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计及宽频带多耦合特性的并网逆变器统一阻抗建模与宽频带稳定性分析

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高电压技术 2025年

作者：史金柱杨黎晖韩晓静杨浩王义玮陈祯怡西安交通大学电气工程学院

在逆变器与电网或其他设备交互时，由于逆变器的宽频动态特性和多频率耦合特性，可能会引发系统宽频振荡，甚至多个频段同时振荡。为了研究这类现有鲜有关注的复杂振荡问题，采用多谐波线性化方法，研究了计及多频率耦合的逆变器建模方... 详细信息

在逆变器与电网或其他设备交互时，由于逆变器的宽频动态特性和多频率耦合特性，可能会引发系统宽频振荡，甚至多个频段同时振荡。为了研究这类现有鲜有关注的复杂振荡问题，采用多谐波线性化方法，研究了计及多频率耦合的逆变器建模方法，以建立能够全面、准确反映逆变器宽频带阻抗特性的理论阻抗模型。进而，基于广义奈奎斯特稳定判据，进行单机并网与两机并网系统的宽频带稳定性分析，并且通过时域仿真验证了理论分析结果的准确性。在此基础上，分析系统参数对宽频带振荡的影响。研究结果表明，系统参数对不同频段振荡产生的影响是不同的。最后，将所建立阻抗模型与其他常用阻抗模型进行了对比，同时通过时域仿真以及更贴合实际的硬件实验平台进行了验证，证明了所提方法的准确性与实用性。

关键词：频率耦合多谐波线性化逆变器宽频带振荡阻抗法广义奈奎斯特稳定判据

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涡轮叶片的热流固耦合数值方法研究及应用

西安交通大学学报 2025年

作者：汪翔宇高尚鸿丰镇平西安交通大学能源与动力工程学院

为了解决对于航空发动机高压涡轮叶片缺乏有力的热流固耦合分析工具的现状，构建了集流动、换热与振动于一体的多物理场耦合数值模拟基础框架与计算方法。依托双重运动方法和动网格技术，使用跨求解器的弱耦合方法实现了对动静交错环境... 详细信息

为了解决对于航空发动机高压涡轮叶片缺乏有力的热流固耦合分析工具的现状，构建了集流动、换热与振动于一体的多物理场耦合数值模拟基础框架与计算方法。依托双重运动方法和动网格技术，使用跨求解器的弱耦合方法实现了对动静交错环境下带陶瓷涂层动叶的热、流、固耦合数值分析。计算分析了简化约束条件的涡轮叶片在多物理场环境下的振动特性，获得了涡轮叶片重要的热流固特性及其变化规律。结果表明：叶片在热流固耦合环境下振动形态为一阶弯曲及扭转振动形态的混合，其最大位移为0.209 mm；动叶的变形会进一步显著影响作用在叶片上的气动力和热负荷，叶尖附近的静压变化达9.44%，热流密度变化达39.7%；陶瓷涂层对热流固耦合条件下振动特性的影响极小。

关键词：涡轮叶片热流固耦合热障陶瓷涂层振动耦合传热

动车组铝合金焊接车体疲劳强度动态可靠度分析

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北京交通大学学报 2025年

作者：卢耀辉江明俊王秋实张雅东鲜于悦恒朱生长西南交通大学机械工程学院西南交通大学唐山研究院

动车组车体在服役过程中承受着复杂的多轴随机载荷作用，而由于焊缝区域是其疲劳薄弱部位，车体焊缝的疲劳可靠性随时间在发生变化，因此研究焊缝部位的动态疲劳可靠度对车体设计、运行安全和维修策略的制定都具有重要意义。本文首先编... 详细信息

