双块式无砟轨道轨枕与道床板界面脱空损伤识别

为准确识别双块式无砟轨道轨枕与道床板连接面脱空损伤,建立了双块式无砟轨道冲击回波有限元模型,分析界面损伤对弹性波传播规律的影响。在室内浇筑含有不同损伤位置和不同损伤程度的混凝土复合试件,采用冲击回波法进行损伤识别。研究结果表明:脱空损伤会显著影响弹性波在界面处的传播,基于回波信号分析可识别损伤;弹性波频率主要受激振锤大小的影响,应结合结构易损位置和理论计算选取合适的激振锤;混凝土复合试件的试验厚度值与理论厚度值相差仅为1 cm,测试结果合理,可用于判断脱空损伤程度,但不能确定损伤区域;利用平面成像技术可准确识别轨枕与道床板界面脱空范围,为双块式无砟轨道结构养护维修提供一定参考,试验结果验证了冲击回波法用于双块式轨道层间脱空识别的可行性和合理性。

基于流线曲率法的超临界二氧化碳离心压缩机通流计算方法

超临界二氧化碳(S-CO_(2))的真实气体特性使得开展S-CO_(2)离心压缩机的三维数值模拟难以获得稳定的收敛结果,同时,数值计算的时间成本进一步增加了压缩机设计优化的难度。对此,本文首先对压缩机开展三维数值模拟,得到流场信息及对应的损失分布,然后在传统流线曲率法中叠加一维损失模型,并沿流线分段计算CO_(2)压缩因子,以此反映真实气体的压缩过程,建立适用于S-CO_(2)离心压缩机的通流计算方法。将通流计算结果与三维数值模拟结果进行对比后发现:流线曲率法得到的子午面相对速度场分布和焓分布与计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)结果基本一致;叶片出口温压数据与CFD结果接近,误差分别为0.23%和1.08%,总静等熵效率相差1.5%。结果表明,采用流线曲率法的通流计算可以快速获得较准确的S-CO_(2)离心压缩机叶轮性能参数。

1.5级涡轮动叶的非轴对称端壁造型数值研究

为探究端壁造型对涡轮动叶气动性能及流场特性的影响,分析非轴对称端壁造型对涡轮转子叶片的压差作用,开展基于非轴对称端壁造型的理论研究,提出一种涡轮动叶轮毂上凸、下凹的造型方案,研究非轴对称端壁造型对涡轮流场二次流损失的影响。数值模拟分析表明:非轴对称端壁造型对减小横向压差具有重要作用,在动叶轮毂鞍点处进行非轴对称端壁造型,比在通道内造型效果更好;涡轮动叶下端壁不同区间造型可有效降低涡轮动叶通道内的二次流流动损失,使用非轴对称端壁造型方法可有效地减小动叶出口总压损失系数0.1322%。

三种方法的乡镇减灾能力评估结果比较——以某市区18个乡镇为例

减灾能力是区域防灾减灾、应急救援和恢复重建过程中所具有的综合能力。以某市区“第一次全国自然灾害综合风险普查”基础调查数据为例,分别采用秩和比法(RSR)、非整秩和比法(非整RSR)和TOPSIS法对该区18个乡镇的减灾能力进行定量化评估,从评估模型的实用性、数值大小、等级排名、整体趋势、计算工作量等五方面进行对比分析。结果表明:三种模型均适用于区域减灾能力定量化评估,可根据区域评估目的和需求进行选择。总体上,以秩和比法优劣分档最佳、信息损失最大,TOPSIS法信息损失最小、优劣分档最差。而基于非整秩和比法评估原理,利用线性插值法对各评价指标进行编秩,所编秩次与原指标值间存在更为紧密的线性对应关系,既克服了秩和比法源数据的信息损失,又能对TOPSIS法的优劣分档进行优化。因此,改进后的非整秩和比法的信息损失与优劣分档均比较适中,是三者中的较优选择。对非整秩和比法的研究可为减灾能力定量化评估提供参考。

