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电力系统混合整数线性规划问题的运筹决策关键技术综述与展望

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3291-3307页

作者：高倩杨知方李文沅输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆400044

机组组合、检修计划、拓扑运行优化、电力系统规划等电力系统混合整数线性规划(MILP)问题旨在实现电力资源的最佳配置,应用广泛,其精准性与高效性直接影响了电力系统的安全性与经济性。随着“双碳”目标的提出,新型电力系统MILP问题模... 详细信息

机组组合、检修计划、拓扑运行优化、电力系统规划等电力系统混合整数线性规划(MILP)问题旨在实现电力资源的最佳配置,应用广泛,其精准性与高效性直接影响了电力系统的安全性与经济性。随着“双碳”目标的提出,新型电力系统MILP问题模型复杂度更高、计算效率要求更严格,对当前运筹决策技术提出了更严峻的挑战。然而,现有依赖于国外进口求解器的电力系统运筹决策技术面临“组合爆炸”,且求解器依赖进口面临“卡脖子”困境,亟须实现技术突破。为此,该文系统地梳理了电力系统MILP问题的运筹决策技术,以及近年来通用MILP问题的最新进展,并展望了电力系统MILP问题运筹决策关键技术未来的研究方向,旨在为我国相关研究工作提供参考和思路。

关键词：电力系统优化混合整数线性规划运筹决策混合整数线性规划(MILP)求解器

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基于液电效应的高强电爆震致裂页岩试验研究

中国矿业大学学报 2024年第4期53卷 623-633页

作者：聂百胜马正韬柳先锋包松李雄飞何溪融张喆浩李孜健重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044 北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室北京100081 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191

为研究基于液电效应的高强电爆震致裂页岩规律及页岩气储层改造可行性,选取中国四川盆地长宁地区的黑色页岩为试验样品,利用团队自主研制的多地形可移动高强电爆震致裂岩体试验系统,预设放电参数为电压10~14 kV,电容500μF,辅以示波系... 详细信息

为研究基于液电效应的高强电爆震致裂页岩规律及页岩气储层改造可行性,选取中国四川盆地长宁地区的黑色页岩为试验样品,利用团队自主研制的多地形可移动高强电爆震致裂岩体试验系统,预设放电参数为电压10~14 kV,电容500μF,辅以示波系统、应变测试系统和基恩士VHX-6000数码显微系统,分析了高强电爆震致裂页岩试样的电压电流及应变变化特征,阐明了不同放电参量下电爆震作用前后表面裂隙形貌及断面特征,初步揭示了电爆震致裂页岩机制.结果表明:高强电爆震可明显致裂页岩,峰值电流、压-拉应变最大峰峰值、应变第一高峰值、应变第二高峰值均与放电电压呈正相关;高强电爆震致裂后的试件表面裂隙主要包括贯穿裂隙、放射状裂隙和正交裂隙,在14 kV时出现不同裂隙之间沟通的现象,表面裂隙均呈现良好分形特征;高强电爆震作用试件后,作用面、断面的不平整度较大,表面有较多岩石碎屑;高强电爆震作用下页岩破坏主要形式为鳞片状、波浪状、台阶状等张拉破坏.该试验研究可为基于液电效应的高强电爆震技术应用于页岩气储层改造可行性论证提供支撑.

关键词：页岩致裂液电效应高强电爆震表面裂隙电压电流表面应变

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不同管径内瓦斯爆炸压力与火焰波传播实验研究

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工程爆破 2024年第4期30卷 17-25页

作者：杨堃司荣军黄子超贾泉升赵井清牛宜辉煤炭科学研究总院北京100013 煤矿灾害防控全国重点实验室重庆400037 中煤科工集团重庆研究院有限公司火灾爆炸防治研究分院重庆400039

