南极长城站哨声波监测仪设备及其初步观测

在子午工程二期项目的支持下,武汉大学(Wuhan University,WHU)联合中国极地研究中心研制了一套甚低频(very low frequency,VLF)波动探测系统,并在2022年由中国极地研究中心部署于南极洲的中国长城站(Great Wall Station,GWS,62.22°S,58.96°W).该探测系统的动态范围为~110 dB,时间精度为~100 ns,可为空间物理和空间天气研究提供高分辨率的波动观测数据.本文详细介绍了WHU VLF(子午工程编码:OCHCH_WHWM01)波动探测系统在GWS的初步观测结果,充分验证了系统的优越性能和稳定性.在过去一年的常规运行中,此系统能精确探测北美和欧洲等区域内各种地基VLF台站信号的动态变化.初步分析结果表明,在多次X级太阳耀斑爆发期间,GWS观测到的人工VLF台站信号特性与以往的研究结果高度一致.由于HWU-GWS(HWU为发射台站的名称)路径穿过南大西洋异常(south Atlantic anomaly,SAA)区域,观测结果同时表明,在磁暴期间,HWU VLF信号的扰动与磁层电子沉降在时空关系上具有很强的关联性.此外,此设备也能观测到闪电激发的宽频带哨声波,在频谱图上呈现特有的清晰色散结构.因此,在南极独特的地理位置,地基哨声波监测仪的观测结合其它仪器的观测,有利于深入开展与极区哨声波传播、低电离层扰动、地面闪电放电和辐射带粒子沉降等相关的空间天气学研究,对开展全天时空间环境监测具有重要意义.

推摇组合式造波的波流循环水槽设计与研究

针对海工实验波流水槽中的造流装置与造波装置间存在的干扰问题,研发了推摇组合式造波的波流循环水槽,并分别从造流和造波两个方面进行了设计和验证.综合设计循环流道、造流驱动装置及稳流出水口,保障实验区域水流稳定性及可控性;采用倒挂式摇摆结构,结合平行四边形结构运动特点,实现倒挂推摇组合式造波,在保证波形质量的同时减小对流道的影响;建立数学模型分析推块运动与波浪要素间的关系;基于西门子PLC开发实验测试平台测控系统搭建整个实验平台,完成水槽各项性能测试.结果表明,实验平台能够实现最大流速1.5 m∙s^(–1),且同时满足造波周期1~4 s,波高范围0.1~0.6 m的单独造波及所需要的波流海况耦合,能满足相关科教应用要求.

WAVE技术在产品快速设计系统中的应用

以格栅除污机设计为例,提出了基于WAVE技术进行产品快速设计的基本思想和设计方法,将WAVE技术应用到产品数字化快速设计系统中,详细介绍了快速设计系统中知识的发掘与表达、推理机和模板库的建立及实施的关键技术。

一起110 kV GIS设备自由金属颗粒放电缺陷及解体分析案例

介绍了一起110 kV GIS设备母线PT开关气室超声波信号异常的分析处理案例。通过幅值定位、时延定位和改变设备运行状态,判断缺陷来自于开关气室内部。对局放超声波信号进行多种测试图谱分析,认为该气室底部自由金属颗粒放电是产生异常超声波信号的主要原因。经开罐检查,发现开关静触头均压罩上存在明显刮痕,气室底部存在较多黑色固体碎屑,开关安装工艺不良导致金属碎屑掉落在气室底部,产生局部放电引起超声波信号异常。该起PT开关气室放电是一起较为典型的自由金属颗粒放电案例,为今后类似异常情况的分析处理提供了借鉴与参考。

WAVE技术在产品快速设计系统中的应用

以格栅除污机设计为例,提出了基于WAVE技术进行产品快速设计的基本思想和设计方法,将WAVE技术应用到产品数字化快速设计系统中,详细介绍了快速设计系统知识的发掘与表达、推理机和模板库的建立及实施的关键技术。同时对WAVE技术及主要内容作了简要的描述。

基于连续波功率放大器的HIRF试验技术研究

通过本试验技术的研究,形成在常规半电波暗室内开展部分高功率微波辐射试验的目的,使用连续波辐照设备进行相关测试,可作为低成本高功率微波辐射试验的推广,同时试验过程不受样品尺寸大小影响,为后续相关设备的试验考核提供技术参考。

