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面向输出性能优化的高低频混合型模块化多电平变换器及其调控策略

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电工技术学报 2024年第14期39卷 4467-4479页

作者：侯玉超郭祺涂春鸣王鑫汪颖国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 长沙410082 四川大学电气工程学院成都610065

为破解中压模块化多电平变换器(MMC)输出性能提升与降本、增效难以有效兼顾的问题,该文提出一种基于高低频混合的新型MMC(NMMC)拓扑。NMMC每个桥臂包含1个由异质交叉连接模块(HCCM)构成的高频子模块和N-1个半桥变换器构成的低频子模块。... 详细信息

为破解中压模块化多电平变换器(MMC)输出性能提升与降本、增效难以有效兼顾的问题,该文提出一种基于高低频混合的新型MMC(NMMC)拓扑。NMMC每个桥臂包含1个由异质交叉连接模块(HCCM)构成的高频子模块和N-1个半桥变换器构成的低频子模块。HCCM的高频桥臂采用SiC MOSFET器件,而HCCM的换向桥臂及低频子模块均采用Si IGBT器件。针对NMMC拓扑,该文采用高低频混合调制策略,充分发挥了SiCMOSFET器件开关损耗低、Si IGBT器件通态损耗低的优势。此外,针对高频子模块提出一种特定的电容电压平衡策略,并详细分析高频子模块的工作状态。进一步地,仿真及实验验证了所提拓扑结构、调制策略、均压策略的可行性和有效性。最后,将所提拓扑与现有MMC拓扑在器件成本和运行损耗方面进行综合对比,证明所提拓扑可以更好地平衡装置的成本及效率指标。

关键词：模块化多电平变换器 Si IGBT SiC MOSFET 混合调制电平数增倍

基于DIC及CPG技术的热冷循环后花岗岩Ⅰ型断裂特性

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煤炭学报 2024年第7期49卷 3102-3117页

作者：吴秋红夏宇浩赵延林翁磊王世鸣冯淦湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 湖南科技大学土木学院湖南湘潭411201 四川大学水利水电学院四川成都6100652

深部储层岩石的热力学特性,尤其是循环热冷作用下损伤破坏特性,对于增强型地热系统井壁稳定性分析及地热开采效率评估具有重要意义。针对中心直裂纹半圆盘(NSCB)花岗岩试样,首先进行不同热冷循环处理(加热温度400℃,最高循环次数13次),... 详细信息

深部储层岩石的热力学特性,尤其是循环热冷作用下损伤破坏特性,对于增强型地热系统井壁稳定性分析及地热开采效率评估具有重要意义。针对中心直裂纹半圆盘(NSCB)花岗岩试样,首先进行不同热冷循环处理(加热温度400℃,最高循环次数13次),然后开展3点弯Ⅰ型断裂韧度特性试验。基于裂纹扩展计(CPG)和数字图像相关(DIC)测试技术,研究了热冷循环作用下花岗岩Ⅰ型断裂韧度、断裂过程区(FPZ)、裂纹扩展速率及断裂轮廓特征的影响规律。试验结果表明:当热冷循环次数达到10次以上,花岗岩试样脆性明显减弱,而峰前软化特性和峰后延性增强;花岗岩的断裂过程区由裂缝尖端开始逐步孕育,断裂过程区长度随荷载增大呈先增大后减小的趋势,Ⅰ型断裂韧度、最大断裂过程区长度及裂纹平均扩展速度随热冷循环次数增大而指数减小,Ⅰ型断裂面随热冷循环次数增大越来越不平整。最后,基于X-ray衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等微观测试技术,研究了热冷循环作用对花岗岩矿物成分及微观结构的影响规律,结果表明花岗岩4种矿物成分的峰值衍射强度及矿物质量分数均随热冷循环次数增大而降低,而微裂纹大小及数量随热冷循环次数增大而增大。热冷循环作用下花岗岩的损伤劣化机理包含了多次高温热损伤、水冷冲击及水弱化等3方面的联合作用结果。

