面向海流扰动和通信时延的欠驱动AUV编队跟踪控制

由欠驱动自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)编队组成的水下探测阵列具有响应快、机动性好、智能化程度高的特点。针对无速度信息传输的多AUV在海流和时延复合扰动下的编队控制问题,提出一种虚拟轨迹、轨迹预测、自适应反演滑模控制技术相结合的编队控制方法。使用领航者的位置信息和期望队形得到跟随者的参考轨迹,并引入虚拟轨迹使其与跟随者参考轨迹有限时间重合,从而得到跟随者的期望位置和速度。在此基础上,使用最小二乘法拟合轨迹曲线进行时延补偿,并通过自适应反演滑模控制技术完成海流干扰下的编队轨迹跟踪。理论分析和仿真结果表明,新方法具有可行性和有效性。

油田用纤维增强塑料压力容器的应用及研究进展

纤维增强塑料压力容器具有耐腐蚀性好、比强度高、耐疲劳性好、质量轻、易于成型、保温性好等优点,近年来逐渐应用于油气处理领域。首先,对纤维增强塑料压力容器在国内油田的应用现状和成型工艺进行了介绍;其次,对影响纤维增强塑料压力容器性能的因素进行了分析总结;然后,对纤维增强塑料压力容器的相关标准进行了介绍,并对国内外纤维增强塑料压力容器无损检测技术的相关研究进行了综述;最后,对纤维增强塑料压力容器在油田的发展趋势进行了展望。

考虑两层相关性的腐蚀油气管道失效概率计算方法

在腐蚀油气管道失效概率计算中,存在随机变量相关和腐蚀缺陷相关的两层相关性。针对当前腐蚀管道可靠性评价中对相关性影响的研究不足,本文提出了考虑两层相关性影响的腐蚀油气管道失效概率计算方法。该方法首先基于Copula函数对具有相关性的随机变量进行抽样,结合管道失效极限状态方程,计算单个腐蚀缺陷的失效概率。进一步采用系统可靠性理论,考虑缺陷间相关性,对含多个腐蚀缺陷的腐蚀油气管道失效概率进行计算。并以我国某条天然气管道的实际数据为例,采用拉丁超立方抽样方法研究了两层相关性以及缺陷数量对管道失效概率的影响,并基于敏感性分析,量化了随机变量相关系数和腐蚀缺陷相关系数对腐蚀油气管道失效概率的影响。结果表明,缺陷相关性对管道失效概率计算影响明显高于随机变量相关性。小孔泄漏和爆裂失效概率随着缺陷之间相关系数的增大而减小,随着缺陷数量的增加而增大。随机变量相关性对管道小孔泄漏失效概率没有影响,管道爆裂失效概率随着壁厚与管径相关系数的增大而减小,随着初始缺陷长度与深度的相关系数增大而增大。缺陷轴向与径向增长速率相关系数的增大对管道爆裂失效概率的影响具有双向性,预测周期内大约前16年随着相关系数的增大,管道爆裂失效概率增加,大约25年后随着相关系数的增大,随相关系数增大而降低。研究成果适用于分析含多个腐蚀缺陷的油气管道可靠性评价,对管道安全运行、油气资源平稳供应具有参考意义。

中国环流三号聚变加料超声分子束注入系统有效距离研究

中国自主研发的超声分子束注入技术在国际聚变装置中广泛应用,其中有效距离(即注入器出口至第1马赫盘的距离)是关键设计指标,尤其需保证此距离大于注入器至等离子体边界间的距离。本文针对中国环流三号(HL-3 Tokamak)的超声分子束系统进行了有效距离的深入研究。仿真结果显示,实际运行条件下,影响有效距离的关键因素是气源压力。模拟揭示了有效距离与气源压力间存在1/2幂指数关系,与常规超声分子束束流的定标规律相符,但在高压力比条件下,原定标关系可能低估有效距离。通过修正后的定标关系,研究表明中国环流三号装置中超声分子束系统的有效距离即使在小气源压力9×10^(4) Pa下也能满足注入器至等离子体边界距离的要求。

连续进出料鼓泡流化床停留时间分布的相似准则研究

以连续进出料鼓泡流化床为研究对象,在Glicksman相似准则的基础上引入了扩散准则数,获得了具备颗粒停留时间分布(RTD)相似性的流化床相似放大准则,并明确了颗粒RTD的相似转换关系。对缩尺流化床模型与原型的流动行为及颗粒RTD进行了数值模拟分析,发现在给定的几何相似常数范围内(1<k<200),缩尺模型计算时长可由22.8天降至1.4天,且颗粒分布规律与原型相似,最大误差不超过9.24%。缩尺模型的颗粒RTD经相似转换后能够较好地预测原型颗粒RTD规律且关键特征值最大误差为17.8%。此外,改变颗粒流量、流化气速及静床高度后,缩尺模型仍能准确预测原型的颗粒RTD,其关键特征值最大误差不超过10.32%,证实了该相似准则在变工况下具有适用性,可用于快速、准确预测大型流化床颗粒RTD。

