有机工质向心透平气动设计与性能优化研究

为提升有机工质向心透平的效率与性能,对400 kW有机工质向心透平进行了一维气动设计。在一维气动设计结果的基础上进行建模,并结合三维数值模拟预测了有机工质向心透平在设计工况下的性能。以向心透平等熵效率为目标,采用均匀试验法对动叶轮的子午流道进行优化设计。结果表明:与原始向心透平相比,优化后的向心透平流场压力分布层次更加分明,整体熵增减小,产生的摩擦损失、尾迹损失明显减小,叶片做功能力增大,向心透平内部的流动情况得到了改善,等熵效率由原来的82.33%提高到85.92%,输出功率也增大了18.04 kW。

从场空间到流网络:粤港澳大湾区城市群空间结构特征及优化路径研究

检视粤港澳大湾区城市群空间结构演化趋势,对纵深推动大湾区高质量发展意义重大。本研究因应数字经济对区域要素流动结构的影响,提出粤港澳大湾区“流网络”分析框架,并以首位度和齐普夫法则测度传统空间结构特征,以上市企业的“总部—分支”机构分布测度流网络特征。结果表明:大湾区总体经历了先集聚再分散的发展过程;各城市人口分布梯度不合理,核心城市的人口扩张推动了城市群的定型。大湾区经济规模结构呈现帕累托分布模式,各城市经济规模变差较大。从城际联系来看,广州深圳之间具有高联通度,形成了联通走廊,2000年以来深圳的相对联通度高居首位,区域网络日渐完善。未来,应织密高效的综合交通网络,加速市场一体化进程、构建“双核三圈”网络型城市群体系、设立“广深接合片区”并加快打造“广深联动走廊”,开创大湾区高质量协同发展新格局。

基本路径测试技术及应用研究

基本路径测试法是一种白盒测试方法,文章将程序流程图映射成流图,探讨了程序的3种基本结构映射成流图的方法,计算了流图的环形复杂度并确定了基本测试路径,从而为每条基本路径设计了测试用例。实践证明,基本路径测试法适用于执行路径较多的程序,通过选择有代表性的路径进行测试,可有效提高测试效率。

基于数据流传播路径学习的智能合约时间戳漏洞检测

智能合约是一种被大量部署在区块链上的去中心化的应用.由于其具有经济属性,智能合约漏洞会造成潜在的巨大经济和财产损失,并破坏以太坊的稳定生态.因此,智能合约的漏洞检测具有十分重要的意义.当前主流的智能合约漏洞检测方法(诸如Oyente和Securify)采用基于人工设计的启发式算法,在不同应用场景下的复用性较弱且耗时高,准确率也不高.为了提升漏洞检测效果,针对智能合约的时间戳漏洞,提出基于数据流传播路径学习的智能合约漏洞检测方法Scruple.所提方法首先获取时间戳漏洞的潜在的数据传播路径,然后对其进行裁剪并利用融入图结构的预训练模型对传播路径进行学习,最后对智能合约是否具有时间戳漏洞进行检测.相比而言,Scruple具有更强的漏洞捕捉能力和泛化能力,传播路径学习的针对性强,避免了对程序整体依赖图学习时造成的层次太深而无法聚焦漏洞的问题.为了验证Scruple的有效性,在真实智能合约的数据集上,开展Scruple方法与13种主流智能合约漏洞检测方法的对比实验.实验结果表明,Scruple在检测时间戳漏洞上的准确率,召回率和F1值分别可以达到0.96,0.90和0.93,与13种当前主流方法相比,平均相对提升59%,46%和57%,从而大幅提升时间戳漏洞的检测能力.

