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具有共谐振支路的定频倍压型宽增益LLC谐振变换器

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电网技术 2024年第4期48卷 1681-1689页

作者：郭泓展潘健熊嘉鑫湖北工业大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430068 东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

宽增益和高性能是LLC谐振变换器应用于电动汽车、可再生能源系统等领域的关键,而传统变频控制下存在开关频率范围宽、电压调节性能差的问题。为此,基于倍压整流结构提出一种共谐振支路的改进型拓扑,设计了定频变占空比的调制策略。首先... 详细信息

宽增益和高性能是LLC谐振变换器应用于电动汽车、可再生能源系统等领域的关键,而传统变频控制下存在开关频率范围宽、电压调节性能差的问题。为此,基于倍压整流结构提出一种共谐振支路的改进型拓扑,设计了定频变占空比的调制策略。首先给出了变换器的拓扑介绍及工作原理;其次根据增益特性分析了电感比和品质因数对增益的影响,根据零电压导通(zero voltage conduction,ZVS)条件对参数进行了约束;最后比较了变换器性能。仿真及实验表明,该变换器可实现宽输出电压调节,具有良好的软开关性能。相比于传统变频控制,始终工作在最佳谐振频率点,电路中循环电流小。

关键词：谐振变换器宽电压共谐振定频软开关

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玻璃纤维板阵列增多层吸波复合结构

Journal of Central South University 2024年第2期31卷 384-398页

作者：麻晢乂培黎嘉乐姜超 Powder Metallurgy Research Institute Central South UniversityChangsha 410083China State Key Laboratory of Powder Metallurgy Central South UniversityChangsha 410083China

本文将电路模拟吸波阵列与玻璃纤维介质板(FEPL)阵列结合,采用真空热压成型工艺制备了一种具有超宽带强吸波性能的多层复合结构。整个FEPL阵列复合结构的表面密度约为2.4 kg/m^(2),厚度约为10.0 mm。仿真和测量结果均表明,FEPL阵列可以... 详细信息

本文将电路模拟吸波阵列与玻璃纤维介质板(FEPL)阵列结合,采用真空热压成型工艺制备了一种具有超宽带强吸波性能的多层复合结构。整个FEPL阵列复合结构的表面密度约为2.4 kg/m^(2),厚度约为10.0 mm。仿真和测量结果均表明,FEPL阵列可以明显改善吸波结构的斜入射角的稳定性,提高电磁吸收率,拓宽吸收带宽。在斜入射角40°~60°范围内,FEPL阵列显著提高了吸波复合结构的吸收性能,同时将相对带宽(FBW)拓宽了约9.1%;此外,它还将复合吸波结构正入射角的平均反射系数从−14.4 dB降低到了−25.7 dB,降低了约11.3 dB。本文所提出的玻璃纤维板阵列增多层吸波复合结构性能优异,制备工艺简单,适合实际工程应用。

关键词：超宽带微波吸收复合材料玻璃纤维板阵列电路模拟吸波体

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氮掺杂分级孔道碳的制备及其锌离子储能特性

中国有色金属学报 2024年第6期34卷 1871-1883页

作者：王甜俞娟谢雨琪彭嘉鑫赵俊楷西安建筑科技大学冶金工程学院陕西省冶金工程技术研究中心西安710055

本文选用生物质材料荷花花粉作为碳源,以不同比例的ZnCl_(2)作为活化剂,采用超声分散、一步碳化活化、高能珠磨等工艺制备出具有天然球形分级孔道结构的生物质衍生多孔碳材料(LPC),通过将其作为水系锌离子电容器(AZIC)的正极材料进行形... 详细信息

本文选用生物质材料荷花花粉作为碳源,以不同比例的ZnCl_(2)作为活化剂,采用超声分散、一步碳化活化、高能珠磨等工艺制备出具有天然球形分级孔道结构的生物质衍生多孔碳材料(LPC),通过将其作为水系锌离子电容器(AZIC)的正极材料进行形貌结构及电化学性能研究。结果表明:ZnCl_(2)和花粉的最佳活化质量比为2∶1,此时LPC的比表面积为1516 m^(2)/g,并表现出了最佳的充放电特性。在0.1 A/g的电流密度下,LPC首次放电比容量达到了69.9 mA·h/g;在5 A/g的电流密度下循环1450圈后的容量保持率为79.9%。这些性能的改善主要归因于LPC的大比表面积、丰富的天然分级孔道结构及氮、氧原子掺杂特性,为Zn^(2+)提供快速的扩散路径及大量的电化学活性位点,诱导其产生了额外的赝电容。