一种快速固化耐酸防腐酚醛环氧涂料的研制

针对储存酸性介质的石油化工储罐及压力容器的防腐需求,采用F-51、F-53酚醛环氧树脂,Ancamine 2753脂环胺和NX-2003D腰果壳油改性酚醛胺固化剂,添加叔胺固化促进剂,辅以0.8%的石墨烯分散体、5%的苯甲醇增塑剂等原料,研制出一款耐酸性介质性能优异的快速固化防腐涂料。它附着力高,常温下固化只需4 d,适用于油田与化工储罐及压力容器的现场防腐维修。

布置螺旋管的太阳能腔式吸热器光学性能模拟

利用TracePro光学软件模拟了是否考虑布置螺旋管的太阳能腔式吸热器光学性能的差异,探讨了腔体内壁面的反射率及内置螺旋管的外径、螺距对吸热器光学性能的影响,并对比了4种不同形状吸热器的光学性能。结果表明:由于不能真实反映螺旋管所吸收光通量的大小,将吸热器内壁面近似为螺旋管外壁面的处理方法是不可取的;在螺距不变的情况下,腔体内壁面的反射率与内置螺旋管外表面吸收光通量的大小以及系统的光学效率成正比;当反射率小于0.8时,螺距的增加可以提高吸热器的光学性能,而当反射率超过0.8时情况则相反。对比4种不同形状的吸热器可以发现,圆台-圆柱形吸热器具有最好的光学性能,其光学效率可达85.42%。研究结果可为吸热器的设计和优化提供理论指导,并为吸热器传热性能的研究奠定基础。

盐碱胁迫对枸杞幼苗生物量积累和光合作用的影响

以内陆高寒区盐碱地重要的经济树种枸杞2年生幼苗为研究对象,采用盆栽控制试验方法,设置50、100、200、300mmol·L^(-1)共4个盐和碱(NaCl和NaHCO3)胁迫浓度,研究盐、碱胁迫对枸杞苗木生长和光合的影响,以明确枸杞幼苗生长的耐盐、碱浓度范围,探讨土壤盐碱含量与土壤水分含量的关系,为不同类型盐碱条件下枸杞的种植和水分管理提供理论依据。结果表明:(1)随着盐碱胁迫浓度的增大,枸杞幼苗根茎叶生物量及叶绿素含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)等光合作用参数逐渐受到显著抑制,且碱胁迫的抑制作用更强烈;但低浓度(50mmol/L)NaCl胁迫下,枸杞幼苗叶绿素含量和净光合速率并未受到显著影响。(2)在盐碱胁迫条件下,枸杞幼苗的最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(RD)、初始量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)均低于对照,而光补偿点(LCP)高于对照,且随着胁迫浓度的增加,碱胁迫处理下的变幅大于盐胁迫。(3)随着胁迫浓度的增大,影响净光合速率的因素由气孔限制转向非气孔限制的临界值,在盐胁迫下的临界浓度约为200mmol/L,在碱胁迫下的临界浓度约为100mmol/L。(4)按照指标值超过对照组50%标准,经回归分析确定,枸杞耐盐和耐碱阈值分别为(246.3±2.1)mmol/L和(126.7±2.7)mmol/L;在此阈值的基础上,得到土壤含水量与土壤含盐量回归曲线方程。研究认为,枸杞幼苗具有一定的耐盐能力,但过高浓度的盐碱胁迫会损坏其光合结构,降低光环境适应能力和光合作用效率,从而影响其正常生长。

考虑环境风时碟式太阳能热发电系统用腔式吸热器的热性能模拟

吸热器是碟式太阳能热发电系统中集热系统的关键部件,为了探究环境因素对吸热器热性能的影响,利用光线追踪和数值计算的方法,在考虑环境风的情况下,对腔式吸热器进行了不同工况时的热性能模拟,讨论分析了太阳高度角、环境风风向、风速及传热工质进口状态对腔式吸热器热性能的影响。结果表明:太阳高度角越小,腔式吸热器对流热损失越大;随着环境风风向角的增大,无论风速如何,腔式吸热器的热损失都呈现先减小后增大的趋势,当风向角为135°时的热损失最小,风向角小于45°时的热损失较大;任何风向下,腔式吸热器的热损失都随着环境风风速的增大而增大,且在0°和45°风向角下,腔式吸热器对于风速变化较为敏感;传热工质进口流量的增加会提升腔式吸热器的热性能,进口温度的提高则会降低腔式吸热器的热性能,且对其影响的规律呈线性。