碎石土细颗粒迁移特征及优先流形成路径

碎石土是一种非连续、非均质的结构性材料,由于内部含有大量碎石块,容易形成架空结构,使其内部形成复杂独特的渗流通道即优先流通道,碎石土优先流通道是包括水分运移和土体细颗粒迁移的复杂过程,但在研究其优先流路径时通常只考虑了水分的运移而忽略了细颗粒的迁移,颗粒迁移与通道形成密切相关。为此,对两种不同级配土柱(粗细颗粒连续级配和间断级配)分别进行饱和渗流-颗粒迁移试验,从细颗粒迁移的角度分析通道形成的时空发展规律。试验结果表明:细颗粒迁移一部分由于流失引起碎石土渗透性增大,另一部分由于重新沉积而堵塞局部孔隙,降低渗透性,两者作用结果最终加速优先流通道形成;连续级配的碎石土形成大面积交叉分布的管网状渗流通道,间断级配的碎石土则形成集中渗流通道;相同水力条件下,不同级配细颗粒迁移的空间分布特征不同,连续级配的碎石土细颗粒迁移不随空间位置的差异而发生变化,间断级配的碎石土细颗粒迁移随空间位置的差异而发生变化,两种级配下碎石土细颗粒主要流失量的粒径范围均在1~0.075 mm;不同水力梯度条件下,连续与间断级配试验细颗粒流失量均随水力梯度增加而增大,间断级配的碎石土破坏时水力梯度小于连续级配破坏时水力梯度,间断级配碎石土更容易发生破坏。研究成果为进一步揭示碎石土优先流形成机理提供试验依据。

PB840呼吸机气路分析及故障维修

呼吸机是一种能替代患者自主通气的医疗仪器,广泛应用于呼吸衰竭患者、呼吸支持治疗以及急救复苏过程,是医院急诊、重症加强护理病房最重要的抢救仪器。本文介绍了2例PB840呼吸机故障,故障现象均为呼吸机报警、停止送气,报警代码相似。第1例故障经过呼吸机扩展自检(Extenden Self Test,EST)后分析自检数据,发现为呼出端流量传感器Q3故障,经过柠檬酸浸泡处理Q3后故障解除;第2例故障为氧气调零流量检测失败,具体原因为氧比例电磁阀故障,更换配件后故障解除。通过两例故障提示维修人员需熟悉仪器的气路图,熟练掌握呼吸机EST方法,提高维修准确度。

室外换热器可变流路设计及试验分析

为了确定制冷与制热模式下换热器的最优流路,建立了空调室外机的蒸发器/冷凝器仿真模型,并将换热器仿真模型耦合入系统仿真中,分析了不同流路对系统换热量及系统性能的影响,以确定换热器在制冷与制热模式下所对应的最优流路。结果表明,当分路数在5~20范围内变化时,在制冷模式下整机能力及性能随着分路数增大而减小,在制热模式下整机能力及性能随着分路数增大呈现先增加后减小的趋势;制冷模式下的优选分路数为5~7路,制热模式下的优选分路数为14~16路。在此基础上,通过单向阀与电磁阀设计了制冷/制热模式下室外机运行分路数为7路/14路的可变流路方案,试验测试结果表明,各测试工况下能效均有提升且全年能源消耗能效(APF)提高5.4%,超低温为-15℃时制热量提升6.0%,性能提升2.8%。本文研究结果可为换热器设计优化领域的研究人员提供参考。

考虑线路能力协调利用的车流径路与配空组织优化模型

为提高铁路整体通过能力,均衡利用路网中各线路,应对愈发波动的运输市场,开展考虑线路能力协调利用的重空车流协调优化模型研究。首先,对线路能力协调利用的实现机理进行研究,在考虑流平衡约束、配空约束、线路能力约束基础上,增加考虑铁路线路能力协调利用约束,同时在优化目标中增加紧张线路的使用成本,构建考虑线路能力协调利用的重空车流组织优化模型,以实现在优化车流径路与空车调配方案的同时兼顾铁路线路的协调利用。其次,在此基础上设计拉格朗日松弛算法,对线路能力约束与能力协调性约束松弛,将原问题分解为车流径路子问题、空车调配子问题和虚拟车流量子问题,进而降低了问题求解难度。再次,通过5组算例对算法的有效性进行验证,案例结果说明,设计的拉格朗日松弛算法在求解大规模算例时效率优于商业求解软件Gurobi。最后,设计了包含36个车站56条线路的实际案例,算法求解耗时4757.7 s,运输组织综合成本为29535803元,通过对求解结果分析,与传统优化模型相比该模型优化结果在运输成本仅增加1.56%的前提下能力紧张的线路数量由17条缩减至12条,降低了29.4%,同时空车调配符合就近配空的原则。研究结果表明,该模型可以有效缓解铁路能力紧张情况,促进铁路线路能力的协调利用。

