Experimental Study of Effect of Air Duct Structures on Heat Dissipation of Heating-Only Fan Coil

Heating-only fan coil(HFC)is one of the suited end users,which is not only compact but also highly efficient.And the major factors affecting the heat dissipation performance of HFC include leakage through coil bypass,distance between fan and coil,fan structure and air inlet type.Under natural air convection or forced,experimental studies were made on the effects of these factors upon the heat dissipation performance of HFC.The results show that:1)After reducing the leakage through coil bypass,the heat dissipation of HFC increases 16.9% under natural convection,and increases 8.3% under forced convection.2)After the distance between fan and coil be raised from 23.2cm to 41.7cm,the heat dissipation of HFC decreases 21.3% under natural convection,but increases12.8% under forced convection.3)After changing the fan structure,the heat dissipation of HFC increases 41.8% under natural convection,and the heat dissipation per motor power increases 96.1% under forced convection.4)The heat dissipations of HFC with round pass,slit and strip type of air inlet are different,whose proportion is about 100%,110%,136% under natural convection,and 100%,105%,116% under forced convection.

Feasibility Study on Welding Structure of the HT-7U Toroidal Field Coil Case

The Toroidal Field (TF) coil case of the HT-7U superconducting tokamak device is made of austenitic stainless steel 316LN and is designed to operate at cryogenic temperature (4 K). 316LN can retain high strength and fracture toughness at 4 K. Feasibility study on technical process of welding has been experimentally considered as a hopeful joint method for suppression of post-welding deformation and reduction of over-heating. Meanwhile the final range of stress intensity and the stress intensity factor (K) for pre-cracks of welding structure have been determined by using J-integral. These related results are optimistic and have shown that there's no problem in strength and fracture toughness at the vicinity of the pre-crack tip. This paper introduces the welding structure of TF coil case in detail.

Using Neural Networks to Predict Secondary Structure for Protein Folding

Protein Secondary Structure Prediction (PSSP) is considered as one of the major challenging tasks in bioinformatics, so many solutions have been proposed to solve that problem via trying to achieve more accurate prediction results. The goal of this paper is to develop and implement an intelligent based system to predict secondary structure of a protein from its primary amino acid sequence by using five models of Neural Network (NN). These models are Feed Forward Neural Network (FNN), Learning Vector Quantization (LVQ), Probabilistic Neural Network (PNN), Convolutional Neural Network (CNN), and CNN Fine Tuning for PSSP. To evaluate our approaches two datasets have been used. The first one contains 114 protein samples, and the second one contains 1845 protein samples.

Identification of Secondary Structure of Extracellular Signal Regulated Kinase (ERK) Interacting Proteins and Their Domain: An in Silico Study

ERK is involved in multiple cell signaling pathways through its interacting proteins. By in silico analysis, earlier we have identified 22 putative ERK interacting proteins namely;ephrin type-B receptor 2 isoform 2 precursor (EPHB2), mitogen-activated protein kinase 1 (MAPK1), interleukin-17 receptor D precursor (IL17RD), WD repeat domain containing 83 (WDR83), tescalcin (Tesc), mitogen-activated protein kinase kinase kinase 4 (MAPP3K4), kinase suppressor of Ras2 (KSR2), mitogen-activated protein kinase kinase 6 (MAP3K6), UL16 binding protein 2 (ULBP2), UL16 binding protein 1 (ULBP1), dual specificity phosphatase 14 (DUSP14), dual specificity phosphatase 6 (DUSP6), hyaluronan-mediated motility receptor (RHAMM), kinase D interacting substrate of 220 kDa (KININS220), membrane-associated guanylate kinase (MAGI3), phosphoprotein enriched in astrocytes 15 (PEA15), typtophenyl-tRNA synthetase, cytoplasmic (WARS), dual specificity phosphatase 9 (DUSP9), mitogen-activated protein kinase kinase kinase 1 (MAP3K1), UL16 binding protein 3 (ULBP3), SLAM family member 7 isoform a precursor (SLAMMF7) and mitogen activated protein kinase kinase kinase 11 (MAP3K11) (Table 1). However, prediction of secondary structure and domain/motif present in aforementioned ERK interacting proteins is not studied. In this paper, in silico prediction of secondary structure of ERK interacting proteins was done by SOPMA and motif/domain identification using motif search. Briefly, SOPMA predicted higher random coil and alpha helix percentage in these proteins (Table 2) and motif scan predicted serine/threonine kinases active site signature and protein kinase ATP binding region in majority of ERK interacting proteins. Moreover, few have commonly dual specificity protein phosphatase family and tyrosine specific protein phosphatase domains (Table 3). Such study may be helpful to design engineered molecules for regulating ERK dependent pathways in disease condition.

