基于CHES卫星的模拟观测与轨道反演

迄今为止,视向速度法与凌星法发现了绝大多数系外行星,天体测量法与之相比在行星轨道参数和质量确定等方面具有独特优势.近邻宜居行星巡天计划(Closeby Habitable Exoplanet Survey,CHES)拟基于微角秒级空间天体测量方法搜寻太阳系近邻(距离太阳约10 pc)的100颗类太阳型恒星周围的宜居带类地行星;开展近邻行星系统的全面普查,获取行星真实质量和三维轨道参数,建立完备的近邻系外行星数据库.基于CHES卫星的观测模式与科学目标,针对Alpha Centauri A、模拟太阳系系统、51 Peg与黑洞Cyg X-1进行了模拟观测,生成了天体测量仿真数据,使用Lomb-Scargle与贝叶斯信息准则(Bayesian information criteria,BIC)两种周期谱分析行星轨道周期信号,并采用Markov Chain Monte Carlo(MCMC)算法对行星系统进行轨道反演,获得的结果与行星初始参数吻合.进一步讨论了参考星周围存在的巨行星对于宜居行星探测的影响,利用BIC周期谱方法可识别周围可能存在行星的参考星.

导叶相位角度对管道输油泵水力性能的影响

为提高管道输油泵水力性能,以某型号大型管道输油泵为研究对象,针对导叶相位角度对其水力性能的影响进行研究.采用Pro/E与Gambit软件对该输油泵全流道内流场进行三维造型与网格划分.应用计算流体动力学软件CFX对输油泵在6个导叶相位(0°,6°,12°,18°,24°和30°)及5个流量工况(0.8Qd,0.9Qd,1.0Qd,1.1Qd和1.2Qd)下的内流场进行定常数值计算,得到了不同导叶相位下输油泵的性能曲线,对比分析了不同导叶相位下输油泵的内部流动情况.研究结果表明:不同相位时,在设计工况下扬程差别较大,扬程最大相差6%,大流量及小流量工况下扬程的差别较小;设计工况下效率差别较小,大流量及小流量工况下效率的差别增大,效率最大相差2%;导叶叶片背面出口处的低速区是影响输油泵水力性能的重要因素,不同导叶相位下,蜗壳隔舌处的流场不同,进而影响输油泵的水力性能;受导叶流道出口低速区的影响,导叶相位为6°,12°及18°时,蜗壳扩散段流态较差,导致输油泵效率偏低,且蜗壳出口速度分布非常不均,不利于输油泵高效平稳地运行.

洪水冲击流动管道基于DQM的临界长度研究

针对洪水冲击含有内流流动的管道时所形成管跨的危险临界长度的研究问题,介绍了微分求积法的原理、适用条件及其用于有限元运算的优势。分析了洪水作用下管道的激振频率、固有频率、共振条件,以及内流对于管道动力特性的影响。针对管内流动与管外洪水冲击对于管道的作用,建立了内、外流共同作用下的管道动力控制方程,并基于微分求积法(DQM)进行了求解。该方程既可用于稳定流动也可用于不稳定流动,同时考虑了洪水冲击及内部流动,具有较广的适用性。通过该方程可以计算出洪水冲击下所形成管跨的危险长度。通过一条实例管道分析得到,对于洪水冲击下的管道问题应该考虑内外流的共同作用,且内流的速度、压力、密度都会对管跨长度产生影响,这些结论对于现场实际或设计均极具参考意义。

长输管道泄漏检测技术应用研究

对我国长输管道近年来国内外管道泄漏检测技术的主要方法进行了总结与评述，从人工生物巡线法、基于硬件的方法和基于软件的方法对该领域的研究成果进行了介绍，并首次对9个指标性能进行了全面的比较和考核，指出了这一领域的研究热点和发展方向，并对我国长输管道中泄漏检测技术的应用情况进行了总结，给出了泄漏检测技术在我国长输管道中进一步应用的推荐方案。

中开式输油泵导叶叶轮匹配特性研究

为了研究中开式输油泵叶轮导叶匹配特性,选取4台不同比转数的输油泵,探讨对计算精度有显著影响的关键因素,提出了最优的数值模拟方案。根据以上研究结果,研究分析了某型号国产输油泵,得到不同导叶数和相位角下的外特性和内部流动情况。结果表明,选用standard k-ε模型,SIMPLE算法,速度进口和自由出流边界条件在计算中可以获得相对较好的结果;相位角30°时流态最佳,效率最高;导叶叶片数为10时可以回收更多的动能,泵效率较高。