动车组车体在服役过程中承受着复杂的多轴随机载荷作用，而由于焊缝区域是其疲劳薄弱部位，车体焊缝的疲劳可靠性随时间在发生变化，因此研究焊缝部位的动态疲劳可靠度对车体设计、运行安全和维修策略的制定都具有重要意义。本文首先编制中间车体垂向及纵向载荷谱，采用代理模型方法将车体所受的多轴随机载荷转化为焊缝部位的动态结构应力，并通过雨流计数法将其修正转化为车体焊缝部位的等效结构应力范围，应用两参数威布尔分布拟合得到应力概率分布；然后由铝合金焊接接头主S-N曲线导出强度数据，结合基于损伤的强度退化模型以及应力概率分布函数和概率密度函数，提出了一种动态应力-强度干涉模型，计算分析车体动态变化的疲劳强度可靠度。结果显示：车体关注部位疲劳强度可靠度在运行初期很高，随着运行里程的增加逐渐降低，在1400万公里服役里程中，位于车体底架垂向载荷输入位置附近的搭接焊缝疲劳强度可靠度降低最多，达0.1165；车体各关注点失效率随着运行里程的增加先减小后增加，呈现出浴盆曲线的早期失效期和损耗失效期特征。本文的研究还表明了采用多项式拟合法计算大型车体结构的动态应力是可行且高效的，可为车体运维及安全可靠度评估提供参考。

关键词：车辆工程焊接车体等效结构应力强度退化动态可靠度

六硝基六氮杂异伍兹烷微球的声流控制备工艺及性能表征

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 183-193页

作者：刘硕程许王燕兰张松张传禹韦学勇西安交通大学机械工程学院西安710049 陕西应用物理化学研究所应用物理化学重点实验室西安710061 西安交通大学仪器科学与技术学院西安710049

针对当前六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)微球制备中粒径较大且均匀性差的问题,提出了一种能够控制液滴生成模式的声流控技术。该技术将液滴微流控技术与声表面波技术相结合,提高了含能乙酸乙酯液滴的尺寸均匀性,利用溶剂-非溶剂重结晶法... 详细信息

针对当前六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)微球制备中粒径较大且均匀性差的问题,提出了一种能够控制液滴生成模式的声流控技术。该技术将液滴微流控技术与声表面波技术相结合,提高了含能乙酸乙酯液滴的尺寸均匀性,利用溶剂-非溶剂重结晶法制备了微米级CL-20/NC含能微球。采用高速相机对液滴生成过程进行监测,结果显示,声表面波技术能有效控制液滴生成模式的转变,避免液滴生成过程中因材料析出和通道堵塞等原因引起的液滴生成模式的不可控转变,实现了液滴均匀连续的生成。使用场发射扫描电镜对具有不同CL-20含量、不同NC含量和不同粒径的微球形貌进行了表征,结果显示,通过降低CL-20含量、增加NC含量或增大微球粒径等方式,可以降低微球的表面粗糙度,减少表面缺陷,同时在声表面波技术辅助下,微球粒径变异系数从39.33%降至7.51%,极大地提高了微球的均匀性。通过X射线衍射仪和热质量分析仪对具有不同粒径的CL-20/NC微球的晶体结构和热力学性能进行了表征,结果显示,中位粒径为20μm的微球(分解峰温为229.04℃)的热稳定性优于中位粒径为7μm的微球(分解峰温为228.22℃)的热稳定性,而中位粒径为7μm的微球的反应剧烈程度与能量密度较大,其损失质量率(84.3%)和放热量(12.05 mW/mg)均高于中位粒径为20μm的微球的损失质量率(80.2%)和放热量(8.84 mW/mg)。声流控技术成功制备了粒径更小且均匀性显著提高的CL-20/NC含能微球,为高能量密度材料的优化设计与应用提供了重要参考。

关键词：声流控技术 CL-20/NC含能微球粒径变异系数热力学性能

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多力场耦合条件下T型圆管通道内流体热混合机理研究

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 78-92页

作者：李桉琦苏博林梅王秋旺西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对海洋动力平台和船舶动力装置中T型圆管通道内冷热流体间的热混合机理尚不清楚的问题,利用大涡模拟方法,对不同支管布置方式高温高压工况下(运行压力为10 MPa,进口流体温差为275 K,摇摆雷诺数为41 500)的多力场耦合T型圆管通道内流... 详细信息