基于数字高程模型的民航甚高频地空通信信号覆盖仿真

为解决起伏地形下民航甚高频(very high frequency,VHF)地空通信信号覆盖范围计算精度低、冗余度大、数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据获取缺乏自动性及信号覆盖图可视性差等问题,采用最大遮蔽角截止法等进行仿真研究。首先,考虑计算覆盖范围存在误差,提出利用反距离加权(inverse distance weight,IDW)插值法提高地形辨识度并在计算覆盖范围时考虑大气损耗;其次,为解决DEM数据获取缺乏自动性,利用MATLAB编码自动提取;再次,考虑遮蔽角计算存在冗余,采用“最大遮蔽角截止法”降低计算量;最后,为使覆盖范围直观可视,绘制二维及三维的覆盖显示图。结果表明,这些方法使遮蔽角计算量相较改进前降低了约64.60%,信号覆盖精度相较改进前提高了约3.315%。改进的覆盖仿真程序可以为VHF地面通信台站选址及飞行航线规划提供有效支撑。

风险分析与损失评估相结合的北方城市洪涝灾害研究——以郑州市2021年7月特大暴雨洪涝灾害为例

城市洪涝灾害常造成灾难性的生命和财产损失,开展城市洪涝灾害研究对于洪涝灾害防治至关重要.已有研究多从洪涝灾害风险或损失的单方面展开研究,且国内的研究区域多集中在降雨较多的南方城市,近年来北方城市极端暴雨事件频发,而相关研究却较少.该文从洪涝灾害全链路的角度开展研究,构建了城市洪涝灾害风险分析方法及损失评估模型,并以北方城市郑州2021年7月特大暴雨洪涝灾害为例,定性分析洪涝灾害风险的时空分布,定量评估洪涝灾害造成的经济损失,定性与定量相结合对此次洪涝灾害进行了系统研究.结果表明:洪涝灾害风险分析方法与损失评估模型能准确预测分析灾害的发生区域并评估其损失;洪涝灾害的高风险区与高经济损失区域一致.

平面变压器绕组损耗改进二维混合计算方法

高频下绕组损耗的快速计算方法对平面变压器精细化设计和优化有着至关重要的作用。对于垂直方向与水平方向同时存在交叉换位结构的平面变压器,其绕组损耗无法通过一维解析模型计算得到。为解决这一适用性问题,该文提出一种改进二维混合计算模型,从涡流场求解角度对绕组损耗进行计算。该模型将高度方向磁场强度考虑在内,在磁准静态假设以及二维假设基础上,以电流密度与磁场强度为变量对电磁场边值问题进行完全表述,并通过矩量法将电磁场边值问题转化为线性方程组求解问题。通过该文方法所建立线性方程组系数矩阵具有阶数较低,且不随剖分节点、单元数增加而增加的优点,达到确保一定计算精度的前提下有效节约计算成本的目标。搭建原副边匝数比为2:2的交叉结构平面变压器实验模型,对该文方法的有效性进行验证。

Comparison of SCS and Green-Ampt Methods in Surface Runoff-Flooding Simulation for Klang Watershed in Malaysia

The main aim in this research is comparison the parameters of some storm events in the watershed using two loss models in Unit hydrograph method by HEC-HMS. SCS Curve Number and Green-Ampt methods by developing loss model as a major component in runoff and flood modeling. The study is conducted in the Kuala Lumpurwatershed with674 km2 area located in Klang basin inMalaysia. The catchment delineation is generated for the Klang watershed to get sub-watershed parameters by using HEC-GeoHMS extension in ARCGIS. Then all the necessary parameters are assigned to the models applied in this study to run the runoff and flood model. The results showed that there was no significant difference between the SCS-CN and Green-Ampt loss method applied in the Klang watershed. Estimated direct runoff and Peak discharge (r = 0.98) indicates a statistically positive correlations between the results of the study. And also it has been attempted to use objective functions in HEC-HMS (percent error peaks and percent error volume) to classify the methods. The selection of best method is on the base of considering least difference between the results of simulation to observed events in hydrographs so that it can address which model is suit for runoff-flood simulation in Klang watershed. Results showed that SCS CN and Green-Ampt methods, in three events by fitting with percent error in peak and percent error in volume had no significant difference.