为减少低浓度瓦斯输送过程中输送管道爆炸事故,利用公称直径分别为700、500、200 mm的钢制爆炸实验管道,实验研究了管道中瓦斯爆炸压力及火焰波的传播规律。结果表明:爆炸传播过程中最大爆炸压力随长径比变化曲线呈波动上升趋势,管径变... 详细信息

为减少低浓度瓦斯输送过程中输送管道爆炸事故,利用公称直径分别为700、500、200 mm的钢制爆炸实验管道,实验研究了管道中瓦斯爆炸压力及火焰波的传播规律。结果表明:爆炸传播过程中最大爆炸压力随长径比变化曲线呈波动上升趋势,管径变化会改变压力峰值出现的时间空间位置,700、500、200 mm管道最大爆炸压力分别出现在长径比115、103、103处,分别为0.59、0.28、0.09 MPa。管道直径越大,最大爆炸压力越大。火焰传播速度随长径比变化曲线起伏波动,整体呈上升趋势,通过分析可将火焰传播过程分为自由传播、反弹加速、稳定加速3个阶段,700、500、200 mm管道最大火焰传播速度分别出现在长径比83、108、96处,分别为846、943、250 m/s。实验中700、500 mm管道出现爆燃转爆轰现象,火焰速度可达800 m/s以上,管径越大爆燃转爆轰过程越早。研究结果可为工程实践中瓦斯管道输送和利用的安全防护提供有力支撑。

关键词：瓦斯爆炸不同管径爆炸压力火焰传播速度

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CO_(2)-多孔材料协同抑制甲烷爆炸特性

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高压物理学报 2024年第1期38卷 171-178页

作者：向开军段玉龙何国钦黄维海南拓力特科技有限公司海南海口570100 重庆科技学院安全工程学院重庆401331 油气生产安全与风险控制重庆市重点实验室重庆401331

为探究CO_(2)协同多孔材料对甲烷爆炸特性的影响,自主设计了100 mm×100 mm×1 000 mm爆炸管道并搭建实验平台,研究不同多孔材料孔隙度及CO_(2)喷气压力对甲烷爆炸火焰结构、火焰传播速度和爆炸超压的影响。结果表明:多孔材料对火焰波... 详细信息

为探究CO_(2)协同多孔材料对甲烷爆炸特性的影响,自主设计了100 mm×100 mm×1 000 mm爆炸管道并搭建实验平台,研究不同多孔材料孔隙度及CO_(2)喷气压力对甲烷爆炸火焰结构、火焰传播速度和爆炸超压的影响。结果表明:多孔材料对火焰波有衰减和促进2种效果,当多孔材料孔隙度为10和20 PPI时,未能成功阻爆,而当孔隙度为40 PPI时,阻爆效果明显;CO_(2)喷气压力有一定的阻爆效果,当多孔材料为10和20 PPI时,随着CO_(2)喷气压力的升高,火焰速度峰值逐渐减小,衰减率最大可达13.64%,且爆炸超压峰值也随之下降,其衰减率最大可达52.83%。综合火焰速度和压力变化分析可知,当多孔材料的孔隙度为40 PPI、CO_(2)喷气压力为0.4 MPa时,阻抑爆效果最显著。

关键词： CO_(2) 多孔材料甲烷爆炸协同抑爆孔隙度

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铝粉燃烧对CL-20基混合炸药水下爆炸载荷特性的影响

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兵工学报 2024年

作者：刘正聂建新阚润哲杨金想谭彦威郭学永闫石重庆红宇精密工业集团有限公司清华大学合肥公共安全研究院北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室

为研究CL-20基混合炸药中铝粉长时序燃烧过程对水下爆炸载荷的供能机理，基于水下爆炸罐开展含铝炸药和含氟化锂炸药的水下爆炸对比实验，分析获得铝粉燃烧对冲击波和气泡载荷的影响规律。研究结果表明：CL-20基混合炸药中铝粉的燃烧释... 详细信息

