Maxwell理想气体分子能量分布的相对论修正

考虑到任何物质都有静止能量,对理想气体Maxwell能量分布进行了相对论推广,给出了修正后的相对论Maxwell能量分布函数及最可几能量和平均动能。

基于分布鲁棒优化的车-站-网日前能量管理与交易

为考虑上级电网电价、光伏出力等多重多层级不确定性对车-站-网互动博弈模型的影响,且充分体现配电网主动管理技术支撑效果,文中提出了一种基于分布鲁棒优化的车-站-网能量管理与交易方法。首先,针对主动配电网内多元主体能量管理与交易问题,建立了配电网运营商、充电站和电动汽车的日前市场互动框架。其次,融合主动网络管理技术和网络约束,在配电网运营商与聚合了电动汽车的多个充电站之间构建了以多主体各自利益最大为目标的双层Wasserstein分布鲁棒互动博弈模型。然后,提出了结合Karush-Kuhn-Tucker条件、对偶原理和大M法的化简方法以解决多层级不确定性造成的求解难题,将双层Wasserstein分布鲁棒模型转化为单层混合整数二阶锥规划模型,并利用商业求解器YALMIP/GUROBI进行了求解。最后,通过算例仿真验证了所提模型和方法的有效性。

典型高铁线路城区场景多径能量分布研究

在高铁列车运行场景中,研究多径能量分布有助于设计、优化无线通信系统。利用射线跟踪技术,在5G-R系统2.1GHz频段开展无线信道仿真研究,从射线跟踪计算结果中分类统计不同类型地物多径能量,对典型高铁线路城区场景的空间域特征和多径能量分布进行分析。研究表明:在密集城区高架桥场景下,多径能量的来源主要是结构模型、城市开阔区域反射体和建筑物,其分别占据总能量的58%、32%和10%,其余绿地等地物类型产生的多径能量可以忽略不计;而在开阔城区场景下,绿地产生的多径能量占比为14%,远高于密集城区场景下的1%,因此不能忽略绿地等地物类型的影响。该研究成果对射线跟踪技术在场景建模方面的轻量化处理具有参考价值,可为高速铁路5G-R的设计和优化提供技术支撑。

基于小波变换算法的普朗铜矿爆破振动信号能量分布研究

小波变换算法能够对爆破振动信号的频率、能量分布特征进行研究,按照不同的主振频带对爆破振动信号进行分解及重构,已被广泛应用于爆破振动稳定性分析以及矿山安全生产管理。针对在矿山复杂条件下爆破振动信号易受干扰等问题,以普朗铜矿南部拉底爆破振动数据为研究对象,采用小波变换算法分析振动信号0~125 Hz各个频率段能量分布情况,通过HHT算法、STFT算法分别对爆区近区、爆区远区开展能量分布及其衰减规律的研究。研究结果表明:在0~125 Hz频率段范围内,爆区近区和爆区远区能量衰减速度和分布不同,爆区近区能量主振频率分布在15.62~<31.20 Hz频率段,爆区远区能量主振频率分布在46.87~<93.75 Hz频率段。在15.62~<31.20 Hz频率段,爆区近区比爆区远区能量占比平均多出14.1%;在46.87~<93.75 Hz频率段,爆区远区比爆区近区能量占比平均多出18.65%。基于本次爆破施工所监测到的普朗铜矿南部巷道区域爆破振动数据得出,在0~125 Hz频率段范围内,爆区近区能量衰减速度较快且能量分布不集中,爆区远区能量衰减速度较为缓慢且能量分布密集;爆破振动能量随着传播距离增加,能量虽有所衰减,但能量分布更为集中。分析结果表明,小波变换算法可以真实反映振动信号的能量分布情况,为研究爆破振动效应下的井下构筑物的结构安全提供有效的分析手段。

用于激光无线能量传输的分布式最大功率点追踪系统研究(内封面文章)

在激光无线能量传输中,由于瞄准系统误差和物体遮挡的影响,光电池阵列接收到的激光辐照分布不均匀,导致光电池阵列组串内的电池间出现电流失配,输出功率下降。针对该问题,采用分布式最大功率点追踪(Distributed Maximum Power Point Tracking,DMPPT)技术,减少光电池阵列组串内的电池间电流失配,并用并联型Boost(PT-Boost)电路替代传统Boost电路,降低DC/DC转换器的输入电流纹波,使DMPPT系统获得高追踪效率。实验结果表明,相较于传统Boost电路,PT-Boost电路的追踪效率提高3.6%,达到93.5%。在上述研究的基础上,设置了遮光率分别为0%、25%和50%的激光无线能量传输场景,DMPPT系统整体效率分别达到了93%、92.6%和90.3%。该研究结果对激光辐照不均匀场景下激光无线能量传输的最大功率点追踪指导意义。