基于快速有限元的永磁电机绕组涡流损耗半解析高效计算

随着永磁电机朝着高效化和轻质化方向发展,其功率密度和转速越来越高,使得绕组交流铜耗增加,从而导致电机局部过热、效率降低。该文以永磁电机为研究对象,着重研究绕组涡流损耗的产生机理及计算方法,提出基于快速有限元的绕组涡流损耗半解析算法。首先,介绍借助快速有限元提取槽漏磁的方法,并构建导体排布模型;其次,推导了导体涡流损耗的低频和高频解析计算方法,并通过搭建基于Matlab和开源有限元软件FEMM的仿真平台将提出的半解析方法予以实现,并与传统商用有限元软件仿真结果进行对比;最后,通过实验进一步验证了其准确性。结果表明,该方法的计算速度提高了近100倍,在较大频率范围内误差小于5%。

基于径向基函数的电网不平衡线损预测方法

电网线损预测关系到电力公司发电工作计划的制定和实施。当前线损预测方法更适用于长期预测,在三相不平衡产生的线损预测应用中误差较大。针对上述问题,提出一种基于径向基函数的电网不平衡线损预测方法,该研究中通过DEMATEL选出电网不平衡线损影响指标,通过均方根电流法计算电网不平衡线损;将径向基函数作为输入(线损影响指标)和输出(电网不平衡线损)之间的“桥梁”,建立二者之间的映射关系模型,实现电网不平衡线损预测。结果表明,与基于LSSVM的预测方法、基于双模调频分解的预测方法、基于K-means线性回归的预测方法相比,应用所研究预测方法,EA值(0.1526×10^(4)kVar·h)和EC值(1.6358×10^(4)kVar·h)更低,说明所研究预测方法的准确性更高。

固定指向型微波辐射计辐射传输模型分析

固定指向型微波辐射计通常采用多支路法进行定标,传输路径上的各微波组件存在一定的插入损耗,且组件间还存在阻抗失配,因此需要首先建立信号源经馈源口面至接收机输入端口处的辐射传输模型,然后结合两点定标法确定固定指向型微波辐射计的定标模型。首先对同类型微波辐射计的辐射传输模型进行叙述,然后采用正交试验设计法定量地分析了辐射传输模型中各组件对接收机等效输入噪声温度误差影响的大小以及主次关系,为同类型微波辐射计的辐射传输模型建立和定标模型初始参数的选取提供参考。

基于温度修正J-A动态磁滞模型的铁芯损耗计算

铁芯损耗的精确计算,是实现变压器等电磁设备高效运行和局部过热优化设计的关键。传统动态磁滞模型很难准确地模拟磁性材料在复杂环境下的磁特性,直接影响损耗计算精确性。提出温度修正J-A动态模型,依据铁磁材料Weiss分子场理论,引入温度因子ε表征温度对饱和磁化强度Ms的影响;采用模拟退火粒子群算法(SimuAPSO),克服修正后J-A动态模型参数对求解初始值选取的依赖性;将所提模型与有限元法相结合进行局部损耗计算,为解决电磁设备局部过热优化提供依据;最后,将模型模拟值与50WW600无取向硅钢片实测值对比,验证模型的准确性和有效性。该模型综合考虑温度、涡流损耗及剩余损耗,提高了不同频率下磁性材料磁特性模拟分析的准确性,对电磁设备精细化设计具有一定的指导作用。

基于随机森林回归模型的低压台区线损率智能控制

低压台区数据中的干扰项或缺失项,会对低压台区线损率控制造成一定影响,为降低线损率,该文提出一种基于随机森林回归模型的低压台区线损率智能控制方法。标准化处理低压台区供电数据,通过主要成分分析法建立电力数据评价函数,分类处理低压台区数据。定义负荷参量特征约束条件,划定控制范围,计算低压台区理论线损率。采用随机森林回归模型处理数据,实现低压台区线损率控制。实验结果表明,选择某低压台小区作为测试对象,对其含有的3组配变线损情况进行分析,结果表明该文方法能够将线损率控制在5%之内,较原有线损率有了明显下降。

电子链路损耗建模研究

为进一步满足可穿戴电子技术对低功耗的要求以及高精度检测对低损耗的极高要求,通过原理剖析与实验研究,设计一种建模方法,尝试对电子链路的损耗情况进行准确计算,并分析影响该类损耗的各种因素,从中定位主要因素并加以利用。建模提供的计算方法能够通过对单个典型电子链路的分析,优化出单个电子链路损耗的计算模型,过程简单、便捷,在此基础上也可得到多个电子链路损耗的计算方法。该建模方法可为相关产品提供良好的设计依据与参考。

