Resistance and Reactance of Monopole Fields Induced by a Test Charge Drifting Off-Axis in a Cold and Collisional Cylindrical Plasma

We study the interaction of a uniform, cold and collisional plasma with a test charged particle moving off-axis at a constant speed down a cylindrical tube with a resistive thick metallic wall. Upon matching the electromagnetic field components at all interfaces, the induced monopole electromagnetic fields in the plasma are obtained in the frequency domain. An expression for the plasma electric resistance and reactance is derived and analyzed numerically for some representative parameters. Near the plasma resonant frequency, the plasma resistance evolves with frequency like a parallel RLC resonator with peak resistance at the plasma frequency pe, while the plasma reactance can be capacitive or inductive in nature depending on the frequency under consideration.

基于最小故障的充电桩检测策略构建方法研究

随机测试是发现和分析充电桩故障的重要手段,针对充电桩系统故障频繁发生,文中提出一种充电桩检测策略生成方法,利用测试过程的马尔可夫性将测试顺序建模为马氏链决定的随机变量。通过对转移顺序进行Gibbs随机采样建立马氏链以得到固有的最小故障,利用公共子串搜索方法来统计最小故障信息,并按照可疑程度将最小故障重新注入到测试策略中,以达到提高测试策略质量和降低测试策略数量的目的。以实测结果对基于最小故障的测试策略有效性进行了验证。所提方法有助于确定共性故障原因,对于减少充电桩故障带来的风险具有重要的指导意义。

B/KNO_(3)点火药装药的烤燃特性研究

为研究B/KNO_(3)点火药的热安全性,建立多点测温烤燃实验装置,对不同升温速率、不同装药密度条件下的B/KNO_(3)点火药装药进行多点测温烤燃实验,以获得点火药装药发生点火的准确时间与烤燃过程中不同监测点的温度历程。建立B/KNO_(3)点火药装药烤燃实验的数值计算模型并进行了数值模拟,计算中考虑了点火药的自热分解反应与相变吸热。通过与实验结果的对比,标定B/KNO_(3)点火药装药的热物性参数和反应动力学参数。研究结果表明:B/KNO_(3)点火药的指前因子为7.763×10^(13)s^(-1),活化能为2.0787×10^(5)J/mol;在点火药装药的烤燃过程中,随着升温速率的减小,点火延期时间逐渐增加,点火区域逐渐向中心移动,点火环境温度逐渐降低;在装药密度变化不太大的情况下,点火药的点火特征差别不大。

深孔聚能预裂爆破切顶卸压机理与应用

为解决悬顶导致的煤柱及邻近巷道高应力和大变形问题,结合工作面顶板地质条件,提出深孔聚能预裂爆破切顶卸压专项方案,采用数值模拟及现场试验对卸压效果开展综合研究。研究结果表明,煤层顶板在切顶后垂直应力减幅为21.62%,预裂切顶措施可显著降低煤柱及邻近巷道围岩应力水平。试验发现,炮孔内轴向贯穿裂缝明显,可实现采空区顶板及时垮落。顶底板在切顶后累计位移量减幅达59.27%,巷道两帮及顶底板移近变形得到有效控制,煤柱垂直应力增量显著降低。实践证明,采用深孔聚能预裂爆破切顶卸压效果显著,可大幅提高作业效率,为类似矿压防治工程提供借鉴。

不同尺寸HMX基压装装药的烤燃特性

为了研究装药尺寸对压装装药烤燃特性的影响,针对HMX基压装装药,建立了压装装药烤燃过程的计算模型,利用Fluent软件对不同装药尺寸的烤燃样弹进行了数值模拟,计算了不同升温速率下装药尺寸对压装装药点火位置、响应温度和响应时间的影响规律。结果表明:在同一升温速率下,HMX基压装炸药装药长径比为1.0时,装药中心响应温度均为最高;装药长径比大于1.0时,装药中心点火温度均随长径比的增加而降低;当长径比增大到一定程度时,装药中心的响应温度趋于恒值。装药的点火位置由升温速率和装药尺寸共同决定,且装药端面与曲面的传热量之比与长径比的平方成反比。当升温缓慢或长径比较小时,装药的点火位置位于装药中心;当升温速率较高且长径比较大时,装药的点火位置逐渐远离装药中心。

