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气泡强干扰小波调制的全视场在线可视铁谱磨屑图像分割算法

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机械工程学报 2024年第15期60卷 160-172页

作者：李博袁勋吴伟魏航信万志国西安石油大学机械工程学院西安710065

为解决全视场在线可视铁谱(Online visual ferrograph,OLVF)工程应用存在的离焦气泡干扰状态下反射光谱片磨屑图像分割问题,构建了基于双曲正切函数的低频与高频非线性阈值函数,以此为基础,提出了气泡强干扰小波调制的磨屑图像分割算法... 详细信息

为解决全视场在线可视铁谱(Online visual ferrograph,OLVF)工程应用存在的离焦气泡干扰状态下反射光谱片磨屑图像分割问题,构建了基于双曲正切函数的低频与高频非线性阈值函数,以此为基础,提出了气泡强干扰小波调制的磨屑图像分割算法,抑制了反射光谱片中的气泡阴影,消除了背景噪声,增强了磨屑图像锐度和对比度,实现了全视场OLVF反射光谱片磨屑图像的有效分割。对比不同算法处理的磨屑图像分割效果,结果显示:本算法通过调制气泡阴影和背景噪声能够更准确达到磨屑图像完整分割。最后,开展了齿轮磨损在线监测实验,提取了磨屑浓度指标反映齿轮全生命期的磨损变化,结果表明:本算法克服了全视场OLVF采样过程中气泡阴影对反射光谱片磨屑图像分割的影响,可准确的探测出齿面异常磨损失效故障,进一步验证了本算法应用于全视场OLVF油液磨屑监测之有效性。

关键词：全视场在线可视铁谱气泡阴影小波调制反射光谱片磨屑图像分割

简便合成相可调的CsPbBr_(3)-Cs_(4)PbBr_(6)复合纳米晶及相转变过程的原位研究

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物理学报 2024年第9期73卷 223-235页

作者：陈雪莲申岩冰袁芝聪李恺瑞潘喜强西安石油大学材料科学与工程学院西安710065 西安石油大学化学与化工学院西安710065

通过改变四正辛基溴化铵(TOABr)用量和Cs/Pb摩尔比,在室温下采用一步单溶剂法成功制备出单斜相CsPbBr_(3)和六方相Cs_(4)PbBr_(6)两种相结构可调的钙钛矿纳米晶.研究发现,当TOABr浓度较低时(Cs/Pb/Br=1∶1∶4),体系中主要生成了单斜相的... 详细信息

通过改变四正辛基溴化铵(TOABr)用量和Cs/Pb摩尔比,在室温下采用一步单溶剂法成功制备出单斜相CsPbBr_(3)和六方相Cs_(4)PbBr_(6)两种相结构可调的钙钛矿纳米晶.研究发现,当TOABr浓度较低时(Cs/Pb/Br=1∶1∶4),体系中主要生成了单斜相的CsPbBr_(3)纳米立方块,该立方块主要经历了快速成核、尺寸分布聚焦生长和Ostwald熟化生长3个阶段,最终尺寸为(11.8±1.6)nm.随着TOABr用量的增加,Br^(-)与Pb^(2+)结合形成[PbBr_(3)]^(-)和少量的[PbBr_(4)]^(2-)络合物,两种络合物相互竞争.在成核期和生长早期体系中[PbBr_(3)]^(-)占主导,因而形成大量的CsPbBr_(3)纳米晶,随着反应的进行,体系中过量的Br^(-)会与纳米晶中的Pb相互作用,导致CsPbBr_(3)纳米晶部分转变为具有六边形形状的Cs_(4)PbBr_(6)纳米晶,同时[PbBr_(4)]^(2-)络合物的存在使得Cs_(4)PbBr_(6)纳米晶继续长大,最终形成以CsPbBr_(3)为发光中心的CsPbBr_(3)-Cs_(4)PbBr_(6)复合纳米晶.只有当TOABr用量为0.32 mmol时所得的CsPbBr_(3)-Cs_(4)PbBr_(6)复合纳米晶其光学性能和稳定性表现最佳.在此浓度下改变Cs/Pb摩尔比只影响CsPbBr_(3)纳米晶和Cs_(4)PbBr_(6)纳米晶在体系中的相对含量,当Cs_(4)PbBr_(6)纳米晶含量较高时其荧光强度和稳定性相对较差.该工作对低温可控合成高效稳定的铯铅卤钙钛矿纳米晶提供一定思路.