基于并联蛇形流道的动力电池冷媒直冷热管理系统研究

对于使用冷媒直冷的动力电池热管理系统,制冷剂在管道内流动沸腾,管道过长造成电池包底部冷板流道内存在过热段,进而导致电池包的温差以及电池本身垂直方向上的均温性较差。本文针对一个含有48个方形电池的电池包,设计了两种并联蛇形流道结构的直冷板置于电池包底部来改善单蛇形流道所造成的电池包温度均匀性较差的问题。比较了电池包在30℃初始温度下1C倍率充/放电结束时三种直冷板流道内的平均温度和温度均匀性;比较了这三种流道结构下电池包的最大温度以及最大温差,分别分析了三种流道结构的电池包在水平方向上和竖直方向上的温度均匀性,并且提出了一种在电池包上层增设一个环绕小冷板的形式来优化电池包竖直方向的温差。分析结果表明,底置冷板的方式可以将电池包的最高温度控制在40℃以下并且可以保证电池包水平方向的温度均匀性,但电池包竖直方向上的温差过大,通过加设上层小冷板可以保证电池包竖直方向上的温差在整个充放电过程中位于5℃以下,满足电池包的温控要求。

需求不确定的铁路车流径路优化模型

引入不确定理论中的鲁棒优化描述铁路货运日常运输组织工作中的车流量波动,提出需求不确定的铁路车流径路优化模型。首先,考虑线路通过能力和网络流量守衡约束,以绕道率阈值参数控制车流径路里程的合理性,以走行成本最小化为优化目标,建立需求确定的车流径路优化模型;然后,引入盒式不确定集描述车流量的波动性,设计鲁棒代价调节模型的保守程度,基于鲁棒对等理论建立需求不确定的车流径路优化模型;最后,通过小型算例验证模型的正确性,并基于沈阳铁路局集团有限公司所辖路网的实际算例验证模型的实用性。结果表明:部分车流量发生波动时,对应的最优径路方案随之发生变化;鲁棒代价能够权衡最优方案的成本和违反通过能力约束的概率,小型算例和实际算例中鲁棒代价分别取5和11时,得到的车流径路方案处于系统成本与运输需求满足的平衡点。该模型及鲁棒优化理论可为管理者制定车流径路方案提供决策参考。

有效不透水面分布对城市雨水径流的影响

城市区域不透水面分布错综复杂,汇流路径多样,不透水面有效性及其产流机制成为城市水文学的热点问题。研究以北京市主城区为对象,构建了基于汇水路径的有效不透水面的识别方法,拟合出总不透水面与有效不透水面的经验公式,定量识别了不透水面有效性对北京市主城区雨水径流的影响。结果表明:考虑不透水面有效性能显著提升模型模拟精度,针对不同城市化阶段,在各种重现期降雨情景下设置不同有效不透水面比例并进行模拟,发现有效不透水面对低重现期降雨产流过程的影响远大于高重现期降雨产流过程,且城市化前期有效不透水面增加会导致较大洪峰增长率,而城市化后期影响减小。研究可为优化城市地面格局,减缓城市洪涝灾害损失提供科学参考。

