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二极管箝位型三电平有源电力滤波器开路故障诊断的研究

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二极管箝位型三电平有源电力滤波器开路故障诊断的研究

作者：钱豪豪辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

有源电力滤波器（APF）以提高电能质量为目的,具备动态补偿电网谐波的能力,近年来得到越来越多的研究和应用。为提高APF设备运行的可靠性,以二极管箝位型三电平APF为研究对象,对其功率开关器件IGBT开路故障诊断进行了详细研究。本文将... 详细信息

有源电力滤波器（APF）以提高电能质量为目的,具备动态补偿电网谐波的能力,近年来得到越来越多的研究和应用。为提高APF设备运行的可靠性,以二极管箝位型三电平APF为研究对象,对其功率开关器件IGBT开路故障诊断进行了详细研究。本文将混杂理论中的混合逻辑动态建模理论引入到APF系统运行模式的分析中,利用辅助逻辑变量将控制变迁和条件变迁融合到系统的连续状态方程中,建立考虑IGBT开路故障的APF混合逻辑动态模型。在此基础上对系统的不同位置IGBT开路故障运行轨迹及输出特性进行描述和分析,根据系统输出特性将故障模型分解为若干故障子模型,并确定故障子模型切换条件,为开路故障诊断方法的提出提供基础。在故障建模分析的基础上,本文提出了两种适用于APF系统的开路故障诊断方法。第一种基于电流残差和O型开关注入的开路故障诊断方法,利用混合逻辑动态模型构造系统状态电流残差方程,在α-β坐标系下提取状态残差信息,初步确定故障相及故障桥臂,进一步利用在O型开关状态下故障桥臂外侧和内侧IGBT开路故障所表现的不同电流残差特性对故障进行精准定位。第二种基于线电压误差标准化的开路故障诊断方法,利用系统在故障子模式运行状态下产生的标准化线电压误差值作为故障诊断变量对故障进行诊断和定位,消除共模电压的干扰,使算法独立于直流母线电压;采用阈值比较和时间长度的双重标准消除估计误差、开关延时等造成的误诊断。所提出的两种故障诊断算法,充分利用APF系统正常运行时所需的电气采样量,均无需额外添加硬件设备。同时分析验证了所提出的故障诊断算法在网侧电压畸变扰动、负载侧瞬态突变下的稳定性问题,比较了所提出的算法与同类算法的性能评价指标,突出所提出算法的优势。对三电平APF进行开路故障诊断研究的同时,对APF的控制策略也进行了研究,进一步对采用的控制策略及所提出的故障诊断方法进行了仿真与实验验证。该论文有图46幅,表18个,参考文献90篇。

关键词：有源电力滤波器三电平混合逻辑动态模型电流残差线电压误差故障诊断

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基于多源数据融合方法的龙卷风切向速度预测

力学季刊 2024年第2期 338-349页

作者：胡传新聂豪钱帮虎管文松李功文赵林武汉科技大学城市建设学院武汉科技大学城市更新湖北省工程研究中心中交公路规划设计院有限公司中南建筑设计院股份有限公司同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室

龙卷风具有作用范围小、持续时间短、作用强度大的特点，是自然灾害中破坏力最大的灾害之一．受限于龙卷风危险性及发生发展时空随机性，现场实测数据过于稀缺且难以收集近地面区域风场数据．鉴于此，提出了基于神经网络模型的数据融合... 详细信息

龙卷风具有作用范围小、持续时间短、作用强度大的特点，是自然灾害中破坏力最大的灾害之一．受限于龙卷风危险性及发生发展时空随机性，现场实测数据过于稀缺且难以收集近地面区域风场数据．鉴于此，提出了基于神经网络模型的数据融合方法，实现不同来源风场数据的融合，并对模型预测效果及泛化能力进行验证．在此基础上，对龙卷风切向速度场进行了预测．研究表明：在低涡流比龙卷风预测中，实测数据的驱动模型平均误差在35%以上，而采用数据融合驱动模型平均误差为14%以下，表明融合模型具有较好的预测精度．在高涡流比龙卷风预测中，实测数据驱动模型平均误差在28%左右，而数据融合驱动模型平均误差在10%以下，表明数据融合模型在预测高涡流比时仍保持较高精度，具有较好泛化性．融合模型重构的低涡流比风场涡核为破裂状，高涡流比风场核心区域风速明显增加，且近地面风速覆盖范围增加．该模型能获取近地面及涡核中心附近处的风场数据，同时提高了龙卷风风场空间分辨率，为龙卷风环境下结构抗风实践提供重要支撑．