关键词： CsPbBr_(3)-Cs_(4)PbBr_(6)复合纳米晶原位研究相转变形成动力学

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小径管X射线焊缝图像缺陷识别算法

焊接学报 2024年第2期45卷 82-88,I0007,I0008页

作者：肖扬高炜欣邓国浩西安石油大学电子工程学院西安710065 西安石油大学陕西省油气井测控技术重点实验室西安710065

针对小径管X射线焊缝图像缺陷检测精确率低的现状,通过对图像进行特征分析并结合稀疏字典学习,提出一种基于图像分割的小径管焊缝图像缺陷检测算法.首先,对小径管焊缝图像进行两步图像分割获得感兴趣区域;其次,提取焊缝缺陷,得到缺陷疑... 详细信息

针对小径管X射线焊缝图像缺陷检测精确率低的现状,通过对图像进行特征分析并结合稀疏字典学习,提出一种基于图像分割的小径管焊缝图像缺陷检测算法.首先,对小径管焊缝图像进行两步图像分割获得感兴趣区域;其次,提取焊缝缺陷,得到缺陷疑似局部图像;最后,提出以不同类型原子间相关性最小为目标的小径管焊缝缺陷字典矩阵数学模型并使用K-SVD算法进行求解,利用该字典矩阵实现圆形缺陷、线形缺陷和噪声的分类鉴别.为提高系统实时性,使用并行编程对图像分割算法进行加速.结果表明,改进后缺陷字典矩阵对圆形缺陷识别成功率为0.974,线形缺陷识别成功率为0.967,且具有较快的识别速度,实现了小径管焊缝图像缺陷的有效识别.

关键词：小径管焊缝缺陷图像分割稀疏字典学习

水平非均匀场地中油气管道地震响应分析及试验

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地下空间与工程学报 2024年第4期20卷 1160-1168页

作者：代建波朱江王赵诚马静赵泽文西安石油大学土木工程学院西安710065 西安石油大学机械工程学院西安710065

针对水平非均匀场地中埋地油气管道的地震响应,开展了埋地油气管道振动台试验和有限元模拟分析,研究了不同强度地震激励下埋地油气管道的应变和加速度响应,以及场地管周土体的加速度和位移响应规律。结果表明:研发的土箱能够满足试验的... 详细信息

针对水平非均匀场地中埋地油气管道的地震响应,开展了埋地油气管道振动台试验和有限元模拟分析,研究了不同强度地震激励下埋地油气管道的应变和加速度响应,以及场地管周土体的加速度和位移响应规律。结果表明:研发的土箱能够满足试验的要求,试验方案合理可行;由于非均匀场地土体特性的不同,在地震激励下不同土体的动力响应不一致,进而会对管道不同区段形成不同的动力作用,加剧管道整体的动力响应;随着加载等级的提高,土体在振动过程中先是被压实,然后逐渐破坏,土体的非线性特征越来越明显,管道振动现象更为明显;相比于均匀场地条件,相同工况非均匀场地条件下的管道应变峰值和加速度峰值响应明显增大,表明非均匀场地条件下管道周围的土体破坏更为严重,管道的运动更加剧烈。建议在埋地管道抗震设计中要考虑非均匀场地条件和管周土体特性不一致对管道地震响应的增大影响。