为研究CL-20基混合炸药中铝粉长时序燃烧过程对水下爆炸载荷的供能机理，基于水下爆炸罐开展含铝炸药和含氟化锂炸药的水下爆炸对比实验，分析获得铝粉燃烧对冲击波和气泡载荷的影响规律。研究结果表明：CL-20基混合炸药中铝粉的燃烧释放了大量能量，提高了冲击波压力峰值和冲击波能，同时降低了冲击波的衰减速率；相比于含氟化锂炸药，由于CL-20基含铝炸药中铝粉在炸药爆炸后燃反应，使得其火焰亮度更高，铝粉后燃反应时间超过1 ms；铝粉的燃烧可提高气泡最大半径、气泡脉动周期和气泡能，CL-20基含铝炸药最大气泡半径比CL-20基含氟化锂炸药最大气泡半径提高了11.89%，第1次气泡脉动周期提高了25.74%，含铝炸药达到最大半径的对应时刻比含氟化锂炸药的延迟了5.20 ms；由于铝粉在气泡脉动阶段持续供能，CL-20基含铝炸药气泡脉动半径变化速率高于含氟化锂炸药，降低了气泡的收缩速率，延长了气泡的收缩阶段持续时间，CL-20基含铝炸药气泡脉动过程在时间上具有“非对称性”。

关键词： CL-20基混合炸药水下爆炸铝粉燃烧含氟化锂炸药冲击波气泡

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氢气抑爆材料及其抑爆机理研究进展

爆炸与冲击 2024年

作者：陈晓坤王君程方明西安科技大学安全科学与工程学院西安科技大学安全科学与工程学院陕西省煤火灾害防治重点实验室西安市城市公共安全与消防救援重点实验室

氢气在全球清洁能源转型中扮演着关键角色，但其可燃性和高爆炸危害性也使得氢气安全成为研究热点。聚焦国内外学者在氢气抑爆领域的最新研究成果，对不同种类抑爆材料及抑爆机理进行了综合评述。首先，介绍了气体、液体、固体以及多相... 详细信息

氢气在全球清洁能源转型中扮演着关键角色，但其可燃性和高爆炸危害性也使得氢气安全成为研究热点。聚焦国内外学者在氢气抑爆领域的最新研究成果，对不同种类抑爆材料及抑爆机理进行了综合评述。首先，介绍了气体、液体、固体以及多相复合抑爆材料的研究进展，对比分析了抑爆效果、关键参数及其变化规律。其次，探讨了抑爆材料影响氢气爆炸的物理、化学以及物理化学综合的作用过程，以揭示各类材料的抑爆机理。最后，展望了氢气抑爆材料的未来发展趋势，强调对高效能抑爆材料探索和机理研究的深化，以及在实际应用中所面临的诸多挑战。为新型氢气抑爆材料的研究开发提供参考和启示。

关键词：氢气抑爆抑爆机理抑爆材料

三位一体膨胀型阻燃剂诱导聚脲复合材料阻燃性能提升

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复合材料学报 2024年

作者：王军胡闯王超张亚孙亚如阳平平刘彦北京理工大学重庆创新中心现代兵器技术实验室北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室

聚合物材料存在易燃、易被氧化的缺点，以及传统膨胀型阻燃体系存吸湿性大、阻燃效率较低、与基体相容性差等缺陷。结合气相阻燃、凝聚相阻燃的设计理念，制备出三位一体膨胀型阻燃剂（PTA-PA）。研究不同含量的PTA-PA对聚脲（PUA）的... 详细信息

