摘要：煤炭地下气化注入点可控后退(Controlled Retraction Injection Point,CRIP)工艺能够实现中深层煤炭资源的清洁高效原位开采,将我国富裕的煤炭资源转化为战略或缺的燃气资源。为取代CRIP工艺中氧气和点火液的注入、提高煤层气化反应活性,基于煤炭地下气化生产工艺和微波加热技术特点,创新提出了耦合大功率微波加热的煤炭地下气化CRIP工艺设计,将气化剂和微波发生器产生的微波经由连续油管注入到地下煤层并在目标气化区释放。通过理论分析和实验研究,从微波的产生、传输、释放、与煤层作用、以及产业发展模式等方面分析了该工艺设计在工程实践中面临的难题和解决方案。研究结果表明,耦合大功率微波加热的煤炭地下气化CRIP工艺在技术上是可行的;在煤炭地下气化过程中加热煤层所需的热量较大,大功率磁控管可以满足工业生产规模需求;微波能够通过双层连续油管镀铜的内管外壁和外管内壁间的环形空间远距离传输到地下煤层;微波频率越高,微波功率衰减越快,2450 MHz和915 MHz频率微波在双层连续油管中传输500 m时,其功率分别衰减至15.6%和32.1%,中深层煤炭地下气化应选用较低频率来远距离、低损耗输送微波;在双层连续油管前端的外管壁面上按一定规则割开缝隙,形成微波释能器,将微波从管线中泄漏出来辐射煤层;原煤在干燥、热解和燃烧阶段都能够较好地吸收微波能而被加热,在有氧条件下煤样温度升高到587℃时焦炭被点燃,最高温度可达1080℃;风光电−储能−煤炭地下微波气化融合产业模式能够充分利用绿色能源,实现中深层煤炭清洁高效原位开采。研究能够为微波辅助煤炭地下气化提供理论基础和技术支持。

摘要：联邦学习是一种隐私保护的分布式机器学习框架,可以让各方参与者在不披露本地数据的前提下共建模型.然而,联邦学习仍然面临拜占庭攻击和用户隐私泄漏等威胁.现有研究结合鲁棒聚合规则和安全计算技术以同时应对上述安全威胁,但是这些方案难以兼顾模型鲁棒性与计算高效性。针对此问题,本文提出一种抗拜占庭攻击的隐私保护联邦学习框架SecFedDMC,在保护用户数据隐私的条件下实现高效的拜占庭攻击检测与防御.基础方案FedDMC采用“先降维后聚类”的策略,设计了高效精准的恶意客户端检测方法.此外,该方法利用的随机主成分分析降维技术和K-均值聚类技术主要由线性运算构成,从而优化了算法在安全计算环境中的适用性。针对基础方案存在的用户数据隐私泄露问题,提出了基于安全多方计算技术的隐私增强方案SecFedDMC.基于轻量级加法秘密分享技术,设计安全的正交三角分解协议和安全的特征分解协议,从而构建双服务器模型下隐私保护的拜占庭鲁棒联邦学习方案,以保护模型训练和拜占庭节点识别过程中的用户隐私.经实验验证,SecFedDMC在保护用户隐私的前提下,可以高效准确地识别拜占庭攻击节点,具有较好的鲁棒性.其中,本方案与最先进的鲁棒联邦学习算法相比,在CIFAR10数据集上,拜占庭攻击节点检测准确率提升12%~24%,全局模型精度提升4.45%~18.48%,计算效率提升33.21%~47.31%.

摘要：受极端气象、极端气候和人类活动的影响,目前我国城市内涝问题频发,城市内涝已经成为严重的城市问题。西安市作为国家中心城市、陕西省省会,城市内涝问题相对突出,为了研究西安市城市内涝发生原因和相关治理对策,本次研究通过收集城市内涝点分布、城市土地利用类型变化、区域降水变化等数据,将相关数据通过ArcGIS软件进行空间分析,并结合西安市暴雨强度公式与设计暴雨强度公式,研究西安市发生城市内涝的内在机理和结局措施。研究表明,城市化的迅速发展、气候变化、地势低洼、城市排水系统建设的标准较低等是西安市内涝灾害频发的原因。本研究对于西安市完善城市灰色设施和绿色设施,解决城市内涝问题具有重大意义。

