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U-T坡面变摩擦阻尼器力学性能及减震效果研究

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建筑结构学报 2024年第6期45卷 97-106页

作者：李澈张健豪王兵薛彦涛国家建筑工程技术研究中心北京100013 中国建筑科学研究院有限公司北京100013

为了解决摩擦阻尼器出力单一,无法适应各个水准地震的问题,提出了一种U-T坡面原型机构,当其发生远离完全咬合点的错动时,由于坡面作用,能够在法向产生增量变形,且在此过程中坡面保持连续接触。应用此原型机构,设计并制作了能够产生狗骨... 详细信息

为了解决摩擦阻尼器出力单一,无法适应各个水准地震的问题,提出了一种U-T坡面原型机构,当其发生远离完全咬合点的错动时,由于坡面作用,能够在法向产生增量变形,且在此过程中坡面保持连续接触。应用此原型机构,设计并制作了能够产生狗骨形滞回曲线的U-T变摩擦阻尼器,试验结果表明:阻尼器的阻尼力与设计值基本一致;阻尼器表现出良好的耐疲劳性能,满足JGJ 297—2013《建筑消能减震技术规程》中对摩擦消能器力学性能要求。针对阻尼器开展有限元分析,验证U-T变摩擦阻尼器工作机理及各部件受力工作状态;并采用ABAQUS的自定义材料接口UMAT,编写用于模拟狗骨形滞回曲线阻尼器的子程序进行数值模拟分析,以一设置该阻尼器的钢框架结构为例,对比分析狗骨形滞回曲线变摩擦阻尼器、普通摩擦阻尼器的减震效果。分析结果表明,狗骨形滞回曲线变摩擦阻尼器具有更好的减震效果,且对预紧力损失不敏感。

关键词：变摩擦阻尼器 U-T坡面消能减震被动控制滞回曲线附加阻尼比

山东潍坊抽水蓄能电站地下厂房爆破开挖期通风气流组织数值模拟

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水利水电技术(中英文) 2024年

作者：郑万通司翔许淑惠李浩天徐荣吉北京建筑大学北京市建筑能源高效综合利用工程技术研究中心

【目的】为解决抽水蓄能电站地下厂房爆破开挖期爆破施工通风散烟时间过长的问题，【方法】基于山东潍坊抽水蓄能电站爆破开挖期施工，现场采集相关数据，采用Fluent数值模拟软件，对实际抽水蓄能电站爆破开挖期的施工通风气流组织进行... 详细信息

【目的】为解决抽水蓄能电站地下厂房爆破开挖期爆破施工通风散烟时间过长的问题，【方法】基于山东潍坊抽水蓄能电站爆破开挖期施工，现场采集相关数据，采用Fluent数值模拟软件，对实际抽水蓄能电站爆破开挖期的施工通风气流组织进行了数值模拟，并对通风气流组织进行了改进。【结果】结果表明：通过分配给不施工洞室一定送风量的改进措施，可在不爆破洞室内维持正压，以避免污染物进入，形成二次污染；通过爆破面送风口下移，局部廊道设置挡风墙等改进措施，送、排风可形成通风路径最短的顺流式通风；在竖井打通前，将射流风机加装在长距离隧道中间位置可形成机械排风，使机械排风和自然排风相结合，可有效缩短污染物达标时间；在竖井打通后，将排风机安装在竖井出口处，永临结合，可提高竖井排风能力，使污染物达标时间大幅度缩短。【结论】研究结论为类似工程的施工通风设计提供依据和技术支撑。

关键词：抽水蓄能电站地下厂房爆破气流组织数值模拟

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中日建筑全生命周期碳排放比较

气候变化研究进展 2024年第2期20卷 220-230页

作者：罗晓予曹星煜宋志茜浙江大学建筑工程学院杭州310012 浙江大学平衡建筑研究中心杭州310063

全生命周期的建筑碳减排在日本已有广泛的应用和发展。由于中日建筑全生命周期碳排放统计口径存在差异,为准确开展中日建筑碳排放对比分析带来了难度。文中首先从计算边界、建材统计精度、碳排放因子数量等方面建立了中日同口径的全生... 详细信息

