Analytic calculation of magnetic force between two current-carrying coils

Current-carrying coils are basic elements in electromagnetic equipments, for example, in high field magnets from high temperature superconducting wires or tapes. In the assembly of these systems and their current-carrying operation, unavoidable mis- alignment and shift from the original position can be induced by disturbances such as the imbalance of magnetic force due to safety problems. For two current-carrying coils with non-coplanar axes, the analytic expression of the magnetic force between the two coils is presented according to the rule of Ampere circulation and the Biot-Savart law. Based on the expression, the dependence of the magnetic force on the size and the relative position of each other is further investigated, and the variation of the magnetic force is obtained with the above parameters.

基于ABS+ESC混合动力商用车制动系统的开发应用

基于传统底盘的混合动力商用车整车开发流程是在传统防抱死制动系统(ABS)+电子稳定控制(ESC)系统商用车开发流程的基础上,将传统的燃油发动机制动系统与传统商用车二类底盘做匹配的过程。文章详细阐述了混合动力制动系统在传统燃油制动系统增加纯电模式,匹配电控空压机、电控空气干燥器、ABS+ESC的设计、储气筒容积、电控脚制动阀及管线的匹配设计。通过匹配计算选型,搭载整车通过各种道路试验对制动性能做全方位的试验验证过程及应用。通过对混合动力牵引车的制动系统制动效能的验证及制动时方向稳定性等制动性能方面的试验,发现制动响应时间、制动减速度、制动距离、驻车制动性能及应急制动性能等满足国家法规要求。

城市轨道交通列车救援方案选择与应用实践

【目的】在高峰时段行车间隔不断缩小的情况下,城市轨道交通一旦发生故障,且在一定时间内无法完成故障处置并动车,故障车后续列车将严重拥堵,故障列车与前车之间会产生较大运行间隔,因此如何快速、安全地采用救援组织方法将故障列车撤离正线尤为重要。【方法】选取后方列车为救援车,以正线就近存车线及车厂(终点站折返线)作为退出服务位置,建立救援方案集;结合事故事件定责情况,以最大晚点时间及连续中断时间最短为优化目标,建立救援路径选择模型。【结果】通过实例进行验证,确定线路不同位置发生故障时最优的救援路径。【结论】救援方案集、救援路径选择模型可应用于不同线路,为调度员组织救援及调整行车提供支撑,保障列车运行秩序,减小对运营服务的影响。

跑道型高温超导磁体的磁场解析计算模型

基于均匀电流密度假设和毕奥-萨伐尔定律,该文建立了三种计算跑道型高温超导磁体磁场的解析模型。通过有限元仿真和实验测量验证了解析模型的有效性,对比分析了三种解析模型的计算精度和效率。基于解析模型,探究了椭圆段和电流密度穿透深度对跑道型超导磁体磁场分布的影响,揭示了自洽模型的磁场边界大小对超导磁体临界电流估计值的影响规律。该文建立的磁场解析模型能够准确快速地计算复杂形状超导磁体和常导磁体的磁场,可进一步应用于磁体电感、临界电流、交流损耗和电磁力等参数的计算,以提升磁体电磁设计效率。

电渣重熔过程中渣系对NiCrMoV合金钢电渣锭洁净度的影响

针对NiCrMoV合金钢电渣重熔过程中Ti元素的烧损严重问题,通过实验室实验和热力学计算研究了不同渣系对电渣锭化学成分及夹杂物数量、成分和尺寸分布的影响规律。结果表明,电渣重熔后电渣锭中总氧含量明显增加,由自耗电极的15.1×10^(-6)增加至(31.3~42.1)×10^(-6),夹杂物数密度增加至6.54~15.95个/mm^(2),而氮含量变化不大;采用渣系70%CaF_(2)-30%Al_(2)O_(3)和55%CaF_(2)-25%Al_(2)O_(3)-17%CaO-3%MgO时,电渣锭中Ti元素的烧损严重,夹杂物以Al_(2)O_(3)为主,渣相中添加一定量的TiO_(2)能较好地控制重熔后Ti的烧损,夹杂物类型主要由Al_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)-CaOTiO_(2)、其他氧化物夹杂组成,且夹杂物中TiO2含量明显增加;通过热力学计算,揭示了渣相中添加TiO2对稳定电渣锭中Ti元素含量的作用机理;综合考虑重熔后电渣锭的洁净度水平,确定了合适的电渣重熔渣相成分(50%CaF_(2)-25%Al_(2)O_(3)-17%CaO-_(3)%MgO-5%TiO_(2))。

