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非定常自由面流动模拟的反扩散VOF算法研究

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船舶力学 2024年第5期28卷 663-675页

作者：李晓东吴乘胜王星王建春张亚英中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 中船重工奥蓝托无锡软件技术有限公司江苏无锡214082

VOF(Volume of Fluid)方法由于其良好的守恒性和网格适应性,且具有计算资源需求相对较小等优点,成为船舶水动力学领域自由面流动CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟的主流方法。但原始的VOF方法存在较为严重的界面扩散问题,导致模... 详细信息

VOF(Volume of Fluid)方法由于其良好的守恒性和网格适应性,且具有计算资源需求相对较小等优点,成为船舶水动力学领域自由面流动CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟的主流方法。但原始的VOF方法存在较为严重的界面扩散问题,导致模拟的界面厚度过大、空间分辨率不够,进而影响流场相关变量的计算精度,这一问题在非定常自由面流动模拟中尤为明显。本文针对上述问题,通过在VOF控制方程中引入人工对流项以达到抑制界面扩散、压缩界面厚度的目的,并采用隐式离散人工对流项的方式提高计算稳定性,形成了反扩散VOF算法。经Zalesak和剪切场等经典算例在不同数量网格下的测试验证,表明反扩散VOF算法能够大幅压缩界面厚度,同时明显减小质量误差。随后的三维无障碍溃坝算例和破舱进水算例,进一步证明了反扩散VOF算法在实际非定常流动模拟中能够更好地捕捉自由面并提高计算精度。

关键词：自由面 VOF方法人工对流项反扩散

花瓣型配电网区域备自投系统控制策略优化研究及应用

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中国电力 2024年第1期57卷 244-254页

作者：冯宝成金震侯炜徐光福南京南瑞继保工程技术有限公司江苏南京211102

针对花瓣型配电网发生故障后,若故障无法被保护可靠隔离时会导致区域备自投系统无法实现“花瓣”恢复供电的问题,基于控制策略对等式的思想,提出一种新型区域备自投系统控制策略。新型控制策略主动进行故障隔离并通过相邻开关房的信息交... 详细信息

针对花瓣型配电网发生故障后,若故障无法被保护可靠隔离时会导致区域备自投系统无法实现“花瓣”恢复供电的问题,基于控制策略对等式的思想,提出一种新型区域备自投系统控制策略。新型控制策略主动进行故障隔离并通过相邻开关房的信息交互,实现“花瓣”的恢复供电及恢复供电后线路过载时各开关房中负荷的智能选切功能,通过信息交互也确保了安全稳定系统切负荷功能的有效性;同时提出了经主保护闭锁的后备保护,解决了“花瓣”内合环运行时后备保护定值整定配合困难和工作量大的技术问题。现场应用结果验证了新型控制策略的有效性,对其他配电网区域备自投系统控制策略的研究具有一定的借鉴意义。

关键词：花瓣型配电网区域备自投系统控制策略信息交互智能选切负荷

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河流表面散射截面与侧扫雷达距离方程

现代雷达 2024年第3期46卷 66-71页

作者：林思夏尹光李忱南京微麦科斯电子科技有限公司江苏南京211899 南京电子技术研究所江苏南京210039

侧扫雷达安装在河岸上测量河流表面流速,是近年来出现的雷达新应用方向。雷达的探测距离与入射角、河流表面的波浪高度等有关。文中推导了P波段侧扫雷达距离方程,分别采用经验模型和实际电磁计算的方式,采用分形理论构建水面散射特征实... 详细信息

侧扫雷达安装在河岸上测量河流表面流速,是近年来出现的雷达新应用方向。雷达的探测距离与入射角、河流表面的波浪高度等有关。文中推导了P波段侧扫雷达距离方程,分别采用经验模型和实际电磁计算的方式,采用分形理论构建水面散射特征实体模型,利用物理光学法与物理绕射理论相结合的方法,计算归一化散射系数。基于布设于宜昌某水文站内的侧扫雷达,文中将实测数据的回波信号转换成与入射角相对应的散射特征趋势描述性数据。通过实测数据与理论电磁计算结果相比较可知,采用水面散射特征计算方法得到的实际结果,与实测数据在趋势上能够吻合,具有较高的相似度和参考价值。

