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大型永磁同步电机内外双循环强化散热性能模拟

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第6期51卷 195-203页

作者：彭德其曾航张治坤殷伟晏才松李广谭卓伟张建平湘潭大学机械工程与力学学院湖南湘潭411105 湖南化工职业技术学院湖南株洲412000 中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412000

针对高铁大型永磁同步牵引电机转子区域散热困难、内部温升分布不均匀的问题,在机壳水冷电机结构基础上的定子铁芯外表面处增设轴向矩形风道,并结合气隙、转子减重孔形成内外双循环散热结构,探究降低定子、绕组部位温升和提升电机内部... 详细信息

针对高铁大型永磁同步牵引电机转子区域散热困难、内部温升分布不均匀的问题,在机壳水冷电机结构基础上的定子铁芯外表面处增设轴向矩形风道,并结合气隙、转子减重孔形成内外双循环散热结构,探究降低定子、绕组部位温升和提升电机内部散热均匀性的影响规律.首先通过Ansoft Maxwell平台仿真得到双循环散热结构在额定工况下各部件损耗值,同时为了更好模拟转子旋转带动气隙中的空气流动,对气隙进行分层处理,采用流-固耦合的有限元分析法模拟研究单、双循环散热结构下电机内部空气流动特性以及温升规律.结果表明,内循环风冷结构使电机内部空气流速显著提高,表面平均换热系数也显著提升,转子区域的热量会随着空气的流动更多地传给温度相对较低的定子区域及机壳,同时减少热量向转子部位传递,从而使转子和永磁体的温升降低.在此基础上,采用正交分析法对矩形通风孔的截面积、数量、高宽比进行结构参数优化,并采用温升分布均匀性系数对电机进行温升评价,得到最优方案下电机最高温升相比单循环散热结构降低12.1K,电机整体温升分布均匀性提升16.54%.

关键词：永磁同步电机流固耦合强化散热流体场温度场风道

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露天矿场无人驾驶自卸车路径规划方法研究

煤炭科学技术 2024年第8期52卷 182-191页

作者：黄佳德刘勇邓穆坤梅文庆株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

针对矿用自卸车在露天矿场环境下的路径左行要求以及长距离运输路径的平滑效率问题,提出了基于Clothoid曲线拓展的左行混合A*算法和离散点对角向量模最小化平滑算法相结合的路径规划方法。首先,在混合A*算法节点拓展搜索过程中,采用Clot... 详细信息

针对矿用自卸车在露天矿场环境下的路径左行要求以及长距离运输路径的平滑效率问题,提出了基于Clothoid曲线拓展的左行混合A*算法和离散点对角向量模最小化平滑算法相结合的路径规划方法。首先,在混合A*算法节点拓展搜索过程中,采用Clothoid曲线代替传统圆弧进行拓展,以保证混合A*搜索路径的曲率连续性和曲率变化率限制要求。然后,利用左行规则改进混合A*算法累加代价和启发代价,在累加代价中加入左转代价和碰撞吸引代价保证路径向左和沿地图边界左侧进行规划,在启发代价中根据拓展方向与地图边界最近点的左右位置关系调整拓展代价得到利于左行的启发代价图,以生成左行全局粗略路径。最后,结合二次规划技术,以离散点对角向量模最小化为目标函数,坐标轴方向移动量为约束,构建平滑优化模型,对全局路径进行平滑,同时为防止平滑过程中曲率超限超出车辆转向响应能力,利用大曲率点可行域隧道缩减技术,限制大曲率点平滑可移动量。试验结果表明:所提方法可以生成适应矿区左行规则的沿地图左侧边界行驶的全局路径;启发代价的改进有效地减少了混合A*算法拓展的节点数量,有利于更好实现左行;离散点路径平滑方法有效提高了全局路径的平滑度,利于车辆控制跟踪;Clothoid曲线拓展与可行域隧道缩减技术可有效应对装载、卸载等大曲率路径,不存在曲率超限情况;对比不同长度路径规划耗时数据,路径平滑算法有效降低了路径规划的总耗时,4 km路径平滑耗时只需76 ms;左行规划的实现和总耗时的减少提高了路径对于矿区场景的适应性。

