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Design and performance investigation of modified dual reflector parabolic trough collector with double planar mirrors

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Science China(Technological Sciences) 2024年第3期67卷 902-918页

作者： li Peijing liU TaiXiu QIN YuanLong li jichao liU QiBin School of Energy Powerand Mechanical EngineeringNorth China Electric Power University Beijing 226China Institute of Engineering Thermophysics Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Department of Thermal Science and Energy Engineering University of Science and Technology of ChinaHefei 230027China

In a typical parabolic trough collector(PTC), sunlight is concentrated at the bottom of the absorber tube. This concentrated solar flux leads to uneven heat distribution, resulting in high local temperatures and significant thermal stress on the absorber *** limitations have restricted the application of PTCs in solar thermochemistry and other fields and have impacted their safe operation. In this study, a new PTC with dual planar mirrors(DPMS) is proposed to homogenize the circumferential solar flux distribution of the absorber tube. A design method and single-objective optimization of the new PTC with a DPMS are proposed,and an uncertainty analysis of the operational and structural parameters is performed. A coupled light-heat-structure numerical model was developed to study the heat transfer performance and structural mechanical properties. The thermodynamic properties of the PTC with DPMS under different boundary conditions were analyzed. The results show that the circumferential temperature difference of the new PTC is within 2.6 K, and the circumferential thermal deformation is within 0.9 mm under typical working conditions(the inlet velocity of the heat transfer fluid is 3 m/s, inlet temperature is 573.15 K, and the direct normal irradiance is 1000 W/m^(2)). Compared with conventional PTCs, the circumferential temperature difference is reduced by 74%–90%, and the maximum thermal deformation along the y-axis is reduced by more than 95% under all working conditions(1–5 m/s, 373.5–675.15 K, 200–1000 W/m^(2)). The new PTC maintains the uniformity of the circumferential solar flux distribution for different operating parameters(sun incident angle of 0°–3°) and installation errors(±3 mm), is suitable for solar energy applications in various fields, and has the potential for large-scale applications.

关键词： solar thermal energy parabolic trough collector secondary reflector solar flux distribution optical optimization

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变电站系统抗震冗余性量化方法

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 72-79页

作者：李吉超尚庆学王涛中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室哈尔滨150080 清华大学土木工程系北京100084

为定量评价冗余性对变电站系统抗震性能的影响,提出了基于状态树方法的系统抗震冗余性分析方法.首先,在功能单元层面提出了冗余度、冗余效果指标、冗余系数的定义;其次,给出了系统冗余度的线性加权组合和非线性加权组合计算方法,将功能... 详细信息

为定量评价冗余性对变电站系统抗震性能的影响,提出了基于状态树方法的系统抗震冗余性分析方法.首先,在功能单元层面提出了冗余度、冗余效果指标、冗余系数的定义;其次,给出了系统冗余度的线性加权组合和非线性加权组合计算方法,将功能单元的冗余度和冗余系数进行集成;最后,建立了系统冗余度和冗余效果指标之间的关联模型.结果表明,变电站系统的抗震性能与其冗余度呈正相关性,系统冗余度-冗余效果指标模型可采用过原点直线表达,斜率为系统性能指标最大增量与系统最大冗余度的比值.母线单元具有汇集、分配电能的作用,对进线单元、变压器单元的冗余作用具有提升效果.采用线性加权和非线性加权组合计算方法时,变电站系统的最大冗余度分别为0.870和0.980,系统冗余度-冗余效果指标模型的斜率分别为0.698 9和0.618 1.

关键词：变电站系统抗震冗余性量化分析冗余度冗余效果指标冗余系数

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110 kV干式空心并联电抗器振动台试验与易损性研究

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防灾减灾工程学报 2024年第1期44卷 50-58页

作者：李吉超罗清宇张宏贺军李建赢中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 建筑安全与环境国家重点实验室北京101149 中国建筑科学研究院有限公司北京100013

电抗器是变电站的重要设备之一,上部线圈由底部陶瓷绝缘子支撑,整体尺寸大、重心高。由于结构形式的特殊性,其在地震作用下的动力响应较为复杂。本文对110 kV干式空心并联电抗器进行了振动台试验研究,通过白噪声测定了电抗器的自振频率... 详细信息

