非正弦激励下高频变压器铁心动态磁滞特性模拟方法

高频变压器是DC/DC变换器的核心部件,其激励波形一般为非正弦波,工作频率可达数千赫兹以上,导致铁心损耗显著增加,准确模拟非正弦激励下高频变压器铁心动态磁滞特性,有助于铁心损耗计算以及变压器的电磁暂态分析。首先,该文考虑铁心磁化物理过程,利用系统级电力电子仿真软件PLECS中底层模块和语言编写程序,建立基于静态J-A磁滞模型和磁导-电容类比法的铁心静态磁滞磁导模型;然后,考虑高频条件下涡流效应与弛豫效应对铁心动态磁滞特性的影响,根据损耗统计理论建立铁心动态磁滞磁导模型;最后,基于模拟退火与Levinberg-Marquardt混合算法提取静态J-A磁滞模型参数,根据铁心损耗特性曲线采用最小二乘法提取动态损耗系数。对比分析不同占空比、高频方波电压激励下电流波形以及磁滞回线的仿真结果与实验测量结果,验证了模型的有效性。

基于声学FEM-BEM的户内变电站噪声场计算

准确计算户内变电站大型、复杂的噪声场分布,进而评价可采用降噪措施的减噪效果,是解决户内变电站噪声污染的关键问题。为此,综合声学有限元法(finite element method,FEM)求解复杂声场收敛性好及精度高的优点,及声学边界元法(boundary element method,BEM)降维求解大型声场的优势,提出了一种基于声学FEM-BEM的户内变电站噪声场求解算法。首先,建立变电站内部声源声固耦合模型,采用声学FEM求解混响噪声作用下的声固耦合响应;然后,基于声学FEM-BEM耦合理论,求解内、外耦合边界处结构单元受声固耦合激励产生的位移及应力载荷;最后,根据声压及应力载荷激发的外场声波扩散模型,基于常规Gauss数值积分法,建立外部空间声域2维BEM声学积分方程,求解外部声场。该算法在湖南某110 kV户内变电站噪声场的求解分析中得到了成功应用,与实测值的相对误差为3.61%~4.87%。

船舶模块化建造关键技术研究

随着科学技术的进步和船舶需求量的增长,船舶建造模式逐步进入了以中间产品为导向的模块化建造模式。相比原传统的建造模式,模块化建造模式下增加了大量中间模块舾装及建造的环节,既包含了区域或功能模块的组装成型、进舱安装,又包括大型分段或总段模块的结构建造、预舾装以及合拢的整体过程。船舶模块化建造技术更为复杂。模块化建造技术是实现模块化造船的前提,本文在分析船舶模块主要类型的基础上,研究了船舶模块化建造流程及其关键技术和措施,为提高模块化造船水平提供参考。

列车制动盘散热特性分析及拓扑优化

针对紧急制动工况下制动盘散热问题,采用计算流体力学分析方法对某型通风式制动盘进行了散热特性研究。对制动盘内部流道速度场和对流换热等进行评估,在此基础上,采用由N-S方程与达西定律耦合成的Brinkman方程拓扑优化,实现制动盘散热能力提升的优化目标。结果表明:优化后的模型在整个制动工况中散热量提高了13.46%。

混合教学法应用于神经内科住院医师规范化培训电生理带教探索

目的:探讨混合教学法应用于神经内科住院医师规范化培训电生理带教中的探索及效果评价。方法:选取杭州市第一人民医院2010年9月至2020年8月参加神经内科住院医师规范化培训的88名住院医师,对照组46名在神经电生理轮转期间采用传统教学法,试验组42名采用CBL联合PBL混合教学方法。对两组进行电生理操作及结果判读考核,并对比两组成绩差别及教学满意度。结果:试验组操作考核(P=0.000)、电生理结果判读考核(P=0.003)、教学满意度(P=0.001)均优于对照组,差别有统计学意义。结论:混合教学法在神经内科住院医师规范化培训神经电生理带教中可以促进教学质量。

