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飞机撞击安全壳燃油泄漏燃烧数值模拟研究

安全与环境学报 2024年第2期24卷 530-537页

作者：王友刚孙运轮张君鸿中核能源科技有限公司北京100193

为研究飞机撞击核电厂安全壳后引发燃烧对安全壳的影响,采用Fluent模拟了航空煤油替代燃料在安全壳内部和外部的燃烧过程,分析了安全壳不同位置处的火焰温度变化情况。结果表明,在开始阶段,燃油泄漏时间比较短,燃油缓慢蒸发汽化,燃烧发... 详细信息

为研究飞机撞击核电厂安全壳后引发燃烧对安全壳的影响,采用Fluent模拟了航空煤油替代燃料在安全壳内部和外部的燃烧过程,分析了安全壳不同位置处的火焰温度变化情况。结果表明,在开始阶段,燃油泄漏时间比较短,燃油缓慢蒸发汽化,燃烧发展过程以扩散蔓延为主,高温区域主要分布在安全壳侧壁面和底面。随着时间推移,液面蒸发速度加快,火焰高度呈现纵向发展的态势,最后在顶部形成较为均匀的温度场。安全壳内部燃烧最高温度可以达到2229 K,外部燃烧最高温度为1308 K。此外,撞击位置越高,安全壳顶部会越早出现高温区域,而较低位置处由于液池的堆积缓慢,燃油蒸发速率低,温度上升相对较慢。区别于内部燃烧,外部燃烧火焰不会波及安全壳顶部中心位置。

关键词：安全工程飞机撞击安全壳航空煤油数值模拟

Inconel 617合金在非纯氦气环境中的高温腐蚀行为研究

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原子能科学技术 2024年第1期58卷 189-197页

作者：郑伟何学东银华强杜斌李昊翔马涛蒲洋王尚军清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 中核能源科技有限公司北京100080

Inconel 617合金是高温气冷堆蒸汽发生器的候选材料,在反应堆超高温运行时可能会受到氦气中痕量杂质的腐蚀。为探究合金在高温堆环境中的腐蚀机理,本研究开展了Inconel 617合金在980℃的非纯氦气中的腐蚀实验,对气相以及腐蚀行为进行了... 详细信息

Inconel 617合金是高温气冷堆蒸汽发生器的候选材料,在反应堆超高温运行时可能会受到氦气中痕量杂质的腐蚀。为探究合金在高温堆环境中的腐蚀机理,本研究开展了Inconel 617合金在980℃的非纯氦气中的腐蚀实验,对气相以及腐蚀行为进行了分析。通过化学热力学和动力学计算,阐明了合金脱碳的机理,并建立了碳迁移判定模型和脱碳反应预测模型,与实验数据有良好的一致性。在此基础上,研究了预氧化和温度对脱碳反应的影响。研究结果表明,即使杂质含量极低,也会诱发相关的腐蚀行为。降低运行温度可以有效避免合金脱碳,但预氧化的抗脱碳效果不理想。因此,极低杂质含量并非高温堆一回路净化目标,应该根据模型预测和实验分析来选择更加合理的杂质控制方案。

关键词：高温合金非纯氦气高温气冷堆腐蚀脱碳

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锂离子电池高镍正极材料的制备及性能优化

化工进展 2024年第3期43卷 1387-1394页

作者：吴剑扬申兰耀于永利王汝娜蒋宁杨新河邱景义周恒辉北京大学化学与分子工程学院北京100871 北京泰丰先行新能源科技有限公司北京102200 防化研究院北京102205

高镍三元正极材料具有很高的理论容量,可被用于提高锂离子电池体系的能量。目前研究较多的高镍材料是镍摩尔分数在三元素中占比为80%的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2),但是为了追求更高的能量密度,具有更高镍摩尔分数(镍摩尔分数>88%... 详细信息

高镍三元正极材料具有很高的理论容量,可被用于提高锂离子电池体系的能量。目前研究较多的高镍材料是镍摩尔分数在三元素中占比为80%的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2),但是为了追求更高的能量密度,具有更高镍摩尔分数(镍摩尔分数>88%)的超高镍材料也需要被研究。然而,镍含量的提升对材料结构稳定性造成的负面影响阻碍了高镍材料的实际应用。因此,优化高镍材料的制备工艺十分重要。本工作首先制备了镍摩尔分数为88%、90%、92%、94%以及98%的超高镍材料,探究了它们的基本物理化学性质与电化学性能,验证了镍摩尔分数提升对于材料容量和结构稳定性带来的影响。进一步地,本工作选取了镍摩尔分数为90%的高镍材料(Ni90),着重探究了烧结温度对其性质的影响,发现Ni90材料颗粒会随着烧结温度的上升而增大,而在750℃的适宜烧结温度下,材料能在结构和颗粒尺寸上达到平衡,得到倍率和循环综合性能最好的Ni90材料。同时,对于不同镍含量的材料,也需要选择适中的温度进行烧结,才能兼顾材料的性能与稳定性。

关键词：电化学制备高镍材料正极锂离子电池

单侧钢板超高性能混凝土组合板单元面内受力性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第8期45卷 55-68页

