期刊,科学技术与工程 2024年卷19期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

科学技术与工程

主　　编：明廷华

出版周期：旬刊

国际刊号：1671-1815

电子邮箱：ste@periodicals.net.cn

电　　话：010-62103284

邮政编码：100081

地　　址：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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基于CFD-DEM方法的泥水平衡盾构排屑效率影响因素敏感度

于文端丁万涛王承震孙腾云...

8052-8061页

查看更多>>摘要：泥水平衡盾构机气垫仓内岩屑的快速排出对于保证施工安全和提高掘进效率至关重要,已有研究主要集中在岩屑在排浆管中运输的运动特性,而从气垫仓进入排浆管直至排出的完整过程却往往被忽略,因此现有研究对于指导实际工程还存在局限性.基于CFD-DEM(computational fluid dynamics-discrete element method)计算流体力学-离散单元耦合计算方法并结合实际工程建立了可以完整反映气垫仓内岩屑排出的数值计算模型,对比了不同冲刷管布设情况下(垂直距离h1、水平距离h2和转角β)岩屑的排出情况,总结了不同因素对岩屑排出率的敏感度.研究结果表明排出率随着h,的增加而减小,随着h2和β的增加而增加,三个因素的平均敏感度排序从大到小依次为h1(1.6)＞h2(0.79)＞β(0.61),因此在实际工程中降低冲刷管高度是提高岩屑率最有效的措施.研究结果可为优化冲刷管的布设和制定相关施工措施提供实用参考.

关键词：

泥水平衡盾构CFD-DEM耦合岩屑排出冲刷管布设敏感度分析

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万方数据

基于连通性分析局域化的集合卡尔曼滤波的油藏自动历史拟合方法

曹静陈玉辛显康

8062-8068页

查看更多>>摘要：集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)是自动历史拟合中应用最为广泛的方法之一,但该算法在应用过程中会产生伪相关、滤波发散等问题.建立了一种新的基于连通性分析的单井敏感性局域化集合卡尔曼滤波自动历史拟合方法,解决了传统距离截断方法处理伪相关时与实际油藏不匹配问题.该方法将油藏网格视为连通的有向图,利用连通性分析和Floyd算法计算任意两个网格点间的最短路径,从而确定单井敏感性区域和井点到各网格的相关系数矩阵,再结合集合卡尔曼滤波方法有效削弱了伪相关问题.将改进的算法编程实现并运用实例进行验证,结果表明,基于连通性分析局域化的EnKF方法在生产动态拟合和模型参数场反演等方面均优于标准EnKF方法.

关键词：

集合卡尔曼滤波连通性局域化Floyd算法

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万方数据

城镇高层建筑区天然气管道泄漏扩散特性

蒋宏业刘红梅付邦稳李又绿...

8069-8080页

查看更多>>摘要：当今城镇建筑布局集中且楼房高度超高,因第三方施工破坏等造成的城镇天然气管道泄漏事故频发,在建筑区可能造成严重的事故危害,所以模拟天然气泄漏后在建筑群间的扩散行为是很有必要的.基于城镇建筑布局形式多样的特点,利用Fluent软件对4种不同建筑布局下的天然气管道泄漏扩散进行模拟,探究了不同建筑布局下的天然气扩散特性、总结危险区域.模拟结果表明围合式布局是4种布局形式中最危险布局;建筑群范围内,距离泄漏源近端天然气扩散自下而上发展,距离泄漏源远端天然气受涡旋作用影响自上而下沉降聚集;建筑物对天然气扩散的阻挡作用导致天然气在迎风侧建筑壁面聚积,天然气危险区域出现在建筑体外壁及建筑物顶部位置.该研究对于指导天然气事故预防和减小事故危害有十分重要的意义.

关键词：

高层建筑输气管道建筑布局Fluent模拟扩散规律

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万方数据

管道非对称双腐蚀缺陷相互作用极限间距

陈健刘媛媛曹宇光燕冰川...

