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换流变压器油纸绝缘电荷输运及直流击穿特性数值仿真研究

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换流变压器油纸绝缘电荷输运及直流击穿特性数值仿真研究

作者：颜申广西大学

学位级别：硕士

换流变压器作为高压直流输电系统中最关键的核心设备之一,其运行可靠性问题一直是电力行业工程技术人员关注的热点。油纸绝缘系统作为换流变压器阀侧出线装置的主绝缘,内部易积累空间电荷,空间电荷会畸变电介质内部电场,从而加速变压器... 详细信息

换流变压器作为高压直流输电系统中最关键的核心设备之一,其运行可靠性问题一直是电力行业工程技术人员关注的热点。油纸绝缘系统作为换流变压器阀侧出线装置的主绝缘,内部易积累空间电荷,空间电荷会畸变电介质内部电场,从而加速变压器的绝缘老化,最终引起绝缘击穿事故。因此,有必要对油纸中的空间电荷与直流击穿特性进行分析。数值模拟是分析油纸绝缘空间电荷与击穿现象的一个有效工具。目前,分析电荷输运的数值模型主要是双极电荷输运（BCT）模型和杂质离子输运（IIT）模型,分析直流击穿特性的数值模型主要有电击穿、热击穿、自由体积击穿（FVB）模型等。然而,上述几种模型存在两个问题,一是普适性较差,不能完全解释多物理场耦合作用下油纸绝缘介质的实验结果;二是准确度不高,有必要对空间电荷的输运和击穿的数学模型做进一步的探索。为了解决上述问题,本文所做的工作及取得的创新性成果如下:（1）针对传统电荷输运模型的准确度较低的问题,首先在BCT模型和IIT模型的基础上引入载流子动态平衡方程、Arrhenius电导率方程与热传导方程,考虑温度和不均匀电导率对电荷传输的影响。提出一种考虑杂质离子的载流子动态平衡输运（ICDET）模型,与传统的BCT模型相比,ICDET模型得到的仿真结果更符合实验结果,因此证明了模型的可靠性。（2）为了研究不同因素对油纸电荷输运以及直流击穿特性的影响,在ICDET模型的基础上通过引入电、热击穿理论建立了一个考虑载流子动态平衡的电-热复合击穿模型,与电击穿、热击穿模型相比,改进的直流击穿模型仿真结果更贴近实验结果。然后通过引入Poole-Frenkel方程与Maxwell-Wagner极化理论,将ICDET模型拓展到双层油纸中,并基于拓展的ICDET模型研究了单层与双层油纸下的温度梯度效应。最后研究含水率和油纸厚度对异极性电荷积聚以及直流击穿强度的影响。（3）由于电荷包行为不能用BCT模型来描述,其适用性受到限制。因此在BCT模型和FVB模型的基础上,通过引入空间电荷包理论和陷阱下降理论,提出一种考虑负微分载流子迁移率的改进电荷传输和分子位移击穿（MCTMD）模型,仿真结果显示与实验结果有很好的一致性。然后利用MCTMD模型研究了分子链位移、陷阱深度、陷阱密度与相对介电常数等因素对电荷包迁移和直流击穿特性的影响。最后讨论了纳米粒子改性对油纸绝缘空间电荷与直流击穿的抑制机理。本文的工作有助于辅助实验进一步了解油纸绝缘的空间电荷与直流击穿现象,进而采取相应的抑制措施,提高绝缘材料的寿命。该研究有望优化换流变压器油纸绝缘设计,为聚合物材料的纳米改性提供理论依据。

关键词：换流变压器油纸绝缘空间电荷直流击穿载流子动态平衡

不同放牧强度对北方农牧交错带半干旱草地生态系统温室气体通量的影响

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不同放牧强度对北方农牧交错带半干旱草地生态系统温室气体通量的...