一种考虑动态磁滞效应的高效稳定时域有限元计算方法

在时域有限元分析中,考虑铁心磁滞特性与损耗等效磁场对磁场分布的反馈作用,对精细化模拟电工装备的暂态电磁特性具有重要意义。针对耦合动态磁滞特性有限元分析中,存在计算时间长、收敛不稳定等问题,该文提出一种基于等效磁阻率的改进固定点迭代策略,并应用于耦合Preisach磁滞模型的时域有限元分析中。首先,鉴于逆Preisach模型易于数值实现且具有较高的计算精度,铁心材料的磁滞行为由逆Preisach模型进行描述,并基于解析一阶回转曲线对模型进行了参数辨识;其次,通过分析动态磁场分量对收敛性的影响,提出基于等效磁阻率的固定点迭代策略,并在有限元迭代过程中引入松弛因子以加强算法的收敛速度与稳定性;最后,以爱泼斯坦方圈为例,计算铁心中的磁场分布特性与瞬时损耗分布特性并进行实验验证。结果表明,该文所提动态磁滞有限元计算方法在具有较高精度的同时具有较好的收敛速度及稳定性。

基于改进TOPSIS模型的出租车运营决策优化方法

以降低出租车运营损失为目标,分别利用排队论对司机等待的平均时间成本进行量化,以及通过熵值法改进的TOPSIS模型对不同时段载客可能性进行量化,进而完成空载潜在损失参数的量化,通过量化指标构建出出租车运营损失模型,并基于此模型给出了降低损失的运营决策方法。引用洛阳北郊机场航班及出租车数据的验证,证明了该决策方法能够有效降低出租车的运营损失。

掺Sc钇铁石榴石(YIG)铁氧体电磁参数和吸波性能

利用固相反应方法制备了Y_(3)Sc_(1.05)Fe_(3.95)O_(12)钇铁石榴石铁氧体(YIG)并测量得到其磁导率和介电常数谱。根据电磁参数分别使用λ/4干涉相消机制和磁损耗机制计算得到吸波体厚度随频率的变化。发现这两种机理得到的理论厚度都与实际厚度存在偏离,使用界面反射的相位关系,得到在211 MHz处存在λ/4干涉相消机制形成的反射损耗峰,进一步得出两种机理所形成的反射损耗峰。通过电磁参数对1~1000 MHz范围内的吸波性能进行设计,使吸波体厚度为6 mm时具有−10 dB以下吸收效能,吸收带宽为30 MHz(420~450 MHz)。根据界面反射模型对吸收带宽进行讨论,理论计算结果与实测结果吻合。

车载超短波电台电波传播预测模型研究

针对实战环境中车载超短波电台通信距离和质量受地面附着物和地形地貌影响的问题,文中基于射线追踪和机器学习,建立了车载超短波电台电波传播预测模型。采用装甲车辆与车载天线的一体化建模获得车载天线辐射方向图,融合电子地图,建立了基于射线追踪技术的电波传播仿真模型。利用随机森林机器学习算法和仿真模型的数据结果,建立了基于随机森林的电波传播预测模型,并与经典电波传播模型如Egli模型和Okumura-Hata模型进行对比。结果显示,基于随机森林的电波传播模型预测精度更高,均方根误差达到2.1901 dB,决定系数达到0.9601,可准确预测战术通信环境中的电波传播情况。

基于模糊理论的容差设计

容差设计是基于损失模型法稳健设计的最后一个阶段,其主要目的是协调质量特性波动与增加制造费用之间的关系,以获得高质量与低成本的最新产品。将模糊数学中的综合评判方法应用于容差设计中,以解决多性能指标的容差设计。

螺杆动力钻具压耗计算方法研究与分析

随着深井、超深井和大位移井技术的发展,螺杆动力钻具(PDM)的使用越来越普遍,围绕着螺杆动力钻具压耗的计算也越来越受到钻井工作者的重视。通过对已有螺杆钻具压耗计算方法的归纳和总结,将螺杆钻具压耗计算方法分为一般法与模型法两大类,并对其进行了详细的分析比较。同时,优选罗伯逊—斯蒂夫钻井液流变模式,详细推导了圆筒模型中螺杆钻具压耗的计算方法。最后,完善了模型法中复杂模型法的螺杆钻具压耗推导过程。结果表明,当对螺杆钻具压耗计算精确度要求较高时,可选用模型法里的复杂模型方法来计算。