基于波浪发电储能装置的DC/DC变换器设计实验研究

波浪发电过程中存在着发电的随机性和不稳定性,将储能装置接入波浪发电系统能较好地解决此类问题。针对波浪发电的特点,设计一款利用新型半导体材料功率器件(氮化镓)的DC/DC变换器用于储能装置中。阐述系统结构的组成,并分析其工作原理。根据设计参数和氮化镓开关特性设计出主电路、驱动电路、采样电路和控制电路。根据设计构建测试平台,测试在电压变换的情况下能够稳定输出0.5 A的电流。测试结果验证了所设计方案的有效性,对波浪发电储能系统的实际应用具有一定的参考价值。

高温封窜堵剂的研究与性能评价

在深层高温和高矿化度油藏开发过程中,常需要面对套管破损和储层大裂缝造成的水窜问题,常规的水泥封窜堵剂和颗粒类堵漏剂已难以满足堵水需求.利用双酚A型不饱和聚酯树脂为核心材料的树脂类封窜堵剂具有耐高温、耐腐蚀和高强度等特性,通过优选原料配比和交联单体、阻聚剂、引发剂及硅烷偶联剂加量,研发一种适用于深层高温油藏的新型封窜堵剂.研究结果表明,当丙氧基化双酚A(propoxylated bisphenol A,D-33)、顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐的摩尔比为1.20∶1.00∶0.04,交联单体、引发剂和阻聚剂质量分数分别为30.00%、0.08%和0.10%时,获得的封窜堵剂固化时间最长,抗压强度最大,130℃时封窜堵剂固化时间可达1 h,抗压强度达20 MPa以上;该封窜堵剂体系的最佳施工温度为35~40℃,黏度接近1000 mPa·s,在260℃以下呈现性质稳定,可应用于深层高温油藏.加入硅烷偶联剂可有效增强封窜堵剂体系的封窜性能,当硅烷偶联剂质量分数为3.00%时,驱替突破压力最大,可达11.9 MPa.通过拟合凝胶时间与地层温度的关系,可实现对封窜堵剂凝胶时间的预判,有效指导现场施工.

基于均方误差修正的渗碳12CrNi3钢疲劳强度预测模型

为对渗碳12CrNi_(3)合金钢提供一种安全可靠的高周疲劳强度预测方法,本文利用高频疲劳测试机,在10^(4)~10^(8)循环周次内对渗碳12CrNi_(3)合金钢疲劳试样开展应力比为-1的高周疲劳实验。采用灰色估计法对渗碳12CrNi_(3)钢疲劳数据的威布尔W(α,β,γ)参数进行评估,并通过估算的威布尔参数,进一步确定渗碳12CrNi_(3)合金钢强度预测模型的参数。考虑应力-寿命关系,结合疲劳数据的威布尔分布规律,建立了失效概率为1%时的渗碳12CrNi_(3)合金钢高周疲劳强度预测模型。从预测疲劳强度安全可靠性出发,通过均方误差(MSE)方法对模型进行修正,并将修正后模型99%MSE下界线与渗碳12CrNi_(3)合金钢疲劳寿命P-S-N曲线(不同存活率P的S-N曲线)进行对比,研究发现12CrNi_(3)合金钢疲劳寿命数据点均位于模型99%MSE下界线内,预测结果很好。研究表明,在以渗碳12CrNi_(3)合金钢为材料,加载方式为拉压条件下的实际工程中,修正后模型99%MSE下界线可以更安全地作为构件可靠性设计的下界。

