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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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    基于月时间尺度的安徽省土壤侵蚀研究

    祁奥赵明松徐少杰王世航...
    14604-14613页
    查看更多>>摘要：基于RUSLE模型,定量分析安徽省各月土壤侵蚀空间分布特征,了解安徽省土壤侵蚀危险时段,探讨土壤侵蚀与植被、降雨及土地利用类型之间的关系.结果表明:安徽省3月份土壤侵蚀较为剧烈,平均侵蚀模数为123.31 t/(km2·month),侵蚀总量为1.63 × 107 t/month;7月份土壤侵蚀较弱,平均侵蚀模数为24.32 t/(km2·month),侵蚀总量为3.21 × 106 t/month.安徽省各月土壤侵蚀强度均以微度侵蚀为主,各时期微度侵蚀面积占侵蚀总面积的75％以上.安徽省中度及以上土壤侵蚀主要集中在皖南丘陵山区、皖西大别山地区.皖南、皖西地区侵蚀总量占据各月侵蚀总量的84％以上.3月份皖西、皖南平均侵蚀模数分别达到了 251.50、408.89 t/(km2·month).今后应加强对皖西大别山、皖南丘陵山区的治理,应适当增加山地区域的植物物种多样性,降低土壤流失.

    RUSLE模型月土壤侵蚀安徽省土地利用

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    基于改进鲸鱼算法优化极限学习机的无氟保护渣黏度预测

    王思嘉曾凯陈波钱俊磊...
    14614-14622页
    查看更多>>摘要：针对结晶器无氟保护渣黏度值预测复杂、预测精度低的问题,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法的极限学习机模型并用于无氟保护渣黏度值预测.首先,构建无氟保护渣成分数据集,并对保护渣中成分与黏度值进行相关性分析;然后,利用改进Tent混沌映射和反向学习策略初始化鲸鱼优化算法的种群,融合非线性收敛因子和自适应t分布变异策略提高算法对极限学习机中超参数的寻优能力;最后,对无氟保护渣数据集进行黏度值预测对比实验,验证了改进算法的有效性.结果表明:与反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)、极限学习机(extreme learning machine,ELM)模型相比,平均绝对百分比误差平均降低了 29.50％,在寻优精度、预测精度和稳定性方面取得较大提升.

    无氟保护渣黏度预测鲸鱼优化算法极限学习机

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    致密砂岩储层微观孔隙结构及其对储层物性的影响:以鄂尔多斯盆地黄陵地区长6段为例

    郭春芬李爱荣樊万红杨兴...
    14623-14631页
    查看更多>>摘要：应用岩心、铸体薄片和孔隙图像、扫描电镜和高压压汞等资料,对鄂尔多斯盆地黄陵地区长6段致密砂岩储集空间和微观孔喉结构特征进行精细表征,并分析其对储层物性影响.研究表明残余粒间孔、长石溶孔、晶间孔以及微裂缝为该研究区储层的主要储集空间.长6段储层孔隙度平均值为7.46％,渗透率平均为0.32 mD;孔喉半径分布范围0.150～2.597 µm,呈单峰和双峰态分布,主流喉道半径为0.148～0.760 μm;在致密砂岩储层中,大孔喉对应孔隙对渗透率贡献占10％～30％,中小孔喉占17％～53％,这两者对储层渗透率起主要贡献,而纳米级孔喉占35％～67％,对渗透率基本没有贡献,但对孔隙度有贡献和影响.引起渗透率非均质性主要是大孔喉半径对应的孔隙,而引起孔隙度非均质性主要是小孔喉对应的孔隙;对于渗透率大于0.1 mD储层,孔喉半径大于0.5 µm是引起渗透率非均质性的主要原因.

