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不同氧浓度混合气体二次流注放电下激发态氧原子生成特性与影响因素

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物理学报 2025年第4期74卷 214-224页

作者：魏振宇刘亚坤上海交通大学电气工程系电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

流注放电被应用于消毒杀菌、臭氧生产等领域,其中二次流注放电过程对臭氧有效生产持续时间和效率影响明显,然而氧浓度对二次流注放电过程及目标产物产量的影响还不清楚.为此,开发不同氧浓度下针-板电极二次流注发展过程的流体分析模型,... 详细信息

流注放电被应用于消毒杀菌、臭氧生产等领域,其中二次流注放电过程对臭氧有效生产持续时间和效率影响明显,然而氧浓度对二次流注放电过程及目标产物产量的影响还不清楚.为此,开发不同氧浓度下针-板电极二次流注发展过程的流体分析模型,解决高氧浓度下流注放电模拟的非物理分支(branch)问题,分析氧浓度对二次正流注光发射特性的影响,研究不同氧浓度下的阴极转移电荷量和激发态氧原子O(^(3)P)产量,并与实验数据进行对比.结果表明,氧浓度由20%增加至90%后,二次流注放电通道电子密度平均降低90%,电场强度变化小于10%,单次放电持续时间缩短77%,激发态氧原子O(^(3)P)单位能量产率上升64%,同时放电时间缩短会使产量降低50%,但激发态氧原子O(^(3)P)单位能量产率的提高优于单次降产量.氧浓度增大引发氧分子二、三体吸附效应增强和电子密度下降是单次放电产量下降的原因,电子与氧分子碰撞概率提升是单位能量产率上升的原因.

关键词：流注放电流体模型数值模拟持续时间

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基于遗传算法的氨燃料活塞轨迹燃烧优化控制

内燃机学报 2025年第1期43卷 11-19页

作者：李家齐张宸肖进黄震上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 上海交通大学智慧能源创新学院上海200240

利用基于重复控制的主动控制器“虚拟曲轴”,在自由活塞发动机中实现了同一压缩比下的不同活塞轨迹运行特征(以参数Ω表征,为生成轨迹的椭圆的短轴与长轴之比),并从指示热效率、峰值压力位置、着火延迟和氮氧化物排放等特征的分析中,获... 详细信息

利用基于重复控制的主动控制器“虚拟曲轴”,在自由活塞发动机中实现了同一压缩比下的不同活塞轨迹运行特征(以参数Ω表征,为生成轨迹的椭圆的短轴与长轴之比),并从指示热效率、峰值压力位置、着火延迟和氮氧化物排放等特征的分析中,获得了参数Ω表征的最优活塞轨迹.以此轨迹作为进一步优化的初始条件,基于遗传算法,以指示热效率为优化目标,对活塞轨迹进行了全局寻优设计.研究结果表明:活塞运动轨迹的变化会影响氨的均质压燃过程.经过寻优设计得出的最优轨迹相较于传统内燃机能够提升3.35%的指示热效率,并减小了42.93%的着火延迟时间.

关键词：自由活塞发动机氨燃烧控制遗传算法

考虑停运概率熵和网架结构熵的电网关键线路辨识方法

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电力系统自动化 2025年第1期49卷 139-149页

作者：潘松李长城康海鹏黄思琪苏子扬张玺广西电力系统最优化与节能技术重点实验室(广西大学) 广西壮族自治区南宁市530004 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240

线路停运概率对连锁故障的触发和演化具有重要影响。然而,现有关于电网线路停运概率分布均衡性的研究存在考虑不足的问题。文中结合复杂网络理论分析方法与熵理论,提出综合考虑停运概率熵和网架结构熵的电网关键线路辨识方法,旨在量化... 详细信息

线路停运概率对连锁故障的触发和演化具有重要影响。然而,现有关于电网线路停运概率分布均衡性的研究存在考虑不足的问题。文中结合复杂网络理论分析方法与熵理论,提出综合考虑停运概率熵和网架结构熵的电网关键线路辨识方法,旨在量化线路在电网运行状态和网络状态层面的综合影响力。首先,基于线路停运概率模型,提出了停运概率分布熵与停运概率变化熵指标,区分了线路潮流在正常值范围内、正常值与极限值之间和大于极限值3个状态对辨识结果的影响,克服了现有指标中对直接影响线路故障因素考虑欠缺的不足。其次,结合改进网架结构熵,提出了反映电网网架结构和运行状态的关键线路综合指标。然后,结合功率平衡策略,提出电网关键线路辨识方法。最后,基于改进网络效能指标对IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统进行仿真,验证了所提方法的可行性和正确性。