关键词：热冷循环断裂韧度断裂过程区裂纹扩展速度裂纹扩展计(CPG)技术数字图像相关(DIC)技术

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全株水稻表面优势乳酸菌的筛选与鉴定

草业学报 2024年第1期33卷 117-125页

作者：黄丽娟孙镕基高文婧张志飞陈桂华湖南农业大学农学院湖南长沙410128 水稻油菜抗病育种湖南省重点实验室湖南长沙410128

本试验旨在对全株水稻表面的优势乳酸菌进行分离、筛选与鉴定,以期挖掘出青贮优良菌种资源。利用平板涂布法对全株水稻上的乳酸菌进行分离,以生长速度和产酸能力进行初筛,以抗氧化能力(H2O2耐受能力、DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子... 详细信息

本试验旨在对全株水稻表面的优势乳酸菌进行分离、筛选与鉴定,以期挖掘出青贮优良菌种资源。利用平板涂布法对全株水稻上的乳酸菌进行分离,以生长速度和产酸能力进行初筛,以抗氧化能力(H2O2耐受能力、DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子自由基清除率)进行复筛,对筛选出的优势乳酸菌进行生理生化特性分析和分子生物学鉴定。结果表明,从水稻植株表面共分离得到154株乳酸菌,培养48 h后,有16株OD_(600nm)值>2且pH值<4的乳酸菌,其中有9株乳酸菌具有抗氧化能力,综合表现最好的菌株是YMA3,对DPPH自由基、羟自由基、超氧阴离子自由基清除率分别为72.23%、72.46%、86.33%。YMA3表现出较强的高温或酸性环境适应性,鉴定为粪肠球菌。

关键词：水稻附生乳酸菌筛选抗氧化能力生理生化特性粪肠球菌

轻量化弹道解算系统火控修正和瞄准线滤波预测

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兵工学报 2024年第2期45卷 429-442页

作者：申程张连超张卓朱文亮陈雨康国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073 北京精密机电控制设备研究所北京100076

为快速提高轻武器操作人员射击精度、缩短瞄准时间,设计一种超轻型、多种轻武器复用的弹道解算系统,并创新了火控修正方法。建立人体据枪-瞄准-击发过程模型,规划火控诸元解算、实时环境感知、多轻武器复用、交互和数据管理等基本模块,... 详细信息

为快速提高轻武器操作人员射击精度、缩短瞄准时间,设计一种超轻型、多种轻武器复用的弹道解算系统,并创新了火控修正方法。建立人体据枪-瞄准-击发过程模型,规划火控诸元解算、实时环境感知、多轻武器复用、交互和数据管理等基本模块,提出可快速、实时解算,基于国产化硬件平台的火控修正软件架构,通过系统综合设计,实现总重量394 g情况下的有效工作。针对显示滞后、击发装置延迟和传感器噪声等问题,结合人体卧姿射击运动特征提出一种瞄准线非线性扩展卡尔曼滤波预测方法,其误差补偿效果相比于匀加速预测补偿方法要好53.1%。为验证系统整体有效性,搭建600 m外场射击实验进行初学者分组对比测试。研究结果表明,该系统经短暂培训后可使新手迅速掌握白光瞄具射击要领,瞄准偏差方位方向为1.15 mm、俯仰方向为0.9 mm,可降低轻武器射击对个人经验依赖,提高射手的远距离射击能力。

关键词：弹道解算系统轻武器火控修正扩展卡尔曼滤波瞄准偏差

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考虑黏土蠕变特性的大埋深盾构复推总推力增量解析解研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 139-150页

作者：王树英钟嘉政付循伟龚振宇中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学隧地工程研究中心湖南长沙410075 中南大学轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室湖南长沙410075 中国土木工程集团有限公司北京100038 中铁五局集团电务工程有限责任公司湖南长沙410205

由于黏土存在蠕变效应,黏土地层中盾构长时间停机会诱发盾构复推总推力增量过大、盾构姿态难以控制、管片易破损等次生风险等问题,将黏土地层视为Burgers黏弹性体,构建考虑地层应力和蠕变特性的大埋深圆截面隧洞简化力学模型,根据黏弹... 详细信息

