压力波发生器的调制与控制方法研究

泥浆压力波发生器通过控制转阀产生压力波信号,是石油钻井和煤矿开采中的重要通信装置。针对压力波信号调制和转阀控制需求:首先提出下边带恒包络平滑相位调制方法,保证信号幅值恒定并降低驱动功率需求;然后,基于自抗扰控制算法设计控制系统,实现转阀位置精准控制,保证压力波信号质量;最后,开发具备力矩加载、参数调试和数据管理等功能的实验测试装置对所提方法进行验证。实验结果表明,所提方法有效实现了压力波信号平滑相位调制和转阀抗干扰控制。所提方法和实验装置具有多学科融合特性,有助于提高学生解决实际复杂工程问题的能力。

基于多相压力波响应图版识别超深井气侵位置

考虑相界面雷诺应力、拖拽力、虚拟质量力、气液物性差异等参数,创建井筒多相压力波速及压力响应数学模型,基于超深井环空多相压力波响应图版唯一性,提出压力波响应图版识别超深井气侵位置的新方法;考虑井口气体溢流量、回压、钻井液密度等边界参数,结合差分数学方法对其求解,该方法在超深井YS1井(8680 m)验证,压力响应误差小于等于1.703 s,计算与实测误差小于等于6.15%。结果表明:随回压增大,井筒流体可压缩性减小,井筒压力波速增大,压力响应时间减小;随井口气体溢流量增大,环空空隙率增大,压力波速减小,井筒压力响应时间延长,井口气体溢流量从0.83 L/min变化至38.33 L/min,井底8680 m处压力响应时间从10.127 s增至36.643 s,增大了261.83%;气侵位置识别结果不仅取决于井口压力及流量传感器准确度,也与压力波响应图版计算准确性有关;实践证明借助压力波响应图版识别超深井气侵溢流位置的方法可行。

管道泄漏检测的主动式压力波激发膜片特性研究

设计了主动式压力波发生器,利用压缩空气冲击膜片可以在管道中激发幅值和波形稳定的压力波,从而用于主动式压力波泄漏检测。文章通过实验探究了膜片种类、厚度及预变形对压力波激发特性的影响。实验结果表明,线弹性材料膜片在回弹时会产生很强的负压波,且当进气时间为80 ms及100 ms时,其压力波幅值远低于非线弹性的橡胶膜片;当进气时间为100 ms时,用不同种类橡胶膜片激发的压力波幅值仅相差20 kPa。橡胶膜片厚度对压力波幅值的影响较小,但增加膜片厚度可以避免水侧和气侧压力曲线发生分离。膜片施加预变形可以略微提高压力波幅值,同时使水侧和气侧压力曲线不会分离。因此,压力波激发应当选用橡胶作为膜片材料,适当提高膜片厚度且施加预变形。

定形态隧道压力波激扰下车内压力迭代学习控制

同一列车重复通过同一隧道时所产生隧道压力波激扰具有形态相似、变尺度变幅值的特性.针对现有控制策略未考虑这一定形态特性的问题,提出一种基于高阶反馈遗忘迭代学习的控制方法.首先,建立高速列车车内外气压传递数学模型,并利用实测车内外压力数据进行修正与验证;其次,通过控制列车通风设备的阀门来减缓车内压力变化,提出阶反馈遗忘迭代学习控制算法,并设计变幅值和变尺度处理方法;最后,利用实测压力波生成一组定形态的随机压力波,并进行仿真分析.仿真结果表明:在重复定形态的隧道压力波激扰下,高阶反馈遗忘迭代学习控制算法能够使车内压力在第8个迭代周期后1 s变化率基本收敛到200 Pa/s以下,而且均方根误差也在第4个迭代周期后降低到15.0000%以下.

