摘要：为了确定最小封严流量,非定常数值研究了封严流量对轴流涡轮径向封严结构封严效果的影响。结果表明:随着封严流量的增大,盘腔内涡结构数量增加,封严间隙内旋转的入侵及出流结构的强度减弱;内侧轴向封严间隙内的非定常波动增大,直到内侧实现完全封严,继续增加封严流量,非定常波动减小。封严间隙内达到最大波动时的封严流量可以认为是实现完全封严的最小封严流量,这为试验条件下判断最小封严流量提供了一种参考准则。设计封严结构时优化封严结构的尺寸、在间隙内引入叠加封严流、封严齿上设计蜂窝结构等,都可以产生较大的非定常波动,以减小最小封严流量,提高封严效率。

摘要：低压混合式直流断路器具有低功耗、高开断性能、选择性保护等优点,能更好地满足光伏和储能系统以及零碳建筑等应用需求。该文提出一种自触型低压混合式直流开关拓扑,首先通过对混合式断路器工作原理分析,建立基于电弧供能、驱动的机电系统耦合设计方法,该方法利用电弧能量为电子电路供能,并将电弧电压作为换流支路导通的控制信号,从而实现短路故障下系统的自动触发,并提出核心功能模块设计的理论依据。在此基础上,研制低压混合式断路器样机并验证设计方案的有效性,并对比分析不同因素对开断特性的影响规律。试验表明,相较于传统机械开关,小电流开断时间缩短85.4%、电弧能量减少94.1%,提升了断路器电气寿命,同时实现1.1 kA短路电流开断,发现系统总体响应时间与燃弧初期电压上升速率成正相关,电弧电导、支路寄生电感增大均会延长换流时间,电弧重燃概率则主要受外部系统参数影响。结果可为低压直流混合式断路器的优化设计和性能提升提供一定参考。

摘要：为获得具有较高运动精度、无寄生运动、放大比较大且可调的微动平台,基于直圆型柔性铰链的导向、传动原理及机构杠杆原理,设计出一种对称驱动且放大比可调的二级微动放大机构(设计放大比为1∶5),并提出压电陶瓷致动器驱动微动放大机构的精密二级微动放大系统设计方案;分析微动机构驱动性能的导向原理及附加力平衡原理,并对微动二级放大机构的放大比进行理论计算;采用试验法分析系统微驱动器的驱动性能,并解析出其驱动方程;利用有限元法分析系统的强度、模态及运动性能。分析结果表明:系统的强度及模态性能符合要求,具有较高的运动精度(在运动行程内,理论计算与有限元分析最大绝对误差为6.27μm、相对误差为8.36%);所设计的精密对称驱动二级微动放大系统具有运动精度高、安全性强、放大比大且可调等优势。

摘要：基于性能化设计理念,提出了混合联肢PEC墙结构基于合理失效模式的性能化设计方法:以结构达目标位移时实现合理失效模式作为性能目标,基于能量平衡原理确定结构设计基底剪力,并给出符合失效模式的侧向力分布;依据给定目标塑性耦连比分别求解钢连梁和PEC墙肢底部加强区内力需求;采用塑性设计方法设计钢连梁和PEC墙肢底部加强区截面,采用弹性设计方法设计PEC墙肢非加强区截面,保证结构实现预期性能目标。依据提出的基于合理失效模式的性能化设计方法,设计了12层混合联肢PEC墙算例结构,对其进行Pushover分析和弹塑性动力时程分析,验证了该方法的可行性。基于合理失效模式的性能化设计方法设计的混合联肢PEC墙结构抗震性能良好,地震作用下,各层钢连梁首先剪切屈服耗散能量,然后PEC墙肢底部形成弯曲塑性铰,塑性铰分布及发展过程符合预期,实现了“两阶段耗能体系”设计目标。

摘要：撬棒(crowbar)保护是双馈风力发电机组实现低电压穿越的主要控制方法之一。针对传统撬棒阻值设计与定转子电流约束条件边界取值相关,进而影响系统安全性这一问题,采用模糊优化理论,分析电网发生三相短路故障时转子电流峰值估算式以及撬棒阻值约束式;根据模糊优化机制及上述阻值约束关系,建立撬棒阻值模糊集隶属函数及模糊目标函数。针对1.5 MW双馈风电机组撬棒阻值进行模糊优化设计,并对设计结果在Matlab/Simulink平台上进行了仿真验证。仿真结果表明,撬棒阻值优化可以显著减小双馈机组低电压穿越时的定转子电流、直流母线电压及电磁转矩振荡,有效提高风电系统的安全可靠性。

摘要：以移动床生物膜反应器(moving-bed biofilm reactor,MBBR)为例,考察生物膜系统中部分反硝化NO^(-)_(2)-N积累特性,并通过耦合厌氧氨氧化验证生物膜系统中部分反硝化耦合厌氧氨氧化(partial denitrification with anaerobic ammonium oxidation,PD+ANAMMOX)工艺的可行性.结果表明,在C/N为3.0,填充率为20%的条件下,经过40 d的富集培养,实现部分反硝化,NO^(-)_(2)-N积累率达(69.38±3.53)%;接种生物膜NO-3-N还原酶(nitrate reductase,NAR)活性为0.03μmol·(min·mg)^(-1),NO^(-)_(2)-N还原酶(nitrite reductase,NIR)活性为0.18μmol·(min·mg)^(-1),富集培养后生物膜NAR活性增至0.45μmol·(min·mg)^(-1),NIR活性降至0.02μmol·(min·mg)^(-1),从酶学角度验证了部分反硝化实现;高通量测序结果显示,Thauera属从0.3%增加至37.27%,在微生物群落中占主导地位,该菌属被认为是部分反硝化过程的主要功能菌.随后与厌氧氨氧化耦合,出水总氮达(6.41±1.50)mg·L^(-1),总氮去除率达(88.16±2.71)%,证明了生物膜系统中PD+ANAMMOX的可行性及稳定性.

