基于集合卡尔曼滤波的渤海水位低频波动数值模拟

风松弛导致亚潮尺度的水位低频波动是渤黄海秋冬季常见的海洋动力过程,这一过程的数值模拟要求模型空间范围要覆盖整个渤黄海区域甚至是整个东部陆架海区域。对于以渤海海峡为开边界的渤海模型,则由于风区过小无法再现这一过程。针对这一问题,本文在渤海模型上使用集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,ENKF)进行同化,成功再现了这一现象,并进一步分析了ENKF同化的作用及其影响因素。主要结论如下:渤海的水位低频波动与输入渤海的开边界水位有关,仅使用潮汐数据和风场数据无法准确地模拟出渤海水位的变化,然而通过ENKF同化则可以再现渤海内的水位低频波动,且同化效果优于两类不同开边界输入的结果。ENKF同化的准确性与集合数目以及观测数据采样位置有关。集合数目越多同化效果越强,但超过40个集合后,同化效果改善不明显。使用的观测数据应尽量均匀分布且要远离开边界。

基于定频MPC的飞跨电容储能双向直流变换器低频波动功率抑制策略

为抑制直流母线低频波动功率对储能系统的影响,以飞跨电容双向直流变换器为研究对象,提出基于单目标定频模型预测控制(model predictive control,MPC)低频波动功率抑制策略。为降低传统MPC算法的运算负荷,通过对变换器数学模型进行分析,提出一种单目标定频MPC控制算法。该算法仅需通过电感电流单目标约束函数,即可实现对系统电流及双端飞跨电容电压的控制,无须对两端飞跨电容电压进行独立寻优,极大地降低了计算量。为实现对储能系统低频波动功率的抑制,引入低频波动功率抑制算法,通过与所提MPC算法的融合,使最终控制方案能够在实现储能控制目标的前提下,具备低频波动功率抑制能力,且保持良好的动态性能。通过搭建小功率实验平台对所提控制策略的有效性进行了验证。

2004/2005年冬季强寒潮事件与大气低频波动关系的研究

2004/2005年冬季中国出现了两次大范围寒潮过程,造成长时期的降温和严寒天气,从而改变了从1986年以来中国大部分地区连续出现18个暖冬的局面。利用2004年10月1日～2005年3月31日中国740站逐日平均温度和NCEP/NCAR的逐日高度场和风场资料,分析了2004/2005冬季的强寒潮事件,并对寒潮爆发的周期、低频波动特征及其影响寒潮爆发的可能原因进行研究。结果表明：2004/2005年冬季两次主要强寒潮事件（12月22日～1月1日和2月14～21日）是在强10～20天低频振荡背景下发生的。在一次季节内低频振荡过程中,寒潮经历了高空形势相似的3个阶段,它们分别是乌拉尔东侧阻塞脊建立、阻塞脊下游横槽发展、横槽转竖与南支槽耦合重建东亚大槽最后导致寒潮爆发。进一步分析表明,乌拉尔东侧阻塞脊和里海高度脊是导致这两次寒潮的主要系统。研究还表明在寒潮爆发过程中,10～20天低频波动在40°N南北独立传播,南北波列耦合寒潮全面爆发;寒潮爆发后期低频波动引起我国东南部低空辐散异常、高空辐合异常,从而导致我国南部地区偏北风增强,使寒潮向南爆发程度和高空东亚急流明显加强。

汶川地震前地脉动低频波动现象及其应用的初步研究

通过对距离汶川地震余震区较近的武都地震台震前连续记录资料的傅里叶频谱特征分析,发现在震前临震阶段,频率为0.1-0.3Hz的地脉动幅值出现快速、持续地增大现象;连续跟踪观测和试验表明,该现象在2008年7-9月间发生的多次地震前在多个台站出现,这种现象具有重现性,在时间上具有持续性,在空间上由震中及其附近或某个“位置”向外围扩散。对该特殊频率波动的物理本质、与震源和孕震动力学过程的关系等研究有可能对临震预测具有意义。