    孔隙结构储层物性致密砂岩延长组长6段

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    复杂钻井泥浆侵入条件下的夏盐地区低饱和度油藏的流体性质识别方法

    武洪菊刘锐张永波彭龙...
    14632-14640页
    查看更多>>摘要：陆梁油田夏盐地区西山窑组发育低含油饱和度油藏,低电阻率油水同层和高电阻率水层并存,应用深探测电阻率等测井响应识别油水同层、水层的符合率仅为67％.本次研究从低电阻率油水同层和高电阻率水层的成因出发,通过构造对流体性质敏感的含油性指数并绘制交会图建立了测井识别流体性质方法.首先,分析了不同井的电阻率与岩性、物性、含油性、钻井泥浆电阻率、泥浆浸泡时间的相关性,发现淡水泥浆电阻率的井间差异大以及侵入是造成低电阻率油水同层和高电阻率水层并存的主要原因.其次,假设深电阻率探测范围内地层水为泥浆滤液,定义Rt/Rmf为含油性指数以减弱钻井泥浆滤液矿化度的差异以及侵入的影响.最后,绘制Rt/Rmf与密度交会图作为流体性质识别图版,由试油证实的油水同层和水层刻度确定7为油水同层的电性下限.结果表明:新解释的夏盐18井的油水同层、盐1175井的含油水层与试油结论吻合较好,该方法解释流体性质的符合率从67％提高到92％,取得了较好的应用效果.

    低饱和度油藏淡水泥浆侵入流体性质Rt/Rmf

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    海上低渗透油藏低速非线性渗流修正模型及井距优化

    张利军赵林徐世乾卢聪...
    14641-14648页
    查看更多>>摘要：基于毛管束模型,结合边界层厚度与压力梯度之间的关系,建立了海上低渗透油藏低速非线性渗流修正模型,利用基于嵌入式网格的流固耦合模型与三维压裂井黑油模型,对比了本文研究与传统低速非线性渗流模型对数模求解稳定性影响,优化了海上低渗透油藏五点井网井距.结果表明:与前人研究相比,本文提出的非线性渗流修正模型更加合理,且与实验数据拟合精度更高.与传统低速非线性渗流模型相比,本文提出的修正模型使衰竭开采数模模型降低非线性迭代次数85.7％.同时,使两口压裂井注采数模模型从不能收敛变得稳定收敛.随着井距增加,井组累积产油量呈现先增加后减少的趋势,存在最佳井距.此外,最佳井距随基质渗透率增加而增大.该方法为准确优化海上低渗透油藏井网参数提供了高效工具.

    海上低渗透油藏非线性渗流边界层数模稳定性井距优化

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    斜拉油气管桥压电变摩擦阻尼器的半主动智能减震控制

    代建波梁旭豪汪浩马静...
    14649-14657页
    查看更多>>摘要：斜拉油气管桥横向刚度低,振动特性复杂,在地震中可能发生严重的耦合破坏,影响油气输送管道及其斜拉管桥结构的安全性.围绕油气输送斜拉管桥结构的智能减震控制,研发了新型压电变摩擦阻尼器,进行了输出力性能试验,提出了斜拉油气管桥的半主动减震控制策略.基于工程实例,建立了斜拉管桥结构计算模型,探讨了减震控制策略实施的具体路径,并对斜拉油气管桥结构的压电智能半主动减震控制效果进行了分析.结果表明,压电变摩擦阻尼器输出力与驱动电压之间呈现较好的线性关系,建立的驱动电压-阻尼力本构模型可以用于斜拉管桥结构的减震控制,应用提出的LQR-Bang-Bang半主动智能控制方法和研发的压电变摩擦阻尼器可以高效地达到对斜拉管桥结构地震响应进行控制的目的,取得了较好的控制效果,可以供此类斜拉油气管桥的减震设计进行参考.

    斜拉油气管桥压电变摩擦阻尼器半主动智能减震控制

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    海底半埋输油管道的停输温降与冷凝过程分析

    滕然邓一鸣陈红伟李洋...
    14658-14665页
    查看更多>>摘要：埋于海泥中的输油管道易受洋流、风暴潮等恶劣环境的影响而被冲刷直至裸露在海床上,从而失去海泥的蓄热保温作用.为研究海底半埋输油管道的停输温降与冷凝过程,建立含海泥、海水、原油、管道、保温层等多要素的三维非稳态传热模型,利用停输前管道附近的温度场作为初始条件,计算停输后原油的散热和冷凝过程,分析原油温度和冷凝量随位置和停输时间的变化规律.结果表明:海底半埋管道停输后原油降温先快后慢,80 h降温超25 ℃,此过程管道中心油温始终高于壁面处温度,两者之间的温差先增大后减小,最大温差出现在停输20 h时,为26.8 ℃.半埋管道停输20 h后,原油开始从壁面处凝固并逐渐向管道中心扩展,凝固量不断增加,停输80 h,原油凝固量达到30％.半埋管道原油温度下降比全埋管道更快,相同时刻下温度平均低1.8℃,凝固量平均高2个百分点.不同地区的原油冷凝时间和冷凝量存在较大差异,应加以区分.研究结果可为海底半埋输油管道的停输和再启动作业提供参考.

