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油浸式变压器绕组瞬态温升降阶快速计算方法

电工技术学报 2024年第3期39卷 643-657页

作者：刘刚胡万君郝世缘刘云鹏李琳华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003 新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

油浸式电力变压器绕组温升监测是保证其安全稳定运行的重要手段。为了改善采用有限元方法计算油浸式电力变压器绕组瞬态温升时存在效率不高的问题,提出一种结构保留的本征正交分解(SPOD)与离散经验插值方法(DEIM)相结合的计算策略。首先... 详细信息

油浸式电力变压器绕组温升监测是保证其安全稳定运行的重要手段。为了改善采用有限元方法计算油浸式电力变压器绕组瞬态温升时存在效率不高的问题,提出一种结构保留的本征正交分解(SPOD)与离散经验插值方法(DEIM)相结合的计算策略。首先,该文采用最小二乘有限元法(LSFEM)与迎风有限元法(UFEM)构建变压器绕组瞬态温升计算控制方程;其次,针对控制方程的特点,引入SPOD方法,通过将采样时间内的计算结果构成快照矩阵,建立降阶模型,降低有限元刚度矩阵的计算阶数,提高求解有限元方程的效率;然后,为了改善本征正交分解方法对于非线性问题效率提升不高的缺陷,结合DEIM算法,对有限元方程中的非线性项进行插值处理,从而减少每一时步形成总体刚度矩阵的时间,进一步提高总体计算效率。为了验证文章所提算法的精确性及高效性,根据油浸式电力变压器绕组的基本特点,建立了单分区分匝绕组传热模型,对其瞬态传热过程进行计算,结果表明:基于SPOD-DEIM的有限元降阶计算能够在保证精度的前提下有效提高计算效率,与全阶计算结果相比,流场与温度场的计算误差均不超过1.5%,且计算效率提升5.1倍。同时,为了充分说明SPOD-DEIM算法在工程应用中的价值,该文基于110 kV变压器绕组搭建了温升实验平台,建立了八分区分匝绕组数值计算模型,对算法的精度、效率及工程应用价值进行了验证及讨论,计算及实验结果表明:精度方面,降阶计算较全阶计算的瞬态全过程计算误差小于2.5%,且与实验结果相比,误差不超过5.41K;效率方面,降阶计算的全过程计算时间为54.28 h,与全阶计算相比,计算效率提升至10.57倍,与商业仿真软件Fluent相比,效率提升至6.37倍,充分说明所提算法的高效性及工程应用价值,为大型电力设备快速仿真提供新思路。

关键词：绕组瞬态温升结构保留本征正交分解离散经验插值降阶计算温升实验

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狭窄血管压降及壁面剪应力数值模拟分析

大连理工大学学报 2024年第3期64卷 228-235页

作者：刘巍孙傲然刘小龙龙丽丽王明亮迟青卓张宇恒母立众大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024

血管狭窄是一种常见的心脑血管病变类型,狭窄血管的几何及流动参数影响着血管内压降及壁面剪应力分布.基于数值模拟分析了稳态条件下血管狭窄度、狭窄长度、偏心度及雷诺数Re对狭窄血管前后压降及壁面剪应力的影响.结果表明狭窄域压降... 详细信息

血管狭窄是一种常见的心脑血管病变类型,狭窄血管的几何及流动参数影响着血管内压降及壁面剪应力分布.基于数值模拟分析了稳态条件下血管狭窄度、狭窄长度、偏心度及雷诺数Re对狭窄血管前后压降及壁面剪应力的影响.结果表明狭窄域压降随狭窄长度增加先减小后增大,当狭窄长度接近血管内径2倍时最小.狭窄域压降与轴反向偏心度近似成反比,与轴正向偏心度近似成正比.狭窄血管的径向偏心度越大,狭窄域压降变化幅度越大.此外,在相同狭窄度下,轴正向偏心狭窄的压降比轴反向偏心狭窄的压降更大,当Re100时狭窄域压降与速度的平方近似成正比.壁面剪应力整体上随狭窄度增大而增大,在径向偏心狭窄对侧和同侧壁面剪应力大小不同,且随径向偏心度的变化也不同;轴向偏心狭窄的壁面剪应力普遍高于对心狭窄模型,且随Re的增大而增大,当Re100时增长速度较快.研究将有助于评估动脉狭窄引发的血流动力学异常的风险.