速度120 km/h地铁车辆压力波控制方案

[目的]随着城市轨道交通车内舒适性要求逐渐提高,速度120 km/h及以上的地铁车内压力波控制逐渐成为列车空调系统所必须配置的功能,虽然高速动车组、160 km/h市域车等高速列车空调系统已经具有了成熟的压力波保护装置,但多数采用气动方式,结构复杂且成本较高,并不适用于地铁车辆,因此,需结合地铁车辆的特点,研究适用于地铁车辆的压力波保护方案。[方法]对既有速度120 km/h的地铁车辆车内压力波动进行了抽样测试;根据测试结果和结合地铁运行线路、站点配置等因素,总结了造成车内压力波动的主要影响因素,并提出了采用空调系统电动新风阀控制车内压力波动的方案;在新风阀不同开度下,对车内压力波进行了验证。[结果及结论]经试验证明:地铁车辆可利用线路固定、站点固定和靠站时间间隔固定等有利因素,采用主动式压力波控制方案,空调系统通过车辆网络提供的站点信息及车辆速度信号控制新风阀的打开与关闭,进而控制车内压力波动,此方案相对比高速动车组、160 km/h市域车等高速列车具有结构简单、成本低、控制灵活等特点。

非定常空化涡旋结构演化及压力波机制的研究

压力波机制是空化流动机制的一种,压力波的产生和传播是空化不稳定的重要来源。基于可压缩流体求解器和分离涡模拟(detached-eddy simulation,DES)研究了三维水翼空化流动。结果表明,压力波是由先前脱落的云空泡溃灭产生的,其传播过程会导致片状空泡的收缩和水翼表面高压力脉冲。压力波的产生会强烈扰乱涡旋的运动,水翼表面上的稳定涡旋结构被卷起,并且被小尺度涡旋结构所替代。采用动力学模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)方法分析流场特征,压力波效应和附着片状空泡的演变占据了流场的主要能量。

变压器油中脉冲电弧放电压力波的产生过程研究

油中电弧产生的陡强压力波是导致变压器燃爆事故的直接原因,研究变压器油中压力波的产生过程与传播特性对增强变压器防灾御灾能力具有重要意义。为此采用油中脉冲电弧放电法产生压力波,极大减弱工频电弧中持续产气、重燃对压力波基本过程观测的干扰,搭建了油中脉冲放电压力波光-电联合诊断平台,实验采集电压、电流和压力时序信号以及动态纹影图像,研究油中电弧放电压力波的产生过程。实验结果表明,油中压力波的产生可分为电弧膨胀和气泡脉动2个阶段:电弧通道迅速膨胀并压缩油介质,产生一系列激波,继而叠加形成高频一次压力波;放电过程中产生的气泡经历多个膨胀和坍缩循环,溃散时形成二次压力波,其压强更高、频率更低。增大电极间距,一次压力波由球面波转变为沿电极方向的柱面波,而二次压力波会因多点产生的压力波相互叠加,其波前厚度显著增大。实验数据拟合得到油中压力波衰减系数为1.2~1.4,显著高于水中的衰减系数。

高速地铁隧道洞口及风井对压力波的影响研究

研究目的:地铁车辆由明线高速驶入隧道洞口和经过中间风井时,由于断面突变引起车厢内部压力剧烈波动,导致乘客不舒适,为解决该问题,本文使用三维可压缩黏性流体N-S方程和RNG k-ε两方程模型,研究不同中间风井位置和采取不同形式洞口缓冲结构工况对地铁隧道的空气动力学效应的影响。研究结论:(1)中间风井位置的不合理设置会导致膨胀波叠加使车厢内压力梯度不满足要求,可根据列车长度、列车运行速度等因素计算出中间风井的合理位置;(2)隧道洞口采取断面扩大型和喇叭型缓冲结构分别能使车厢表面压力梯度最大值下降29.3%和38.2%;(3)按照现行标准中人体舒适性的考核指标进行评价,140 km/h高速磁浮列车系统隧道口缓冲结构缓压段的长度设置为2倍的隧道断面水力直径更合理;(4)本文研究可以为优化高速地铁列车驶入隧道洞口时的气动效应问题提供参考。

