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基于分位数映射法的太阳能精细化分布评估及长时预测

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第4期48卷 198-205页

作者：华科王智超姚遥姜国栋韩磊万杰田地杨大智国网黑龙江省电力有限公司科学研究院黑龙江哈尔滨150030 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150006 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150006

太阳能资源的高效开发和利用对人类减少化石燃料的消费及温室气体的排放具有重要意义,为进一步加强东北地区尤其是哈尔滨市区域太阳能资源的高效开发,精细化分布评估和长时预测必不可少。选取国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的数据... 详细信息

太阳能资源的高效开发和利用对人类减少化石燃料的消费及温室气体的排放具有重要意义,为进一步加强东北地区尤其是哈尔滨市区域太阳能资源的高效开发,精细化分布评估和长时预测必不可少。选取国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的数据集,利用分位数映射法,对研究区域未来30年太阳辐射数据进行降尺度处理,从而获得高分辨率太阳辐射数据;根据预测数据分析太阳辐射强度时空分布规律,评估太阳能资源丰富度及稳定性。结果表明:未来30年太阳总辐射呈缓慢的下降趋势,2020—2029年太阳能资源最丰富;总辐射量和日照时数呈现西多东少的分布,尤其是西南区域太阳能资源最富裕,整个区域都达到太阳能资源很丰富的水平,太阳能资源稳定性高,具有很大的开发潜力。

关键词：太阳能太阳辐射预测分位数映射法哈尔滨地区

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高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段冻胀特性数值模拟研究

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中国铁道科学 2024年第1期45卷 68-78页

作者：董亮吴贻珂邹佳安韩笑苏永华中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 黑龙江省寒区轨道交通工程技术研究中心黑龙江哈尔滨150090

铁路路桥过渡段是整个线路中至关重要部分,也是相对薄弱部位,高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段填土冻胀引起墩台梁体变形变位,对线路平顺性造成了很大影响。针对高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段冻胀问题,基于热力耦合理论,采用ABAQUS软... 详细信息

铁路路桥过渡段是整个线路中至关重要部分,也是相对薄弱部位,高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段填土冻胀引起墩台梁体变形变位,对线路平顺性造成了很大影响。针对高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段冻胀问题,基于热力耦合理论,采用ABAQUS软件建立铁路路桥过渡段数值模型,分析过渡段温度场与填土冻胀发展变化规律,探讨由桥台后填土冻胀引起的桥梁-桥台-填土相互作用。结果表明:材料热力学特性与桥台温度边界是影响温度场平衡过程与分布规律的主要因素,且距桥台距离增加,影响逐渐减弱;过渡段土体地温具有正弦分布、相位滞后与振幅衰减规律;随着填土水平冻胀变形发展,桥台会逐渐发生侧移和倾斜,进而导致桥梁与桥台顶紧,影响桥梁结构安全。

关键词：铁路路桥过渡段高寒季节性冻土区冻胀变形季节性冻土热力耦合数值模拟

基于COMSOL的水稻水分检测极板仿真优化与试验

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农机化研究 2024年第5期46卷 129-134页

作者：孙文胜万霖车刚王洪超张智田金凯黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319 黑龙江省北大荒米业集团有限公司哈尔滨150036

为了提高水稻水分的在线检测精度,对平行式三极板电容器进行了有限元仿真分析和极板结构参数优化试验。使用COMSOL Multiphysics 5.6软件,对平行式三极板电容器进行静电场模拟分析,采用控制变量法探究边缘效应与极板厚度、极板间距、相... 详细信息

为了提高水稻水分的在线检测精度,对平行式三极板电容器进行了有限元仿真分析和极板结构参数优化试验。使用COMSOL Multiphysics 5.6软件,对平行式三极板电容器进行静电场模拟分析,采用控制变量法探究边缘效应与极板厚度、极板间距、相对面积的变化关系。以电容比作为试验指标,使用Design-Expert软件对三极板电容器的极板厚度、极板间距、相对面积进行三因素三水平Box-Behnken试验设计,通过方差分析和响应曲面分析得到最优的三极板电容器极板结构参数。研究结果表明:在满足装置机械设计要求情况下,极板厚度1mm、极板间距100mm、相对面积18000.000mm 2的三极板电容器受边缘效应影响程度最低,是本研究水稻水分在线检测装置的最优极板结构参数。

关键词：检测极扳含水率仿真分析优化设计水稻

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寒区黑土侵蚀沟治理新技术研究

自然灾害学报 2024年第4期33卷 211-220页

作者：王福坤苏安双高士军王淼袁晓铭褚双兴徐春峰中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 黑龙江省水利科学研究院黑龙江哈尔滨150080 黑龙江红兴隆农垦北兴新型建材有限公司黑龙江七台河154600

东北地区黑土侵蚀沟已严重威胁我国粮食安全,其绝大部分处于寒区环境,谷坊作为治理侵蚀沟的通用手段,面临寒区复杂环境威胁。针对寒区谷坊易受冻融、融雪和降雨等多因素耦合下稳定性不足的问题,提出了一种寒区黑土侵蚀沟治理新技术——... 详细信息

