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基于深度学习的螺旋桨水动力性能快速预报方法

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上海交通大学学报 2024年第2期58卷 188-200页

作者：高楠胡安康侯立勋常欣大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026

为实现螺旋桨水动力性能的快速、精确预报,基于改进的残差连接神经网络建立了一套螺旋桨水动力性能预报模型.残差连接方式大幅提高了模型深度,结合Inception结构从不同尺度同时提取数据特征,利用深度可分离式卷积减少模型参数,基于螺旋... 详细信息

为实现螺旋桨水动力性能的快速、精确预报,基于改进的残差连接神经网络建立了一套螺旋桨水动力性能预报模型.残差连接方式大幅提高了模型深度,结合Inception结构从不同尺度同时提取数据特征,利用深度可分离式卷积减少模型参数,基于螺旋桨几何参数和模型试验结果构建训练深度神经网络所需的样本空间;提出一种改进的群体天牛须算法对模型的初始权重与阈值进行优化,进一步提高其预报精度.研究结果表明:改进的群体天牛须算法显著提高预报模型的精度并解决了过拟合问题,预报结果与试验值吻合良好,对数据集外螺旋桨的预测性能与CFD法基本一致.模型的普适性极佳且计算周期极短、效率高,满足实时、准确预报螺旋桨敞水性能的要求.

关键词：螺旋桨水动力性能残差神经网络 Inception结构改进的群体天牛须搜索算法

钢管混凝土加劲混合结构轴心受压工作机理及可靠性分析

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土木工程学报 2024年第3期57卷 16-29,80页

作者：马丹阳杨志程北京航空航天大学北京100191 清华大学北京100086

钢管混凝土加劲混合结构是由内置钢管混凝土部分和外包钢筋混凝土部分混合而成的结构,由于其在承载力、刚度和延性上的优势,已在工程结构中得到应用。国家标准《钢管混凝土混合结构技术标准》(GB/T 51446—2021)给出其轴压承载力和刚度... 详细信息

钢管混凝土加劲混合结构是由内置钢管混凝土部分和外包钢筋混凝土部分混合而成的结构,由于其在承载力、刚度和延性上的优势,已在工程结构中得到应用。国家标准《钢管混凝土混合结构技术标准》(GB/T 51446—2021)给出其轴压承载力和刚度计算方法。但以往研究主要针对单一参数,尚缺少多参数耦合作用下受力机理研究;且亟需验证承载力计算方法的可靠性,为各行业下的安全性设计提供依据。该文首先建立了轴心受压试验数据库,分析了影响该类结构轴压性能的关键参数;之后,运用验证后的精细化有限元模型开展多参数耦合作用分析,明晰多参数耦合作用对结构刚度、承载力的影响规律,弥补试验研究的局限性,并进一步揭示结构在短期、长期荷载下的内力分布规律,为长期服役下安全性分析提供依据。在参数分析的基础上,开展可靠性分析,确定该类结构在房屋建筑、铁路桥涵、公路桥涵和港口工程中的可靠度指标,验证国家标准中轴压承载力设计方法的可靠性。

关键词：钢管混凝土加劲混合结构轴心受压性能参数化建模多参数耦合作用可靠性分析

考虑充放电激励机制的电动汽车聚合商参与能量-调频市场多阶段运营策略

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 176-184页

作者：葛乐王庆园王明深崔莉贾鹏振陈析孟南京工程学院电力工程学院江苏南京211167 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103 南京四方亿能电力自动化有限公司江苏南京211111

完善电动汽车(EV)主动参与充放电双向互动调频的激励机制,综合考虑EV充放电行为在能量-调频市场中的多阶段交互影响,有利于准确评估聚合商参与电力市场的收益。提出了EV聚合商参与多品种市场的多阶段运营策略,以实现聚合商的运营收益最... 详细信息

完善电动汽车(EV)主动参与充放电双向互动调频的激励机制,综合考虑EV充放电行为在能量-调频市场中的多阶段交互影响,有利于准确评估聚合商参与电力市场的收益。提出了EV聚合商参与多品种市场的多阶段运营策略,以实现聚合商的运营收益最大化。基于充电行为特征的统计数据,建立单体EV的功率及能量响应边界,并考虑用户参与充电和放电控制的差异性,结合用户自身偏好、电池损耗,提出EV集群的充放电激励机制,并在此基础上建立EV集群功率及能量的响应边界约束。基于EV充放电调节控制的时序性和多阶段市场的调频需求,建立考虑多阶段时序交互的多品种市场运营收益优化模型。结合PJM市场的运营案例,验证所提充放电激励机制和运营策略的有效性,结果表明其能在保障用户充电需求的基础上,有效提升聚合商参与能量-调频市场的收益。

