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基于旋转动能释放的风机一次调频策略优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 60-68页

作者：高俊诚郭剑波王铁柱马士聪罗魁侯玮琳中国电力科学研究院北京100192

电力系统发生扰动后的频率动态响应过程中,针对不留取备用功率而只依靠转子动能释放提供短时频率支撑的风力发电机组,提出一种调频策略以接近最小化调频代价.分析了调频能量释放对频率响应的影响,使用状态转移矩阵推导量化了不同时刻能... 详细信息

电力系统发生扰动后的频率动态响应过程中,针对不留取备用功率而只依靠转子动能释放提供短时频率支撑的风力发电机组,提出一种调频策略以接近最小化调频代价.分析了调频能量释放对频率响应的影响,使用状态转移矩阵推导量化了不同时刻能量释放对频率变化的作用;构建了基于聚合模型的调频能量短时释放的最优控制问题,从能量视角解析得到调频能量释放的最优轨迹;进一步考虑其实际实现方法,提出一种一次调频阶段风电机组短时频率支撑策略,将该策略应用于典型算例,验证了该辅助调频策略的有效性.结果表明:提出的调频策略能够在保证电网频率安全稳定的前提下,优化风电机组转子动能释放、降低风电机组调频代价,兼具可靠性与经济性.

关键词：风机转子动能释放一次调频调频能量暂态频率稳定最优控制

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基于学习机制的多智能体强化学习综述

工程科学学报 2024年第7期46卷 1251-1268页

作者：王若男董琦中国电子科学研究院北京100041

强化学习作为人工智能领域的重要分支,以其在多智能体系统决策中的卓越表现,成为当前主流方法.然而,传统的多智能体强化学习算法在面对维度爆炸、训练样本稀缺和难以迁移等方面仍然存在困难.为了克服这些挑战并提升算法性能,本文从学习... 详细信息

强化学习作为人工智能领域的重要分支,以其在多智能体系统决策中的卓越表现,成为当前主流方法.然而,传统的多智能体强化学习算法在面对维度爆炸、训练样本稀缺和难以迁移等方面仍然存在困难.为了克服这些挑战并提升算法性能,本文从学习机制的角度入手,深入研究学习机制与强化学习的深度融合,以推动多智能体强化学习算法的发展.首先,介绍了多智能体强化学习算法的基本原理、发展历程以及算法所面临的难点.随后,引入了基于学习机制的多智能体强化学习方法这一种新兴方向.这些学习机制,如元学习和迁移学习,被证明可以有效提升多智能体的学习速度,并缓解维度爆炸等问题.按照课程学习、演化博弈、元学习、分层学习、迁移学习等学习机制在多智能体强化学习中的应用进行了综述,通过罗列这些方法的研究成果,论述了各种方法的局限性,并提出了未来改进的方向.总结了这类融合算法在实际应用中取得的提升成果和实际应用,具体列举了基于学习机制的多智能体强化学习算法在交通控制、游戏领域的实际应用案例.同时,对这类融合算法未来在理论、算法和应用方面的发展方向进行了深入分析.这涵盖了对新颖理论的探索、算法性能的进一步优化,以及在更广泛领域中的推广应用.通过这样的综述和分析,为未来多智能体强化学习算法的研究方向和实际应用提供了有益的参考.

关键词：强化学习多智能体博弈学习机制课程学习演化强化学习

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水泥对铁路桥墩混凝土力学与抗裂性能的影响

铁道工程学报 2024年第7期41卷 106-112页

作者：李书明邓青山谢永江刘竞张驰郁培云中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081

研究目的:硅酸盐水泥是配制铁路混凝土的主要胶凝材料。为研究不同类型水泥的性能,从水泥角度提升高原铁路桥墩混凝土抗裂性能,系统对比抗裂水泥和普硅水泥在工作性能、水化性能、力学性能、干燥收缩性能和抗裂性能方面的差异,并在实体... 详细信息

研究目的:硅酸盐水泥是配制铁路混凝土的主要胶凝材料。为研究不同类型水泥的性能,从水泥角度提升高原铁路桥墩混凝土抗裂性能,系统对比抗裂水泥和普硅水泥在工作性能、水化性能、力学性能、干燥收缩性能和抗裂性能方面的差异,并在实体桥墩中进行对比试验,通过桥墩混凝土内部温度和应变变化规律研究,综合评价水泥对高原桥墩混凝土抗裂性的影响。研究结论:(1)与普硅水泥相比,抗裂水泥的需水量较低,早期水化速率放缓和水化放热量降低,早期水化活性降低,早期强度略有降低,但是后期强度发展稳定并超过了普硅水泥,相同龄期抗裂水泥折压比明显高于普硅水泥,表现出较好的韧性;(2)采用抗裂水泥配制的混凝土的干燥收缩率明显低于普硅水泥,混凝土抗裂性显著提升;(3)在桥墩混凝土中应用抗裂水泥能够降低桥墩混凝土芯部温度,芯部温峰可降低5.0℃,芯部混凝土应变和表层混凝土应变均大幅降低,芯部应变可降低50%,表层混凝土应变可降低40%,从而提升了高原桥墩混凝土的抗裂性;(4)抗裂水泥的应用可作为提高铁路桥墩混凝土抗裂性的有效手段。

