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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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    致密砂岩有水气藏氮气钻井井筒流动模型与现场应用

    肖东刘亚川靖润昌李皋...
    15427-15436页
    查看更多>>摘要：氮气钻井因其独特优势,成为开发致密砂岩气藏有效的方式之一.钻井中地层出水风险,会限制氮气钻井技术的规模化应用,因此,如何准确预测或监测地层出水,成为氮气钻井发展的"卡脖子"技术.综合考虑地层产气与出水,耦合井筒压力场、温度场,建立全井筒相对湿度分布模型并进行数值求解,结合氮气钻井随钻监测系统,实现对井下压力、温度及湿度等重点参数快速定量评价.在川西DY105井须家河组氮气钻井施工中对地层出水工况进行判断,指导现场施工.所建相对湿度分布模型对保障致密砂岩有水气藏储层氮气钻井安全施工具有重要意义.

    致密砂岩气藏氮气钻井地层出水量随钻监测相对湿度

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    海上油藏聚合物微球/表面活性剂体系提高采收率技术:以涠洲11-4N油田涠洲组油藏为例

    周娅芹王健樊康杰路宇豪...
    15437-15446页
    查看更多>>摘要：海上油藏因平台寿命原因,开发方式多为强注强采,油藏易进入高含水时期,稳产形势十分严峻.针对涠洲11-4N油田涠洲组油藏高含水开发后期,提出孔喉尺度聚合物微球/表面活性剂复合体系提高采收率技术.对聚合物微球Q-2和表面活性剂AP-1的性能以及复合体系的配伍性以及流变性进行评价;开展不同注入方式下的岩心驱替实验,优选聚合物微球和表面活性剂的注入方式,在此基础上,利用并联岩心模型开展复合体系的驱油效率评价实验;制作可视化模型,对复合体系的调驱机理进行实验研究.实验结果表明:微球初始粒径中值为3.755 μm,老化30 d时膨胀倍数为2.15,残余阻力因子为2.50,表面活性剂能降低油水界面张力至0.018 5 mN/m,两者之间的配伍性较好,复合体系黏度与剪切速率间呈剪切稀释特性;聚合物微球和表面活性剂分注的后续水驱采收率可达22.84％,比混注的采收率增加了 10.42％;注入复合体系后,并联岩心模型采收率提高18.79％以上,且复合体系对低渗岩心的改善程度随着并联岩心的渗透率级差增大而增大,可使低渗透岩心的采收率增加25.63％以上;调驱可视化实验表明,复合体系能够有效减少高、中渗通道中的无效水循环,启动小孔隙中的原油,提高整体驱油效率.研究成果为涠洲组油藏高含水开发后期提高采收率技术的现场应用奠定基础.

    涠洲组油藏聚合物微球表面活性剂驱油机理提高采收率

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    破片侵彻下装甲结构多损伤模式毁伤概率分析

    丁铭刘永寿张宇白春玉...
    15447-15456页
    查看更多>>摘要：装甲结构在作战环境中暴露在目标外部成为破片首要打击目标,为研究装甲结构在破片打击下造成的多模式损伤,以破片侵彻下的装甲结构作为研究对象,建立一套多损伤模式的毁伤概率计算分析方法.基于LS-DYNA仿真计算分析各个损伤模式并确定阈值点,绘制以速度和角度为二维输入变量的装甲结构损伤仿真相图.基于射线与平面交点计算完成破片与装甲结构交汇问题的求解,将求解结果作为输入变量输入损伤仿真相图,以损伤仿真相图输出结果作为各损伤模式判据,采用Monte Carlo法计算装甲结构在破片侵彻下的各损伤模式的毁伤概率,建立毁伤概率曲线.搭建可视化输出平台,根据实验矩阵计算获得多模式损伤云图.结果表明:破片在以不同速度和不同角度下打击装甲结构会形成跳飞、侵彻、穿透3种结构损伤模式,程序可根据破片不同的打击方式计算各损伤模式下的毁伤概率并输出损伤云图.

