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边际油田集束海缆的滤波及防串音特性

哈尔滨理工大学学报 2024年第1期29卷 62-68页

作者：王海涛邵启兵闫志雨金秋潘盼李震赵洪顾伟伟中天科技海缆股份有限公司江苏南通226010 江苏省海洋能源与信息传输重点实验室江苏南通226010 哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室哈尔滨150080 中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300000

为了实现更高的经济效益,边际油田多采用“一对多”的IEESP系统进行石油开采工作,集束海缆是该系统中重要设备。IEESP系统中,变频器开关器件快速通断使得输出信号中存在许多高频谐波分量,其中最突出的是VSI系统中的高dv/dt信号与CSI系... 详细信息

为了实现更高的经济效益,边际油田多采用“一对多”的IEESP系统进行石油开采工作,集束海缆是该系统中重要设备。IEESP系统中,变频器开关器件快速通断使得输出信号中存在许多高频谐波分量,其中最突出的是VSI系统中的高dv/dt信号与CSI系统中的高di/dt信号,这两类信号在经过长距离电缆的传输后将分别带来电机输入端过电压问题和不同线组之间的串音干扰问题。利用有限元法结合均匀传输线定理,对集束海缆的滤波特性进行探究可知:对于信号中10 kHz及以上高频成分,当集束海缆长度超过15 km时,滤除效果即超过了99%,对于1 MHz及以上级别的高频信号,电缆长度为1 km时其滤除效果便超过99%,即随着长度的积累,电缆依靠自身滤波效应便能够对高dv/dt信号及其附带产生的各类高频信号进行有效滤除。利用COMSOL Multiphysics建立三维有限元模型,对9芯集束海缆中串音干扰最严重的线组进行有仿真计算可知:尽管集束海缆中的金属屏蔽层无法有效屏蔽信号中的低频成分,但对1000 Hz以上高频信号所产生的电磁波屏蔽效果却十分突出,且随着频率升高其屏蔽效果愈发明显,即金属屏蔽层能够有效抑制集束海缆高频串扰现象的发生。

关键词：集束海缆过电压、串扰、滤波、屏蔽

不同介质中爆炸载荷对层冰结构的破坏效应研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：王须民张之凡张桂勇孙铁志大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室船舶工程学院高新船舶与深海开发装备协同创新中心

爆炸破冰是一个复杂的多相耦合过程，为了研究不同介质中爆炸载荷对层冰结构的破坏效应，本文利用LS-DYNA对爆炸破冰过程进行数值模拟，研究了空中、冰内和水下爆炸载荷特性及对层冰结构的破坏模式，对比分析了不同介质中爆炸破冰的效... 详细信息

爆炸破冰是一个复杂的多相耦合过程，为了研究不同介质中爆炸载荷对层冰结构的破坏效应，本文利用LS-DYNA对爆炸破冰过程进行数值模拟，研究了空中、冰内和水下爆炸载荷特性及对层冰结构的破坏模式，对比分析了不同介质中爆炸破冰的效果，给出了药量和爆距对破冰效果的影响规律。结果表明：水下爆炸的破冰效率最高，其次是冰内爆炸破冰，空中爆炸的破冰效率最低。随着爆距的增大，装药位置由空中到冰内再到水下，破口半径先缓慢增大后迅速减小，水下爆炸破冰存在最优爆距，当爆距约为7.5倍装药半径时层冰的破口半径存在最大值。

关键词：空中爆炸冰内爆炸水下爆炸气泡冲击波层冰结构破坏效果数值模拟

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竞争向列相液晶中(1+2)维空间光孤子

红外与激光工程 2024年第10期 149-161页

作者：张萌浦绍质杜明欣孙莹王小孟梁影哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院

基于JUNG等人提出的竞争非局域模型，研究了竞争型向列相液晶中(1+2)维空间光孤子的传输特性。利用变分法给出了孤子临界功率解析表达式，发现当热非局域程度固定时，临界功率随分子取向效应非局域程度的变化规律与随热非线性系数的变... 详细信息