关键词：锌离子电容器花粉多孔碳氮掺杂

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采动影响下底板岩体及巷道破坏时空演化特征分析

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煤炭科学技术 2024年第4期52卷 302-313页

作者：赵庆冲涂敏付宝杰张向阳党嘉鑫安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001

明确工作面底板采动应力分布规律,实现采动影响下底板岩体及巷道破坏程度的精准把握,能有效防止底板巷道的变形失稳。为此,根据极限平衡理论,构建煤岩体超前采动应力力学模型,获得支承压力扰动阶段和采空区卸压阶段底板岩体的力学分布规... 详细信息

明确工作面底板采动应力分布规律,实现采动影响下底板岩体及巷道破坏程度的精准把握,能有效防止底板巷道的变形失稳。为此,根据极限平衡理论,构建煤岩体超前采动应力力学模型,获得支承压力扰动阶段和采空区卸压阶段底板岩体的力学分布规律,并基于压剪破坏准则及岩体卸荷损伤机制,得到底板岩体及巷道围岩破坏时空演化特征,进一步采用数值模拟进行可靠性验证。结果表明:采高增大,工作面前方煤体塑性区范围增大,超前支承压力集中系数减小;超前采动支承压力越大,底板岩体内主应力差越小,莫尔应力圆半径小,对底板的影响强度减弱,具体表现为底板岩体压剪破坏深度的减小;卸荷后底板岩体受力状态相同,岩体卸荷起点的增大,卸荷量增加,卸荷张拉破坏加剧,底板岩体塑性区呈“马鞍形”;推进过程中巷道围岩塑性区发生由“椭圆形”−“蝶形”−“竖直椭圆形”时空演化特征,采动支承应力越大,巷道破坏越严重,破坏主要集中在顶板及肩角位置。设计初采高度为3.5 m,通过布设光纤测试系统,得到采动过程中底板岩体及巷道随工作面推进变形与破坏的时空演化规律,测得底板岩体破坏深度最大为16.7 m,巷道围岩破坏深度最大为5.2 m,巷道围岩体在整个监测期间内保持稳定,没有发生破坏性影响,满足生产安全需求。

关键词：底板破坏巷道塑性区卸荷时空演化光纤测试

外加电流阴极保护对碳纤维织物增强海水海砂水泥基复合材料板导电性能的影响机制

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复合材料学报 2024年

作者：洪嘉鑫张大伟陶冶王之刘嘉荣浙江大学结构工程研究所

碳纤维织物增强水泥基复合材料(CFRCM)因兼具外加电流阴极保护(ICCP)、结构加固修复(SS)和结构健康监测(SHM)的多功能特性而受到关注，但目前ICCP对海水海砂CFRCM板导电性能的影响机制研究还很不足。本研究通过普通砂浆和海水海砂砂浆... 详细信息

碳纤维织物增强水泥基复合材料(CFRCM)因兼具外加电流阴极保护(ICCP)、结构加固修复(SS)和结构健康监测(SHM)的多功能特性而受到关注，但目前ICCP对海水海砂CFRCM板导电性能的影响机制研究还很不足。本研究通过普通砂浆和海水海砂砂浆制备的CFRCM板开展模拟ICCP试验，探究了ICCP作用对CFRCM导电性能的影响规律和作用机制。结果表明：CFRCM的电阻随电量密度的增大先线性增长而后快速增长，海水海砂砂浆CFRCM进入快速增长阶段所需的电量密度约为13×105～15×105C/m2，大于普通砂浆CFRCM所需的6×105～8×105C/m2；材料的不均匀性使CFRCM存在导电性能劣化薄弱点，并将影响整体电阻变化；海水海砂环境对于减缓ICCP对碳纤维材料性能的劣化有积极的作用。同时基于试验结果和通电参数，建立了ICCP下CFRCM的电阻预测模型，计算得到海水海砂砂浆CFRCM经ICCP通电后服役期间内能够承受的最大电量密度为23.21×105C/m2，高于普通砂浆CFRCM的17.21×105C/m2，表明含氯环境可以有效延长CFRCM的电学使用寿命。本研究为推动兼具多功能特性的CFRCM的应用打下基础，同时有助于促进海水海砂资源化利用。