作者：王友刚丁然刘入瑞郭保第孙运轮樊健生中核能源科技有限公司北京100193 清华大学土木工程系北京100084 中核山东核能有限公司山东烟台265100

为研究单侧钢板超高性能混凝土(half steel ultra-high performance concrete,HSUHPC)组合板单元的面内受力性能,设计了12个HSUHPC组合板单元试件,采用自主研发的平面双向多功能加载装置完成了3个单向受拉试验、3个双向受拉试验和6个循... 详细信息

为研究单侧钢板超高性能混凝土(half steel ultra-high performance concrete,HSUHPC)组合板单元的面内受力性能,设计了12个HSUHPC组合板单元试件,采用自主研发的平面双向多功能加载装置完成了3个单向受拉试验、3个双向受拉试验和6个循环剪切试验,研究含钢率、配筋率对HSUHPC组合板力学性能的影响。结果表明,钢板、钢筋和超高性能混凝土在弹性和开裂初期的变形较为一致,在后续的加载阶段能够保持共同受力;HSUHPC组合板中配置的钢筋与超高性能混凝土之间能够发展有效的应力重分布,由于残余拉伸强度较高且具有良好的应变硬化性能,超高性能混凝土能够提供至少50%的受拉和受剪承载力贡献;配筋率和含钢率对HSUHPC组合板单元承载力均有影响;双向受拉工况对HSUHPC组合板单元的面内承载力影响不大,与单向受拉工况下HSUHPC组合板单元的面内承载力接近。基于试验数据和相关现行规范,提出了HSUHPC组合板单元的受拉和受剪承载力计算式,公式计算结果与试验结果偏差均在±10%以内,证明其具有较高的计算精度。

关键词：单侧钢板组合结构超高性能混凝土单双向拉伸试验循环剪切试验面内受力性能受拉承载力受剪承载力

基于自适应最优组合核函数高斯过程回归的锂电池健康状态区间估计

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储能科学与技术 2024年

作者：刘迎迎张孝远刘梦楠孙俊章张艳河南工业大学电气工程学院河南联合化工能源集团有限公司河南中创高科新能源科技有限公司

锂电池健康状态(state of health， SOH)的退化过程在一定程度上是一个非平稳随机过程，使得当前多数点估计机器学习方法在实际应用中受到限制。基于贝叶斯理论的高斯过程回归(Gaussian process regression， GPR)，因可提供估计结果的... 详细信息

锂电池健康状态(state of health， SOH)的退化过程在一定程度上是一个非平稳随机过程，使得当前多数点估计机器学习方法在实际应用中受到限制。基于贝叶斯理论的高斯过程回归(Gaussian process regression， GPR)，因可提供估计结果的不确定性，近年来在锂电池SOH区间估计中得到广泛应用。然而，GPR的性能很大程度上取决于其核函数的选择，当前研究多凭借经验选用固定单一核函数，无法适应不同的数据集。为此，本文提出一种基于自适应最优组合核函数GPR的锂电池SOH区间估计方法。该方法首先从电池充放电数据中提取出多个健康因子(Health factor， HF)，并采用皮尔森相关系数法优选出六个与SOH高度相关的健康因子作为模型的输入。然后，在当前常用的七个核函数集合上，通过两两随机组合构造新的组合核函数，并利用交叉验证自适应优选出最优组合核函数。采用三个不同数据集对所提方法进行了验证，结果表明：本文方法具有出色的SOH区间估计性能。在三个公开数据集上，平均区间宽度指标在0.0530以内，平均区间分数大于-0.0004，均方根误差小于0.0181。

关键词：锂电池健康状态高斯过程回归区间估计组合核函数

MW级飞轮阵列在新能源场站一次调频中的应用

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储能科学与技术 2024年第10期13卷 3569-3578页

作者：张志国王刚杨晶王书平刘东饶武峰国家电投集团河南电力有限公司技术信息中心河南郑州450001 国电投坎德拉(北京)新能源科技有限公司北京102209 坎德拉(深圳)新能源科技有限公司广东深圳518000

针对新能源场站一次调频技术的迫切需求,本工作研究了MW级飞轮阵列在此场景下的创新应用,设计了飞轮储能阵列系统集成接入方案,提出了飞轮储能阵列参与新能源场站一次调频控制策略,并在新能源场站主变低压侧(35 kV)独立接入了一套5 MW/1... 详细信息

针对新能源场站一次调频技术的迫切需求,本工作研究了MW级飞轮阵列在此场景下的创新应用,设计了飞轮储能阵列系统集成接入方案,提出了飞轮储能阵列参与新能源场站一次调频控制策略,并在新能源场站主变低压侧(35 kV)独立接入了一套5 MW/175 kWh的飞轮阵列系统。为了全面验证该方案的可行性与性能优势,本工作实施了一系列的试验测试,涵盖单机充放电快速切换、频率阶跃扰动响应、防扰动性能校验以及一次调频死区测试等多个维度的工况试验。此外,结合现场长期运行的实时监测数据,综合分析表明,采用MW级飞轮阵列显著增强了新能源场站的一次调频能力,提高了系统响应速度。