关键词：龙卷风多源数据神经网络数据融合风场预测

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多纹钱蝶鱼溃疡病病原的分离鉴定及药敏试验

大连海洋大学学报 2024年第3期 392-401页

作者：阙莉文杨林狄涂祖豪蔡双虎黄郁葱简纪常广东海洋大学水产学院广东省水产动物病害防控与健康养殖重点实验室水产经济动物病害控制广东省普通高等学校重点实验室

为研究2023年广西壮族自治区钦州湾网箱养殖多纹钱蝶鱼（Selenotoca multifasciata）发生溃疡病的原因，从患病多纹钱蝶鱼的肝、脾和肾组织中分离纯化出优势菌株，并对其进行形态学观察、生理生化特性鉴定、16S rRNA与dnaJ基因序列测序... 详细信息

为研究2023年广西壮族自治区钦州湾网箱养殖多纹钱蝶鱼（Selenotoca multifasciata）发生溃疡病的原因，从患病多纹钱蝶鱼的肝、脾和肾组织中分离纯化出优势菌株，并对其进行形态学观察、生理生化特性鉴定、16S rRNA与dnaJ基因序列测序分析、毒力基因检测、人工感染试验及药敏试验。结果表明：分离获得的优势菌在TCBS平板上形成黄色、圆形的光滑菌落，在TSA平板上形成乳白色微凸圆润菌落；生理生化特征分析显示，菌株为β溶血的革兰氏阴性菌，可发酵葡萄糖、蔗糖、甘露糖和阿拉伯糖，V-P试验呈阳性；基于16S rRNA和dnaJ基因序列构建的系统发育树显示，3株优势菌均与鳗弧菌（Vibrio anguillarum）聚为一支，综合鉴定表明菌株QZ991、QZ992和QZ993均为鳗弧菌；毒力基因检测显示，3株优势菌均携带virA、vah1、virC、empA、angM、flaA和ompU 7种毒力基因；人工感染试验显示，QZ991、QZ992和QZ993对多纹钱蝶鱼的半致死浓度(LD50)分别为5.10×10～5、4.33×10～5、2.45×10～6 CFU/mL;药敏试验显示，3株优势菌均对多粘菌素B、庆大霉素、四环素类、喹诺酮类和多数头孢烯类等多种抗菌药物敏感；组织病理切片观察发现，患病多纹钱蝶鱼多脏器发生了不同程度的损伤，主要表现为充血、出血、坏死和炎性细胞浸润等。研究表明，鳗弧菌为广西钦州湾地区多纹钱蝶鱼溃疡病的病原，对多纹钱蝶鱼具有较强的致病性，并具有一定的耐药性，建议交替使用水产用多西环素和恩诺沙星进行治疗。

关键词：多纹钱蝶鱼鳗弧菌分离鉴定毒力基因药敏试验

富硅磁改性生物质炭的制备及其对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)复合污染水体的吸附机制

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环境科学 2024年

作者：田欣孙淇陈瑶王佳豪叶正钱赵科理吴骥子浙江农林大学环境与资源学院浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室

镉(Cd)和砷(As)往往共存于矿区周边的水体及农田土壤中，由于二者化学行为相反，难以同时对其进行去除. 因此，通过制备得到了一种新型富硅磁改性生物质炭(SMB)材料，用于同时吸附水体中的镉(Cd)和砷(As).试验首先通过共沉淀法制备得到... 详细信息

镉(Cd)和砷(As)往往共存于矿区周边的水体及农田土壤中，由于二者化学行为相反，难以同时对其进行去除. 因此，通过制备得到了一种新型富硅磁改性生物质炭(SMB)材料，用于同时吸附水体中的镉(Cd)和砷(As).试验首先通过共沉淀法制备得到磁铁矿与生物质的混合物，将其与3种不同类型的硅酸盐(Na2SiO3、CaSiO3和SiO2)混合，而后在不同温度下(300、500和700℃)进行热解得到复合材料，通过复合吸附试验确定最佳制备条件. 最后通过单吸附质及复合吸附质体系吸附试验，系统研究初始pH、吸附时间、初始浓度和添加顺序对SMB吸附Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的影响，并结合SEM、FT-IR和XRD等表征分析阐明吸附机制. 结果表明，在700 ℃下热解含5% CaSiO3的生物质-磁铁矿混合物制备得到的材料对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的吸附效果最佳，在初始浓度分别为30 mg·L-1和10 mg·L-1的Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)溶液中，去除率分别达到了92.04%和60.59%. SEM、FT-IR、XRD和BET等表征结果证实，SMB不仅具有较大的比表面积和丰富的官能团结构，还具有一定磁力特性；在单元素吸附试验中，Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的最佳吸附pH均为6，分别在1 h和8 h达到吸附平衡，准二级动力学模型更好地拟合了SMB对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的吸附过程. 复合吸附体系中，Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的最佳吸附pH为7. 复合体系等温吸附试验结果表明，Freundlich模型更好地拟合了材料对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的等温吸附过程，且元素之间存在协同和拮抗效应. SMB对As(Ⅲ)与Cd(Ⅱ)吸附的过程中能在铁氧化物表面形成A型与B型三元表面络合物，其中A型三元表面络合物的形成能大幅提高材料对As(Ⅲ)的吸附能力，但由于共存体系下材料优先吸附了As(Ⅲ)，因此，As(Ⅲ)与Cd(Ⅱ)同时存在时协同作用主要由静电作用、共沉淀以及B型三元表面络合物的形成所控制. 拮抗效应则是由于两种重金属元素竞争羟基结合位点所致. 综上所述，SMB材料对水体中的Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)均具有较好的吸附效果，可用于高效修复Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)复合污染水体.