时间敏感网络业务流动态调度场景中的批量重配置算法

工业自动化领域广泛使用时间敏感网络技术.该领域业务流的调度方式主要包含静态调度和动态调度.静态调度一次计算所有业务流,可以最大程度节省链路和时间资源,但是计算时间长,无法灵活处理新增业务流.动态调度以增量的形式计算新增业务流,计算时间短,但是资源分配不够合理,会产生时隙碎片.全局流重配置机制可以定期对网络中所有业务流进行重新规划,来优化链路和时间资源的分配,但该机制只适用于拥有较少业务流的小型网络,业务流数量的增多会引起计算时间的急剧增长,影响后续到来的业务流.本文在现有动态调度算法的基础上,设计了批量重配置算法.该算法给出了新的评价指标——网络吞吐率,并在满足动态调度秒级响应时间的情况下,定期重配置网络中的部分业务流,优化网络资源配置.此外,算法给出了重配置业务流的选取标准,并优化了流的路径选择标准和传输开始时间计算方式.本文针对原算法和增加了批量重配置机制的改进算法进行了仿真实验,实验结果表明,改进算法可以在拥有数千条业务流的大型网络运行,并在网络吞吐率和调度成功的流数量方面有16.5%和5.5%的提升,同时保证了算法的秒级计算时间.

基于点-弧、弧-路模型的集装箱循环班列车流组织研究

立足“公转铁”和“散改集”货源,基于集装箱运输需求的变化性和区域的不均衡性,为了实现集装箱和车辆的均衡发展、改善集装箱运输组织模式,从而充分利用铁路运输能力、提升铁路货运服务质量,围绕一种新型集装箱班列组织模式—固定车底循环班列,探讨其开行条件、班列走行径路等问题。以空车总走行距离最小为目标建立集装箱固定车底循环班列车流组织的点-弧模型,以求解循环班列的弧段选用和弧段上分配的箱流量;考虑循环班列的走行径路特点,以空车总运输成本最小为目标建立弧-路模型,以求解循环班列的走行路径和弧段上分配的箱流量。基于20英尺35 t通用箱的市场使用情况,以35 t通用箱的运单数据作为实证研究,设计搜索循环班列可行路径的算法,利用Gurobi求解器求解2种模型,分析求解结果得到了车流组织方案。对比分析2类模型在计算效率和求解结果等方面的区别,验证了模型的有效性。案例结果表明:点-弧模型求解速度快但无法直观得到走行径路和分配结果,弧-路模型对大规模网络的求解效率较低但能直接得到走行径路和分配结果,集装箱循环班列的车流组织方案可根据运输需求的空间分布和运输组织的复杂性进行调整,以提升运输效率。本研究成果能够为丰富铁路货运产品、设计循环班列组织方案提供理论方法。

校企人才双向流动的效能、困境与实践路径

在当前高职产教融合实践中,高职院校和企业间人才的合理、有效交流有利于缓解高职院校教师队伍结构性失衡问题,有利于提升高职院校教育教学水平和人才培养质量,有利于促进企业创新发展。针对校企人才双向流动过程中存在的政策制度低效、运行机制不健全以及校企价值错位导致双向流动效果不佳等问题,从完善政策制度、深化校企合作、健全运行机制等方面探讨提升校企人才双向流动实效的实践路径,实现职业教育链和产业链的有效衔接。

裂缝泡沫流动特征及改进Dijkstra算法优势通道预测

泡沫在复杂缝网中的流动规律尚不明确,利用多种组合可视化裂缝模型,观察了泡沫在裂缝中的流动特征,采用改进的Dijkstra算法确定裂缝网络节点的加权图,预测了泡沫流动路径。结果表明,泡沫体积分数为90%时其流动阻力达到最大,泡沫在不同开度的平行裂缝流动时,优先在大开度裂缝中流动,在小开度的裂缝中存在气体滞留。在复杂缝网模型中,基于泡沫流体的波及范围和调堵机制对Dijkstra算法进行改进,模拟结果能够在一定程度上与实验结果进行拟合。这些发现验证了泡沫在裂缝型油藏中流动时考虑裂缝的必要性。