摘要：针对某实际燃气轮机动力涡轮转子因结构尺寸大、质量大等原因无法直接开展试验动力学研究,提出了一种由三维有限元仿真计算和试验相结合的动力学相似试验转子模型的设计方法。首先,利用动力相似原则建立原始涡轮转子的动力相似试验转子模型和相应转子试验台,确定了目标函数为临界转速和振型相似;然后,分别进行转子动力学相似模型的有限元仿真计算和动力学特性试验,所得临界转速最大相对误差为4.5%,API 612高速动平衡标准下的不平衡响应峰-峰值相对误差为1.5%,说明仿真和试验的结果可靠;最后,对动力相似试验转子模型的有效性进行验证,动力相似试验转子模型的临界转速仿真和试验结果均与原始涡轮转子模型的临界转速成2.05倍关系,符合动力相似准则,并且动力相似试验转子模型的应变能分布与原始转子模型相似,成功构建了原始涡轮转子模型的动力相似试验转子模型,对于叶盘-转子系统的稳定性分析和试验设计研究有很大的参考价值和现实意义。

摘要：针对精密镗床双驱丝杠进给轴连续运行时发热严重导致热误差较大的问题,提出了进给轴热源的差异化主动冷却方法。首先,确定了进给轴主要热源部位为轴承、电机和丝杠螺母副,分析了进给轴热源生热和散热机理,确定了关键边界条件,建立起主动冷却下的热流固耦合仿真模型;然后,设计了内置流道的冷却板并安装于热源处,每一冷却板分别设置冷却回路并通入4号主轴油作为冷却剂,每一冷却回路单独配置油箱进行独立调温;最后,建立了进给轴的轴承、电机及丝杠螺母等热源生热模型,精确匹配各热源生热率来控制冷却系统中进出口冷却液的温度,从而差异化地带走不同热源处所产生的热量以控制各部位温度,减小热误差。实验结果表明:与进给轴无冷却时对比,采用差异化主动冷却方法,最大热误差下降了58.56%以上;与恒温冷却方法相比,最大热误差下降了34.55%;同时缩短了热误差的稳定时间,表明该进给轴主动冷却方法能有效减小进给轴热误差。

摘要：650℃及以上等级高参数燃煤发电技术已成为火电机组的主要技术发展方向,而高温合金等新材料的选用也成为关键部件材料更替的必然趋势。其中,转子合金的设计研发与制备成型成为机组热通道关键部件用材研发的主要难点之一。由于高温合金与传统高中压转子用铁素体耐热钢存在明显的理化与力学性能差异,因此对研发过程中新材料的评价分析带来挑战。通过对以往超临界与超超临界燃煤机组高中压转子服役工况进行分析,并结合关于传统铁素体耐热钢评价方案及性能指标的探讨,探索了高中压转子用高温合金的性能评价优化方案,进而为新材料的设计与评估提供借鉴。

摘要：在燃机实际运行中,由于压气机与蜗轮内气体压力不同而产生轴向作用力,常造成轴系的轴向振动。膜盘联轴器作为连接轴系的关键弹性零部件,其轴向刚度特性直接影响着轴系的轴向振动水平。为此,文中通过建立小尺寸闭式过盈连接型膜盘联轴器的有限元模型,对具有直线型、锥线型及曲线型3种膜盘型面的膜盘联轴器轴向刚度特性进行了仿真分析。结果表明:3种型面膜盘联轴器轴向刚度均呈线性分布,且在大小相同的情况下,直线型膜盘的轴向刚度最大,锥线型的次之,曲线型的最小;直线型与锥线型膜盘联轴器具有相当的应力水平,较曲线型具有较高的承载能力;曲线型及锥线型膜盘联轴器则在相同载荷下具有较好的轴向补偿能力,分析结果为膜盘联轴器的设计与选用提供了理论支撑。

