有限元分析

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