作者：申颜山西农业大学

学位级别：硕士

放牧是北方天然草地最主要的利用方式之一,已有的研究关注不同放牧方式如划区轮牧、早春禁牧等对草地生态系统结构与功能的影响,但是对于不同放牧强度的影响研究较少。放牧通过动物践踏、采食以及排泄等生物和物理过程影响植被和土壤的... 详细信息

放牧是北方天然草地最主要的利用方式之一,已有的研究关注不同放牧方式如划区轮牧、早春禁牧等对草地生态系统结构与功能的影响,但是对于不同放牧强度的影响研究较少。放牧通过动物践踏、采食以及排泄等生物和物理过程影响植被和土壤的结构功能,进一步影响土壤温室气体通量。关于不同放牧强度对半干旱草地生态系统温室气体通量影响的研究报道较少,尤其是在北方农牧交错带草地生态系统尚未有报道。本研究拟通过在我国北方农牧交错带半干旱草地生态系统(山西右玉)设立不放牧(UG)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个不同强度的放牧处理实验,运用静态-暗箱法测定不同放牧强度下生长季(5-9月)的温室气体通量,研究短期不同放牧强度对温室气体通量的影响及其机理。研究结果表明:1.在第一年(2017年),放牧强度对CO、CH和NO通量的影响具有明显的季节动态(P0.05)。与不放牧相比,放牧显著降低了土壤含水量,中度放牧显著降低了微生物生物量碳(Microbial biomass carbon a,MBC)和氮(Microbial biomass nitrogen,MBN),而重度放牧显著降低了微生物生物量氮(P0.05),但是放牧促进了NO排放,其中LG和MG显著提高了NO通量(P<0.05);在LG和HG条件下,显著增加了CH的吸收(P<0.05)。放牧处理能显著降低地上生物量,HG下地下生物量显著降低;在MG和HG下凋落物也显著降低(P<0.05)。分析温室气体通量与生物和非生物因子的相关关系发现,在不同放牧强度下,CO通量与土壤温度、地下生物量、凋落物、微生物生物量碳、微生物生物量氮和微生物碳氮比之间呈显著正相关关系(P<0.05),与放牧强度无关;地下生物量和凋落物与CH通量呈显著正相关关系,土壤含水量与CH通量均存在显著的负相关关系(P<0.05),在HG下CH通量与铵态氮成显著正相关关系与放牧强度无关;UG处理下,无机氮与CH通量存在显著的正相关关系,在UG、LG和HG处理下CH通量与土壤温度呈显著正相关关系(P<0.05)。对于NO通量,其与微生物生物量、地下生物量、凋落物呈显著正相关关系且不依赖于放牧强度的变化(P<0.05);UG处理下与土壤温度以及HG处理下与铵态氮浓度呈显著正相关关系(P<0.05)。总之,放牧对半干旱草地温室气体通量的影响存在显著的年际差异,一方面由于年际间降雨量不同,另一方面放牧的累积效应也是造成温室气体通量年际差异的重要原因。由于放牧只进行了两年,尚未对植被和土壤结构造成显著影响,因此,放牧对生态系统结构与功能的影响需要长期而深入的研究,才能从机理上解释放牧如何影响温室气体通量,从而为生产实践提供科学的管理依据。

关键词：半干旱草地生态系统放牧强度农牧交错带微生物生物量温室气体通量

18CrNiMo7-6合金钢的弯曲微动疲劳特性研究

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18CrNiMo7-6合金钢的弯曲微动疲劳特性研究

作者：申颜团西南交通大学

学位级别：硕士

微动疲劳是一类伴随着微动磨损的疲劳强度和疲劳寿命问题,它能促使裂纹提前萌生并扩展,致使材料过早失效破坏。微动疲劳现象普遍存在于机械、交通、电力、航空航天、核反应堆等工业领域中的各类紧固配合构件中,是很多关键零部件失效破... 详细信息

