一种旁路机制下的低功耗片上网络功率门控设计

随着技术尺寸的缩小,静态功耗在片上网络(NoC)的功耗开销中占据主导地位。功率门控作为一种通用的功耗节约技术,将NoC中空闲模块关闭以降低静态功耗。然而,传统的功率门控技术带来了诸如数据包唤醒延迟,盈亏平衡时间等问题。为了解决上述问题,该文提出代替功率门控路由器进行数据包传输的分区旁路传输机制(PBTI),并基于该旁路机制设计了低延迟低功耗的功率门控方案。PBTI使用相互独立的旁路分别处理东西方向传输的数据包,并在旁路内部使用公共的缓冲区以提高缓冲区利用率。PBTI可以在路由器断电时实现数据包的注入、传输和弹出。即使网络中所有的路由器均处于功率门控状态,数据包也可以从源节点传输到目的节点。当流量增大超过PBTI的传输能力时,路由器以列为单位进行统一的唤醒。实验结果表明,与不使用功率门控的NoC相比,所提方案降低了83.4%的静态功耗和17.2%的数据包延迟,同时只额外增加了6.2%的面积开销。相较于常规的功率门控方案该文功率门控设计实现了更低的功耗和延迟,具有显著的优势。

不同主横梁建模方式对弧门静动力学模拟结果影响

针对弧形闸门有限元分析中采用不同建模方式易造成数值模拟结果差异性的问题,以贵州乌江沙沱水电站大型露顶式弧形闸门为例,从计算原理角度探究了主梁翼缘采用节点耦合法、厚度叠加法两种建模方式对闸门静动力学计算结果(三维非线性静力学、模态分析和瞬态动力学)的影响。通过对比分析发现:采用厚度叠加的简化方式增加了构件的刚度,对闸门静力复核不利;两种建模方式对闸门干湿模态下的振型和自振频率影响较小;采用节点耦合法获取的支臂垂向振动程度较厚度叠加法结果略大,支臂与主横梁连接处敏感区域的动应力较厚度叠加法结果明显增大。两种建模方式对闸门整体结构属性影响有限,对支臂与主横梁连接处等敏感区域进行计算复核时应尽量采用节点耦合法,使计算结果更偏于安全。

露顶式弧形闸门闸坝一体化静动力学研究

针对现有露顶式弧形闸门静动力学分析存在一定简化的问题,应用ANSYS有限元软件对比分析了闸门单体和闸坝一体化的静动力学特性。以某水电站溢流表孔弧形闸门瞬启工况为例,建立了考虑止水摩阻、支铰体系和预应力锚索的闸坝一体化有限元模型。研究结果发现:在静力学方面,两侧止水对闸门各钢结构构件应力影响不大,最大差值为14.08%;闸坝一体化得出的固定支铰应力分布较闸门单体更为合理;锚块对闸门结构整体位移结果影响较大,闸门单体整体位移<不考虑锚索预应力的闸坝一体化整体位移<考虑锚索预应力的整体位移。在动力学方面,考虑流固耦合效应下止水降低了闸门结构的各阶频率;预应力锚索对闸坝一体化动力特性影响较小。

支铰与启闭杆对弧形闸门有限元计算影响分析

弧形钢闸门有限元结构计算中对支铰和启闭杆的不同简化处理方式,会造成闸门局部构件应力应变的结果差异,针对此问题,以贵州乌江某水电站溢流表孔三主横梁斜支臂弧形钢闸门为例,通过建立支铰体系间直接约束、创建柱坐标系、节点耦合和设置接触等4种连接方式,以及启闭杆结构直接约束、梁单元和实体单元等3种建模方式,综合对比了各建模方式对闸门静力计算结果的影响,在此基础上对该弧形钢闸门的静动力特性进行评价。结果表明:在支铰间设置接触连接方式的结果更为合理,建立柱坐标系约束及节点耦合方式的结果也较合理;启闭杆设置摩擦接触方法的位移结果更为合理,完全光滑的刚性域法的位移结果偏大,完全绑定的节点耦合方法的位移结果偏小。该工程表孔弧形闸门强度及刚度均满足规范要求,但各运行条件下闸门低阶振动频率与水流脉动主频较为接近。

纵向框架连接系对露顶式弧形钢闸门静动力特性影响分析

弧形钢闸门是水利枢纽中重要的泄水建筑物,根据事故案例发现弧形钢闸门多因支臂失稳而发生破坏,布置支臂连接系在一定程度上可以增强闸门稳定性,但目前连接系种类众多且无明确规范布置方法。以露顶式三支臂弧门为研究对象,采用CAD-CAE联合仿真的数值模拟方法综合探究了不同形式连接系对该闸门静动力特性的影响。结果表明:连接系的布置可以显著提高闸门刚度,改变闸门结构应力分布,降低最大应力;支臂内部腹杆和斜杆对闸门静动力特性提升效果显著,应进行优先布置;在数值模拟中支臂连接系等构件对模拟结果影响较大,采用空间有限元法对弧形闸门支臂校核时应尽量避免对支臂连接系进行过度简化。研究成果对弧形钢闸门支臂连接系布置及有限元计算具有一定参考意义。