Q460钢管管板连接节点的受弯性能试验研究

对是否设置加强环板、不同节点板宽度和钢管轴压力的6组共12个Q460钢管管板连接节点进行受弯承载力试验研究.结果表明:无加强环板试件在节点板两端由于应力集中,承载力较低,有加强环板试件的节点板两端应力分布均匀,试件承载力显著提高.当节点板宽度与钢管直径之比由2.5增大到3.0时,无加强环板、1/4加强环板、1/2加强环板试件的承载力分别提高6.10%~16.07%、13.36%~20.68%、9.61%~12.34%.与无加强环板试件相比,1/4加强环板试件的承载力提高102.86%~130.73%,1/2加强环板试件的承载力提高129.88%~166.33%.当钢管轴压比由0.10增大到0.23时,无加强环板、1/4加强环板、1/2加强环板试件的承载力分别降低10.05%~17.77%、10.79%~16.20%、4.74%~7.05%.现有规范对于无加强环板节点的承载力计算偏于保守.考虑加强环板和钢管轴力对节点受弯承载力的影响,提出了Q460钢管管板连接节点的受弯承载力计算公式,与试验结果吻合较好.

盾构隧道加固用复合型材承载力计算方法研究

复合型材是一种应用于盾构隧道加固的新型结构材料,由碳纤维包裹空腔钢管后进行压力注浆形成。通过精细有限元数值模拟,定量分析了复合型材各性能参数的影响规律,明确了复合型材承载力指标的关键参数。在此基础上,推导了复合型材承载力的计算公式,并通过构件试验进行了有效性验证。

拓扑自适应粒子群优化的黑盒对抗攻击

深度学习模型在对抗攻击面前非常脆弱,即使对数据添加一个小的、感知上无法区分的扰动,也很容易降低其分类性能.针对现有黑盒对抗攻击方法存在效率低和成功率不高的问题,提出基于拓扑自适应粒子群优化的黑盒对抗攻击方法.首先根据原始图像随机生成初始对抗样本种群;然后根据邻域信息计算各样本的扰动并在搜索空间内迭代,计算动态惩罚项系数以控制样本的适应度值,当迭代多次种群适应度值未提高时,各样本进行邻域重分布,根据进化轨迹调整状态;最后修剪多余扰动获得最终的对抗样本.以InceptionV3等分类模型为攻击对象,使用MNIST,CIFAR-10和ImageNet数据集,在相同的样本数量和模型访问限制条件下,进行无目标对抗攻击和目标对抗攻击实验.结果表明,与现有方法相比,所提攻击方法具有较少的模型访问次数和较高的攻击成功率,对InceptionV3模型的平均访问次数为2 502,攻击成功率为94.30%.

基于就地数据采集模型的架空输电线路动态增容方法

为有效提升电路传输容量,增强供电可靠性,降低温度与风速对架空输电线路载流量的影响,提出基于就地数据采集模型的架空输电线路动态增容方法。构建就地数据采集模型,依据选取的就地监测范围,按时测定杆塔周围温度、电压、电流以及弧垂数据等多种信息;计算弧垂变化量,得到弧垂的实时变化情况,衡量输电线路的传输功率是否超出线路传输极限,实现架空输电线路的动态增容。实验结果表明:所设计方法就地采集数据误差较低,增容后不同风速下具有较高载流量,增容效果好,且导线载流量未随着温度大幅下降。

电力系统快速切负荷方案降损节能分析

由于传统方法在分析电力系统快速切负荷方案降损节能中,存在网络损耗高等问题。为此,对电力系统快速切负荷方案降损节能进行分析。基于PQ分解法的方程组,简化电力系统快速切负荷参数分解方程,计算得到电力系统快速切负荷方案的潮流,结合电压计算和负荷计算,设计电力系统快速切负荷方案降损节能算法,实现电力系统快速切负荷方案的降损节能。实验结果表明,文中方法可以降低电力系统快速切负荷方案降损节能的网络损耗,具有更好的性能。

博罗大桥病害成因及加固设计要点

为提升我国早期建设的系杆拱桥、刚架拱桥的加固效果,文章以博罗大桥为例,对主桥系杆拱桥及引桥刚架拱桥的主要病害及其成因进行全面分析,提出了系杆拱桥吊杆的更换方案及刚架拱桥主要截面外包UHPC等针对性加固方案,并采用Midas Civil 2021对刚架拱桥典型桥跨受力跨加固前后的承载能力进行对比分析。结果表明:加固后桥梁的承载能力满足要求,结构受力得到有效改善;典型桥跨采用外包UHPC加固后其承载力增强,刚度得以提升,该加固方案对于解决系杆拱桥、刚架拱桥的裂缝病害有积极作用。