基于“虚实结合”的成岩/成矿过程实验教学探索

岩石学、矿床学是地质类专业的核心课程,笔者针对这些课程传统实验教学中存在的真实场景及原理难以再现、教学资源有限、验证性实验过多等问题,基于“虚实结合”实践平台进行成岩/成矿过程实验教学探索,倡导集实操验证与虚拟仿真于一体的教学方式,构建了虚拟仿真实验教学平台,设计了实验教学内容及教学过程,实现了“虚”“实”教学方式的有效融合。

基于改进声学有限元法的主变压器室噪声场计算

传统声学有限元法(finite element method,FEM)难以准确表征温升效应引起的主变室大空间空气介质参数变化,导致温度场-声场耦合作用下变电站主变压器室噪声场计算误差过大。在声学FEM算法基础上,引入计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD),提取大空间主变室的复杂空间介质参量,并对波动积分方程进行改进,提出一种基于改进声学FEM的主变室内噪声场求解算法。首先,建立温度场影响下的主变室流变模型,采用CFD表征主变室大空间温度场离散空间介质参量;然后,基于流-声网格映射理论,将温度场离散空间介质参量与声音网格进行映射,建立修正大空间空气介质参数后的声学FEM积分方程;最后,基于常规Gauss数值积分法和引入Kirchhoff-Helmholtz方程,对修正声学FEM积分方程进行联合求解。该算法在西安110 kV昌明变电站1号主变室噪声场的求解分析中得到了成功应用,与实测值误差为2.168%。

基于贝叶斯网络的拉线塔安全性评估方法

针对拉线塔安全性的影响因素众多,安全评估受主观性影响较大的问题,提出一种基于贝叶斯网络的输电拉线塔安全性评估方法。该方法根据故障树进行构建贝叶斯网络模型,利用拉线塔实际检测数据获取根节点故障状态及其概率,克服了根节点故障概率难以获取的问题。基于贝叶斯网络因果推理,实现拉线塔故障概率计算、致灾因子识别以及故障诊断,实现对拉线塔安全性的分析。通过实例分析表明:基于贝叶斯网络的拉线塔安全性评估方法克服了传统综合评价法主观性强的问题,评估结果与运行情况的一致性较强,可作为拉线塔安全评估的决策工具。

基于多物理场仿真的油浸式变压器温度特性分析及散热器优化

准确计算油浸式变压器的温度分布并寻求优化方法,对设备运行维护具有重要意义。首先建立了35 kV油浸式变压器的3维等效模型,采用Jiles-Atherton模型模拟变压器铁芯材料的磁滞特性,通过磁场计算获取了铁芯和绕组的损耗密度分布。在此基础上将损耗密度作为热源,经过流–热耦合计算得到变压器的温度场和流场仿真结果。根据计算结果提取了铁芯、绕组区域的温度分布及截面的油流流速分布,并绘制了散热片的最高温度和流速曲线。最后结合中心组合设计和仿真分析方法得出不同散热器结构参数下的变压器热点温度,构建热点温度与结构参数间的支持向量机模型,采用粒子群算法获得了最优参数。变压器热点温度较优化前降低了15.12 K,仿真与模型预测结果的相对误差为6.42%,验证了优化模型的有效性。结果表明:优化方法能够显著降低变压器热点温度,为变压器的优化设计提供了新的思路和参考。

基于MIMO阵列的一体化射频技术研究进展及展望

基于多输入多输出(multiple-input-multiple-output,MIMO)阵列的一体化射频系统通过充分利用空间自由度和波形自由度,不仅能够同时实现雷达探测、数据通信、电子干扰等多种功能,而且具有目标探测可靠性好、参数估计精确度高、反侦察识别能力强等突出特点,在高动态强对抗环境中展现了巨大的潜力。从基于MIMO阵列的一体化射频系统的检测性能分析入手,剖析了一体化射频系统的检测性能极限以及影响检测性能的主要因素;针对MIMO阵列参数高精度估计问题,提出通过单个发射脉冲完成参数估计以及一种增强参数估计精度的波形优化算法;考虑到目标角度估计误差不可避免,提出了一种稳健的一体化波形设计算法;针对杂波环境中一体化射频系统性能下降的问题,提出了发射波形和接收滤波器联合优化算法,该算法不仅能够实现同时多功能,而且有效地抑制了杂波,提高了目标检测性能。最后,展望了一体化射频系统参数估计精度极限、高精度参数估计、稳健波形设计、波形设计算法快速实现等有待突破的信号处理关键技术。