电抗器是变电站的重要设备之一,上部线圈由底部陶瓷绝缘子支撑,整体尺寸大、重心高。由于结构形式的特殊性,其在地震作用下的动力响应较为复杂。本文对110 kV干式空心并联电抗器进行了振动台试验研究,通过白噪声测定了电抗器的自振频率和阻尼比;在0.15g和0.5g人工地震动输入下,测量了电抗器关键部位的应变、加速度和位移响应,分析了电抗器在地震作用下的动力响应规律,探讨了电抗器的可能破坏模式,进一步计算了电抗器的地震易损性曲线。研究结果表明:电抗器的动力特性近似于单自由度体系,一阶自振频率为3.3 Hz,阻尼比为3.9%;电抗器在地震作用下的变形主要发生在绝缘子以及绝缘子-线圈连接部位,上部线圈可认为是刚体;与绝缘子相比,绝缘子-线圈连接部位的刚度较小,变形更集中,是电抗器的薄弱部位;0.15g人工地震动试验后,电抗器自振频率下降3.6%,0.5g人工地震动试验后,电抗器自振频率下降6.3%;根据绝缘子实测应变,考虑地震作用与其他荷载产生的总应力,电抗器的安全系数为2.14,仍然具有一定的安全储备;基于试验结果计算电抗器的地震易损性,抗震能力中值为0.965g,对数标准差为0.4。

关键词：干式电抗器振动台试验动力特性抗震性能变形模式易损性曲线

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多通道离散量在线监测模块的设计与实现

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仪表技术与传感器 2024年第4期 38-42页

作者：陈广周珂李吉超曹建虎济宁学院产业学院山东圣阳电源有限公司

随着工业领域电子设备集成度的不断提高,针对多类型、大数量离散量信号的实时监测需求,设计了基于FPGA与CPCI总线的多通道离散量在线监测模块。通过扩展多个传感器芯片并内嵌FPGA幅值计算程序,该模块可并行测量96路输入信号幅值。对外采... 详细信息

随着工业领域电子设备集成度的不断提高,针对多类型、大数量离散量信号的实时监测需求,设计了基于FPGA与CPCI总线的多通道离散量在线监测模块。通过扩展多个传感器芯片并内嵌FPGA幅值计算程序,该模块可并行测量96路输入信号幅值。对外采用CPCI总线通用接口,可在线更新检测参数,支持后走线,理论上可扩展实现任意数量离散量信号的在线监测,克服了传统离散量测试电路体积大、测量参数固定、信号通道少的问题。经过通道一致性、实时性、可靠性测试验证,该模块测量准确,性能稳定,能够满足测试设备小型化、集成化的使用要求。

关键词：多通道离散量实时在线监测幅值

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基于增量学习树模型的带钢精轧宽度预测

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锻压技术 2024年第2期49卷 152-160页

作者：王家亮王景成李继超西安工业大学电子信息工程学院陕西西安710012 上海交通大学自动化系上海200030

针对热轧带钢在轧制过程中出现的由于换辊或其他原因导致的精轧宽展预测模型不精准、热轧领域采集数据维度高和数据量大时训练时间长等问题,提出了一种面向工况漂移的基于增量学习树模型的带钢精轧宽度预测方法。首先,根据传统精轧机理... 详细信息

针对热轧带钢在轧制过程中出现的由于换辊或其他原因导致的精轧宽展预测模型不精准、热轧领域采集数据维度高和数据量大时训练时间长等问题,提出了一种面向工况漂移的基于增量学习树模型的带钢精轧宽度预测方法。首先,根据传统精轧机理模型得出变工况产生的原因和主要特征参数;然后,将在机理与数据层次上总结得到的有效数据特征作为预测模型的输入,采用增量学习方法建立宽展预测模型;最后,通过实验设计,在实际数据上将增量学习建立的树模型与其他机器学习模型在相同指标上进行对比。结果表明,提出的基于增量学习的树模型在宽展预测中拥有较高的预测精度和较低的运行时间。

关键词：热轧带钢精轧变工况自由宽展树的集成模型增量学习

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氧化石墨烯及其复合材料去除水体抗生素的研究进展

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生态环境学报 2024年第1期33卷 144-155页

作者：李丹怡黄显婷李继超李颖洁闫家普林慰北京师范大学自然科学高等研究院广东珠海519087 中国水产科学研究院南海水产研究所/农业农村部水产品加工重点实验室广东广州510300 北京师范大学珠海分校不动产学院广东珠海519087 聊城市政务服务综合受理中心山东聊城252000