关键词：露天矿场无人驾驶自卸车路径规划 Clothoid曲线拓展左行混合A*算法离散点平滑

基于逆有限元的基坑围护桩等效水平位移监测方法

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测绘学报 2024年第1期53卷 126-136页

作者：张宇轩龙四春赖咸根邝利军苏瑞鹏卢世德张立亚周健罗栋廖孟光湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南湘潭411201 中建五局土木工程有限公司湖南长沙410011 中国建筑第五工程局有限公司广东深圳518108

针对传统工程测量方法在深基坑围护桩形变监测中存在的局限性,提出了一种基于逆有限元的应力等效几何形变监测方法。该方法通过获取围护桩钢筋笼的轴向应力,采用逆有限元算法建立相关关系模型,等效求解围护桩在受土体等压力下产生的几... 详细信息

针对传统工程测量方法在深基坑围护桩形变监测中存在的局限性,提出了一种基于逆有限元的应力等效几何形变监测方法。该方法通过获取围护桩钢筋笼的轴向应力,采用逆有限元算法建立相关关系模型,等效求解围护桩在受土体等压力下产生的几何形变,并且通过模拟和实例对模型进行验证。试验结果表明,在不同的工况下,逆有限元关系模型均能实现桩体位移量的等效转换,且具有很好的精确度和稳健性。本文方法弥补了传统监测方法在结构内部监测中的不足,为深基坑围护桩等地下空间变形监测提供了一种思路,对监测工作自动化与科学预测形变有积极的推动作用。

关键词：深基坑围护桩逆有限元等效形变精度分析稳健性

高比例新能源电网中储能调频死区优化设定控制策略

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电力系统保护与控制 2024年第18期52卷 65-75页

作者：贺悝郭罗权谭庄熙李欣然黄际元陈超洋湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司湖南长沙410000

高比例新能源的接入使新型电力系统的净功率波动以及低惯量特性不断增强,给系统频率调节与稳定带来更大挑战。针对日益提升的调频需求,提出一种电网储能死区优化调频控制策略。首先,构建了含储能调频死区的电网频率响应模型,分析了随着... 详细信息

高比例新能源的接入使新型电力系统的净功率波动以及低惯量特性不断增强,给系统频率调节与稳定带来更大挑战。针对日益提升的调频需求,提出一种电网储能死区优化调频控制策略。首先,构建了含储能调频死区的电网频率响应模型,分析了随着新能源渗透率的提升系统频率的变化特性,并阐述了传统死区的不足之处。其次,提出一种基于调频阶段分区的死区优化设置方法,根据频率当前变化状态,设定不同的死区响应模式。基于描述函数法定量分析了死区非线性环节对系统稳定性的影响,给出了考虑死区影响的储能调频下垂系数的稳定边界。此外,提出了储能参与调频的容量配置方法。最后,搭建含新能源场站的区域电力系统模型,对比了不同死区设定下的系统调频动态特性。结果表明,所提新型死区设定方法可以有效改善电网的频率质量,减轻系统的调频负担,且所提死区设定方法不会增加储能的容量配置需求,具有一定的经济实用价值。

关键词：新能源储能死区调频稳定性

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某再生水厂两期脱氮除磷工艺设计及效能分析

中国给水排水 2024年第18期40卷 64-70页

作者：曾超刘影陈圆陈积义徐菡玲刘阳文宇鸿杨淇椋古伟王文明湖南省建筑设计院集团股份有限公司湖南长沙410011 湖南先导洋湖再生水有限公司湖南长沙410208

某再生水厂一期采用“7池型MSBR+反硝化生物滤池+高效气浮”工艺,二期采用“10池型MSBR+深度脱氮V型滤池”工艺,设计出水水质均要求达到地表水准Ⅳ类标准(TN≤10 mg/L)。根据2022年1月—2023年7月的运营数据,一期平均出水TN为6.50 mg/L... 详细信息

