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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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    川西北中三叠统雷口坡组三段储层特征及成因机理

    徐康宫晗凝蒋小琼潘文蕾...
    14992-15005页
    查看更多>>摘要：川西北中三叠统雷口坡组三段近年来多项勘探突破展现了较好的资源潜力.目前整体勘探程度低,储层特征及形成机制尚不明确.以野外剖面、钻井、测井及地震资料为研究对象,利用岩心观察、常规及铸体薄片、孔渗测试、扫描电镜、压汞及核磁共振等手段对其进行了系统分析.研究表明:川西北雷三段储层岩性主要为砂屑白云岩、生屑白云岩、鲕粒白云岩、微生物白云岩和晶粒白云岩.储集空间类型以粒间溶孔、微生物"格架"溶孔、晶间溶孔和裂缝为主.平均孔隙度2.78％,平均渗透率0.76 mD,雷三3亚段物性相对其他两个亚段较好,总体为中-低孔低渗储层.储层发育受沉积相、古地貌及成岩作用共同控制.高能砂屑滩、生屑滩等滩相沉积构成有利储层发育的物质基础.古地貌中的岩溶下斜坡表生溶蚀效果最佳.准同生白云石化作用、重结晶作用及多期岩溶作用是储层发育的关键.构造裂缝及断层是储层改善的有利条件.中坝地区和双鱼石地区西南部位于微古地貌高能滩和岩溶斜坡叠加位置,白云岩厚度大,断层及裂缝发育,溶蚀作用强烈,发育Ⅰ类及Ⅱ类储层,可作为下步重点勘探目标.

    川西北雷三段储层特征沉积相古地貌成岩作用

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    井漏预测模型的超参数优化与解释:以伊朗马伦油田为例

    李恒丰李琳赵志峰
    15006-15013页
    查看更多>>摘要：为有效管理泥浆流失这一钻井工程中的挑战,针对伊朗马伦油田的不同泥浆流失严重程度,构建了 4个平衡数据集并进行了分类研究.通过采用不同交叉验证策略并以多个平均性能指标作为优化目标,寻找到了多个模型的最优超参数,并最终确定了最佳模型及其参数配置.结果表明,所得到的最佳模型在精度、召回率和F1分数等方面都有显著提升.特别的,对于不同的井漏程度数据集使用不同的模型(如极致梯度提升树和类别型梯度提升树),结果中各项指标都处于0.95以上,显示了模型的出色性能.此外,通过计算沙普利解释值对最优模型进行解释,进一步深入理解了预测行为.可见,超参数优化对于增强模型性能有重大影响,而模型解释对于理解预测机制是必要的.

    井漏机器学习交叉验证超参数优化模型解释

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    非等温二氧化碳管道稳态和瞬态运行仿真方法

    张海帆王梓丞史瑶陈潜...
    15014-15022页
    查看更多>>摘要：二氧化碳管道输送被认为是大输量、长距离二氧化碳运输的最经济、高效和安全的方式.在对二氧化碳管道的规划设计或运行管理过程中,都需要对二氧化碳管道系统的水力热力稳态或非稳态运行过程进行仿真.提出了非等温二氧化碳管道系统稳态和非稳态运行仿真方法,首先基于PR(Peng Robinson)状态方程和热力学微分关系式得到二氧化碳管道运行仿真所需的物性参数计算表达式,然后提出了基于解常微分控制方程组的稳态运行仿真方法和基于时间递推和隐式中心差分法的非稳态运行仿真方法,构建了稳态和非稳态仿真数学模型,基于Newton-Raphson算法求解数学模型,得到二氧化碳管道运行参数的时空演化规律.基于本文中提出的仿真方法和OLGA仿真软件,比较和分析了气态和超临界态输送的二氧化碳管道稳态和非稳态运行仿真结果,稳态仿真结果中气态和超临界态管道系统沿程压力、温度的最大绝对误差分别为0.03 MPa、1.04 K和0.18 MPa、0.71 K,非稳态仿真结果中管道系统各节点流量和压力的最大相对误差分别为2.7％和2.9％.本文中所提出的非等温二氧化碳管道系统水力热力稳态和非稳态运行仿真方法可以为实际二氧化碳管道的运行调控和安全流动保障提供参考.