基于双向流固耦合的倒虹吸管道水击压力波与拱式桥架组合结构动力响应分析

在大跨度倒虹吸管道中有压闸阀关闭时通常伴随着水击现象,当水击发生时,流体与固体的耦合作用同时存在。为研究发生水击时,不同关阀时间下的压力波与考虑耦合作用时结构的动力响应情况,以大跨度倒虹吸管道与拱式桥架结构为研究对象,进行整体水力计算,基于流固耦合分析理论,将整体水力模型计算得到的水击压力波作为流体部分加载条件,在workbench平台上进行双向流固耦合分析求解桥架结构的位移、内力及应力动力响应结果。结果表明:不同关阀时间工况下,水击压力波曲线的变化趋势大致相同,结构各监测点的位移时程曲线同水击压力波曲线规律基本吻合;阀门匀速关闭时,增加闸阀的关闭时间可以作为降低倒虹吸管道水击压强的有效措施;水击力对桥架管道的影响最大,盖梁次之,拱圈最小,结构以发生顺桥向动力响应为主。

太阳风流相互作用区边界压力波中的静电波

太阳风高速流-低速流相互作用区域前后边界为一对前向-后向压力波,压力波通常在较大日心距处陡化为前向-反向激波.目前尚不清楚在压力波斜坡中是否存在静电波模式,并像在激波中一样提供能量耗散.在本研究中,我们利用1995—2020年的Wind卫星数据,识别了76个在1 AU附近的压力波事件,发现其中27个压力波(18个前向和9个后向压力波)的斜坡中至少有一个波形,且探测到的静电波模主要包括三种波型:离子声波、朗缪尔波和静电孤立波.在前向压力波斜坡中,主导波模是离子声波,而在反向压力波斜坡中则是朗缪尔波和静电孤立波主导.离子声波可以提供约0.01~2Ω·m的反常电阻率.我们发现离子声波的最大振幅与压力波强度之间存在正相关关系.这些结果表明:对于一些前向压力波,离子声波可以提供潜在的能量耗散.

海上油田压力波控制高效测调注水技术

由于海上油田与陆地油田的注水井况和作业环境存在很大不同,目前的压力波控制注水技术存在测调效率低、压差识别不精确、测调工艺无法实现自动化等问题,陆地油田应用的无缆压力波控制注水工艺无法直接应用于海上油田。对海上油田高效测调无缆压力波智能注水技术进行研究,分析了压力波控制注水原理,设计了2种地面发码方案和2种压力波配水器方案。配水器采用金属密封和橡胶密封的双重密封设计,可提高工具可靠性;地面发码方案采用负脉冲转换次数+脉冲宽度调制的复合编码方法,编码简单、可靠性高。针对测调需求,设计了一键验封、一键轮注、自动测调、地面流量预设等一键测调功能。试验结果表明:本文研究的压力波控制高效测调方案比传统测调方案测调效率提高50%以上。本文研究成果可为海上油田无缆压力波智能注水技术的推广应用提供技术基础。

城市快速轨道交通压力波及列车气密性措施分析

针对快速轨道交通列车在隧道内气动压力变化较快造成的舒适度降低问题,对隧道内径尺寸、泄压方案对车内压力的影响进行研究。首先根据相关规范选定压力舒适度标准,建立包含列车模型、隧道模型及隧道口泄压措施的有限元模型,然后分别对不同隧道内径、不同气密指数条件下列车内外压力的变化进行研究,最后对隧道入口设置缓冲方案对车内压力的影响进行分析。研究结果表明:当隧道内径由6.0 m增加为6.1 m时,车内压力变化最大值约降低4.2%,继续增大隧道直径对减小车内外压力变化值作用有限;当气密指数≤6s时,每增加1 s,车内压力变化最大值约减小15%~25%;隧道洞口设置全封闭声屏障作为缓压结构时,车内压力变化最大值可降低约40%~50%;为提高整车气密性,可采取提高司机室/客室车门密封性、在新风口和废排风口设置启动压力保护阀以及提高车身及贯通道密封性等措施。