关键词：血管狭窄压降壁面剪应力偏心度

基于模块化多电平换流器的超级电容储能系统高效仿真方法

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 185-191页

作者：朱琼海肖晃庆华南理工大学电力学院广东省绿色能源技术重点实验室广东广州510640

基于模块化多电平换流器的超级电容储能系统(MMC-SCES)半导体开关器件数量众多,仿真规模庞大,给电磁暂态仿真效率带来了巨大的挑战。针对此问题,基于桥臂戴维南等效电路提出了一种高效的MMC-SCES电磁暂态仿真方法。该仿真运用嵌套快速... 详细信息

基于模块化多电平换流器的超级电容储能系统(MMC-SCES)半导体开关器件数量众多,仿真规模庞大,给电磁暂态仿真效率带来了巨大的挑战。针对此问题,基于桥臂戴维南等效电路提出了一种高效的MMC-SCES电磁暂态仿真方法。该仿真运用嵌套快速求解方法对MMC-SCES进行建模,不仅可以大幅降低仿真耗时和保持仿真精度,还可以保留换流器的所有动态变量。搭建了双端MMC-SCES仿真系统,对所提出的高效仿真方法进行了验证。结果表明:相比于基于平均值模型的仿真方法,所提出的高效仿真方法具有更高的精度,能够拟合子模块内部动态变量;相比基于详细开关模型的仿真方法,所提出的高效仿真方法的仿真速度最高可提升约518倍,而仿真的绝对误差标幺化积分则控制在1%以内。

关键词：模块化多电平换流器超级电容储能电磁暂态仿真戴维南等效高效仿真方法

TCPVis:基于谢赫六法的传统中国绘画画派可视分析系统

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图学学报 2024年第1期45卷 209-218页

作者：王斯加封颖超杰朱航张玮朱琳陈为浙江大学计算机辅助设计与图形系统全国重点实验室浙江杭州310058 浙江大学艺术与考古图像数据实验室浙江杭州310058

传统中国绘画(国画)在历史的发展中形成了多种多样的画派体系。对画派的分析有助于人们更好地理解与赏析国画的价值。然而,现有工具无法直观高效地表现画作集合的绘画风格等一系列代表性特征。基于“谢赫六法”,提出了一个国画画派可视... 详细信息

传统中国绘画(国画)在历史的发展中形成了多种多样的画派体系。对画派的分析有助于人们更好地理解与赏析国画的价值。然而,现有工具无法直观高效地表现画作集合的绘画风格等一系列代表性特征。基于“谢赫六法”,提出了一个国画画派可视分析系统TCPVis,以支持用户分析国画画派的笔法、物象、赋彩等多维度特征。系统能够自动分析画派作品在六法维度上的特征共性,并推荐维度的权重。同时,它可视化了六法维度的标签分布以支持用户验证。基于六法维度权重,系统对画作集合进行降维聚类展示,帮助用户探索更多风格相似的画作,并支持画作的画家关联性分析。通过两个案例研究和领域专家访谈,证明了该系统对于分析画派特征与探索画派更多画家的有效性与可用性。

关键词：传统中国绘画可视分析谢赫六法画派分析数字人文

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FLNG船舶能量管理系统设计与性能优化

中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3165-3176,I0019页

作者：夏睿王哲董博韩凤翚纪玉龙蔡文剑大连海事大学轮机工程学院辽宁省大连市116000

浮式液化天然气生产储卸装置(floating liquefied natural gas system,FLNG)特种液货船作为开发海上天然气田的新式装置,极大的方便了对处于深海的气田的开发利用,该文以“Prelude”号FLNG作为母船,提出一种新型FLNG低温能量管理系统。... 详细信息