Electromagnetic–thermal–structural coupling analysis of the ITER edge localized mode coil with flexible supports

In a fusion reactor, the edge localized mode（ELM） coil has a mitigating effect on the ELMs of the plasma. The coil is placed close to the plasma between the vacuum vessel and the blanket to reduce its design power and improve its mitigating ability. The coil works in a high-temperature,high-nuclear-heat and high-magnetic-field environment. Due to the existence of outer superconducting coils, the coil is subjected to an alternating electromagnetic force induced by its own alternating current and the outer magnetic field. The design goal for the ELM coil is to maintain its structural integrity in the multi-physical field. Taking as an example the middle ELM coil（with flexible supports） of ITER（the International Thermonuclear Fusion Reactor）, an electromagnetic–thermal–structural coupling analysis is carried out using ANSYS. The results show that the flexible supports help the three-layer casing meet the static and fatigue design requirements. The structural design of the middle ELM coil is reasonable and feasible. The work described in this paper provides the theoretical basis and method for ELM coil design.

大推力音圈电机结构优化与实验验证

针对高性能电液比例阀所需的大推力驱动器,提出了5种结构形式音圈电机,利用电磁仿真工具ANSYS Maxwell,对不同结构的音圈电机的推力和磁场分布特征进行了计算,分析铁芯半径和线圈位移对不同结构的音圈电机推力和磁场分布的影响。结果表明,5种结构中内磁式无铁芯、线圈紧贴外壳、永磁体分段设计的结构有最大推力,可达75.29 N,并通过实验得到了验证;在永磁体两侧添加导磁环以及适当分段永磁体,均能有效提升音圈电机的推力。

基于正交试验的蓄能弹簧优化设计

为了提高蓄能弹簧的回弹性能,采用Ansys Workbench有限元软件建立了蓄能弹簧的有限元模型,并通过对比试验验证了模型的可靠性。以弹性能和最大等效应力作为回弹性能的评价指标,探究了薄片宽度、薄片厚度、截面直径、盘绕圈数以及盘绕中径等参数对蓄能弹簧回弹性能的影响。通过正交试验分析了各结构参数对蓄能弹簧的弹性能和等效应力的敏感性。基于弹性能最大和等效应力最小两个目标,对蓄能弹簧的结构参数进行了优化设计。研究结果表明:蓄能弹簧的弹性能随着薄片宽度、薄片厚度、截面直径以及盘绕圈数的增大而增大;最大等效应力随着薄片宽度增大而增大,随着截面直径和盘绕圈数的增大而减小;薄片厚度对弹性能的影响最大,盘绕圈数对最大等效应力的影响最大,而盘绕中径对弹性能与最大等效应力的影响均最小;优化后的蓄能弹簧弹性能提升了190.14%,同时等效应力峰值下降了2.26%。

螺旋套管换热器大变形与热应力分析

采用“流-固”共轭传热与“热-固”单向耦合的方法,分析了螺旋套管换热器对流换热特性、热膨胀大变形以及对热应力计算的影响。结果表明:受离心力影响,螺旋管及夹层流体质点形成二次流混合强化螺旋外侧换热,螺旋内管外侧比同一截面内侧点温度更低;在高温换热工况下,在螺旋管因热膨胀而出现显著的变形,其变形量与管壁厚度处于同一数量级,高温工况下螺旋套管换热器热应力计算属于大变形问题,采用大变形有限单元非线性计算结果比小位移线性计算的热应力更大、更加符合实际。最后,以减小热应力为优化目标,对螺旋套管T型接头布置方位进行了优化,当接管径向布置时热应力比轴向布置减小约1/3。