空气压力波治疗仪联合早期功能锻炼预防髋关节置换术后下肢深静脉血栓形成的效果

目的:探究空气压力波治疗仪联合早期功能锻炼预防髋关节置换术后下肢深静脉血栓形成(DVT)的效果。方法:本次研究的时间为2023年3月至2024年3月,研究对象为盘州市人民医院收治的80例髋关节置换术患者,按随机数字表法分为对照组和观察组,每组患者均为40例。对照组实施早期功能锻炼干预,观察组实施空气压力波治疗仪联合早期功能锻炼干预,对比两组患者下肢症状与DVT发生情况、髋关节功能、血液流变学指标、疼痛程度及生活能力。结果:观察组下肢肿胀、腓肠肌压痛、下肢DVT发生率均低于对照组(P<0.05);干预前,两组患者髋关节功能评分差异不显著(P>0.05),干预后,观察组各阶段评分均高于对照组(P<0.05);干预前,两组血液流变学指标差异不显著(P>0.05),干预后,观察组各项指标水平均低于对照组(P<0.05);干预前,两组NRS及BI评分差异不显著(P>0.05),干预后,观察组NRS评分低于对照组,观察组BI评分高于对照组(P<0.05)。结论:临床预防髋关节置换术后下肢DVT时,可采用空气压力波治疗仪联合早期功能锻炼预防方案。该方法的预防效果优异,能够改善各项临床指标。

空气压力波联合下肢主动及被动运动康复对脑卒中偏瘫患者的影响

目的:探讨空气压力波联合下肢主、被动运动康复对脑卒中偏瘫患者的影响。方法:选择2023年4—10月上海市金山区众仁老年护理医院收治的60例脑卒中偏瘫患者为研究对象,按随机数字表法将其分为对照组和研究组,各30例。两组均采用药物治疗及常规训练,对照组联合下肢主、被动运动康复,研究组在对照组基础上采用空气压力波联合治疗。比较两组患肢健肢腿围周径差、下肢肌力和并发症发生情况。结果:干预1、2、4周后,研究组患肢健肢腿围周径差均小于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。干预4周后,研究组下肢肌力优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。研究组并发症发生率6.67%低于对照组的30.00%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:空气压力波联合下肢主被动运动康复可有效提高脑卒中偏瘫患者的下肢肌力,减小患肢健肢腿围周径差,降低并发症发生率。

桃红四物汤合防己黄芪汤结合空气压力波治疗仪预防术后下肢深静脉血栓的效果观察

目的:探究桃红四物汤合防己黄芪汤结合空气压力波治疗仪(IPC)对预防胸腰椎骨折术后下肢深静脉血栓(DVT)的疗效。方法:选取2019年5月~2022年5月行胸腰椎骨折修复术的患者92例,随机分为中药组和常规组,各46例,患者术后均给予基础治疗,常规组加用IPC治疗,中药组在常规组基础上加予桃红四物汤合防己黄芪汤,两组均治疗2周。比较两组DVT发生率、下肢血流动力学指标、凝血指标、下肢视觉模拟评分(VAS)、肢体周径,记录治疗期间不良反应。结果:中药组DVT发生率为13.04%,低于常规组的30.43%(P<0.05);治疗后,两组股总静脉、腘静脉流速、血浆凝血酶原时间(PT)、部分活化凝血活酶时间(APTT)均升高(P<0.05),且相较于常规组,中药组上述指标更高(P<0.05);治疗后,两组D-二聚体(DD)、VAS评分、肢体周径均下降(P<0.05),且相较于常规组,中药组上述指标更低;两组治疗期间不良反应无明显差异(P>0.05)。结论:桃红四物汤合防己黄芪汤结合IPC能明显降低胸腰椎骨折术后DVT的发生,加速下肢血流,改善其凝血功能,降低下肢肿胀、疼痛程度,值得临床应用。

CR400AF动车组空调压力波风门故障诊断分析

动车组空调压力波风门控制车内环境压力,即新风口压力波风门和废排风道压力波风门根据压力波保护系统指令打开/关闭车内外空气通路,实现车内环境压力控制,防止动车组进入隧道或会车时外界过大的压力波动传入车厢内造成乘客出现耳鸣等不适,提高乘客舒适性。本文介绍了CR400AF动车组空调新风及废排压力波风门动作原理及常见故障处理方式,并根据现场经验给出后续维护建议,降低风门故障率和维护成本。