针对海洋动力平台和船舶动力装置中T型圆管通道内冷热流体间的热混合机理尚不清楚的问题,利用大涡模拟方法,对不同支管布置方式高温高压工况下(运行压力为10 MPa,进口流体温差为275 K,摇摆雷诺数为41 500)的多力场耦合T型圆管通道内流体热混合机理进行数值研究。利用提出的混合系数定量评价了不同布置方式下T型圆管通道内流体混合效果,利用均方根温度定量评价了不同布置方式下T型圆管通道管壁处温度脉动情况。结果表明:剪切层和尾迹区内涡结构与温度场存在时间和空间上的协同机制,且涡脱落频率和温度脉动频率基本相同,脱落频率为19.3 Hz;附加惯性力引起T型圆管通道内涡结构和温度场在时间和空间上周期性变化,加速了流体混合过程,削弱了浮升力和重力引起的热分层现象,同时增大了流体域内温度波动,长度约为10.2 D(D为主管内径);与对应的静止工况相比,支管竖直向上、水平和竖直向下布置时,摇摆条件下混合系数分别增大了10.8%、18.3%和27.8%;摇摆条件竖直向下布置时,管壁处温度均方根峰值最大为0.16,约为静止工况的2倍。因此,支管竖直向上布置时,热混合效果最好,热分层现象最弱,在实际应用中应被优先考虑。

关键词： T型圆管通道浮升力摇摆条件热混合机理大涡模拟

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基于LEAP模型的江苏省重点行业碳达峰碳中和情景

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环境科学 2025年第1期46卷 1-9页

作者：罗闯黎林王雨豪姜宜东赵传文葛晖骏南京师范大学能源与机械工程学院

通过对江苏省未来能源需求和碳排放情景的深入分析，制定达到碳达峰和碳中和目标的战略.采用LEAP模型对2021～2060年不同情景下的能源需求和碳排放进行预测.研究发现，在基准情景下，江苏省重点行业的能源需求呈高速增长，2021～2060年... 详细信息

通过对江苏省未来能源需求和碳排放情景的深入分析，制定达到碳达峰和碳中和目标的战略.采用LEAP模型对2021～2060年不同情景下的能源需求和碳排放进行预测.研究发现，在基准情景下，江苏省重点行业的能源需求呈高速增长，2021～2060年能源消费量增加2.35倍，年均增速为3.46%.而在政策执行、可持续发展和创新推进情景下，能源消费总量显著降低，分别为45.98%、58.96%和86.13%，展现出了不同程度的节能潜力.对碳排放的预测显示，在基准情景下，碳排放总量呈持续增长趋势，达到2060年的5.99亿t，年均增速为4.47%.而在3种情景下，碳排放量显著降低，表现为峰值达到2025年或2030年，并逐步下降.具体来看，工业部门逐年降低，交通运输部门呈增长趋势，建筑部门相对稳定.总体而言，随着产业结构调整和技术水平提升，江苏省有望实现碳排放的逐步减少，但需关注交通运输部门的碳排放增加趋势.

关键词： LEAP模型碳达峰碳中和重点行业情景分析

等离子体活化液通过eNOS途径缓解DSS诱导的小鼠结肠炎及结肠损伤

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西安交通大学学报(医学版) 2025年

作者：王雪伲任凯杰马宇一闵天昊邓潇源彭远昶刘沅沅王玮孙团鹤党诚学张昊西安交通大学第一附属医院肝胆外科西安交通大学第一附属医院肿瘤外科西安交通大学第一附属医院妇产科西安交通大学电气工程学院

目的探究等离子体活化液(plasma-activated solutions,PAS)在缓解硫酸葡聚糖钠盐(dextran sulfate sodium salt,DSS)诱导的小鼠溃疡性结肠炎中的作用及潜在机制。方法 DSS诱导构建小鼠溃疡性结肠炎模型,制备PAS并干预小鼠,通过观察小... 详细信息

目的探究等离子体活化液(plasma-activated solutions,PAS)在缓解硫酸葡聚糖钠盐(dextran sulfate sodium salt,DSS)诱导的小鼠溃疡性结肠炎中的作用及潜在机制。方法 DSS诱导构建小鼠溃疡性结肠炎模型,制备PAS并干预小鼠,通过观察小鼠体质量,统计疾病活动指数、ELISA检测炎性因子及氧化应激指标等方法在体内层面评估PAS的作用;通过克隆形成实验、划痕实验评估PAS干预对结肠细胞增殖能力和迁移能力的影响,通过Western blotting测定增殖相关蛋白的表达,在体外层面评估PAS对结肠细胞的影响。结果体内层面,PAS干预显著逆转DSS所致的小鼠体质量下降以及疾病活动指数升高(P所致的结肠丙二醛(malondialdehyde,MDA)、过氧化氢酶(catalase,CAT)及超氧化歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的变化等氧化还原稳态失衡(P所致的细胞迁移能力下降(P<0.001);应用内皮型一氧化氮合酶抑制剂后,PAS的促增殖和迁移作用消失(P<0.05)。结论 PAS通过内皮型一氧化氮合酶途径改善小鼠结肠炎症及结肠细胞损伤。

