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CAT-1偶极场超导磁体的悬浮控制与仿真
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作者 王亚林 刘云辉 +3 位作者 张国书 杜俊杰 杨舒然 龚宇东 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期141-148,共8页
“天环一号”(China Astro-Torus 1,CAT-1)是一个悬浮偶极场磁约束装置,主要用于偶极场等离子体物理实验研究,要求中心悬浮超导磁体在无冷却和无电源条件下稳定悬浮至少5 h。本文设计了超导托举磁体与中心悬浮磁体环耦合的悬浮控制系统... “天环一号”(China Astro-Torus 1,CAT-1)是一个悬浮偶极场磁约束装置,主要用于偶极场等离子体物理实验研究,要求中心悬浮超导磁体在无冷却和无电源条件下稳定悬浮至少5 h。本文设计了超导托举磁体与中心悬浮磁体环耦合的悬浮控制系统,为确保1200 kg、5 MA中心悬浮磁体环稳定悬浮,完成了控制系统的Simulink模型建立和仿真,基于Routh-Hurwitz稳定判据,研究了PID(Proportion-Integral-Derivative)控制策略对稳定控制影响,确定了稳定控制参数选取的范围:理想条件下PD(Proportion-Derivative)控制系统上升时间为0.1545 s、峰值时间为0.6283 s、调节时间0.0848 s。结果表明:基于PD控制能够在较短的时间内将悬浮超导环恢复在预设平衡位置,采用合适的启动方式可极大地降低电路的负载。本结果为悬浮超导悬浮偶极场装置设计研发提供了关键技术支撑。 展开更多
关键词 CAT-1 偶极场磁约束 磁悬浮 超导环 悬浮控制
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CAT-1超导磁悬浮系统的平衡分析与永磁实验装置设计
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作者 王亚林 杨庆喜 +2 位作者 张国书 王召 刘云辉 《电子测量技术》 北大核心 2024年第16期8-16,共9页
天环一号(CAT-1)是国内首个采用磁悬浮偶极场磁体设计的磁约束等离子体装置。本文根据CAT-1装置总体目标和参数设计要求,采用线电流简化模型,基于矢量磁场、力学平衡及动力学等方法,完成了超导磁悬浮系统的平衡稳定分析,给出了参数设计... 天环一号(CAT-1)是国内首个采用磁悬浮偶极场磁体设计的磁约束等离子体装置。本文根据CAT-1装置总体目标和参数设计要求,采用线电流简化模型,基于矢量磁场、力学平衡及动力学等方法,完成了超导磁悬浮系统的平衡稳定分析,给出了参数设计结果;初步设计出简化的永磁悬浮实验装置,用于检验超导磁悬浮系统稳定性及参数可靠性。结果表明:对于CAT-1装置的悬浮磁体1200 kg、电流5 MA、悬浮距离2.0 m设计目标,托举线圈半径最优值为1.7 m,相应的电流为3.49 kA,为实现对悬浮磁体偏移运动的有效阻减及控制,平衡点附近工作区域应限制在垂直位移Δz<0.1 m、水平位移Δer<0.05 m、倾斜角位移Δα<π/24;分析了TSR线圈对悬浮线圈的影响,计算显示TSR与悬浮线圈产生对向漂移,漂移幅度与径向位置有关,同时TSR线圈侧原本闭合磁力线被破坏,造成输运粒子损失;采用1.5 kg永磁完成了悬浮实验装置概念设计,分析表明永磁体与托举线圈间距0.1 m,铜导托举线圈电流895 A,满足控制对响应速度的要求。 展开更多
关键词 CAT-1装置 悬浮偶极场 悬浮超导环 平衡与稳定控制 永磁体悬浮测试平台
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正弦型波纹管二次流强化换热模拟研究 被引量:11
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作者 江嘉铭 吴文杰 +3 位作者 黄淑龙 刘义保 张国书 王合义 《热力发电》 CAS 北大核心 2020年第9期46-51,共6页
基于计算流体力学理论,采用全模型的数值模拟方法,对不同波纹周期和波峰高的正弦型波纹管进行了研究,分析了其管内流动与换热的规律。结果表明:由于波纹管内螺旋二次流的存在,改善了雷诺数对正弦波纹管换热系数的影响,进一步提升了波纹... 基于计算流体力学理论,采用全模型的数值模拟方法,对不同波纹周期和波峰高的正弦型波纹管进行了研究,分析了其管内流动与换热的规律。结果表明:由于波纹管内螺旋二次流的存在,改善了雷诺数对正弦波纹管换热系数的影响,进一步提升了波纹管的换热性能,在湍流条件下,较小波纹周期和较大波峰高的波纹管换热性能更优;在相同条件下,通过改变波纹管的波纹周期,最高可使波纹管强化传热效果达到光滑直管的约4.1倍,改变波峰高最高可达到约4.5倍的强化效果;在实际工程应用中,可通过减小波纹周期或增加波峰高,强化波纹管流体产生二次流,从而降低其流体的流动阻力,以提升其换热性能。 展开更多
关键词 正弦型波纹管 二次流 强化换热 换热性能 传热系数 Fluent软件 数值模拟
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利用泰勒级数展开的振幅谱积分差值的Q值估计方法 被引量:6
