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基于双线圈驱动的电脉冲除冰系统设计及多材料动力响应与除冰研究

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高电压技术 2024年

作者：牛一凡石朋琳姚佳伟魏久富魏鸿瑞中国民航大学中欧航空工程师学院

由于电脉冲除冰技术具有效率高、能耗小、不会二次结冰等优点，越来越受到研究人员重视。目前电脉冲除冰系统应用研究仅局限于导电金属材料，其使用的单线圈驱动方式效率低，耗能高。本文首先探索了双线圈驱动方式，实现了低导电复合材... 详细信息

由于电脉冲除冰技术具有效率高、能耗小、不会二次结冰等优点，越来越受到研究人员重视。目前电脉冲除冰系统应用研究仅局限于导电金属材料，其使用的单线圈驱动方式效率低，耗能高。本文首先探索了双线圈驱动方式，实现了低导电复合材料的电脉冲应用，证明了双脉冲线圈大幅提高了线圈的脉冲效率，除冰效果更佳；其次，探究了复合材料与多种金属材料的脉冲动力响应，发现不同材料的峰值加速度和位移量均与电压呈二次曲线关系，相比于弹性模量，脉冲响应对于材料密度变化更为敏感；最后，对比了单/双线圈电脉冲除冰系统应用于金属材料与复合材料的除冰能耗，发现双脉冲线圈除冰效果更佳，同时由于受表面粗糙度影响，复合材料除冰所需能耗更高，证明了电脉冲除冰技术应用于复合材料的可行性。

关键词：电脉冲脉冲响应双线圈复合材料除冰

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基于群堆管理的压水堆核电厂首循环装载研究

核动力工程 2024年第3期45卷 268-271页

作者：廖鸿宽胡钰莹于颖锐王丹段永强李天涯何彩云成都核总核动力研究设计工程有限公司成都610213 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 中国核动力研究设计院成都610213

堆芯装载方案是关系到电厂经济性和安全性最为关键的设计内容之一,而传统的首循环装载方案由于采用全堆全新燃料组件的方式,不可避免地导致一批从首循环中卸出的组件无法继续使用,燃料经济性与堆芯经济性均欠佳,亟需开展燃料经济性更优... 详细信息

堆芯装载方案是关系到电厂经济性和安全性最为关键的设计内容之一,而传统的首循环装载方案由于采用全堆全新燃料组件的方式,不可避免地导致一批从首循环中卸出的组件无法继续使用,燃料经济性与堆芯经济性均欠佳,亟需开展燃料经济性更优,燃料组件使用更为合理的首循环装载设计方法研究。本文提出了基于群堆管理的压水堆核电厂首循环装载设计方法,通过多机组燃料组件的共享使用,将多个机组的首循环进行群堆设计,提高首循环使用的新燃料组件富集度,实现循环长度需求,在保证各机组循环长度的基础上减少新燃料组件数目,可显著提高燃料利用率和首循环卸料组件燃耗,实现了机组经济性的显著提升,以华龙一号堆芯开展验证,结果表明,群堆管理模式下,在循环长度相当的情况下可实现双机组减少41组新燃料组件,堆芯各项参数满足设计限值要求,可为后续机组首循环装载设计提升核能经济性和竞争力提供参考。

关键词：群堆管理首循环装载燃料利用率

基于“全局-局部”搜索的核反应堆运行孪生反问题求解

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原子能科学技术 2024年第7期58卷 1424-1431页

作者：龚禾林洪历展赵文博王江宇廖鸿宽李天涯钟旻霄李庆陈长上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610213

反应堆运行孪生在反应堆运行过程中为反应堆提供实时的参数和物理场估计,为后续相关安全参数计算提供输入。反问题求解是反应堆运行孪生的核心模块,是确保运行孪生参数和物理场估计的实时性和准确性的关键。当前的运行孪生反问题求解方... 详细信息

反应堆运行孪生在反应堆运行过程中为反应堆提供实时的参数和物理场估计,为后续相关安全参数计算提供输入。反问题求解是反应堆运行孪生的核心模块,是确保运行孪生参数和物理场估计的实时性和准确性的关键。当前的运行孪生反问题求解方法依赖于初始参数的估计,其估计精度直接决定数字孪生的精度。为了提高运行孪生反问题求解精度和计算效率,本文提出了“全局-局部”搜索(GLS)的反问题求解方法。对基于华龙一号构建的反应堆运行孪生进行了测试,考察了观测量无噪声和有噪声时反问题求解的精度和计算效率。结果表明,此方法可为反应堆运行孪生提供实时准确的参数和物理场估计,为工程实践打下了基础。