    装甲结构破片毁伤概率损伤相图MonteCarlo法

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    水下数据中心全自然水冷背板系统测试及应用

    王文豪张泉邹思凯李艳青...
    15457-15464页
    查看更多>>摘要：水下数据中心是海洋战略中重要的信息处理枢纽.针对水下数据中心高热密度散热和高能效需求,开发一种完全利用自然冷源、无主机低能耗的新型水冷背板系统,并通过搭建3.5∶1缩比试验平台进行了水下测试.结果表明,环境水温为25℃,负载为2.4 kW与3.6 kW时,水下数据中心服务器进/出风温度小于45 ℃/55℃,系统冷却效果良好.为了推导全尺寸工程样机实际环境下的工作性能,建立一维稳态换热模型.模拟结果表明:在功率为50～70 kW,水下环境温度为25 ℃时,系统能效评价指标PUE(power usage efficiency)低于1.075.分析新型水冷背板系统在不同海域的水下数据中心适用性,当系统服务器功率为70 kW、环境水温为5～25℃时,系统PUE为1.051～1.068.

    水下数据中心水冷背板全自然冷却节能

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    基于不确定信息融合的多机组核电厂人因事件相关性分析

    王海勇苏晓燕钱虹潘晓磊...
    15465-15473页
    查看更多>>摘要：决策树(decision trees,DTs)被广泛用于多机组(multi-unit,MU)核电厂(nuclear power plants,NPPs)的人因相关性分析.然而,DT上的各分支对应的影响因素的状态很少,且专家只能选定其中一种状态,这并不能准确地表达实际情况.为此,在DT的基础上结合D-S证据理论(Dempster-Shafer evidence theory,DSET),提出一种基于不确定信息融合的多机组核电厂人因事件相关性分析方法.首先,通过DSET表达专家意见中的不确定性信息并建立基本概率指派(basic probability assign-ment,BPA)函数;其次,融合多个BPA函数得到专家群决策结果;最后,根据融合结果及DT得到人因事件的相关性等级并计算联合人误概率.实例分析结果表明:所提方法能够灵活地表达和处理专家评估意见中存在的不确定性,得到更为合理的人因可靠性分析(human reliability analysis,HRA)结果.

    多机组核电厂(MU-NPP)相关性分析决策树(DTs)证据理论人因可靠性分析(HRA)

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    基于灰狼参数寻优的组合趋近律滑模光伏并网逆变控制

    李成丰傅晓帆熊国江吕刚...
    15474-15482页
    查看更多>>摘要：针对传统光伏并网逆变控制在环境发生变化时,无法兼顾快速性和稳定性的问题,提出一种基于灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GW O)的组合趋近律滑模逆变器最优控制方法.首先,该方法对控制系统的电压外环采用积分滑模来跟踪直流母线电压,使其保持恒定;然后,电流内环采用d、q轴电流建立带误差积分项的滑模切换面函数,来分别跟踪有功功率和无功功率,实现光伏逆变器的并网控制.为了能有效减少系统的抖振,使系统稳定在滑模面上,内外环控制中引入基于指数趋近律和变速趋近律的组合趋近律.最后,利用灰狼优化算法的迭代寻优能力,对设计的滑模面参数进行全局寻优,以提升系统的控制精度.通过仿真结果分析,所提控制方法对并网电流能够实现快速精准有效跟踪,从而提升了光伏并网系统的稳定性和抗干扰能力.

    光伏并网逆变器组合趋近律滑模控制灰狼优化算法(GW0)参数优化

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    基于时序LSTM-MLP模型的输电线路非平稳型覆冰厚度预测

    苏仁斌熊卫红刘先珊于明智...
    15483-15496页
    查看更多>>摘要：在"两微"环境中,电力系统中输电线路受到严重覆冰的威胁,对电网运行的稳定性构成潜在风险.为提高事前预警运维效率,以经典输电线路的覆冰厚度监测时间序列为研究对象,创新地提出多变量长短期记忆-多层感知机(long short-term memory-multilayer perceptron,LSTM-MLP)模型,旨在建立合理可靠的覆冰厚度预测方法,以更好地捕捉输电线路覆冰监测数据的大范围波动.为此,使用LSTM-MLP模型分别对不同数据容量的导线运维数据进行预测并对比分析.模型使用导线覆冰量的时间序列数据对覆冰厚度进行预测,并引入温度、湿度、风力等多种覆冰控制因素提升模型在波动数据上的预测能力.为进一步提升模型性能,引入灰狼算法对模型超参数进行优化处理.结果显示:优化后的多变量LSTM-MLP模型对12个测试数据地覆冰厚度预测具有较低的均方根误差(root mean square err-or,RMSE)、平均绝对误差值(mean absolute error,MAE)和较高的决定系数(R2),分别为1.076 5、0.745 5和0.889 3.对30个测试数据的预测结果,RMSE、MAE和R2分别为0.881 4、0.523 8和0.931 5.这一系列结果相对于单变量LSTM-MLP模型更接近实际监测值,从而验证了多变量LSTM-MLP模型的高精度和可靠性.综上所述,多变量LSTM-MLP模型能够较好地捕捉输电线路覆冰数据的波动性,为非平稳型覆冰厚度的预测和预警提供了一种创新且高效的解决方案.

