轴流式水轮发电机组不对中-碰摩耦合故障振动特性分析

针对轴流式水轮发电机组因联轴器偏角不对中引起的碰摩转子-转轮系统振动问题,基于修正的LuGre摩擦模型,该研究推导了联轴器不对中故障下转轮叶片碰摩力表达式。在此基础上,搭建了综合考虑不平衡磁拉力等外激励作用下系统动力学模型。采用数值方法研究了不对中角度对系统振动特性的影响,并结合Floquet理论分析了以转速为控制变量的系统周期解稳定性。结果表明,不对中的存在增大了系统发生失稳可能性,显著改变了系统动态特性。此外,不对中角度对转子与转轮振动响应的影响具有较大差异,随着不对中角度的增加,转轮振动变化明显且碰摩程度较为恶劣。该研究结果可为轴流式水轮发电机组安全运行及稳定性分析提供有益借鉴。

基于MRD优化布置的水轮发电机组碰摩系统振动抑制

针对水轮发电机组转子-转轮系统碰摩故障问题,采用磁流变液阻尼器(magneto-rheological damper,MRD)对轴系振动进行抑制,旨在探究MRD对机组轴系振动的影响规律及其对系统碰摩故障的抑制效果。首先,将机组轴向位置函数引入MRD非线性动力学模型,推导了碰摩故障下含轴向分布参数的MRD-转子-转轮系统动力学方程。其次,基于数值模拟方法,以机组转速为控制参数对比分析了是否考虑MRD的转子-转轮系统非线性动力学行为。最后,研究了不同MRD轴向布置参数对碰摩转子-转轮系统动力学行为的影响。研究结果表明:MRD的加入对转子、转轮非稳态运动具有良好约束作用,能够显著减小转子、转轮振动幅值,有效避免了机组轴系碰摩故障的发生;当阻尼器位置参数s_(1)、s_(2)分别取0.25与0.95时,MRD对系统的减振效果最佳。通过在机组轴系合理布置MRD,可有效改善系统振动情况,从而为水轮发电机组振动控制提供有益指导。

对工科院校开展《水信息技术》双语课程教学改革的实践与思考——以太原理工大学《水信息技术》课程为例

高等院校双语课程的开设及建设是顺应时代发展、培养具有国际视野高层次人才的重要举措。文章从双语教学实施要素构成层面对我国高校双语教学的特点进行了介绍,并以太原理工大学《水信息技术》课程为例,从教学目标、教学方法和考核考评等方面进行了论述,讨论了双语教学开展过程中面临的困难和挑战,同时提出了课程未来发展的建议,以期为相关双语教学课程改革提供借鉴。

基于工程教育专业认证理念的《水力机械及水电站》课程教学改革探索研究

高校专业人才培养目标的达成和社会价值输出取决于核心课程的教学质量。文章以太原理工大学水利工程专业核心课程《水力机械及水电站》为例,依据工程教育专业认证理念,从授课模式、教学资源、实验环节、考评形式、科研素质等五个方面进行了课程改革与建设。通过开展以新水利人才培养目标为核心的课程教学,不断整合网络信息时代线上优质教学资源,强调课程理论与实践相结合,丰富考核评价标准,增强了学生自主创新和解决复杂工程问题的能力。同时提出了进一步深化课堂多方面教学改革的构想,以期在未来实现面向工程实际、国际互认的水利水电工程技术人才培养目标。

基于麻雀搜索算法的梯级泵站优化调度

针对梯级泵站系统运行效率普遍偏低、能耗损失较大等问题,建立了梯级泵站优化调度模型,引入了寻优能力强、搜索精度高的麻雀搜索算法(SSA),对算法中安全阈值和侦察者占比两参数进行了比选;据此提出了基于SSA算法的梯级泵站优化调度方法,并将其应用于密云水库调蓄工程中的三级泵站优化调度研究。结果表明,三种不同流量工况下,相较于现状方案,PSO及GA算法所得优化方案其系统运行效率可提升0.03%~0.18%,年运行成本可节省¥9,700~¥69,500。利用SSA算法所获优化方案在两项指标改进方面更为突出,可达到0.98%~1.20%的效率提升及¥369,000~¥443,900的年运行费用的节省,验证了SSA算法在梯级泵站优化调度中的可行性和高效性,可为梯级泵站优化调度提供一种合理可靠的方法。