四翅滨藜生理生化特征对盐胁迫的响应

采用温室盆栽试验研究四翅滨藜(Atriplex canescens)幼苗株高、地径、生物量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量、抗氧化酶活性及丙二醛含量对不同浓度NaCl和Na_2SO_4(0、100、200、300和400mmol·L^(-1))胁迫的响应,以探讨四翅滨藜对不同种类及不同浓度盐渍环境的适应机制及其耐盐机理。结果显示:(1)随着盐分浓度的升高,四翅滨藜幼苗的株高、地径及生物量增量呈现出先升高后降低的趋势,低盐浓度下2种盐均促进幼苗生长,盐浓度超过400mmol·L^(-1)时,NaCl对幼苗生长具有明显抑制作用。(2)2种盐处理下,四翅滨藜幼苗净光合速率(Pn)和叶绿素含量(Chl)随盐浓度增大而升高,即2种盐均对幼苗Pn和Chl含量具有促进作用,且Na_2SO_4的促进效果大于NaCl;而幼苗蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随盐浓度升高呈先增大后减小的趋势,且Na_2SO_4的促进作用强于NaCl。(3)与对照相比,四翅滨藜幼苗的丙二醛、SOD、POD酶活性在NaCl和Na_2SO_42种盐处理下,随着盐浓度的升高均呈现出不同程度的增大,且增大幅度总体表现为NaCl>Na_2SO_4。研究表明,四翅滨藜在NaCl和Na_2SO_4胁迫下,叶绿素的分解速率以及发挥作用的渗透调节物质均有差异,使得幼苗叶片健康程度不同,导致叶片光合能力大小的差异,最终表现为植株的生长差异;四翅滨藜具有较强的耐盐能力,而且对Na_2SO_4的适应能力强于NaCl。

碳点/蛋白石光子晶体复合材料的布拉格反射和发光光谱研究

通过垂直沉积自组装制备了三维蛋白石光子晶体填充绿色荧光碳点的复合材料(G⁃CDs/SiO_(2)⁃PCs)。利用光纤光谱仪测试了复合材料的布拉格反射光谱,探讨光谱的角度和偏振依赖性。结果表明,当入射光线偏离(111)面时,反射峰发生蓝移并伴随着多重衍射峰的出现。角度依赖性的测量可以在s偏振光下进行,其多重布拉格衍射效应比p偏振光下更为明显。稳态和瞬态发光光谱研究表明,G⁃CDs/SiO_(2)⁃PCs在垂直组装方向上荧光强度增强5.8倍,同时荧光寿命增强1.4倍。本研究结果将为光子晶体操控自发辐射提供有用指导。

调峰型地下储气库注气压缩机选型配置建议

注气压缩机是地下储气库的核心设备,合理确定注气规模,进而确定注气压缩机数量及类型是注气系统设计的关键。结合国内已建地下储气库设计、运行经验,确定调峰型地下储气库注气规模;在总结国内储气库注气压缩机选型现状的基础上,结合国外储气库注气压缩机选型配置情况,对离心式压缩机在储气库中应用的可行性进行了初探,并针对不同规模储气库注气压缩机配置选型提出了建议,为储气库注气系统设计提供参考借鉴。

新型飞机除冰液加热管的优化设计

飞机地面除冰系统是保障冰雪天气民航飞行安全的重要装备,加热管是该系统的关键元件。为满足对高黏度除冰液的快速加热需求,提出一种新型双螺旋梯形槽管。建立以槽深h、上底宽m、底角θ为结构特征参数的异型管数学模型,采用多项式函数构建响应面近似模型,综合考虑结构参数对努塞尔数、阻力系数和综合评价指标的影响。利用非支配排序遗传算法进行多目标优化,筛选得到结构参数的Pareto最优解集。结果表明:当h∈[1. 06,1. 08]、m∈[0. 17,0. 33]和θ∈[84. 06,84. 75]时,努塞尔数提高了78. 7%,综合评价指标提高了60%~62%。优化后的异型管可实现除冰液的快速加热,有利于提高航班正点率。

非均匀性对砂岩宏观蠕变特性的影响

深部硬岩在开挖卸荷之后处于无侧限压缩状态下,岩体在持续高地应力作用下发生蠕变现象影响隧道的长期稳定性。本文通过室内试验获取试样的基本物理力学参数,以弹性损伤理论为基础,考虑非均匀岩石介质蠕变破裂特性,通过RFPA 2D-creep软件建立模型分析岩石材料非均匀性对蠕变过程的影响。结论表明,岩石的宏观破裂是内部细观单元损伤累计的结果,岩石的非均匀性对宏观破裂影响在较大荷载下可以忽略,此结论对于探究岩石非均匀性影响岩石宏观破裂特性规律具有重要的学术研究价值和工程实践意义。

