摘要：为应对高电压电力系统中瞬变电场强度的测量难题,并确保直流输电系统的安全稳定运行,本研究设计并构建了一种由激光光电池供电的脉冲电场传感器。该传感器包括激光光电池供电模块、电光信号转换模块和单极子天线。此外,还在设计中采用恒流源电路作为半导体激光器的供电系统,它能将特定波长的激光能量转换为电能,为传感器或其他负载提供远距离非接触式供能。为确保传感器的精确度,本研究开发了一套系统标定装置,用于在控制空间内产生标准测试电场,并通过部署的传感器阵列来测量产生的电场、磁场及被测物体内部的其他数据,实现对动态系统电场强度的即时校准。实验测试表明,所研制的脉冲电场传感器具有20kHz至500MHz的3 dB带宽,100V/m至60kV/mm的动态范围,125Ω的负载阻抗,优于10%的线性度,以及上升沿小于3.5ns的瞬态响应性能,验证了其在强电磁干扰环境下仍具备良好的快速响应速度。

摘要：为解决旋流快分(SVQS)系统提升管出口上方空间内油气呈现螺旋上升运动而导致油气在系统空间内停留时间过长的问题,设计了一种新型消涡板结构,并采用商业软件FLUENT 2021 R1对增设新型消涡板的SVQS系统进行了流动模拟。对比未安装消涡板的SVQS系统、增设弯型消涡板的SVQS系统以及增设新型消涡板的SVQS系统的速度场,发现消涡板对SVQS系统的速度场产生了影响,系统中各项速度值变大。新型消涡板在未降低SVQS系统分离效率的情况下降低了系统压降。通过对系统内油气停留时间进行分析,发现消涡板可以减少油气和细小颗粒在系统中的停留时间,且增设新型消涡板的SVQS系统中油气的停留时间小于增设弯型消涡板的SVQS系统中油气的停留时间。

摘要：页岩样品中普遍存在烃类散失和有机质吸附,导致页岩油可动资源评价不准,为解决该难题,利用中国渤海湾盆地沧东凹陷孔二段G19-25井45 m密闭取心,创新设计了45块次3类(0 h与24 h、密闭与开放、常规与多温阶)页岩热解对比实验和12块次干酪根溶胀实验,构建了轻烃恢复校正系数和有机质吸附系数.研究表明,样品放置24 h后轻烃平均损失率为29.4%,开放条件下碎样轻烃平均损失率为21.0%,常规热解轻烃平均损失率为15.5%,综合平均损失率为47.1%,即原始地层状态下页岩滞留烃量是常规热解游离烃量的2倍(页岩油轻烃校正系数为2.0);页岩中单位有机质吸附烃量随着镜质体反射率Ro增加而逐渐降低,当Ro为0.8%~1.1%时,页岩有机质吸附油量平均为0.1(质量分数).本研究创建页岩油可动资源评价的质量含油率新方法,提出用页岩质量含油率表征页岩滞留烃去除有机质吸附烃后的页岩中可动烃量,评价孔二段页岩油可动资源量为6.8×10^(8)t,研究成果可为类似盆地页岩油研究提供借鉴.

摘要：为了减小钢铁生产的能量消耗,文中提出了一种基于折展机构的打捆机器人以降低打捆作业能耗。首先,基于棒材打捆轨迹设计了一种新型的打捆机器人,分别建立了打捆机构的位置正反解模型,并通过算例对其进行验证;基于牛顿-欧拉法对打捆机构各组成单元进行动力学分析,建立了整个打捆机构考虑关节摩擦力的动力学模型;采用AD⁃AMS软件对打捆机构进行动力学仿真。理论和仿真结果表明:在考虑关节摩擦的情况下驱动力的差值明显大于理想状况,揭示了实际打捆工序中考虑摩擦力的必要性。所建立的动力学模型可为整个机构的能耗优化设计提供了理论基础。

摘要：随着智慧海洋理念的普及和人工智能技术的发展,自主水下机器人、水下滑翔机等水下航行器在海洋科学调查、资源勘测和信息获取方面取得了重大进展,为了满足小型低成本水下航行器智能感知、自主作业的实际需求,同时降低其自主定位成本,设计并实现了一种基于海底四阵元基阵的自定位方法.首先,针对水声信道的复杂性,设计了具有时频特征明显、高峰值功率的声学频率梳信号作为传输信号,仿真实验证明该信号具有可靠的稳定性和抗噪性;其次,结合倒置的超短基线定位原理,设计了布放在已知参考点的四阵元基站,各阵元发出相互正交的声频梳信号,水下航行器在基阵声学作用范围内接收各个阵元混叠的声学频率梳信号,利用匹配滤波法对各信号单程飞行时间进行粗测;最后,针对声学频率梳的时域和频域特性,推导了接收信号与飞行时间的关系,利用相关分析法对各信号单程飞行时间进行精测,进而获取航行器与基站坐标轴阵元的测距和测向结果,结合倒置的超短基线定位方法,实现航行器的位置实时解算.水下实验结果表明,本方法复用率高、可操作性强,水下航行器只需携带单个接收信标即可完成定位计算,进一步降低了成本和系统复杂度.同时,也证明了声频梳信号的高可靠性,可在水下航行器端实现较高的自定位精度.