重症医学科医院感染控制原则专家共识(2024)

重症患者是医院感染的高危人群,且医院感染会显著增加重症患者的死亡率和治疗成本,因此,在治疗原发疾病的过程中,严格防控新发医院感染是重症患者救治的重要组成部分。重症患者的救治涉及多个环节,需从理论、管理、教育、规范、监督等多个层面发挥合力作用,才能实现医院感染的有效防控,但目前医院感染防控尚缺乏统一的认识和规范。为此,2024年3月,国内多名重症医学、感染病学及医院感染相关专家共同探讨了重症医学科医院感染控制现状及其问题,并在参考国内外最新循证医学证据的基础上,形成了《重症医学科医院感染控制原则专家共识(2024)》,以期为重症医学科制订医院感染防控策略提供依据。

基于改进矩量法的风电机无源干扰快速计算

准确快速计算风电机的散射电场,是解决风电机无源干扰的基本前提。采用传统矩量法求解电大尺寸风电机散射电场时,需要极为庞大的计算资源导致难以求解。为此,考虑风电机工作时叶片的周期对称性以及风电机叶片大曲率、复杂的异形曲面,改进了传统矩量法中求解风电机无源干扰的面元剖分方法,引入基于曲面三角面元的矩量法基函数,并且利用叶片结构的对称性简化阻抗矩阵填充过程,准确快速计算出了风电机表面感应电流产生的散射电场,实现了风电机无源干扰的快速计算。为验证所提方法的正确性及有效性,开展了基于电波暗室风电机缩比模型实验,结果表明,该方法计算的结果与实验测量结果较为一致。以实际金风GW82/1500型风电机为例,将所提方法计算的不同方位角下风电机叶片无源干扰水平与传统矩量法相比,表明该方法与其吻合良好,所提方法矩阵元素计算内存减少了34.64倍,矩阵元素求解效率提高了37.95倍。为后续广域空间下风电场中大规模风电机阵列动态电磁散射理论研究奠定了理论与技术基础。

基于激光诱导击穿光谱的瞬态温度测量方法

温度是影响材料力学性能的重要因素之一,准确测量器件温度是认识材料在应力作用下其力学性能演变以及评估设备健康状态和寿命的重要方式。面向功率器件开关过程中焊接界面快速温变测量的需求,传统方法存在时间分辨能力不足、难以测量瞬态温度的问题。文中基于激光诱导元素特征谱线强度与温度的密切相关性,提出了一种微秒量级时间分辨能力的表面温度测量方法,并建立了样品表面温度与光谱特性之间的定量关系。研究结果表明,物质表面温度提升导致激光诱导等离子体光谱强度和信噪比增强,且增强效果受到光谱采集延时和门宽影响。采用反向传播-人工神经网络(back propagation-artificial neural network,BP-ANN)和偏最小二乘(partial least squares,PLS)法对表面温度与光谱特性关系定量拟合并校准,拟合模型线性相关性拟合度指标均大于0.99。BP-ANN拟合模型的拟合偏差更小,其均方根误差(root mean squared error,RMSE)为2.582,正确率为98.3%。该方法为物体瞬态温度测量提供了一种有效手段,对功率器件焊接界面健康状态的评估给予了有力支撑。