新型低压氧舱治疗低频波动性感音神经性听力损失的临床前瞻性研究

目的探讨新型低压氧舱方法治疗低频波动性感音神经性听力损失的临床效果。方法采用低压氧舱模拟低气压环境对20例低频波动性感音神经性听力损失患者进行治疗。治疗方案为三个循环，以3m／s的速度从正常大气压降至2200m海拔气压水平（约78．6kPa），保持5min后，以1m／s的速度增压至1100m气压水平；随后以同样的速度完成第二、三个循环，最后以1m／s的速度恢复至正常大气乐。患者在550m海拔以上气压水平以150L／h的流速采Ⅲ鼻吸管持续吸氧。每日治疗1次，5次为1疗程。轻度听力损失治疗1个疗程，中度听力损失一般治疗2个疗程，每疗程间休息2d。对比分析治疗前后患者纯音测听结果及耳闷堵、耳鸣、颅呜主观症状程度变化。结果20例患者全身状态良好，无不良反应。听力损失治愈7例，改善4例，无效9例，总有效率为55％（11／20）。轻度和中度听力损失两组患者听力疗效之间的差别有统计学意义（P〈0．05）。耳闷堵感治愈17例，有效2例，无效1例，总有效率为95％（19／20）；耳呜有效12例，无效8例，总有效率为60％（12／20）；颅鸣共2例，无效。随访4-6个月，治疗有效的患者仅1例因上呼吸道感染后耳闷堵感复发，重复低压氧舱治疗效果为有效。结论新型低压氧舱为一种无创伤性治疗方法，对低频波动性感音神经性听力损失有较好的治疗效果，尤其是可显著改善患者的耳闷堵感，具有重要的临床应用价值。

PWM开关DC-DC变换器的低频波动

为了揭示 PWM 开关变换器输出电压出现低频波动的规律,基于电感电流和输出电压包络的波动频率远低于变换器的开关频率的假设,建立了变换器中电感电流和输出电压包络的微分方程,并在 s 域进行分析,得出了变换器的闭环输出-输入电压传递函数,采用胡尔维茨稳定判据得出了变换器的稳定条件,分析结果表明:反馈环节的滞后是造成变换器输出电压出现低频波动的原因。采用零极点分析的方法确定了变换器低频波动的频率,利用变换器拓扑结构的约束关系,得出了变换器低频波动的幅值。采用SPICE 仿真和实验的方法验证了理论分析结果的正确性。

双频率控制开关变换器低频波动现象抑制方法

针对传统双频率控制技术应用于电感电流连续导电模式开关变换器时存在的电感电流和输出电压低频波动问题,在介绍该技术控制原理的基础上,建立了输出电容储能迭代模型,利用该模型揭示了一个开关周期内电感储能变化量不为零是产生低频波动现象的根本原因。为解决此问题,通过将电感电流信息引入反馈控制环路,提出并研究了峰值电流型固定关断时间双频率控制技术,分析了该技术的工作原理和低频波动现象抑制机理。通过与传统双频率控制技术进行仿真和实验对比研究,结果表明峰值电流型固定关断时间双频率控制方法能够有效抑制低频波动现象的发生。

低频波动采油对径向储层初始渗流的影响

分析低频波动作用下饱和单相渗流流体径向孔隙介质的物性变化,可揭示低频波动采油对井筒附近具有变化压力梯度的实际储层渗流的影响。通过构建低频波动对径向储层初始渗流影响的弹性波传播控制方程,考虑弹性波与井筒周围初始时刻流动方向的一致性,采用映射网格与边界层加密进行物理模型网格划分,以削弱弹性波边界虚假反射;通过COMSOL系统有限元模拟,对比波动耦合渗流和Biot流动、初始径向渗流的物性特征,以与半解析解的差异,说明数值模拟揭示低频波动影响下储层物性参数周期性变化的有效性。研究结果表明:波动耦合渗流不等于初始径向渗流与Biot流动的简单叠加;震源位于注入井时,低频波动对径向渗流场具有明显的降压、增速和增孔作用,越靠近注入井,效果越明显;研究区基础参数条件下,局部最大压降达40%,距离井筒中心10 m范围内相对流速明显增加;低渗透率、高孔隙度时低频波动对渗流的促进作用更为明显。