关键词：电动汽车聚合商能量-调频市场充放电激励机制多阶段运营

基于边际成本比较型竞价模式的电力现货市场机制设计

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电力系统自动化 2024年第9期48卷 67-74页

作者：尚静怡姜欣肖东亮李志恒尹硕高金峰郑州大学电气与信息工程学院河南省郑州市450001 华南理工大学电力学院广东省广州市510640 河南电力交易中心河南省郑州市450003 国网河南省电力公司经济技术研究院河南省郑州市450052

在建设新型电力系统、极端天气频发、一次能源价格飙涨、保供电常态化等背景下,文中提出了基于边际成本比较型竞价模式的电力现货市场机制,为统筹多市场主体利益、协调省间与省内交易提供了可行思路。首先,深度解析了现有电力现货市场... 详细信息

在建设新型电力系统、极端天气频发、一次能源价格飙涨、保供电常态化等背景下,文中提出了基于边际成本比较型竞价模式的电力现货市场机制,为统筹多市场主体利益、协调省间与省内交易提供了可行思路。首先,深度解析了现有电力现货市场机制在统筹多市场主体利益上面临的挑战,在采用边际成本比较型竞价模式的基础上,深入考虑不同类型发电机组的成本特性,提出了一种两阶段分层边际定价的电力现货市场机制,可有效统筹发电侧成本的可疏导性、用电侧电费的可负担性以及新能源机组的激励性。然后,提出了基于边际成本比较型竞价模式的省间-省内两级现货市场机制,并对其应用价值进行了探讨。最后,基于电力现货市场仿真平台开展算例分析,对所提市场机制的有效性和可行性进行了验证。

关键词：新型电力系统电力现货市场边际成本竞价模式分层边际定价

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边际定价与经济调度深度融合的边际成本比较型竞价模式

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电力系统自动化 2024年第6期48卷 185-193页

随着新能源快速发展、新型市场主体不断涌现,以成本最小化为目标的经济调度机制和以边际定价为基础的策略型竞价模式,难以在电力供应充裕性不足时兼顾公平和效率。为此,在考虑中国电力工业基本国情的基础上,提出了一种深度融合边际定价... 详细信息

随着新能源快速发展、新型市场主体不断涌现,以成本最小化为目标的经济调度机制和以边际定价为基础的策略型竞价模式,难以在电力供应充裕性不足时兼顾公平和效率。为此,在考虑中国电力工业基本国情的基础上,提出了一种深度融合边际定价与经济调度的边际成本比较型竞价模式,并从保障电力供应、提升市场经济效率、降低市场风险和促进市场公平四方面,探讨了该竞价模式在中国式电力市场建设中的潜在应用价值。最后,基于电力市场仿真平台开展算例分析,对边际成本比较型竞价模式的有效性进行了验证。

关键词：电力市场边际定价竞价模式经济调度

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滚动转子压缩机排气阀倾侧运动数值研究

工程热物理学报 2024年第9期45卷 2640-2645页

作者：曾旺潘曦谢军龙华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074

排气阀是压缩机的关键组成部件,良好的阀片动力学特性是压缩机经济性和可靠性的保障。为探究滚动转子压缩机排气阀阀片的运动特性,本文利用计算流体力学方法(CFD)建立了三维流固耦合计算模型。在此基础上,仿真计算得到了压缩机排气阶段... 详细信息

排气阀是压缩机的关键组成部件,良好的阀片动力学特性是压缩机经济性和可靠性的保障。为探究滚动转子压缩机排气阀阀片的运动特性,本文利用计算流体力学方法(CFD)建立了三维流固耦合计算模型。在此基础上,仿真计算得到了压缩机排气阶段压力云图、排气阀阀片圆头部分的位移曲线以及撞击过程应力分布云图。研究结果表明,阀片圆头部分靠近斜切口侧先撞击升程限制器,但在压差和扭转力矩作用下应力较大处出现在阀片圆头部分靠近气缸侧和阀片颈部,容易导致阀片断裂。

关键词：滚动转子压缩机排气阀倾侧流固耦合

考虑电动汽车共享储能特性的园区综合能源系统低碳运行

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电力系统自动化 2024年第5期48卷 21-29页

作者：王义靳梓康王要强刘明洋梁军郑州大学电气与信息工程学院河南省郑州市450001 河南省电力电子与电能系统工程技术研究中心河南省郑州市450001 国网河南省电力公司电力科学研究院河南省郑州市450052 卡迪夫大学工程学院英国卡迪夫CF243AA

园区综合能源系统拥有高效的能源利用率,然而其储能设备前期投入较高等问题仍然明显。为此,提出了计及电动汽车集群共享储能特性的园区综合能源系统低碳调度模型。首先,介绍了园区综合能源系统的运行框架,分别建立了用户及含有碳排放权... 详细信息