轴承不对中-碰摩耦合故障下双转子系统非线性振动特性分析

为揭示因轴承不对中导致的故障转子系统振动特性,基于坐标变换关系,推导了轴承不对中下转子偏转位移表达式。在此基础上,建立了综合考虑碰摩力、油膜力等外激励影响下双盘转子轴承不对中-碰摩耦合故障系统动力学模型,采用数值方法研究了转速及质量偏心对系统动态特性的影响。结果表明,轴承不对中故障会增加系统碰摩发生可能性、恶化轴系振动并加大系统非稳态运动范围。虽然不对中量的加入可在一定程度上延缓系统因参数变化引起的失稳运动,但据此产生的振幅增加与系统安全运行目标相悖,故应采取必要措施对轴承不对中故障加以控制。相关结论可为转子-轴承系统振动状态识别及稳定性分析提供有益借鉴。

小水电尾水水轮机转轮优化研究

【目的】为解决实际小水电站工程中尾水水轮机性能较差、运行效率较低的问题,缓解转轮叶片空化现象,【方法】设计了转轮桨叶倾斜角度分别为30°和45°的两种水轮机优化方案,并基于ANSYS仿真计算软件,在设计工况下对两种转轮设计方案进行了数值计算,同时对流场流态与模态分布计算结果进行了对比,根据两方案计算结果的整体流线分布、速度分布、压力分布及转轮区域涡量云图等开展流态分析,并进行干湿模态下的振型对比分析。【结果】结果显示:在设计工况下,转轮桨叶倾斜角度为45°时整体水流流态更加平稳、转轮区域压力分布更为均匀、旋涡更少,且预应力湿模态前五阶共振频率中最接近振动频率的数值仍存在40%的差异,工作环境中未产生共振现象,表明其整体性能较优。【结论】结果表明:数值模拟方法合理,模态分析与业界学者研究结果一致,所得数据具有可靠性。通过对转轮进行设计优化可提高水轮机抗空化、抗振等运行性能,对小水电站尾水水轮机优化设计提供有益参考,亦为类似工程问题改造提供了有效理论支撑。

一种基于线激光扫描的V型焊接坡口尺寸检测方法

针对V型焊接坡口尺寸检测的自动化问题,搭建线激光测量系统,并提出一种基于点云处理的坡口尺寸检测方法。由线激光传感器获取坡口轮廓点云数据,分析V型坡口的截面轮廓特征,对坡口点云依次进行统计滤波、K-means聚类分割和MSAC直线检测;利用拟合直线求交点和逐列搜索方法获取坡口截面轮廓的4个特征点,实现尺寸测量,最后通过试验加以验证。结果表明:所提方法能够稳定地实现V型焊接坡口尺寸检测,2个模型测量结果中,坡口间隙中误差最大为0.11mm,坡口宽度中误差最大为0.17 mm,坡口角度中误差最大为0.42°。该方法可满足工业应用的高精度和自动化要求。

MapGIS中的DTM模块在非金属矿资源储量计算中的应用——以广西融安崖脚白云岩矿为例

结合工作实例,介绍了基于MapGIS的数字地面模型(Digital Terrain Model,DTM)分析技术在非金属矿山资源储量计算的应用方法。简要介绍白云岩矿体GRD模型建模过程,分类分级估算白云岩矿体资源量,与剖面法资源量估算结果进行对比。MapGIS中的DTM技术应用于非金属矿的资源储量估算后,结果准确,方法简便实用,提高工作效率,是建立数字化矿山和绿色矿山,实现矿山企业生产、经营、管理的信息化、智能化的方法之一。