全生命周期的建筑碳减排在日本已有广泛的应用和发展。由于中日建筑全生命周期碳排放统计口径存在差异,为准确开展中日建筑碳排放对比分析带来了难度。文中首先从计算边界、建材统计精度、碳排放因子数量等方面建立了中日同口径的全生命周期碳排放计算模型,并基于此对中日案例建筑的全生命周期碳排放特征开展比较和分析。发现中国案例的建筑全生命周期碳排放略高于日本,其中运行阶段碳排放明显高于日本。此外建筑建材性能对碳排放影响显著,日本建筑利用低碳建材,生产碳排放低,建材使用寿命长,使维护、废弃阶段碳排放均低于中国建筑案例。

关键词：建筑全生命周期碳排放碳排放因子统计分析对比

生物质颗粒燃料取暖的环境健康效益及经济成本分析

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生态环境学报 2024年第6期33卷 927-934页

作者：魏代晓门亚泰李尧捷徐铭忆蔡文秀沈国锋烟台市建筑设计研究股份有限公司山东烟台264003 超低能耗绿色建筑山东省工程研究中心山东烟台2640031 北京大学城市与环境学院北京100871 北京大学碳中和研究院北京100871

清洁取暖是解决区域空气污染,提升居民生活质量的重要举措。充分考虑不同地区资源禀赋和社会经济发展条件差异,实施因地制宜的清洁取暖政策,发挥生物质资源碳中性优势,在适宜的地区开展生物质清洁取暖有望取得减污降碳协同增效,但目前... 详细信息

清洁取暖是解决区域空气污染,提升居民生活质量的重要举措。充分考虑不同地区资源禀赋和社会经济发展条件差异,实施因地制宜的清洁取暖政策,发挥生物质资源碳中性优势,在适宜的地区开展生物质清洁取暖有望取得减污降碳协同增效,但目前缺乏相关实证研究。针对生物质清洁取暖,开展了实地监测与问卷调查,量化评估了其环境健康效益和经济可行性。研究表明,研究地区农村进行生物质颗粒取暖改造后,取暖能源的利用效率显著上升,冬季室内温度更适宜,而室内PM_(2.5)污染水平中位数为74μg∙m^(−3),相较未改造下降了25%,而由于室内排放的细颗粒物减少,环境污染物浓度也有所降低。尽管生物质颗粒燃料的单位质量热值普遍小于散煤,燃料使用量相较改造前有所上升,但由于生物质颗粒燃料PM_(2.5)的排放因子显著低于散煤,且炉灶改造后燃料利用率上升,改造后取暖燃烧过程中直接排放的PM_(2.5)相较改造前降低了54%。除PM_(2.5)外,二氧化碳与其他污染物排放也下降了3%-37%。根据模拟结果,进行取暖改造后,平均每年每户家庭取暖活动可减少约3 kg的初级PM_(2.5)排放与37 kg的CO_(2)排放,有效支持了清洁取暖政策与减污降碳战略。根据经济可行性分析,改造后农户取暖成本并未增加,相较“煤改电”或“煤改气”路径,研究地区进行生物质颗粒取暖具有更高的可行性,对政府与农村居民的负担较低。综上,根据实地资源禀赋推广生物质清洁取暖可取得显著的环境效益和气候效益,且具有较高的经济可行性。

关键词：生物质清洁取暖细颗粒物污染物排放环境效益经济可行性

提升抗时延抖动和数据异常性能的配电网故障自同步5G差动保护方案

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电力系统保护与控制 2024年第5期52卷 139-147页