基于激光干涉仪的工业喷嘴喷雾角度测量方法

喷雾角度是工业喷嘴的关键性能指标,如何精确地测量喷雾角度直接影响着工业喷嘴的应用效果及其发展潜力,为此,提出基于激光干涉仪的工业喷嘴喷雾角度测量方法。定义工业喷嘴喷雾角度(以射流边界辅助切线之间的夹角作为喷雾角度),并以此为基础,引入激光干涉仪搭建工业喷嘴喷雾角度测量模型,确定喷雾角度测量公式。深入分析喷雾角度测量误差(环境误差与非线性误差),通过恒温保障及其纯软件方式补偿环境误差与非线性误差,即可实现工业喷嘴喷雾角度的精确测量。实验数据显示:应用提出方法获得的喷雾角度测量灵敏度参数高于给定的标准阈值,喷雾角度测量误差低于最低限值,充分证实了提出方法喷雾角度测量性能较佳,能够满足现今工业喷嘴应用需求。

基于Elasticsearch的知识库检索引擎系统设计与实现

当前,随着大数据的发展,数据包含的价值越来越丰富,如何对海量的数据实现毫秒级的关键字检索越来越被各个信息化系统所需要。因此,文中基于Elasticsearch作为框架,通过知识库检索引擎技术研究及应用实现,形成一套具备海量数据存储、自定义知识库接入、高效全文检索等特点的分布式全文搜索引擎系统解决上述问题。

深松机防堵部件结构设计

保护性耕作技术是实现农业绿色、可持续发展的重要耕作模式之一,其中,深松技术是保护性耕作技术的四大核心技术之一,但是在保护性耕作技术实施过程中,由于秸秆覆盖土壤地表,深松作业时会造成深松铲缠草、堵塞等问题,影响深松机工作质量与工作效率,同时也是制约深松技术及相关机械推广与发展的重要技术瓶颈。在深松铲前方安装滚动式防堵部件是解决深松铲挂草、提高深松机械田间通过性的重要技术与方法,以滚动式切草圆盘刀为研究目标,对其最佳运动参数与结构参数进行优化设计,研究结果旨在为提升深松机械田间工作效率提供技术参考与理论分析。

干湿循环下受弯钢筋混凝土梁的氯盐侵蚀

为探究弯曲荷载对干湿交替环境下钢筋混凝土梁内氯离子输运的影响,引入混凝土标量损伤作为耦合中间量,并拟合氯离子的荷载修正函数修正不同损伤部位的氯离子扩散系数,建立干湿循环与弯曲荷载耦合作用下混凝土梁中的氯盐和水分的输运模型。在此基础上,基于COMSOL软件,提出一种混凝土中氯盐侵蚀的数值模拟方法,并以弯曲荷载、侵蚀时间为变量,进行干湿循环试验验证。研究结果表明:随着弯曲荷载、侵蚀时间增加,混凝土梁内同一位置处的氯离子质量分数提高;对于同一试验梁,纯弯段氯离子质量分数比弯剪段的高;弯曲荷载影响构件的损伤范围和程度,进而影响氯离子在混凝土内的传输。

基于灰色动态模型群的衡水市居民年用水量预测

针对居民用水量序列的随机性和周期性以及传统灰色模型由于离散程度大而产生的过拟合问题,依据灰色模型理论构造了由5个GM(1,1)模型组成的灰色动态模型群;基于衡水市2007—2019年居民年用水量数据,采用灰色动态模型群对衡水市2020—2030年居民年用水量变化进行预测研究,并对预测结果进行残差检验以及残差修正;将灰色动态模型群分别与5个GM(1,1)模型进行对比,以检验模型性能。结果表明:灰色动态模型群的预测相对误差整体小于传统GM(1,1)模型,具有更好的准确性和适用性;衡水市2019年居民年用水量为1795.00万m^(3),2030年预计增至2862.21万m^(3),未来衡水市居民年用水量呈明显增长趋势,这与衡水市未来人口增长和社会经济发展趋势相吻合。衡水市未来居民用水量预测结果可为供水优化调度和水资源优化配置提供参考。

