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考虑频率耦合的MMC序阻抗建模及附加陷波器阻抗重塑方法

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电力系统保护与控制 2024年第9期52卷 46-58页

作者：张宇华周璟王育飞薛花郜登科李鸿彪上海电力大学电气工程学院上海200090 上海科梁信息科技股份有限公司上海200030

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)与电网间的频率耦合会影响变流器的阻抗特性,常规研究未考虑频率耦合造成的阻抗模型不准确,对分析系统阻抗特性造成了困扰。针对此问题,建立考虑频率耦合下MMC的全阶阻抗模型,进... 详细信息

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)与电网间的频率耦合会影响变流器的阻抗特性,常规研究未考虑频率耦合造成的阻抗模型不准确,对分析系统阻抗特性造成了困扰。针对此问题,建立考虑频率耦合下MMC的全阶阻抗模型,进而分析系统稳定性。在此基础上提出一种基于陷波滤波器的MMC阻抗优化方案,解决弱电网互联系统的稳定问题。在分析MMC传统阻抗建模不能有效发现实际低频段振荡的原因基础上,研究频率耦合在MMC建模中的产生机理和影响程度。根据频率耦合的产生机理,建立小信号模型及变量关系,推导出频率耦合下的MMC全阶阻抗模型。依据全阶模型,提出一种基于陷波器的系统阻抗优化方案,有效解决了MMC弱网互联系统的低频振荡及稳定分析问题。仿真结果验证了耦合下MMC全阶阻抗模型的准确性及低频振荡阻抗优化的可行性。

关键词： MMC 频率耦合弱电网序阻抗陷波器

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构造凹陷的硅碳颗粒提高锂离子电池负极电化学性能

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储能科学与技术 2024年第4期13卷 1302-1309页

作者：刘淳正来沛霈孙卓聂耳张哲娟华东师范大学物理与电子科学学院纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心上海200241

调控硅碳颗粒的表面形貌和孔隙结构,可以进一步优化锂离子电池负极性能,对开发下一代高比能锂离子动力电池具有重要意义。本工作以光伏工业硅废料为硅源,壳聚糖和酚醛树脂为碳源,以及氯化钙为形貌调控剂,采用喷雾干燥、液相包裹和低温... 详细信息

调控硅碳颗粒的表面形貌和孔隙结构,可以进一步优化锂离子电池负极性能,对开发下一代高比能锂离子动力电池具有重要意义。本工作以光伏工业硅废料为硅源,壳聚糖和酚醛树脂为碳源,以及氯化钙为形貌调控剂,采用喷雾干燥、液相包裹和低温热解法构造了表面凹陷的硅碳颗粒。利用热重分析仪(TGA)、扫描电子显微技术(SEM)和电化学技术等表征测试手段,对比分析了颗粒凹陷程度对负极电化学性能的影响。结果表明,具有较大孔容和表面凹陷结构的非球形颗粒制备的电极中,颗粒间隙小、接触面积大、导电添加剂填充充分,因此电极具有良好的导电能力和离子传输能力,有利于电池循环稳定性。表面凹陷颗粒制备的负极循环400圈后放电比容量保持在680 mAh/g左右。电极的倍率测试结果表明,当电流密度从0.1 C恢复到1 C时,表面凹陷颗粒电极的放电比容量最高恢复率达到了97.8%,充放电性能稳定有助于推动高振实密度硅基锂离子电池负极的应用。

关键词：锂离子电池喷雾干燥硅碳颗粒表面凹陷

聚醚砜多孔纤维网纱层间增韧碳纤维/环氧复合材料的性能

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材料研究学报 2024年第1期38卷 33-42页

作者：李朝阳薛怿阳泽濠赵庆志彭砚双刘勇杨建平张辉东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室上海201620 东华大学民用航空复合材料协同创新中心上海201620

先用湿法纺丝制备聚醚砜(PES)多孔纤维并进行湿法抄造制备出四种不同面密度的PES多孔纤维网纱(PESV),用真空辅助树脂灌注成型(VARI)制备出聚醚砜多孔纤维网纱层间增韧碳纤维/环氧复合材料。研究了PES多孔纤维在环氧树脂的溶解行为以及... 详细信息

先用湿法纺丝制备聚醚砜(PES)多孔纤维并进行湿法抄造制备出四种不同面密度的PES多孔纤维网纱(PESV),用真空辅助树脂灌注成型(VARI)制备出聚醚砜多孔纤维网纱层间增韧碳纤维/环氧复合材料。研究了PES多孔纤维在环氧树脂的溶解行为以及复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性(G_(IC))和Ⅱ型层间断裂韧性(G_(ⅡC))、层间剪切强度和弯曲性能,并分析了复合材料层间断裂的微观形貌。结果表明,固化温度为180℃时,PES多孔纤维完全溶解在环氧树脂中;PESV面密度为31.6 g/m^(2)时CF/EP复合材料的G_(IC)和G_(ⅡC)最佳,分别提高了54.4%和62.2%。其原因是,PES多孔纤维在环氧树脂中溶解后相分离形成了PES/环氧树脂的两相结构,改善了层间韧性;PESV面密度为21.9 g/m^(2)时,复合材料的层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量也分别提高了2.9%、4.0%和7.7%。

