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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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    高地层倾角油藏高低部位油井液量配比研究

    王群一马晓丽蒋明洁李丹...
    538-544页
    查看更多>>摘要：在高倾角断块油藏中,受重力作用影响,高、低部位油井开发效果差异大.运用物理模拟实验分析了地层倾角对高、低部位油井开发效果的影响,推导了考虑均衡驱替的水驱断块倾角油藏高、低部位油井产液量配比计算方法,并通过与数值模拟结果对比,验证了油井产液量配比计算方法的准确性.研究发现:随着储层倾角的增加,高部位流线变少、水驱波及区域变小、采出程度变低.随着储层倾角增加,达到均衡动用所需的油井产液量配比(高部位油井产液量与低部位油井产液量比)增加.在相同储层倾角的情况下,随着原油密度和注水强度增加,倾角对达到均衡驱替所需的油井产液量配比的影响变弱,油井产液量配比降低.该研究对高倾角断块油藏均衡开发具有指导意义.

    高地层倾角断块油藏均衡驱替产液量配比物理模拟

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    水力裂缝与天然裂缝相交扩展形态的智能预测

    索彧苏显蘅何文渊付晓飞...
    545-556页
    查看更多>>摘要：水力压裂作为页岩气储层开采的核心技术,在压裂过程中水力裂缝的扩展会遇到天然裂缝,与天然裂缝相交后压裂缝的扩展特征对缝网的形成有明显影响,从而影响最终压裂改造效果.基于内聚力单元建立了基于断裂力学的页岩气储层渗流-应力-断裂耦合的水力裂缝与多个天然裂缝相交扩展模型,研究了不同天然裂缝倾角、天然裂缝尺寸、应力差、压裂液排量和黏度下水力裂缝与天然裂缝扩展形态规律.采用基于Bagging算法集成支持向量机(support vector machines,SVM)、决策树(decision tree classifier,DTC)、逻辑回归(logistic regression,LR)、K最邻近算法(K-nearest neighbor,KNN)的裂缝形态分类器对裂缝相交扩展形态进行预测,并将Bagging算法预测结果与SVM、DTC、LR、KNN预测结果进行比较.研究结果表明:基于Bagging集成算法对水力裂缝与天然裂缝相交扩展形态预测准确率达到了92.58%,相较于单个算法,最高提升了17.95%,其中应力差越小、天然裂缝倾角、裂缝尺寸越大和压裂液排量、黏度越低越容易产生剪切缝,反之容易形成穿层缝.通过建立的水力压裂预测结果的数据集对裂缝扩展的路径和形态进行智能化预测,为利用人工智能和机器学习算法进行完井压裂优化设计提供了方法参考和对实际压裂过程优化设计提供了重要参考依据.

    天然裂缝水力裂缝裂缝形态机器学习智能预测

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    弹体结构局部响应放大的现象研究

    梁君范宣华肖世富陈红永...
    557-565页
    查看更多>>摘要：针对弹体装药安全性问题,开展弹体侵彻混凝土靶过程中装药动态响应机理的研究.结合实际弹体结构的典型特征,建立了含间隙结构装药非线性响应理论模型,通过理论分析计算揭示不同间隙或不同载荷频率下结构的局部响应放大现象;采用有限元数值模拟方法验证理论计算结果的正确性;设计了振动台试验进一步验证理论与模拟仿真的结果的真实性.通过理论、数值模拟与实验相结合的方法,研究了低强度载荷作用下装药点火与起爆现象的内在机制.研究结果表明弹体在逐层侵彻多层混凝土靶时,弹体结构产生的振动对弹体力学响应、装药安定性有着较大影响,弹体结构存在一定的振动响应放大现象.

    弹体结构特征非线性响应振动响应放大

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    双馈风电机组传动链低电压穿越响应分析

    尹尧杰褚景春姜培学
    566-575页
    查看更多>>摘要：为了分析双馈风电机组低电压穿越对传动链齿轮与轴承等部件冲击载荷的影响,分别采用转子有限元法与集中参数法对传动链中的盘、轴、轴承、联轴器以及齿轮等部件进行了动力学建模,结合风电机组气动载荷与控制模型,建立了传动链动态响应仿真程序.利用建立的仿真程序对风电机组稳态工况进行了仿真,筛选出齿轮啮合力与轴承力最大的部件.将风电机组低电压穿越测试曲线加载到仿真程序中,对低电压穿越各类工况动态响应进行了对比分析.结果表明:低电压穿越会对风电机组传动链的齿轮与轴承产生冲击,并且冲击载荷的大小与机组工况载荷、电压跌落幅值以及跌落形式相关,并且这三者的影响因素是依次递减的.

    双馈风电机组传动链齿轮轴承低电压穿越动态响应

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    基于压电传感器的纤维陶粒混凝土冻融损伤检测

    江子航翟荃张继承杜国锋...
    576-583页
    查看更多>>摘要：针对纤维陶粒混凝土低温下受到冻融损伤导致影响结构安全性问题,基于压电陶瓷传感器进行损伤检测.利用压电传感技术对冻融后的纤维陶粒混凝土试件进行检测,获得不同冻融次数下的应力波信号.当冻融次数增加,试件相对动弹模量和抗弯强度下降,压电陶瓷检测到的应力波信号幅值相应减小,基于应力波的衰减,采用小波包能量分析法将其转化为损伤指数,与冻融试验评价指标损伤程度和抗弯强度损失率进行拟合,吻合度较高.结果表明,纤维陶粒混凝土损伤指数与冻融损伤程度和抗弯强度损失率相关性较强,该纤维陶粒混凝土冻融损伤无损检测方法具有良好可行性.