关键词：改性生物质炭水体修复重金属吸附机制协同作用

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高分辨血管成像与定量方法研究进展（特邀）

激光与光电子学进展 2024年第2期 397-414页

作者：刘翊婕王春承孟佳钱书豪周凌熙陈灵美刘智毅浙江大学光电科学与工程学院

主要综述高分辨血管成像技术及其在生物医学领域中的应用，侧重评述适用于高分辨血管图像的定量表征方法。血管图像定量表征主要包括3个步骤：图像预处理、血管图像重建及定量特征获取、定量参数的统计学分析。同时，对每个步骤中所涉... 详细信息

主要综述高分辨血管成像技术及其在生物医学领域中的应用，侧重评述适用于高分辨血管图像的定量表征方法。血管图像定量表征主要包括3个步骤：图像预处理、血管图像重建及定量特征获取、定量参数的统计学分析。同时，对每个步骤中所涉及的算法流程、准确性评估及后续算法的优化方向进行详尽的阐述。此外，探讨多种血管和血流参数所反映的生物学信息在临床上的参考意义，并结合具体的疾病场景，介绍多参数分析模型在区分不同疾病发展阶段方面的能力。本文的阐述不仅体现了高分辨血管成像技术及定量表征方法的潜在价值，也展示了它们在推进生物医学基础研究和临床诊断等方面的光明前景。

关键词：医学和生物成像高分辨成像血管造影层析成像图像处理定量表征参数分析

某大极孔比复合材料壳体结构设计及承压力学特性研究

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固体火箭技术 2024年第2期47卷 262-268页

作者：金书明钱家豪林天一李德华许辉郑庆上海航天动力技术研究所上海201109

通过开展某大极孔比固体火箭发动机复合材料壳体结构设计及水压试验研究,探究了其在内压载荷作用下的力学行为。采用CADWind进行缠绕线型规划及铺层设计,实现壳体的高保真有限元建模,根据复合材料渐进损伤原理(特性)分析了壳体承压性能... 详细信息

通过开展某大极孔比固体火箭发动机复合材料壳体结构设计及水压试验研究,探究了其在内压载荷作用下的力学行为。采用CADWind进行缠绕线型规划及铺层设计,实现壳体的高保真有限元建模,根据复合材料渐进损伤原理(特性)分析了壳体承压性能,揭示了壳体大极孔端的失效机理,并通过水压爆破试验验证计算模型的准确性。结果表明,通过CADWind进行线型、铺层设计能有效支撑大极孔比壳体缠绕成型,壳体的铺层厚度、角度输出数据与实物更加吻合,可进一步提高有限元建模精度;其次,基于Hashin失效判据的渐进损伤失效分析方法实现了壳体的破坏位置、失效模式以及爆破压强的准确预测;最终,壳体计算爆破压强20.3 MPa,试验爆压19.5 MPa,计算误差4.6%,筒段应变计算结果与实测值基本吻合。

关键词：固体火箭发动机复合材料壳体大极孔比铺层设计渐进损伤

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连续热镀锌立式炉内锌蒸汽扩散规律与结构优化研究

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热加工工艺 2024年

作者：董子豪李月发钱风光王林建郑海薇豆瑞锋北京科技大学能源与环境工程学院宝钢工程技术集团有限公司轧钢事业部宝钢日铁汽车板有限公司

在带钢连续热镀锌立式炉中,炉鼻子内锌蒸汽会凝结形成锌灰。建立了锌蒸汽的扩散模型,预测了锌蒸汽的迁移特性,并通过文献进行模型验证。在此基础上,对比了炉鼻子内三种结构改进方案情况下的锌蒸汽浓度(挡板、抽气及同时布置两种装置),... 详细信息

在带钢连续热镀锌立式炉中,炉鼻子内锌蒸汽会凝结形成锌灰。建立了锌蒸汽的扩散模型,预测了锌蒸汽的迁移特性,并通过文献进行模型验证。在此基础上,对比了炉鼻子内三种结构改进方案情况下的锌蒸汽浓度(挡板、抽气及同时布置两种装置),并对比了不同抽气量下的改进效果。结果表明,三种改进工况都能有效减少锌蒸汽在退火炉内的扩散。其中,同时布置挡板和抽气装置的效果最好。随着抽气流量的增加,炉内锌蒸汽浓度呈现先减小后逐渐平稳的趋势。本文得到的结论能够为锌蒸汽在立式炉内的扩散趋势提供指导,并能定量评估改进炉鼻子区域结构后的效果。