关键词：线路辨识复杂网络连锁故障熵停运概率网络效能

基于死区换流时序分析的LLC软开关设计方法

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电源学报 2025年

作者：钱敏华李霄刘海晨冯奕鸣李睿中国电气装备集团科学技术研究院有限公司上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室

LLC变换器凭借拥有良好的软开关范围，高功率密度等优异特性，广泛应用于户用储能和分布式储能领域。在LLC变换器调制设计中，为实现高效率，需要在变换器整体功率损耗低的硬件参数设计基础上，满足谐振软开关实现条件。文章通过对死区... 详细信息

LLC变换器凭借拥有良好的软开关范围，高功率密度等优异特性，广泛应用于户用储能和分布式储能领域。在LLC变换器调制设计中，为实现高效率，需要在变换器整体功率损耗低的硬件参数设计基础上，满足谐振软开关实现条件。文章通过对死区时间内换流过程分析，探究了开关管寄生参数对变换器软开关实现的影响。通过对死区时间开关时序的优化，利用开关管寄生参数参与谐振的电路机理，促成软开关的实现，保证较高的运行效率。通过考虑死区时间内损耗分布情况，分析了功率双向流动工况下不改变调制对于效率的影响。搭建4kW LLC样机进行双向功率传输实验验证。

关键词： LLC变换器死区换流软开关

基于丝网传感器的两相流相场与浓度场同步测量方法

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原子能科学技术 2025年第2期59卷 383-393页

作者：夏馨语闫旭傅俊森肖瑶顾汉洋上海交通大学智慧能源创新学院上海200240 核动力系统与装备教育部重点实验室上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

准确认识核反应堆燃料组件内交混行为对其优化设计与安全分析极为关键。丝网传感器可对流道截面进行高时空分辨率相分布成像,结合示踪剂质量平衡法已可实现燃料组件单相交混精细测量。但因缺乏两相下浓度场后处理算法,尚无法应用于两相... 详细信息

准确认识核反应堆燃料组件内交混行为对其优化设计与安全分析极为关键。丝网传感器可对流道截面进行高时空分辨率相分布成像,结合示踪剂质量平衡法已可实现燃料组件单相交混精细测量。但因缺乏两相下浓度场后处理算法,尚无法应用于两相交混研究。本文考虑到相同空泡份额下液相电导率对丝网敏感体的影响特性,提出了一种两相浓度反演算法,实现了两相流动空泡份额场、液相浓度场同步测量。基于电势场数值模拟与实验确认了算法的正确性与精确度。结果显示算法可适用于各类复杂的两相流工况,典型工况下两相浓度反演算法获得的浓度分布平均相对偏差为3.6%。基于本文实验结果表明,该算法计算获得的浓度矩阵平均相对偏差小于3%,进一步验证了同步测量方法的良好的适用性与精确度。

关键词：丝网传感器空泡份额场液相浓度场同步测量两相浓度反演算法

流形正则化支持高阶张量机及其在行星齿轮箱半监督故障诊断中的应用

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振动工程学报 2025年第1期38卷 78-87页

作者：杨诚何清波贾民平李志农彭志科上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 东南大学机械工程学院江苏南京211189 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室江西南昌330063 宁夏大学机械工程学院宁夏银川750021

本文提出了一种基于流形正则化支持高阶张量机(MRSHTM)的行星齿轮箱半监督故障诊断方法。在MRSHTM中引入CP分解挖掘张量数据中的内在结构信息,并定义张量逆多元二次核函数(Tensor‐IMKF)以构建图拉普拉斯算子,从而更好地描述张量数据之... 详细信息

本文提出了一种基于流形正则化支持高阶张量机(MRSHTM)的行星齿轮箱半监督故障诊断方法。在MRSHTM中引入CP分解挖掘张量数据中的内在结构信息,并定义张量逆多元二次核函数(Tensor‐IMKF)以构建图拉普拉斯算子,从而更好地描述张量数据之间的流形结构。针对多分类问题,将一对多(OVR)策略引入MRSHTM中,提出一对多流形正则化支持高阶张量机(OVR‐MRSHTM)模型。利用层次多尺度排列熵(HMPE)提取多通道振动信号的“通道×层次×尺度”三阶张量故障特征,并输入OVR‐MRSHTM中进行自动识别。实验结果表明,所提算法能够在张量空间中实现稀缺标记样本下的行星齿轮箱智能故障诊断。