基于无线静态应变测量技术的人字闸门背拉杆预应力调整研究

为研究无线静态应变测量技术在大型船闸金属结构件应变检测中的应用,利用无线静态应变测量技术开展工程实践,探讨了无线静态应变测量技术在船闸人字闸门背拉杆预应力调整应用中的可行性,并在2022年实施的某大型船闸计划性停航检修中,对下游两扇人字闸门背拉杆进行了改造及预应力调整。结果表明:经过通航之后运行检查,闸门使用效果良好。该技术能够提高检测的精度和传输可靠性,具有高效、便捷的优点,研究成果可为船闸人字闸门背拉杆静态应变测量提供新的解决方案,同时能够为人字闸门的检修提供可靠的数据支持。

闸门支臂结构合理形式研究及应用

针对斜支臂表孔弧形闸门中支臂结构易破坏及布置不尽合理等问题,采用空间体系法对斜支臂表孔弧形闸门支臂结构的布置形式进行系统研究。通过分析5种常用支臂结构形式对斜支臂表孔弧形闸门结构及支臂自身结构强度、刚度、稳定性和振动特性的影响,结合水工金属结构大数据技术,综合考虑闸门支臂在结构设计、制造加工、运输安装、运行维护等方面的优缺点,给出了表孔斜支臂弧形闸门支臂的合理结构形式,并阐明了支臂结构中竖撑和斜撑对支臂结构强度、刚度和稳定性的影响机理,研究成果经实际工程证明是合理的。

新型临时封堵钢闸门的研制与应用

随着城镇化的加快,工业和生活用水需求日益加大,提升原有水库泵站供水能力是解决这一困境的重要手段之一。以丁东平原水库为研究对象,以不影响向城区供水为前提,要求原进水池在不放空水的条件下,对其侧墙开孔接管。通过对现有作业环境和结构物的研究,采用了“簸箕”型封堵闸门+千斤顶的组合结构。其最大特点是利用进水池拉梁,在封堵钢闸门迎水面加装千斤顶这一创新性设计,使橡胶止水弹性变形受力由被动变为主动,更加有效地防止漏水、渗水问题,对下一工序侧墙开孔创造了干地条件。侧墙开孔采用了对原有结构破坏较小的金钢石绳锯静力切割技术。

基于Verilog-A的容栅传感器建模与仿真

介绍了容栅传感器结构及其工作原理,并针对容栅传感器应用系统设计验证中所遇到的困难,采用模拟硬件描述语言Verilog-A对其行为进行高层次建模,通过理论推导传感器信号与物理位移的关系和CadenceSpectre仿真器的验证,该模型正确又易于系统验证。

弧形钢闸门的静力分析

以密云水库第二溢洪道弧门改建工程为背景,对弧门的设计方案运用两种方法分别进行了静力应力分析,一种为规范规定的对水平∏形框架结构计算的平面体系方法,另一种为空间体系的有限单元法。对两种方法计算结果进行了分析对比,得出重力和空间效应对弧门应力情况有较大的影响,对弧门的设计和管理有一定的参考价值。

大跨度弧形闸门静动力学数值分析

针对大跨度弧形闸门结构受力复杂且易发生弯曲变形和振动问题,采用有限元软件ANSYS对弧形闸门进行分析计算,对闸门主要部件的应力状态及变形情况进行了校核,分析了闸门自振频率的影响因素,全面评估了闸门的安全性能。并以目前国内跨度最大的某弧形闸门为研究对象,对不同工况下闸门的刚度和强度进行了计算,考虑流体与闸门之间的流固耦合作用,利用附加水体法分析了水体对闸门自振频率的影响,同时还研究了不同开度闸门自振频率变化情况。结果表明,弧形闸门总体强度和刚度满足设计要求,主要部件存在局部应力集中;水体作用使闸门的自振频率有一定程度的减小;随开度的增加,闸门的振动频率有不同程度的增加。

采用GTO逆变器的±20 Mvar STATCOM

介绍了河南省电力局与清华大学联合研制的± 2 0 Mvar静止补偿器 (STATCOM)。该装置采用 4重共 48只 GTO的电压型逆变器以消除输出电压中 1 2 k± 1 (k=1 ,2 ,3… )次以外的谐波 ,GTO单管容量为 4.5k V/4k A。设计了一种新型的 GTO过电流保护、GTO关断过电压吸收电路及直流过电压抑制方法。控制器采用双机热备用结构 ,其采样、控制计算及脉冲发生器均采用基于32位数字信号处理器 TMS32 0 C31的高速数字控制方式。该装置已于 1 999年 4月投入现场试运行 ,结果证实了文中所给出的各种设计方法的正确性及可行性。

