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期刊信息/Journal information
湖南大学学报（自然科学版）
湖南大学
湖南大学学报（自然科学版）

湖南大学

王道平

月刊

1674-2974

hdxbzkb@hnu.cn

0731-88822870

410082

湖南省长沙市岳麓区湖南大学期刊社行政办公室

湖南大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Hunan University(Natural Sciences)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由教育部主管、湖南大学主办的综合性学术理论刊物，双月刊，面向国内外公开出版发行。主要报道湖南大学自然科学领域最新研究成果，也适当发表国内外同行专家的优秀学术论文。
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    小尺寸切开式尾缘锯齿对翼型气动噪声的影响

    张喆陈涛张英朝王中检...
    98-105页
    查看更多>>摘要：研究小尺寸切开式尾缘锯齿对翼型气动噪声的影响,并分析齿高与尾缘边界层厚度之间的关系对降噪效果的影响.以NACA0012翼型为研究对象,采用混合计算气动声学方法进行仿真.在20 m/s风速下对NACA0012翼型进行噪声实验,验证仿真方法的准确性.通过控制齿高和齿宽研究不同形状尾缘锯齿分别在0°和10°攻角下对翼型气动噪声的影响.研究结果表明,尾缘锯齿的降噪效果与齿高和齿宽均成正比.0°攻角下最大降噪量为3.3 dB,10°攻角下最大降噪量为2.6 dB.切开式尾缘锯齿结构会增加流向噪声的高频分量,尤其在0°攻角下显著.相比嵌入式尾缘锯齿,切开式尾缘锯齿具有更小的极限降噪齿高.

    翼型气动噪声降噪边界层尾缘锯齿

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    中心距误差对小模数齿轮接触与弯曲强度的影响

    胡波申朋刘辉华尹来容...
    106-115页
    查看更多>>摘要：为探究小模数齿轮中心距误差对轮齿强度的影响,以及标准GB/T 3480-2021对含中心距误差小模数齿轮强度设计的适用性,推导了含中心距误差的重合度系数、齿廓系数与应力修正系数计算公式,建立了含中心距误差的小模数齿轮有限元接触模型,提出有限元接触模型网格密度的验证方法.对2种计算方法得到的不同中心距误差下接触与弯曲应力进行了对比研究,结果表明,接触区域齿廓有限单元宽度不超过Hertz接触半宽的1/3时,齿轮有限元接触计算精度较高;采用标准GB/T 3480-2021校核含中心距误差的小模数齿轮强度,将产生冗余设计;当中心距误差达到1.33%时,接触应力幅值的最大变化为4.23%,而弯曲应力幅值的最大变化达到了16.25%,中心距误差对小模数齿轮弯曲应力的影响比接触应力更为显著.

    齿轮有限元法小模数中心距误差齿轮强度

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    燃料电池控制器的电磁干扰分析

    罗宝军陶佳霖梁薛霖杨加瑶...
    116-123页
    查看更多>>摘要：为了研究燃料电池控制器(Fuel Cell Controller,FCU)的电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)特性,采用差分进化算法建立等效辐射源,基于近场扫描方法测试FCU的磁场,通过对比等效辐射源产生的磁场和测试的磁场,获得各频点在X、Y、Z方向的平均误差均在3%左右;利用重构模型对印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)上方半空间的远场辐射进行仿真模拟.结果表明,仿真电场与实测电场的平均误差在4.1 dB左右,在测量频带范围内整体趋势一致,验证了差分进化算法重构的等效辐射源具有较高的精度,该方法可以用来预测辐射源的影响.研究了重构等效辐射源对金属外壳的影响,仿真结果表明,PCB板的远场辐射降低了10 dB左右,金属外壳能有效减少FCU向外产生辐射.