东北地区黑土侵蚀沟已严重威胁我国粮食安全,其绝大部分处于寒区环境,谷坊作为治理侵蚀沟的通用手段,面临寒区复杂环境威胁。针对寒区谷坊易受冻融、融雪和降雨等多因素耦合下稳定性不足的问题,提出了一种寒区黑土侵蚀沟治理新技术——生态柔性煤矸石土谷坊,该谷坊由土、滤土防冲土工合成材料、煤矸石铰接块和植被防护组成,具有就地取材、节省工期、柔性稳定、固废利用、替代石料和有利扦插等优势。文中给出设计理念、关键参数及现场应用关键技术,形成了成套工艺。研究结果表明:生态柔性煤矸石土谷坊变形值集中在-0.0518~0.0307 m之间,在允许范围内,谷坊前后沟道均无扩宽,泥沙淤积深度17~67 cm,有效减少水土流失,植被覆盖率一年增加30%,表明该谷坊具有良好的稳定性与治理效果,生态效益明显。生态柔性煤矸石土谷坊是在传统谷坊形式上做出优化和改进而形成的一种新型谷坊,此技术将生态技术与工程技术有机结合,为寒区黑土侵蚀沟治理提供了新思路和新手段。

关键词：水土保持寒区黑土侵蚀沟治理谷坊

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冻融循环下沥青混合料损伤特性研究

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第5期40卷 778-788页

作者：谭忆秋徐慧宁赵春丽叶万里哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150006 黑龙江省交通投资集团有限公司黑龙江哈尔滨150060

目的探究季节冻土地区温差和冻融循环等气候特点对沥青混合料使用性能的影响,为我国不同地区的沥青路面设计、养护、寿命评估和冻融损伤评估提供依据。方法采用室内冻融循环模拟试验,根据不同温度配置和不同循环次数下沥青混合料的弯... 详细信息

目的探究季节冻土地区温差和冻融循环等气候特点对沥青混合料使用性能的影响,为我国不同地区的沥青路面设计、养护、寿命评估和冻融损伤评估提供依据。方法采用室内冻融循环模拟试验,根据不同温度配置和不同循环次数下沥青混合料的弯拉强度、疲劳寿命和单轴压缩动态模量的衰减,研究冻融循环作用前后沥青混合料的损伤特征,明确冻融循环下沥青混合料的性能衰变特征,最终提出沥青混合料冻融损伤温度等效效应。结果冻融循环对沥青混合料低温抗裂性能造成严重破坏,冻融循环30次后性能的衰减幅度总体上超过50%。融化温度和冻结温度对沥青混合料损伤的影响存在差异,且归因于结冰过程、经典热力学和膨胀力三个方面。在仅冻融循环作用下,沥青混合料的性能衰减表现出先快速下降,后缓慢下降的特征。结论冻融循环对沥青混合料性能的影响程度受循环次数和温度条件影响,其中融化温度较冻结温度对性能的影响更为显著。不同温度配置下冻融30次后的沥青混合料性能表现出相似的分布规律,明确了温度等效效应。建立了混合料冻融循环后的残余抗裂性能的等效模型,将损伤程度简化为三个等级。

关键词：道路工程冻融循环损伤特征抗裂性能衰变规律

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气相旋转换热器壳程强化传热数值模拟

农机化研究 2024年第5期46卷 257-261,268页

作者：田金凯车刚万霖胡健唐浩黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319 黑龙江省北大荒米业集团有限公司哈尔滨150036

目前,针对大批量谷物干燥的换热器种类较少及现有换热器换热量小、换热效率和能源利用率低等问题,在前人研究的基础上改进了气相旋转换热器结构,并改变螺旋叶片螺距来强化壳程传热。采用计算流体力学软件FLUENT数值模拟方法,对气相旋转... 详细信息

目前,针对大批量谷物干燥的换热器种类较少及现有换热器换热量小、换热效率和能源利用率低等问题,在前人研究的基础上改进了气相旋转换热器结构,并改变螺旋叶片螺距来强化壳程传热。采用计算流体力学软件FLUENT数值模拟方法,对气相旋转换热器壳程进行传热特性分析,得到气相旋转换热器壳程流场在两种螺距的螺旋叶片结构下的压力云图、温度云图和流体速度矢量图,并对比不同流量条件下以两种螺旋叶片螺距为变量的壳程压降、壳程出口温度。研究结果表明:在壳程进口流速为4m/s、进口温度为100℃工况下,对比螺旋叶片螺距为277.5mm及壳程螺距为412mm的螺旋叶片,壳程压降增加30.1%,努尔赛数提高为40.7%。