考虑系统运行方式的配电网分支线断线故障精确定位方法

配电网分支线断线故障定位过程中,由于故障干扰分支节点识别方法的差异,难以确认断线发生范围,不同采样率下的故障定位结果相对误差较大。因此,提出考虑系统运行方式的配电网分支线断线故障精确定位方法。根据配电网的拓扑结构,分析供电系统内行波传输路径。基于供电系统运行方式,构建配电网分支节点连通矩阵,识别受到断线故障干扰的分支节点,确定断线发生范围,结合断线故障的特征参数,判断故障发生区段,结合零模和线模行波传播时间差,获取故障测距,实现配电网分支线断线故障精确定位。实例分析结果表明:获取精度较高的行波信号波形后,不同采样率下的故障定位结果相对误差降低了48%、12%。

超声波在煤矿机械设备探伤中的应用

煤矿机械设备损伤探测对于煤矿安全生产十分重要。无损探测技术的出现大大方便了设备进行探伤,超声波是其中重要的一种。首先,分析了超声波探伤的原理;其次,探讨了超声波在煤矿机械设备探伤中的具体应用,主要体现在轴承类零件合格检验和焊接件质量检测。可以为煤矿机械设备的损伤探测提供一定的参考。

捣固机上的煤饼高度检测机构研制

介绍了大型捣固机采用煤饼高度检测机构的必要性及创新技术,其中,创新技术有捣固机超声波传感器的应用、 PLC (Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)数据的采集及处理、摇动给料系统控制、煤饼高度智能控制系统等。

高压电力传输设备对中波发射台覆盖效果的影响分析

某中波发射台附近拟架设高压电力传输设备,为研究其对中波覆盖效果的影响,开展专题研究。在电磁仿真软件中建立仿真模型,分析不同数量、高度和距离的电力塔对中波天线水平面方向图的影响,最后总结出一般规律,为项目的建设提供参考。

基于受迫振动理论的波浪能发电装置的研究

基于波浪能清洁无污染、分布广等优点,首先,从分析波浪能发电装置在海水中垂荡和纵摇运动的角度出发,分别对浮子和振子进行受力分析,依据动静法建立了动力学方程,并确定了波浪能装置纵摇运动转轴位置,得到了浮子和振子的转动惯量函数。随后,运用变步长四阶五级Runge-Kutta-Felhberg算法进行求解,获得了浮子和振子从静止到进行垂荡和纵摇运动各时刻的运动状态。最后,以平均输出功率为目标函数,运动微分方程和阻尼系数是否恒定为约束条件,建立了波浪能输出功率的最优化模型,使用变步长搜索法和多起点全局搜索算法,求解了最大平均输出功率及相应参数。

基于短波通信的电力设备单体绝缘性检测技术研究

近年来短波通信技术逐渐引起人们的关注,并在电力设备绝缘性检测领域展现出巨大的潜力。短波通信技术作为一种高频电磁波通信技术,具有信号传输速度快、抗干扰能力强等优点,可以应用于电力设备的绝缘性检测,实现对电力设备绝缘性能的快速、准确评估。文章基于短波通信技术,深入研究了电力设备单体绝缘性检测技术,主要研究短波通信信号在绝缘性检测中的应用原理、数据采集与分析方法、硬件设计与构建以及软件算法开发与优化等内容。

波浪补偿钻探设备在海洋岩土工程勘察中的应用

在海洋工程勘察中,船体摇摆、潮汐冲击成为干扰地质钻孔的重要因素,为了克服相关问题,可采用海浪补偿钻探设备。研究过程介绍了此类设备的结构组成、工作原理,着重分析了海浪补偿技术的实现方法。再结合具体的工程项目,将HD-600型海洋工程钻机作为分析对象,将常规钻机作为对照组,针对同一海域开展钻孔,结果显示,采用海浪补偿技术的设备在钻孔效率、采样质量方面占据明显的优势,大幅提高了无侧限抗压强度和不固结不排水抗剪强度的勘探效果。

铁路冷链运输装备聚氨酯发泡无损检测技术研究

聚氨酯发泡作为铁路冷链运输装备制造最为核心的关键工序和最为复杂的特殊过程,直接影响产品的隔热性能及制造成本。文章介绍了无损检测的技术现状,重点阐述了电磁导波检测技术试验平台、信号采集方式及其在现场的应用情况等。聚氨酯发泡无损检测技术在发泡产品生产中的成功应用,实现了传统发泡检测工艺与新一代仿真技术的深度融合,并且降低了检测成本,提高了公司效益。