8081-8089页

查看更多>>摘要：管道长期运行过程中会产生形态不一的腐蚀缺陷,相邻腐蚀缺陷间存在相互作用,从而影响管道的失效压力.然而,针对非对称腐蚀缺陷管道的相互作用极限间距尚还没有系统的研究.有鉴于此,采用有限元方法对含非对称双腐蚀缺陷管道相互作用极限间距进行研究.首先,验证了 Benjamin爆破试验中多腐蚀缺陷有限元建模的可靠性.在此基础上,对轴向方向上长度非对称腐蚀缺陷和深度非对称腐蚀缺陷进行研究,同时对环向方向上长度非对称腐蚀缺陷和深度非对称腐蚀缺陷进行研究.研究结果表明:对于含非对称腐蚀缺陷的管道,本文得出的非对称腐蚀缺陷的相互作用极限间距在评价非对称腐蚀缺陷时要更加准确.

关键词：

非对称腐蚀缺陷相互作用轴向间距环向间距

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万方数据

计及电动汽车有序调度的社区微网能量管理

李一鸣王江江金莺曹艺怀...

8090-8098页

查看更多>>摘要：电动汽车的有序充放电对于社区微网的能量管理至关重要,以考虑可再生能源出力不确定性的社区微网为研究对象,为提高系统应对源侧波动的调节能力,将电动汽车有序充放电与需求响应相结合,以微网总运行成本最小为目标,构建了社区微网的分布式鲁棒优化调度模型.,基于能量平衡及设备运行特性,建立了电动汽车及微网内相关设备的数学模型,采用分布式鲁棒优化对源侧不确定性进行处理;基于综合范数条件构建了可再生能源出力不确定集并采用列与约束生成法(co-lumn & constraint generation,C&CG)求解模型得到具有鲁棒性的微网能量调度方案,算例分析表明所提方法使运行成本降低10.66％,电网交互成本降低13.9％,碳交易成本降低了 6.39％.

关键词：

电动汽车社区微网需求响应优化调度C&CG算法

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万方数据

基于实测数据的工业企业光-沼-气-电多能耦合系统综合评价

董文校任洪波皇甫艺许怡丰...

8099-8108页

查看更多>>摘要：大工业生产企业能耗体量巨大,是实现碳达峰和碳中和目标的重点领域.基于对传统供能系统和转型后的光-沼-气-电系统的运行监测,分析用户侧负荷特性及典型日冷热电负荷调度特性.研究光沼发电系统的年供能侧数据及重要供能影响因子,构建综合能源系统评价指标体系,协同考虑光沼系统运行状况、经济效益、供能质量、环境效益以及能源效益五方面的因素,评价传统供能系统和光-沼-气-电系统的综合性能.结果表明:以热能需求为主的大工业生产企业,典型日负荷峰值出现在09:00-11:00或14:00-17:00,光-沼-气-电多能源系统可满足工业企业的冷热电需求;光伏系统在非不可抗力时段的平均渗透率低于10％,沼气系统在正常时段储气量占比高于50％,提升了系统供能可靠性.典型算例的评价结果验证了光-沼-气-电多能源系统评价指标体系的可行性和有效性,可为未来面向大工业企业的光-沼-气-电多能源系统的综合利用和协调发展提供借鉴.

关键词：

光-沼-气-电系统运行监测光伏渗透率沼气储气量占比评价指标体系

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万方数据

基于VAE的核电运行状态监测方法

易爽贺俊杰郑胜杨森权...

8109-8114页

查看更多>>摘要：由于核反应堆发电的特殊性,核电厂对于生产安全的敏感度远胜于普通电厂.作为日常运维的重要环节,核电机组运行状态监测,对于核电厂的安全稳定运行具有重要意义.当前核电机组状态监测主要采用预设固定阈值报警结合人工监盘的方式,这种方式无法发现低于报警阈值的异常状态,同时存在一定程度的漏报风险.核电运行数据作为高维海量时序数据,具有正常样本和异常样本分布不均衡以及数据缺乏标签的问题,这限制了有监督深度学习方法的使用.提出了一种基于变分自编码器(variational autoencoders,VAE)构建的无监督深度学习模型对真实运行数据进行异常检测,通过正常运行数据学习正常模式下数据在隐空间的分布,并基于异常数据无法被良好重构的原理,通过重构误差的大小来判别当前状态是否异常.实验以核电机组化学和容积控制系统(removal-chemical and volume control system,RCV)中的上充泵为例,使用真实运行数据结合插入异常的方式对模型进行了验证,并与经典机器学习方法进行了对比.实验结果表明基于变分自编码器的模型能够有效检测到核电真实数据中的异常数据片段及离群点,检测精确率和召回率均高于90％,检测性能相对孤立森林和支持向量机等经典机器学习算法具有优势,具备一定的实用价值和研究意义.