关键词：溃疡性结肠炎等离子体活化液内皮型一氧化氮合酶

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精密立式坐标镗床T形床身拓扑优化

制造技术与机床 2025年

作者：姜二彪黄祖广徐立军刘强高卫国通用技术集团机床工程研究院有限公司北京航空航天大学机械工程学院西安交通大学前沿科学技术学院天津大学机械工程学院

精密立式坐标镗床对加工精度的要求尤为苛刻，而现有的T型床身结构在动态响应和承载能力方面存在不足，难以满足精密加工的高标准要求。为此，提出了一种考虑动态特性的T型床身多目标优化设计方法。首先，采用有限元方法对现有床身进行... 详细信息

精密立式坐标镗床对加工精度的要求尤为苛刻，而现有的T型床身结构在动态响应和承载能力方面存在不足，难以满足精密加工的高标准要求。为此，提出了一种考虑动态特性的T型床身多目标优化设计方法。首先，采用有限元方法对现有床身进行静动态分析，得到床身导轨的最大变形值和低阶固有频率。其次，以减轻床身质量，增加导轨刚度和低阶固有频率为目标构建了多目标优化模型，开展拓扑优化。最后，根据优化后的拓扑云图对床身筋板结构进行重构，并验证优化后床身的力学性能。结果表明，优化后的床身导轨在Z向的最大变形减小至3.08 μm，减小了35.0%；床身总质量减至9 181 kg，减轻了5.1%；前三阶固有频率分别提高了19.1%、15.3%和13.6%，优化后的床身力学性能得到明显改善，并增强了其动态特性。本研究为精密立式坐标镗床的结构设计提供了新的思路和方法，并为其他高精度机床床身优化提供了重要的参考。

关键词：坐标镗床 T型床身静动态分析拓扑优化轻量化设计

基于负载预测与能耗优化的刮板输送机速度控制方法研究

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煤炭科学技术 2025年

作者：汪卫兵骆佳录李赖赵栓峰路正雄李开放西安科技大学机械工程学院

针对综采工作面中刮板输送机因持续高速运转而导致的能源浪费和运输效率低下问题，本文结合双向割煤工艺，对刮板输送机的运行阶段进行了系统分析，建立了刮板输送机能耗模型，在此基础上提出了一种基于负载转矩预测与能耗优化相结合的... 详细信息

针对综采工作面中刮板输送机因持续高速运转而导致的能源浪费和运输效率低下问题，本文结合双向割煤工艺，对刮板输送机的运行阶段进行了系统分析，建立了刮板输送机能耗模型，在此基础上提出了一种基于负载转矩预测与能耗优化相结合的速度控制方法。首先，建立煤量模型，描述煤量随运行工况变化的动态特性。随后，结合刮板输送机的运行阻力特性，明确煤量、驱动力与运行阻力之间的关系，构建刮板输送机的能耗模型。为应对综采工作面复杂多变的运行工况，本文引入粗糙径向基神经网络（RRBFNN），对刮板输送机负载转矩进行精确预测，生成优化模型所需的关键输入变量。在此基础上，采用改进的粒子群优化算法（PSO），以能耗最小化为目标，对刮板输送机的运行速度进行优化，改进算法在引入动态惯性因子的同时，平衡了全局搜索与局部搜索能力，从而提高了优化的精度与收敛效率。最后，结合榆家梁43101综采工作面的实际数据对本文方法进行了验证。实验结果表明，该速度控制方法能够在一个生产循环中有效降低刮板输送机的能耗10.42%。

关键词：刮板输送机智能调速能耗模型粗糙径向基神经网络改进粒子群算法