水冷永磁防爆电机十字形肋片的优化设计

为了研究不同水冷结构对水冷永磁电机散热性能的影响,以一台水冷永磁电机为研究对象,优化十字形肋片结构对轴向“Z”字形水路,通过分析加入水道中的十字形肋片的结构参数,确定横肋的高度和数量两个影响参数,采用Workbench对电机进行三维建模,获得不同横肋高度和数量下的电机各部温度分布。结果表明,对比分析电机各部分温升,得到最优冷却结构的横肋数量为3时冷却效果最佳,定子、绕组、转子和永磁体的最高温度分别下降15.32、15.41、11.24和11.24℃。

高位钻孔瓦斯抽采参数的优化

为防治综采工作面上隅角瓦斯超限,提高瓦斯抽采效率,以平岗煤矿为例对象,依据采动裂隙“O”形圈理论确定高位钻场及钻孔位置,采用COMSOL模拟软件分析钻孔参数对瓦斯抽采效果的影响,优化钻孔参数,并进行现场应用。结果表明:高位钻场位置为煤层上方20 m,钻场间距70 m,压茬长度不小于35 m,钻孔平距不大于37 m;钻孔仰角控制在-3°~6°,钻孔方位角控制在0°~16°,钻孔数量为4;现场应用表明,经钻孔抽采参数优化,抽采瓦斯纯流量由3.8 m^(3)/min提升至8.1 m^(3)/min;钻孔抽取瓦斯浓度由17.53%增加到45.99%,工作面上隅角瓦斯浓度由0.94%下降到0.33%,工作面瓦斯浓度由0.88%减少到0.27%,回风巷瓦斯浓度由0.83%下降到0.24%。

多向压缩对ZK60镁合金微观组织和耐腐蚀性能的影响

为研究温度对铸态ZK60镁合金多向压缩过程中组织演变的影响,测试多向压缩后试样的电化学极化曲线,分析试样的腐蚀行为。结果表明:随着压缩温度的提升,试样晶粒得到一定程度的细化,且晶粒变得更加均匀;随着压缩温度的上升,合金的自腐蚀电流密度先上升后减小,400℃下晶粒充分破碎长大,试样的晶粒细化且均匀,表面可形成致密的氧化膜,析出相被破碎细化并回溶到基体中,微电偶腐蚀作用减弱,该温度下压缩试样自腐蚀电流密度最低。

路网-电网结合的电动汽车两阶段引导调度模型

为降低规模化电动汽车接入电网造成的影响,实现车辆有序充电及调度,经图论理论及电动汽车行驶和充电站参数构建“车-路-网”模型,在考虑用户综合成本的基础上,综合充电设施服务率因素,建立一阶段电动汽车充电引导模型,以充电站负荷方差最小为目标建立两阶段的车辆调度模型。结果表明,引导后充电站设施服务率分布于113%~190%,较引导前分布区间40%~440%有很大提升,调度后充电站负荷方差下降了9.06%~13.01%,减小了对配电网的影响。该引导调度策略能够有效平衡用户及充电站二者之间的需求,且能有效平抑负荷波动。

井下超宽带人员定位的改进卡尔曼滤波算法

针对井下复杂环境对超宽带信号产生的干扰问题,提出卡尔曼滤波与超宽带TWR结合的改进算法。通过滤波处理当前测距数据和上一时刻的预测值及误差,计算系统状态的最优值,分离测距数据与误差,解析接收的定位数据规律,结合仿真实验与现场测试,验证该方法的可行性与可靠性。结果表明,定位轨迹更接近真实路线,且测距误差降低至10 cm范围内,定位误差降低至30 cm范围。

改进康达效应的静电感应粉尘测量装置

针对现有静电感应测量装置在粉尘颗粒浓度低、运动速度小时测量准确度不高的问题,设计了一种康达效应管道结构。在勺型管的基础上,增加了矩形齿结构,调整了矩形齿结构的纵向长度、厚度和数量三个参数,通过仿真管道内气固两相流,研究粉尘颗粒的运动速度与粉尘的静电感应量,在研究范围内选取最优结构参数组合。结果表明:改进后的康达管道使粉尘颗粒的运动速度明显提高,与现有的康达管管道各粒径静电感应量数据对比,改进后的康达管道粉尘颗粒的静电感应量平均增加了约20.95%。该研究对粉尘测量装置的改进提供了一定的参考。

基于磁场检测的通用车辆铁路平板的辅助定位系统

针对通用车辆铁路平板定位难、精度不高的问题,设计了磁场检测的辅助定位系统。该系统以ATmega16单片机为核心控制器,由电磁传感器模块、滤波电路、单片机模块和人机交互模块构成,采用LC选频电路作为检测装置检测导线激发的电磁波,计算车辆偏离中心线的误差值,利用卡尔曼滤波算法软件滤波,基于Android的手机客户端显示传感器测量信息。结果表明,系统能够实时准确的处理检测信号,串口转WiFi模块传输数据快,将传感器阵列设置在距离地面5 cm的高度时,测量误差为0.5 cm,完全能够满足车辆上下铁路平板的定位精度要求。