深部岩体爆破冲击波能量分布特征

地应力对岩体爆炸应力与爆炸能量的分布有重要影响。针对深部岩体爆破冲击波能量分布,基于叠加原理,计算地应力和爆炸荷载双重作用下岩体爆炸应力分布,结合岩体破坏准则,得到了冲击波作用下深部岩体的破坏特征,分析不同工况下传递入深部岩体引起爆破扩腔、径向裂隙扩张及岩石弹性变形的冲击波能量占比,采用数值模拟方法探究了地应力对岩体爆破冲击波能量分布的影响。研究结果表明:岩体性质、炸药性能及地应力水平均会对深部岩体冲击波能量分布产生显著影响;高地应力环境下,硝铵炸药传递入硬岩(花岗岩)的冲击波总能量占比及有效能量的占比较于软岩(页岩)更小,与低性能炸药相比,采用高性能炸药爆破时传递入花岗岩的冲击波总能量占比及有效能量的占比更大;随地应力增大,用于爆腔膨胀的冲击波能量占比基本不变,用于裂隙扩张的冲击波能量占比近似呈线性减小,用于引起弹性变形的冲击波能量占比近似呈指数增长;高地应力环境下,传递入岩体的冲击波总能量占比虽然较大,但有效能量的占比较小;研究成果可为改善深部岩体爆破冲击波能量分布及提升岩体爆破效果提供参考。

磁耦合共振式无线电能传输空间能量的分布规律研究

无线电能传输是一种在电源和负载之间不需要任何物理接触就可以传输电能的技术。随着该技术的逐渐普及,磁耦合谐振式无线电能传输因其特有的中短距离传输的高效性进入人们的视野。文章基于磁耦合共振原理设计制作了研究装置,首先分析了在磁耦合共振条件下能量分布随线圈距离以及角度的关系,并基于以上关系得出能量在空间中的分布规律图像。

考虑高斯能量分布的复杂表面航天器激光雷达散射特性分析

针对复杂表面航天器在激光雷达照射下散射特性模拟不准的问题,通过表面建模和激光特性修正进行了解决。该方法首先通过高斯能量分布法对激光光束模型进行修正;然后基于有限元的思想,针对航天器复杂表面非光滑、非连续以及多材质等特性,利用改进Z-buffer的消隐算法解决了复杂航天器表面建模问题;最后建立了面向激光雷达的复杂表面航天器激光雷达散射截面的计算方法。仿真分析表明:航天器不同姿态下的激光雷达散射截面精度提升了14 58%,为后续面向激光雷达的隐身设计奠定了基础。

考虑用户舒适度和能耗均衡的分布式电采暖能量调节优化算法

为了实现分布式电采暖系统运行的经济性和舒适性,克服分布式电采暖能量调节优化算法收敛性差的问题,提出考虑用户舒适度和能耗均衡的分布式电采暖能量调节优化算法。根据人体自身热平衡条件和环境状态建立用户舒适度模型,结合采暖用户的行为特性确定采暖用户的偏好因子,在此基础上,基于能耗均衡目标建立分布式电采暖能量调节优化目标函数,以用户舒适度和能耗均衡为目标对目标函数求解,得到的最优解即为能量调节最优方案。实验结果表明,提出的考虑用户舒适度和能耗均衡的调节优化算法线性误差小、收敛速度快,能够促进用户使用电采暖系统的积极性。

基于虚拟直流电机的分布式储能系统能量动态分配策略

为了增强直流微电网中分布式储能系统的惯性,并在线路阻抗不匹配的情况下实现各储能单元(energy storage unit,ESU)的荷电状态(state of charge,SOC)均衡,提出一种基于虚拟直流电机(virtual DC machine,VDCM)的分布式储能系统能量动态分配策略。首先,将VDCM技术应用到储能侧控制中,利用VDCM的输出特性增强系统的抗扰能力。然后,利用电枢回路方程输出特性,并根据储能系统能量分配需求,动态设计虚拟电枢电阻,使其可随SOC在规定界限内自适应变化,实时调整各变换器的输出功率,并引入压降调节因子动态微调各变换器输出虚拟压降至相等,从而补偿线路阻抗的不匹配度,实现各ESU的SOC均衡。此外,采用一致性算法在相邻ESU间获得所需平均值信息,增强系统的可扩展性。最后,搭建光伏多储能直流微电网系统模型,仿真和实验结果验证了所提控制策略的合理性和有效性。