关键词： CFRCM ICCP-SS 海水海砂导电性能预测模型

动载冲击煤样压–拉渐进破坏特征与能量演化试验研究

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岩石力学与工程学报 2024年

作者：党嘉鑫涂敏张向阳赵庆冲安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室

岩层运动和开采扰动加快了深部煤层的裂隙发育和剥落，易导致动力灾害，其中煤层饱水前后动力学性质有所差异，整体失稳破坏程度也有所不同。为探究不同冲击气压下自然状态煤样和饱水煤样的动力学破坏特征，以唐家会煤矿61304工作面裂... 详细信息

岩层运动和开采扰动加快了深部煤层的裂隙发育和剥落，易导致动力灾害，其中煤层饱水前后动力学性质有所差异，整体失稳破坏程度也有所不同。为探究不同冲击气压下自然状态煤样和饱水煤样的动力学破坏特征，以唐家会煤矿61304工作面裂隙水和老空水对煤体强度的影响为背景，原煤样和饱和水煤样为研究对象，进行霍普金森压杆(SHPB)试验，探究动载冲击下煤样压–拉渐进破坏过程中位移、应变、能量耗散和破碎程度4种指标的变化过程。试验结果表明：(1)煤样裂纹呈现出“发育–贯通–破坏”的渐进变化，大致可分为起裂、裂纹发育、裂纹贯通和最终破坏四个阶段；受水的软化作用，煤样饱水后裂纹发育长度减缓，但裂纹交错的密度和破碎程度较高，且动态抗压强度相较于原煤样数值偏低。(2)煤样的能量演化大致可分为压缩吸能、吸能耗散和能量耗散三个阶段，不同冲击气压(0.3,0.5和0.7 MPa)，原煤样的耗散能从24.13J增加至39.71J，增加约15.58J，而饱水煤样的耗散能从7.31J增加至31.61J，增加约24.3J，但原煤样的透射能波动相对平稳(5.06～6.31J)，而饱水煤样透射能的增加程度较大，从0.3 MPa的1.32 J增加至0.7 MPa的9.39 J。(3)煤样的破碎程度随气压的增加而增大，宏观上呈现出颗粒和粉末的破碎特征，煤样饱水后其破碎程度进一步升高；气压较小时(0.3和0.5 MPa)，煤样是否饱水其分形维数差别很小，当气压升高至0.7 MPa，饱水煤样的分形维数要高于原煤样14.66%，其破碎后的颗粒度相较于原煤样波动更大。(4)不同冲击气压下煤样压–拉渐进破坏特征试验研究是煤体裂纹扩展传播计算的试验基础，试验总结并归纳了煤样饱水前后4种指标变化特征的差异性，为唐家会煤矿61304工作面顶板旋转下沉和砂岩裂隙水共同作用下煤体的碎裂特征提供一定的参考。

关键词：采矿工程霍普金森杆动力学特征能量耗散数字图像相关法分形维数

响应面分析翅片参数对含内热源封闭腔内对流-辐射耦合传热特性的影响

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兵器装备工程学报 2024年第2期45卷 117-127页

作者：第五嘉玮王烨胡润鑫兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 兰州交通大学铁道车辆热工教育部重点实验室兰州730070

为研究内置翅片参数对含内热源封闭腔内自然对流-辐射耦合传热的影响,在是否考虑内壁面辐射效应的基础上,对不同翅片单参数下腔内传热能力进行了数值分析对比,并就翅片多参数交互作用对腔内对流-辐射耦合传热效果的影响进行了响应面分... 详细信息

