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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    山区采动地表异常形变识别与损害原因

    张岩孙全帅徐书名谭秀全...
    5775-5782页
    查看更多>>摘要：现有开采损害鉴定的研究成果主要针对平原区域,缺少对高强度开采条件下山区地表建(构)筑物损坏的研究.以山西省冶头村建筑的异常损害为例,首先基于短基线集差分干涉测量技术(small baselines subset interferometric synthetic aper-ture radar,SBAS-InSAR),利用20景Sentinel-1A雷达影像,反演了目标区2016-11-14至2017-07-12期间地表形变的空间分布形态和时间演变过程.然后,结合现场调查的房屋损坏特征及地表裂缝数据,从开采沉陷理论和坡体稳定性分析两个角度进行开采损害鉴定的研究工作.研究表明:SBAS技术能够实现对采动地表异常形变的有效识别和提取,可为异常损害规律研究和原因揭示提供数据支撑;开采引起边坡稳定性降低,导致坡体蠕变滑移是地表建筑异常损害的原因.相关结论对于沉陷控制理论的发展完善,对开展山区井工开采房屋损害鉴定工作具有借鉴意义.

    开采沉陷损害鉴定短基线集地表裂缝边坡滑移

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    含水溶洞对采煤工作面覆岩移动的影响规律

    张智超姜志忠吴桂义刘榆...
    5783-5789页
    查看更多>>摘要：含水溶洞的存在使得煤层覆岩移动规律具有特殊性.为了研究含水溶洞对煤层覆岩移动的影响,以贵州松南煤矿作为工程背景,利用FLAC3D进行数值模拟研究,对比分析溶洞有无含水作用下煤层覆岩移动规律.研究发现:随着采煤工作面的推进,含水溶洞围岩裂隙和煤层顶板裂隙不断扩展,当工作面推进至与溶洞水平距离小于10 m时,溶洞围岩裂隙和顶板裂隙贯通,形成导水裂隙;含水溶洞煤层开采情况下,溶洞围岩变形下沉量相较于无水情况增加了37.24％,随着推进距离的增加,溶洞靠近采空区侧底角出现明显的下沉现象,溶洞右帮出现向内挤压现象,溶洞围岩和煤层顶板应力集中区和破坏区逐渐贯通;相比于无水情况,覆岩运移在含水条件下得到加强,其中最大曲率增大了0.88 mm/m2、最大水平变形增大了1.81 mm/m.建议该矿采煤工作面与溶洞水平距离需大于10 m.

    含水溶洞覆岩移动数值模拟流固耦合裂隙演化

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    基于核磁共振技术储层物性变化规律

    崔传智伊吉庆宗然李国强...
    5790-5796页
    查看更多>>摘要：冀东油田经多年的注水开发已经进入特高含水阶段,出现注水压力增大,开发效果差等问题.针对此问题,利用 目标岩心分析了黏土矿物含量和粒度分布,结合二维核磁共振技术开展高倍数水洗实验,研究储层物性变化规律及原因.实验结果表明:岩心8-2、岩心16-1分别定义为含中砂质细砂岩、含粉砂中砂质细砂岩,其黏土矿物含量分别为2.41％、2.57％;随着注水倍数的增加,核磁孔隙度表现为先降低后上升的变化规律;随着注水倍数的增加,渗透率(水)波动式变化,前期降低幅度较大,后期出现短暂的上升后持续降低;注水过程中损害主要发生在中、大孔隙且岩心8-2的损害程度要大于岩心16-1;岩心核磁二维谱中自由水的信号变化规律与核磁T2谱中中、大孔隙信号强度变化规律一致.研究认为:注水过程中受到水的冲刷作用,微粒以及胶结物中的黏土矿物容易脱落运移至孔隙喉道处发生堵塞,对孔隙喉道产生一定损害导致渗透率(水)降低,所以注水井出现注水困难和注水压力增大等问题,从而影响油田的开发效果.