厦门港水动力因素低频波动特征及其机制分析

本文根据历史水文气象资料,用条件谱分析方法,分析了厦门港水动力因素低频波动特征并探讨其发生机制。结果表明,低频波动清楚地表现为水位和表层盐度的波动。厦门港水位的低频波动主要源自平潭站的水位波动,风的贡献是次要的;条件谱分析难以描述表层盐度低频波动和九龙江径流波动的复杂关系。

基于低频波动挖掘和高频校正的风电超短期预测

相较于风电高频分量较高的随机性,风电的低频波动分量更能代表风电的未来走向。为此,提出一种基于低频波动挖掘和高频校正的风电超短期预测方法。为解决在全部低频过程中利用输入风电序列直接挖掘相似过程时出现的模式不匹配的问题,采用分类挖掘的方式。首先将低频波动过程划分为上爬坡、下爬坡、低出力、恒出力和其他5类模式,根据历史风电数据分别获取5类模式集。然后考虑输入序列的波动变化趋势将其截取为目标序列,在判断目标序列所属类别的基础上,挖掘所属模式集中的相似波动过程,进而得到相似波动的未来趋势,将其组成未来趋势矩阵。为解决直接依据低频分量得到预测结果的高频分量缺失问题,以未来趋势矩阵为输入,以风电实际值为输出,建立基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)的高频校正模型,利用LSTM模型学习低频波动性输入与实际输出的关联性,弥补低频波动模式中的高频分量,使得模型预测结果既利用波动性挖掘保证模式相似的准确性,又学习了高频分量保证风电功率的完整性。最后,以美国可再生能源实验室提供的加州海岸某风电场数据进行算例分析,验证所提方法的可行性和有效性。

夏季低频波动E矢量分布特征及其与时间平均流的关系

由于EP通量在研究水平波动中的局限性,Hoskins等人将其扩张到三维空间,在准地转无辐散条件下得到了表征水平面的波动待正的诊断量E矢量(v^(12)—u^(12),—u’v’),这为水平面上的波动传播的研究提供了有利条件。Simons等人将E矢基和时间平均气流联系起来,运用波流相互作用的正压不稳定能转换原理。讨论了正压不稳定模对PNA型产生的影响。作者将E矢量运用到30—60天周期振荡的研究中,指出时间平均流的正压不稳定能的转换对30—60天周期振荡动能具有维持作用。本文将在原来工作的基础上,利用E矢量及其与时间平均流的关系。运用1985年6—9月200hPa的欧洲中心资料,计算了30—60天低频波动的E矢量分布特征,从而讨论其水平结构与传播及其与时间平均气流的相互作用。

冬季寒潮期间黄、渤海水位低频波动研究

利用POM(Princeton Ocean Model)海洋数值模式建立渤、黄、东海冬季三维环流动力学区域模型。模型在海-气边界使用包括风应力、气压和热通量的大气驱动,海洋边界使用西太平洋模式提供的环流和潮位驱动,综合模拟潮波运动、温度、盐度、环流变化和水位低频波动。模拟了2001年1月寒潮过境时黄、渤海水位低频波动及流场变化,分析了其对大风过程、气压、降温的响应,发现冬季强劲的北风和西北风都可以通过抽吸振荡在渤、黄海诱发水位的低频波动,东北风则由于地形影响不能诱发渤、黄海的低频波动。气压和降温只是在波动幅度上有一定的影响。波动发源于渤海和北黄海,最大波幅可以达到0.6m。波动进入南黄海后有沿黄海深槽西侧传播的倾向,波动幅度在传播过程中逐渐减小。

双外腔反射半导体激光器中低频波动的研究

从麦克斯维方程组出发 ,推导得出了双外腔半导体激光器在任意量双外部反馈情况下的速率方程 利用数值分析方法 ,研究了双外腔反射半导体激光器的动态特征 研究发现 :当激光器注入电流高于阈值时 ,双外腔反射会引起激光器输出的低频波动现象 并研究了低频波动的频率与反馈量的关系 。