一种轴径双向分离式电磁线圈驱动装置的结构响应特性

为了避免传统一体化驱动结构在运行过程中容易出现骨架断裂失效等不稳定现象.本文根据典型一体化驱动结构在运行过程中的应力应变,结合加速实验后出现内壁裂痕的一体化驱动结构的耐压放电测试,分析确定一体化驱动结构存在的不稳定因素,初步设计了一种轴径双向分离式模块化的新型驱动结构,对新结构在运行过程中的电磁及结构响应等展开有限元仿真分析.在相同激励条件下,新型驱动结构内壁上的应力应变远小于一体化结构,同时一体化驱动结构的内壁上的最大形变约为10-2m量级,而新型驱动结构在运行过程中内壁上的最大形变降低至10^(-5)—10^(-6)m量级.结果表明新结构能够在保证推进性能的前提下,降低内壁和相间隔板的应力应变及变形程度,提高了结构的可靠性,能够为电磁线圈驱动结构的设计优化提供一定参考和借鉴.

H1型经颅磁刺激线圈结构设计对刺激效果的影响

经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)是一种无创、无痛、低成本实现大脑刺激的工具,在治疗许多精神疾病方面有效。H1型线圈是一种TMS线圈。为实现深部脑组织刺激,基于现有的H1型线圈,本研究提出一种由四匝线圈组成的一种简化的H形线圈,使用有限元分析计算球形头部模型内电场分布,并利用大脑内深度20 mm处最大的电场强度E_(max)(20)与大脑表面最大电场强度E_(max)(0)的比值P(20)和E_(max)(0)研究H形线圈结构设计对刺激深度的影响。分析结果表明,H形线圈的刺激效果由线圈中两组线圈的结构、位置共同决定,通过调整线圈结构,最优的H1线圈对应的P(20)和E max(0)分别为75.54%和32.97 V/m。通过合理的结构设计,可实现在大脑表面最大电场强度较小的同时,刺激颅内深部组织。

磁共振成像影像导航及靶区选择在经颅磁刺激治疗中的应用

背景:在经颅磁刺激临床实际应用中,是否能准确瞄准刺激脑区可影响经颅磁刺激的实际治疗效果。近年来,随着神经导航系统、移动式增强现实技术的发展,以及多种不同模态磁共振成像数据分析方法的出现,刺激靶区定位的准确性和靶区选择的优化有望得到进一步的提高。目的:综述基于磁共振成像的影像导航定位原理及在经颅磁刺激中的应用,归纳不同模态磁共振成像数据分析在指导经颅磁刺激靶区选择上的作用。方法:应用计算机在PubMed、中国知网和万方数据库检索相关文献,以“transcranial magnetic stimulation,coil positioning,neuronavigation,augmented reality,magnetic resonance imaging,经颅磁刺激,线圈定位,神经导航,增强现实,核磁共振成像,原理”为主要检索词,最终纳入63篇文献进行分析。结果与结论:①传统经颅磁刺激线圈放置方法中,“5 cm规则”、国际脑电10-20定位法最为常用,这些方法具有简便、经济的优点,但过于依赖操作者的经验,存在不同操作者的技术差异。②基于立体定向技术发展而来的神经导航系统是目前可视化程度及准确度最高的辅助经颅磁刺激线圈放置的引导方式,它通过MRI数据采集、脑三维重建、头模配准及立体几何定位等步骤来实现可视化定位,具有较高的临床治疗及科研应用价值,但因其设备较为昂贵,目前在医疗机构中尚未普及。③对于不同层次的医疗单位,移动式移动式增强现实技术不失为一种经济、高效的神经导航系统替代方案,它通过磁共振成像数据采集、构建二维/三维图像、虚拟图像与真实脑图像叠加来实现头皮下脑组织可视化定位,具有直观性强、成本低廉的优势,可在基层医疗单位推广应用。④尽管相对脑电10-20定位策略,可视化定位的临床疗效优越性目前尚未充分体现,但随着研究者对人脑多种不同模态磁共振成像扫描数据的挖掘,有望进一步优化经颅磁刺激治疗靶区选择的策略,提高经颅磁刺激治疗应答率和个性化程度,这在将来是极具潜力和挑战的研究方向。