神经网络梯度下降与粒子群组合的训练算法

针对神经网络迭代过程中易陷入局部极小点的问题,提出一种BP-PSO算法。采用负梯度下降法迭代神经网络中的各项参数,利用得到的权值和偏置作为一个解向量,在该参数的邻域内引入简单PSO粒子群算法进行全局寻优,将最优解代入负梯度下降法,循环求解。结果表明,在Tensorflow鸢尾花分类数据集上的测试中,该组合算法与梯度下降算法相比,损失函数下降了49.54%,训练次数减少了43.33%,达到了收敛速度更快、识别度更高的效果。

柔性直流输电系统的改进型相对控制策略

针对传统柔性直流输电系统控制方法存在运行不稳定、可靠性不高等问题,在外环电压控制的基础上,加入相对控制环节,送端电压源换流器通过控制输出电压相对发电机端电压的相位角和幅值,分别控制与送端系统交换的有功功率和无功功率。采用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建系统外环和内环的控制模型,在受端设置单相对地短路故障,仿真分析系统有功功率变化、无功功率变化、交流母线电压有效值和调制比。结果表明,故障发生后有功功率、无功功率在0.5s内迅速恢复稳定,证明所设计的控制系统具有良好的控制能力,实现了电压源换流器传输功率的独立、灵活调节。

大兴安岭北部早奥陶世二长花岗岩年龄、 Hf同位素特征及地质意义

为探究大兴安岭北部地区二长花岗岩的形成时代和地质意义,研究了二长花岗岩的锆石阴极发光图像、U-Pb年代学和Hf同位素。结果表明,锆石韵律环带明显,U与Th的质量分数分别为84×10-6~855×10-6和37×10-6~439×10-6,w(Th)/w(U)为0.39~0.82,均值为0.54。加权平均年龄为485±2 Ma,属于早奥陶世。176 Hf/177 Hf比值为0.282322~0.282598,εHf(t)为-5.4~4.3,均位于零值附近,在εHf(t)-年龄图解上,数据点主要落在球粒陨石演化线之上及其两侧,Hf二阶段模式年龄T DM2为1182~1799 Ma。二长花岗岩形成于造山后伸展拉张背景下。

水平及倾斜圆管内油水两相双连续流的特性

为研究油水两相双连续流在不同倾角管道中的流动特性,基于油水两相流动特性,实验研究了管道倾角为0°、1°、3°和5°的小管径圆管内双连续流流动特征。利用高速相机、压差计和电磁快关阀获得了不同倾角管道中DC流型、摩擦压降和相持率,采用均相流模型模拟了摩擦压降并与实验结果对比。结果表明:管道倾斜对DC流型的影响随倾角增加而增大;DC流的摩擦压降受入口含水率的影响随着入口流量的增加而增大;在高入口流量中摩擦压降极小值出现在入口含水率为30%附近,5°管道中的摩擦压降在所有管道中最小。摩擦压降数值模拟与实验值吻合程度较高,均相流模型可用于预测水平及倾斜管道DC流摩擦压降。

石墨烯-碳纳米管导电油墨的制备及其导电性能

为改善导电油墨的导电性能,以自制膨胀石墨为原料,在液相剥离法制备少层石墨烯的基础上,将复合石墨烯和碳纳米管作为导电相,以环氧树脂作为黏结剂制备导电油墨。利用SEM等手段表征石墨烯和导电油墨涂层的形貌特征,采用霍尔效应法测定少层石墨烯的薄膜电导率,应用四探针薄膜方块电阻测试仪测试导电涂层的方块电阻。结果表明:用液相剥离法制备的石墨烯表面形貌完整,边缘略有卷曲呈薄纱状,厚度为2. 1~3. 2 nm,层数小于3层,电导率达到104~105S/m。当复合导电相中石墨烯质量分数为20%时,导电油墨的方块电阻最小为25. 2Ω。石墨烯和碳纳米管复合可显著增大导电粒子间的有效接触面积和导电网络的完整性,有效提高导电油墨的导电性能。

煤孔隙中水分运移机制的数值模拟

针对煤体水分运移难以监测的问题,依据多场耦合理论,采用有限元法对煤微观孔隙中水分运移过程进行模拟分析。结果表明:煤孔隙结构中水分扩散与其浓度梯度有直接联系,同时与扩散路程关系紧密,与孔径关系较小。分析了同一位置不同温度条件下的水蒸气浓度变化情况,拟合得到了孔隙结构中水蒸气的运移规律。这些结果可为进一步研究煤体水分运移对煤氧化升温的影响提供参考。