由于具有优异的抗菌性,抗生素被广泛应用于医学领域和养殖行业。然而,近年来对抗生素大规模的使用和排放,在自然界造成了大量的累积,引发了一系列水环境污染问题,严重威胁生态系统安全和人类健康。因此,研发可去除水中过量抗生素的材料... 详细信息

由于具有优异的抗菌性,抗生素被广泛应用于医学领域和养殖行业。然而,近年来对抗生素大规模的使用和排放,在自然界造成了大量的累积,引发了一系列水环境污染问题,严重威胁生态系统安全和人类健康。因此,研发可去除水中过量抗生素的材料已成为当前环境领域的重要研究方向之一。氧化石墨烯(graphene oxide,GO)以其高比表面积、良好亲水性、耐酸碱性、制备简便、成本低廉等优势,成为了一种新兴的抗生素去除材料。该文首先概述了现有的GO及其复合材料分类制备方法,包括空间改造、共价键修饰和金属氧化物改性等。其次,综述了近年来GO及其复合材料在抗生素去除领域的应用、影响因素及作用机制。结果表明,基于吸附原理的GO复合材料吸附去除抗生素效果主要受溶液p H、共存离子、吸附剂投加量、抗生素类别及浓度等多种因素的影响,吸附机制主要包括静电相互作用、π-π相互作用、阳离子-π键作用和氢键作用等,通过引入元素、金属和有机化合物等手段可有效提高GO材料的吸附容量;基于光催化降解原理的抗生素去除过程中,光照条件是最重要影响因素,而其中关键活性物质包括光生空穴、羟基自由基和超氧自由基等,掺杂金属纳米粒子与半导体纳米材料等能够优化其光催化性能。最后,通过对GO及其复合材料制备过程、去除机理和应用场景的综合分析,指出其普适性不高、实际应用不足和环境毒性不明等现存问题,并提出未来应加强材料研发、产业应用和毒性效应评估等方面的研究展望。

关键词：氧化石墨烯复合材料抗生素吸附光催化降解去除机理

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基于分级气化的燃烧前CO_(2)捕集发电系统及性能分析

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动力工程学报 2024年第8期44卷 1253-1263,1297页

作者：李济超韩巍马文静叶旖茵金红光华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100190

为实现煤炭高效低碳化发电,提出了一种基于分级气化和化学回热的燃烧前CO_(2)捕集发电系统。该系统将煤气化过程解耦为600℃的热解过程和1400℃的气化过程,利用燃气轮机的排烟余热来驱动热解过程,此外利用合成气的显热驱动热解气重整。... 详细信息

为实现煤炭高效低碳化发电,提出了一种基于分级气化和化学回热的燃烧前CO_(2)捕集发电系统。该系统将煤气化过程解耦为600℃的热解过程和1400℃的气化过程,利用燃气轮机的排烟余热来驱动热解过程,此外利用合成气的显热驱动热解气重整。将新系统与参比系统进行热力学性能比较,分析了不同关键参数对新系统性能的影响。结果表明:在90%碳捕集率下,新系统的净发电效率、效率和度电CO_(2)排放量分别为39.97%、38.94%和85.27 g/(kW·h),相较于参考系统,分别提高了2.33个百分点、2.34个百分点和降低了5.27 g/(kW·h);新系统性能提升的主要原因在于其气化过程的不可逆损失大幅减少,为参比系统的62.13%;当气化温度为1200℃、水碳比为1.4、碳捕集率为80%时,系统净发电效率最高,可达41.3%;随着碳捕集率的增加,净发电效率及度电CO_(2)排放量均降低,其中度电CO_(2)排放量最低可达51.1 g/(kW·h)。

关键词：二氧化碳捕集煤气化效率净发电效率化学回热

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Network-based structure optimization method of the anti-aircraft system

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Journal of Systems Engineering and Electronics 2023年第2期34卷 374-395页

作者： ZHAO Qingsong DING Junyi li jichao li Huachao XIA Boyuan College of Systems Engineering National University of Defense TechnologyChangsha 410073China International Office of Cooperation and Exchanges National University of Defense TechnologyChangsha 410073China