关键词：抗裂水泥墩身混凝土温度应变抗裂性能

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基于GPU加速的投影后变分壳模型计算

原子能科学技术 2024年第2期58卷 272-278页

作者：陆晓连占江高早春中国原子能科学研究院核物理研究所北京102413

为进一步拓展投影后变分(VAP)壳模型计算应用核区范围,需提升VAP的计算效率。为此,利用OpenACC并行编程指令,首次将VAP程序从传统的CPU平台移植到了高性能GPU计算平台上。在角动量投影的每个积分格点上实现了数目庞大的各独立转动矩阵元... 详细信息

为进一步拓展投影后变分(VAP)壳模型计算应用核区范围,需提升VAP的计算效率。为此,利用OpenACC并行编程指令,首次将VAP程序从传统的CPU平台移植到了高性能GPU计算平台上。在角动量投影的每个积分格点上实现了数目庞大的各独立转动矩阵元的GPU并行化计算。经验证,采用GPU加速后的VAP程序计算得到的结果与原来的OpenMP并行化程序计算得到的结果完全相同,而计算效率得到了数倍的提升。借助于GPU加速技术,首次计算了变形重核^(178)Hf的基带能谱,打开了VAP壳模型方法应用于变形稀土重核之门。

关键词：壳模型投影后变分 GPU OpenACC

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铁路薄覆土波纹管涵静力性能试验研究

铁道科学与工程学报 2024年第7期21卷 2790-2803页

作者：许见超董亮班新林葛凯中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

针对当前考虑铁路荷载特征的波纹钢管涵力学性能试验成果匮乏的问题,为支撑波纹钢管涵在铁路工程中的应用,开展铁路波纹钢管涵的力学性能研究。试验模拟铁路管涵结构构造,聚焦铁路活载作用响应,开展铁路薄覆土波纹钢管涵静力加载试验。... 详细信息

针对当前考虑铁路荷载特征的波纹钢管涵力学性能试验成果匮乏的问题,为支撑波纹钢管涵在铁路工程中的应用,开展铁路波纹钢管涵的力学性能研究。试验模拟铁路管涵结构构造,聚焦铁路活载作用响应,开展铁路薄覆土波纹钢管涵静力加载试验。研究结果表明:涵顶覆土0.6 m砂+0.3 m碎石及0.3 m砂+0.3 m碎石时均未出现涵-土脱离,试验覆土厚度能够满足波纹钢管涵发挥土-结构相互作用;但试验中管涵出现局部环拉-弯受力状态。随着覆土高度增加,恒载+活载作用下的管涵应力先减小后增大,本文工况拐点约在填土高度2~3 m;即从管涵受力角度,存在一个最优覆土厚度。随着荷载远离涵顶,管涵最大环向应力位置随之由涵顶向荷载侧45°偏移;当堆载位置在远离涵顶0.3 m位置时,管涵环向应力最大,设计时应考虑荷载偏心工况。随着涵周中砂密实度(弹模)增加,管涵环向应力最大值略有减小,管涵挠度明显减小;其原因应为涵周中砂局部进入屈服状态,故中砂压实度(弹模)对管涵最大应力影响较小,而整体上对管涵挠度响应明显。铁路波纹钢管涵采用公路相关规范的最小覆土厚度时,涵-土不会发生脱离,能够发挥土-结构相互作用;但铁路轨-枕-道床的荷载传递方式易引起管涵出现局部环向拉-弯受力状态,故建议采用更大的覆土厚度。

关键词：铁路波纹钢管涵试验研究数值分析

基于非线性方法的核级双层容器及支承结构热棘轮效应研究

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原子能科学技术 2024年第2期58卷 431-440页

作者：刘亚楠莫亚飞高付海李晓轩中国原子能科学研究院北京102413 中国机械科学研究总院北京100048

核级双层容器承担一回路压力边界和一回路冷却剂“纵深防御”包容的双重安全功能,是高温反应堆本体常用的一种结构形式。然而内层容器在瞬态工况下温度变化剧烈,内外层容器之间导热性能差,内外温差大,热棘轮效应是可能的重要失效机制。... 详细信息

核级双层容器承担一回路压力边界和一回路冷却剂“纵深防御”包容的双重安全功能,是高温反应堆本体常用的一种结构形式。然而内层容器在瞬态工况下温度变化剧烈,内外层容器之间导热性能差,内外温差大,热棘轮效应是可能的重要失效机制。本文通过建立核级双层容器及支承结构轴对称有限元模型,使用非线性方法分析其在热-机循环载荷作用下温度、应力和应变的响应,研究棘轮效应分布的规律和特征。结果表明:热棘轮效应显著,是该类容器的主要失效模式;热棘轮敏感区域分布具有多点式的特点,在内外层容器不同部位均有涉及;危险区域的塑性应变累积行为主要出现在循环温度载荷的降温阶段,应变增量随循环次数的增加逐步稳定。结论指出热棘轮效应是核级双层容器结构设计必须关注的重点问题,所建立的非线性分析方法是解决该问题的有效手段。本研究可为核级双层容器热棘轮分析以及一回路工况参数优化设计和应变监测测点布置提供重要方法指导。