基于特征阻抗及滑动t方法的变电流快充析锂检测方法

在低温、高倍率等充电情况下,锂离子电池的石墨负极会发生析锂现象,对电池的寿命和安全性造成严重影响。为了解决锂离子电池在变电流快充工况下析锂的在线检测问题,该文提出了一种基于特征阻抗与滑动t检验的在线析锂检测方法。采用在直流充电电流的基础上叠加1 Hz正弦交流激励电流来实时测量特征频率阻抗,探究变电流充电时阻抗随电池析锂的变化规律;继而利用特征阻抗实部的变化与电池负极析锂的相关性,针对变电流快充工况,提出了基于滑动t方法的在线检测析锂起始点的检测方法。结果表明:该方法可以实现充电过程中5%SOC的延迟内识别析锂起始点,有利于形成闭环充电策略,最大限度地减少析锂危害。

基于栅极限流的SiC MOSFET栅电荷测试方案

SiC MOSFET是一种高性能的电力电子器件,其开通/关断过程中积累/释放的栅电荷Q_(g)对MOSFET的开关速度、功率损耗等参数有重要影响。通常采用在栅极设置恒流源驱动,对时间进行积分的方法来测量Q_(g)。为了降低驱动复杂度,提高测试结果精度和可视性,基于双脉冲测试平台的感性负载回路,改用耗尽型MOSFET限制栅极电流实现恒流充电,对SiC MOSFET进行测试。同时利用反馈电阻将较小的栅极电流信号转换为较大的电压信号。实验结果表明:在误差允许范围(±5%)内该测试方案能较为准确地测得SiC MOSFET的Q_(g),测试结果符合器件规格书曲线。

混合遗传算法下电动汽车充电桩容量测试方法

由于接入电动汽车充电桩的负荷增多,导致充电线路过载,增加能量损耗,使得电网安全风险增高。为解决上述问题,提出基于混合遗传的电动汽车充电桩容量测试方法。分析车辆运行机制、电池特征、充电方式等因素对充电桩容量的影响,计算车辆充电定点需求与路径需求,设置合理的约束条件;将充电桩容量看作一个满足多个约束条件的可行空间,在满足发电容量、功率平衡、潮流平衡、电压稳定等约束条件下,构建容量测试模型;针对遗传算法收敛速度慢的缺陷,使用粒子群算法对其改进,通过个体寻优过程求解模型,获得测试值。实验结果表明,所提方法在峰荷、腰荷和基荷场景下的测量结果与真实值基本一致,且测量耗时低于6s,算法收敛速度快。

低轨等离子体环境中航天器充电研究及在轨试验

低轨道等离子体环境与航天器相互作用下将产生高充电电位,引起航天器充放电效应并对航天器能源系统、电子系统及航天员出舱活动等产生危害。本文开展了等离子体环境与航天器相互作用机理和规律研究,通过理论计算和仿真分析,建立了低轨道航天器充电模型,并进行了在轨试验验证,为低轨航天器等离子试验模型提供了理论支撑,具有重要的科学意义。

子弹撞击下CL-20基PBX装药响应研究

为了提高战斗部安全性,指导CL-20基PBX炸药在战斗部装药中的应用和设计,开展了基于子弹撞击试验的典型战斗部撞击响应特性研究。进行了子弹撞击试验,通过分析战斗部响应后的超压数据、验证板穿孔、试验影像和试验样品回收等,评估了子弹撞击战斗部的反应等级。结果表明,子弹撞击试验中,子弹速度为836 m/s,战斗部在子弹撞击下发生了爆轰等级的反应。此外,开展了不同撞击条件下战斗部安全性数值模拟,研究了不同撞击速度下战斗部的反应过程。结果表明,子弹以850 m/s和750 m/s撞击时,战斗部分别发生爆轰和燃烧等级的反应。该研究为典型战斗部的撞击响应预测及反应等级评价提供了数据支撑。

