运用Maxwell模型对植物油纸绝缘系统老化状态的研究

植物绝缘油被广泛运用于油浸式变压器,研究植物油变压器油纸绝缘系统的老化状态至关重要.本文引入分数微积分的概念,建立了分数阶Maxwell介电模型参数辨识的数学模型,同时根据实验得到的复介电常数实虚部的值求得分数Maxwell模型中的各个参数,根据最小二乘法建立目标函数,采用粒子群算法实现参数辨识,得到了不同老化状态下油纸试品的Maxwell模型参数,并利用混合蛙跳算法对其进行验证.得到模型特征参数后,根据模型重构得到的数据,进而研究了绝缘老化对分数Maxwell介电模型参数影响的规律.研究表明:随着老化程度的加深而增大的介电常数ε与聚合度D_p有着较好的线性关系,弛豫时间τ与D_p间有着较好的指函数关系.提出的分数阶Maxwell模型参数可用于量化评估油纸绝缘的老化状态.

双值噪声扰动下分数阶串联电路的随机共振现象

本文研究由被双态噪声调制的电阻、被双态噪声调制的周期输入信号以及通过分数阶微分方程描述的容阻器串联组成的简单电路的随机共振特性.首先,利用整数阶微分方程ShapiroLoginov公式以及广义分数阶微分方程Shapiro-Loginov公式,得到一组封闭的方程组;其次,对封闭方程组利用Laplace变换、逆Laplace变换,推导出用分数阶微分方程描述的系统一阶矩以及稳态时响应振幅的详细表达式;再次,通过Matlab模拟,根据稳态时响应振幅的表达式,画出稳态时振幅随系统阶数、周期信号频率、双态噪声强度、双态噪声关联时间的变化图.从图中发现系统表现出2种不同的随机共振现象—–Bona fide随机共振现象以及广义的随机共振现象.

分数Poynting-Thomson模型对聚合物介电松弛的研究

描述了粘弹性力学过程的"弹壶",提出了描述介电松弛现象的"容阻器",建立了分数Poynting-Thomson模型,利用遗传算法结合共轭梯度法确定最优拟合参数,表明分数Poynting-Thomson模型对聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的混合物的介电常数和介电损耗给出了极好的描述。

ERT Imaging of Gas-Liquid Mixing in Agitated Vessel

An investigation using Electrical Resistance Tomography （ERT） was carried out in order to characterize gas-liquid mixing in an agitated vessel. The experimental work was carried out in a 400 mm diameter agitated vessel that was fitted with four planes, 16 stainless steel electrodes. Agitation was carried out using the Lightnin Labmaster and Rushton turbine while conductivity data acquisition was carried out using the ITS P2000 ERT system. A Mathlab code was developed to construct a surface plot for gas hold-up from the ERT data. Various gas dispersion conditions such as flooded, loaded and fully dispersed were successfully characterized using the ERT technique.

介电松弛的基本分数模型及其在频率域上的松弛特征

分数阶动力学方程从本质上讲具有耗散性质,对力学黏弹过程的描述取得了成功的应用.本文介绍了介电松弛的基本分数单元——容阻器,利用容阻器建立了介电松弛的基本分数模型,给出了各模型的本构方程和复介电常数,分析对比了它们的松弛特性.结果表明分数模型可以给出丰富的具有不同频率特性的松弛过程,如Cole-Cole方程可以作为分数模型的特例给出.本文还用分数Poynting-Thomson模型对丙三醇的介电松弛行为进行了拟合,对介电常数与介电损耗都给出了很好的描述.