动荷载作用下深部巷道围岩动态应力分布规律及能量演化特征

巷道开挖后,围岩地应力集中分布和外界动荷载扰动是影响巷道安全稳定的2个重要因素。基于有限模型和LS-DYNA的隐—显式计算功能,分析了初始应力分别为10、30、50 MPa的岩体巷道在动荷载作用下的力学响应,获得了巷道围岩动态应力分布、能量变化及演化规律和动态变形损伤特征。研究结果表明,动荷载作用下,动态压应力集中主要分布在巷道顶部和底角附近,动态拉应力集中主要分布巷道两帮;压应力集中程度随初始应力的增大而减小,拉应力集中区域无明显变化;动载入射侧围岩质点位移和振动速度始终大于透射侧;随着初始应力的增大,围岩质点位移增大,振动速度减小;动荷载会引起围岩起初始应变能释放,岩石的应变能密度降低;巷道围岩的动态损伤总是从巷道顶部附近开始,且围岩损伤程度和范围都会随初始应力的增加而增大。

微电网分层分布式能量优化管理

文章旨在探讨微电网分层分布式能量优化管理的方法。提出了一种创新的分层分布式能量优化管理策略,通过将微电网层次化管理,实施分布式能量管理算法,旨在最大程度提高能源利用效率、降低能源成本,并满足用户需求。通过仿真试验和性能评估,验证了该策略在提升微电网能源经济性和可靠性方面的有效性与优越性。结果表明,微电网分层分布式能量优化管理对提高微电网的能源经济性和可靠性具有显著作用,为微电网的未来发展和应用提供了实质性的指导。

基于Maxwell分布的冻融砂岩本构模型研究

针对砂岩本构模型的冻融损伤问题,运用Maxwell分布理论,结合损伤力学原理推导砂岩的冻融受荷载耦合损伤模型,依据单轴压缩试验应力-应变曲线与本构模型进行拟合,基于有限元模拟软件,开展了不同冻融次数下砂岩的单轴压缩试验,并对本构模型进行验证。研究结果表明:岩石能量密度参数β由冻融0次的0.0069增加至50次冻融末的0.0096,与冻融之间呈现明显的非线性特征;砂岩总损伤曲线的起点由0逐渐上升至0.677,在峰值应变周围砂岩总损伤明显增加;对比云图可知,随着冻融次数的增加,砂岩破碎的程度越大。

Maxwell分布的图像特征及统计分析

针对Maxwell分布,首先,考察了Maxwell分布的图像特征,从理论上证明了失效率函数、平均失效率函数和平均剩余寿命函数的单调性;其次,在全样本场合下,给出了尺度参数的极大似然估计、矩估计,考察了估计的无偏性,证明了估计的相合性,并通过模拟比较了点估计的优劣;然后,还给出了求尺度参数区间估计的3种方法,通过模拟比较了区间估计的优劣;最后,通过模拟算例及实例分析说明了所提出方法的适用性,具有一定的实用价值。

基于机会约束规划的含智能楼宇主动配电网分布式能量管理策略

为实现集成智能楼宇(intelligent building,IBs)的主动配电网(active distribution network,ADN)灵活运行,该文提出一种基于机会约束规划的含IBs的ADN分布式能量管理策略。首先,基于建筑物的热惯性,构建含空调柔性负荷的IBs数学模型;其次,综合考虑楼宇侧与网络侧的运行约束,建立基于Dist Flow的集成IBs的ADN数学模型;然后,考虑到光伏(photovoltaic,PV)出力与外界温度的不确定性,利用机会约束规划将集成IBs的ADN优化问题转化为混合整数二阶锥规划(mixed integer second-order cone programming,MISOCP)问题;最后,为了保护配电网运营商与用户的隐私性,利用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)实现了集成IBs的ADN的分布式能量管理。基于ADMM的解耦机制,原MISOCP问题可以被分解为楼宇侧的混合整数线性规划(mixed-integer linear programming,MILP)子问题以及网络侧的二阶锥规划(second-order cone programming,SOCP)子问题进行求解。结果表明,在保障各主体信息隐私性的前提下,所提策略利用IBs灵活性实现了集成IBs的ADN全局最优能量管理。