低氧对妊娠SD大鼠维生素D代谢的影响及可能机制

目的探讨低氧对妊娠SD大鼠维生素D代谢的影响及可能机制。方法选择成年SD雌性大鼠20只,将其分为常氧组(Normoxia组,8只)和低氧组(Hypoxia组,12只),按雌雄比例2∶1将10只成年SD雄性大鼠分配到以上两组,与雌鼠合笼饲养建立妊娠动物模型。应用ELISA法检测雌鼠血清维生素D水平;采用Real-time qPCR技术分析与肝、肾、胎盘维生素D代谢相关基因的表达情况;通过常规染色和免疫组织化学技术对胎盘进行形态学观察、分析。结果Normoxia组血清维生素D代谢活性物25(OH)2D3含量低于Hypoxia组,差异有统计学意义(P<0.05),即Hypoxia组代谢水平加快;Real-time qPCR结果显示,在低氧条件下,肝的CYP2R1基因表达量上调(P<0.05),肾的CYP27B1基因表达量上调(P<0.05),肾的CYP24A1基因表达量下调(P<0.05),胎盘的CYP2R1、CYP27B1基因表达量在两组无明显差异(P>0.05);胎盘的免疫组织化学结果显示,与Normoxia组相比,Hypoxia组CYP2R1、CYP27B1蛋白在胎盘的表达增加(P<0.05),而CYP24A1蛋白表达下降(P<0.05),且三种蛋白主要在胎盘滋养层细胞中表达;从胎盘染色切片的结果可知,Normoxia组和Hypoxia组在胎盘的形态上无明显改变。结论低氧可加快妊娠母体维生素D的代谢,其机制可能是由于低氧增加肝、肾、胎盘维生素D的代谢,同时破坏CYP24A1介导的维生素D负反馈机制;胎盘滋养层细胞中存在维生素D代谢系统和自分泌调节系统,且滋养层细胞可能是妊娠母体1,25(OH)2D3的来源。

六盘山区冬季典型降水过程碘化银扩散研究

文章针对人工影响天气地面碘化银发生器作业技术研究需求,使用微波辐射计、激光云高仪等地面观测资料分析了六盘山冬季一次典型降水过程。结合观测数据,利用高斯点源扩散模型对位于六盘山顶部的地面碘化银发生器生成催化剂扩散范围进行了模拟。本次降水过程人工作业装置直接安装于降水云团中,温度在-13~-6℃,上空1 km处温度能达到-26℃;碘化银催化剂有效密度为10^(3)个/m^(3),水平扩散范围达到40 km,垂直扩散范围可达10 km;碘化银催化剂能够进入降水云团-25~-15℃作业窗口高度,并达到有效密度以上,为六盘山冬季地面碘化银发生器人工影响天气作业提供了技术支撑。

冬季六盘山区地面烟炉作业碘化银扩散研究

文章基于高斯点源扩散模型,使用2022年1月六盘山自动气象观测站、激光云高仪、三维超声测风仪数据,对人工影响天气碘化银发生器生成催化剂在不同天气稳定度条件的水平、垂直范围扩散密度进行模拟研究。得出六盘山自动气象观测站人工影响天气作业-15~-25℃窗口高度在1.5 km附近,降水云层位置在1.6 km以下;催化剂有效密度103个/m ^(3)在强不稳定天气条件下垂直范围能达到4 km,水平范围能达到40 km;地面碘化银发生器生成的催化剂能够进入云层,密度能达到有效催化密度。研究结果可为六盘山区冬季地面碘化银发生器人工影响天气作业提供指导。

知识图谱增强的图神经网络推荐研究进展

已有推荐方法主要基于用户与项目的历史交互行为,未充分运用用户及项目相关特征信息,推荐效果并不理想。知识图谱(knowledge graph,KG)增强的图神经网络(graph neural network,GNN)推荐,是以用户与项目交互行为构建的交互图为基础,引入同为图结构的知识图谱,并运用图神经网络技术进行处理,从而实现个性化推荐。深入探讨了现有知识图谱增强的图神经网络推荐研究进展。首先在对图神经网络推荐和知识图谱推荐进行探讨的基础上,从项目知识图谱和协同知识图谱视角,深入分析了当前知识图谱增强的图神经网络推荐取得的相关研究成果;然后从大规模动态知识图谱处理、用户对项目属性的偏好挖掘、知识图谱的图嵌入学习等方面,指出了已有知识图谱增强的图神经网络推荐研究存在的主要问题;最后从动态时序知识图谱增强的GNN推荐、元学习的知识图谱增强GNN推荐、多模态知识图谱增强的GNN推荐、知识图谱增强的GNN跨领域推荐等方面,展望了知识图谱增强的图神经网络推荐未来主要研究方向。