关键词：半监督故障诊断行星齿轮箱张量学习流形正则化

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基于离散状态空间小步合成的固态变压器大步长仿真方法

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中国电机工程学报 2025年第3期45卷 1063-1073,I0021页

作者：张勇徐晋李子润汪可友李国杰邢法财电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240 国网山东省电力公司电力科学研究院山东省济南市250000

固态变压器(solid state transformer,SST)在新型电力系统中的应用逐渐增加,因其复杂的拓扑结构、节点数多、子模块内开关频率高等特点,使得面向SST的电磁暂态仿真计算效率低,目前针对SST大步长仿真方法的研究较少。为此,提出一种基于... 详细信息

固态变压器(solid state transformer,SST)在新型电力系统中的应用逐渐增加,因其复杂的拓扑结构、节点数多、子模块内开关频率高等特点,使得面向SST的电磁暂态仿真计算效率低,目前针对SST大步长仿真方法的研究较少。为此,提出一种基于离散状态空间小步合成的SST大步长仿真方法。首先,建立小步长建模、小步长仿真的离散状态空间模型;然后,根据离散状态空间方程的特点,采用小步迭代合成法构建离散状态空间大步长仿真模型,从而实现小步长建模、大步长仿真;最后,给出大步长仿真模型的二次等效方法,减少系统整体建模的系数矩阵维度,降低计算复杂度。结果表明,所提方法不仅能减少数值积分误差和电力电子开关动作误差,实现100 k Hz开关频率下SST换流系统的精确仿真,还能显著提升SST的仿真效率。

关键词：离散状态空间模型固态变压器小步迭代合成大步长仿真

考虑高温超导电缆接入的配电网变电站及网架协同规划

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供用电 2025年第2期42卷 12-21页

作者：刘亦婷顾洁吕忠麟金之俭电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海200240

城市配电网面临着用电需求增长而土地等规划资源受限的困境,随着高温超导电缆(简称超导电缆)成本下降及运行技术的逐渐成熟,为提升城市配电网的供电能力、保障供电需求提供了解决措施。超导电缆系统与常规输电线路在应用场景与技术经济... 详细信息

城市配电网面临着用电需求增长而土地等规划资源受限的困境,随着高温超导电缆(简称超导电缆)成本下降及运行技术的逐渐成熟,为提升城市配电网的供电能力、保障供电需求提供了解决措施。超导电缆系统与常规输电线路在应用场景与技术经济特性上存在较大差异,需考虑超导电缆纳入的差异性,才能充分发挥其输电能力强、损耗低和截面小的优势,为此提出了一种考虑超导电缆接入的配电网变电站及网架协同规划方法。基于主从决策和全寿命周期成本的理念,通过分析超导电缆接入配电网后系统变电站配置和网架布局间的耦合关系,综合考虑经济性要求与可靠性约束,建立了考虑超导电缆接入的变电站-网架协同规划模型。采用基于多种策略改进后的鲸鱼优化算法对模型进行求解,得到含超导电缆的配电网规划方案,并通过算例验证了所提方法的有效性。

关键词：高温超导电缆配电网规划协同规划主从决策可靠性评估鲸鱼优化算法

面向城市应急物资配送的多无人机协同路径规划算法

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控制与决策 2025年第4期40卷 1098-1106页

作者：于彦鹏余墨多汤奇荣范勤勤上海海事大学物流研究中心上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室同济大学机器人技术与多体系统实验室

当城市发生突发性事件时,高效的应急物资配送能力是降低生命和财产损失的有效途径之一.为了提高城市应急物资配送效率和效果,提出一种基于进化多任务的多无人机协同路径规划算法(MCPP-EMTO).首先,将原多无人机应急配送问题作为主任务,... 详细信息

当城市发生突发性事件时,高效的应急物资配送能力是降低生命和财产损失的有效途径之一.为了提高城市应急物资配送效率和效果,提出一种基于进化多任务的多无人机协同路径规划算法(MCPP-EMTO).首先,将原多无人机应急配送问题作为主任务,并将不考虑无人机续航能力和容量约束的多无人机应急配送问题当作辅助任务;然后,所提出算法将辅助任务得到的有用演化信息迁移至主任务来提高求解效率;最后,为了验证所提出算法的性能,设置3个不同的城市应急配送场景,并选用4种高性能多目标进化算法作为比较算法.仿真实验表明,相比于4种比较算法,所提出算法能够得到多样性和逼近性较好的帕累托前沿.

关键词：无人机三维路径规划进化多任务应急物流进化计算