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作者 张瑾 张国书 +1 位作者 王彦国 李红星 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期320-330,I0003,I0004,共13页
品质因子Q是地震数据处理和解释中的一个重要参数,可用于提高地震记录纵向分辨率和反映储层特性。在常规Q值估计中,时窗与带宽选择是Q值估计的关键,且噪声干扰也会对Q值估计产生影响。为此,文中提出一种基于泰勒级数展开的振幅谱积分差... 品质因子Q是地震数据处理和解释中的一个重要参数,可用于提高地震记录纵向分辨率和反映储层特性。在常规Q值估计中,时窗与带宽选择是Q值估计的关键,且噪声干扰也会对Q值估计产生影响。为此,文中提出一种基于泰勒级数展开的振幅谱积分差值方法(ASID)。该方法对振幅衰减项进行二阶泰勒级数展开,利用不同时刻地震子波振幅谱差值建立含有Q值的方程,通过求解方程获取Q值。对比试验表明,相对于常用的对数谱比法(LSR)、中心频移法(CFS)和对数谱面积差法(LSAD),文中所提方法具有受频带宽度和时窗宽度影响小,以及抗干扰能力强的优点,且更适用于含薄层地震记录的Q值估计。此外,将ASID法应用于实际海洋资料的CMP道集中,所得Q值估计结果与LSAD法具有良好的一致性。 展开更多
关键词 Q值估计 泰勒级数展开 振幅谱 薄层
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一体化核反应堆蒸汽发生器初步换热分析 被引量:1
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作者 江嘉铭 黄淑龙 +6 位作者 吴文杰 张国书 李然 刘义保 王有群 张凯 沈水法 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期511-520,共10页
基于美国Nu-Scale一体化核反应堆设计参数,对直管式、U型管式和螺旋管式三种蒸汽发生器进行了匹配设计,并采用N-S方程和流体换热方程对其换热回路进行分析,得到了有效换热参数,优化了蒸汽发生器结构,改善反应堆蒸汽发生器的换热能力.经... 基于美国Nu-Scale一体化核反应堆设计参数,对直管式、U型管式和螺旋管式三种蒸汽发生器进行了匹配设计,并采用N-S方程和流体换热方程对其换热回路进行分析,得到了有效换热参数,优化了蒸汽发生器结构,改善反应堆蒸汽发生器的换热能力.经分析,当反应堆功率相同且不变时,螺旋管式蒸汽发生器换热效率最大,在三种蒸汽发生器中具有最高的冷却水出口温度.此时,其冷却水压降较大,但符合换热设备设计要求. 展开更多
关键词 一体核化反应堆 蒸汽发生器 螺旋管 设计要求
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基于不同阶次泰勒级数展开的含非本征衰减频域振幅比平均的Q值估计方法
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作者 张瑾 王彦国 +2 位作者 兰慧田 张国书 潘耶莉 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1423-1435,共13页
在估计实际品质因子Q值时,因受频段选择、子波叠加、噪声干扰、非本征衰减等因素影响,容易导致Q值估计误差偏大。为此,提出基于不同阶次泰勒级数展开的含非本征衰减频域振幅比平均的Q值估计方法(Am-plitude ratio average in frequency ... 在估计实际品质因子Q值时,因受频段选择、子波叠加、噪声干扰、非本征衰减等因素影响,容易导致Q值估计误差偏大。为此,提出基于不同阶次泰勒级数展开的含非本征衰减频域振幅比平均的Q值估计方法(Am-plitude ratio average in frequency domain,FARA法)。该算法首先利用参考频段内振幅比的连乘消除非本征衰减的影响;然后基于振幅因子在参考频点处的1~4阶泰勒级数展开表达式,推导适用于含非本征衰减地震记录的单频点Q值计算公式;其次,采用高、低频双参考频段结合方式削弱参考频段的影响;最后,采用主值频段内所有频点的平均化处理提高算法的稳定性。模型试验表明,采用高、低参考频段结合的模式可以显著提高所提方法的Q值估计精度,相对于对数谱面积双差值(LSADD)法,新方法受时差、时窗及噪声等因素的影响更小。实例应用表明,不同阶次的FARA法Q估计值的一致性较好,且整体大于LSADD法的Q估计值,与模型试验结果吻合,表明由新方法获得的Q值更可靠。 展开更多
关键词 Q值估计 非本征衰减 泰勒级数展开 振幅谱 FARA法
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基于“有机更新”理念的传统村落保护研究——以甘肃省青泥村为例 被引量:4
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作者 张国书 刘从 《遗产与保护研究》 2018年第11期13-16,共4页