静电感应器件栅源击穿特性的改善

对静电感应器件的栅源击穿特性做了实验研究。结果表明：当使用高阻单晶材料（ＮＤ＝１×１０１４ｃｍ－３）作为芯片的衬底和沟道，沟道的半宽度小于零栅压耗尽层宽度且源区外延层掺杂浓度较高（Ｎｅｐｉ＞１×１０１６ｃｍ－３）时，器件的击穿电压ＢＶｇｓ０基本上局限在１０Ｖ以下，与外延层的厚度没有明显关系。作者指出，静电感应器件栅源击穿的特点是由于沟道宽度较窄和源区与沟道区掺杂浓度差异较大两方面的因素共同决定的。在这种情况下，栅源击穿电压ＢＶｇｓ０与半导体的击穿电场Ｅｂ和沟道宽度Ｗ的关系可表示为ＢＶｇｓ０＝１／２ＥｂＷ。提高ＢＶｇｄ０的有效途径应是尽可能地使外延层的掺杂浓度和沟道（衬底）的掺杂浓度相接近。

锈蚀对弧形闸门工作性态的影响分析

利用ANSYS软件建立了某弧形闸门三维有限元模型并模拟其表面锈蚀,通过对比分析闸门表面未设锈坑、设置锈坑两种情况,得出锈蚀对弧形闸门内力分布及静力稳定的影响不可忽视、对现役工作闸门实行定期的检测和维护是必要的。

锈蚀对弧形钢闸门静力性能的影响分析

以七一水库弧形钢闸门为研究对象,重点对闸门面板、主梁、支臂等部位进行涂层厚度检测与锈蚀检测,并分析检测结果;结合检测数据和设计图纸分别建立锈蚀前后的弧形钢闸门三维有限元模型,对锈蚀前后的弧形钢闸门静力性能进行计算,并分析模拟各构件不同锈蚀深度情况下对弧形钢闸门静力性能的影响。分析结果可知:锈蚀对弧形钢闸门面板、主梁、支臂等构件的应力分布影响十分有限,但会增大相应构件的应力值;锈蚀对钢闸门静力性能的影响主要体现为承载力降低,对刚度的影响较小;特定部位的锈蚀会对弧形钢闸门各个构件的强度都造成不同程度的削弱;锈蚀程度的加深将加速闸门构件强度的降低。

±20 Mvar STATCOM的工业现场测试及试运行

介绍了河南省电力局与清华大学联合研制的± 2 0 Mvar静止补偿器 (STATCOM)的构成 ,并结合该装置的并网试验及并网运行后的负载试验给出了装置在启动、桥臂直通保护、GTO故障诊断及 GTO驱动电源等方面的一些设计经验 ,给出了无功跳变等现场测试结果。

一种片上低触发电压高耐压NMOS ESD防护结构设计

设计了一种触发电压低于10 V,HBM耐压超过4kV的低触发、高耐压NMOS ESD防护结构.通过带钳位的栅耦合RC网络来适当抬升ESD泄放管栅压与衬底电压.在提高泄放能力与降低触发电压的同时,依然保持了较高的二次击穿电流It,从而增强了MOS防护结构在深亚微米CMOS电路中的ESD防护能力.该结构最终在CSMC HJ018工艺流片,并通过TLP测试平台测得触发电压低于10V,二次击穿电流3.5A,达到设计要求.

利用偏振门方案和静电场组合控制阿秒脉冲的产生

本文理论研究了5 fs,800 nm的左旋圆偏振和右旋圆偏振激光组合的偏振门方案叠加静电场作用下氦原子的高次谐波发射及阿秒脉冲的产生.研究发现,加入的静电场可以控制量子轨道,进而抑制量子干涉效应.当静电场系数α为0.1时,高次谐波谱出现双平台结构且比较平滑,通过小波分析,发现对第二平台有贡献的主要是一个短轨道,通过叠加第二平台区域50 eV(160 eV～210 eV)的连续谐波,我们得到了80 as的阿秒脉冲.

多目标电网无功优化的量子遗传算法

在传统无功优化模型中引入静态电压稳定指标,建立了以网损最小、静态电压稳定裕度最大为目标的多目标无功优化模型。还介绍了量子遗传算法,它是一种基于量子计算概念的智能算法,用量子比特为基本信息位编码染色体,用基于量子概率门的量子变异实现个体进化,其收敛速度和全局寻优能力优于传统进化算法。将该算法用于电力系统无功优化并仿真计算了IEEE14、30节点系统,结果验证了模型和算法的有效性。

±20MvarSTATCOM总体设计

介绍了由河南省电力局和清华大学合作研制的± 2 0 Mvar STATCOM的应用背景 ,以及STATCOM的基本原理及大容量 STATCOM的整体方案设计 ,并且给出了± 2 0 MvarSTATCOM在所运行的变电站与系统的连接、装置的整体构成及设计思路。