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Optimization Design of the Multi-Layer Cross-Sectional Layout of An Umbilical Based on the GA-GLM

China Ocean Engineering 2024年第2期38卷 247-254页

作者： YANG Zhi-xun YIN Xu FAN Zhi-rui YAN Jun LU Yu-cheng SU Qi mao yandong WANG Hua-lin Institute of marine machinery College of Mechanical and Electrical EngineeringHarbin Engineering UniversityHarbin 150001China State Key Laboratory of Structural Analysis Optimization and CAE Software for Industrial EquipmentDepartment of Engineering MechanicsDalian University of TechnologyDalian 116024China Ningbo Institube of Dalian University of Technology Ningbo 315040China

Marine umbilical is one of the key equipment for subsea oil and gas exploitation,which is usually integrated by a great number of different functional components with *** layout of these components directly affects manufacturing,operation and storage performances of the *** the multi-layer cross-sectional layout design of the umbilical,a quantifiable multi-objective optimization model is established according to the operation and storage *** the manufacturing factors,the multi-layering strategy based on contact point identification is introduced for a great number of functional ***,the GA-GLM global optimization algorithm is proposed combining the genetic algorithm and the generalized multiplier method,and the selection operator of the genetic algorithm is improved based on the steepest descent *** algorithm is used to find the optimal solution in the global space,which can converge from any initial layout to the feasible layout *** feasible layout solution is taken as the initial value of the generalized multiplier method for fast and accurate ***,taking umbilicals with a great number of components as examples,the results show that the cross-sectional performance of the umbilical obtained by optimization algorithm is better and the solution efficiency is ***,the multi-layering strategy is effective and *** design method proposed in this paper can quickly obtain the optimal multi-layer cross-sectional layout,which replaces the manual design,and provides useful reference and guidance for the umbilical industry.

关键词： umbilical cross-sectional layout multi-layers GA-GLM optimization

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基于神经网络的风电海缆弯曲限制器优化设计

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海洋工程装备与技术 2024年第1期11卷 70-76页

作者：钟科星丁乐声张聪毛彦东陈金龙宁波泛叶海洋科技有限公司浙江宁波315700 大连理工大学宁波研究院浙江宁波315700 宁波锐科海洋科技有限公司浙江宁波315700

我国海上风力发电已进入平价并网时代,行业中所有零部件设计都将面临优化设计的挑战。弯曲限制器广泛应用于风电缆保护中,其弯曲刚度与Mises峰值应力都是结构设计的关键指标。目前,弯曲限制器结构优化设计多基于经验和有限元分析迭代,... 详细信息

我国海上风力发电已进入平价并网时代,行业中所有零部件设计都将面临优化设计的挑战。弯曲限制器广泛应用于风电缆保护中,其弯曲刚度与Mises峰值应力都是结构设计的关键指标。目前,弯曲限制器结构优化设计多基于经验和有限元分析迭代,该方法效率较低,并且多目标优化较困难。本文针对该问题提出一种基于神经网络的风电海缆弯曲限制器多目标优化方法。先在给定的设计域内,利用正交试验设计法和有限元分析获得的样本,构建RBF神经网络代理模型;再采用非支配排序遗传算法IⅡI(NSGA-IⅡI)对弯曲限制器进行多目标优化,得到了Pareto最优解集。本文为限弯器结构结构设计提供了一种可行的多目标优化方法。

关键词：风电海缆弯曲限制器径向基神经网络遗传算法多目标优化 Pareto最优解集

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基于SVM和DS证据理论融合多特征的玉米病害识别研究

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中国农机化学报 2020年第4期41卷 152-157页

作者：毛彦栋宫鹤吉林农业大学信息技术学院长春市130118 吉林省智能环境工程研究中心长春市130118 吉林省农业物联网科技协同创新中心长春市130118

针对玉米叶部病害图像的颜色、纹理、形状特征对病害影响的差异性,提出一种结合单特征下的SVM识别准确率和识别结果的融合多特征玉米病害识别方法。首先对预处理后的玉米病害图片提取颜色、纹理、形状3种特征,对应每一种特征构建一个SV... 详细信息