基于JUNG等人提出的竞争非局域模型，研究了竞争型向列相液晶中(1+2)维空间光孤子的传输特性。利用变分法给出了孤子临界功率解析表达式，发现当热非局域程度固定时，临界功率随分子取向效应非局域程度的变化规律与随热非线性系数的变化规律一致：随着分子取向非局域程度或热非线性系数的增加，临界功率由功率不等的两个分支逐渐重合为功率相等的一支；当分子取向效应非局域程度和热非线性系数固定时，随着热非局域程度的增加，临界功率由功率相等的一支分为功率不等的两个分支。利用光束传输方法发现，只有功率不等分支上的点对应的(1+2)维空间光孤子才能稳定传输。该研究结果可为竞争非局域介质中(1+2)维空间光孤子的实验研究以及全光互联应用提供理论基础。

关键词：非线性光学竞争非局域向列相液晶空间光孤子 (1+2)维

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河南矿区高灰细泥煤泥水的絮凝沉降试验研究

河南理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期43卷 35-41页

作者：鲁忠良王擘昊于跃先史长亮何俊王婕河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454000 河南理工大学煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454000 西安科技大学化学与化工学院陕西西安710054 河南理工大学化学化工学院河南焦作454000 太原理工大学土木工程学院山西太原030600

目的随着采煤机械化程度的提高和重介质选煤工艺普及,入选浮煤泥中高灰细泥的含量逐渐增加。高灰细泥是影响煤泥水沉降效率的最直接因素,对煤泥水中的高灰细泥进行处理,直接关系着煤炭资源生产和水资源利用。针对河南矿区煤泥水具有高... 详细信息

目的随着采煤机械化程度的提高和重介质选煤工艺普及,入选浮煤泥中高灰细泥的含量逐渐增加。高灰细泥是影响煤泥水沉降效率的最直接因素,对煤泥水中的高灰细泥进行处理,直接关系着煤炭资源生产和水资源利用。针对河南矿区煤泥水具有高灰细泥的特性,方法通过设计正交试验测试不同种类的絮凝剂和搅拌速度对煤泥水的沉降率的影响及其之间的相互作用的效果,提高煤泥水沉降效率。结果结果表明:六偏磷酸钠与聚丙烯酰胺的分散性能及絮凝性能更优,搅拌速度、六偏磷酸钠用量、聚丙烯酰胺用量对高灰细泥煤泥水沉降率的影响程度依次减小,搅拌速度和聚丙烯酰胺用量之间的相互关系对沉降率影响最为显著;当六偏磷酸钠用量40.08 mg/L、聚丙烯酰胺用量5.75 mg/L、搅拌速度411.12 r/min,沉降率可达95.5%,沉降率提高的原因在于高灰细泥絮凝过程中絮团成球明显,絮凝剂的桥接作用可以使分散颗粒聚团并发展为球形,长条不规则颗粒明显减少,颗粒群粒形的改变有助于煤泥水的沉降,在一定搅拌速度下粒形保持较为规整,可增加沉降概率,使煤泥水得以有效沉降。结论通过改善煤泥水中颗粒的粒度粒形特性,可以有效提高河南矿区高灰细泥煤泥水的沉降效率。研究结果可为处理高灰细泥煤泥水提供理论支持和实践参考。

关键词：河南矿区煤泥水高灰细泥沉降率粒形

考虑物性变化及壳体传热的新型板壳式换热器板程流动传热数值模拟

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化工进展 2024年第4期43卷 1676-1689页

作者：孙超艾诗钦刘月婵哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工程大学动力工程及工程热物理博士后科研流动站黑龙江哈尔滨150001

板壳式换热器以优越的换热性能和耐温耐压性在化工生产等领域有着广阔的应用前景。本文采用可实现k⁃ε湍流模型结合增强壁面函数,对一种新型板壳式换热器板程流动与传热特性进行数值模拟研究,讨论了介质物性变化及壳体传热的影响,并与... 详细信息