The anti-aircraft system plays an irreplaceable role in modern combat. An anti-aircraft system consists of various types of functional entities interacting to destroy the hostile aircraft moving in high speed. The connecting structure of combat entities in it is of great importance for supporting the normal process of the system. In this paper, we explore the optimizing strategy of the structure of the anti-aircraft network by establishing extra communication channels between the combat ***, the thought of combat network model(CNM) is borrowed to model the anti-aircraft system as a heterogeneous network. Secondly, the optimization objectives are determined as the survivability and the accuracy of the system. To specify these objectives, the information chain and accuracy chain are constructed based on CNM. The causal strength(CAST) logic and influence network(IN) are introduced to illustrate the establishment of the accuracy chain. Thirdly, the optimization constraints are discussed and set in three aspects: time, connection feasibility and budget. The time constraint network(TCN) is introduced to construct the timing chain and help to detect the timing consistency. Then, the process of the multi-objective optimization of the structure of the anti-aircraft system is ***, a simulation is conducted to prove the effectiveness and feasibility of the proposed method. Non-dominated sorting based genetic algorithm-Ⅱ(NSGA2) is used to solve the multiobjective optimization problem and two other algorithms including non-dominated sorting based genetic algorithm-Ⅲ(NSGA3)and strength Pareto evolutionary algorithm-Ⅱ(SPEA2) are employed as comparisons. The deciders and system builders can make the anti-aircraft system improved in the survivability and accuracy in the combat reality.

关键词： anti-aircraft system optimization combat network model(CNM) causal strength(CAST)logic influence network(IN) time constraint network(TCN)

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糖类抗原125、人附睾蛋白4、癌胚抗原联合检测对上皮性卵巢癌的诊断价值

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妇儿健康导刊 2024年第10期3卷 99-102页

作者：李吉超王胜路山东省聊城市妇幼保健院检验科山东聊城252000

目的探讨糖类抗原125(CA125)、人附睾蛋白4(HE4)、癌胚抗原(CEA)联合检测对上皮性卵巢癌的诊断价值。方法选取2020年1月至2023年1月于聊城市妇幼保健院就诊的62例上皮性卵巢癌患者作为病例组,另选取同期80例健康体检女性作为对照组,检测... 详细信息

目的探讨糖类抗原125(CA125)、人附睾蛋白4(HE4)、癌胚抗原(CEA)联合检测对上皮性卵巢癌的诊断价值。方法选取2020年1月至2023年1月于聊城市妇幼保健院就诊的62例上皮性卵巢癌患者作为病例组,另选取同期80例健康体检女性作为对照组,检测CA125、HE4和CEA表达水平,并采用受试者工作特征曲线分析三者联合的诊断价值。结果病例组血清CA125、HE4及CEA水平均高于对照组(P<0.01)。Ⅲ~Ⅳ期血清CA125、HE4及CEA水平均高于Ⅰ~Ⅱ期(P<0.05)。血清CA125、HE4、CEA联合检测诊断上皮性卵巢癌的曲线下面积大于单项检测指标(P<0.05)。结论CA125、HE4、CEA联合检测对上皮性卵巢癌的诊断价值较高,临床可推广应用。

关键词：上皮性卵巢癌糖类抗原125 人附睾蛋白4 癌胚抗原诊断价值

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A deep reinforcement learning method for multi-stage equipment development planning in uncertain environments

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Journal of Systems Engineering and Electronics 2022年第6期33卷 1159-1175页

作者： liU Peng XIA Boyuan YANG Zhiwei li jichao TAN Yuejin College of Systems Engineering National University of Defense TechnologyChangsha 410073China

Equipment development planning(EDP)is usually a long-term process often performed in an environment with high *** traditional multi-stage dynamic programming cannot cope with this kind of uncertainty with unpredictable *** deal with this problem,a multi-stage EDP model based on a deep reinforcement learning(DRL)algorithm is proposed to respond quickly to any environmental changes within a reasonable ***,the basic problem of multi-stage EDP is described,and a mathematical planning model is ***,for two kinds of uncertainties(future capabi lity requirements and the amount of investment in each stage),a corresponding DRL framework is designed to define the environment,state,action,and reward function for multi-stage *** that,the dueling deep Q-network(Dueling DQN)algorithm is used to solve the multi-stage EDP to generate an approximately optimal multi-stage equipment development ***,a case of ten kinds of equipment in 100 possible environments,which are randomly generated,is used to test the feasibility and effectiveness of the proposed *** results show that the algorithm can respond instantaneously in any state of the multistage EDP environment and unlike traditional algorithms,the algorithm does not need to re-optimize the problem for any change in the *** addition,the algorithm can flexibly adjust at subsequent planning stages in the event of a change to the equipment capability requirements to adapt to the new requirements.

关键词： equipment development planning(EDP) multi-stage reinforcement learning uncertainty dueling deep Q-network(Dueling DQN)

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