微动疲劳是一类伴随着微动磨损的疲劳强度和疲劳寿命问题,它能促使裂纹提前萌生并扩展,致使材料过早失效破坏。微动疲劳现象普遍存在于机械、交通、电力、航空航天、核反应堆等工业领域中的各类紧固配合构件中,是很多关键零部件失效破坏的主要原因之一。本论文以18CrNiMo7-6合金钢材料作为研究对象,通过系统的弯曲微动疲劳试验研究,深入分析了该材料的弯曲微动疲劳特性,旨在为其工程实际应用提供一定的理论指导和参考。论文的试验部分是在自主设计的弯曲微动疲劳试验台上开展的,试验选用的接触模式为圆柱/圆柱正交点接触。通过系统的试验分析,建立了18CrNiMo7-6合金钢材料的弯曲微动疲劳S-N曲线,然后在此基础上,使用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、电子探针(EPMA)等微观分析检测设备,对材料接触区域的损伤形貌、断口形貌、裂纹剖面等进行详细分析,获得的主要结论如下：(1) 18CrNiMo7-6合金钢材料的弯曲微动疲劳S～N曲线呈“ε”型曲线特征,且随着弯曲疲劳应力的增大,微动运行区域由部分滑移区(PSR)向混合区(MR)和滑移区(SR)转变。在混合区,裂纹最易萌生和扩展,材料的疲劳寿命最低。(2)材料接触区域的整体损伤形貌呈非对称椭圆环状,接触中心部位处于相对静止的粘着状态,几乎未发生磨损,左右两端可见明显的损伤带存在。弯曲疲劳应力和试验循环次数是影响材料弯曲微动疲劳特性的两个重要因素。随着弯曲疲劳应力的增大,材料接触界面间的切向应力增大,位移幅值增加,使接触区域两端的损伤带变宽变深,增大了裂纹萌生和扩展的动力;而随着试验循环次数的增加,会引起材料接触区域内的损伤累积,从而加重其损伤程度,促进裂纹萌生和扩展。(3)18CrNiMo7-6合金钢材料的弯曲微动疲劳裂纹均萌生于接触区域固定端一侧的损伤带内。经过裂纹剖面分析和断口形貌分析相互印证,进一步确认了裂纹萌生于接触区域内距表面约50-100μmm深的次表面处。(4)裂纹的萌生和扩展可分为三个阶段：第一阶段主要受法向接触应力控制,裂纹形核于接触区域次表面,并以与接触表面呈大约50。角的方向开始扩展;第二阶段由法向接触应力和弯曲疲劳应力共同控制,裂纹扩展角度逐渐转向垂直于接触表面的方向扩展;第三阶段因为裂纹扩展深度已超过法向接触应力的最大影响深度,所以裂纹扩展完全受弯曲疲劳应力控制,扩展方向垂直于接触表面,材料将很快断裂失效。

关键词：弯曲微动疲劳微动磨损 S~N曲线裂纹萌生和扩展

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ZS—1型振动筛动力学分析

沈阳大学学报 1994年第2期6卷 43-46页

作者：申奎东申颜秋沈阳大学机械工程系

本文对沈阳市轻工机械二厂生产的ZS—l型振动筛的振动系统进行动力学分析,以便找出振动质量、弹簧刚度、偏重块的质量矩与振幅之间的关系;选择合理的工作点.

关键词：振动筛动力学分析

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苏联大地构造学的发展与现状

地质学报 1952年第3期 152-157页

作者： А.Л.颜申马萬钧

苏联政府和苏联共产党,对苏联各门科学给予很多的关怀与注意。因此,在苏联各民族英明领袖斯大林同志领导下,自苏维埃联盟成立以来,在分门科学的领域中,都获得了极大的成就。

关键词：施蒂勒地槽

全颈椎模型建立及不同牵引方位下的牵引力与牵引角度特征

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中国组织工程研究 2021年第30期25卷 4805-4811页

作者：张新酩刘治华张新民申颜魁王春丽郑州大学机械与动力工程学院河南省郑州市450001 郑州飞龙医疗设备有限公司河南省郑州市450001 郑州大学管理工程学院河南省郑州市450001

背景:作者设计了一种新型的颈椎牵引机器人,在该设备研发过程中存在有牵引力与牵引角度不确定的问题,这些问题是影响患者治疗效果的重要因素。目的:建立C1-C7颈椎骨的三维有限元模型并验证该模型的有效性,讨论不同牵引力和牵引角度变化... 详细信息