关键词：热镀锌锌灰带钢炉鼻子锌灰沉积

砂质辫状河沉积演化机制与沉积构型模式——定量化水槽沉积模拟实验研究

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沉积学报 2024年

作者：冯文杰曹荆楚张昌民钱其豪张涛雷涛周志成长江大学地球科学学院中国石油勘探开发研究院中国石油大港油田采油四厂中石化华北油田分公司勘探开发研究院

【目的】砂质辫状河沉积过程中，辫状水道频繁、快速且持续变迁，导致辫状河沉积体内部最终保存的心滩和辫状水道均遭受严重侵蚀改造，表现为形态破碎、规模偏小且定量关系模型不明，传统的砂质辫状河沉积模式无法有效指导地下储层表征... 详细信息

【目的】砂质辫状河沉积过程中，辫状水道频繁、快速且持续变迁，导致辫状河沉积体内部最终保存的心滩和辫状水道均遭受严重侵蚀改造，表现为形态破碎、规模偏小且定量关系模型不明，传统的砂质辫状河沉积模式无法有效指导地下储层表征。为明确砂质辫状河沉积演化机制，构建可靠的沉积构型模式与定量规模关系模型，采用水槽实验开展沉积过程模拟、测绘及定量化解剖。【方法】通过水槽实验，在固定边界条件限制下，模拟砂质辫状河形成与演化过程，利用激光扫描仪按固定时间间隔获取实验地貌形态数据并精确重构模拟辫状河三维沉积构型模型，进一步开展沉积演化机制分析、沉积构型解剖及构型单元定量规模与关系模型构建。【结果与讨论】（1）砂质辫状河沉积初期，沉积物顺流发生底床搬运并形成初始心滩，分散水流受阻汇集成水道并进一步形成朵状初始心滩，随后辫状水道改造初始心滩并逐步形成稳定的水道网络与心滩格局；（2）在辫状河形成后，辫状水道与心滩持续协同演化，主要存在三种演化机制，包括辫状水道侧积主导心滩侧向增生、辫状水道废弃充填并与心滩叠合、辫状水道汇水床刷导致下游心滩重塑；（3）模拟过程中，心滩通常在1～6个模拟期次内形成并持续生长至最大规模，随后在3～8个模拟期次内遭受连续侵蚀而规模减小，最终仅约36%的区域得以保存；（4）模拟结束后，辫状河沉积体内部以辫状水道沉积为主，其占比约57.9%，可分为复杂叠切水道、下切水道、孤立水道，心滩多遭受水道侵蚀改造，其规模较小、形态破碎；（5）最终保存的沉积体内部，辫状水道平均宽厚比为14.1，其内部增生体宽厚比为13.7，心滩宽厚比为19.8，其内部增生体宽厚比为25.4。【结论】该研究明确了砂质辫状河沉积体在辫状水道网络持续、高强度侵蚀改造后形成的复杂沉积构型样式，建立了内部构型单元定量规模与关系模型，为地下储层表征提供了更贴近地质实际的定量化沉积构型模式。

关键词：砂质辫状河定量化水槽实验沉积演化沉积构型定量规模与关系模型

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高分辨血管成像与定量方法研究进展(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第2期61卷 377-394页

作者：刘翊婕王春承孟佳钱书豪周凌熙陈灵美刘智毅浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027

主要综述高分辨血管成像技术及其在生物医学领域中的应用,侧重评述适用于高分辨血管图像的定量表征方法。血管图像定量表征主要包括3个步骤:图像预处理、血管图像重建及定量特征获取、定量参数的统计学分析。同时,对每个步骤中所涉及的... 详细信息

主要综述高分辨血管成像技术及其在生物医学领域中的应用,侧重评述适用于高分辨血管图像的定量表征方法。血管图像定量表征主要包括3个步骤:图像预处理、血管图像重建及定量特征获取、定量参数的统计学分析。同时,对每个步骤中所涉及的算法流程、准确性评估及后续算法的优化方向进行详尽的阐述。此外,探讨多种血管和血流参数所反映的生物学信息在临床上的参考意义,并结合具体的疾病场景,介绍多参数分析模型在区分不同疾病发展阶段方面的能力。本文的阐述不仅体现了高分辨血管成像技术及定量表征方法的潜在价值,也展示了它们在推进生物医学基础研究和临床诊断等方面的光明前景。

关键词：医学和生物成像高分辨成像血管造影层析成像图像处理定量表征参数分析