旋转弹丸空气动力特性数值解法

为提高在弹道计算和弹丸设计中弹丸空气动力系数精度,采用隐式LU算法求解N S方程并考虑代数湍流模型,在旋转物面边界条件下计算弹丸的阻力、升力、俯仰力矩、滚转阻尼力矩、马格努斯力和力矩。通过对美国T388等弹丸的气动力系数计算并与弹道靶试验数据进行比较,以及对某榴弹的气动力计算结果在弹道计算中进行应用分析,表明用数值模拟得到的旋转弹丸空气动力系数好于以前用工程方法给出的结果。

超高压海底电缆护套环流的理论计算新方法

超高压海底电缆泄漏电流显著,传统的电缆护套感应电流计算方法难以直接应用.针对海南联网工程超高压海底电缆的结构特性和护套接地方式,文中提出了一种计及线芯电流轴向空间分布特性的电缆护套环流理论计算新方法.根据电磁场理论和电路定律推导出了护套-铠装层感应电动势的数学表达式.实测数据和PSCAD/EMTDC数值仿真分析结果验证了所提方法的可行性和有效性,为海底电缆理论损耗分析提供了一个实用方法.

滤波技术对旋转机械振动信号EMD的影响

详细地介绍了经验模态分解方法EMD和算法。对滤波与未滤波的本征模函数（IMF）图做了比较。比较结果说明用滤波后的经验模态分解方法对旋转机械的振动信号波动组分分析比未滤波的有效。

“Y”形流管无阀压电泵振动分析及泵流量计算

为了解决医疗、卫生、保健领域进行细胞或高分子等输送工作的需要,研制了一种新型的压电泵——“Y”形流管无阀压电泵,并对其压电振子振动特性及泵流量计算进行了研究。介绍了“Y”形流管无阀压电泵及其流管的结构和特点;基于圆形薄板弯曲振动理论对压电振子振动进行了理论分析;然后讨论了泵及其流管内流体的流动特性,建立了泵流量方程。最后,基于有限元法对流管内流体流动状态进行了模拟,得到了正反流压强变化规律及正反流流阻。实验结果表明:理论泵流量与实验泵流量变化趋势一致,且两者最小相对误差为12%,证明了理论分析与数值模拟的有效性和正确性。

水平井与直井联合井网见水时间的确定方法

将水平井简化为具有等效井筒半径的直井,考虑了水平井与直井联合布井水驱油的非活塞特性,运用等值渗流阻力法将渗流区划分为3个阻力区,推导出了5种典型的水平井与直井联合井网的油井见水时间计算公式。并研究了水平井长度对不同井网见水时间的影响。引入见水系数对计算公式进行了修正,理论计算值与模拟值基本一致,能够满足油藏工程计算的需要。

低温低压下H_2－N_2－Ar体系汽液平衡研究与应用

介绍了空气分离装置带精氩塔工艺流程中Ｈ２－Ｎ２－Ａｒ体系汽液相平衡计算的数学模型，根据实验数据，将Ｓｏａｖｅ方程中的参数ａＨ２进行了回归。经与大量实验数据比较，表明本文改进的Ｓｏａｖｅ方程对低温低压下Ｈ２－Ｎ２－Ａｒ体系汽液相平衡计算的精度较高，本文还用Ｓｏａｖｅ方程首次对精氩工艺流程、精氩塔的精馏工况及分凝器的热力参数等进行了计算，结果均较满意。

微型燃气轮机富氧燃烧室数值研究

初步设计了一种采用烟气循环富氧燃烧的微型燃气轮机燃烧室,按燃烧稳定、总压恢复系数、出口温度场调节等几个方面确定燃烧室基本的几何尺寸,二次风及掺混冷却孔的位置,旋流燃烧器的结构等,并利用CFD软件对设计燃烧室的热态流场、燃烧稳定性、燃烧效率、压力损失等性能进行了数值模拟。计算结果表明,设计的燃烧室流场合理,燃烧稳定、效率高,压力损失小,基本达到了设计要求。

独头巷道受限贴附射流有效射程的理论研究与数值计算

为了探讨独头巷道受限贴附射流通风有效射程,利用巷道断面面积与风筒出流射流直径,定义了独头巷道射流的受限程度,采用理论分析与数值计算方法,推导了受限射流无因次距离与沿程断面位置、断面流量和断面平均流速之间的关系式,建立了独头巷道受限贴附射流流动特性模型。利用该模型,开展了8个不同工况下受限贴附射流的数值计算。结果表明,在受限的情况下,射流区无因次最大截面积出现在无因次距离为0.200 0处,而无因次最大截面流量位于无因次距离为0.187 5处。理论推导和计算结果表明,所得模型和计算方法能更为准确预测受限贴附射流的有效射程。