湍流风况下风电机组机舱近尾流的数值模拟研究

水平轴风电机组机舱风速是机组控制的主要信号参数。机舱风速受风电机组来流湍流与风电机组近尾流影响,变化复杂,对风电机组的优化控制有重要的影响。本文采用计算流体力学(CFD)方法,对湍流风况下风电机组机舱近尾流进行了详细分析。对比研究了稳态均匀风况和湍流风况下的近尾流的结构、机舱速度分布及其对风电机组总体性能的影响。研究发现,风电机组总体性能随湍流风况波动也呈现多尺度波动特征。湍流风况下,经过滤波后的机舱风速的时间序列和来流风速的时间序列体现出很强的相关性。对于湍流风况和稳态均匀风况,叶片/风轮旋转对风电机组机舱风速波动的影响最大。湍流风况会增加风电机组机舱风速的波动频率,增大波动的幅值,削弱风轮旋转对尾流和机舱风速的影响。湍流风况使得机舱周围的流动结构更复杂。稳态均匀风况与湍流风况下叶片吸力面叶根位置处都发生了分离流动,湍流强度增大了叶根位置处的流动分离。

高铁直通、知识溢出与协调发展

高铁直通极大地促进了我国城市间要素流动,推进城市间知识溢出水平的提升,促进城市进一步发展。然而,高铁是否能够缩小城市间知识溢出差距、带动沿线城市均衡化发展仍然值得探讨。本文利用2003~2022年高铁直通和专利引用数据,构造包含80940个城市对的面板数据,考察城市间高铁直通对城市间知识溢出差距变化的影响。研究发现:高铁直通扩大了城市间知识溢出差距,知识向高发展水平城市净流出,知识要素分布的不均衡性加剧。高铁直通对知识溢出差距的影响在不同发展水平、不同地理和经济距离、不同城市群中的城市对中存在差异。本文为进一步完善高铁网络、缩小城市间知识溢出差距、促进协调发展提供政策参考。

采矿爆破振动主频率在岩溶区衰减规律现场试验研究

为减小岩溶区采矿爆破施工中振动产生的地表塌陷灾害影响,文章根据岩溶区矿山爆破振动现场实测数据,采用傅里叶变换及回归分析方法,对比分析塌陷区与非塌陷区爆破振动主频率的衰减规律,以讨论岩土体性质、震中距及爆破药量对爆破振动主频率特性的影响。结果表明:岩土体性质对爆破振动主频率存在较大影响,表现为结构愈松散、孔隙度愈大、密实度愈小,其爆破振动主频率和振动能量衰减得愈快;同一次爆破中,在塌陷区外及塌陷回填区内,所获得的振动主频率随其震中距的增加而呈减小趋势,而在塌陷区内,并非严格衰减,出现波动现象,略有上升趋势;在塌陷区与非塌陷区,爆破振动主频率随着震中距和药量的增加而减小;在同一振动荷载作用下,爆破振动主频率在塌陷区的衰减速度明显大于非塌陷区,且爆破药量在塌陷区内对爆破振动主频率衰减速度的影响更大。

高铁开通能否促进技术创新“绿色化”?

技术创新“绿色化”是经济社会绿色高质量发展的关键,高铁开通加速了资源要素的流动和重新配置,为绿色创新创造了更为便利的条件。文章以中国高铁开通作为准自然实验,从绿色创新绝对数量和相对数量双重维度出发,基于2003—2019年282个地级城市数据,采用双重差分模型实证研究了高铁开通对技术创新“绿色化”的影响。研究发现,高铁开通对技术创新“绿色化”的促进作用主要表现为显著增加了沿线城市的绿色创新数量,但对绿色创新占比无显著影响。机制分析表明,在需求层面,高铁开通促进了沿线地区旅游经济的发展壮大,增大了绿色创新需求;在供给层面,高铁开通加快了沿线地区创新要素的流动,促进了空间知识溢出,改善了绿色创新供给条件,从而促进了绿色创新数量提升。进一步分析发现,高铁开通对旅游城市和非中心城市技术创新“绿色化”的促进作用较非旅游城市和中心城市更为突出;高铁开通优化了沿线地区的绿色创新结构,提升了绿色创新质量;高铁开通对绿色创新数量的影响具有显著的正向空间溢出效应。文章为政府部门充分认识并发挥高铁开通对技术创新“绿色化”的正向作用,激发主体绿色创新积极性提供了参考和借鉴。