关键词：

核电运行状态异常检测变分自编码器

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万方数据

考虑接入电动汽车充电站的虚拟电厂低碳经济调度

程明张新燕王志磊王显岚...

8115-8126页

查看更多>>摘要：风光出力不确定背景下,为解决电动汽车充电站接入虚拟电厂后两者之间的利益协调问题,构建以虚拟电厂运营商为上层,电动汽车充电站为下层的双层规划模型.首先,结合氢能系统以及电热负荷需求响应特性,设计一种源荷协调响应机制,提升系统整体灵活运行的能力.其次,结合虚拟电厂能源-负荷分布情况、碳排放情况以及电动汽车充电站运行计划等因素,制定一种动态定价策略,引导下层电动汽车充电站参与虚拟电厂调度,优先消纳新能源,协调上下层之间的利益关系.此外,引入阶梯型碳交易机制和碳捕集设备,进一步提升系统低碳运行能力.最后,采用CPLEX商用求解器对双层规划模型迭代求解,同时引入联合最优判别机制获取联合最优解,算例结果验证了所提模型及方法在协调不同利益主体的利益关系和降低系统碳排方面的有效性.

关键词：

氢能系统综合需求响应双层规划动态定价电动汽车虚拟电厂

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万方数据

级联失效模型下电力信息物理系统鲁棒性与能控性分析

葛耀东李琰宋晴徐天奇...

8127-8134页

查看更多>>摘要：电力网与信息网的深度融合在增强电力系统能控性的同时,也使得系统抵御外界干扰的能力下降.首先,根据提出的节点负载与容量的负载重分配分配概率建立电力信息物理系统级联失效模型,研究不同耦合策略下的电力信息物理系统级联失效过程中的鲁棒性与能控性变化.其次,利用幸存负荷百分比的概念来量化电力网抵御级联失效的能力,并分析不同耦合策略和容量参数对电力信息物理系统(cyber-physical power systems,CPPS)的鲁棒性和能控性的影响.基于网络能控性理论提出电力节点重要度的评估方法,并且在IEEE39系统中进行验证.研究结果表明,电力网高介数节点与信息网高介数节点耦合形成的电力信息物理网络抗干扰能力更强,电力网节点容量参数比信息网节点容量参数对系统影响更大.

关键词：

电力信息物理系统级联故障鲁棒性能控性

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万方数据

基于遗传粒子群算法的输电线路非接触电压测量测点寻优与反演计算

杨家全张旭东周寒英周年荣...

8135-8141页

查看更多>>摘要：电压非接触测量对新型电力系统的输电线路智能化、数字化,实时表征线路健康状况具有重要意义.目前非接触电压测量中存在测点位置不好确定、计算精度不高及受环境噪声影响大等问题,严重制约了非接触电压测量方法的工程应用.在此,提出了一种融合遗传算法和粒子群算法的输电线路传感器测点寻优以及电压反演计算方法.首先,为降低电磁干扰对非接触测量的影响,根据电场耦合测量原理,以观测矩阵条件数为适应度函数,对电场传感器观测点寻优;其次,以线下电场强度理论与实测差值为目标函数,应用遗传粒子群算法进行反演电压计算;最后,在搭建的三相试验平台下进行测试.结果表明,在施加10％的电磁噪声下,电压测量误差小于5％,电压逆计算结果受到的环境噪声干扰减小了 12.9％.

关键词：

非接触测量位置寻优遗传粒子群电压反演

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