基于改进麻雀搜索算法的变电构架优化方法

为了解决变电构架设计中的优化问题,采用改进麻雀搜索算法对其进行优化设计。在基本麻雀搜索算法中引入Circle混沌映射,以提高种群的多样性和算法的全局搜索能力;引入萤火虫算法对麻雀搜索算法进行扰动更新,使其易于跳出局部最优。建立尺寸优化的数学模型,采用罚函数法处理约束条件。先将改进后的算法用于典型桁架算例分析,证明其稳定性与有效性,再将其用于变电构架的优化设计,结果表明,采用改进后的麻雀搜索算法能够有效提升变电构架的优化效果。

基于磁耦合传动的吸痰装置的研制与验证

目的 针对以往吸痰装置的人工气道内吸痰中送、退管的核心操作,研制新一代稳定、安全的吸痰装置,以代替护理人员完成吸痰操作。方法 在上一代仿真吸痰机器人研发已取得送、退吸痰管的推拉力、速度、时间等相关参数的基础上,通过使用磁耦合传动和滚轴输送,实现非接触动力传递和卡顿减少,确保吸痰管送退的稳定性;通过在建立人工气道的吸痰练习模型上进行可行性训练,确保吸痰装置使用的有效性和安全性。结果 可行性训练表示,在20次有效性模拟实验中,有17次实验可成功吸出模拟痰液约5~9 mL,平均可抽出约7.5 mL痰液;在10次安全性模拟实验中,吸痰装置与手动吸痰在送、退吸痰管时的推力、拉力和旋转力无明显统计学差异(P>0.05),且吸痰装置数据更为稳定。结论 该吸痰装置可稳定安全地传送和退出吸痰管,有效完成吸痰操作,且便于拆卸、清洗和消毒,可有效减轻医护人员的工作负担。

基于优先指数的配电网分布式储能序次规划

分布式电源和灵活可调负荷大量接入配电网,使其源荷特性与供需关系日益复杂,分布式储能系统(DESS)对优化有源配电网运行特性具有重要作用。针对电网规划过程中实际网架结构不明确、DESS功能复合性强,但规划场景单一导致难以实现全局优化的问题,提出一种基于优先指数的分布式储能序次规划方法,从需求层次分析的角度表征储能配置综合需求,指导储能的优化配置和有序接入。首先,提出一种基于配电网用户需求分析的优先指数构造方法,以确定各用户接入DESS的优先级;其次,计及风光出力不确定性,提出基于序次优化的分布式储能多目标规划模型,以确定网格化配电网中DESS的接入位置和容量;最后,建立用户储能需求改善度评价体系,为储能规划的方案制定提供理论支撑。选取某实际供电网格仿真验证了所提方法与模型可促进新能源消纳,有效指导高比例新能源配电网储能布局规划。

源-荷-储协同优化的配电网平衡能力提升方法

在新型电力系统建设背景下,针对分布式新能源和柔性负荷大量接入导致配电网供需情况日益复杂、功率和能量平衡愈加困难等问题,该文提出一种源-荷-储协同优化的配电网平衡能力提升方法,从经济性与用能低碳性等方面提高配电网运行水平。首先,建立多场景下的源荷不确定性模型,在有效量化配电网源荷不确定性的基础上提取典型运行场景;其次,提出一种基于信息熵理论的源荷功率时序平衡度量化评估方法;最后,建立源-荷-储协同的两阶段优化模型,第1阶段通过事件驱动机制深入挖掘用户参与需求响应的潜力,第2阶段在储能系统建模时引入平衡度约束以促进新能源消纳,进而使配电网的平衡能力得到最大程度提升。通过浙江某地区电网实例验证所提方法对提升配电网平衡能力和新能源消纳能力的科学性和实用性。

串补电容对锁相环主导下变流器振荡问题的影响分析

串联电容补偿技术在电网中被广泛应用,然而串补电容的动态特性对锁相环型变流器的稳定性有重要的影响。为分析此影响,在极坐标下建立变流器经串补并网系统的阻抗模型,并导出考虑串补电容的广义阻抗判据。在此基础上,阐明了串补电容与锁相环的动态耦合以及相应的稳定机制。进一步地,分析了电网强度、串补度和锁相环参数变化对系统稳定性的影响,并提出基于广义阻抗判据的锁相环参数设计方法,以提升变流器经串补并网系统的稳定性。研究表明变流器经串补并网后容易恶化弱电网下锁相环主导的次同步振荡问题,且提升锁相环比例增益可显著增强串补并网系统的稳定性。