    特高含水水洗实验核磁共振黏土矿物

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    高温环境下含典型凹坑缺陷蜂窝夹芯板特征值屈曲性能

    蒋国庆陈万华马斌赖欢...
    5797-5803页
    查看更多>>摘要：蜂窝夹芯板是飞行器中一种常见的热结构,在服役过程中其面板表面容易形成不同形状的凹坑.为了研究不同形状凹坑对蜂窝夹芯板屈曲性能的影响,基于Python语言构建了含圆形凹坑缺陷、含正方形凹坑缺陷、含正三角形凹坑缺陷蜂窝夹芯板参数化有限元模型,分析了恒温和变温下凹坑缺陷关键参数对蜂窝夹芯板特征值屈曲性能影响规律,结果表明不管是恒温环境还是变温环境,随着凹坑缺陷直径(边长)或者凹坑深度的增大,蜂窝夹芯板临界失稳载荷降低;对比分析了等面积缺陷和等周长缺陷下3种典型缺陷对结构特征值屈曲性能的影响,结果表明等面积缺陷下,含圆形凹坑缺陷蜂窝夹芯板的临界失稳载荷略大于其余两者,等周长缺陷下,含正三角形凹坑缺陷蜂窝夹芯板的临界失稳载荷略大于其余两者.

    凹坑缺陷蜂窝夹芯板特征值屈曲参数化

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    基于改进GAN的水力测功器轴承故障在线诊断方法

    何鹏罗智浩胡蓉田震...
    5804-5811页
    查看更多>>摘要：基于数据驱动的轴承故障诊断方法已成为轴承故障诊断领域研究的重点,但由于水力测功器轴承故障情况极少,导致基于数据驱动的轴承故障诊断准确率低.针对上述问题,提出了一种基于改进生成对抗神经网络(generative adversarial net-works,GAN)的水力测功器轴承故障在线诊断方法,首先对生GAN训练方法进行改进,用改进的GAN交替训练判别器和生成器学习原始数据的分布特性,建立了水力测功器轴承故障数据增强模型得到合成数据.然后结合原始数据和合成数据训练得到基于SVM的轴承故障诊断模型.最后采用该轴承故障诊断模型实现水力测功器轴承故障在线诊断.仿真结果表明,所提出的故障在线诊断方法通过改进GAN增强训练极大提升了轴承故障诊断的实时准确率,并具有抗噪声干扰性强的特点.

    水力测功器轴承故障诊断改进GAN数据增强

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    干式空心并联电抗器绕组绝缘状态在线监测方法

    李增悦咸日常赵如杰耿凯...
    5812-5821页
    查看更多>>摘要：干式空心并联电抗器用于无功补偿与抑制工频过电压,在电网中的数量和容量日益增加,事故率却高居不下,其中,绕组匝间绝缘故障占比高居首位,亟需有效的绕组绝缘状态在线监测手段.利用有限元软件对干式空心并联电抗器进行"场-路"耦合仿真,通过分析其绕组异匝和同匝股间短路的电、磁、力变化特征,研究绕组匝间短路故障的发展过程、形成机理,探求便于故障监测的敏感状态量,提出了基于有功功率损耗变化率的绕组绝缘状态在线监测方法.研究结果表明:绕组异匝股间短路对电抗器电、磁、力等物理参量的影响大于相同位置同匝股间短路工况,且异匝股间短路发生在电抗器绕组端部的影响最大.有功功率损耗对电抗器绕组绝缘故障发展的过程反应敏感、易于监测,可通过选择合适的绝缘故障预警值和绝缘失效值,基于有功功率损耗变化率进行状态判断,能够实时发现电抗器绕组绝缘故障,便于及时采取措施,阻止故障蔓延.

    干式空心并联电抗器绕组绝缘异匝股间短路有功功率损耗变化率在线监测

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    基于滑模自适应有限时间一致性算法的微电网二次控制

    程勇姚磊茹成琦赵建文...
    5822-5830页
    查看更多>>摘要：随着微电网规模日益增大,如何快速稳定完成二次控制目标是一个亟待解决的问题.因此首先针对现有微电网中分布式二次控制器的收敛速度问题,提出了一种基于自适应有限时间的分布式二次控制,所提的控制器在不同的场景下,可以通过分布式的方式来获取当前情况下最适合的有限时间控制器的收敛系数,从而加快二次控制的速度.其次针对分布式控制器易受到扰动而无法完成控制目标的问题,设计了基于滑模控制的分布式有限时间控制器来消除扰动影响.然后通过李雅普诺夫函数证明方法分析了所提策略的稳定性和可行性.最后通过MATLAB/Simulink搭建仿真模型,在4个不同的算例下验证了本文所提的控制策略的有效性和可行性.