    二氧化碳管道稳态仿真模型非稳态仿真模型非等温管道水力热力仿真

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    基于AO-VMD-BF和多模型融合的电梯故障诊断

    邱朝洁张林鍹李名洪张盼盼...
    15023-15030页
    查看更多>>摘要：为了准确地实现电梯故障诊断,提出基于AO-VMD-BF和多模型融合的电梯故障诊断.首先,利用天鹰优化算法(aquila optimizer algorithm,AO)优化的变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)将信号分解为多个模态分量,并利用皮尔逊相关系数去除虚假分量,针对剩余信号仍有噪声的问题,通过巴特沃斯滤波(Butterworth filter,BF)进行二次去噪,对去噪筛选后的模态分量子序列进行重构即可得到去噪后的振动信号.然后提取时域、频域和熵特征,构成多域特征向量集.最后建立以卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)、随机森林(random forest,RF)、支持向量机(support vector ma-chine,SVM)和自适应提升(adaptive boosting,AdaBoost)为基模型,极限梯度提升树(extreme gradient boosting,XGBoost)为元分类器的Stacking集成学习的电梯故障诊断模型.实验结果表明,所提的方法能够有效提取电梯轿厢振动信号中的故障特征,对电梯故障进行准确、有效的诊断.

    天鹰优化算法变分模态分解Stacking集成学习电梯轿厢振动信号

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    连续流-离散法耦合的喷雾仿真分析

    徐康盛金城吴硕洪孟...
    15031-15041页
    查看更多>>摘要：液体雾化广泛应用于内燃机、燃气轮机、航空发动机、海水淡化、热交换设备、医疗设备等重要场景,由于使用条件与对象介质物性差异较大,很难抽象出通用性较强的流场分布与液滴破碎模型.针对实验过程中出现的喷雾圈层和破碎形式,提出采用欧拉-拉格朗日多相流模型方法,对喷孔内的流场和喷射后的破碎过程进行耦合仿真分析,探究了在喷嘴针阀运动过程中的孔内流场特性,探索了喷雾液滴速度分布与孔内流动之间的关系.通过搭建的低喷射压力环境下的可视化喷雾实验平台验证,耦合模型与实验现象在喷雾特性以及液核结构上有很好的兼容性,分析得出喷嘴内部扰动对喷雾的破碎起着重要影响,扰动的加剧导致喷射后的更适合使用离散液滴模型.

    孔内流动雾化液滴破碎离散液滴模型喷雾仿真

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    核电厂反应堆冷却剂系统故障诊断模型

    戴滔隋阳郑梦琰
    15042-15047页
    查看更多>>摘要：针对传统的基于数据驱动的故障诊断方法难以精准诊断核电厂反应堆冷却剂系统(reactor coolant system,RCS)故障这一问题,建立了一种核电厂RCS故障诊断模型.首先,应用基于交叉验证的递归特征消除算法(feature elimination with cross-validation,RFECV)选择模型的输入特征;然后,应用改进的鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,IWOA)优化XGBoost模型的超参数;最后,在上述基础上,应用XGBoost模型,建立RCS故障诊断模型.应用所建立的模型对冷却水丧失(loss of coolant accident,LOCA)、主泵卡轴(main pump trip,MPT)和蒸汽发生器管道破裂(steam generator tube rupture,SGTR)事故进行诊断,并将其与传统的故障诊断模型进行对比,验证了本文所建立模型的准确性.模型的诊断结果能够为保障核反应堆的安全稳定运行,杜绝核安全事故的发生提供重要参考.