浮式液化天然气生产储卸装置(floating liquefied natural gas system,FLNG)特种液货船作为开发海上天然气田的新式装置,极大的方便了对处于深海的气田的开发利用,该文以“Prelude”号FLNG作为母船,提出一种新型FLNG低温能量管理系统。该系统主要利用液态空气作为媒介储存和释放能量,通过液态空气冷能与混合制冷循环相结合实现天然气液化过程,在提高LNG生产性能的同时集成了CO_(2)液化循环和电力的生产,通过CO_(2)液化和剩余冷能发电提高系统的输出性能,实现了FLNG船舶冷能的多级利用,也为FLNG船舶冷能利用提供新方法,新途径。所提系统相较于基准模型具有更好的性能,在7.04年可实现成本回收。最后采用多目标性能优化,进一步提高系统㶲效率达60.67%,同时降低约2.3%的成本。该FLNG低温能量管理系统有高效、低耗、稳收益、低碳化等特点,可更好优化海上LNG供应链,促进航运业“双碳”发展。

关键词：浮式液化天然气生产储卸装置船舶低温能量管理液态空气储能系统设计多目标优化

某金矿氰化尾渣氧化焙烧无害化处置及机理研究

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 262-269页

作者：宋岩赵冰李艳军赵羚伯东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819 东北大学难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合工程研究中心辽宁沈阳110819

针对某金矿氰化尾渣络合氰化物占比极高的特点,采用氧化焙烧工艺处理氰化尾渣.试验结果表明,将氰化尾渣样品在焙烧温度550℃,焙烧时间30 min,O_(2)体积分数20%,总气量600 mL/min条件下进行氧化焙烧试验,可将氰化尾渣中的总氰化物含量降... 详细信息

针对某金矿氰化尾渣络合氰化物占比极高的特点,采用氧化焙烧工艺处理氰化尾渣.试验结果表明,将氰化尾渣样品在焙烧温度550℃,焙烧时间30 min,O_(2)体积分数20%,总气量600 mL/min条件下进行氧化焙烧试验,可将氰化尾渣中的总氰化物含量降至检出限0.04 mg/kg以下,同时硫元素保留率达到82.22%.针对相应的铁氰络合物K_(4)Fe(CN)_(6)进行热重分析,结果表明K4Fe(CN)_(6)首先被氧化为KCNO,进而氧化为K_(2)CO_(3),两阶段均伴随有CO_(2),CO,NO_(2),NO等气态产物生成,且第一阶段伴随有副反应发生.该工艺不仅可以将氰化尾渣中的氰化物特别是络合氰化物有效分解,同时可保证尾渣中硫元素不易被氧化,大幅减少后续烟气脱硫成本,具有广泛的应用前景.

关键词：氰化尾渣焙烧络合氰化物氧化分解无害化处置

两相区淬火温度对Ni-Cr-Mo-V系高强船体钢组织及性能的影响

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材料科学与工艺 2024年第3期32卷 10-17页

作者：郭天阳罗小兵项重辰丁汉林柴锋潘涛苏州大学沙钢钢铁学院江苏苏州215021 钢铁研究总院工程用钢研究所北京100081

为改善高强船体钢高屈强比、回火区间窄的问题,研究了两相区二次淬火温度对Ni-Cr-Mo-V系高强船体钢组织及性能的影响。通过改变二次淬火温度,研究实验钢冲击拉伸性能和显微组织的变化规律,并通过OM、TEM、XRD衍射等方法进行表征。结果表... 详细信息