    微电网分布式二次控制有限时间自适应策略滑模控制

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    基于VMD和时空网络变分自编码器的负荷聚类

    陆绮荣王泽鑫叶颖雅邹健...
    5831-5838页
    查看更多>>摘要：为了解决用户用电负荷曲线数据维度高、特征提取困难以及序列存在信号模态混叠的问题,提出了使用变分模态分解(variational modal decomposition,VMD)和改进基于时空网络的变分自编码器(variational auto-encoder,VAE)对电力负荷曲线进行特征提取.通过模态分解得到信号的固有模态,对模态重构得到时序特征较明显的序列信号.再通过长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)和卷积网络(convolutional neural network,CNN)组成的时空变分自编码器进行潜在特征提取,并构建网络分类器来联合损失优化自编码器模型.最后使用Minibatchkmeans算法聚类并计算聚类中心.使用UCI数据集中葡萄牙居民用电量作为实验数据,通过实验结果表明经模态分解后通过降维再聚类的算法在戴维斯丁堡指数(Davies-Bouldin index,DBI)和轮廓系数(silhouette coefficient,SC)上表现出较好效果.

    负荷聚类变分模态分解长短期记忆网络卷积神经网络变分自编码器

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    直流电力设备表面电致水滴变形现象的数值模拟方法

    李丽孟维李奇王子甲...
    5839-5845页
    查看更多>>摘要：电致水滴运动变形是一种涉及电场与流体场相互耦合的复杂物理现象,常见于雨后的绝缘子金具、设备高压均压环表面,高效快速的数值模拟方法是揭示雨滴变形和激发电晕的物理机制的基础.为此针对三维电动流体模型数值计算中常见的计算时间长、收敛困难的问题,从电场唯一性定理出发提出了基于场等效的数值模拟方法,从光偏折原理出发搭建了基于阴影法的水滴变形现象观测平台,通过数值仿真与试验拍摄结果对比的方式验证了该方法的有效性.研究结果表明:本文方法构建的电场与原始电场的相对误差在0.01％以内;数值模拟得到的水滴在正极性直流电压下的喷射形态与试验符合较好,通过比较水滴根部、中部、头部宽度和长度,表明数值模拟和试验的相对误差在10％以内,验证本文模拟方法的有效性,同时在保证收敛性的情况下计算时间由8 h缩短至1 h.

    电动流体力学数值模拟电致变形输电线路正极性电压

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    锂离子电池自放电K值检测系统设计

    王盛慧于海洲周凯翔金星...
    5846-5854页
    查看更多>>摘要：锂离子电池自放电检测对评估单体锂离子电池或电池组的容量、循环特性和使用寿命具有重要作用.快速检测开路状态下锂离子电池存储电量自发消耗是目前该领域的研究热点.采用开路电压法,通过测量单位时间内锂离子电池的电压降,即自放电K值,表征其自放电程度,设计了锂离子电池自放电K值检测系统.该系统由上、下位机组成,两者之间采用Type-C方式连接,可对锂离子电池进行自放电率检测.以三元锂离子电池为测试对象,对其进行14 d的静置实验,检测静置过程中的自放电K值.测试结果表明该系统不仅缩短了锂离子电池自放电检测时间,而且可准确检测锂离子电池的自放电率.在裡离子电池20％、40％、60％、80％、100％5种荷电状态,20、50、-20、-40 ℃ 4种温度条件下对锂离子电池进行自放电K值检测.依据K值测试结果,可分析荷电状态和自放电环境温度对锂离子电池自放电率的影响.

    锂离子电池自放电开路电压法自放电K值STM32系统

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