    覆冰厚度预测时间序列灰狼算法深度学习

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    金属钝化剂对变压器多重硫化物防护效果的微观机制

    郑璐戴景琪高国峰丛浩熹...
    15497-15503页
    查看更多>>摘要：目前对钝化剂的最佳添加浓度和对含多重硫化物的油纸绝缘系统防护有效性研究较少,为此选取应用较为广泛的钝化剂甲基苯并三氮唑(TTA)和3种典型硫化物二苄基二硫醚、十六硫醇和苯并噻吩,采用反应分子动力学仿真模拟,通过测量范德华能、分子链运动(MSD)、弹性模量和氢键数目等参数,研究不同质量分数的钝化剂TTA加入后,对多重硫化物的防护效果.结果表明:TTA钝化剂可以有效防护含有多重硫化物的变压器油纸绝缘系统,能够一定程度上阻碍硫化物和铜的反应,进而有效延缓油纸绝缘的老化速度;针对绝缘油,在加入的钝化剂TTA质量分数为150 × 10-6之前,防护效果随着钝化剂含量的增加而增加,但在150 ×10-6之后,由于TTA溶解度的原因,反而一定程度上加速了绝缘油的老化,但老化速度还是低于空白对照组;针对绝缘纸,防护效果随着钝化剂含量的增加而增加,钝化剂TTA对绝缘纸机械性能并无影响;综合经济性和防护效果来看,TTA的最佳防护质量分数为50×10-6.

    变压器油纸绝缘系统钝化剂分子动力学防护效果

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    基于USRP的OFDM信号参数估计

    彭东升孙运强姚爱琴杨宵...
    15504-15510页
    查看更多>>摘要：针对Alpha稳定分布噪声下,循环谱估计正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号参数失效问题,提出一种基于广义循环谱的载波频率和符号速率联合估计方法.首先,对OFDM信号进行反正切变换及循环平稳分析,建立OFDM的广义循环谱数学模型;然后,分析广义循环谱谱线与OFDM信号载波频率及符号速率之间的关系,通过检测广义循环谱谱线位置实现OFDM信号的参数估计;最后,通用软件无线电外设(universal software radio peripheral,USRP)采集得到OFDM信号,使用真实采集I、Q中频信号对所提算法进行验证.实验结果表明:所提算法在Alpha稳定分布噪声下表现出良好的鲁棒性,具有一定的工程实用性.

    正交频分复用(OFDM)载频估计广义循环谱Alpha稳定分布噪声通用软件无线电外设(USRP)

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    基于最小成分本征向量子空间投影的近邻分类算法

    李蒙蒙杨中良岳彩通万红...
    15511-15517页
    查看更多>>摘要：近邻法是模式识别中的经典算法之一,其分类性能高度依赖样本间的距离度量方式.适当的距离度量方式有助于提高近邻法的分类性能.然而,当前此类算法多从判别模型的角度寻找最大化分类效果的度量,忽略了各类样本集的类聚集属性.鉴于此,基于最小成分本征向量提出一种子空间投影近邻分类算法(nearest neighbor classification algorithm based on minimum component eigenvector subspace projection,NN_MCESP).该算法结合了经典的主成分分析和近邻法,能够有效地实现基于最小成分本征向量投影的各类样本聚集属性分析,并完成基于子空间近邻投票准则的分类.在多组分类数据集上通过与其他分类算法的实验对比,验证了 NN_MCESP算法的有效性和稳定性.

    近邻法(NN)主成分分析(PCA)最小成分子空间投影

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