由于黏土存在蠕变效应,黏土地层中盾构长时间停机会诱发盾构复推总推力增量过大、盾构姿态难以控制、管片易破损等次生风险等问题,将黏土地层视为Burgers黏弹性体,构建考虑地层应力和蠕变特性的大埋深圆截面隧洞简化力学模型,根据黏弹性理论推导盾壳-地层径向接触应力的黏弹性解,进而通过积分和分段计算求解复推总推力增量与停机时间的理论关系式。结合水工盾构隧洞停机实例,对比复推总推力增量实际值与理论值。研究结果表明:复推总推力增量实际值与理论值平均相对误差为13.81%,验证了该解析解的可靠性;隧洞埋深越大,复推总推力增量越大,表明大埋深段停机需更关注复推推力控制;盾壳-地层界面摩阻力随超挖间隙增大而减小,而复推总推力增量随之增大;此外,总推力增量随着盾壳-地层界面摩擦因数减小而显著减小。因此,设置合适的超挖间隙和长时间停机时采取往盾壳外注入膨润土等润滑减阻措施能有效预防大埋深段停机的次生风险。

关键词：黏土蠕变特性盾壳-地层接触应力复推总推力增量超挖间隙摩擦因数

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公路建设行业营商环境分析及优化路径研究

铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2499-2510页

作者：李晶晶姜杭毛静怡长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114

优化营商环境是建成公路建设行业统一大市场的必然要求。基于文献研究和问卷调查,结合公路建设行业实际,构建含市场环境、公共服务、人力资源、创新环境、信用环境等8个一级指标,30个二级指标的公路建设行业营商环境评价指标体系,测算我... 详细信息

优化营商环境是建成公路建设行业统一大市场的必然要求。基于文献研究和问卷调查,结合公路建设行业实际,构建含市场环境、公共服务、人力资源、创新环境、信用环境等8个一级指标,30个二级指标的公路建设行业营商环境评价指标体系,测算我国31个省域营商环境评价值,据此分析省域与地区的水平特征、聚类特征、空间特征和组态特征,提出公路建设行业营商环境优化策略。研究结果表明:1)我国公路建设行业营商环境省域差异显著,存在地区内各省发展不平衡的现象;2)具有行业标杆型、领先型、追赶型、落后型聚类特征,整体稳定、微幅提升的时序特征,显著正向关联和东、中部地区显著优于西部、东北部的空间集聚特征;3)存在产生高水平公路建设行业营商环境的4个核心要素、7种组态、3处代表性集聚区域;4)提出“认清现实基础+利用空间集聚效应自我优化+匹配组态路径持续提升”的营商环境优化路径,行业领先型省份可通过组态S3、S6升级至行业标杆型,行业落后型与追赶型省份充分利用空间集聚特征,借助“辐射”效应自我优化,再根据组态配置适宜的建设路径,实现营商环境持续优化。研究结论为公路建设行业持续优化营商环境,建设全国统一大市场提供理论参考。

关键词：营商环境 RSR-CRITIC法模糊集定性比较分析优化路径公路建设行业

构筑功能性Bi_(2)O_(3)光催化材料的研究进展

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精细化工 2024年第8期41卷 1665-1678页

作者：林金池邓玉婷朱文韬于秀明杨金辉田追南华大学土木工程学院湖南衡阳421001

随着世界经济的快速发展,出现了严重的能源短缺和环境危机,光催化技术是缓解该问题的有效方案。Bi_(2)O_(3)具有独特的层状结构和较窄的禁带宽度、潜在的可见光驱动光催化性能,逐渐成为环境能源科学领域的研究热点之一。该文概述了Bi_(2... 详细信息