背景:作者设计了一种新型的颈椎牵引机器人,在该设备研发过程中存在有牵引力与牵引角度不确定的问题,这些问题是影响患者治疗效果的重要因素。目的:建立C1-C7颈椎骨的三维有限元模型并验证该模型的有效性,讨论不同牵引力和牵引角度变化对颈椎间盘的影响。方法:采用1名30岁健康无颈椎病史的成年志愿者的颈椎CT数据,通过Mimics 21.0、3-matic软件生成颈椎间盘及颈椎骨实体CAD模型,并对该模型划分网格。然后导入Abaqus 2016有限元分析软件中添加颈椎韧带并对其进行有效性验证。在生成的颈椎模型上施加相应约束及载荷,模拟人坐位时牵引力及角度发生变化的牵引,分析牵引力和牵引角度对牵引效果的影响。结果与结论:(1)对于新型牵引设备来说,在50-150 N的牵引力范围内,牵引力越大牵引效果越好,但牵引力过大会导致患者疼痛大幅增加,可以选择治疗效果较好的130 N作为牵引力;(2)随着牵引角度从0°增加到20°,前屈位下的椎间盘变形量逐步变小,<10°的牵引角度比较适合新型牵引设备的前屈位治疗;(3)后屈和左右屈曲位下的椎间盘变形量随角度增大而逐渐增大,并在16°-17°时到达相对稳定的变形量,故该设备的后屈和左右屈位应选择16°-20°的牵引角度;(4)成功建立C1-C7颈椎模型并对牵引力和牵引角度进行了有限元分析。

关键词：颈椎有限元模型牵引力牵引角度颈椎间盘

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草甸草原土壤碳/氮矿化潜力及土壤微生物水分敏感性对极端干旱的响应

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应用生态学报 2020年第3期31卷 814-820页

作者：李磊王岩胡姝娅李阳申颜庾强黄建辉王常慧中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中国科学院大学资源环境学院北京100049 河南科技大学河南洛阳471000 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

土壤碳、氮矿化是生态系统养分循环的关键过程,受到水分供给的强烈影响。本研究对极端干旱处理(连续3年生长季减少66%降水)的内蒙古草甸草原野外取土,采用超低温冻干后再调节土壤水分至3%、8%、13%、18%、25%和35%6个水平进行室内培养,... 详细信息

土壤碳、氮矿化是生态系统养分循环的关键过程,受到水分供给的强烈影响。本研究对极端干旱处理(连续3年生长季减少66%降水)的内蒙古草甸草原野外取土,采用超低温冻干后再调节土壤水分至3%、8%、13%、18%、25%和35%6个水平进行室内培养,研究极端干旱处理后土壤碳/氮矿化潜力以及土壤微生物对水分变化的敏感性。结果表明:与对照(自然降雨)相比,极端干旱处理后,6个培养水平的平均土壤氮矿化潜力显著提高14.2%,但未显著影响土壤碳矿化潜力。极端干旱显著提高土壤微生物生物量氮和土壤可溶性有机碳26.8%和26.9%。无论是对照还是极端干旱处理,土壤氮矿化潜力、碳矿化潜力和微生物生物量碳和氮均随着土壤含水量增加而增加,而可溶性有机碳从较低水分的培养水平(3%和8%)到较高水分的培养水平(>13%)显著降低,表明底物的扩散起到重要作用。极端干旱处理显著提高了碳矿化初始脉冲强度,表明极端干旱提高了土壤微生物对水分的敏感性。极端干旱显著降低了土壤碳矿化潜力/氮矿化潜力的比值,表明长期干旱可能会降低土壤碳、氮循环过程的耦合作用。极端干旱对土壤碳矿化和氮矿化过程的影响存在差异,激发了土壤微生物对水分的敏感性,弱化了碳、氮循环过程的耦合关系,并进一步影响中国北方草甸草原生态系统的生物地球化学循环过程及草地生产力。

关键词：极端干旱草甸草原微生物水分敏感性碳/氮矿化潜力土壤含水量

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现代开放式城市公园设计探究

中国水运 2011年第18期 267-268页

作者：官文娟钟志祥颜申武汉科技大学城市学院武汉长绿世纪园林景观工程有限公司

当前,在城市化进程加快的背景下,城市公园建设的数量不断地攀升。同时,各个城市为提高城市自身的形象和"还绿于民"的思想,使城市公园从收费形式转向完全免费开放的形式,但是这种新兴的城市公园在社会的发展中面临着各种各样的问题。文... 详细信息

当前,在城市化进程加快的背景下,城市公园建设的数量不断地攀升。同时,各个城市为提高城市自身的形象和"还绿于民"的思想,使城市公园从收费形式转向完全免费开放的形式,但是这种新兴的城市公园在社会的发展中面临着各种各样的问题。文中从现代城市开放式公园的规划和设计层面上提出一些更贴近大众日常生活,满足游人需求的设计手法。其中重点是从现代城市开放式公园的设计层面上来总结的,同时也融入了国内外优秀设计范例。

关键词：城市公园开放性设计