关键词：埋地油气管道非均匀场地地震响应有限元分析振动台试验

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水下天然气泄漏气泡运移特性及影响因素

石油化工 2024年第9期53卷 1316-1323页

作者：李景明王亚迪张震宇黄照东徐嘉辉西安石油大学新能源学院陕西西安710065 西安石油大学机械工程学院陕西西安710065

采用VOF模型对水下天然气管道泄漏的微小气泡运移特性进行模拟,研究泄漏孔径、位置和速度等因素对微小气泡运动和聚并等行为的影响。实验结果表明,从上浮高度50 mm处起,上浮高度与时间曲线增幅呈逐渐变缓趋势,上浮过程中,上浮高度增大,... 详细信息

采用VOF模型对水下天然气管道泄漏的微小气泡运移特性进行模拟,研究泄漏孔径、位置和速度等因素对微小气泡运动和聚并等行为的影响。实验结果表明,从上浮高度50 mm处起,上浮高度与时间曲线增幅呈逐渐变缓趋势,上浮过程中,上浮高度增大,气泡的运动速度增大,气泡所在位置处的压力与出口处的压力差随上浮高度的增加而减小,直径4 mm和5 mm气泡上浮时间相差较小,直径5 mm的大气泡会产生剧烈形变。泄漏位置直线距离增大,两气泡聚并所用时间和聚并时的速度不断增大。泄漏速度变大时,两气泡聚并时间和速度先减小后增大,聚并前单一气泡速度的变化与聚并时速度变化趋势相吻合。

关键词：天然气泄漏因素气泡运移数值模拟

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含风电并网的源荷双层机组优化组合模型

太阳能学报 2024年第3期45卷 399-407页

作者：李英量董志伟白博旭郭飞燕刘梦溪李飞西安石油大学电子工程学院西安710065

针对系统调峰能力不足,严重限制新能源的消纳问题,提出计及源荷两侧可调节资源的综合市场服务机制与需求响应的双层机组组合模型。上层对荷侧建立计及响应不确定性的以净负荷波动最小为目标函数的价格型需求响应模型;下层对源侧建立包... 详细信息

针对系统调峰能力不足,严重限制新能源的消纳问题,提出计及源荷两侧可调节资源的综合市场服务机制与需求响应的双层机组组合模型。上层对荷侧建立计及响应不确定性的以净负荷波动最小为目标函数的价格型需求响应模型;下层对源侧建立包含电力市场深度调峰辅助服务与碳市场奖惩阶梯式碳交易机制的综合市场交易机制,构建以综合运行成本最小为目标函数的机组组合模型;最后,将原问题转化为混合整数线性规划问题,通过设置不同场景验证该模型的有效性。

关键词：价格型需求响应深度调峰阶梯式碳交易机制响应不确定性风电消纳

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地震动作用下输油管道内流体动压力时变仿真

油气储运 2024年

作者：翁光远翟瑶郑杰赵可杰西安石油大学机械工程学院

[目的]输油管道受地震动影响会产生显著的位移变化，揭示地震动作用下输油管道中流体动压力随输送介质液面高度、管径等影响因素的时变机理及沿管道长度方向的分布特点尤为重要。[方法]以跨度为6 m的简支跨越管道和原油介质组成的管道-... 详细信息

[目的]输油管道受地震动影响会产生显著的位移变化，揭示地震动作用下输油管道中流体动压力随输送介质液面高度、管径等影响因素的时变机理及沿管道长度方向的分布特点尤为重要。[方法]以跨度为6 m的简支跨越管道和原油介质组成的管道-流体耦合系统为研究对象，建立了5种模拟地震诱发动压力的有限元计算模型，分别设置了模型的初始条件、地震波加载条件以及原油液面的边界条件，提取不同管道外径（987 mm、1 067 mm、1 147 mm）及不同液面高度（0.25 r、0.5 r、0.75 r，r为管道内径）下管内流体的动压力30 s时程反应，得到了管道同一截面动压力随时间的分布云图、沿管道长度方向的动压力分布曲线及关键节点的时程曲线。[结果]管道内流体开始流动后的动压力在第10 s达到稳定状态；输入地震动时程参数后，动压力在管道长度方向的分布不均匀，跨中区域变化最显著，管道同一截面上不同节点动压力峰值最大相差约4.5倍；原油介质的液面高度对地震动引起的动压力有较大影响，同样条件下地震动引起的动压力随液面高度增大而减小；内径为1 118 mm的管道内原油由于流动引起的动压力最小，但在地震动作用下，动压力变化最为显著。[结论]研究成果可为地震动作用下输油管道中流体动压力测试及输油管道抗震设计提供理论依据。