基于重复-迭代学习复合控制的永磁同步电机转速低频波动抑制策略

为了解决重复控制抑制转速低频波动时存在的较大延时和时间复杂度问题,提出了一种基于重复-迭代学习复合控制的转速低频波动抑制策略。分析了重复控制抑制转速低频波动产生较大延时和计算量的原因,将迭代学习控制抑制周期脉动只需延时一个采样周期的优势与重复控制结合,提出了一种重复-迭代学习复合控制器,并给出了该复合控制器的参数设计与具体实现,同时对其稳定性开展了研究。仿真和实验结果验证了所提出的控制策略能有效抑制转速低频脉动,且延时小,时间复杂度低,实现简单。

倒装式低附加弯矩联轴器在解决离心压缩机低频波动振动中的分析与应用

本文主要针对某类型离心压缩机厂内试车过程中发生的风机振动超标、振动值波动大的问题进行分析,指出细长的齿轮轴和联轴器单悬臂结构在高速旋转时,细长悬臂轴刚性不足引起的弯曲变形、半联轴器较大的附加弯矩是引起振动的主要原因。

铝电解槽电压低频波动的研究

根据在工业侧部导电阳极铝电解槽上的观测,发现槽电压的低频波动与电解槽的工艺状况有密切的关系。槽电压的低频波动按其性质可归纳为“气膜电阻波动”、“铝液短路波动”、“极距周期起伏”和“电压随电流跃动”等四种基本类型。并且,它还可以进一步分为多种波动形式。不同波动形式是不同工艺状况的表现,具有各自的特征。这对于开发槽电压低频波动作为铝电解工艺的信息资源具有重要意义。

接触网电压低频波动特征研究

基于接触网检测车的电压测量方式,分析典型的接触网电压低频波动现象,采用信号变换、数理统计和小波分析等方法对大量检测数据进行分析,总结接触网电压低频波动的幅值、频率、波动动态过程等特征,为接触网电压低频波动故障诊断提供参考。

应用低频波动振幅技术评估多菌种益生菌对失眠障碍患者脑功能的影响

目的应用静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)-低频波动振幅(ALFF)技术分析失眠障碍(ID)患者应用益生菌干预前后局部脑区神经活动的强度变化,探讨益生菌对ID患者睡眠、情绪的改善作用。方法2022年12月—2023年12月河南省人民医院诊治ID患者32例,随机分为观察组20例和对照组12例。观察组给予多菌种益生菌(由瑞士乳杆菌、副干酪乳杆菌、嗜热链球菌组成),对照组给予包装及规格与多菌种益生菌相同的安慰剂,均每日晚饭后温水冲服或直接口服,6 g/d,连续4周。比较2组干预前、干预4周后匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)、失眠严重程度指数(ISI)、汉密尔顿焦虑量表(HAMA)、汉密尔顿抑郁量表(HAMD)评分;采集2组干预前、干预4周后rs-fMRI数据进行ALFF分析,计算ALFF值。结果干预前观察组PSQI[(14.400±2.872)分]、ISI[(15.950±5.083)分]、HAMA[(10.200±8.575)分]、HAMD[(12.150±7.842分)]评分与对照组[(13.250±2.340)、(13.917±4.316)、(14.167±9.331)、(11.833±4.529)分]比较差异均无统计学意义(t=0.492,P=0.488;t=1.484,P=0.233;t=0.746,P=0.359;t=1.856,P=0.183)。观察组干预后PSQI[(9.200±2.984)分]、ISI[(10.750±5.693)分]、HAMA[(9.465±7.300)分]、HAMD[(8.350±7.205)分]评分均低于干预前(t=7.984,P<0.001;t=4.690,P=0.001;t=2.610,P=0.017;t=2.916,P=0.009);对照组干预后HAMA评分[(11.167±7.481)分]低于干预前(t=2.324,P=0.040),PSQI[(12.667±2.535)分]、ISI[(13.250±5.561)分]、HAMD[(12.250±5.011)分]评分与干预前比较差异均无统计学意义(t=1.541,P=0.152;t=0.842,P=0.417;t=-0.392,P=0.702)。干预后观察组PSQI评分低于对照组(t=-3.358,P=0.002),ISI、HAMA、HAMD评分与对照组比较差异均无统计学意义(t=-1.213,P=0.235;t=-1.205,P=0.238;t=-1.646,P=0.110)。观察组干预后右侧颞上回ALFF值低于干预前(GRF校正,体素水平P<0.01,团块水平P<0.05);对照组未发现干预前后ALFF值差异有统计学意义的脑区。结论ID患者应用多菌种益生菌后睡眠质量改善,焦虑、抑郁情绪缓解,可能与多菌种益生菌改变了睡眠、情绪相关脑区神经活动的强度有关;rs-fMRI-ALFF技术可客观评估干预前后脑功能变化。

