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长期水浸作用下煤样渐进破坏特征及损伤本构模型

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 918-933页

作者：韩鹏华赵毅鑫高森高艺瑞张村胡勇中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 华能煤业有限公司北京100070

水岩作用是煤岩体弱化的一个重要因素,长期水浸作为水岩作用的一种类型,在采矿工程和井巷工程中广泛存在。通过单轴压缩试验获取长期水浸过程中煤样的渐进破坏特征,建立力学参数与饱和度和浸水时间之间的关系,并分析煤样宏观裂隙扩展特... 详细信息

水岩作用是煤岩体弱化的一个重要因素,长期水浸作为水岩作用的一种类型,在采矿工程和井巷工程中广泛存在。通过单轴压缩试验获取长期水浸过程中煤样的渐进破坏特征,建立力学参数与饱和度和浸水时间之间的关系,并分析煤样宏观裂隙扩展特征。结果表明,煤样的浸泡过程可分为非饱和浸泡和长期(饱和)浸泡2个阶段。在非饱和浸泡阶段和长期浸泡阶段,煤样的峰值应力分别降低46.3%和34.5%,且符合指数下降的趋势。在长期水浸的过程中,煤样加载后产生宏观裂缝的数量由干燥状态的6~8条逐渐减少至浸泡360 d的2~3条,且破坏形式由拉伸和剪切复合破坏向单一剪切破坏转变。根据煤样初始压密特征以及临界破坏强度特征,采用连续损伤力学和统计损伤理论提出一种描述煤样在长期水浸作用下整个变形过程的损伤本构模型。基于此模型可以发现随着浸水时间的增加,初始损伤量由干燥煤样的0逐渐增加至浸泡360 d煤样的0.773。此外,通过引入均方根误差RMSE和决定系数R^(2)来评估模型曲线与试验数据之间误差和拟合度,发现改进后模型的理论曲线与试验数据吻合度最高。改进后模型的RMSE最大值和R^(2)最小值分别为1.81和0.76,均优于已有文献提出的模型。

关键词：采矿工程煤长期水浸特征应力应变差损伤本构模型

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电化学技术在食品检测中的应用研究进展

食品科学 2024年第3期45卷 295-306页

作者：王艳包士雷孙立瑞窦博鑫辛嘉英张娜哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江哈尔滨150028

电化学技术利用待测物质发生反应产生的电化学信号实现其检测,因其操作简单、成本低、精密度及灵敏度高等优点在食品检测分析中的应用备受关注,并取得了许多研究进展。本文从电化学检测方法、类型、基本原理和在食品检测领域的研究现状... 详细信息

电化学技术利用待测物质发生反应产生的电化学信号实现其检测,因其操作简单、成本低、精密度及灵敏度高等优点在食品检测分析中的应用备受关注,并取得了许多研究进展。本文从电化学检测方法、类型、基本原理和在食品检测领域的研究现状方面进行了综述和分析,并对其应用发展前景进行展望,为促进电化学技术在食品检测分析领域的应用提供参考,以满足食品快速检测分析的发展需求。

关键词：电化学食品检测

直流塑壳断路器开断时的飞弧现象以及抑制措施

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电工技术学报 2024年

作者：李静高万瑞段薇刘树鑫于龙滨沈阳工业大学特种电机与高压电器教育部重点实验室沈阳工业大学电气工程学院国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院

直流塑壳断路器广泛应用于直流配电网中，随着开断容量的提升，大电流开断下的飞弧现象时有发生，对设备和人身安全形成隐患。本文通过实验研究恒定驱弧磁场作用下塑壳断路器在不同开断电流下的电弧运动过程，利用高速摄像机拍摄捕捉到... 详细信息

直流塑壳断路器广泛应用于直流配电网中，随着开断容量的提升，大电流开断下的飞弧现象时有发生，对设备和人身安全形成隐患。本文通过实验研究恒定驱弧磁场作用下塑壳断路器在不同开断电流下的电弧运动过程，利用高速摄像机拍摄捕捉到大电流开断过程中的飞弧现象。基于磁流体动力学理论，建立了考虑阿基米德力（浮力）的改进电弧磁流体动力学（MHD）模型，对飞弧现象进行数值分析，发现在塑壳断路器灭弧室中，高温电弧导致跑弧道拐角处产生反向气流涡旋将抑制弧柱向上运动，高能量电弧所受浮力无法充分发挥，导致上半部电弧无法进入栅片，栅片利用率低，下半部电弧由于能量较大，进入栅片后飞出，造成“飞弧”现象；另外由于大能量电弧所受洛伦兹力较大，电弧被切割后与栅片进行热量交换时间短暂，无法及时散热，运行至栅片尾部的电弧仍具有较高能量，易飞出栅片产生“飞弧”现象。根据仿真结果，采用双出气口结构灭弧室，改变气流场分布，减小了气流漩涡，充分发挥大能量电弧浮力作用，提高栅片的利用率；采用改进绝缘产气栅片，限制弧根的运动速度，增加灭弧室内栅片与电弧的热交换时间，减小飞弧能量。通过实验与仿真对改进灭弧室进行分析，验证其合理性，对两种抑制措施进行结构优化，得到两种改进结构下的最优解。结果表明，两种措施在一定程度上抑制了飞弧现象的发生，有利于电弧的开断。

关键词：直流塑壳断路器飞弧阿基米德力改进MHD模型飞弧抑制

北京市农田土壤有机碳密度空间变异及影响因素

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农业工程学报 2024年第9期40卷 119-127页

作者：孔晨晨张世文袁胜君王维瑞夏沙沙胡睿鑫安徽理工大学地球与环境学院淮南232001 北京市密云区土肥工作站北京101500 北京市耕地建设保护中心北京100020