针对玉米叶部病害图像的颜色、纹理、形状特征对病害影响的差异性,提出一种结合单特征下的SVM识别准确率和识别结果的融合多特征玉米病害识别方法。首先对预处理后的玉米病害图片提取颜色、纹理、形状3种特征,对应每一种特征构建一个SVM分类器,结合3个SVM分类器的平均准确率和识别结果作为证据理论的3个证据,构建D-S证据理论的基本概率分配函数(BPA),最后根据D-S证据理论决策规则进行决策级融合,依据决策条件输出最终识别结果。结果表明,结合SVM识别准确率和识别结果来对玉米的灰斑病、弯孢菌叶斑病、锈病三种病害进行识别,准确率分别为95%,85%,100%,平均准确率为93.33%,该方法对玉米叶部病害的识别更准确和稳定。

关键词：多特征病害识别 D-S证据理论支持向量机基本概率函数

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煤催化气化工艺中含碱灰渣对不同耐火材料的腐蚀性研究

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材料导报 2020年第20期34卷 20061-20065页

作者：毛燕东刘雷李克忠新奥科技发展有限公司煤基低碳能源国家重点实验室廊坊065001

采用催化气化中试装置得到的含碱气化灰渣为实验原料,在催化气化工况气氛下考察其对不同耐火材料的腐蚀情况,为催化气化工业化气化炉内衬材质的选择及优化提供数据指导。本研究选取了六种耐火材料,模拟催化气化工况气氛进行侵蚀性考察,... 详细信息

采用催化气化中试装置得到的含碱气化灰渣为实验原料,在催化气化工况气氛下考察其对不同耐火材料的腐蚀情况,为催化气化工业化气化炉内衬材质的选择及优化提供数据指导。本研究选取了六种耐火材料,模拟催化气化工况气氛进行侵蚀性考察,结合SEM及XRD分析等表征手段,观察反应前后成分、物相及耐火材料结构等的变化,考察是否有腐蚀发生。结果表明,刚玉质耐材能较好地抵抗碱腐蚀,高纯刚玉在催化气化工况气氛下耐碱腐蚀性能相比镁铝尖晶石及黑铝钙石较弱;铬刚玉耐材用于催化气化工艺存在较大的安全风险,三价铬在有氧气氛下同碱金属反应转化为有毒易流失的铬酸钾;SiC系耐材用于催化气化工艺在含氧气氛时存在较大的风险,不建议在气化炉含氧区域使用;碱系耐材-高纯氧化镁具有较好的耐碱腐蚀性能,在催化气化工况气氛下,与含碱灰渣接触未发生明显的化学反应。

关键词：催化气化碱腐蚀含碱灰渣耐火材料

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脐带缆截面填充构件拓扑优化轻量化设计

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哈尔滨工程大学学报 2022年第3期43卷 421-428页

作者：毛彦东杨志勋阎军王立夫史冬岩哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 大连理工大学工业设备结构分析国家重点实验室辽宁大连116023

为了实现填充构件的轻质减重,同时保证填充减重后脐带缆具有足够的刚度与强度,本文选取4种典型截面形状的填充构件进行拓扑优化设计。基于传统密实填充空间定义设计变量,以柔度最小化为优化目标,在强度约束的条件下构建优化模型。同时,... 详细信息

为了实现填充构件的轻质减重,同时保证填充减重后脐带缆具有足够的刚度与强度,本文选取4种典型截面形状的填充构件进行拓扑优化设计。基于传统密实填充空间定义设计变量,以柔度最小化为优化目标,在强度约束的条件下构建优化模型。同时,建立不同填充形式的脐带缆截面数值模型,以脐带缆的截面径向变形、关键构件应力和构件间接触压力作为评价指标,通过有限元分析对拓扑优化结果进行验证。结果表明:对于案例所选脐带缆,优化后的填充构件在满足脐带缆上述力学性能的前提下总质量减轻14%,为脐带缆结构工程设计提供了有益的参考。

关键词：脐带缆填充拓扑优化有限元方法截面刚度强度轻量化

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110kV断路器远控分闸开关拒动跳闸线圈烧毁故障原因分析及处理防范

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红水河 2015年第4期34卷 78-80页

作者：毛艳东广西桂冠电力股份有限公司大化水力发电总厂广西大化530800

通过介绍大化水电厂一起远控分闸110 k V 161QF开关过程中出现分闸失灵、开关拒动故障,综合排查故障原因,对跳闸线圈烧毁原因进行详细分析,并通过理论分析,最后发现开关操作机构设计上存在的缺陷,因操作机构存在的缺陷导致控制回路存在... 详细信息