某再生水厂一期采用“7池型MSBR+反硝化生物滤池+高效气浮”工艺,二期采用“10池型MSBR+深度脱氮V型滤池”工艺,设计出水水质均要求达到地表水准Ⅳ类标准(TN≤10 mg/L)。根据2022年1月—2023年7月的运营数据,一期平均出水TN为6.50 mg/L,TP为0.16 mg/L,平均吨水电耗为0.236 kW·h/m^(3),浓度为10%的液体PAC用量为28.97 mg/L,浓度为20%的液体碳源乙酸钠用量为63.17 mg/L,运行时的平均单位污染物碳排放强度为(4.59±0.98)kgCO_(2)-eq/kg,吨水碳排放为(0.319±0.075)kgCO_(2)-eq/m^(3);二期平均出水TN为5.37 mg/L,TP为0.19 mg/L,平均吨水电耗为0.273 kW·h/m^(3),浓度为10%的液体PAC用量为42.99 mg/L,浓度为20%的液体碳源乙酸钠用量为21.98 mg/L,运行时的平均单位污染物碳排放强度为(4.75±0.67)kgCO_(2)-eq/kg,吨水碳排放为(0.328±0.050)kgCO_(2)-eq/m^(3)。

关键词：再生水厂脱氮除磷 MSBR工艺反硝化生物滤池高效气浮 V型滤池碳排放

基于混合威布尔模型的智能电能表可靠性评价方法

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电测与仪表 2024年第4期61卷 198-205页

作者：黄瑞刘小平刘谋海吕芳谢雄高云鹏国网湖南省电力有限公司长沙410004 湖南大学长沙410082

针对当前智能电能表故障类型多样、可靠性评价单一的问题,提出基于混合威布尔模型的可靠性评价方法。论文基于智能电能表各单元串联关系和故障事件进行故障类型分类,利用最小二乘法推算各单元故障类型的尺度与形状参数,结合中位秩与平... 详细信息

针对当前智能电能表故障类型多样、可靠性评价单一的问题,提出基于混合威布尔模型的可靠性评价方法。论文基于智能电能表各单元串联关系和故障事件进行故障类型分类,利用最小二乘法推算各单元故障类型的尺度与形状参数,结合中位秩与平均秩次计算智能电能表累计失效概率提高模型准确度,并通过熵权法计算各故障类型对整表可靠度影响的权重系数,据此建立基于混合威布尔模型的智能电能表可靠性评价方法。实例结果表明,提出的方法在各类故障类型下均能准确得到智能电能表可靠度评估,并能准确获得智能电能表单元模块的可靠度,与现有方法相比,文中方法不需大量先验知识,且实现简单、准确度更高。

关键词：智能电能表混合威布尔模型熵权法故障类型可靠性评价

双层动车复合式冷却系统散热与噪声控制的优化研究

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铁道科学与工程学报 2024年第2期21卷 748-758页

作者：胡金润杜昱静陈梅洁周萍中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 湖南联诚轨道装备有限公司湖南株洲412001

高速双层动车由于其内部空间紧凑以及元件的高功率化,冷却系统存在整体散热性能较差、噪声污染严重的问题。为此,通过冷却系统空气流场的数值模拟与试验研究,对其散热性能和噪声控制进行了优化。参照常用的冷却系统空气流道结构,基于双... 详细信息