随着世界经济的快速发展,出现了严重的能源短缺和环境危机,光催化技术是缓解该问题的有效方案。Bi_(2)O_(3)具有独特的层状结构和较窄的禁带宽度、潜在的可见光驱动光催化性能,逐渐成为环境能源科学领域的研究热点之一。该文概述了Bi_(2)O_(3)光催化材料的制备方法,重点介绍了气相反应法、液相反应法、固相反应法和其他方法的研究现状;总结了Bi_(2)O_(3)光催化材料构筑策略、去除成效及主要机理;阐述了Bi_(2)O_(3)光催化材料在光催化水环境处理、水分解制氢、固氮脱硫、杀菌消毒、二氧化碳还原、电极与超级电容器领域的应用;最后,提出了Bi_(2)O_(3)光催化材料存在的问题,并对其未来发展方向进行了展望。

关键词： Bi_(2)O_(3) 制备复合改性作用机理光催化应用

基于曲梁理论的覆冰分裂导线舞动非线性动力分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第1期51卷 180-189页

作者：张孜航韩艳盛国刚李凯长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

基于空间曲梁理论的应变-位移关系,建立了具有三个平动自由度和一个转角自由度的覆冰分裂导线舞动分析混合模型.考虑覆冰导线所受空气动力的非线性和导线大幅运动的几何非线性,利用虚功原理建立覆冰分裂导线的非线性动力学方程.采用振... 详细信息

基于空间曲梁理论的应变-位移关系,建立了具有三个平动自由度和一个转角自由度的覆冰分裂导线舞动分析混合模型.考虑覆冰导线所受空气动力的非线性和导线大幅运动的几何非线性,利用虚功原理建立覆冰分裂导线的非线性动力学方程.采用振型叠加法将方程变换到振型空间中,并使用时间积分算法求解.然后通过数值计算对单元无关性进行了检验,分析单元数量对覆冰导线前六阶频率的影响;此外研究了模态收敛性,分析模态截断对舞动响应的影响;最后分析了气动力对结构频率的影响.研究结果表明,气动力对分裂导线的扭转频率有较大的影响,这准确地反映了输电线路的动态特性;另外,覆冰分裂导线混合模型用于输电线的舞动分析时具有可靠的精度,说明该混合模型可以预测输电线路的实际舞动响应,便于后续控制设计的实施.

关键词：曲梁分裂导线舞动非线性覆冰

ZL114A铝合金本构关系与失效准则参数的确定

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爆炸与冲击 2024年第1期44卷 86-105页

作者：谭毅杨书仪孙要兵郭小军湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201 西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129 中国航发南方工业有限公司湖南株洲412002 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002

针对航空发动机机匣材料ZL114A铝合金,构建描述该材料在较大温度范围下大变形及失效行为的材料模型。通过万能试验机及分离式霍普金森压杆试验装置测试ZL114A铝合金在常温准静态、高温和高应变率下的力学性能,分析温度和应变率对材料流... 详细信息

针对航空发动机机匣材料ZL114A铝合金,构建描述该材料在较大温度范围下大变形及失效行为的材料模型。通过万能试验机及分离式霍普金森压杆试验装置测试ZL114A铝合金在常温准静态、高温和高应变率下的力学性能,分析温度和应变率对材料流动应力的影响。采用有限元程序和优化算法反求25~375℃内材料的硬化参数,结合高应变率(1310~5964 s^(-1))下材料的动态行为关系,构建包含塑性应变、温度及应变率的经验型本构模型。开展缺口拉伸、缺口压缩等试验并建立相对应的有限元模型,获取材料在不同应力三轴度下的失效应变,标定分段形式的Johnson-Cook(J-C)失效准则参数。通过不同温度下的平板侵彻试验和数值模拟验证失效准则及其参数的有效性。结果表明,ZL114A铝合金具有明显的应变硬化、温度软化及高应变率强化特性;具有应力饱和特征的Hockett-Sherby(HS)硬化模型较为准确地描述材料大变形下的力学行为;构建的材料本构关系可以描述ZL114A铝合金在大应变、宽温度、高应变率下的力学行为;分段形式的失效准则具有预测不同温度下材料失效行为的能力。

关键词： ZL114A铝合金本构关系反求失效准则侵彻