关键词：复合材料层间增韧碳纤维聚醚砜纤维网纱

基于Benders分解和分枝定界的随机交期批量流流水车间调度

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上海交通大学学报 2024年第8期58卷 1271-1281,I0001,I0002页

作者：石亚东刘冉王铖恺吴泽锐上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对交期随机的批量流车间调度问题,以最小化工件延期期望之和为目标,推导出工件交期符合3类经典随机分布条件下问题目标的闭式计算表达式.建立考虑换模时间与随机交期的问题数学模型,针对模型高度非线性特征对其线性化.设计一种基于逻... 详细信息

针对交期随机的批量流车间调度问题,以最小化工件延期期望之和为目标,推导出工件交期符合3类经典随机分布条件下问题目标的闭式计算表达式.建立考虑换模时间与随机交期的问题数学模型,针对模型高度非线性特征对其线性化.设计一种基于逻辑的Benders分解(LBBD)与分枝定界相结合的优化算法,提出两种有效加速策略提升算法求解效率.数值实验结果验证了算法的有效性,通过随机交期与确定交期结果的比较,验证了考虑随机的必要性.

关键词：随机交期批量流 Benders分解分枝定界

增材制造TiB/Ti复合材料网状组织形成与力学性能

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材料工程 2024年第2期52卷 31-39页

作者：韩远飞方旻翰张亮孙中刚黄光法吕维洁上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240 上海材料研究所上海3D打印材料工程技术研究中心上海200437 南京工业大学材料科学与工程学院先进材料研究院南京210009

采用快速凝固技术将TiB直接植入基体钛合金,形成一种新型超细网状结构钛基复合材料(titanium matrix composites,TMCs)粉体,并采用激光增材制造技术,制备出一种等轴网状和柱状网状组织交替分布的新型钛基复合材料,系统分析和讨论增材制... 详细信息

采用快速凝固技术将TiB直接植入基体钛合金,形成一种新型超细网状结构钛基复合材料(titanium matrix composites,TMCs)粉体,并采用激光增材制造技术,制备出一种等轴网状和柱状网状组织交替分布的新型钛基复合材料,系统分析和讨论增材制造TMCs超常凝固网状组织形成机制与力学特性。研究发现:增材制造TiB/Ti复合材料网状组织(约9μm)主要由原位自生纳米TiB晶须组成,呈现B27和Bf两种晶体结构;B元素的直接引入,易于在凝固界面形成成分过冷,不仅促使交替形成等轴网状组织和柱状网状结构,也同步细化基体晶粒尺寸,实现基体合金片层α相的等轴化。经原位力学观察分析发现,增材制造形成的原位自生纳米TiB网状组织结构,不仅能够抑制裂纹偏转并钝化裂纹,还将大量滑移迹线聚集于网络结构内部,并在晶界诱发高密度位错,限制材料的塑性变形,大幅度提高了复合材料的强度,增材制造TiB/Ti复合材料抗拉强度提高42%,伸长率保持在约10%。

关键词：增材制造钛基复合材料网状结构力学性能

基于近场动力学的含损伤缺陷Q345钢裂纹扩展分析

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船舶力学 2024年第1期28卷 103-114页

作者：李双吕海宁黄小华杨建民上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572000 广西大学防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

船舶与海洋工程结构中由于材料本身缺陷或服役过程中产生的细小裂纹,使结构不可避免地产生裂纹损伤,造成应力集中而破坏。为了研究含裂纹缺陷低合金钢构件的裂纹扩展行为,以应用广泛的Q345钢为研究对象,基于近场动力学(Peridynamics,PD... 详细信息

船舶与海洋工程结构中由于材料本身缺陷或服役过程中产生的细小裂纹,使结构不可避免地产生裂纹损伤,造成应力集中而破坏。为了研究含裂纹缺陷低合金钢构件的裂纹扩展行为,以应用广泛的Q345钢为研究对象,基于近场动力学(Peridynamics,PD)理论提出一种改进的双参数PD方法。首先考虑PD力的非局部长程力特性,推导对应的键刚度系数;其次,根据含裂纹缺陷Q345钢拉伸破坏的线性和非线性的力学行为,构建双参数PD本构力函数的基本形式。通过研究不同双裂纹间距、长度和角度的Q345钢裂纹扩展行为,与试验结果对比验证本文改进的双参数PD方法的准确性,并且给出交变荷载情形下疲劳裂纹扩展的计算方法。结果可为船舶钢构件的优化设计和断裂预防提供参考。