高速双层动车由于其内部空间紧凑以及元件的高功率化,冷却系统存在整体散热性能较差、噪声污染严重的问题。为此,通过冷却系统空气流场的数值模拟与试验研究,对其散热性能和噪声控制进行了优化。参照常用的冷却系统空气流道结构,基于双层动车复合式冷却系统的技术参数要求,对其尺寸进行了初步设计计算。分别采用多孔介质模型和多参考系(MRF)对复合式冷却系统换热器的芯体结构与旋风过滤器进行简化,并对其空气侧流场进行数值模拟。研究结果表明:风机入口处存在局部涡流,导致流体进入通风机的角度混乱,影响风机有效做功,在工作环境下系统风量(2.96 m^(3)/s)远小于设计值(3.35 m^(3)/s);同时局部涡流产生较大的气动噪声。此外,换热器入口的风速分布不均匀,导致系统冷却能力不足。针对上述问题,对空气流道结构进行了优化。调整了进、出口消声器的3个流道的流通面积,并在过渡段设置“喇叭型”导流结构来改善换热器进口处风速的均匀性;在冷却系统进、出口增加弧线型消声器能进一步降低噪声。结果表明:空气流道结构优化后水侧散热功率从33.18 kW增加到41.55 kW,油侧散热功率从157.82 kW增加到173.82 kW,系统加权平均噪声值从74.95 dB(A)降低到72.21 dB(A)。本研究可为类似工程项目冷却系统的优化设计提供参考,有助于改善乘坐体验和车辆运行的经济性。

关键词：双层动车冷却系统优化设计消声器噪声换热器

铰接支撑双重抗侧框架及其弹塑性抗侧性能研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第4期57卷 343-354页

作者：余玉洁韦权飞王霄翔胡婉颖中南大学土木工程学院长沙410075 湖南建设投资集团有限责任公司长沙410004 湖南建工集团有限公司长沙410004

基于现有分层装配柔性支撑框架,提出改进的铰接支撑双重抗震改进型轻钢框架体系.外墙转角或边墙处采用贯通式边柱,结构内部采用柱分层、梁贯通式结构设计.内部分层立柱之间设置柔性交叉支撑提供结构的初始抗侧刚度,贯通式边柱与水平贯... 详细信息

基于现有分层装配柔性支撑框架,提出改进的铰接支撑双重抗震改进型轻钢框架体系.外墙转角或边墙处采用贯通式边柱,结构内部采用柱分层、梁贯通式结构设计.内部分层立柱之间设置柔性交叉支撑提供结构的初始抗侧刚度,贯通式边柱与水平贯通梁刚性或半刚性连接形成外围框架,提供后继抗侧储备并形成第2道抗侧防线.采用理论分析方法得到改进型框架梁、柱、支撑等构件初步设计方法,并基于Pushover分析改进型框架弹塑性抗侧承载性能和关键结构参数影响规律.该结构传力机制清晰,具备多重抗侧承载机制,并可基于结构力学方法有效得到结构设计准则.柔性支撑在距边柱一定距离后其位置变化不影响结构抗侧承载性能.内部分层立柱节点刚度对结构抗侧性能影响较小,实际设计中可采用全螺栓连接或限位铰接.边框梁柱连接刚度将影响外围框架刚度和结构失效机制,实际设计中宜采用加劲型螺栓连接以保证有足够的抗弯刚度.体系中各节点均可在保障结构性能条件下采用螺栓连接以实现全装配化建造.

关键词：铰接支撑双重抗侧框架装配化建造抗侧性能受力分析 Pushover分析

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土壤重金属污染治理与修复方法研究

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第3期 0032-0035页

作者：张漾湖南恒凯环保科技投资有限公司湖南长沙410017

在生态文明发展背景下,国家对环境污染防治工作重视程度不断提升。然而,在经济发展中,部分地区出现大量重金属排放超标的企业,虽然经济收益可观,但对土壤环境产生严重的污染,影响人们的生活质量。基于此,本文以重金属污染治理与修复为... 详细信息

在生态文明发展背景下,国家对环境污染防治工作重视程度不断提升。然而,在经济发展中,部分地区出现大量重金属排放超标的企业,虽然经济收益可观,但对土壤环境产生严重的污染,影响人们的生活质量。基于此,本文以重金属污染治理与修复为研究对象,分析土壤重金属污染的危害,从工程治理、化学治理、物理治理、生物治理、农业生态治理五方面,开展土壤重金属污染治理与修复技术分析,并制定强化土壤重金属污染治理与修复措施,完善立法,提升治理与修复团队专业能力,旨在促进我国区域土壤重金属污染治理质量发展。

关键词：土壤重金属污染治理与修复技术污染危害强化措施