通过介绍大化水电厂一起远控分闸110 k V 161QF开关过程中出现分闸失灵、开关拒动故障,综合排查故障原因,对跳闸线圈烧毁原因进行详细分析,并通过理论分析,最后发现开关操作机构设计上存在的缺陷,因操作机构存在的缺陷导致控制回路存在严重隐患,提出整改防范措施,并通过现场检验后投入运行无问题,排除了跳闸线圈烧毁隐患。

关键词：远控分闸开关跳闸线圈断路器

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新疆气化用煤煤质特点及结渣性研究

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煤炭学报 2020年第4期45卷 1527-1535页

作者：毛燕东怀俊天芦涛刘雷李克忠新奥科技发展有限公司煤基低碳能源国家重点实验室河北廊坊065001

新疆煤炭储量丰富,煤质反应活性高,适用于煤电、煤化工生产。煤催化气化技术,作为先进的第3代气化技术,是煤制天然气最有效的工艺途径之一。本研究在新疆伊犁及准东煤化工基地选取6种典型煤种,研究其煤质属性,考察其作为催化气化用煤的... 详细信息

新疆煤炭储量丰富,煤质反应活性高,适用于煤电、煤化工生产。煤催化气化技术,作为先进的第3代气化技术,是煤制天然气最有效的工艺途径之一。本研究在新疆伊犁及准东煤化工基地选取6种典型煤种,研究其煤质属性,考察其作为催化气化用煤的适用性。在催化气化工况气氛下利用压差法烧结温度测定装置对各煤灰进行初始烧结温度测试,并结合XRD及Factsage热力学软件计算结果,推测灰中矿物质间的反应及矿物的转变特性,研究矿物质变迁规律,探索结渣性及结渣机理。结果表明,所选地区煤种的煤灰中因难熔化合物氧化铝较低、碱性化合物高,总体灰熔点不高,对于采用固态排渣形式的煤气化工艺具有相对较高的结渣风险。所选煤种总体灰熔点较低,具有高钾钠、低铝特点的准东煤(西黑山、大井矿)更易结渣,用于催化气化工艺结渣风险高。哈密广汇煤具有相对高的熔融温度,作为催化气化工艺用煤结渣较小。负载碳酸钾催化剂后,煤灰烧结温度发生了大幅降低;而钙催化剂添加对烧结温度的影响,受煤种灰成分影响较大。煤灰中硅含量高,添加K催化剂会进一步加剧结渣风险;对于铁含量高的煤,在还原性气氛下,添加K、Ca催化剂均存在较大结渣风险。对于灰分低的煤种,碳酸钾催化剂添加对煤灰熔点及烧结温度影响较大;催化气化工况气氛下,煤灰中硅、铁、钙矿物质的存在使结渣加剧。

关键词：新疆煤煤催化气化烧结温度 Factsage 结渣性

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煤催化气化工艺中内蒙王家塔烟煤灰烧结温度的影响因素分析

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化工学报 2015年第3期66卷 1080-1087页

作者：毛燕东金亚丹李克忠毕继诚李金来辛峰天津大学化工学院天津300072 新奥科技发展有限公司集团煤基低碳能源国家重点实验室河北廊坊065001

煤催化气化工艺中碱金属催化剂的引入加剧了气化炉的结渣，直接影响了流化床气化炉结渣的正常操作。煤灰的烧结特性是流化床气化炉结渣的主要影响因素之一，通过摸索工艺条件使煤气化在烧结温度以下运行，可有效避免流化床气化炉内出现... 详细信息