板壳式换热器以优越的换热性能和耐温耐压性在化工生产等领域有着广阔的应用前景。本文采用可实现k⁃ε湍流模型结合增强壁面函数,对一种新型板壳式换热器板程流动与传热特性进行数值模拟研究,讨论了介质物性变化及壳体传热的影响,并与已有实验进行验证。重点分析了不同波纹高度在不同入口流速下的流动传热特性,基于场协同理论揭示了速度场与温度场及压强场协同分布规律。结果表明:流动传热计算不能忽略流体介质物性变化及壳体传热的影响;增大波纹高度流态由曲折流向十字交叉流转变,板间流体分布趋于均匀,换热性能增大;沿沟槽形成连续的涡结构,在触点周围形成具有周期性和中心对称的高剪切涡量集中区,垂直于流动方向场协同呈现周期性变化,波纹高度越高周期性越明显;在波纹核心流域内因流动与热流相似,其协同程度变差。

关键词：板壳式换热器波纹高度三场协同流动传热数值模拟

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干式空心电抗器用环氧玻璃纤维复合材料协同增韧改性及性能研究

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绝缘材料 2024年第7期57卷 43-50页

作者：张健刘贺千朱勇行李中原杨洪达赵春明国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院黑龙江哈尔滨150030 哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院吉林长春130021

为了提高干式空心电抗器包封绝缘材料的抗开裂性能,需要在保证环氧复合材料良好电气性能的同时提高其韧性。本文通过向环氧玻璃纤维(EP/GF)复合材料中加入不同含量的端环氧基液体丁腈橡胶(ETBN)、不同含量和不同粒径的Al_(2)O_(3)粉体,... 详细信息

为了提高干式空心电抗器包封绝缘材料的抗开裂性能,需要在保证环氧复合材料良好电气性能的同时提高其韧性。本文通过向环氧玻璃纤维(EP/GF)复合材料中加入不同含量的端环氧基液体丁腈橡胶(ETBN)、不同含量和不同粒径的Al_(2)O_(3)粉体,得到一种兼顾良好力学性能和电气性能的环氧玻璃纤维复合材料,并对其结构形貌、力学性能和电学性能进行测试。结果表明:当添加质量分数为10%的ETBN、质量分数为30%的5μm Al_(2)O_(3)和质量分数为3%的100 nm Al_(2)O_(3)时,复合材料的弯曲强度最高达到291.0 MPa,比未添加填料时提升了33.5%,电气强度为24.3 kV/mm,此时EP/GF复合材料综合性能最优。

关键词：环氧树脂玻璃纤维改性力学性能

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离心式铁磁流体微泵的设计及流动特性分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第4期56卷 137-147页

作者：李望旭李正贵韩伟行怡帆谭善文司国雷陈君辉兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050 流体及动力机械教育部重点实验室(西华大学) 成都610039 四川航天烽火伺服控制技术有限公司成都611130

铁磁流体微泵由于其自润滑性和自密封性,使其更加符合微流控技术应用在生物医学、生命科学、化学分析、航空航天等领域的需求,而在目前的结构设计中无法同时满足加工简单、可靠性高、流动稳定等优势,因此限制其应用及发展。为提高铁磁... 详细信息

铁磁流体微泵由于其自润滑性和自密封性,使其更加符合微流控技术应用在生物医学、生命科学、化学分析、航空航天等领域的需求,而在目前的结构设计中无法同时满足加工简单、可靠性高、流动稳定等优势,因此限制其应用及发展。为提高铁磁流体微泵的可靠性和稳定性,促进其发展和应用,本研究基于铁磁流体的外场控制原理、磁流变效应及介质流体的流体力学行为设计了一种离心式的新型铁磁流体微泵,并应用数值计算分析了介质流体流动特性。结果表明:该微泵可以有效实现泵送过程,当转速为10 r/min时,一个周期内的泵送净流量可达0.07 kg/T,且在两股铁磁流体的交替作用下可以阻断泵腔进口与出口的介质流体质量交换;由于铁磁流体与泵腔结构的动静干涉作用,导致出口流量存在轻微脉动(数量级为10^(-5)),但仍处于层流状态(Re介质流体之间的相界面压力波动和自密封性能进行分析,得到相界面上的压力波动峰值远小于铁磁流体自密封性能,相差3个数量级,从铁磁流体的密封稳定性和界面稳定性角度验证了离心式铁磁流体微泵的可行性。