“双碳”背景下钢铁工艺流程先进性研究

研究了“双碳”背景下钢铁行业发展形势及发展环境,对钢铁工业低碳发展路径进行了分析。提出了钢铁生产流程评价系统及方法,从钢铁生产过程中的绿色、低碳、智能、能耗、管理等指标进行先进性评价依据。从绿色低碳、氢冶金、智能制造、节能降耗等方面提出了“双碳”背景下钢铁工艺流程的先进性发展建议。

Numerical simulation of the three-dimensional flow-path in a ram-rotor

A kind of three-dimensional flow-path of the ram-rotor was designed in this paper according to the design method of the typical supersonic intake of aircraft and missiles,especially the design method of the compression ramp,the throat and the subsonic diffuser.The design Mach number of the flow-path was based on the averaged relative Mach number,regardless of the change of incoming Mach number along radial direction of the flow-path.Then,the flowfield of the designed flow-path was simulated numerically with computational fluid dynamics software at design point.The purpose of simulation was to obtain the details of the flowfield,including the structure of the shock wave system,position of flow separation zone,and so on.The performance of the ram-rotor was also evaluated.The numerical results show the structure of the shock wave system in the flow-path is similar to that in the supersonic intake.To improve the overall performance of the ram-rotor,the reasonable compromise between the total pressure ratio and the isentropic adiabatic efficiency should be reached.The structure optimization of the flow-path and the configuration of the shock wave system have great influence on the performance of the ram-rotor.

基于室外机流路设计的R32制冷剂空调性能提升研究

相比传统家用空调使用的R22制冷剂以及R410A制冷剂,R32制冷剂环境友好,并且R32制冷剂比R410A的制冷性能更具优势,有助于实现系统设计小型化。由于R32制冷剂的单位容积制冷量比较大,R32系统对于冷凝器的流路设计具有更高要求。文章采用系统仿真与试验测试相结合的办法,对R32制冷剂空调冷凝器的流路进行设计优化,并且采用可变分流设计兼顾制冷和制热性能最优。

电极孔径及温度对闭式氢氧燃料电池性能的影响机理研究

针对燃料电池内部复杂的水传输机制和水管理策略的影响因素,研究多孔电极的孔径对水传输和水分布情况的影响。建立燃料电池等温模型,通过改变多孔电极的孔径,模拟燃料电池催化层在不同孔径下的水浓度和水分布规律。同时,考虑温度可能带来的影响,在研究过程中选取了燃料电池常见的运行温度,在每个温度值下都进行了模拟。结果表明,在设定的温度下,孔径对水浓度和水分布情况的影响规律是相似的。孔径较大时,电极内的水浓度较低。随着孔径减小,电极内的水浓度不断增大。同时,孔径越小,水浓度增大的速度越快。气体浓度的分布与变化情况正好与水浓度相反。水浓度越高的区域气体浓度越低。随着孔径减小,气体浓度不断上升。从模拟结果来看,当气体扩散层具有微米级孔隙结构时,电极内多余的水分可以较好地排出,同时在较高的温度下水管理更容易较好地实现。阴极流道出口和中部比较容易发生水淹,所以应该对这些区域加设除水装置或设计自除水结构。

环境驱动无人船大洋长航程路径规划研究

环境驱动无人船,如波浪滑翔机、saildrone等,由于自身低航速性、欠驱动性和弱机动性,导致其在大洋航行时受洋流干扰显著,甚至在部分强洋流海域出现失控的情况。本文基于先验已知的动态流场,通过B样条控制点随机生成无人船路径,并计算每一条路径在动态流场中考虑路径距离、航行速度以及路径光滑度的综合代价函数,使用遗传算法迭代搜索最优控制点组合。此外,考虑到大洋长航程路径规划中时间跨度长的特点,将出发时间作为路径优化参数,对比分析不同出发时间对行程用时的影响。仿真表明,所提出的路径规划策略能够有效提升大范围动态流场中欠驱动无人船的平均航速,缩短目标抵达时间。同时,在大范围长时序航行中,选择适当的出发时间可以进一步缩短行程用时。