电动汽车动态无线充电系统弯道互感跌落研究及改进

针对目前电动汽车动态无线充电系统的发射线圈多采用分段导轨结构实现接力式动态无线充电,但系统在导轨切换处存在较大的互感跌落导致系统传输效率降低且在弯道处更加突出这一问题,建立弯道动态无线充电模型,通过理论分析推导原、副线圈互感与偏转角度的关系,提出1种弯道处导轨发射线圈的改进结构并进行仿真分析,搭建基于共振磁耦合的弯道动态无线充电平台并进行实验。仿真与实验结果表明,采用改进型导轨发射线圈结构后无线充电系统互感跌落现象显著减小,在偏移角度最大处系统传输效率提升了8.66%,验证了改进型线圈结构的有效性。

基于瞬变电磁阵列的地下金属定位系统设计

针对近地表不同形状金属目标定位的需求,设计了基于瞬变电磁(TEM)阵列技术的地下金属目标定位系统。该系统利用阵列传感器各接收线圈采集的感应电动势衰减曲线的差值,得到地下目标的信号响应特性,通过对比实测环境下标签信号的感应电动势幅值,可以得到目标的水平方位和垂直埋深,实现对地下金属目标的定位功能。实验结果表明:设计的系统能够区分球形、矩形和圆柱形目标的水平方位,垂直埋深测量误差在8%以下,可以实现较好的定位效果。

线圈生产线中工件与治具分流回送装置设计

无线充电线圈在自动化制造生产线末端需固定在治具中,随治具进入高温炉进行胶水固化。为解决现有生产线末端治具与工件的分离、回流以及收料需要人工操作和效率低下的问题,设计了一款线圈生产线末端工件与治具分流回送装置。通过对分流前端工序的各模块进行分析,结合企业当下生产方式,划分了该装置的系统功能,确定了总体设计方案,并用SoildWorks对治具结构、治具上盖打开及搬运机构、倾斜分流装置、收料斗、回流皮带等关键部件进行了结构设计和装配建模,并使用PLC与触控屏对控制系统架构进行设计。基于Keyshot的运动模拟表明,该装置能实现无线充电线圈和扣合治具分流、收料、回送的全工序自动化,使生产线形成闭环,与现有人工分流收料方式相比,可有效提高工件收料和治具回流效率,节省生产成本,提高企业竞争能力。

产前超声评估脐带螺旋结构的研究进展

脐带的是连接母体与胎儿的唯一通道,对胎儿的生长发育起着极其重要的作用。脐带螺旋结构是脐带最显著的特征之一,超声检测技术的发展让产前观察脐带螺旋结构成为可能。关于脐带螺旋的产前超声诊断近年来一直有不同声音,其定量评估指标也都处在研究探索节段,其对围生期结局的影响也存在争议。本文就脐带螺旋结构的超声检测及其对围生结局的影响做一综述。

磁耦合WPT系统中的线圈特性仿真分析

针对磁耦合谐振无线电能传输系统的性能问题,提出利用互感耦合理论分析及Maxwell软件建模相结合的方法,探索线圈结构参数及位置对系统传输效率的影响。首先,运用互感耦合理论对磁耦合谐振无线电能传输系统进行理论分析,得到系统传输效率与耦合因数k的理论关系。然后利用Maxwell软件实现对互感线圈的建模与仿真,得到线圈结构参数以及一定范围内任意发射线圈的空间位置对系统传输性能的影响。根据仿真结果分析得出在一定范围内匝数、线径、内径的增加,系统的性能会得到幅度逐渐降低的提升。当线圈同时发生水平和垂直偏移时,较小偏移量情况下,垂直偏移对系统的性能影响更大。发生较大偏移量时,水平偏移对系统的性能影响更大。