作者：王元上袁至王维庆新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830017

配电网5G差动保护信道的来回时延不等导致传统同步算法无法应用,需要增加额外的同步装置。另外,5G信道存在时延抖动和数据异常等问题会对保护的可靠性产生影响。针对这些问题,首先提出了基于变频插值的故障自同步法,在保护装置启动后利... 详细信息

配电网5G差动保护信道的来回时延不等导致传统同步算法无法应用,需要增加额外的同步装置。另外,5G信道存在时延抖动和数据异常等问题会对保护的可靠性产生影响。针对这些问题,首先提出了基于变频插值的故障自同步法,在保护装置启动后利用插值法处理故障前特定时刻数据窗来实现同步误差校正。以此为基础,分析保护可能面临的异常数据特征,提出了考虑舍去极值的Hausdorff故障判别算法。最后设计了一种能够提升抗时延抖动和数据异常性能的配电网故障自同步5G差动保护方案。在PSCAD对方案进行仿真验证,结果表明所提方案能够在不增设额外同步装置的前提下有效提升抗时延抖动和数据异常的性能,保证发生各类故障和存在大噪声时的保护可靠性。该方案可为配电网5G差动保护的可靠性提供保障。

关键词： 5G通信差动保护时延抖动时间同步配电网

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多变量系统的分散式补偿自抗扰控制方法与频域分析

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信息与控制 2024年第4期53卷 540-549页

作者：刘雷伟何婷王佑暨南大学国际能源学院能源电力研究中心明阳智慧能源股份有限公司

为利用低阶控制器对热力系统中含有高阶大惯性环节的多变量对象进行控制，结合高阶补偿控制和分散式自抗扰控制提出了一种分散式补偿自抗扰控制方法。基于此，通过理论推导给出了系统的闭环传递函数，并根据多变量系统中的逆奈奎斯特阵... 详细信息

为利用低阶控制器对热力系统中含有高阶大惯性环节的多变量对象进行控制，结合高阶补偿控制和分散式自抗扰控制提出了一种分散式补偿自抗扰控制方法。基于此，通过理论推导给出了系统的闭环传递函数，并根据多变量系统中的逆奈奎斯特阵列设计方法，定量分析了所提出的分散式补偿自抗扰控制与传统分散式控制方法的稳定区域大小。利用实例进行仿真实验，结果表明：分散式补偿自抗扰控制在稳定区域大小、动态性能和鲁棒性上均优于不具有补偿环节的传统分散式自抗扰控制，提高了低阶控制器控制高阶多变量系统的控制性能，有着良好的应用前景。

关键词：多变量系统高阶大惯性自抗扰控制补偿结构分散式解耦逆奈奎斯特阵列

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锂离子电池单层电芯内短路建模与热失控触发特性研究

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储能科学与技术 2024年第10期13卷 3491-3503页

作者：乔亚军任怡茂谭子健张祎柔吴伟雄广东电网公司广州供电局暨南大学能源电力研究中心(国际能源学院)

锂离子电池内短路诱因复杂，为深入研究内短路引起的电池失效问题须构建合适的精细化仿真模型。本研究以NCM/石墨电池为研究对象，围绕电池内短路失效机理，基于电化学-热耦合物理场，建立了考虑热失控放热副反应的三维单层电芯内短路... 详细信息

锂离子电池内短路诱因复杂，为深入研究内短路引起的电池失效问题须构建合适的精细化仿真模型。本研究以NCM/石墨电池为研究对象，围绕电池内短路失效机理，基于电化学-热耦合物理场，建立了考虑热失控放热副反应的三维单层电芯内短路模型，探究了热失控触发边界，并从内、外部特征讨论了单层电芯内短路-热失控的演变过程。首先利用Arrhenius公式得到内短路触发的四种放热副反应产热量与反应速率，探究对电池温升影响最大的副反应类别，结果表明内短路过程放热副反应中负极与电解液反应总热量最大。进一步分析单层电芯内四种典型内短路形式的热失控触发特性，综合考虑组分材料导电性和导热性，得到铝-阳极内短路危险程度最高，其短路电阻值与热失控触发时间呈现正相关趋势，且临界短路电阻的高温热点区域面积值约为30mm2。模拟结果获得了四种形式内短路临界短路电阻值，并揭示了单层电芯内短路-热失控触发时内部锂离子浓度和温度分布的空间演变规律，相关结果可为研究内短路失效机制和设计安全锂离子电池提供理论指导。