    纤维陶粒混凝土抗弯强度冻融损伤损伤检测压电陶瓷小波包能量分析

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    基于扫频电阻法的变压器绕组材质辨识方法及实验验证

    陈俊晔沈子伦李新宇王亚伟...
    584-594页
    查看更多>>摘要：变压器生产中"以铝代铜"现象危害电力系统运行安全,为了简单有效地辨别变压器绕组材质,提出了一种基于扫频电阻法的辨识方法和实验方案,并根据该方案搭建了一套变压器绕组材质检测系统.首先对基于扫频电阻法的辨识方法进行了相关理论推导和证明,之后对基于该方法的检测系统性能进行了测试,最后对不同类型变压器进行了实验验证.实验结果表明该方法能够快速高效地辨别变压器绕组材质,具有较高的工程实用价值.

    铜铝变压器扫频电阻法趋肤效应谐波电阻

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    基于滑动窗双边CUSUM算法的风电爬坡事件检测方法

    冯萧飞刘韬文李彬苏盛...
    595-603页
    查看更多>>摘要：随着新能源并网进程的推进,风电装机规模逐年扩大.受区域内天气变化影响,风机出力的间歇性和波动性特征对电网的威胁亦越发显著.极端天气所引发的风电出力异常爬坡事件,易导致电网功率失衡,对电力系统机组调度、源荷平衡造成了极大压力.合理的风电爬坡事件检测以及精准的风电功率预测能为风电场运维及电力系统调度提供先验指导,有力缓解风电不确定性带来的危害.首先讨论了目前主流风电爬坡事件定义的盲点,分类并分析了 3 种风电爬坡场景的功率变化特性,据此提出基于滑动窗双边累计和(cumulative sum,CUSUM)算法的风电爬坡事件检测方法,提取时序耦合信息,捕捉短时间窗口内风电功率数据的异常波动,提高风电爬坡事件检测精度.其次,采用贝叶斯优化的长短期记忆(long short term memory,LSTM)神经网络,最优化模型超参数,提高模型对于爬坡事件发生时风机出力的预测性能.进一步应用所提风电爬坡事件检测方法,对模型预测区间内的风电爬坡事件进行检测实验,验证了所提方法的有效性.

    风电爬坡滑动窗CUSUM算法贝叶斯优化LSTM神经网络

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    基于均匀相位采样提高阻抗谱测量精度的研究

    王选择蔡玉雄尹晋平翟中生...
    604-610页
    查看更多>>摘要：周期性信号采样中,等效采样利用较低采样频率的A/D转换实现高频周期信号的采集,一定程度上弥补欠采样测量精度低的缺陷.为了有效地提高高频测量中阻抗谱测量精度与稳定性,提出一种基于等效采样思想的均匀相位采样的阻抗谱测量方法.利用单片机共时钟基准的模/数转换器(digital to analog convertor,DAC)与数/模转换器(analog to digital conver-tor,ADC)模块,在完成激励信号产生、输入输出信号同步采集的基础上,合理设计激励信号频率、采集频率与信号重构方法,实现高频信号单周期内均匀相位分布的等效高频采样,同时为克服常规A/D转换速度条件下难以准确实现高频阻抗谱测量的问题提供了新思路.从误差假设与拟合算法的角度,理论上分析证明了该方法降低误差的原因.并通过两种等效电路模型的阻抗谱测量对比实验,表明该方法在所设计的20～100 kHz高频段上,阻抗测量精度与稳定性得到了显著的提高.

    等效采样均匀相位采样阻抗谱畸变误差

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    基于ITS模型的短波宽带移动信道建模与仿真

    李国军王彦淞叶昌荣艾昊...
    611-621页
    查看更多>>摘要：短波宽带移动信道模型是远程机动平台移动通信系统性能分析评估的基础,现有短波宽带信道模型不能有效表征机动平台移动信道快时变多普勒效应,难以适应机动平台短波移动通信需要.鉴于此,在分析机动平台行为模式与信道时变多普勒效应的映射关系基础上,推导出了机动平台移动信道冲激响应表达式,基于ITS(international telecommunication society)模型提出了一种适用于固定与机动不同场景、不同传播模式、宽窄带融合的短波通信信道模型.利用信道冲激响应与信道散射函数从时域色散、频域色散两个维度对本文信道模型的有效性进行了验证.结果表明,该信道模型能够基于机动平台运动轨迹实现时变多普勒效应传播复现与信道模拟;也能在运动轨迹未知情况下,基于飞行器种类、机动频率等先验信息,实现具有各态历经性的机动平台短波宽带信道仿真,对机动平台短波移动通信系统效能评估有重要意义.

    短波宽带移动信道模型机动平台时变多普勒效应ITS模型信道模拟

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    基于D2D技术的V2V中断模式的信息传输机制

    孙鉴肖增辉孙潇张中山...
    622-630页
    查看更多>>摘要：针对车联网中节点高速移动性特点,以及信息传递低时延与可靠性高的需求,多网络融合已成为部署车联网架构的必然趋势.由于车联网的信息传递往往只需在一定范围内的车辆之间发生,将D2D技术的通信模式引入车联网中进行消息传输,在车辆的覆盖范围内联合完全自组网与混合车联网两种通信模式,提出了一种中断模式的信息传输机制,只有当车辆的行驶状态发生改变时才向其他车辆发送,其他时间只需一定时间间隔向其他车辆发送一个确认信息,以此来判断车辆是否仍处于保护圈内或链路是否通畅.仿真数据显示:该中断传输机制可以有效地提高互传信息的车辆数目,节省了信令开销从而避免网络堵塞,也提高了覆盖圈内所有节点的信道容量.

    车联网D2D技术中断模式信令开销

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