高速涡轮钻微创手术治疗阻生智齿患者的临床疗效及对术后疼痛程度的影响

目的观察高速涡轮钻微创手术对阻生智齿患者的临床疗效及术后疼痛程度影响。方法选取萍乡市妇幼保健院2019年3月至2021年11月收治的84例阻生智齿患者作为研究对象,按照随机数字表法分为观察组与对照组,每组42例。对照组采取传统拔牙术治疗,观察组采取高速涡轮钻微创手术治疗。比较两组手术相关指标、手术部位疼痛程度、术后张口受限度、炎症因子水平、术后并发症发生率。结果观察组手术时间短于对照组,术中出血量少于对照组,术后面部肿胀程度小于对照组,拔牙完整率、牙窝完整率均高于对照组,术后断根率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后第1、3、7天,两组视觉模拟评分法(VAS)评分均低于术后前一时间点,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组术后张口首受限Ⅱ度比较差异无统计学意义;观察组术后张口受限Ⅰ度高于对照组,Ⅲ度低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),治疗后,两组白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、细胞间黏附细胞因子1(ICAM1)、过氧化物酶(MPO)水平均高于治疗前,但观察组IL-6、TNF-α、ICM1、MPO水平均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组术后并发症发生率比较低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论低度直机联合高速涡轮钻微创手术阻生智齿疗效显著,能有效减轻患者疼痛程度,张口受限程度较小,对炎症因子影响较小,值得临床推广应用。

实时三维探地雷达关键技术的设计与实现

为了提高市政道路检测水平,快速有效地解决市政道路塌陷灾害预警、市政管网分布查找等问题,设计研发了一款实时三维探地雷达。实时三维探地雷达基于FPGA&DSP架构,完成了多通道高速采集系统多个关键技术的设计与实现,丰富了道路检测领域的探测技术和方法。实时三维探地雷达天线采用五发六收模式的水平极化方式,实现了十通道雷达数据高速采集,通道间通过高速开关实现切换,所有通道以交互内插方式进行工作;雷达最大可支持扩展到32通道工作,用开关切换天线阵列,满足60 km/h(2cm道间隔)以上的探测速度。通过对空洞实验场和金属板实验场的实验数据进行对比,验证了最佳的天线极化方式设计,最终确定了天线的最优方案。实测结果表明,相比于通用的LTD-2600型雷达,实时三维探地雷达具有更高速的采集速度以及良好幅度与相位性能,有利于改进道路灾害的检测技术,具有较大的市场需求。

Novel scheme of high precision inertial measurement for high-speed rotating carriers

In order to satisfy the requirement of high precision measurement in a high dynamic environment, a kind of gyro aided multi-accelerometer inertial measurement unit （GAMA-IMU） with six accelerometers and two gyros （6A2G） was proposed in this paper. The available configurations have the problem of low measurement precision In a high dynamic environment due to channel coupling. The three channels were decoupled when calculating the angular velocity in the proposed configuration. The yawing and pitching angular velocity were directly measured by gyros, while only the rolling angular velocity was obtained by the GAMA-IMU indirectly from the rolling angular acceleration and quadratic component of rolling angular velocity. Then a single channel rolling angular velocity calculation model was established and the extended Kalman filter （EKF） was used to do state esti- mation. Simulations were carried out and results indicated that the calculation precision of the proposed 6A2G configuration could meet the demand of high precision measurement for a high-speed rotating carrier.