园区综合能源系统拥有高效的能源利用率,然而其储能设备前期投入较高等问题仍然明显。为此,提出了计及电动汽车集群共享储能特性的园区综合能源系统低碳调度模型。首先,介绍了园区综合能源系统的运行框架,分别建立了用户及含有碳排放权交易机制的微网运营商模型。其次,充分挖掘多类型电动汽车的集群可调度潜力,制定了利用电动汽车作为储能单元的运行策略。然后,为使园区中各主体利益最大化,构建了含多用户与微网运营商的主从博弈模型。最后,以某市园区综合能源系统为研究对象进行分析。结果表明,所建立的模型不仅能降低园区中用于储能设备的成本,而且可以有效减少碳排放,实现微网运营商与用户聚合商之间的双赢。

关键词：电动汽车可调度潜力综合能源系统碳排放权交易主从博弈需求响应

基于倾转电机的可折翼的水空两栖无人机设计与实现

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机械工程学报 2024年第2期60卷 272-286页

作者：刘阳王开松唐威秦可成张涛杨展邹俊安徽理工大学机械工程学院淮南232001 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310058 浙江科技学院机械与能源工程学院杭州310023

由于兼具着水下航行与空中飞行能力,近年来水空两栖无人机走入人们的视角。针对现有水空无人机面对复杂场景(水空界面、室内等)无法发挥作用的问题,提出一种结合旋翼机、固定翼与折翼机构的水空两栖无人机。设计一种基于倾转电机的三旋... 详细信息

由于兼具着水下航行与空中飞行能力,近年来水空两栖无人机走入人们的视角。针对现有水空无人机面对复杂场景(水空界面、室内等)无法发挥作用的问题,提出一种结合旋翼机、固定翼与折翼机构的水空两栖无人机。设计一种基于倾转电机的三旋翼机构与基于舵机操控的折翼机构,利用倾转机构与折翼机构来实现固定翼与旋翼的模式切换以达到鸟类的飞行状态。对于自然界内的鸟类来说,翅膀的控制是十分重要的。在空中绝大部分鸟类都是利用翅膀的收折来控制飞行的转向与高度;当鸟类将要入水或者已经入水时,许多鸟类都是将翅膀完全收起以减小阻力面积来入水或者在水下运动。效仿鸟类收翅原理来设计折翼结构与倾转旋翼结构,使水空两栖无人机可实现旋翼与固定翼自由变换。为验证结构的可靠性,对无人机结构进行理论分析与仿真试验,以及空中与水下等复杂场景试验,试验结果表明,该无人机在空中可实现旋翼与固定翼的自由切换,在水下可实现水空界面的跨介质飞行,这些结果验证了方案的可行性与有效性。

关键词：跨介质无人机倾转旋翼折翼设计

饱和黏土中水平受荷能量桩热–力响应特性研究

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岩石力学与工程学报 2024年第1期43卷 248-260页

作者：赵华王成龙陈志雄张鼎新彭宸重庆大学土木工程学院重庆400045 大足石刻研究院重庆402360 重庆市地质矿产勘查开发局重庆401121

针对能量桩热–力响应的研究主要考虑竖向荷载,考虑水平荷载影响的研究较少,为探究水平受荷能量桩的热–力响应特性,基于模型试验分析饱和黏土中水平受荷能量桩在不同温差梯度下的桩顶位移、桩身弯矩、孔隙水压力和桩前土压力等的变化... 详细信息

针对能量桩热–力响应的研究主要考虑竖向荷载,考虑水平荷载影响的研究较少,为探究水平受荷能量桩的热–力响应特性,基于模型试验分析饱和黏土中水平受荷能量桩在不同温差梯度下的桩顶位移、桩身弯矩、孔隙水压力和桩前土压力等的变化规律。研究结果表明:对桩体的加热和制冷均会引起额外的桩顶位移,并且制冷引起的额外桩顶位移更大,达到0.22%D(D为桩体直径),而加热引起的额外桩顶位移为0.13%D;加热和制冷后桩体的极限承载力与测试桩相比均有所增大,并且加热后增大得更多,约增加32.7%,而制冷后约增加26.1%,这是因为与制冷相比,加热时的热固结效应会导致土体的强度明显增加;加热和制冷对最大弯矩的位置没有明显影响,加热和制冷前、后最大弯矩均出现在37.5%L(L为桩的埋深)深度处;加热和制冷后最大弯矩均增大,制冷时最大弯矩先增大,然后逐渐稳定,而加热时最大弯矩先减小,然后逐渐增大,并超过加热前的弯矩,在此期间桩顶位移持续增大,推测加热初期桩体可能发生了刚性转动;加热和制冷会对桩前土压力造成不同影响,总体表现为上部增大,下部减小;加热和制冷会导致土体孔隙水压力随温度发生变化,从而产生正的或负的超孔隙水压力。

关键词：土力学能量桩热–力响应特性模型试验温差梯度饱和黏土