压电杆式天平六维力测量研究

风洞测力天平是飞行器气动力研究的重要设备。针对某些风洞实验中飞行器模型内腔空间有限、高动态测量的现实需求,提出了单晶片面域划分多区域测量的压电式多维力测量方法。计算了六维力下石英晶片感应电荷密度分布,由此划分晶片面域,得到六维力解耦公式,并使用COMSOL软件对压电晶片施加力/力矩,仿真晶片感应电荷分布,验证理论模型的正确性。开发压电杆式天平及其标定装置,对压电杆式天平进行静动态标定试验,天平非线性误差不超过1.31%,重复性误差不超过1.00%,固有频率高于2 700 Hz,验证了在天平安装空间狭小情况下,使用压电晶片分区面域测量高频六维动态力的可行性。

水平岩层单孔切缝聚能爆破效果影响因素研究

隧道水平岩层聚能爆破效果的影响因素众多,且各因素对爆生裂隙扩展特性的影响尚不明确。针对这一问题,采用有限元建立单孔聚能爆破模型,验证其正确性,开展了水平岩层单孔正交数值模拟试验分析,通过研究揭示各因素对单孔聚能爆破效果的影响规律。结果表明,对水平岩层单孔聚能爆破效果影响程度最大的是不耦合系数,聚能爆破下岩体内水平爆生裂隙扩展长度、贯穿充填节理长度、非聚能方向围岩损伤范围,都与不耦合系数呈负相关,并综合考虑不耦合系数对爆破效果的影响给出了其建议值。

电动汽车充电桩电缆技术要求与测试研究

本文主要研究了电动汽车充电桩电缆技术要求与测试方法。首先,介绍了电动汽车充电桩电缆技术的理论基础。其次,详细阐述了电缆类型、规格、绝缘性能、耐压性能、耐热性能、耐腐蚀性能、阻燃性能和抗拉性能等要求。最后,对电动汽车充电桩电缆进行了测试研究,包括测试项目与标准、测试方法与设备、测试结果分析与评估、测试失效模式与改进措施、测试安全与环保要求以及测试数据与报告撰写等方面。通过对电缆的全面测试,可以确保其质量和可靠性,为电动汽车充电桩的使用提供了技术保障。

海上油气井测试射孔峰值压力预测方法

为有效降低海上油气井射孔测试联作施工安全风险,以东海常用套管、油管、射孔枪、射孔弹组合为参考,建立了射孔管柱有限元数值模型。利用控制变量法,结合射孔峰值压力数值模拟结果,分析了总装药量、井筒初始压力、井筒爆炸空间等参数与射孔峰值压力的相关性,在此基础上,通过多元非线性回归建立了射孔峰值压力的计算公式。利用2口井射孔实测压力结果对公式进行验证,射孔峰值压力相对误差分别为6.1%和9.8%,在合理误差范围内。该公式可用于射孔作业前的峰值压力预测,为现场及时作出安全决策提供指导和支持。

氢气输送用L360MH钢级HFW管材开发与抗氢脆性能研究

采用低碳低锰微合金化设计、高洁净炼钢和控轧控冷技术制备热轧卷板,通过高频焊(HFW)工艺和热处理技术制造出了抗氢脆性能优异的L360MH钢级HFW氢气输送管材。试验检测表明,在6.3 MPa氢气环境下,HFW管体和焊缝缺口试样均具有优异的抗氢脆性能,慢拉伸强度损失率分别为0.4%和4.2%,断面收缩率损失率分别为3.2%和1.2%,断裂韧性K_(IH)分别为236 MPa·m^(1/2)和210 MPa·m^(1/2),断口呈现韧性断裂;裂纹扩展速率差别不大,但相比氮气环境均快了10倍左右。将L360MH钢级Φ406.4 mm×10.8 mm HFW焊管充氢6.3 MPa,100天后检测其力学性能,其强度、韧性、塑性等各项指标优异,满足GB/T 9711—2023和ASME B31.12—2023要求。