关键词：锂离子电池单层电芯内短路模型热失控触发

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盾构管片开口解析分析方法及其应用

中国公路学报 2024年第7期37卷 189-203页

作者：陈张鹏臧延伟杨仲轩徐荣桥龚晓南王金昌刘长宝严佳佳浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310058 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311120 公路数智养护浙江省工程研究中心浙江杭州310051

为方便隧道中人员和车辆在灾害中能就近逃生和避险,需要设置大量的地下结构联络通道,这就带来了盾构隧道管片开口问题。采用Timoshenko曲梁理论描述管片的力学行为,通过土弹簧和荷载模拟周围土体对隧道的约束和加载作用,三向弹簧模拟环... 详细信息

为方便隧道中人员和车辆在灾害中能就近逃生和避险,需要设置大量的地下结构联络通道,这就带来了盾构隧道管片开口问题。采用Timoshenko曲梁理论描述管片的力学行为,通过土弹簧和荷载模拟周围土体对隧道的约束和加载作用,三向弹簧模拟环内纵缝接头,均布剪切弹簧模拟环间接头,建立了分析模型。首先采用状态空间法,推导了不考虑开口时多环衬砌传递方程。其次引入自由边界条件,调整荷载和系统矩阵,导出了考虑开口工况和错缝拼装的多环衬砌传递方程,得到了开口工况下盾构隧道的响应。最后结合之江路联络通道工程,通过数值算例,验证所提方法的同时分析了大直径盾构隧道开口工况下开口环和邻近环的变形和内力分布规律,研究了地质条件和环间连接情况对衬砌开口的影响。结果表明:开口环位移增加而内力减小,邻近环则位移和内力都增加;周围地质条件越好,隧道受开口工况的影响越小。在实际工程中,可以通过增强环间连接的方法来减小开口工况对于衬砌受力的影响。

关键词：隧道工程盾构隧道状态空间法解析方法管片开口

基于有限相似方法的轴压加筋板极限强度相似缩比准则研究

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船舶力学 2024年第8期28卷 1230-1243页

作者：孔祥韶许崇喜王卓周沪郑成吴卫国武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心武汉430063 武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063

在对船体结构进行相似缩比试验设计时,通常采用方向性量纲分析法。然而,传统的基于弹性理论的量纲分析法不能反映结构材料非线性过程,因而限制了其在船体结构缩比模型极限强度试验中的应用。本文基于有限相似方法,通过匹配物理空间与试... 详细信息

在对船体结构进行相似缩比试验设计时,通常采用方向性量纲分析法。然而,传统的基于弹性理论的量纲分析法不能反映结构材料非线性过程,因而限制了其在船体结构缩比模型极限强度试验中的应用。本文基于有限相似方法,通过匹配物理空间与试验空间中的输运方程,获得结构几何尺寸、材料密度和时间的比例因子,推导得到加筋板结构缩比模型与原模型的非线性过程相似关系,分析材料参数对非线性相似过程的影响。通过开展不同缩比比例、不同材料参数的加筋板轴压极限强度数值计算,验证基于有限相似方法缩比准则的有效性。分析表明,基于有限相似方法的轴压加筋板极限强度缩比准则可以很好地体现材料的非线性特性,可以通过缩比模型结果对原模型的极限强度取得良好的预报效果。

关键词：输运方程试验设计模型轴向压缩有限相似方法极限载荷