关键词：随机粗糙面电磁散射特性侧扫雷达雷达距离方程

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基于低损耗多芯光纤的空分复用量子密钥分配

光学学报 2024年第16期44卷 338-346页

作者：赵良圆张功会孙伟徐东韦峥梁洪源王林江苏亨通问天量子信息研究院有限公司江苏苏州215200 江苏亨通光纤科技有限公司江苏苏州215200

基于商用4芯低损耗多芯光纤(MCF)和相位编码量子密钥分配(QKD)系统,实验验证空分复用-量子密钥分配(SDM-QKD)方案的实际产业化可行性。通过超过4 h不间断运行,当共纤传输距离为21.39 km时,QKD的安全密钥率平均值为2.90 kbit/s,量子比特... 详细信息

基于商用4芯低损耗多芯光纤(MCF)和相位编码量子密钥分配(QKD)系统,实验验证空分复用-量子密钥分配(SDM-QKD)方案的实际产业化可行性。通过超过4 h不间断运行,当共纤传输距离为21.39 km时,QKD的安全密钥率平均值为2.90 kbit/s,量子比特误码率平均值为0.88%;当共纤传输距离为42.78 km时,QKD的安全密钥率平均值为0.75 kbit/s,量子比特误码率平均值为2.15%。与量子信号单独占用一根光纤时QKD的性能进行对比,商用多芯光纤的芯间串扰对QKD信噪比的影响较小,表明基于商用多芯光纤可实现SDM-QKD的实际部署和应用。

关键词：量子光学量子密钥分配量子密码多芯光纤空分复用同纤共传

江苏典型城镇污水处理厂提标扩容改造重难点分析及建议

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环境工程学报 2024年第6期18卷 1738-1743页

作者：周亮沈孝辉郭方峥张耀辉蒋永伟江苏省环境工程技术有限公司南京210019

江苏省地方标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(DB32/4440-2022)已于2023年3月28日起正式实施,现有城镇污水处理厂于3年后正式执行该标准。江苏某城镇污水处理目前处于接近满负荷运行状态,同时出水部分指标难以到达新标准要求,亟需... 详细信息

江苏省地方标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(DB32/4440-2022)已于2023年3月28日起正式实施,现有城镇污水处理厂于3年后正式执行该标准。江苏某城镇污水处理目前处于接近满负荷运行状态,同时出水部分指标难以到达新标准要求,亟需提标扩容改造。通过分析污水处理厂进出水水质,确定TN为本次改造的重点控制指标。针对现有实际运行情况,结合污水厂预留用地,提出原址改造设计建议。同时结合相关工程经验提出“先南后北、先扩后改”的改造原则,保证施工过程中污水处理厂连续生产不停水,为该厂顺利完成改造工作提供技术参考。

关键词：提标扩容 CASS工艺改良Bardenpho工艺总氮

柔性直流输电系统的高频谐波保护方法与工程实践

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 150-158页

作者：姜崇学马秀达邹强徐莹卢亚军程骁南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211102 国网经济技术研究院有限公司北京市102209

柔性直流输电系统受电力电子设备本身特性以及控制系统影响,在多种运行工况下易出现不同频率的振荡问题。作为实现设备安全和电网稳定运行的决定因素,保护系统应实现对系统谐波的准确监测以及可靠动作。根据高频振荡时的电流能量累积作... 详细信息

柔性直流输电系统受电力电子设备本身特性以及控制系统影响,在多种运行工况下易出现不同频率的振荡问题。作为实现设备安全和电网稳定运行的决定因素,保护系统应实现对系统谐波的准确监测以及可靠动作。根据高频振荡时的电流能量累积作用,给出了基于反时限动作的电流类谐波保护算法。基于高频谐波电压特性,分别给出了过零点监测保护算法、谐波畸变率保护算法以及宽谐波保护算法,各保护算法相互配合,实现对不同电压振荡类型的全面保护。最后,给出了国内柔性直流工程实践中配置的高频谐波保护,结合保护原理对系统发生高频振荡后的动作特性进行分析,验证了高频谐波保护的有效性和准确性。

关键词：柔性直流输电高频振荡谐波保护过零点检测谐波畸变率

基于频域和时域法的电池包随机振动疲劳计算对比研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 208-218页

作者：吴光强李超丁丰章蕾同济大学汽车学院上海201804 卡特彼勒技术研发(中国)有限公司江苏无锡214000

针对频域法和时域法在随机振动疲劳计算中的适用性问题,以某型号电池包为研究对象,综合研究了2种方法的计算精度和计算效率.首先,建立电池包有限元模型,并通过模态试验进行验证;其次,以国标GB 38031―2020加速度功率谱密度(PSD)载荷谱... 详细信息