随着工业化和城镇化进程的加快,传统村落的数量在急剧减少,保护传统村落刻不容缓。文章以甘肃省徽县青泥村为例,通过实地调研,对村落的选址与周边环境、整体布局、传统建筑、历史环境要素进行分析,并挖掘其研究保护价值。在此基础上运用... 随着工业化和城镇化进程的加快,传统村落的数量在急剧减少,保护传统村落刻不容缓。文章以甘肃省徽县青泥村为例,通过实地调研,对村落的选址与周边环境、整体布局、传统建筑、历史环境要素进行分析,并挖掘其研究保护价值。在此基础上运用"有机更新"理念对村落的保护提出几点建议。 展开更多
关键词 传统村落 保护价值 村落现状 有机更新
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Preliminary Design for a China ITER Test Blanket Module 被引量:1
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作者 FENG Kaiming PAN Chuanhong +11 位作者 zhang guoshu LUO Deli ZHOU Zhiwei YANG Yongwei WANG Xiaoyu HU Gang YUAN Tao CHEN Zhi WANG Heyi LI Zhenqiang ZHAO Zhou ZHENG Guoyao 《Southwestern Institute of Physics Annual Report》 2006年第1期164-165,共2页
China has planned to develop independently the ITER TBM modules for testing during ITER operation period. Although different concepts for ITER TBMs have been proposed by other parties. However, the He-cooled solid bre... China has planned to develop independently the ITER TBM modules for testing during ITER operation period. Although different concepts for ITER TBMs have been proposed by other parties. However, the He-cooled solid breeder blanket (HCSB) with ferritic /martensitic steel (FMs) is still main stream for the fusion DEMO blanket design and has foundation of the world R&D database. Therefore, a helium-cooled solid pebble bed concept has been adopted, as one of options, in Chinese TBM modules design. Under the cooperation of domestic institutes, the preliminary design and performances analysis as well as a draft design description document (DDD) based on the definition and the strategy of DEMO fusion reactor in China have been carried out recently. 展开更多
关键词 他气冷式固体模式 中子倍增器 聚变工程 核技术
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CAT-1悬浮偶极场超导环平衡稳定分析 被引量:1
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作者 王亚林 刘云辉 +3 位作者 张国书 杜俊杰 杨志明 龚宇东 《低温与超导》 CAS 北大核心 2024年第7期38-46,共9页
天环一号(CAT-1)是国内首个采用磁悬浮偶极场磁体设计的磁约束等离子体装置。根据CAT-1装置总体目标和参数设计要求,采用线电流简化模型,基于矢量磁场、力学平衡及动力学等方法,对悬浮磁体稳定性进行了分析计算,给出了装置悬浮磁体、托... 天环一号(CAT-1)是国内首个采用磁悬浮偶极场磁体设计的磁约束等离子体装置。根据CAT-1装置总体目标和参数设计要求,采用线电流简化模型,基于矢量磁场、力学平衡及动力学等方法,对悬浮磁体稳定性进行了分析计算,给出了装置悬浮磁体、托举线圈和状态调节线圈的总体尺寸、空间位置与布局、电流、重量、特征稳定性能及作用关系等设计参数。结果表明:对于CAT-1装置的悬浮磁体1200 kg、电流5 MA、悬浮距离2.0 m设计目标,托举线圈半径最优值为1.7 m,相应的电流为3.49 kA,为实现对悬浮磁体偏移运动的有效阻减及控制,平衡点附近工作区域应限制在|Δz|<100 mm、|Δer|<50 mm、|Δα|<π/24。 展开更多
关键词 CAT-1装置 悬浮 偶极场 超导环 平衡稳定
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