不同垂直骨面型成人骨性Ⅱ类错[牙合]患者上颌尖牙冠根角及周围骨结构的锥形束CT测量

目的:采用锥形束CT测量对不同垂直骨面型成人骨性Ⅱ类错[牙合]患者上颌尖牙冠根角及其周围骨结构进行分析。方法:采用KaVo 3D eXam CBCT机拍摄获得60名成人骨性Ⅱ类错[牙合]患者(年龄18~30岁)的颅颌面三维影像,根据头颅侧位片中FMA、SN-MP角的大小分为低角组(n=16)、均角组(n=25)、高角组(n=19),对上颌双侧尖牙冠根角、牙槽骨附着高度、牙槽骨厚度等进行测量。结果:3组患者上颌尖牙唇、腭侧牙槽骨附着高度以及唇侧牙槽嵴顶水平牙槽骨厚度差异无统计学意义(P均>0.05)。上颌尖牙根尖水平唇、腭侧及总牙槽骨厚度高角组<均角组<低角组(P均<0.05)。上颌尖牙唇、腭侧旋转移动距离和最大旋转距离高角组<均角组<低角组(P均<0.05)。上颌尖牙冠根角高角组>均角组>低角组(P<0.05)。结论:不同垂直骨面型成人骨性Ⅱ类错[牙合]患者上颌尖牙冠根角及周围骨结构存在差异,正畸矫治过程中进行牙体移动设计时应多加注意。

基于锥形束CT分析骨性Ⅰ类错[牙合]成年女性牙列拥挤度与牙量和基骨形态的关系

目的:应用锥形束CT(CBCT)测量分析骨性Ⅰ类错牙合成年女性的牙列拥挤度与牙量及基骨形态的关系。方法:选取骨性Ⅰ类成年女性患者60例,根据上下颌牙列拥挤程度分为非拥挤组(n=30)和拥挤组(n=30)。利用石膏模型测量每位患者的上下颌牙量(MxTS和MdTS);利用CBCT扫描并使用三维重建后的图像对上下颌基骨长度(MxBL、MdBL)及宽度(MxBW1、MxBW2和MdBW1、MdBW2)相关指标进行定点测量。比较两组各指标差异,分析拥挤度与牙量及基骨形态的相关性。结果:拥挤组的MxBL、MdBL、上颌根尖水平的MxBW1、上颌根分叉水平的MxBW2、下颌根分叉水平的MdBW2均小于非拥挤组(P<0.05)。上颌牙列拥挤度与MxBL、MxBW1和MxBW2呈负相关(r=-0.453、-0.359、-0.395,P<0.05);下颌牙列拥挤度与MdBL和MdBW2呈负相关(r=-0.507、-0.367,P<0.05)。结论:基骨形态大小与牙列拥挤度有较强的相关性,对于某些牙列拥挤的患者可优先考虑非拔牙矫治如扩弓。

高原低氧下妊娠大鼠胎盘葡萄糖转运体1的表达及其对胎鼠生长发育的影响

目的:分析高原低氧下妊娠大鼠胎盘组织中葡萄糖转运体1(GLUT1)的表达及其对胎鼠发育的影响。方法:将20只妊娠大鼠随机分为常氧组和低氧组,妊娠第9天常氧组常规饲养(平均海拔2200 m),低氧组饲养于低压氧舱(模拟海拔5000 m),2组妊娠大鼠饲养至妊娠21 d尾静脉采血测定空腹血糖,留取腹主动脉血ELISA法测量血清胰岛素浓度,取出胎盘和胚胎,比较常氧组和低氧组胎盘质量、胎鼠体质量及身长,H-E染色光镜下观察2组胎盘结构,分别采用RT-qPCR和免疫组织化学检测妊娠大鼠胎盘组织中GLUT1 mRNA和蛋白的表达情况,分析胎鼠体质量及身长与妊娠大鼠空腹血糖、胎盘GLUT1蛋白相对表达量的相关性。结果:与常氧组相比,低氧组妊娠大鼠空腹血糖下降,血清胰岛素浓度升高;低氧组胎盘质量无变化,低氧组胎鼠体质量及身长降低。光镜下观察,低氧组滋养细胞排列紊乱,细胞间隙增宽,毛细血管扩张,可见大量红细胞。低氧组妊娠大鼠胎盘组织中GLUT1 mRNA的表达上调;GLUT1阳性细胞分布于滋养细胞、红细胞,主要位于细胞膜,且低氧组GLUT1蛋白表达水平增高。Pearson相关性分析显示胎鼠体质量与妊娠大鼠空腹血糖呈正相关,胎鼠身长与胎盘GLUT1蛋白相对表达量呈负相关。结论:在高原低氧下,妊娠大鼠胎盘组织中GLUT1的表达上调,并且影响胎鼠的生长发育。