关键词：新能源场站一次调频飞轮储能飞轮阵列

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考虑各向异性的砂岩地热储层提高数值模拟精度方法

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石油钻采工艺 2024年

作者：郎宝山范显利薄浩冯学坤张志伟刘长生赵雅静辽河油田环境工程公司北京宝石花能源科技有限公司

(目的意义)解决数值模型精度问题，提高模拟结果准确性，确定沈260区块的合理采灌方式。（方法过程）根据沈260区块的实际地质条件，建立包括构造、岩性、孔渗、温压在内的大型三维地质精细模型，根据地质模型利用CMG软件进行7口单井的... 详细信息

(目的意义)解决数值模型精度问题，提高模拟结果准确性，确定沈260区块的合理采灌方式。（方法过程）根据沈260区块的实际地质条件，建立包括构造、岩性、孔渗、温压在内的大型三维地质精细模型，根据地质模型利用CMG软件进行7口单井的生产动态历史拟合，对比分析均一地质模型历史拟合效果，设计分析不同井距、构造位置和井网条件下温压场和渗流场的演化规律，确定沈260区块开采50年最合理的方式。（结果现象）利用Petrel所建立的三维可视化精细模型，可以精细的描述地热田的构造、岩性、物性及温压场的空间展布规律；根据CMG热采软件进行单井生产历史拟合精度为100%，较均一地质模型拟合精度提高15%，在采灌量60m3/h情况下，确定出合理开采井距400m，沿垂直构造位置五点法部署方式为该区块合理开发方式。（结论建议）精细地质模型预测结果更加准确可靠，符合实际地质情况。

关键词：勘探开发数值模拟温度场压力场渗流场新能源井网部署地热地质模型

基于地层压实趋势比的复杂油气储层孔隙压力地震预测方法

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地球物理学进展 2024年

作者：幸雪松周长所何英明张奎杜天玮宫本儒霍魁中海油研究总院责任有限公司北京普瑞斯安能源科技有限公司昆仑数智科技有限责任公司

地层孔隙压力的地震预测对复杂油气储层的勘探开发、减少钻井成本、水力压裂、油气储层评价等研究具有重要的意义。地层超压现象在储层中普遍存在，影响因素也较多，主要的影响机制包括流体体积的变化、地层构造挤压以及地层压实等作用... 详细信息

地层孔隙压力的地震预测对复杂油气储层的勘探开发、减少钻井成本、水力压裂、油气储层评价等研究具有重要的意义。地层超压现象在储层中普遍存在，影响因素也较多，主要的影响机制包括流体体积的变化、地层构造挤压以及地层压实等作用。针对复杂地质结构的油气储层，现有地层压力地震预测方法对地层压实背景趋势获取难度大，通常需要依靠理论岩石物理建模并通过三维插值获取，建立的地层压实背景往往存在较大的误差，导致地层压力预测不准。因此，本文基于岩石物理建模理论，提出了一种基于地层压力趋势比的地层压力地震预测方法。首先通过岩石物理分析，构建了地层压力趋势比与弹性阻抗的确定性以及统计性岩石物理关系，在贝叶斯反演理论框架下，利用叠前地震数据实现地层压实趋势的直接反演，最后结合Eaton模型实现对地层压力的预测。该方法通过地震反演，实现了地层压力趋势比的直接地震预测，有效地避开了地层正常压实背景趋势三维插值导致的间接误差较大的问题，提高了地层压力地震预测的精度。最后，利用渤海湾盆地渤中凹陷某地区的实际的测井和地震资料，利用该方法进行了地层压力的实际地震预测，并取得了良好的应用效果，验证了该方法的有效性和适用性。

关键词：复杂油气储层孔隙压力贝叶斯反演地层超压

基于快速构造约束的叠前地震反演及储层岩性识别方法

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地球物理学进展 2024年第2期39卷 867-877页

作者：吴怡袁俊亮邢希金杜天玮张向阳樊强强中海油研究总院有限责任公司北京100028 昆仑数智科技有限责任公司北京100007 北京普瑞斯安能源科技有限公司北京100085

叠前地震反演聚焦于叠前道集振幅随偏移距/入射角的变化特征,是储层定量预测的关键技术.针对高倾角、断层等复杂构造区,常规叠前地震反演的稳定性、连续性和保真度受限.基于此,本文发展了一套基于快速构造约束的叠前地震反演及储层岩性... 详细信息

叠前地震反演聚焦于叠前道集振幅随偏移距/入射角的变化特征,是储层定量预测的关键技术.针对高倾角、断层等复杂构造区,常规叠前地震反演的稳定性、连续性和保真度受限.基于此,本文发展了一套基于快速构造约束的叠前地震反演及储层岩性识别方法.充分考虑地震数据的反射特征,通过计算地层倾角表征地层构造特征,构建构造特征算子和岩性敏感因子表征的目标泛函,实现基于构造约束的叠前地震反演及储层岩性稳定识别.模型试算和实际应用表明该方法可以有效提高叠前地震反演的抗噪性和储层岩性识别的可靠性,尤其针对复杂构造区.

关键词：叠前地震反演岩性识别构造约束反演多道反演