高速列车隧道压力波对周边设施影响机理分析

本文利用计算流体动力学(CFD)方法,建立了列车通过隧道的三维计算模型,采用动网格的方法模拟列车通过隧道的过程,并将数值计算的结果与线路测试结果进行了比对,压力峰峰值误差为2.3%,二者吻合较好。研究了列车在通过隧道过程中隧道压力波对周边设施的影响,包括隧道压力波的形成和传播机理分析,隧道压力波对隧道壁面的影响分析、隧道压力波对山体壁面的影响机理分析、隧道出口微气压波产生机理分析以及列车通过隧道的列车风现象,研究结论为铁路沿线隧道的工程设计提供参考。

低剂量阿司匹林联合空气压力波治疗仪对剖宫产术后下肢深静脉血栓患者的预防效果观察

目的探究低剂量阿司匹林联合空气压力波治疗仪对剖宫产术后下肢深静脉血栓患者的预防效果.方法选择2021年10月—2023年10月就诊于我院的290例剖宫产术后患者为研究对象,按随机数字表法将其分为对照组与观察组,各145例.对照组采用低剂量阿司匹林治疗,观察组在对照组治疗的基础上使用空气压力波治疗仪.比较两组患者的肿胀指数、大小腿围度及下肢深静脉血栓发生情况.结果观察组肿胀指数为(3.02±0.21)分,低于对照组的(6.23±1.15)分,差异有统计学意义(P<0.05);观察组术后7d的大、小腿围分别为(46.25±5.15)cm、(35.15±5.23)cm,均短于对照组的(48.01±5.02)cm、(36.49±4.87cm),组间差异有统计学意义(P<0.05);观察组下肢深静脉血栓总发生率为2.06%,低于对照组的8.28%,差异有统计学意义(P<0.05).结论低剂量阿司匹林与空气压力波治疗仪联用可明显改善剖宫产术后产妇的大、小腿围的肿胀程度,降低肿胀指数,对下肢深静脉血栓的发生起到预防作用.

高速磁浮列车通过隧道车体压力波特征研究

随着磁浮铁路的不断发展,列车以更高的速度在不同长度隧道行驶时会在隧道内形成压力波,使得隧道内出现高或低于隧道大气压的压力脉动,从而使车体表面遭受疲劳破坏,影响使用寿命。本文采用一维可压缩非定常不等熵流动模型特征线法,在论证了研究方法正确性的基础上,分析了单列车通过隧道时车外压力波形成机理,研究了基于车外压力最值的最不利隧道长度以及在该隧道长度下列车车宽的影响特性。研究结果表明:列车驶入隧道瞬间,隧道内流动的空气受到列车壁面的摩擦和热传递,诱发隧道压力波,致使车外观测点的压力缓慢增加。车外最大负压值和最大压力峰峰值随隧道长度的增加呈先增大后减小趋势。宽车体的列车通过最不利隧道长度时,对不同车厢车外观测压力影响较大。本文的研究成果可为车体疲劳强度提供理论数据。

空气压力波循环治疗仪在预防剖腹产术后患者下肢深静脉血栓形成中的应用

为了预防剖宫产术后出现下肢深静脉血栓并发症,探究应用空气压力波循环治疗仪所发挥的作用。方法 以106例剖宫产分娩产妇作为分析对象,分为两组。对照组仅进行产后按摩护理,研究组则增加应用空气压力波循环治疗仪。在治疗护理后,观察术后并发症、产妇凝血指标及术后恢复情况多项指标,统计数据后对比差异性。结果 经统计检验,研究组凝血指标优越,术后并发症少,恢复快速,相较于对照组形成差异性,P<0.05。结论 建议在剖宫产后的常规按摩基础上,增加使用空气压力波循环治疗仪来预防下肢静脉血栓的发生,改善术后产妇的凝血状态,促进康复。