针对频域法和时域法在随机振动疲劳计算中的适用性问题,以某型号电池包为研究对象,综合研究了2种方法的计算精度和计算效率.首先,建立电池包有限元模型,并通过模态试验进行验证;其次,以国标GB 38031―2020加速度功率谱密度(PSD)载荷谱作为频域载荷输入,并利用傅里叶逆变换技术将其转换为加速度时域载荷;最后,分别基于频域法和时域法计算电池包的振动加速度、应力和疲劳寿命,并进行了计算精度、效率的对比分析和精度的试验验证.结果表明,在电池包总振级和应力均方根值(RMS)方面,频域法和时域法计算结果相近,相对误差小于16%;在加速度和应力峰值方面,频域法“3σ”计算结果与时域法差距较大,若采用“4σ”或“5σ”原则,计算结果与时域法相近,相对误差小于15%;在振动疲劳方面,频域法计算寿命约为时域法的3~6倍,主要原因包括Dirlik模型和应力响应PSD谱差异,其中Dirlik模型造成的差距小于1.5倍;在计算效率方面,频域法比时域法高约134倍.试验数据表明,时域法计算精度更高,适用于结构危险位置振动疲劳的精确计算,而频域法计算效率更高,适用于结构危险位置的快速预测.

关键词：电池包随机振动疲劳寿命时域分析频域分析

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烟气流速与流量手工监测方法现状与探讨

化工进展 2024年第7期43卷 4032-4042页

作者：李小龙李军状郑成强周道斌段玖祥朱法华魏晗国能南京电力试验研究有限公司江苏南京210023 国家能源集团科学技术研究院有限公司江苏南京210023

“双碳”背景下,随着国家对碳排放监测准确度要求的提高,作为参比方法的烟气流速与流量手工监测标准方法急需进一步完善。针对此情况,从烟道测量位置要求、测量点的布置及测量方法等方面,综述了当前国内外烟气流速与流量手工监测方法的... 详细信息

“双碳”背景下,随着国家对碳排放监测准确度要求的提高,作为参比方法的烟气流速与流量手工监测标准方法急需进一步完善。针对此情况,从烟道测量位置要求、测量点的布置及测量方法等方面,综述了当前国内外烟气流速与流量手工监测方法的现状,并在此基础上提出了我国监测方法面临的问题及完善方向。关于测量位置,各国标准均对测量位置与流动扰动的距离有具体要求,细节方面存在一定差异,与美国、欧洲和ISO标准相比,我国标准缺少对测量位置气流方向及流场均匀性检查验证的具体规定。关于测量点,美国标准中测量点数的确定方法与各国标准差别较大,我国标准则与欧洲和ISO标准相似,各国标准中测量点的布置均采用网格法。关于流速与流量测量方法,我国标准制定方面存在明显差距,尤其缺少如提高测量结果准确度的三维或二维皮托管法、降低测量误差的壁面调整系数测量法及评价结果准确度的针对性测量不确定度评定方法等。有鉴于此,我国有必要从多方面加快完善烟气流速与流量手工监测标准方法的制定。

关键词：烟气流速与流量手工监测测量位置测量点测量方法

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面向高比例新能源消纳的地区电网柔性互联规划与运行技术综述

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电网技术 2024年第6期48卷 2272-2286,I0007-I0010页

作者：司金冬吴熙郭其胜蔡晖程亮黄俊辉东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院江苏省南京市210008 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024

随着大规模新能源逐步渗透于不同电压等级的各级电网,地区电网呈现源荷分布不均、输变电设备容量紧张与过剩并存,新能源消纳严重受限。地区电网内部或之间中电压等级的互联新形态可有效降低输电升/降压冗余,分担主网架输送压力,具有广... 详细信息

随着大规模新能源逐步渗透于不同电压等级的各级电网,地区电网呈现源荷分布不均、输变电设备容量紧张与过剩并存,新能源消纳严重受限。地区电网内部或之间中电压等级的互联新形态可有效降低输电升/降压冗余,分担主网架输送压力,具有广阔应用前景。对面向高比例新能源消纳的地区电网柔性互联规划与运行技术进行评述和展望。首先概述了高比例新能源消纳的地区电网新形态与新挑战;其次介绍了现有典型柔性互联技术;在此基础上,分别从规划和运行角度对地区电网的柔性互联技术进行评述,阐明新形态下地区电网亟需关注的关键问题、解决思路;最后,对现有研究不足进行总结和展望,为高比例新能源地区电网柔性互联规划与运行提供科学依据。

关键词：新能源消纳地区电网分层协调多区联动规划运行

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