基于特性参数自适应修正的花瓣式配电网反时限过电流保护方法

闭环运行的花瓣式配电网具有更为复杂的故障特性,导致传统保护方法难以满足选择性和速动性要求。针对这一难题,分析了花瓣式配电网的短路故障电流特性,揭示了故障点上、下游故障电流随故障位置移动的变化规律,并指出定时限过电流保护与标准反时限过电流保护应用于花瓣式配电网时存在的问题;结合花瓣式配电网的故障电流特性,提出一种基于特性参数自适应修正的反时限过电流保护方法,仅利用本地电流信息对反时限特性参数进行自适应修正,能够在保障保护选择性的同时显著提升保护速动性;基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建10 kV花瓣式配电网模型对所提保护方法进行验证,仿真结果表明该保护方法能在提升保护选择性和速动性的同时,克服传统保护方法应用于花瓣式配电网时的局限性。

基于情境意识模型的高速公路出口区域逐级限速方案研究

为分析高速公路出口区域限速方案的效果,研究提出了逐级限速方案(一级限速、二级限速、三级限速),并开展不同交通流情况下的驾驶模拟实验。引入情境意识理论(Situation Awareness,SA)和ACT-R认知理论从驾驶人角度对逐级限速方案进行研究,建立了道路交通驾驶人SA的定量计算模型,通过与情境意识全面评估技术(SAGAT)结果的对比,评估出SA定量计算模型的有效性。结果表明:(1)在自由流状态下,车辆在分流鼻端的速度分别超过限速13.4 km/h(一级限速)、7.4 km/h(二级限速)、4.0 km/h(三级限速),在不稳定流状态下则超过9.7 km/h(一级限速)、6.2 km/h(二级限速)、1.7 km/h(三级限速);(2)交通量一定时,随着限速次数增加,驾驶人的SA水平提高,事故的可能性下降,其中三级限速方案是考虑驾驶人SA的最佳方案;(3)瞳孔面积和平均扫视频率可作为衡量SA的眼动行为指标,分流鼻端速度可作为衡量SA的操纵绩效指标。

高速开关阀控液压马达系统性能对比研究

采用一款高响应电液伺服阀并使其处于阀口开、关两种极限工况下工作的高速开关控制方式,构建一种阀控液压马达系统,实现对液压马达输出转速及扭矩的控制,以探究液压马达高速开关控制方法的基本特性。完成该高速开关阀控液压马达系统的设计及AMESim仿真模型的搭建。利用PWM信号控制高响应电液伺服阀实现对液压马达的高速开关控制,并通过仿真获得转速等参数随占空比和频率的变化规律。开发基于高响应电液伺服阀的高速开关阀控液压马达系统实验样机,进行实验与仿真结果的对比研究。结果表明:实验与仿真结果较为一致,液压马达转速随着占空比的增大而增大,随着外负载的增大逐渐降低;而仿真结果中负载的增加会轻微加快液压马达转速的稳定时间的结论,在实验中无法得到印证。

管壁导管对管道内甲烷火焰泄放作用的研究

为提高狭长空间可燃混合气体泄爆效率及防护水平,开展设置管壁导管的方形管道内甲烷泄爆试验,通过改变管壁导管长径比以及位置,探究管壁导管管径、位置因素对管道内气体火焰传播过程、爆炸超压的影响。结果表明:管壁导管对火焰的泄放作用在时间上存在些许滞后;与无管壁导管工况相比,导管管径分别为60、80、100 mm时,火焰传播时间分别延长15.4%、35.8%、61.0%,最大爆炸超压峰值分别下降24.5%、30.5%、40.4%;同一管径管壁导管置于方管前端可有效泄放部分火焰及压力,降低爆炸能量横向传播动力,泄爆效果明显优于管壁导管置于管道中部及后端。导管分别置于前端、中部、后端时,火焰传播时间分别延长85.4%、15.4%、4.5%,最大爆炸超压峰值分别下降40.6%、24.5%、18.6%。因此,设置管壁导管能有效降低火焰传播速度以及泄放爆炸超压。