关键词：反应堆运行孪生反问题模型降阶华龙一号

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关键结构参数对转子系统动力学特性的影响

机械设计与制造 2024年

作者：黄行蓉肖凯文杨东来姚毅北京航空航天大学中法工程师学院

旨在揭示转子系统中关键参数对弹性支承上的转子动力学特性的影响规律，以供工程人员进行设计和工程分析时进行参考。转子系统中的基本单元包括转子（包括转轴和轮盘）、定子以及连接转子和定子件的轴承。将转轴和轮盘简化为刚体，考虑... 详细信息

旨在揭示转子系统中关键参数对弹性支承上的转子动力学特性的影响规律，以供工程人员进行设计和工程分析时进行参考。转子系统中的基本单元包括转子（包括转轴和轮盘）、定子以及连接转子和定子件的轴承。将转轴和轮盘简化为刚体，考虑轴承的弹性，基于Laval转子模型，采用Lagrange方法，建立了转子的轮盘、转轴、联轴节和支承力学模型，在静止坐标系下，分别分析转子横截面惯性异性、转子结构阻尼、轴承阻尼以及轴承刚度异性四个参数对转子系统动力学特性的影响，在旋转坐标系下，分析转子的联轴节动刚度异性参数对转子系统动力学特性的影响，建立了转子的临界转速、动态响应和稳定裕度关于以上五个关键参数的变化规律，并运用多项式混沌展开理论，依次将五个关键参数假设为随机参数，分别对上述参数进行敏感性分析，以期对相关问题的工程分析提供理论参考。

关键词：转子系统横截面惯性异性转子刚度异性多项式混沌展开敏感性分析

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一种PMSM位置伺服系统的动态建模与控制

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 226-233页

作者：王禹智吴志强徐世超南京理工大学中法工程师学院南京210014 南京理工大学机械工程学院南京210014

本文根据永磁同步电机(PMSM)的基本电磁关系及其动态数学模型建立了位置伺服控制模型,按照闭环负反馈控制原理,设计了具有电流、速度、位置三闭环的位置控制系统。首先,根据PMSM矢量控制的特性,利用3S/2S和2S/2R的坐标变换理论,建立了... 详细信息

本文根据永磁同步电机(PMSM)的基本电磁关系及其动态数学模型建立了位置伺服控制模型,按照闭环负反馈控制原理,设计了具有电流、速度、位置三闭环的位置控制系统。首先,根据PMSM矢量控制的特性,利用3S/2S和2S/2R的坐标变换理论,建立了位置伺服系统在同步坐标系下的动态数学模型,同时给出了按照转子磁场定向的位置控制策略和算法;其次,研究了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的数字实现,并根据电机的数学模型,在MATLAB/Simulink环境中构建了三环模型,同时搭建了基于DSP实验样机。在仿真和实验中直轴、交轴以及速度和位置均采用PI控制,在控制参数的整定过程中,遵循先内环(电流环),后速度环,再位置环的增量调试原理,实现了同步电机的位置闭环控制;最后,对仿真结果和试验结果进行了对比分析,说明了模型的正确性和有效性。

关键词：永磁同步电机位置伺服系统空间矢量脉宽调制矢量控制增量调试原理

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一种铜基逆流连通微通道的沸腾实验研究

工程热物理学报 2024年第7期45卷 2111-2117页

作者：王东玉洪芳军张朝阳上海交通大学机械与动力工程学院工程热物理研究所上海200240 上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240

两相微通道热沉具有极高的传热性能,是解决小空间、高功率电子器件高热流散热问题的有效解决方案之一。本文设计验证了一种铜基逆流连通微通道,通过建立泵流体两相流体回路系统进行验证两相微通道热沉的和换热均温性能,考察不同流量、... 详细信息

两相微通道热沉具有极高的传热性能,是解决小空间、高功率电子器件高热流散热问题的有效解决方案之一。本文设计验证了一种铜基逆流连通微通道,通过建立泵流体两相流体回路系统进行验证两相微通道热沉的和换热均温性能,考察不同流量、过冷度下的影响规律。实验发现逆流连通微通道在传热性能上的优异表现是主要是因为其能促进相邻通道不同干度流体的掺混,提高流量会提高均温性,而提高过冷度会导致热沉的均温性变差。