方向相关与互信息加权组合多模图像配准方法

针对可见光与红外图像的配准问题,提出了一种基于边缘方向相关和局部优选区域互信息加权的配准方法。首先进行区域划分,建立区域优选测度,选取信息量丰富的局部区域;在优选区域的基础上,引入了图像的边缘方向信息,构造边缘方向图,以增加全局空间特征;然后,通过综合局部区域灰度信息和全局边缘方向信息,将互相关测度和互信息测度加权集成,构造了一种新的相似测度。实验结果表明,边缘方向相关测度的引入,提高了基于互信息的图像配准的精度,利用局部优选区域代替整幅图像提高了算法的速度。

基于局部直方图规定化的红外图像非均匀性校正

非均匀性噪声严重影响着红外焦平面阵列的成像质量。针对条纹非均匀性问题,提出了一种基于局部直方图规定化的红外图像非均匀性校正算法。该算法对图像逐列进行处理,首先采用文中提出的加权折中直方图方法计算得到每一列图像的期望直方图,然后对当前图像列进行直方图规定化处理,最后遍历整幅图像实现非均匀性校正。实验结果表明,本文算法能够有效地抑制红外图像的条纹非均匀性噪声,同时较好地保留了图像的边缘轮廓信息。

液体管道泄漏检测技术研究

将负压波检测定位技术应用在大口径长输管道上。为了保证其应用效果,研制了3种监测系统,即:基于监测和数据采集系统的泄漏检测系统;基于工控机的泄漏检测系统;基于远程数据采集装置的泄漏监测系统。应用该技术能够及时发现管道泄漏情况,并能对泄漏点进行精确定位及实时报警。实时监测试验表明,负压波技术适宜于检测大口径管道泄漏的情况,其定位精度及各项技术指标均能满足生产的需要。

基于信息熵理论的悬空管道失效分析

长输油气管道极易受到多种地质灾害影响,容易造成管道暴露、悬空,甚至断裂,严重威胁管道的安全。由于管道的失效过程受多种不确定性因素影响,因此,研究地质灾害作用下悬空管道的失效风险对管道的安全可靠运行具有重要的现实意义。为此,以黄土湿陷灾害为例,采用弹性地基梁模型对黄土湿陷作用下的悬空管道进行了受力分析,并基于信息熵理论提出了应变能熵的概念,建立了管道失效概率评价模型,得到了管道失效概率与黄土湿陷深度之间的关系,同时探讨了黄土湿陷长度与管道内压的变化对管道失效概率的影响。结果表明:1管道应变能熵能够全面反映管道在外力作用下的安全状态并能够对管道的失效风险进行定量评价;2与黄土湿陷后管道悬空长度相比,管道内压的变化对失效概率的影响相对较小,降低黄土湿陷后管道的悬跨长度可以大幅度降低管道的失效概率。

基于负压波的管道泄漏检测与定位系统评价

以大量仿真数据和实际应用为基础,对长输管道泄漏监测系统的主要性能指标进行了深入探讨,并就基于负压波泄漏检测的灵敏度、泄漏点定位的精度、系统抗工况扰动的能力和系统的响应时间等指标进行了深入分析。指出了主要性能指标的影响因素,并从应用的角度对性能指标进行了定义。

基于神经网络的管道泄漏声波信号特征识别

文中采用小波包和神经网络结合起来用于声波信号诊断的方法来提高泄漏检测的准确率。该方法首先对声波信号进行小波包分解,将各频带内的分解系数重构,得到在每个分解节点上构成的新时间序列的参数,将这些参数通过BP神经网络进行智能识别,来区分故障原因。文章最后对现场实验数据及其信号分析结果进行了研究,实验结果表明,该方法可以有效地提高管道泄漏信号识别的准确度。

采空塌陷区管土相互作用特征分析

文章分析了采空塌陷作用下油气管道的受力特征,将采空区地面塌陷过程中塌陷土体与管道的相互作用分成了下塌土蠕变、管体局部暗悬、管体完全悬空外露和土体突发沉陷4个阶段。基于抗大变形钢特性及应变设计理念的管体应力—应变关系,对Ramberg-Osgood本构关系进行了二次开发。结合急倾斜煤层开采实例,利用FLAC3D数值模拟计算了塌陷宽度相同条件下,不同土体下沉变形时管体与地表土体相互作用及变形的关系,验证了管道在受采空塌陷作用下经过的各个阶段及受力特征。