    近场扫描燃料电池电磁干扰控制器等效辐射源

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    电臂尺寸和安装条件对热电模块力学性能的影响

    孟凡凯周林孙悦桐刘寅...
    124-135页
    查看更多>>摘要：针对热电制冷模块中热电臂尺寸对模块整体热应力场的影响,以C-31106型热电制冷模块为研究对象,建立由31对热电偶组成的热-电-力学耦合多物理场模型.采用有限元仿真方法,考虑钎料层的存在并引入表征黏塑性材料的Anand修正本构方程,建立3种安装条件下的热电模型,分析不同电流下热电臂高度和截面边长对热电模块温度场和力学性能的影响规律.结果表明,当热电臂处于最佳高度时,在给定范围内热电臂截面边长越大,越有利于提高热电模块力学可靠性,当工作电流为2.6 A,截面边长从0.99 mm增加到1.09 mm时,冷、热端的最大von Mises 应力分别减小了74.67%和22.60%.对模块冷端和热端分别采用固定约束和机械压装的安装方式可有效提高热电模块的力学可靠性,当采用上述安装方式时,冷、热端的最大von Mises 应力相比两端只采用固定约束的安装方式分别减小了48.76%和74.02%.

    热电制冷制冷器安装条件黏塑性材料热-电-力学耦合有限元法

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    基于Retinex和Gamma变换的低照度图像增强方法

    王文韫舒晨洋朱龙涛黄靖龙...
    136-144页
    查看更多>>摘要：为均衡增强低照度图像的同时,保留其更多的细节信息,提出一种改进Retinex低照度图像增强算法.该算法基于HSV(Hue,Saturation,Value)颜色空间,对分离出的明度分量和饱和度分量进行增强.首先,使用限制对比度自适应直方图均衡化(Contrast Limited Adap-tive Histogram Equalization,CLAHE)优化明度分量,使图像更接近均匀光照场景,并使用自适应Gamma对饱和度分量进行校正.然后,采用三维块匹配滤波(Block-matching and 3D Filter-ing,BM3D)算法对光照分量进行估计,并求得相应的反射分量,提出一种改进Gamma变换函数,依据光照分量信息对明度分量进行增强,同时,采用Gabor滤波器和Canny算法对原图进行细节提取,提出一种细节增强策略,对反射分量及其纹理细节进行增强.最后,将各分量进行加权融合,再将增强图像变换回RGB空间.实验结果表明,所提算法相较于自动色彩均衡、自适应局部色调映射、低光照图像增强、带色彩恢复多尺度视网膜增强算法有更好的增强效果和普适性,且原图经过增强后,信息熵、峰值信噪比、结构相似性指数、图像质量指数、平均梯度有显著提升,均方根误差显著下降.

    图像增强低照度图像改进Retinex算法BM3D算法Gabor滤波

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    一种高调制比单电阻采样三相电流重构策略

    胡亚山汪涛刘理劳振图...
    145-153页
    查看更多>>摘要：为了减小空间电压矢量合成区域内的电流不可观测区域,提升输出电压调制比,提出一种高调制比单电阻采样三相电流重构策略.该策略根据开关状态和实际硬件采样延时的不同将开关状态相移过程分为3个阶段,分别进行不同开关状态相移处理,在不改变原有电路拓扑的情况下提升了输出电压调制比.该策略在一个脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)周期的前半周期内完成电流采样,后半周期实现电流重构,而且能充分利用零矢量的导通时间,减小电流不可观测区域,实现三相电流的完整重构.仿真和实验验证了该策略的可行性和有效性.

    三相电流重构单电阻采样开关状态相移电压调制比脉宽调制

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    储能系统串联升压型部分功率均衡器及其控制

    朱颖达陈常曦欧阳红林肖牧轩...
    154-163页
    查看更多>>摘要：为了解决储能系统并联电池簇环流问题,提出一种串联升压型部分功率均衡器,通过引入部分功率变换技术优化均衡器的传输效率与功率密度.针对部分功率均衡器中2种不同功率流控制问题,提出一种基于占空比控制的功率流控制方法,并详细分析在所提出控制方法下均衡器的工作状态,实现对基础功率流和调节功率流的有效控制和双向流动;针对由电池簇不一致性导致的系统性能退化,提出一种并联电池簇功率均衡控制方法,抑制并联电池簇之间的功率环流.实验结果验证了所提出部分功率均衡器及其控制方法的有效性.