摘要：黏性土中细粒表面水膜是影响其物理力学性质的内在因素。经典土力学一般将土粒表面水膜分为强结合水和弱结合水,即所谓双电层模型,弱结合水的存在是土具有可塑性的原因,强弱结合水的界限含水率为塑限,该模型很好地解释了黏性土的稠度变化及其有关的物理力学行为。然而,通过等温吸附试验发现,土粒表面还存在吸附水膜,对非饱和土高吸力段的物理力学特性有重要影响。为此,本文将黄土颗粒表面水膜分为单层吸附水、多层吸附水、强结合水、弱结合水和自由水5种类型。取甘肃正宁Q_(2)最顶层的L_(2)黄土试样,采用等温吸附和液限、塑限测试,对该黄土样和其中的单矿物颗粒各水膜之间的界限含水率进行了定量表征,并测试黄土试样的土水特征曲线(SWCC),在SWCC上界定了这些界限含水率与基质吸力的关系。当水汽压很低时,土粒表面的吸力来自水的偶极分子与颗粒表面离子间的静电引力,形成单层吸附水,水膜厚度为1个水分子直径;离颗粒表面超出水分子直径的地方,吸力来自范德华力,水的偶极子相互靠拢呈定向排列,形成了多层吸附水;当土粒周围水分增加,颗粒表面未平衡掉的分子引力又可吸引更多的极化水分子,此时在吸附水的周围形成结合水,结合水又分为强结合水和弱结合水;吸附水和结合水膜以外的水为自由水。

摘要：针对多路温度同步测量的需求,研制了一种基于可编程逻辑阵列(field program gate array,FPGA)和低功耗内核(STM32)的多路温度同步测量系统。该系统以FPGA为主控制器,直接驱动多片模数转换器件,对多路电信号进行同步测量,使用STM32实现温度信号的转换和计算。系统预期测温范围为-200~850℃,测温精度达到0.01℃。实验结果表明,该系统在使用PT100温度传感器测温且测温范围为-200~400℃时,系统测量误差小于0.003℃,全量程(-200~850℃)范围内系统测量误差小于0.005℃。所设计的多路温度同步测量系统尽管随温度增大测量误差存在增大趋势,但在全量程范围内实现了0.01℃测温精度的目标,并具有多路温度同步测量、通道数易于扩展等优点,具有一定的实用价值。

摘要：成岩相识别与划分有助于碳酸盐岩储层分类评价及预测。为了明确塔里木盆地中央隆起带寒武系-奥陶系的白云岩成岩相类型及特征,通过岩心描述、常规及铸体薄片观察、X衍射分析以及粒度分析等方法,首先对其岩相学特征进行了详细研究并对成岩相类型进行了划分,在此基础上,结合O、C稳定同位素测试方法以及Fe、Mn、Sr、Li、U等常、微量元素测试技术探讨了各类白云岩成岩相的地球化学特征并建立了各类成岩相的模式。研究结果表明,塔里木盆地中央隆起带寒武系-奥陶系白云岩成岩相可划分为准同生云化亚相(PD-F)、浅埋藏隐伏回流渗透云化亚相(SLRD-F)、浅埋藏活跃回流渗透云化亚相(SARD-F)、表生风化壳岩溶亚相(WK-F)和构造破碎亚相(TF-F)共5类。其中,PD-F模式的白云岩云化流体主要来自咸化海水并受部分淡水影响,表现出O同位素负偏,Fe、Mn、Sr和Li质量分数明显偏高的特征;SARD-F模式的白云岩基本形成于正常海水,个别样品受到埋藏溶蚀或重结晶作用以及淡水影响,整体表现为O同位素值与奥陶纪海水一致,Fe、Mn、Sr质量分数相对较低的特点;SLRD-F模式的白云岩形成环境相对封闭,受淡水影响较小,表现为O同位素值与海水一致,Fe、Mn质量分数相对较低,Sr质量分数相对较高的特征;WK-F模式的白云岩样品由于经历表生淡水溶蚀作用和埋藏期的白云化作用,具有O同位素负偏,Fe、U质量分数较高,Sr质量分数较低的特征;TF-F模式的白云岩样品受到构造热液的影响,具有O同位素负偏,Fe、Mn、U、Li质量分数低的特征。