探明区域农田土壤有机碳密度(soil organic carbon density,SOCD)空间分布特征及其影响因素对增加农田土壤碳汇、实现“双碳”目标具有重要意义。该研究以北京市为研究区,基于2022年采样实测的0~60 cm各层SOCD数据,采用3D概念模型、Mant... 详细信息

探明区域农田土壤有机碳密度(soil organic carbon density,SOCD)空间分布特征及其影响因素对增加农田土壤碳汇、实现“双碳”目标具有重要意义。该研究以北京市为研究区,基于2022年采样实测的0~60 cm各层SOCD数据,采用3D概念模型、Mantel test、地理加权回归、地理探测器模型开展SOCD空间变异分析,探究不同因素对SOCD的影响程度及各因素间交互后的作用力。结果表明:1)研究区SOCD在空间上呈自表层向深层逐渐降低的趋势,其中0~15 cm土层的SOCD显著高于30~60 cm(P<0.05),0~60 cm土层的有机碳储量约为10.80 Tg。2)土壤含水率、土壤亚类、地形部位分别对0~15、15~60、45~60 cm土层的SOCD产生了显著影响(P<0.05);土壤亚类、土壤母质、土壤质地、地形部位与SOCD的空间关联性较强,关联程度自表层向下逐渐增大。3)各重要因子交互后对研究区SOCD的解释能力呈双因子增强或非线性增强的关系,土壤亚类与其他各因子交互后对SOCD的解释能力提升最为突出。今后研究区内开展土壤有机碳空间变异等相关研究时应尽可能综合考虑多因素间的交互作用,其中土壤亚类(土壤类型)可作为重点指标。研究结果可为优化农田资源空间结构,制定农田固碳增汇措施提供科学参考。

关键词：农田土壤有机碳三维空间模拟影响因素空间相关交互效应

基于在线自组织增量学习的非侵入式负荷识别方法

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 316-324页

作者：胡正伟王志红畅瑞鑫谢志远曹旺斌华北电力大学电子与通信工程学院河北保定071003

随着电子技术智能化的发展,对实现电器负荷使用情况的精准识别在智慧用电领域将有广泛的用户需求。为了实现对电器设备的实时在线精确监测,本文提出了一种基于在线自组织增量学习(SOINN)的非侵入式负荷识别方法。该方法包含负荷特征提... 详细信息

随着电子技术智能化的发展,对实现电器负荷使用情况的精准识别在智慧用电领域将有广泛的用户需求。为了实现对电器设备的实时在线精确监测,本文提出了一种基于在线自组织增量学习(SOINN)的非侵入式负荷识别方法。该方法包含负荷特征提取、负荷特征分类及电器识别2个步骤。在负荷特征提取步骤中,提出了包含奇次谐波、均值、方差、3阶矩、4阶矩、电流有效值、功率谱峰值、功率谱谷值在内的共12维特征的特征提取方案。在负荷特征分类及电器识别步骤中,提出了结合SVM的SOINN的负荷特征分类及电器识别方法,以克服传统的SOINN算法不能实现电器类型识别功能的缺陷。通过C++语言将所提方法中的功能算法编写成微处理器系统的可执行功能模块,将功能模块移植部署在SoCFPGA的HPS端运行,实现了FPGA和HPS之间的协同高速数据通信。选取了8种常规家用电器作为负荷识别对象,搭建了基于SoCFPGA的硬件实验平台,进行了最优负荷特征选取,并采用本文方法对单电器与多电器的在线负荷进行了识别。实验结果:选取12维特征为本文方法的最优特征组合;本文方法的单电器与多电器的识别率均在95%以上。本文提出的负荷识别方法能够有效、准确地识别单电器与多电器;系统可实施性强,灵活性高,具有在线学习的优越性与实际应用的切实可行性。

关键词：增量学习负荷识别 12维样本特征 FPGA

面向电力多模态融合的语义差异性和感知能力差异性分析方法

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高电压技术 2024年第9期50卷 4037-4047,I0021页

作者：王红霞王波董旭柱姚良忠张嘉鑫马恒瑞综合能源电力装备及系统安全湖北省重点实验室武汉430072 武汉大学电气与自动化学院武汉430074

多模态融合是实现电力系统数字化的重要技术手段,但多模态特征间的差异性限制了融合感知效果。因此,首先对电力多模态数据融合中的语义差异性和感知能力差异性现象进行了深入分析,对差异性产生的特征同化和权重决策问题进行了剖析。然后... 详细信息

多模态融合是实现电力系统数字化的重要技术手段,但多模态特征间的差异性限制了融合感知效果。因此,首先对电力多模态数据融合中的语义差异性和感知能力差异性现象进行了深入分析,对差异性产生的特征同化和权重决策问题进行了剖析。然后,针对语义差异性问题,使用角度差对多模态语义差异进行表征,并基于此寻找联合表征空间,实现电力多模态特征同化;其次,针对感知能力差异性问题,使用交叉损失熵对电力多模态感知能力进行表征,并基于此构建权重决策模块,实现多模态特征融合权重计算。最后,以前期所提融合框架为基础,提出了针对多模态差异性问题的高容错性特征融合模型。仿真以输变电线路应急抢修场景为例,基于所提分阶段训练策略进行模型训练,并从融合感知、特征同化以及权重决策机制3个方面验证了所提方法的有效性。

关键词：多模态特征融合语义差异性感知能力差异性特征同化权重决策

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