关键词：铁磁流体微泵惯性驱动泵送过程重叠网格

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基于深度学习的管道热图像泄漏识别

红外技术 2024年第5期46卷 522-531页

作者：陈秋艳张新燕贺敏田义春刘宁郭瑞王晓辉游思源张修坤山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266590 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 青岛市生产安全火灾事故智能控制工程中心山东青岛266590 烟台哈尔滨工程大学研究院山东烟台264000

为了降低输液管道多泄漏点微小泄漏的检测难度,提高输液管道无损检测的检测精度与检测速度,通过搭建水循环管道泄漏实验系统,改变管道泄漏点尺寸、泄漏点数量及输送介质温度,应用红外热像仪实时采集红外图像,提出基于非线性平稳小波和... 详细信息

为了降低输液管道多泄漏点微小泄漏的检测难度,提高输液管道无损检测的检测精度与检测速度,通过搭建水循环管道泄漏实验系统,改变管道泄漏点尺寸、泄漏点数量及输送介质温度,应用红外热像仪实时采集红外图像,提出基于非线性平稳小波和双边滤波算法实现图像降噪;并结合红外检测技术和YOLO(You Only Look Once)v4模型实现输液管道单、多漏点的自动化智能检测。结果表明,与传统滤波算法相比,该降噪方法的峰值信噪比、结构相似性均有所提升;该模型能够快速且准确地检测管道单、多漏点,检测精度(mAP)分别达到了0.9822及0.98,准确率分别达到了98.3%及98.36%,单帧检测时间分别达到了0.3021 s及0.3096 s,实现了在复杂背景干扰下对单、多泄漏点的识别。通过与YOLO v3、Faster R-CNN和SSD 300这3种算法比较发现,YOLO v4算法对管道单一漏点及多泄漏点检测的准确率、mAP和检测时间均更佳,具有更高的检测准确性与检测效率。

关键词：输液管道红外无损检测技术图像降噪自动检测 MATLAB

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聚偏氟乙烯基复合材料的制备及介电性能

复合材料学报 2021年第5期38卷 1426-1434页

作者：王继华柳军旺王春锋王永亮韩志东哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 哈尔滨理工大学电介质工程省部共建国家重点实验室培育基地哈尔滨150001

为有效改善聚合物基复合材料的介电性能,兼顾高介电常数和低填料量同时并存,采用以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体树脂,钛酸钡(BT)和石墨烯(GNP)分别为介电填料和导电填料,在BT-GNP/PVDF复合体系内部构建微电容器结构。采用溶液法和热压法制备G... 详细信息

为有效改善聚合物基复合材料的介电性能,兼顾高介电常数和低填料量同时并存,采用以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体树脂,钛酸钡(BT)和石墨烯(GNP)分别为介电填料和导电填料,在BT-GNP/PVDF复合体系内部构建微电容器结构。采用溶液法和热压法制备GNP/PVDF薄膜和BT-GNP/PVDF复合薄膜。结果表明,BT和GNP填料在BT-GNP/PVDF复合薄膜中能够均匀分散,在薄膜内能形成明显的微电容器结构。陶瓷填料BT的引入,使微电容器结构更有利于提高BT-GNP/PVDF复合薄膜的介电常数。BT含量大于50wt%的BT-GNP/PVDF复合薄膜介电常数均不低于GNP/PVDF薄膜。BT含量为50wt%的BT-GNP/PVDF复合薄膜的介电常数高于BT含量分别为35wt%、60wt%和70wt%的BT-GNP/PVDF复合薄膜,最大值约为43,相当于GNP含量为0.8wt%的GNP/PVDF薄膜的1.5倍;BT含量为50wt%的BT-GNP/PVDF复合薄膜损耗角正切均小于其他体系薄膜,最大不超过0.09,最小约为0.02。BT-GNP/PVDF复合薄膜的电导率变化趋势基本一致,没有明显差异。

关键词：聚偏氟乙烯石墨烯钛酸钡微电容器介电性能