基于光纤光栅传感的管道滑坡监测方法研究

针对铺设在滑坡体内的管道,提出了基于光纤光栅传感的管道滑坡监测方法。阐述了已知管道上三点应力求最大应力的方法。采用温度自补偿式光纤光栅应变传感器监测管体应力,对传感器测量的5.12汶川地震后管体应力数据进行分析。结果表明:地震对滑坡有显著影响,发生了浅层滑动面的较大位移;管体的应力都有显著增长,但总应力水平还低于预警阈值,尚处于安全状态。

管道振动监测预警装置设计

固定在管壁上的高灵敏度振动传感器监测管道遭遇打孔盗油、第三方开挖时引起的振动信号,通过特别设计的电荷变换、程控增益放大、滤波调理电路以及单片机与DSP构成的嵌入式系统对该信号进行分析处理,将管道遭到威胁的信息通过GPRS模块发送到监控中心。在长输管道的应用表明:该系统可以有效地对管道破坏事件进行预警。

管道泄漏监测系统定位方法分析

管道泄漏监测系统已在输油管道上应用,但泄漏定位分析方法还需完善。文中介绍了负压波法泄漏监测技术的原理,通过分析泄漏定位方法,分情况讨论了典型的异常定位结果,并结合实际案例,介绍了利用泄漏定位结果分析管道泄漏状态的方法,对泄漏监测系统应用水平提升具有参考意义。

超声波流量计在输油管道泄漏监测系统中的应用

为提高负压波法管道泄漏监测系统的报警可靠性,有必要将超声波流量信息引入管道泄漏监测系统。为保证管道泄漏监测系统中超声波流量计的应用效果,分析了超声波流量计的测量原理和测量精度影响因素,总结了输油管道超声波流量计在选型设计、现场安装及运行维护等方面的应用经验。开展了基于超声波流量计的管道泄漏监测技术的现场应用测试和结果分析,测试结果表明超声波流量计对提升管道泄漏监测系统报警可靠性具有显著作用。

基于感兴趣区域互信息的多模图像配准方法

针对可见光和红外图像的配准问题,提出了一种改进的基于感兴趣区域梯度互信息的多模图像配准方法。该算法从两个方面做了改进,首先,为了提高算法性能,对图像做了预处理抑制噪声,然后通过对图像进行灰度级降采样操作,合理选择较少的灰度级达到减少计算量的目的;其次,提取图像中复杂度高的区域作为感兴趣区域来代替整幅图像进行配准,这样不仅可以提高像素灰度在互信息计算中的可用性,同时可以提高互信息配准方法的配准效率和精度。实验结果表明,该方法可以有效提取相关性高的区域,提高互信息配准方法的精度和效率。

泵站意外停电超前保护控制方案优选

长输管道控制系统对意外停电和突然关阀等水击事故一般采取超前保护控制,对泵站意外停电水击事故状态进行了研究,以达到新稳态时管输量最大、全线总节流压力最小为最优原则确定目标函数,在稳态和瞬态模型的基础上,建立了选择水击事故超前保护最佳方案的数学模型,以实例求解管道中间泵站意外停电事故工况下超前保护的最优控制方案,并对其最优性进行了检验。

基于管内探测器的管道微小泄漏检测现场测试

负压波法等管道泄漏实时监测技术已在输油管道上广泛应用。这些管道泄漏监测系统的检测灵敏度约为管道流量的1%,难以检测管道微小泄漏特别是持续存在的针孔泄漏。为解决输油管道的微小泄漏检测问题,引进管内泄漏探测器,在呼包鄂成品油管道开展了现场应用和放油测试。现场测试结果验证了基于管内探测器的微小泄漏检测技术在输油管道应用的可行性,并为管内泄漏探测器的改进和现场应用提供了参考。

低压断路器温度场分析

介绍了温度场分析基本原理,应用二维温度场有限元分析软件Ansoft Maxwell建立了低压断路器灭弧室的模型,进行了温度场分析,得到了灭弧室内温度场分布图。