关键词：核级双层容器及支承结构热棘轮非线性方法多点式分布工况设计

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干法后处理熔盐电解精炼过程数学模型研究

原子能科学技术 2024年第1期58卷 23-32页

作者：王赛林如山李康祎钟振亚钱宾杰张磊唐洪彬中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

熔盐电解精炼是乏燃料干法后处理的核心工艺单元,通过数学模型探索高温熔盐电解精炼过程的化学与电化学变化,可为电解精炼工艺优化和设备设计提供参考依据。本文基于电化学热力学及物质传递公式建立了乏燃料熔盐电解精炼过程的数学模型... 详细信息

熔盐电解精炼是乏燃料干法后处理的核心工艺单元,通过数学模型探索高温熔盐电解精炼过程的化学与电化学变化,可为电解精炼工艺优化和设备设计提供参考依据。本文基于电化学热力学及物质传递公式建立了乏燃料熔盐电解精炼过程的数学模型,以铀钚锆三元合金燃料为研究对象,计算了燃料中关键元素的电极电势、分电流及物料分布随时间的变化。采用向后差分法对物料分布变化方程进行离散,通过文献实验数据对建立的数学模型进行了准确性验证。结果表明,模拟计算所得阴极沉积铀产品与实验数据的相对误差为2.80%,所建数学模型具有较好的拟合性。同时采用所建模型模拟计算了电流强度对乏燃料电解精炼过程的影响,结果表明电解速率与电流强度呈正比,不改变钚铀锆的溶解和沉积顺序。

关键词：乏燃料干法后处理熔盐电解精炼数学模型物料分布变化

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γ能谱法测量分析阀门中铀滞留量技术研究

原子能科学技术 2024年第2期58卷 489-497页

作者：王晶何丽霞邵婕文李育蓉中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

定量测量工艺设备中的滞留量是核设施核材料测量的技术难点之一,对辐射防护、核材料临界安全和核材料闭合衡算具有重要意义。在核材料工艺生产线上,阀门与管道的连接方式不利于取样,因此,非破坏性分析方法更适合用于开展阀门中滞留量的... 详细信息

定量测量工艺设备中的滞留量是核设施核材料测量的技术难点之一,对辐射防护、核材料临界安全和核材料闭合衡算具有重要意义。在核材料工艺生产线上,阀门与管道的连接方式不利于取样,因此,非破坏性分析方法更适合用于开展阀门中滞留量的测量。本文采用无源效率刻度,针对球阀和蝶阀这两种最常见的阀门,建立了探测器全能峰绝对探测效率分析模型。运用坐标变换方法,实现了阀门分析模型的快速建立。在实验室条件下采用标准点源和铀样品进行了初步验证,铀样品中235 U含量的测量分析结果和标称值的相对偏差小于15%。坐标变换方法可快速准确地建立各种类型阀门的分析模型,为测量分析模型的建立提供了简便易行的解决方案。

关键词：滞留量阀门蒙特卡罗模拟 γ能谱法

基于离散元-有限差分耦合方法的格栅加筋道砟力学性能分析

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中国铁道科学 2024年第4期45卷 40-47页

作者：余文颖徐旸张景昱郄录朝李毅中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道系统全国重点实验室北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081

格栅加筋对有砟道床力学性能的改善机理尚不明确。开展柔性边界条件下的道砟压缩试验,并在此基础上采用离散元-有限差分耦合方法,建立精细化格栅加筋道砟仿真模型;采用室内试验与数值仿真相结合的方式,分析格栅加筋对道砟宏观及细观力... 详细信息

格栅加筋对有砟道床力学性能的改善机理尚不明确。开展柔性边界条件下的道砟压缩试验,并在此基础上采用离散元-有限差分耦合方法,建立精细化格栅加筋道砟仿真模型;采用室内试验与数值仿真相结合的方式,分析格栅加筋对道砟宏观及细观力学性能的影响。结果表明:格栅加筋能有效提升道砟的承载力和抗竖向变形能力,加筋后试样的应变能量密度增加50.0%;格栅能有效限制其周围道砟颗粒的运动,减少道床横向变形,在相同轴向应力作用下最大横向变形减少16.1%,格栅位置处横向变形减少63.2%;格栅加筋可有效提升道床的抗剪强度,加筋后道床水平承载力提高18.8%;铺设格栅能有效增强其上部道床的密实度,建议在超厚道床或线下基础不稳定区段铺设道砟格栅。

关键词：有砟道床格栅加筋道砟力学性能离散元有限差分法