超声诊断婴幼儿先天性声门下血管瘤1例并文献复习

血管瘤好发于头面部及肢体,声门下是婴幼儿喉部血管瘤最常见的发生部位。大多数喉部血管瘤患儿出生后无明显症状,并可持续数周或者数月,后期临床可表现为喘鸣,呈间歇性,容易被误诊为喉软化,此症状合并感染时易被误诊为喉炎,随着肿瘤逐渐增大,还可能出现呼吸道梗阻的情况,极易导致漏诊及误诊。本文报告1例超声诊断婴幼儿先天性声门下血管瘤,以提高超声对先天性声门下血管瘤的认识,便于临床医师的后续指导与治疗。

基于GWAS模型的灌区水资源优化配置研究:以淠史杭灌区为例

针对淠史杭灌区"蓄、引、提、调"相结合的"长藤结瓜"式灌溉系统,为实现灌区间、上下游的优化联合配置,采用GWAS模型,通过划分水资源配置子单元和设置调蓄节点,采用公平性最优和供水缺水率最小作为目标函数,总量控制、供水能力、分质供水等作为约束条件,将水资源优化配置问题模拟为生物进化问题,采用基于精英策略的非支配遗传改进算法求解,建立了适用于淠史杭灌区的水资源优化配置模型。配置结果表明:灌区引水量最大,其次为当地地表水和边界提水站提水,中水和浅层地下水作为补充。通过序列年水资源配置,发现相同频率年在处于不同丰枯年份时,可供水量存在明显差异,因此在进行区域水资源配置时,仅分析50%、80%或90%几个频率年往往不能真实反映可供水情况,需进行长序列调配分析。基准年、2025年和2035年在50%和80%保证率下基本不缺水,灌区水资源可实现基本供需平衡。如遇连续干旱年,90%保证率下缺水较严重,可通过合理开发当地水、新增外调水来降低缺水程度。

水电机组转子-转轮弯扭耦合振动特性分析

针对水轮发电机组轴系由多振源激励引起的非线性振动问题,本文构建了考虑动、静偏心因素的不平衡磁拉力及非线性密封力联合作用下机组轴系弯扭耦合振动模型,采用数值分析方法对系统动力学特性进行了研究。通过分岔图、轴心轨迹图和频谱图等方法分析了质量偏心、密封间隙对系统振动特性的影响。结果表明,动静偏心的加入对系统动态特性表现形式及振幅均带来了明显改变,系统稳定性在一定程度上得到了提升,新的运动特征周期6得以显现。质量偏心在恶化转子振动的同时会削弱不平衡磁拉力的影响,使振动趋于规则,但过大的质量偏心会导致定转子发生全周碰摩故障,容易引起系统潜在的不稳定。密封间隙的增加可以减少阻尼和摩擦,使系统运动趋于稳定;但过大的密封间隙会增加流体的泄漏,降低水轮发电机组运行效率。

磁流变液阻尼器控制下贯流式机组轴系碰摩振动特性分析

针对贯流式水轮发电机组轴系受多振源引发的振动问题,基于线性接触力和库伦摩擦力组成的叶尖碰摩力模型,建立综合考虑不平衡磁拉力、油膜力以及不平衡水力等外激励影响下的机组转子-转轮-轴承系统碰摩动力学模型。为抑制转轮叶片振动诱发的碰摩故障,将一种电流调节式磁流变液阻尼器引入系统,采用数值方法研究有无磁流变液阻尼器在不同转速及转轮质量偏心下对转轮振动的抑制规律。结果表明:磁流变液阻尼器的存在使原本复杂的系统响应形式变得有序,能够减弱机组在转速变化过程中产生的振动,使转轮运动更为贴近同步周期运动形式;同时,可缩减因质量偏心变化造成的混沌行为并减小其振幅波动。磁流变液阻尼被动控制对贯流式水轮发电机组具有良好的适用性,可为贯流式机组轴系减振提供有益借鉴。