摘要：拉曼激光雷达通过探测与水汽浓度相关的大气水汽振动拉曼散射回波信号,可实现大气水汽混合比廓线的探测。然而由于振动拉曼信号非常微弱,在白天测量时振动拉曼散射光谱会淹没在太阳背景光中,多在夜间测量。为实现大气水汽的全天时测量,设计开发一套日盲紫外波段拉曼激光雷达系统。该系统选择Nd∶YAG脉冲激光器的四倍频输出—266.0nm日盲紫外波段作为拉曼激光雷达系统的激励波长,采用镀高增益介质膜的牛顿式望远镜作为接收器,同时利用二向色镜和超窄带干涉滤光片设计高效率的高光谱分光系统,实现了大气氧气、氮气和水汽振动拉曼散射回波信号277.5,283.6和294.6nm的精细提取。计算仿真结果表明,臭氧吸收对日盲紫外域拉曼激光雷达探测存在一定的影响,主要是探测距离的影响;氮气通道不受白天太阳背景光噪声的影响;水汽通道存在少量太阳背景光噪声,对系统探测距离略有影响。而系统信噪比计算结果表明,设计的日盲紫外域拉曼激光雷达系统可实现白天3.5km大气水汽的探测。实际进行水汽探测时,可利用氮气和氧气通道反演出臭氧浓度廓线,修正臭氧对发射波长、各通道拉曼散射波长的吸收,进一步提升系统的探测能力和探测精度。

摘要：基于酪蛋白的活性物质递送体具有多种优良性能,为提高酪蛋白(CN)胶束对亲水性物质的负载率,在胶束纳米结构尺度研究了胶束扰动因素对溶菌酶(Ly)负载的影响,制备了具有核壳结构的抑菌纳米粒。粒径分布和Zeta电位表明,低浓度NaCl和乙二胺四乙酸(EDTA)有利于CN胶束的部分解离,使Ly负载率提高了8%;红外分析显示,不同胶束扰动因素下复合纳米粒中蛋白质的二级结构和氢键缔合发生了改变;扫描电镜表明CN-Ly纳米粒具有球形结构。低分子量壳聚糖包覆纳米粒后,对金黄色葡萄球菌(***)和大肠杆菌(***)均具有较强的抑菌活性,且该复合纳米粒在pH5.4的酸环境中具有缓释性能,24 h释放率达到61.5%,活性保留率达到80%以上。该纳米粒在食品和医药工业有着潜在的应用前景。

摘要：黄土丘陵区易发生震陷型边坡失稳。通过动力离心模型试验和有限差分非线性动力分析方法研究地震时黄土边坡的动力响应及变形机制,探究了地震作用下概化黄土边坡的加速度及位移响应,提出了基于动单剪试验条件下黄土震陷系数经验公式及黄土场地震陷量估算方法,并应用于黄土边坡震陷变形计算。结果表明:黄土边坡对地震荷载具有放大效应,加速度放大系数沿高程呈非线性增大,且坡面动力放大效应大于坡体内部;边坡的震陷量与土层厚度关系密切,土层震陷系数随高程呈对数式增加;地震作用下黄土边坡的破坏形式是水平滑移变形与竖向震陷变形双向耦合的结果,震陷变形表现显著,边坡向临空面滑动,坡顶张拉裂隙和坡面错位裂隙大量发育,震陷沉降不均导致坡面形成错位阶梯。

摘要：利用无人机对高压输电线路巡检,并基于计算机视觉技术对巡检数据中的故障目标进行自动、准确检测是输电线路巡检领域中的重要研究方向,同时也是一个极具挑战性的课题。针对复杂巡检环境中待检测目标存在多尺度特性以及部分遮挡造成传统算法难以准确检测问题,提出一种基于注意力机制与跨尺度特征融合的YOLOv5输电线路故障检测算法。首先,搭建YOLOv5检测网络,为了抑制复杂背景干扰,在其基础上引入空间与通道卷积注意力模型,以增强待检测故障目标的显著度;然后,将原始YOLOv5检测框架Neck中的FPN+PAN结构改为BiFPN结构,从而使目标多尺度特征能够有效融合;其次,为了解决待检测目标特征表达能力不足造成漏检和误检的问题,设计多尺度与同尺度特征的自适应加权融合模块,以增强检测网络对遮挡情况下故障目标的检测能力。最后,为了验证提出算法的有效性,利用某巡检部门近4年无人机巡检数据对算法进行验证。结果表明,提出的算法能够对复杂环境中输电线路上的多尺度故障目标实现精确检测,其平均检测精度可达96.8%。