    原油半埋管道停输温降冷凝

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    风电场风电机组启停与偏航同步控制优化

    汪泉张照港徐唐杰柳柏杨...
    14666-14671页
    查看更多>>摘要：针对已有的风电场,往往通过偏航控制来提升风电场中整体功率输出,却忽略了风力机的启停与偏航协同控制,不能最大限度地提升风电场的功率输出.基于偏尾流叠加模型,并通过实例验证了该模型的准确性,采用随机数[0,1]分布来控制风电场中的风力机的启停状态,提出了一种基于启停与偏航同步控制的风电场布局优化.该策略以Chapman Ranch风电场最大功率输出为目标函数,结合风电场的风资源数据,利用粒子群算法分别对风电场启停、偏航控制和启停与偏航同步控制这3种模型进行优化.研究结果表明:考虑偏航控制时,风电场单风况功率提升为11.9％;以启停与偏航同步控制时,风电场单风况功率提升可达17.7％.研究结果对于如何提高已有风电场的整体功率输出具有一定的理论指导意义.

    三维偏尾流模型启停与偏航风电场布局粒子群算法

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    基于NARX的蒸汽发生器液位异常检测方法

    周光荣杨森权郑胜易爽...
    14672-14678页
    查看更多>>摘要：蒸汽发生器液位是评价核电机组运行状态的重要参数指标之一,由于传统预设固定液位报警阈值的监测方法无法在触发报警信号前及早发现异常,为蒸汽发生器液位建立异常检测模型很有必要.基于蒸汽发生器复杂非线性系统的特点,通过带外源输入的非线性自回归(nonlinear auto-regressive with exogenous inputs,NARX)方法研究了蒸汽发生器在正常工作模式下液位及相关参数间的耦合关系模型.模型以历史液位值和相关参数作为输入回归得到下一时刻的液位预测值,并通过预测值与实际观测值残差的大小,来判断蒸汽发生器多传感器系统当前工作状态是否异常.与触发预设液位阈值后再报警的传统状态监测方法相比,结果表明该方法能够检测到液位与相关参数间的耦合关系偏移,并在微小变化发生时就检测到异常,从而实现蒸汽发生器液位的状态监测和预警.同时经真实核电厂数据验证,可见该模型能够对液位实现准确的回归预测,并在依照真实故障类型构建的异常数据集验证实验中,取得了较好的异常检测效果.

    蒸汽发生器液位带外源输入的非线性自回归(nonlinearauto-regressivewithexogenousinputs,NARX)异常检测

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    考虑多尺度输入及优化CNN-BiGRU的短期负荷预测

    张宇航冉启武石卓见熊芮...
    14679-14689页
    查看更多>>摘要：短期的负荷预测是市场规划的重要前提且能有效保障电力系统的安全稳定运行,由于电力负荷随机性强、波动性大等问题导致预测精度难以提高,针对于此,提出了一种基于CEEMDAN-PE-SSA-CNN-BiGRU的短期电力负荷预测方法.首先,对于复杂多变的电力负荷数据采用完全自适应噪声集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)为子序列,计算其子序列的排列熵(permutation entropy,PE),将熵值相近的子序列重构得到新序列,降低了原始数据非平稳序列对预测精度的影响并优化计算量;其次,对重组序列进行特性分析,根据重组序列不同周期进而选取多尺度输入并搭建CNN-BiGRU预测模型.最后,选用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)来优化模型超参数通过汇总所有预测序列从而得到最终预测数据.使用本文模型以西班牙用电负荷为实例并与单一模型和组合模型进行对比,实验表明该模型预测效果更佳.

    负荷预测完全自适应噪声集合经验模态分解排列熵麻雀搜索算法卷积神经网络双向门控循环单元

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