关键词：微通道连通沟槽流动沸腾均温性

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基于相变材料的蒸汽卡诺电池热力学循环设计

浙江大学学报（工学版） 2024年第1期58卷 161-168页

作者：林小杰徐家豪孙鹏钟崴胡亚才浙江大学能源工程学院浙江杭州310027 浙江大学嘉兴研究院浙江嘉兴314024 浙江大学工程师学院浙江杭州310015

为了研究工业园区综合能源系统的多能互补新路线,提出基于高低温相变材料的新型蒸汽卡诺电池.建立计及设备性能与质量流量的热力学循环计算模型,分析设计参数、多级压缩结构对系统热泵系数、循环效率、储电损失与供热(火用)效率的影响.... 详细信息

为了研究工业园区综合能源系统的多能互补新路线,提出基于高低温相变材料的新型蒸汽卡诺电池.建立计及设备性能与质量流量的热力学循环计算模型,分析设计参数、多级压缩结构对系统热泵系数、循环效率、储电损失与供热(火用)效率的影响.通过探究发现,低温相变材料的相变温度和高温相变材料的相变温度是影响蒸汽卡诺电池性能的主要因素,得到蒸汽卡诺电池的高循环性能区.优化蒸汽卡诺电池的参数与结构,结果表明,循环效率可达56.96%,热泵系数可达2.55,供热(火用)效率可达68.74%.

关键词：卡诺电池储能热力学分析蒸汽生产余热利用

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复合材料层合板壳结构分析理论研究进展

应用力学学报 2024年第5期41卷 973-998页

作者：宋肖肖李顶河中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300

复合材料已经广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源等众多工程领域,成为现代轻质高性能结构设计的核心材料,但其独特的复杂性给传统分析理论带来了前所未有的挑战。为了进一步发挥复合材料结构的优势,迫切需要发展先进的力学分析方法... 详细信息

复合材料已经广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源等众多工程领域,成为现代轻质高性能结构设计的核心材料,但其独特的复杂性给传统分析理论带来了前所未有的挑战。为了进一步发挥复合材料结构的优势,迫切需要发展先进的力学分析方法。系统梳理复合材料层合板壳结构分析理论的研究现状,重点介绍和评述几类代表性的分析理论,包括剪切变形理论、逐层理论、扩展逐层理论、状态空间理论以及多尺度分析方法,分析其在克服复合材料结构复杂性方面的作用和局限性。同时,系统总结了加筋和夹芯复合材料结构的建模方法研究进展。在此基础上,凝练了复合材料层合板壳力学在非线性、多尺度、多物理场耦合等方面面临的关键科学问题,并对今后的重点发展方向进行了展望。研究表明,发展三维精确化逐层理论、融合数据驱动计算力学与层合理论、构建跨尺度多物理场分析方法等将是未来复合材料层合板壳力学的研究热点,多种理论方法的融合与创新将是攻克复杂问题的有效途径。

关键词：复合材料层合板壳剪切变形理论逐层理论状态空间理论多尺度分析加筋结构夹芯结构

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基于潜航员认知建模的动态作业风险概率评估

系统工程理论与实践 2024年

作者：乔一丹陈登凯孙意为廖纹熠西北工业大学陕西省工业设计工程实验室

相较于其他复杂作业系统，载人深潜作业具有密闭、狭小的极端环境特征以及长航时、高负载的任务性质。载人深潜事故一旦发生，极可能导致重大后果。因此亟需开发一种可以定量评估潜航员认知行为表现及作业风险的动态概率评估方法。提出... 详细信息

相较于其他复杂作业系统，载人深潜作业具有密闭、狭小的极端环境特征以及长航时、高负载的任务性质。载人深潜事故一旦发生，极可能导致重大后果。因此亟需开发一种可以定量评估潜航员认知行为表现及作业风险的动态概率评估方法。提出了基于知识和经验驱动的潜航员认知行为建模方法，将更丰富的性能塑造因素集成到人因可靠性分析方法IDAC中，并通过系统动力学方法开发作业风险概率评估的认知环境模拟程序，以仿真分析潜航员的动态人因失误概率。以某次载人深潜任务为例验证了所提方法的可行性。研究成果有助于准确地识别关键风险任务，并引导技术人员对相关技术难题进行攻克，以提升舱内人机环系统的总体作业效能。

关键词：作业风险认知建模系统动力学人因失误载人深潜