街道空间品质研究的当下及未来——基于近10年国内外可视化文献的计量分析

在增量规划走向存量规划的当下,加强城市公共空间设计以推动城市高品质发展成为国内学者关注的焦点,街道作为城市公共空间的线性要素,对其空间品质的研究愈加重要。对近10年国内外与街道空间的相关研究成果进行可视化梳理与比对解读,发现街道空间的研究主要涵盖历史演变、设计导则、设计策略、构成要素、案例解析、活力和品质7个维度。国内学者针对街道品质的研究自2014年起呈现明显的增长趋势,这与我国当下品质城市化的发展阶段与诉求是紧密相关的。在此基础上,进一步聚焦街道空间品质的研究,从研究范围、研究方法和研究应用3方面进行深入评述,同时结合使用者对未来街道品质的诉求,试图基于既有研究成果的缺失、城市当下疫情防控要求和城市未来发展需求3方面对街道空间品质的研究趋向进行展望,以期为我国城市空间品质提升提供建设性的参考。

基于累积损伤的渗碳齿轮钢疲劳寿命预测模型构建

采用轴向高频疲劳试验机进行超高周疲劳实验,研究了不同应力比(R=0和R=0.3)下渗碳齿轮钢疲劳特性。结果表明:在应力比为0和0.3时,渗碳齿轮钢的失效形式分为表面失效和内部失效。内部失效过程分为疲劳裂纹萌生阶段(夹杂-细颗粒区(fine granular area,FGA))、稳定扩展阶段(FGA-鱼眼)和瞬间断裂(鱼眼之外)。基于累积损伤法,建立了内部裂纹萌生和扩展阶段的疲劳寿命预测模型;最终建立了渗碳齿轮钢多应力比下的全寿命预测模型,预测精度较高。

基于灰度图差分梯度的雾化角测量方法

雾场边界及雾化角作为雾场的重要特性参数,主要通过图像法进行测量。在图像处理过程中,一般是将灰度图转化为二值化图像,然后依次针对二值化图像进行处理和计算。由于雾场的多相流特性,得到的二值化阈值和图像与实际雾场是否一致缺少评判依据。提出根据喷雾的灰度图像直接处理,得到掩模板并作用于灰度图像,采用图像形态学和迭代方法,计算灰度图像的梯度值。通过得到梯度值最大时的灰度图像,计算雾场边界和雾化角。实验表明,该方法提供了一种雾场边界的数值判断依据,通过梯度最大值判断并提取雾场边界,从而通过程序自动实现雾场边界提取与雾化角拟合测量。

KGM/P(AM/AMPS)复合冻胶的制备及性能评价

为解决常规聚丙烯酰胺冻胶在高温高盐条件下易降解、脱水等问题,选用魔芋葡甘聚糖KGM、丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)二元聚合物P(AM/AMPS)为主剂,黄原胶为增强剂、乌洛托品、对苯二酚为交联剂制备了一种复合冻胶,通过基液黏度、成胶时间和成胶强度考察冻胶中各物质最优添加量,通过傅里叶红外变化光谱(FT-IR)、热重(TGA)对其进行表征,考察了该复合冻胶的成胶强度、耐温性能和封堵效果。研究结果表明,所制备的复合冻胶具有较强的耐温耐盐性能,成胶时间在120~180 min可调,能够满足温度为130℃、矿化度为210 g/L的苛刻油藏环境,并且能够保持长期稳定性。当P(AM/AMPS)加量为0.5%、KGM加量为0.5%、黄原胶加量为0.3%、乌洛托品加量为0.5%、对苯二酚加量为0.6%时,复合冻胶的成胶强度最大,成胶后的弹性模量达35.233 Pa,老化7 d后弹性模量逐渐增至71.377 Pa。该冻胶对岩心具有较强的封堵性能,注入量为1 PV时,该冻胶体系对渗透率约为800×10^(-3)μm^(2)岩心的封堵率可以达到99.11%。