    反应堆冷却剂系统(RCS)故障诊断鲸鱼优化算法极端梯度提升模型

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    开口变压器法检测交流定子铁心片间短路故障的一致性和抗扰能力提升

    郭剑雄王天阔于龙飞张龙...
    15048-15056页
    查看更多>>摘要：为解决开口变压器法检测交流电机定子铁心叠片片间短路故障时易因贴合不良造成误判,通过理论分析了开口变压器铁心断面与定子齿顶间隙对检测结果的影响规律,提出在原铁心断面上加装绝缘垫片材料,推导验证了绝缘垫片后开口变压器铁心内部磁通对测量过程中贴合不良的耐受性,进一步得到开口变压器的感应电动势特征.随后以QFSN-300-2型汽轮发电机定子作为研究对象进行了二维电磁仿真验证,进一步在一台小型三相异步电机定子铁心上完成了实验验证.研究结果表明:开口变压器法在测量过程中,铁心断面和定子齿顶面的贴合不良对检测结果影响较大,可能导致误判,在开口变压器铁心断面加装一定厚度的绝缘垫片能够大幅减小间隙的影响,提升检测的抗扰能力.

    开口变压器法交流电机定子片间短路感应电动势间隙

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    基于电压残差的T形逆变器开路故障诊断方法

    张彬彬武菲菲杨冰孙天誉...
    15057-15064页
    查看更多>>摘要：针对T形逆变器发生开路故障后容易导致输出谐波增大、抗干扰能力差的问题,提出一种基于电压残差的T形三电平逆变器开路故障诊断方法.首先分析T形逆变器的工作原理和开路故障特性,通过空间矢量脉宽调制技术,建立系统的状态空间模型.其次,利用正常工况下线电压的参考值与实际传感器测量所得到的电压值进行比较,结合低通滤波处理获得电压残差信号,将其与故障检测阈值对比判断系统是否发生故障.然后建立诊断变量与故障开关管之间的逻辑关系,实现逆变器单管故障的精确定位.最后,通过MATLAB平台对所提出的故障诊断方法进行验证,仿真结果表明,该方法的故障诊断速度快、易于实现且可靠性高.

    T形逆变器电压残差空间矢量脉宽调制低通滤波开路故障诊断

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    基于系统调度成本和储能经济收益规划的"源-网-储"协同互动优化调度策略

    刘向龙蔡文斌于源呼斯乐...
    15065-15073页
    查看更多>>摘要：新能源和储能积极参与调度,对于降低配网运行成本、提高新能源消纳能力具有重要意义.建立了基于多目标函数的"源-网-储"协同互动模型,对含有分布式新能源与储能的配电网进行优化调度分析.首先基于风电和光伏的出力曲线特性,纳入了储能元件的荷电状态约束和运行经济成本、利润;随后采用加权求和的方式将多个目标函数汇总,获得了配网日内调度的优化策略.仿真结果表明,通过将分布式新能源和储能系统接入配电网、参与日内调度过程,可以显著降低峰时系统负荷压力,提升系统对新能源消纳的效果,同时可以减少配网日内调度运行成本,并获得一定的储能经济收益.

    "源-网-储"协同多目标函数日内优化调度分布式光伏风力发电

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    基于视觉搜索任务的AR眼镜视疲劳

    郭恒瑞秦华冉令华王中婷...
    15074-15081页
    查看更多>>摘要：增强现实(augmented reality,AR)眼镜逐渐在教育、医疗、军事等领域被广泛使用,但作为视觉显示设备,AR眼镜也会造成视疲劳现象.已有研究表明长时间使用显示器会造成视疲劳,因此使用对比研究法比较传统显示器和AR眼镜之间的视疲劳差异.研究共招募8名参试者,要求参试者在随机文本中寻找特定的字母"v",在发现目标字符时记录时间及次数.每款设备进行30 min的视觉搜索任务,通过主观视疲劳量表、视敏指标(闪光融合频率、调节近点、视力)以及生理指标(心电、眼电)衡量并比较两款设备的整体视疲劳以及随时间变化的视疲劳规律.结果表明,AR眼镜的视疲劳显著高于传统显示器,AR眼镜出现的视疲劳时间要早于传统显示器,传统显示器的视疲劳随时间变化更加稳定.视觉搜索任务是有效诱发视疲劳的任务,血氧含量、眨眼次数是衡量随时间变化的视疲劳的有效指标,根据视疲劳累计变化规律建议,使用AR眼镜进行高强度视觉搜索任务的时长不要高于10 min.

    AR眼镜传统显示器视觉搜索视疲劳

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