钻井泵排出空气包监理问题的发现与处理

长期以来,国内对于钻井泵的监理,通常都是按照国家标准进行检查和试验,对于一些隐蔽的质量问题不能深入发现和解决。本文中监理人员在监理出口钻井泵项目时,识别出国内标准和国外标准中的差异,发现成熟产品出现的隐蔽问题,探讨设备监理人员发现问题、分析问题、解决问题的能力和方法,为此类成熟产品的监理提供了借鉴和参考。

V2G直流充电桩检测方案与检测系统设计

针对现有V2G直流充电桩现场检测装置功能不全面、检测方案单一、控制及管理困难等问题,依据国家相关标准,设计了V2G直流充电桩检测方案和检测系统。首先,根据需要设计了3种检测方案:现场检测方案、实验室检测方案以及动力电池检测方案。不同的检测方案对应V2G充电桩不同检测环境和检测项目。然后,依据3种检测方案给出了检测系统的硬件设计和软件设计,能够实现对V2G直流充电桩充放电功能、直流输出性能、并网性能及保护功能等进行检测。同时还可以对电动汽车动力电池状态进行评估,从而判断电池潜在风险。最后,通过对V2G直流充电桩和车辆动力电池进行不同项目检测。测试结果表明所设计的检测方案和检测系统能够准确实现对V2G直流充电桩的功能和性能检测。

三电极软包装电池无析锂快充策略

优化快充电流可延长锂离子电池的快充循环寿命。为找到可快速准确得到锂离子电池快充电流的方法,基于单层三电极软包装电池,在25℃、35℃和45℃下进行恒电位测试,得到相应温度下的快充电流。结合大容量电池的温升数据,得到大容量电池对应温度和荷电状态(SOC)下的快充电流。循环性能测试发现,与仿真快充电流相比,恒电位测试得到的快充电流在相同的循环电压2.80~4.25 V和放电倍率0.50 C条件下,可将电池的循环性能提升6.93倍。

蓄电池远程核容充放电技术的研究与应用

传统蓄电池测试维护存在安全风险高、维护强度大、工作效率低等普遍现象,为解决上述弊端,本文设计了蓄电池远程核容充放电系统,对基站蓄电池安装DC/DC升压式远程核容设备,通过BTS的升压技术,可以提高整组蓄电池电压,充分利用蓄电池组的剩余容量,延长后备支撑时间。该应用适用于无人值守通信基站,可以有效定位落后电池并进行故障预判,提高通信电源自动化运维水平。

机匣包容试验的叶片根部爆破飞断方法

在航空发动机包容试验中,为满足叶片在根部失效的要求,设计了基于爆破切割技术的叶片根部飞断试验方法。通过平板静态爆破试验确定了柔爆索的切割能力,并使用柔爆索进行了真实叶片的静态爆破试验。在MTS拉伸试验机上对爆破切割后的损伤叶片进行了静拉伸试验,确定了损伤叶片的剩余强度为50~56 kN。按照静态爆破试验获得的开槽尺寸在叶片根部开槽并敷设柔爆索,采用树脂胶固定后,在立式转子试验器上采用遥控触发的方式进行了真实叶片旋转状态下的飞断试验。结果表明:在叶片两侧加工4 mm深沟槽并敷设柔爆索爆破后,叶片被柔爆索切割,并在预定飞断转速下失效飞出。飞断截面断口显示叶片中段被柔爆索的金属射流完全切断,前后缘在离心载荷作用下拉断,爆破作用没有对叶片产生附加动能,成功实现了叶片在预定转速下的根部断裂失效。