关键词：输油管道流固耦合地震动作用流体介质动压力

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钛合金球形封头热冲压成形有限元分析

西安石油大学学报(自然科学版) 2024年

作者：周三平牛少宏西安石油大学机械工程学院

针对钛合金球形封头热冲压过程中的局部减薄缺陷,利用有限元模拟平台DEFORM-3D对钛合金球形封头热冲压过程进行了有限元数值模拟,分析了不同出炉温度下等效应力应变随时间的演变过程、机理及产生减薄的因素等。结果表明:成形后封头的等... 详细信息

针对钛合金球形封头热冲压过程中的局部减薄缺陷,利用有限元模拟平台DEFORM-3D对钛合金球形封头热冲压过程进行了有限元数值模拟,分析了不同出炉温度下等效应力应变随时间的演变过程、机理及产生减薄的因素等。结果表明:成形后封头的等效应力随温度的升高而降低,边缘处等效应力高出其余位置很多,边缘处与中心处之间位置的等效应力最低。等效应变按从中心到边缘的顺序依次经历由加速增大到恒定不变的转变过程,越靠近边缘的位置,转变时间越晚、恒定值越高,从中心到边缘处等效应变逐次增大。中心位置的减薄量最大,中心到边缘之间的位置减薄量次之,边缘处增厚;温度对中心部位的减薄量影响较大,1 000℃时减薄量最小,对其余位置的减薄量影响不大。摩擦系数对厚度影响可以忽略。研究结果对提高钛合金球形封头热冲压成形质量有重要的指导意义。

关键词：球形封头钛合金热冲压有限元分析 DEFORM-3D

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锯形PDC齿破岩与温度特性数值模拟研究

石油机械 2024年第1期52卷 29-37,44页

作者：吴泽兵袁若飞张文溪贺啸林刘家乐西安石油大学机械工程学院

目前关于PDC仿生齿的研究多集中在波浪齿形上,鲜有与锯形齿破岩特性相关研究的报道。鉴于此,基于弹塑性力学与Drucker-Prager岩石失效准则,建立锯形PDC齿与花岗岩相互作用的有限元模型,对锯形PDC齿的破岩以及破岩温度特性展开研究。研... 详细信息

目前关于PDC仿生齿的研究多集中在波浪齿形上,鲜有与锯形齿破岩特性相关研究的报道。鉴于此,基于弹塑性力学与Drucker-Prager岩石失效准则,建立锯形PDC齿与花岗岩相互作用的有限元模型,对锯形PDC齿的破岩以及破岩温度特性展开研究。研究结果表明:相比普通PDC齿,锯形PDC齿在破岩过程中所产生切削力峰值和均值更小,且该切削力均值减小约12.7%,机械比能减少约19%;后倾角增大情况下,锯形齿的机械比能和切削力均先减小后增大,最佳后倾角为10°时,锯形齿的机械比能和切削力最小,切削深度增加情况下,存在临界切削深度1.5 mm,超过1.5 mm后,切削力与机械比能呈现跳跃式增加,锯形齿在模拟范围内,最佳设计方案为3个锯齿。所得结论对钻头布齿和优化设计具有指导意义。

关键词：锯形PDC齿有限元模型破岩特性机械比能切削力后倾角切削深度

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