关键词：谷物烘干换热器气相旋转强化传热数值模拟

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混流式水稻烘干塔温度远程监测系统设计

农机化研究 2024年第11期46卷 234-238页

作者：车刚刘梦刚万霖唐浩陈武东黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319 黑龙江省北大荒米业集团有限公司哈尔滨150036 黑龙江省农业机械工程科学研究院佳木斯分院黑龙江佳木斯154004

针对混流式水稻烘干塔温度难以远程监测的问题,设计了一种基于Python和LoRa技术的温度远程监测系统。系统以STM32F1单片机硬件系统为下位机,通过PT1000温度传感器测得烘干塔温度信息,判断水稻烘干塔干燥状态,并通过LoRa无线模块将状态... 详细信息

针对混流式水稻烘干塔温度难以远程监测的问题,设计了一种基于Python和LoRa技术的温度远程监测系统。系统以STM32F1单片机硬件系统为下位机,通过PT1000温度传感器测得烘干塔温度信息,判断水稻烘干塔干燥状态,并通过LoRa无线模块将状态信息传输至上位机人机界面实时显示。生产试验结果表明:整套系统数据传输性能稳定,传输距离远,数据传输成功率达96%以上,满足复杂工作环境要求,能够实现粮食干燥过程的温度实时监测功能。

关键词：粮食干燥远程监测温度传感器系统设计

高气液比井下气液旋流分离器结构设计与性能分析

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化工学报 2024年第3期75卷 900-913页

作者：邢雷关帅蒋明虎赵立新蔡萌刘海龙陈德海东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室黑龙江大庆163318 大庆油田博士后科研工作站黑龙江大庆163458 大庆油田有限责任公司采油工程研究院黑龙江大庆163318 中海油能源发展股份有限公司清洁能源分公司冷能利用技术中心天津300452

针对井下高气液比工况气液高效分离难度大的问题,提出了一种旋流-重力耦合式井下气液分离器结构。结合实验研究、数值模拟及实验设计方法,对气液分离器结构参数进行显著性分析和优化设计,建立显著性结构参数与气液分离效率间的数学关系... 详细信息

针对井下高气液比工况气液高效分离难度大的问题,提出了一种旋流-重力耦合式井下气液分离器结构。结合实验研究、数值模拟及实验设计方法,对气液分离器结构参数进行显著性分析和优化设计,建立显著性结构参数与气液分离效率间的数学关系模型,确立了结构参数的最佳匹配方案。分析了入口流量、压力及气液比对气液分离器性能的影响规律。结果表明,重力沉降与旋流分离的结合设计可以实现高气液比条件下的液相沉积,进而实现气液两相的高效分离。分离器的分离效率随着进液量升高而升高,增幅逐渐趋于平稳。随着气液比增大,分离效率呈现先增加后降低的趋势。得出该气液分离器的最佳进液量为42m^(3)/d,最佳入口压力2MPa,最佳气液比为700∶1,在最佳工况下分离效率为97%,模拟结果与实验结果呈现出较好的一致性。研究结果将为高气液比条件下气液分离装备研发提供新的思路和参考。

关键词：旋流分离分离性能流场特性结构设计气液比

松辽盆地古龙凹陷青山口组页岩沉积环境特征及其有机质富集机理

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沉积学报 2024年第5期42卷 1799-1816页

作者：何文渊蒙启安付秀丽郑强苏杨鑫崔坤宁中国石油大庆油田有限责任公司黑龙江大庆163002 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163712 黑龙江省陆相页岩油重点实验室黑龙江大庆163712

【目的】古龙页岩形成的古沉积环境是页岩油甜点预测的基础。【方法】通过松辽盆地现代湖盆水体盐度、古龙页岩的常微量元素、稀土元素及生物标志化合物等方法,深入研究了古龙页岩沉积环境的地球化学特征与有机质富集机理。【结果】古... 详细信息

【目的】古龙页岩形成的古沉积环境是页岩油甜点预测的基础。【方法】通过松辽盆地现代湖盆水体盐度、古龙页岩的常微量元素、稀土元素及生物标志化合物等方法,深入研究了古龙页岩沉积环境的地球化学特征与有机质富集机理。【结果】古龙页岩形成时期气候整体温暖潮湿,发育淡水—微咸水还原环境,具有较高的古湖泊生产力,沉积速率低,水体较深,为有机质形成、保存与富集提供了地质基础。页岩沉积时期古气候指数CIA介于63~74,以温湿气候为主,页岩沉积时期古盐度w(Sr)/w(Ba)介于0.23~1.00,为淡水—微咸水环境,w(V)/w(V+Ni)介于0.6~0.9,以还原—强还原水体为主,古水深25~117 m,属于半深湖—深湖沉积,(La/Yb)N值在0.90和1.41之间浮动变化,代表较低的沉积速率。【结论】古龙页岩有机质富集主要受古气候、古盐度、古水深、沉积速率和古湖泊生产力等因素的有利耦合。研究成果可有效指导松辽盆地古龙页岩油甜点预测和勘探开发工作。

关键词：古龙凹陷页岩油古气候古盐度古生产力沉积速率