组蛋白去乙酰化酶调控软骨细胞终末分化的机制

终末分化是软骨细胞获得分化的默认途径,包括肥大与凋亡两种方式。无论是在骨组织生理条件下的软骨生长板形成及内源性成骨骨化,还是骨关节炎病理情况时的软骨表型改变,皆存在有相关分化过程的发生。组蛋白去乙酰化酶对于软骨细胞的生长、维持和增殖方面具有重要意义。它可通过调节基因表达和激活相关转录因子的方式介导某些疾病的发展,但目前其具体的分子生物学和生物力学机制仍不明确。本文将从生物物理学角度对组蛋白去乙酰化酶在软骨组织终末分化过程中的参与机制以及对于软骨组织工程应用价值进行总结和讨论。

开断并联电抗器过电压机理分析及应对措施

随着电力系统的发展,以及线路电缆化率的提高,电力系统在负荷低谷期间对感性无功补偿的需求在不断增大,因此并联电抗器在电力系统中的使用越来越广泛。但是并联电抗器在开断过程中会产生截流效应,从而引发截流过电压以及重燃过电压,威胁电气设备的安全,影响系统安全稳定运行。从一次220 kV变压器跳闸案例分析出发,通过理论分析以及仿真模拟的手段,还原现场真空断路器开断35 kV并联电抗器产生过电压并最终引发故障跳闸的全过程,并提出应对该问题的措施。

时滞型岩爆破坏特性研究综述

随着地下工程不断地向着深部发展,岩爆地质灾害逐渐增多。国内外的学者就滞后型岩爆发生的机理及灾害预警进行了大量的试验研究,并利用超声波、电阻率等方法来探究滞后型岩爆的发生规律,以达到安全施工的目的。随着数值模拟软件的不断成熟,利用数值软件对深部硬岩开采过程进行模拟并与试验结果进行对比来解释滞后岩爆发生的机制,是当前深部硬岩岩爆问题研究的趋势。总结了近年来国内外有关深部硬岩损伤破坏的滞后效应研究进展和发展趋势,并提出了建议。

基于上转换荧光材料的安全警示牌醒目度提升技术研究

安全警示牌是电力行业必不可少的安全用具,传统安全警示牌图案配色模糊、容易老化污秽,使用时间稍长醒目程度就大幅降低。设计了采用红外上转换荧光覆膜,发光塑料底板的新型安全警示牌,实际应用显示,整体警示效果提升显著,也大幅降低了警示牌的老化速度。

自我饮食管理精细化支持模式在血液透析患者中的应用

目的:观察分析精细支持患者自我管理饮食在血液透析患者中的应用效果。方法:选择我院2017年8月-2019年7月收治的血液透析患者108例为观察对象,随机将其均分为两组:观察组和对照组,各有患者54例。对照组患者实施常规饮食干预,观察组患者实施常规护理联合精细支持患者自我管理饮食干预。比较两组患者干预前后血总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)以及血红蛋白(Hb)水平,观察两组并发症发生率,采用改良SGA评估、肾脏疾病生活质量简表(KDQOL-SFTM)评分评价两组干预前后的营养状态及生活质量。结果:两组干预后TP、ALB以及Hb水平均高于干预前(P<0.05)。观察组干预后上述指标水平高于对照组(P<0.05)。观察组患者治疗期间并发症发生率为25.93%,明显低于对照组的50.00%,差异有统计学意义(X 2=6.644,P=0.010)。两组患者干预后SGA评分均低与干预前,KDQOL-SFTM评分均高于干预前(P<0.05)。与对照组比较,观察组干预后SGA评分降低,KDQOL-SFTM评分升高(P<0.05)。结论:精细支持患者自我管理饮食可以改善血液透析患者的营养状况,减少并发症的发生,从而提高患者生活质量,具有大力推广价值。

Research on Energy Saving Optimization of MVR Distilled Water Machine

Compared with the multi-effect distilled water machine,the mechanical vapor recompression(MVR)distilled water machine has many advantages,and has been a trend to replace the traditional distilled water machine.Based on the conservation equations of mass and energy,this paper designs an MVR distilled water production process and establishes the corresponding thermodynamic model.Effects of the produced water temperature,heat exchange temperature difference,compressor adiabatic efficiency,and pipeline loss to the produced water energy consumption,energy saving rate and coefficient of performance(COP)were studied.Research shows that the MVR distilled water machine is more suitable for occasions with low water production temperature.Appropriate heat exchangers and compressors should be selected to improve comprehensive performance through heat exchange temperature differences and improving adiabatic efficiency.