电磁式线-角振动激振器气隙磁场特性分析

针对传统单轴激振器无法复现线-角空间耦合运动的问题,提出了一种可实现复合振动的电磁式线-角振动激振器磁路结构,并对其气隙磁场特性进行分析。首先构建了激振器的磁路和线圈结构,基于等效电流法,建立了气隙磁场的解析模型,与有限元分析结果的最大相对误差为1.25%,验证了解析模型的正确性;接着研究了各磁路参数对气隙磁场分布特性的影响规律,以及线圈电流产生的磁场与原磁场的耦合效应,并分析了线圈在运动过程中的受力情况;最后研制了激振器磁路拓扑结构样机,分别对线、角振动气隙磁场进行了实验测量,测得结果与有限元计算结果的最大相对误差小于5%,进一步验证了所提出磁路结构的有效性。

脓毒症相关肺损伤中内质网应激诱导的铁死亡机制研究

目的探讨急性呼吸窘迫综合征(ARDS)中内质网应激(ERs)诱导的铁死亡机制。方法为了确定LPS对小鼠毛细血管肺泡上皮细胞(MLE12细胞)氧化应激和Fe 2+水平的影响,用LPS(0、1、2、5μg/ml)处理细胞24 h。将MLE12细胞分为对照(Con)组、脱铁抑制剂(Fer-1)组、LPS组和LPS+Fer-1组以验证铁死亡在脂多糖(LPS)诱导的细胞死亡中的作用。LPS+Fer-1组用10μmol/L Fer-1预处理6 h,随后将细胞暴露于5μg/ml LPS 24 h;Con组用融媒DMSO处理24 h,Fer-1组用10μmol/L Fer-1预处理6 h,随后用DMSO处理24 h;LPS组将细胞暴露于5μg/ml LPS 24 h。将MLE12细胞分为Con+载体(Vector)组、Con+序列相似性家族134成员B(FAM134B)组、LPS+Vector组、LPS+FAM134B组,细胞用Vector或FAM134B过表达质粒转染48 h后,暴露或不暴露于5μg/ml LPS 24 h。使用CCK-8法测定细胞活力;测量不同组的丙二醛(MDA)、谷胱甘肽和铁的水平,以及铁死亡标志物[环加氧酶2(PTGS2)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)]和ERs标志物[葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、活化转录因子4(ATF4)和C/EBP同源蛋白(CHOP)]的蛋白水平;为了进一步证实体外细胞实验结果,将40只小鼠随机分成Con+Vector组、Con+FAM134B组、LPS+Vector组、LPS+FAM134B组,每组10只,在LPS+Vector组、LPS+FAM134B组小鼠中建立LPS诱导的脓毒症模型,并通过免疫荧光染色和蛋白质印迹评估肺组织中GPX4和ERs水平。结果LPS处理的MLE12细胞中PTGS2和MDA水平以剂量依赖性增加,GPX4和谷胱甘肽(GSH)水平剂量依赖性降低;与LPS组相比,LPS+Fer-1组细胞活力、GPX4和GSH水平增加(P<0.05),PTGS2蛋白水平和MDA水平降低(P<0.05);与LPS+Vector组相比,LPS+FAM134B组细胞活力增加(P<0.05),MDA水平和PTGS2蛋白水平降低(P<0.05),GPX4和GSH水平增加(P<0.05);动物实验中,与LPS+Vector组相比,LPS+FAM134B组小鼠肺组织中4-HNE、ATF4和CHOP表达水平降低(P<0.05),GPX4、FAM134B表达水平增加(P<0.05)。结论LPS以剂量依赖的方式诱导MLE12细胞铁死亡和ERs通过激活内质网自噬相关FAM134B受体有助于抑制ERs,并减轻细胞铁死亡。