摘要：应用离散元方法(Discrete elementmethod,DEM)仿真矿石破碎时,通常采用颗粒黏结模型对矿石进行建模,颗粒黏结模型中的基础颗粒粒径对仿真结果影响显著。为了研究基础颗粒粒径变化对模型精度的影响,本文设计了9组基础颗粒粒径组合,构建了矿石的颗粒黏结模型,进行了金矿石破碎的离散元仿真,得到了不同粒径组合下的破碎粒度分布,并将仿真结果与试验得到的破碎粒度分布进行了对比分析。结果表明:基础颗粒粒径组合对模型精度存在影响,采用适当的基础颗粒粒径组合构造颗粒黏结模型能够提高模型精度。当基础颗粒粒径之间的差值相当时,模型精度较高,仿真得到的破碎粒度分布和落重试验结果的一致性良好。对相同粒度的铁矿石与铜矿石进行了仿真,验证了基础颗粒粒径选取方法的有效性。

摘要：煤炭资源保水开采是实现绿色化开采的核心技术之一,保水开采可行性评价则是开展科学开采设计的基础问题。从采动覆岩整体阻水性角度入手,综合考虑覆岩整体的阻水行为与地下水系统的动态响应之间的关系,提出了将上覆隔水岩层(组)虚拟为等效阻水层的学术思想,形成了基于采动覆岩等效渗透系数计算等效阻水厚度进行保水采煤可行性定量评价的新思路与方法。基于达西定律、Kozeny-Caman方程以及采动覆岩移动影响函数递推关系,采用分层、分区组合等效方法,在单岩层水平方向上通过并联来计算整层垂向等效渗透系数,进而通过垂直方向上进行多岩层等效渗透系数串联计算,建立了基于采高、工作面长度、沉陷参数和岩层初始水理参数的采动覆岩整体垂向等效渗透系数的计算方法;以采后覆岩地下水渗漏速度与目标含水层补给速度相等作为保水采煤临界条件,确定了保水采煤最大临界渗透系数与采高、等效岩层厚度之间的关系;基于采动覆岩的渗透系数与其等效阻水厚度成反比的假设,建立了采动覆岩等效阻水厚度的计算方法,进而根据维持含水层水位稳定所允许的最大临界渗透系数,提出了基于采动覆岩等效阻水厚度的保水采煤可行性评价方法,并通过伊犁四矿保水采煤含水层水位变化实测进行了实例验证。研究成果为保水开采预测评价、方法选择和参数优化提供了新的方法。

摘要：在充分调研国内外混合循环动力系统发展现状的基础上,总结各种动力系统的性能优劣势,分析制约其发展的瓶颈技术难题.基于我国小型航空动力系统的研究现状和发展所面临的严峻挑战,提出适用于航空领域的混合循环动力系统发展要求:高功重比、高工作可靠性、低结构复杂度、高热效率和低油耗.借鉴混合循环动力系统在其他领域发展现有的研究成果和应用经验,总结混合循环动力系统在航空领域发展所面临的结构设计及布局、理论及试验研究、控制方法及策略等技术难点,给出对应的建议解决方案.为混合循环动力系统在航空领域的应用提供技术建议,为我国发展高性能高水平的小型航空动力系统提供新的发展方向.

摘要：以柔性RSS机座-偏置滑动轴承转子系统作为研究对象,用“群举法”建立了柔性RSS机座动力学参数全局匹配理论模型和全局最优匹配算法,以M701F燃气轮机相关参数作为参照进行了数值计算,探讨了柔性RSS机座动-轴承转子系统振动特性及其影响因素,揭示了柔性RSS机座动力学参数全局匹配域和全局最优匹配对轴承转子系统振动特性的影响机理,提出了柔性RSS机座动力学参数的最优设计方法,为实际工程应用提供了柔性RSS机座全局匹配理论方法和最优匹配评价技术。

摘要：地球同步轨道(简称GEO)目标巡视卫星(简称巡视星)轨道半长轴与GEO稍有不同,巡视星相对GEO目标会存在东西向相对漂移,因此巡视星可用于对全球GEO目标的观测.本文以低于GEO目标的巡视星为例,对GEO目标的单星巡视效能进行了分析,指出了单星巡视存在成像盲区和成像概率低的问题.提出了多星串行编队的GEO目标巡视策略,该策略在解决上述问题的同时,还有助实现对GEO目标的多方位多角度成像,优化了成像效果.最后,针对几种在轨典型巡视需求,介绍串行编队参数设计方法并给出设计结果.