大风区接触网正馈线新型绝缘防舞装置有效性研究

为抑制大风环境下兰新高铁接触网正馈线强烈舞动及线间放电现象,基于接触网结构和正馈线舞动特点提出一种新型绝缘防舞装置,其绝缘保护套可提高线间绝缘裕度,扰流段可改变导线整体气动特性.通过仿真分析了不同风速下安装防舞装置前后正馈线气动特性和舞动响应,研究不同覆盖率、扰流段高度和绝缘保护套厚度参数影响下装置的防舞效果,最后分析了新型绝缘防舞装置的电场特性.结果表明:安装新型绝缘防舞装置可以抑制导线舞动且防舞装置覆盖率越高,防舞效果越显著.安装四段防舞装置后导线垂向和横向舞动幅值最高分别下降57.76%和54.68%.装置的扰流段高度为75%绝缘保护套外径且护套厚度为3mm时防舞效果更明显.装置安装后正馈线表面最高场强下降52.96%,距正馈线4 mm圆周平均场强下降36.71%.研究成果可为兰新高铁大风区段接触网正馈线及其他架空输电导线舞动提供合理有效的防舞方案.

基于双速度环观测器的光电平台稳定方法

本文设计了一种可以使光电伺服平台对目标对象进行高精度、稳定追踪的基于双速度环的扰动观测器,可以消除光电平台内部摩擦力矩、外部载体扰动以及传感器噪声的影响,提升系统的动态响应性能。首先,根据直流电机工作原理与负载模型,建立双速度环的数学控制模型。接着,通过分析多类型传感器的速度信号频谱和响应性能,选择噪声和延时较小的圆光栅代替传统测速设备,作为速度控制内环;同时选择光纤陀螺作为速度外环的反馈设备。然后,基于陀螺速度信号设计扰动观测器,对内速度环中的扰动补偿残差和外部载体扰动信号进行观测,并进行前馈信号补偿。实验结果表明,双速度环观测器的控制方法可以将系统调节时间降至原来的45%,在不同幅值(0.25°~2°)和频率(0.25 Hz~2 Hz)的正弦扰动信号下,该方法均能显著提高系统的扰动抑制能力,并将系统隔离度由原来的20.9 dB提升至30 dB。本文所提出的基于双速度环扰动观测器的控制方法满足光电跟踪平台快速响应、跟踪稳定、抗干扰能力强等要求。

高铁沿线5G网络建设浅析

文中根据高铁沿线网络覆盖环境的特点及业务需求,结合无线网规划建设相关技术标准,分析了高铁环境下的5G组网模式及无线信道参数,对高铁沿线复杂多变的环境进行了信道模型的探索构建,浅析了5G网络在高速铁路环境下部署的网络参数及其存在的问题,希望能为后期的网络建设规划、提高信道容量及传输速率提供参考。

秦岭南北风速时空变化及突变特征分析

根据秦岭南北47个气象站1960-2011年逐月风速和气温资料,采用样条曲线插值法（Spline）、Pettitt突变点检验、气候倾向率和相关分析等方法对该区风速的空间分布、时空演变特征及其可能影响因素进行了分析。结果表明：①秦岭南北风速空间分布呈东高西低、北高南低格局,按其大小排序为秦岭以北〉秦岭南坡〉汉水流域〉巴巫谷地。四季风速排序为春季〉冬季〉夏季〉秋季,均以秦岭以北最大。②近52 a来,秦岭南北整体和各子区年平均风速呈现一致的显著下降趋势,下降最快的为秦岭南坡,最慢的为汉水流域。四季风速下降速率排序为冬季〉春季〉秋季〉夏季。③年和季节尺度风速的突变集中出现在1969-1974、1978-1981和1990-1994年间,秦岭南北整体于1981年突变。④气象台站周边的城市化发展和风速测量仪器的更换都对风速的变化产生了一定影响,但都不是风速显著下降的主要原因,大气环流变化和气候变暖才是造成风速减小的可能原因。

双车道公路运行速度协调性评价相关指标取值

运行速度协调性是评判道路空间几何线形设计的重要指标,而期望速度和加(减)速度又是获得运行速度的关键因素.通过分析我国《公路项目安全性评价指南》(JTG/T B05-2004)与IHSDM的运行速度预测结果,对不同期望速度下的预测结果进行欧氏距离检测,确定较合理的期望速度取值范围;对《公路项目安全性评价指南》中加速度取值参照IHSDM修正,确定更合理的加(减)速度值.结论对指导和改进我国双车道公路运行速度协调性评价相关指标的选取具有一定的理论意义和实用价值,可进一步有效改善协调性不良路段、特别是气候不良条件下道路交通的安全性.