基于CFD的加氢装置氢气燃爆危险性分析

加氢装置是炼化企业典型的高危装置,涉及氢气等易燃易爆介质,安全风险较高。为研究加氢装置在开敞空间条件下氢气泄漏爆炸事故火焰及冲击波时空演化过程,基于FLACS三维模拟软件对某企业加氢装置建立了等比例模型,并对其进行氢气爆炸模拟研究,探究了不同当量比(ER)对氢气云燃爆超压值及温度的影响。研究结果表明,当量比(ER)在0.8~1.4范围内时,氢气爆炸的温度、超压峰值P max均随ER的增大呈先增大后减小的趋势,ER为1.05时,爆炸温度峰值及超压峰值最大,高温火焰传播范围半径约35 m,影响面积达到3800 m 2。此外,模拟结果为类似场景建筑物抗爆工程改造提供了理论指导。

Radio Disturbance Suppression for Ground Wave Radar

A new method of single sample polarization filtering is proposed. The algorithm is fast and suitable for the polarization processing of stationary or nonstationary polarized disturbed signals with one or more independent disturbances. A ground wave polarimetric radar with the ability of radio disturbance suppression is then introduced. Some numerical results demonstrate the effectiveness of single sample polarization filtering method for ground wave polarimetric radar.

基于NX/WAVE技术的焦炉设备设计方法研究

为设计质量可靠、性能优良的焦炉设备,提出了基于NX/WAVE技术的焦炉设备设计方法,使设计的焦炉设备在保证质量、性能的基础上,产品设计开发周期大大缩短,比传统三维设计方法更先进。通过实例应用表明,基于NX/WAVE技术的设计方法在进行产品系列化设计、变型设计时具有很大的优势。

典型防爆装备对TNT爆炸冲击波的防护性能

爆炸冲击波是炸药爆炸时产生的强间断载荷,是引起人体颅脑、肺部等含气器官组织直接损伤的主导危害。基于Q235钢钢材和复合材料+液体两种典型材质的防爆装备,开展多种TNT药量的静爆试验和数值计算,研究空爆(FAB)、钢制防爆罐(SEP)和柔性防爆罐(FEP)3种不同防护条件下冲击波传播衰减规律,分析SEP和FEP两种典型防爆装备的响应过程与防护机理,获得典型装备冲击波超压峰值削弱防护的经验模型。研究结果表明:SEP和FEP可以大幅度削弱内爆炸冲击波载荷,相较于同位置处的FAB,SEP可削弱冲击波超压峰值55.4%~66.3%,FEP可削弱超压峰值57.2%~77.7%,且过当量爆炸时FEP的冲击波防护能力明显高于SEP;分析SEP和FEP的主要防护机理均为绕射遮蔽作用,但FEP的顶盖显著增加了冲击波与结构作用时间,通过水的动量提取效应和不同波阻抗界面反射削弱逃逸冲击波强度,而SEP中的冲击波仅通过刚性材料反射消耗后迅速绕射逃逸;建立了SEP、FEP冲击波峰值超压削弱经验模型,与试验结果相比SEP、FEP削弱模型平均误差分别为2.4%和10.2%;得到的典型装备冲击波削弱规律及防护经验模型为防爆罐装备设计提供了参考。

新型波浪模拟装备的网络化设计方法

针对海洋工程实验室波浪模拟装备(造波机)与测试测量仪器间的协调控制不足。为满足现代海洋工程实验需求,提出大型多板造波系统的网络化构建方法和常用传感仪器的网络化接入方法。该方法以实验装备的一体化设计为目标,灵活地配置造波机系统,不仅可高效地执行波浪模拟任务,还可将造波机与各种测试测量仪器进行同步控制。将造波和数据采集任务划分为非实时处理和实时处理两个部分,并分别采用标准以太网TCP协议和工业以太网EtherCAT协议来进行数据传输控制,同时利用分布式时钟完成各个控制模块的时钟校准,达到集成化装备的时钟统一。嵌入式PC控制器对所提方案进行实现,并在波浪水池中得到了功能验证。

基于大型数值波流水池的海洋油气水下装备水动力测试

为了满足海洋油气水下装备水动力学教学需求,基于流体动力学基本理论以及FLUENT和C语言二次开发创建了大型数值波流水池,验证了其精确性,并开展了海洋油气水下装备水动力学数值试验,探究波流作用下海洋油气水下装备的水动力载荷特征。结果表明,开发的大型数值波流水池可实现波流耦合下的海洋油气水下装备水动力数值试验,并能够以直观、可视化的方式将水动力学结果展现出来,丰富海洋油气水下装备水动力学教学内容,并对培养学生的科学研究能力起到积极作用。