聚合物材料存在易燃、易被氧化的缺点，以及传统膨胀型阻燃体系存吸湿性大、阻燃效率较低、与基体相容性差等缺陷。结合气相阻燃、凝聚相阻燃的设计理念，制备出三位一体膨胀型阻燃剂（PTA-PA）。研究不同含量的PTA-PA对聚脲（PUA）的阻燃性能及力学的影响，分析材料在燃烧、热解过程中气相和凝聚相产物，探究PTA-PA阻燃剂的阻燃机制，建立膨胀型阻燃剂与复合材料热稳定性、阻燃性能和火灾安全性之间的关系。结果表明：和纯PUA相比，添加20.0 wt% PTA-PA 的PUA复合材料（PUA-4）具有较高的热稳定性，800 ℃下残炭量为21.9％；PUA-4复合材料的垂直燃烧等级从V-2级提高到V-0级，LOI分别从22.2%提高到28.4%，线烧蚀率、热释放速率峰值和总热释放量分别降低19.8%，71.7%和18.3%。本研究为高性能阻燃聚合物复合材料的制备提供理论基础和事实依据。

关键词：聚脲膨胀型阻燃剂阻燃性能阻燃机制力学性能

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海拔高度对长直坑道内爆炸冲击波传播的影响

爆炸与冲击 2024年第3期44卷 103-115页

作者：李勇雒泓宇冯晓伟胡宇鹏张军李海涛重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044 中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999

为有效表征不同海拔坑道内爆炸冲击波的传播特征,利用非线性显式动力学有限元软件AUTODYN,研究了海拔高度对长直坑道内爆炸冲击波传播的影响规律,探讨了高海拔环境对坑道内冲击波传播的影响,基于量纲分析,建立了适用于不同海拔高度典型... 详细信息

为有效表征不同海拔坑道内爆炸冲击波的传播特征,利用非线性显式动力学有限元软件AUTODYN,研究了海拔高度对长直坑道内爆炸冲击波传播的影响规律,探讨了高海拔环境对坑道内冲击波传播的影响,基于量纲分析,建立了适用于不同海拔高度典型坑道内冲击波峰值超压的计算模型,并通过数值计算进行了验证。结果表明:随着海拔高度升高,坑道内爆炸冲击波波阵面传播速度与径向的冲击波参数偏差增大,平面波形成距离增加,冲击波峰值超压降低;在0~4000 m范围内,海拔高度每升高1000 m,冲击波冲量降低约0.91%。结合Sachs无量纲修正方法和量纲分析,推导出不同海拔高度冲击波峰值超压的理论分析模型,模型计算结果与数值计算结果的相对偏差不大于10%,能够为高海拔环境下坑道内爆炸冲击波的传播提供理论依据。

关键词：海拔高度坑道爆炸冲击波量纲分析传播特性

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基于THUMS模型的人员胸部爆炸冲击波致伤机理

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兵工学报 2024年第10期 3754-3764页

作者：王泽华潘腾刘瀚周宏元黄广炎张宏北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室北京理工大学重庆创新中心北京理工大学爆炸防护与应急处置技术教育部工程研究中心北京工业大学城市安全与灾害工程教育部重点实验室

为获得爆炸冲击波下人员胸部损伤机理，借助高保真数字假人模型(Total Human Model for Safety, THUMS),使用Load＿Blast＿Enhanced方法与任意拉格朗日欧拉(Arbitrary Lagrange-Euler, ALE)方法构建了人体-爆炸流场数值模型，对爆炸冲... 详细信息

为获得爆炸冲击波下人员胸部损伤机理，借助高保真数字假人模型(Total Human Model for Safety, THUMS),使用Load＿Blast＿Enhanced方法与任意拉格朗日欧拉(Arbitrary Lagrange-Euler, ALE)方法构建了人体-爆炸流场数值模型，对爆炸冲击波下人体胸部的损伤情况开展数值计算，结合爆炸事故验证模型的有效性；基于冲击波峰值超压准则和Axelsson损伤模型判别6个工况下人员伤情等级，发现仅在TNT当量1 500 g、爆距4 m时人员有轻伤风险。基于皮肤、骨骼、心肺的动态响应细致分析人员各组织器官的损伤类型，揭示了人员轻伤时的损伤模式及爆炸冲击波的致伤机理，研究结果可为爆炸致伤人员损伤评估的研究及相关防护装备的设计提供参考。

关键词： THUMS模型爆炸冲击波致伤机理人体数值模拟