三维感应线圈系极性检测方法与试验研究

三分量线圈系是三维感应仪器的核心部件,检测其极性的正确是保障三维感应仪器正确测量的必要步骤。为了解决三维感应仪器线圈系极性检测费时费力的问题,提出了利用幅值和相位对三维感应仪器线圈系进行极性检测的方法。应用有限元软件数值模拟仿真了移动发射天线时的响应特征,得到了线圈不同接法时响应信号的幅值变化曲线,同时仿真得到了不同频率时信号处理电路的相移特性,并在此基础上提出相应试验装置及测试方法,利用试验验证幅值和相位检测方法能够准确判断各分量线圈的极性。该方法已经在三维感应仪器中成功应用,应用效果表明可以提升三维线圈极性检测效率,保证线圈制作工艺的一致性,该成果也适用于其他感应类仪器。

空心挂面自动盘条装置设计与研究

针对空心挂面盘条工作自动化程度低、效率差和工人劳动强度大的现状,提出一种基于阿基米德螺线轨迹的自动盘条装置。利用PLC控制伺服电机实现盘条装置自动运行;利用Matlab软件研究笛卡尔坐标系下不同参数对阿基米德螺线轨迹的影响;利用Adams软件进行仿真计算,验证匀速阿基米德螺线的合理性;对盘条装置进行结构和电气控制系统设计,进行样机试验。结果表明,自动盘条装置盘条效果良好,以直径30 mm面条为例,最小盘条半径为30 mm,最大盘条半径为350 mm,最大盘条层数为7层,最大盘条速度达到21 m/min,可以替代人工进行面条盘放。研究为空心挂面盘条工作提供一种可行的解决方案。

用于动态无线电能传输的新型线圈结构设计

为改善动态无线电能传输(dynamic wireless power transfer,DWPT)过程中,因发射阵列之间摆放间距过大而产生的输出电压和输出功率的波动问题,提出一种新型发射结构。首先,在BPP(bipolar pad)线圈结构基础上,将主发射(domination transmitter,Dtx)线圈与补偿(compensation,Cx)线圈串联组成一个发射段,并对DWPT系统采用分段控制,以减小损耗;其次,采用解耦电容解耦Dtx线圈与Cx线圈,并分析了系统的电路原理;然后,利用Ansys Maxwell有限元分析软件对耦合结构进行优化设计,并选择最佳的切换位置,以减小功率的波动;最后,搭建实验平台以验证结构的可行性。实验结果表明:新型磁耦合结构输出功率的波动为3.9%,输出电压的波动为2.9%,与改进前的耦合结构相比,输出功率的波动降低了15.8%,输出电压的波动降低了7.6%;在相邻Dtx线圈的过渡区域中,与改进前的耦合结构相比,输出功率提高了33.8%,且系统传输效率稳定在88%左右。所提出的新型发射结构有助于减小移动过程中输出电压和输出功率的波动,可为磁耦合结构的设计与应用提供理论支持。

基于滑模控制的轨道式无线电能传输系统设计

为解决轨道式无线电能传输(WPT)系统动态稳定性较差且效率不高的问题,借助Maxwell仿真软件,分别搭建传统E型和C型铁氧体绕制的接收线圈模型,对比分析发现后者传输效率比前者高5%。通过对基于LCC-S的高阶补偿电路建模分析,利用Matlab绘图找出系统传输效率最优参数。为解决接收端在移动时耦合系数变化造成电压不稳定的问题,提出一种无抖动滑模控制算法,并在Matlab/Simulink分别搭建基于PI控制和滑模控制模型,仿真分析得出滑模控制在耦合系数变化较大时稳压效果优于PI控制,最后搭建WPT系统样机并进行实验。结果表明:当接发线圈相对距离在一定范围内变化时,电压能维持在预设值,并且传输效率不低于81%,进一步验证了本文算法的有效性及可行性。