中国不同历时霾日数时空变化特征及其与城镇化和风速的关联性研究(1961-2015)

利用中国气象局提供的2 474个霾日数站点数据,采用多种统计方法,计算了1961-2015年中国不同历时的霾日数频次和变化趋势。结果表明:1961-2015年中国不同历时年总霾日数呈现出明显的增加趋势,尤其是2000年以来增长迅猛,且以短历时的霾事件为主。在空间上,中国不同历时的霾日数呈现出"东南高—西北低"的空间格局,尤其是京津冀、山西南部和陕西中东部、长三角和珠三角地区出现频率最高。在变化趋势上,不同历时的年总霾日数在京津冀、山西南部、长三角和珠三角地区增长最为明显,而陕西及其周边地区则减少明显。通过人口和风速与不同历时霾日数进行时间和空间的相关分析结果表明,在时间相关上,中国不同历时的年总霾日数与总人口、城镇人口和城市化率的正相关性很高,而与平均风速的负相关性较高。在空间相关上,中国县级总人口密度与不同历时的年总霾日数呈空间正相关,且空间系数随着年代推移呈现出一致性的增加趋势。而全国平均风速与不同历时的年总霾日数呈空间负相关,且空间系数随着年代推移呈现出一致性的增加趋势。因此,1961-2015年中国快速城市化和平均风速减小可能是中国年总霾日数日数显著增加的主因。

长大铁路隧道火灾模式下人员疏散试验研究

为得到列车在长大铁路隧道内发生火灾时人员疏散的时间和速度,针对2种情况进行人员疏散全过程的试验和数值模拟研究。着火列车继续运行,着火车厢内的人员疏散至相邻车厢;着火列车停车,人员下车并疏散至隧道的紧急救援站或紧急出口。结果表明:当着火车厢满员时,相邻车厢超员40.0%比相邻车厢满员时需要的人员疏散时间多约2min,平均疏散速度下降45.7%;当隧道内疏散出口宽度(3m)满足人员疏散不过度拥挤的条件下,紧急救援站单侧疏散和紧急出口处双侧疏散2种疏散路径的人员疏散平均速度基本相等;在每节车厢均开启2扇外门的条件下,2扇外门位于车厢一端双侧要比位于车厢两端单侧时的人员疏散效率慢,平均疏散速度下降约21.6%;在铁路隧道内,青壮年男性、女性的疏散速度可分别定为1.2和1.0m·s-1,此速度可作为确定其他人群(老年人、儿童等)疏散速度的折减基数。

高速铁路桥上无缝线路纵向附加力研究

采用实体单元模拟桥梁及桥梁墩台、空间梁单元模拟钢轨、弹簧单元模拟桥梁与墩台及轨道之间的连接,建立梁—轨纵向相互作用三维有限元空间力学模型。以丰沙线永定河单线铁路桥梁、秦沈线沙河双线铁路桥梁对其进行计算验证。以秦沈客运专线32 m多跨双线整孔简支箱型梁桥为例进行纵向力分析,研究结果表明:列车在桥上双线对开,钢轨挠曲附加力有明显增大;列车在桥上单线制动,四根钢轨的制动附加力有较大的差别;列车在桥上双线对向制动,相比单线制动,钢轨制动附加力有一定程度增大,但增大得并不多。

基于等效时间采样的高速数据采集技术

利用等效时间采样技术用低速的AD转换器可以实现对宽频带模拟信号的高速数据采集,不仅降低了系统实现的难度,还节约了系统成本。本文主要着重论述了基于等效时间采样的高速数据采集技术的基本原理以及整体实现方案。整个方案实现的关键在于步进采样脉冲信号的提取,本文对此进行了详细论述。