    电池储能系统部分功率变换功率均衡一致性直流变换器

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    基于多点电压电流信息融合的泵房设备故障诊断方法

    孟志强陈励勤陈燕东罗军...
    164-173页
    查看更多>>摘要：为了实现自来水厂泵房及其二次加压泵房中配电设备与水泵故障的快速在线诊断与报警,保障泵房设备的安全运行,提出一种基于多点电压与电流信息融合技术的泵房设备故障在线诊断方法.基于泵房设备配电系统与设备构成,从理论上系统地分析了泵房配电设备与水泵常见故障所具有的电压与电流特征及其相互影响机理,使用配电线路中多个关键节点的实时电压、电流测量值进行融合处理,提取泵房配电主回路供电电压超限、配电线路中空气开关或接触器触头开路、水泵电机绕组开路、水泵电机绕组不平衡与匝间短路、水泵堵转、电机与水泵连接机构断开6类故障的故障特征,实现这些故障的在线诊断.阐述了故障诊断方法的执行条件、实现原理及具体实现步骤.使用MATLAB/Simulink搭建仿真模型进行实验验证,仿真结果表明,本文方法能有效地诊断泵房设备故障,克服了现有人工排查耗时耗力与离线分析不及时的不足,为自来水厂及其二次加压泵房配电设备与水泵的安全运行提供有效保障.

    配电设备水泵电机故障诊断信息融合

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    基于改进SVT的电力负荷数据恢复算法

    成达熊素琴马力唐求...
    174-180页
    查看更多>>摘要：针对传统奇异值阈值(Singular Value Thresholding,SVT)数据恢复算法在对电力负荷数据恢复中忽视数据先验信息以及大规模数据计算效率低等问题,提出一种基于相空间重构与自适应变步长的改进SVT的数据恢复算法.为解决传统SVT容易忽视数据先验信息的问题,引入相空间重构算法将原始缺失数据映射到高维空间,利用数据间的关联性和结构特征,为后续数据恢复算法提供先验知识;结合对数与Sigmoid函数构建变步长基础函数,并利用等比项提高前期步长,构建自适应变步长SVT算法,克服传统SVT在大规模数据情况下计算效率低的问题.结合多项公用电力负荷数据集及多种常用电力负荷数据恢复算法进行对比实验分析,结果表明,改进SVT算法可获得更好的数据恢复效果,收敛速度、精度以及稳定性得到提升,具有较强的工程实用性.

    电力负荷数据数据处理奇异值阈值相空间方法自适应变步长

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    基于分数阶传输线模型的轨道电路暂态分析

    赵斌安逸王东
    181-188页
    查看更多>>摘要：为了准确分析暂态信号对ZPW-2000A型轨道电路的影响,考虑传输线中由集肤效应引起的频变损耗问题,建立轨道电路分数阶多导体传输线(Multi-conductor Transmission Line,MTL)模型,针对ZPW-2000A轨道电路高频损耗下暂态响应分析,提出在时域内对轨道电路接收端电压的求解方法.基于传输线理论建立轨道电路传输线系统模型,根据得到的模型建立分数阶传输线方程并对其进行求解.首先,在空间域上利用紧凑有限差分法(Compact Finite Difference Method,CFD)将轨道电路分数阶传输线模型的偏微分方程组离散为常微分方程组;其次,利用G-L分数阶定义将以上方程组转化为整数阶常微分方程组;最后,利用精细积分与递归卷积相结合的方法,得到传输线上每点的电压与电流响应.在双指数信号激励下,通过与状态变量法对比验证了该方法的准确性,两种求解方法的误差在7%以内,且本文方法耗时较短.分析了不同暂态信号输入下轨面过电压变化规律,发现信号频率越大,轨面过电压幅值越小;道床电阻越大,轨面过电压幅值越大且信号从衰减到稳定的时间越长.本文方法可以准确、高效地分析高频损耗下ZPW-2000A型轨道电路暂态响应.

    轨道电路集肤效应分数阶微积分多导体传输线暂态分析

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