认知无线电中簇分集协作的频谱检测算法

针对多用户协作频谱检测中不同认知用户接收信噪比的差异,以及控制信道干扰直接影响最终判决结果的问题,在传统硬判决检测算法的基础上,利用分簇机制和本地用户接收的最大信噪比对其他用户进行辅助判决,得到一种簇分集协作频谱检测算法。在等虚警概率和不等虚警概率两种条件下,对该检测方案进行性能分析。仿真实验表明,该算法比传统硬判决算法的频谱检测性能有较大提高。

Cu对球墨铸铁组织和力学性能的影响

为提高球墨铸铁的力学性能,采用消失模法浇注铜质量分数不同的球墨铸铁试样,利用金相显微镜观察球铁试样的微观组织,结合硬度和拉伸实验,分析Cu加入量对球铁微观组织和力学性能的影响,并通过扫描电镜拍摄试样的断口形貌,探寻Cu质量分数与球墨铸铁石墨形态及分布的内在联系。结果表明:随着铜质量分数的上升,珠光体数量逐渐增多。当铜质量分数为0.8%时,球铁试样的石墨形态较好,塑性、硬度和强度最佳,具有较高的力学性能。

复合型生物絮凝剂对水源水浊度和色度的去除效能

为探讨影响复合型生物絮凝剂CBF处理水源水效能的因素,通过烧杯实验,考察了CBF投加量、助凝剂Ca Cl2投加量、p H和温度对水源水浊度、色度的去除效率。结果表明：CBF适合处理p H为中性及弱碱性的水源水,温度对去除效果影响不大,适当投入助凝剂有助于提高絮凝效率。在最佳条件下,CBF对水源水浊度及色度的去除率分别达到93.05%和78.57%。综合去除效果及成本因素,CBF投加量为8.0 mg/L、助凝剂Ca Cl2为1.0 m L/L、p H为7.0~8.0、温度为4~20℃时,浊度及色度去除效果最佳。

HTP捕收剂煤泥浮选实验研究

传统煤泥浮选用煤油作为捕收剂,油耗大、效率低。选取一种煤焦油深加工副产品(洗油类)作为捕收剂,对新一和铁东两煤样进行浮选实验,并从接触角、润湿热及红外光谱的角度分析HTP捕收剂的作用效果。结果表明:HTP捕收剂用于新一、铁东煤样浮选,与煤油相比,精煤产率分别提高了2.49%、2.76%,精煤灰分分别降低了1.56%、1.42%;HTP捕收剂与新一、铁东煤样作用的接触角分别比煤油与煤样作用的接触角增加1.18°、1.09°,润湿热分别提高0.911 2、0.755 0 J/g。该捕收剂含有芳烃、烯烃及甲基萘等杂极性物质,表面活性高,选择性稳定,是一种可靠的浮选药剂。

重复采动覆岩导水裂隙发育规律及注浆加固数值模拟

为了研究多煤层重复采动下覆岩破坏高度的发育规律,以新安煤矿阻水勘察为工程背景,理论分析了重复采动覆岩裂隙发育机理及裂隙带高度的计算方法,采用3DEC模拟软件,研究了重复采动覆岩的破坏特征,对隔水层进行注浆加固,模拟了加固前后覆岩运动差异。结果表明:数值模拟结果显示,10^(#)煤工作面顶板竖向位移最大沉降量达到4.3 m,裂隙高度最大发育至63 m,通过岩层拉伸率计算导高为60.7 m,两者计算结果基本一致;对采区上方隔水层注浆加固后,导水裂隙带发育高度有所降低。该研究可为新安矿区水害防治提供一定的参考。

深厚换填砂土地基强夯有效加固深度的影响因素

为研究不同因素对强夯有效加固深度的影响,结合某地基处理项目的现场重型动力触探(DPT)检测试验,应用ABAQUS软件建立深厚换填砂土地基强夯法施工的数值计算模型,模拟分析了施工参数与土体参数对强夯有效加固深度的影响。结果表明:换填砂土地基强夯有效加固深度受夯击能、锤径、夯击次数及夯击能组合形式的影响较大,且随夯击能、夯击次数的增大而增大,随锤径(D≥2.0 m)的增大而减小;在夯击能不变的条件下,应优先选取重锤低落施工方案。强夯有效加固深度随土体内摩擦角、密度、泊松比、弹性模量的增大而线性减小,且泊松比与密度对有效加固深度的影响较大,内摩擦角与弹性模量对有效加固深度影响较小。

萤火虫算法优化SVM的高压断路器故障诊断方法

为提高支持向量机识别高压断路器故障诊断率,提出采用萤火虫算法优化支持向量机的方法。采用EMD分解振动信号,选取几乎能包含原始信号全部特征信息的前7阶IMF分量,提取其样本熵作为特征输入向量,利用萤火虫算法寻优SVM的关键参数c和g,优化支持向量机模型,诊断高压断路器的不同状态。结果表明,与GA、GWO、GSA算法相比,萤火虫算法优化支持向量机能快速准确地识别高压断路器的状态,故障诊断率达到97.5%。