基于超宽频带地震计的低频长周期波动初步研究

在梳理分析成都地震监测中心站超宽频带地震计JCZ-1T记录的测震资料时发现,资料中存在低频长周期波动。本文中利用水电站冲闸实验与低频长周期波动波形实时形态进行对比分析,证明了低频长周期波动与台站附近水电站冲闸作业存在直接关联性,并且从实验中得到影响低频长周期波形形态变化的两个重要因素分别为冲闸时间以及冲闸规模。根据实验结果认为低频长周期波动实际反应的是水电站冲闸时水位和水流量从发生急剧变化到逐步恢复平静的“振荡”过程。

单侧听力障碍患者静息态脑功能磁共振低频波动振幅差异及其与临床听力的相关分析

目的探讨单侧听力障碍患者静息态脑功能磁共振低频波动振幅(ALFF)差异及其与临床听力的相关性。方法回顾性纳入2020年10月至2022年10月在首都医科大学附属复兴医院就诊的45例单侧听力障碍患者[男12例,女33例,年龄37~67(46.0±9.7)岁]和31名听力正常的对照者[男9名,女22名,年龄36~67(46.0±10.1)岁]。所有受试者均接受血氧水平依赖(BOLD)静息状态功能磁共振成像和高分辨率T 1加权成像检查。将患者分为左侧听力障碍组(24例)和右侧听力障碍组(21例)。数据预处理后,计算和分析评估患者和对照者之间ALFF指标的差异,并对统计结果进行高斯随机场(GFR)校正。结果听力障碍患者总体比较分析,三组间单因素方差分析显示仅在右侧楔前叶出现ALFF值异常(GRF校正后P=0.002);听力障碍组ALFF值高于对照组有1个团簇(峰值坐标为:X=9、Y=-72、Z=48,T=5.82),涉及左侧枕中回、右侧楔前叶、左侧楔叶、左侧枕上回、右侧楔叶、左侧楔前叶、左侧顶上回、左侧角回(GRF校正后P=0.031);听力障碍组ALFF值低于对照组有3个团簇(峰值坐标分别为:X=57、Y=-48、Z=-24,T=-4.99;X=45、Y=-66、Z=0,T=-4.06;X=42、Y=-12、Z=36,T=-4.03),涉及右侧颞下回、右侧颞中回及右侧中央前回(GRF校正后P=0.009)。左侧听力障碍组与对照组相比,ALFF值高于对照组有1个团簇(峰值坐标为:X=-12、Y=-75、Z=45,T=5.78),涉及左侧楔前叶、右侧楔前叶、左侧枕中回、左侧顶上回、左侧枕上回、左侧楔叶及右侧楔叶(GRF校正后P=0.023)。右侧听力障碍组与对照组相比,ALFF值高于对照组有1个团簇(峰值坐标为:X=9、Y=-46、Z=22,T=6.06),涉及左侧枕中回、右侧楔前叶、左侧楔叶、右侧楔叶、左侧枕上回、右侧枕上回(GRF校正后P<0.022);ALFF值降低的脑区位于右侧颞下回(GRF校正后P=0.029)。异常脑区ALFF值与纯音平均值(PTA)的Spearman双尾相关分析显示,仅在左侧听力障碍组中异常脑区的ALFF值与PTA具有相关性(PTA=2000 Hz,r=0.318,P=0.033;PTA=4000 Hz,r=0.386,P=0.009)。结论左侧与右侧听力障碍患者的大脑内部活动发生异常,且听力受损的严重程度与脑区功能整合的差异有关。