绕管式换热器管束模态试验

通过建立绕管式换热器模态试验测试系统,研究缠绕管的固有振动特性。根据缠绕管的几何特性不同,将缠绕管划分为曲管与绕管。在同一测试位置,曲管两方向上的固有频率接近,阻尼比总体上分布在1.1%附近。靠近收口段的绕管固有频率远大于中间绕管区域,并且在各测点位置,径向的固有频率均略大于轴向的固有频率,表明绕管沿换热器轴线方向更易发生振动。研究结果为绕管的流致振动研究提供了基础数据。

渗碳Cr-Ni高强硬度合金钢超高周疲劳寿命预测

为了给渗碳合金钢提供一种有效可行的超高周疲劳寿命预测方法,在应力比为0和0.3两种情况下,对渗碳Cr-Ni高强硬度合金钢展开疲劳试验研究。通过对试样断口的微观组织观测,发现渗碳层与基体材料中均有非金属夹杂的存在;通过对裂纹萌生位置和疲劳断口形貌的观察,将疲劳失效分为带有细晶粒区(Fine Granular Area, FGA)的内部疲劳失效和带有表面光滑区(Surface Smooth Area, SSA)的表面疲劳失效,并构建了渗碳Cr-Ni高强硬度合金钢在应力比为0和0.3时的S-N曲线,同时对合金钢在超高周工况下的内部疲劳破坏机制进行了说明。基于累积损伤法,考虑应力比、FGA应力强度因子、FGA尺寸及夹杂尺寸等重要参数,建立了两种可适应不同应力比的渗碳Cr-Ni高强硬度合金钢疲劳寿命预测模型。经对比分析,两种预测模型均具有较高的预测精度,可作为渗碳Cr-Ni高强硬度合金钢超高周疲劳寿命预测的有效方法。

磁共振弥散张量成像在评估骨关节炎髌软骨退变中的应用

目的 分析磁共振弥散张量成像(DTI)在评估骨性关节炎(OA)髌软骨退变中的应用价值。方法 收集2016年10月—2017年10月在内蒙古医科大学第二附属医院就诊并确诊为OA患者35例(OA病例组)及健康成人志愿者35例(健康对照组),行1.5T常规MR及DTI扫描,对髌软骨进行MR分级,并测取髌软骨处的表现弥散系数(ADC)值和部分各向异性分数(FA)值,进行统计学分析,后处理获取髌软骨的DTI伪彩图像。结果 OA病例组ADC值高于健康对照组,且Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级骨性关节炎的ADC值呈现升高趋势,组间比较差异有统计学意义(χ~2=26.218,P=0.000);OA病例组FA值低于健康对照组,且Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级骨性关节炎的FA值呈降低趋势,组间比较差异有统计学意义(F=15.879,P=0.000)。正常髌软骨DTI伪彩图连续性好,形态完整,软骨厚度均匀,色阶均匀一致。OA髌软骨变薄、部分甚至全层缺失,连续性差,关节间隙变窄,其内出现混杂色阶。结论 随着OA病例MR级别的升高,ADC值呈上升趋势,FA值呈下降趋势,皆可体现各级病变间差异,评估髌软骨退变程度。磁共振DTI成像是检测OA髌软骨病变的有效检查方法,对临床诊断及治疗具有广阔的应用价值。

渗碳齿轮接触疲劳特性及寿命预测模型构建

虑及热处理工艺等因素对渗碳Cr-Ni齿轮接触疲劳寿命的影响,构建渗碳齿轮接触疲劳寿命预测模型。利用齿轮接触疲劳试验机进行齿轮接触疲劳试验并基于Hertz理论计算齿轮接触应力。依据试验结果绘制S-N曲线,通过齿面形貌观察与试验数据比对可知,在形成点蚀现象之前的齿轮接触疲劳寿命占主要部分,点蚀现象出现后齿轮便迅速失效。基于Paris公式、虑及齿轮局部与整体硬度、残余应力、裂纹闭合效应和裂纹长度构建齿轮接触疲劳寿命预测模型。模型预测结果表明,所构建的模型可以较准确预测齿轮接触疲劳寿命,为人们了解齿轮接触疲劳特性以及预测齿轮接触疲劳寿命提供了新的可靠的方法。