为改善高强船体钢高屈强比、回火区间窄的问题,研究了两相区二次淬火温度对Ni-Cr-Mo-V系高强船体钢组织及性能的影响。通过改变二次淬火温度,研究实验钢冲击拉伸性能和显微组织的变化规律,并通过OM、TEM、XRD衍射等方法进行表征。结果表明,在淬火温度区间内,材料的性能表现出两种变化趋势。当淬火温度在640~700℃时,实验钢的强度随着二次淬火温度的上升而增加,而韧性下降。在该淬火温度范围内,实验钢的机械性能由铁素体+马氏体的双相组织和逆转变奥氏体的含量决定。随着二次淬火温度的上升,双相组织中铁素体的比例从40%降至10%,逆转变奥氏体的含量从11%下降至1%。当二次淬火温度从700℃增加到780℃时,实验钢的强度和韧性变化不明显,原因是二次淬火的温度已经超过了A3温度,实验钢组织转变为单一的马氏体组织,奥氏体晶粒尺寸变化不大(7.3~8.5μm)。综上,在680℃下进行两相区二次淬火可以获得最佳的强度和韧性匹配。

关键词：两相区淬火强度韧性屈强比逆转变奥氏体

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电纺BiOCl@UiO-66-NH_(2)@TSPAN纳米纤维可见光催化还原Cr(Ⅵ)

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1366-1375页

作者：周美梅向婉婷王鹏博朱雪梅邹伟何家慧罗平平长安大学水利与环境学院陕西西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室水利部旱区生态水文与水安全重点实验室陕西西安710054

为改善UiO-66-NH_(2)的光催化活性,以热氧化稳定处理的电纺聚丙烯腈(TSPAN)纳米纤维为载体,通过溶剂热法原位负载UiO-66-NH_(2)和Bi OCl晶体,设计构筑了柔性BiOCl@UiO-66-NH_(2)@TSPAN复合纳米纤维,并考察了其可见光催化还原Cr(VI)的性... 详细信息

为改善UiO-66-NH_(2)的光催化活性,以热氧化稳定处理的电纺聚丙烯腈(TSPAN)纳米纤维为载体,通过溶剂热法原位负载UiO-66-NH_(2)和Bi OCl晶体,设计构筑了柔性BiOCl@UiO-66-NH_(2)@TSPAN复合纳米纤维,并考察了其可见光催化还原Cr(VI)的性能.结果表明,UiO-66-NH_(2)和BiOCl可先后均匀负载于TSPAN纤维表面,且由于BiOCl的引入,形成了BiOCl/UiO-66-NH_(2)异质结构,提高了材料的可见光响应性,降低了光生电子空穴对的复合率,对Cr(VI)表现出增强的可见光驱动光催化还原活性,在120min内还原率达到100%,5次循环后,保持良好的稳定性,对Cr(VI)的光催化还原效率仍在90%以上.此外,该复合材料具有柔韧性,可以快速方便地从反应溶液中分离.

关键词：静电纺丝光催化六价铬金属有机框架物氯氧化铋

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面向语义通信网络的能效跨层优化

中国科学：信息科学 2024年第4期54卷 758-776页

作者：余开文樊仁和苟文龙俞传航武刚电子科技大学通信抗干扰全国重点实验室成都611731

语义通信关注传输信息的内在含义,通过语义提取可显著减少需要传输的数据量,提高通信效率,在未来智能设备通信场景中展现出巨大的潜力.然而,深度学习使能的语义编解码进一步加剧传统通信的能量消耗.针对该问题,本文提出一种联合跨层优... 详细信息

语义通信关注传输信息的内在含义,通过语义提取可显著减少需要传输的数据量,提高通信效率,在未来智能设备通信场景中展现出巨大的潜力.然而,深度学习使能的语义编解码进一步加剧传统通信的能量消耗.针对该问题,本文提出一种联合跨层优化框架,并设计了一种语义能效指标来评估用户的体验质量和全局系统的能量损耗.将该优化过程建模为部分可观测的马尔可夫过程,联合优化物理层中的功率控制和语义层中的语义压缩配置:功率分配用于消除小区间干扰,语义压缩等级配置用于优化语义传输效率.仿真结果表明,所提框架和算法能够有效解决语义层和物理层的联合优化问题.

关键词：资源分配语义通信语义感知网络能量效率多智能体强化学习