为研究内置翅片参数对含内热源封闭腔内自然对流-辐射耦合传热的影响,在是否考虑内壁面辐射效应的基础上,对不同翅片单参数下腔内传热能力进行了数值分析对比,并就翅片多参数交互作用对腔内对流-辐射耦合传热效果的影响进行了响应面分析。结果表明:一定强度的壁面辐射有利于改善热源表面和冷壁面的对流换热效果。壁面辐射使得翅片附近的冷壁面局部Nu数波动程度有所增强,冷壁面平均Nu数相比无翅片工况最高提升了16.74%;无论是否考虑辐射,翅片单参数变化,翅片长度l对热源表面平均Nu数的影响最为显著,最优翅片单参数均依次为:θ=120°、l=0.02H、a=0.75H,考虑辐射对应的热源表面平均Nu数提升率η更高,分别为10.15%、11.03%、10.48%;引入响应面优化法,分析得出翅片长度与安装高度的交互作用对热源表面平均Nu数影响最显著,腔内对流-辐射耦合传热效率最高的翅片参数组合为:θ=117.94°,l=0.023H,a=0.734H,此时,热源表面平均Nu数为26.50,相比无翅片工况提升了13.15%。所得翅片参数影响规律及多目标优化结果反映各因素交互作用显著度的同时,也为改善工业装置封闭空间内发热元件对流冷却效果提供了理论指导。

关键词：封闭腔对流-辐射耦合传热多参数优化响应面法数值模拟

频率安全约束下受端电网直流最大传输容量评估

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电网技术 2024年

作者：吴思嘉李鸿鑫文云峰程维杰深圳供电局有限公司湖南大学电气与信息工程学院

高比例新能源和大容量直流馈入使受端电网同步电源开机容量持续下降，系统惯量支撑和一次调频能力弱化，频率安全问题日益凸显。在规划和运行中，有必要纳入频率安全约束，分析受端电网可承载的直流最大传输容量(Total Transfer Capacit... 详细信息

高比例新能源和大容量直流馈入使受端电网同步电源开机容量持续下降，系统惯量支撑和一次调频能力弱化，频率安全问题日益凸显。在规划和运行中，有必要纳入频率安全约束，分析受端电网可承载的直流最大传输容量(Total Transfer Capacity， TTC)。为有效平衡清洁能源消纳和频率安全风险防控双重目标，计及施加快速频率控制的电化学储能、风电等多元异质资源，构建了一种考虑频率安全约束的受端电网直流最大传输容量评估模型，通过优化开机方案和多类型资源出力，求取满足各时段预想故障频率指标要求的直流TTC。针对暂态频率偏差约束的高度非线性特征，采用一种融合自适应分段和自适应合并策略的拟合方法对其进行线性化处理。基于改进的IEEE RTS-79系统开展算例分析，验证了所提模型和方法的有效性。

关键词：最大传输容量直流频率安全惯量支撑一次调频受端电网

基于图像提取与修复的计算机辅助古画印章分析

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：林馨怡吴泓嘉袁稚庭张宏鑫陈为浙江大学艺术与考古图像数据实验室浙江大学计算机辅助设计与图形系统全国重点实验室

印章的比对分析在历史研究、人文考古等领域有着巨大的意义. 传统印章分析依赖于专家长期积累的领域知识，并需要人工在来源广泛的印章中进行比对，效率低下且极其耗费人力. 针对该问题，与人文领域专家深度合作，提出一种古画印章... 详细信息

印章的比对分析在历史研究、人文考古等领域有着巨大的意义. 传统印章分析依赖于专家长期积累的领域知识，并需要人工在来源广泛的印章中进行比对，效率低下且极其耗费人力. 针对该问题，与人文领域专家深度合作，提出一种古画印章的自动提取与修复方法，实现高精度的完整印章批量抠取与修复; 通过互联网获取的1762幅古画作品及其中的印章构建数据集，从印章整体、局部、关联特征等信息构建印章画像; 设计可视分析系统对印章进行了多角度整合呈现，帮助领域专家在大量印章数据中对特定印章进行比对分析. 与传统人工分析相比，该方法极大程度地提高了专家的工作效率. 两个案例研究证实了所提方法与系统的有效性，在专家访谈中得到了积极反馈.

关键词：图像提取修复印章比对分析视图