基于参数不确定性条件下的齿轮弯曲疲劳可靠性灵敏度分析

文章旨在研究基于参数不确定条件下的齿轮弯曲疲劳可靠性计算及可靠性灵敏度分析。在应力比为0.04条件下进行弯曲疲劳试验,建立了齿轮S-N曲线及不同可靠度下的P-S-N曲线;虑及不确定性因素,基于应力-强度干涉模型,采用蒙特卡罗法对齿轮弯曲疲劳可靠度进行模拟计算,结果良好;结合可靠度模拟计算结果与灵敏度计算模型,得到了去除量纲后各项随机参数于不同可靠度下的均值灵敏度和方差灵敏度,结果表明,各均值灵敏度在不同可靠度下的正、负相关性并存且影响平缓;而在方差灵敏度中,除参数YF在各可靠度下均为负值且影响平缓以外,其余六参数在各可靠度下均为正值且影响剧烈。

TC4钛合金的超高周疲劳行为及其竞争失效模型构建

针对现有模型对TC4竞争失效预测的不准确性,建立了基于最大应力强度因子的竞争失效模型。在室温以及两种应力比下,针对TC4钛合金进行超高周疲劳试验,通过试验与最弱键竞争失效理论相结合的方法进行评估,研究其超高周疲劳性能。通过对试样断口形貌的观察,可将其失效模式分为如下两类:表面失效以及内部失效。对试样表面缺陷以及内部解理刻面尺寸进行测量,并评估其最大应力强度因子值。进一步通过正态分布得到最大应力强度因子的累计分布函数,基于两参数泊松分布建立了与最大应力强度因子有关的竞争失效模型。通过模型计算结果,可以得出在任一最大应力强度因子下试样发生各种失效模式的概率,且经分析对比,本文中TC4两种疲劳失效模式的失效概率评估结果与试验数据吻合较好,为分析TC4钛合金超高周疲劳状态下的疲劳失效模式提出了新的评估方法。

厨余垃圾厌氧产酸与产甲烷反应器运行特征差异分析

通过模拟长期稳定运行的厨余垃圾厌氧消化产甲烷反应器和产酸反应器,研究高含固条件(10%TS)下2种反应器中VFAs的产生和转化途径及其对沼气产生的影响。在启动阶段,由于发酵类型不同,2种反应器中VFAs的组成存在较大差异。产酸反应器中,较高的氢分压和丁酸的积累表明该产酸类型以丁酸型发酵为主,基于此,VFAs产量迅速上升,pH迅速降低至5.3左右,CH4产率降低;当产酸反应器结束运行时,TVFA/SCOD稳定在85%以上。相反,在正常的产甲烷反应器中,前期产酸阶段有机物水解产酸的主要途径为丙酸型发酵,氢分压很低。在此条件下,丙酸和丁酸会被转化为乙酸,随之被嗜乙酸产甲烷菌利用,同时,VFAs浓度降低,pH迅速恢复至约6.5;长时间稳定运行中,共产生沼气约34 L,CH4体积分数保持在71%~75%。结果表明,丁酸型发酵是厌氧反应器中VFAs积累、pH降低的主要原因,同时,丁酸的形成会对产甲烷菌的代谢造成抑制。

城市市政给排水管网的优化配置与管理初探

指出了在当今城市的发展与规划当中,给排水管网的优化配置、布置与施工是一个重点问题,对城市市政管网的发展有着重要的作用。一般来说给排水管网属于地下隐蔽工程,且大部分管道都是旧管道,其维修与管理存在很大的漏洞,很多已经不能满足人们的日常生活需求,这就需要市政管理部门对给排水管网的优化以及管理工作进行不断地创新与探究。针对旧管道存在爆管、开裂、建筑施工过程中测量不精以及管材的选用不恰当等问题,提出了管网优化配置、信息化信息管理、管材选用HPDE缠绕结构壁管等建议。