移动Ad Hoc云中基于能量收集的分布式卸载方案研究

在物联网快速发展的驱动下,移动Ad Hoc云计算和能量收集(EH)技术通过共享邻近设备的闲置资源满足数据处理等需求,实现绿色通信。然而,由于Ad Hoc云网络的时变性以及EH的随机不稳定性,合理的任务卸载方案研究面临着严峻的挑战。针对以上问题,该文运用Lyapunov优化理论和博弈论,提出一种分布式动态卸载方案。理性的终端设备不可能无偿地为其他终端设备服务,为了鼓励终端设备积极参与计算卸载过程,提出一种基于动态报价的激励机制。相比于现有方案,仿真结果表明所提方案可以有效提升系统收益,稳定电池能量和减少任务队列积压。

以Maxwell-Boltzmann分布函数为基础的流矢量分裂方法

将以微观气体分子运动论为基础的流矢量分裂法和二时间步的算法相结合 ,用于计算无粘理想气体流动 .方程中的流矢量按局部平衡的Maxwell Boltzmann分布函数分解 .3个一维的算例给出了激波、接触间断和稀疏波的计算结果 。

TDA道砟混合集料动力试验与能量重分布研究

在道砟中加入废旧轮胎碎屑(TDA)是一种新型道床改良方法。由于相关研究工作的缺乏,对TDA混合集料物理力学性能及作用规律的研究尚不足,研究结论尚不统一,对混合TDA作用机理的研究非常少见。因此本文基于大型动三轴试验,采用统一击实功方法制备集料,分析循环荷载作用下两种TDA尺寸和不同掺量对累积塑性应变、动弹性模量、滞回曲线、阻尼比等动力特性的影响规律;利用能量原理,研究混合集料累积总能量、弹性应变能、耗散能的分布规律,探索TDA混合的作用机理。研究结论表明,TDA颗粒大小及掺量都能够对混合集料的动力性能产生显著影响,随TDA掺量增加,集料累积变形增加,动弹性模量总体呈下降趋势;添加TDA可有效提高集料阻尼比、降低道砟破碎率;随掺量增加,累积总能量、弹性应变能及耗散能增加,塑性变形的增加是TDA降低道砟破碎率的根本原因;TDA掺量超过一定数值,弹性应变能过大可能引发剧烈振动,添加8~16 mm粒径TDA时掺量应控制在10%以内,16~25 mm粒径TDA下掺量应控制在15%以内;16~25 mm粒径TDA虽然在降低道砟破碎程度上略低于8~16 mmTDA,但总体上动力性能受TDA影响较小。本文提出的考虑能量平衡分布方法可为改良方案的优化设计提供新思路。

不同三维应力条件下硬岩巷道围岩的破坏特征及能量分布

为了研究开挖巷道围岩在不同三维应力条件下的破坏特征,采用TRW3000岩石真三轴电液伺服试验系统对含圆孔花岗岩试件进行三轴加载试验,并利用微型高清摄像系统实时记录圆孔附近的失效过程。结果表明,低应力条件下,圆孔内壁主要发生层裂破坏;高应力条件下,圆孔周边主要发生岩爆破坏。增加水平方向的应力可以抑制围岩发生岩爆。进一步数值模拟不同应力条件下圆孔周边的应变能密度(SED)演化过程。模拟结果表明,随着水平应力的增加,圆孔周边的SED分布逐渐减小;圆孔周边SED分布与实验记录的损伤分布基本一致,主要表现为蝶形、耳形和环形分布。

考虑电动汽车充放电的输配协同能量-灵活性市场出清机制

为应对输电网对灵活性资源的迫切需求,挖掘配电网分布式资源的灵活性支撑潜力,首先,构建市场环境下电动汽车的车-网互动响应模型,分析不同充放电方式下电动汽车的需求响应能力,为电动汽车参与市场环境下电网调度控制提供模型基础;然后,计及配电网运营商对需求侧灵活性资源的聚合作用,以购买电力和灵活性资源总成本最低为目标,构建考虑电动汽车充放电方式的输配协同能量-灵活性市场出清模型,通过协调控制输配电网中各类灵活性资源来满足输电网的灵活性需求;最后,通过修改的IEEE 33节点输电网与2个IEEE 33节点配电网耦合的测试系统对所提输配协同能量-灵活性市场出清方法的有效性进行分析与验证。结果表明,所提方法可提升电力系统的运行经济性和灵活性。