煤催化气化工艺中碱金属催化剂的引入加剧了气化炉的结渣，直接影响了流化床气化炉结渣的正常操作。煤灰的烧结特性是流化床气化炉结渣的主要影响因素之一，通过摸索工艺条件使煤气化在烧结温度以下运行，可有效避免流化床气化炉内出现结渣问题。利用压差法测定烧结温度，结合灰渣的 XRD 分析结果系统研究了钾基碱金属催化剂的添加量、操作压力、反应气氛对王家塔烟煤低温灰化煤灰烧结温度的影响。结果表明，碳酸钾催化剂的添加明显降低了煤的灰熔点及烧结温度。0.1～3.5 MPa下，烧结温度随压力增大而降低，而且压力对烧结温度的影响在高压区更为明显，具体影响规律与煤种灰成分及钾基碱金属催化剂的添加有关。空气、CO2氧化性气氛下的烧结温度较高，N2惰性气氛下次之，还原性气氛下较低，而蒸汽的加入显著降低了烧结温度。烧结温度的变化与不同气氛下铁离子存在状态及钾的存在形态密切相关。蒸汽气氛下，钾更多以 KOH 等低熔点化合物形态存在，而且含钾物相在蒸汽气氛下更容易同煤灰中的硅铝、铁钙等矿物质反应，生成低共融点化合物，致使灰熔点及烧结温度大幅下降。

关键词：煤气化催化剂烧结温度压差法测定技术压力反应气氛蒸汽

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不同数值建模方法对风电海缆拉伸力学性能分析的敏感性研究

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高压电器 2022年第1期58卷 24-30页

作者：解伟轩邹科王华琳屈衍毛彦东刘刚哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001 南方科技大学前沿与交叉科学研究院广东深圳518055 深洋海工技术(深圳)有限公司广东深圳518000 台州中浮新材料科技股份有限公司浙江台州317005

风电海缆是浮式风电系统中的关键输电装备,其在复杂的海洋环境中易受到较大拉伸载荷的破坏,导致整个风电系统无法正常工作。为了保证风电海缆系统正常运行,需要研究风电海缆的拉伸力学性能。由于风电海缆结构的复杂性,目前多依托于数值... 详细信息

风电海缆是浮式风电系统中的关键输电装备,其在复杂的海洋环境中易受到较大拉伸载荷的破坏,导致整个风电系统无法正常工作。为了保证风电海缆系统正常运行,需要研究风电海缆的拉伸力学性能。由于风电海缆结构的复杂性,目前多依托于数值模拟方法开展相关研究,但是不同数值模拟方法对拉伸力学行为分析结果有着明显的影响。文中首先给出风电海缆力学模型的拉伸刚度理论计算方法,然后,通过合理的简化构建了基于梁单元和基于实体单元两种不同的数值建模方法对风电海缆的拉伸力学性能进行求解。最后将理论建模方法和两种不同数值建模方法相对比,研究不同数值建模方法对风电海缆拉伸力学性能分析结果的敏感性,进而为实际工程提供一定的参考意义。

关键词：风电海缆力学性能理论建模数值建模

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基于数值模拟的脐带缆防弯器段疲劳寿命分析研究

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高压电器 2022年第1期58卷 53-60页

作者：闫懋延邹科屈衍刘刚朱鹏程毛彦东哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001 南方科技大学前沿与交叉科学研究院广东深圳518055 深洋海工技术(深圳)有限公司广东深圳518000 台州中浮新材料科技股份有限公司浙江台州317005

防弯器是嵌套于脐带缆端部的关键附件,其主要作用是防止脐带缆发生过度弯曲变形。由于海洋环境荷载和浮体的边界运动作用,脐带缆防弯器段往往承受拉弯交变载荷,在长期作用下会产生疲劳破坏。现有研究往往聚焦于脐带缆自身结构的疲劳损伤... 详细信息

防弯器是嵌套于脐带缆端部的关键附件,其主要作用是防止脐带缆发生过度弯曲变形。由于海洋环境荷载和浮体的边界运动作用,脐带缆防弯器段往往承受拉弯交变载荷,在长期作用下会产生疲劳破坏。现有研究往往聚焦于脐带缆自身结构的疲劳损伤,而对于防弯器结构疲劳性能分析较少。文中考虑两者之间的滑动摩擦和几何非线性等因素,建立脐带缆防弯器段的有限元模型。进而,通过整体水动力分析获得张力载荷时程曲线。最后,基于Fe-safe疲劳寿命软件建立预测防弯器的服役寿命方法。通过该方法得出在服役时脐带缆和防弯器均满足使用年限要求和脐带缆首先破坏的结论。该方法可为防弯器的分析设计具有一定的指导意义。

关键词：防弯器脐带缆数值模拟疲劳寿命预测

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