关键词： Q345钢近场动力学裂纹扩展损伤断裂受拉破坏

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基于场级偏航控制的风电场尾流敏感性分析

动力工程学报 2024年第4期44卷 575-581页

作者：唐荆赵鹰上海电气风电集团股份有限公司上海200030 上海电力设计院有限公司上海200025

偏航偏转控制有利于减小风机尾流效应,通过场级偏航协调优化减小尾流损失,可使风电场总发电量达到最大化。采用FLORIS尾流代理模型,以各风机偏航角为优化对象,风电场总功率最大为优化目标,进行场级偏航寻优。针对不同风机间距、纵列个... 详细信息

偏航偏转控制有利于减小风机尾流效应,通过场级偏航协调优化减小尾流损失,可使风电场总发电量达到最大化。采用FLORIS尾流代理模型,以各风机偏航角为优化对象,风电场总功率最大为优化目标,进行场级偏航寻优。针对不同风机间距、纵列个数、湍流强度、来流风速和来流风向等多个维度,对比分析了偏航优化对尾流损失及功率提升的敏感性。结果表明:当风电场排布间距小于5D、风机纵列大于3台且仅需优化前5排、纵列机位连线与风玫瑰图主频风向夹角小于15°、风场湍流小于0.1、来流风速位于风机“切入风速+2 m/s”至“额定风速+2 m/s”区间时,场级偏航控制对于尾流优化效果最佳;若仅采用单机偏航控制风向,前排风机保留3°~5°偏航误差有利于风电场整体的发电收益。

关键词：风电场尾流损失偏航控制敏感性分析

分布式模型训练中的通信优化方法：现状及展望

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小型微型计算机系统 2024年

作者：赵海燕易庆奥汤敬华钱诗友曹健上海市现代光学系统重点实验室光学仪器与系统教育部工程研究中心上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海交通大学计算机科学与工程系

在进行大模型训练时，采用分布式训练是解决单个GPU卡或单个节点无法处理庞大模型参数和数据集的有效方法。通过将训练任务分配给多个节点，分布式模型训练实现了计算资源的并行利用，从而提高了训练效率。然而，随着模型规模的迅速增... 详细信息

在进行大模型训练时，采用分布式训练是解决单个GPU卡或单个节点无法处理庞大模型参数和数据集的有效方法。通过将训练任务分配给多个节点，分布式模型训练实现了计算资源的并行利用，从而提高了训练效率。然而，随着模型规模的迅速增大，通信成为制约分布式训练性能的瓶颈。近年来，许多研究者对分布式训练中的通信问题进行了深入的研究，本文对相关研究进行全面的综述，从5个不同角度对分布式训练中的通信问题进行了分析，并总结了相应的优化方法。这些优化方法包括但不限于通信拓扑优化、梯度压缩技术、同步和异步算法、重叠通信与计算、以及通信库及硬件的优化。最后，本文对未来的研究方向进行了分析与展望。

关键词：大模型分布式训练并行通信优化

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小分子糖-罗望子多糖复合凝胶特性研究

中国食品学报 2024年第4期24卷 69-79页

作者：王枫艾连中赖凤羲张汇谢凡宋子波上海理工大学健康科学与工程学院、上海食品微生物工程技术研究中心上海200093 云南猫哆哩集团食品有限责任公司云南玉溪653100

探究不同小分子糖(蔗糖、果糖和葡萄糖)含量对罗望子多糖(TSP)复合凝胶特性的影响。分析小分子糖-TSP复合凝胶的流变特性、持水性、质构特性,并通过低场核磁共振技术分析其水分分布情况。结果表明:质量分数45%~60%的蔗糖和果糖及质量分... 详细信息

探究不同小分子糖(蔗糖、果糖和葡萄糖)含量对罗望子多糖(TSP)复合凝胶特性的影响。分析小分子糖-TSP复合凝胶的流变特性、持水性、质构特性,并通过低场核磁共振技术分析其水分分布情况。结果表明:质量分数45%~60%的蔗糖和果糖及质量分数40%~55%的葡萄糖能使1%(m/V)的TSP溶液形成凝胶;当蔗糖和果糖的质量分数为55%,葡萄糖质量分数为50%时,蔗糖-TSP复合凝胶的G′、持水性、硬度、内聚性和咀嚼性分别为108.39 Pa,98.20%,65.55 g,0.87和52.55 g,果糖-TSP复合凝胶的G′、持水性、硬度和咀嚼性分别为147.36 Pa,98.57%,62.29 g和44.84 g,葡萄糖-TSP复合凝胶的G′、持水性、硬度、内聚性分别为117.46 Pa,98.56%,61.86 g和48.05 g,都达到最大值,此时凝胶性质最稳定,最有嚼劲。低场核磁结果表明,当蔗糖和果糖质量分数为55%,葡萄糖质量分数为50%时,小分子糖-TSP复合凝胶半结合水含量为99.8%~100%,可能是小分子糖中的羟基与水分子形成较多的氢键,半结合水大幅度增加,TSP链之间交联增多,使得凝胶更加坚固。研究结果可为TSP在食品工业中的应用提供理论依据。

关键词：小分子糖罗望子多糖凝胶流变特性质构特性水分分布