深井侧向采动应力分布规律及沿空巷道支护

为探究侧向采动应力分布规律，运用弹塑性力学理论建立煤岩体侧向采动力学分析模型，同时引入Weibull分布函数，得到煤岩体侧向采动应力方程和破坏深度方程。以顾桥1126( 1 )工作面为背景，解出煤体侧向采动应力、应力集中系数和塑性破坏深度，并研究各因素对采动应力分布的影响，指导沿空巷道支护设计，研究结果表明：① 煤体强度、界面强度、支护强度和煤厚影响煤体稳定性，煤体稳定性增高时，采动影响范围和塑性破坏深度减小，应力集中系数增大；② 原岩应力和悬臂梁长度决定煤体原始受力，随煤体受力的增加，塑性破坏深度、采动应力和采动影响范围均增加。根据沿空巷道围岩状态，提出高预紧力全长锚固锚杆+锚索+钢带+金属网的非对称锚网索密集支护方案。现场实测表明：1126( 1 )回风巷的支护效果良好，可满足回采巷道安全生产的预期要求。     

FAIMS气体传感器的特性研究

本文针对电晕放电离化FAIMS传感器的主要影响因素进行理论分析与实验研究。首先对离化源电晕放电过程及离子注入过程进行理论分析，找到气流与电场这两个重要因素进行实验研究与分析，观测了保持进入传感器总流量不变(2.5Ｌ/ｍｉｎ)的情况下，调节进入电晕放电区气流(0.5Ｌ/ｍｉｎ~ 2.3Ｌ/ｍｉｎ)对离子注入量和传感器检测的影响，结果表明放电区域气流量增大，离子注入数量显著增加，传感器的总体检测效率单调上升，从2.25％提升至12.5％，提升了约5.5倍，但观测到一个 新的离子峰———电晕放电中间产物离子峰，在离化区施加周期电场，调节离子从离化源注入，通过电压幅度、占空比等参数调整，在频率为1Ｈｚ，占空比为50％，幅度－50Ｖ时，测量样品的离子峰幅度比无电场状况时提高了70％，并且其优势是在于不干扰电晕区域放电及离子反应过程的情况下提高产物离子的注入与使用效率。     

基于正交试验的非对称垂直轴水轮机数值模拟

运用正交试验法开展了具有非对称NACA翼型的垂直轴潮流能水轮机的非定常数值模拟研究,分析弯度、弯度位置、前缘半径、最大厚度位置对叶轮能量提取率的影响。使用极差分析法确定了各因素影响的主次顺序和各尖速比下由最优参数确定的翼型。结果表明:在不同尖速比下,弯度是影响水轮机性能的主导因素,对水轮机能量提取率的贡献率分别为44.7%(尖速比λ=2.25)、53.4%(尖速比λ=2.5)和59.4%(尖速比λ=2.75);次要因素为最大厚度所在位置,其余两个参数对其性能影响较小。针对最优参数确定的翼型进行验证,结果证实具有该翼型的水轮机的动力学性能要好于其他翼型。     

中压动态无功补偿装置(TSC)的研究

为了实现中压动态无功补偿控制,提出了基于瞬时无功理论的检测方法。采用高速数字信号处理器作为核心控制器,采用了增量PID控制算法,主回路由晶闸管串联形成投切开关,设计了安全可靠的恒流源光电触发隔离形式。最后通过实验结果验证了恒流源触发系统的触发一致性及控制系统算法的有效性。     

大倾角厚煤层巷道围岩变形破坏特征数值模拟

以新疆某大倾角厚煤层煤矿为例,应用FLAC数值模拟对大倾角厚煤层煤巷围岩变形的破坏特征进行分析,提出采用增设底锚和顶锚的方式对关键区域进行加强支护,制定了合理的支护方案,取得了较好的支护效果。     

Microblaze软核处理器在惯测数据采集中的应用

为达到产品小型化要求，降低开发难度，采用Xilinx公司最新７系列内置Microblaze软核的FPGA芯片以实现数据采集，通过在惯测数据采集上应用的实际项目，详细说明了该类 FPGA芯片的Microblaze软核开发流程，包括应用系统的硬件 架构设计、在最新Vivado开发环境下的软核硬件平台的设计、整体软件的设计等，经过测试和对比，实验的结果充分说明Microblaze软核能够代替同类CPU芯片实现惯测产品的数据采集及处理，并具有其灵活高效的特性，在相近的应用场合中展现出独特的优势。     

基于图形处理器的形态学重建系统

形态学重建是医学图像处理中非常基础和重要的操作。它根据掩膜图像的特征对标记图像反复进行膨胀操作，直到标记图像中的像素值不再变化为止。对于传统基于中央处理器（CPU）的形态学重建系统计算效率不高的问题，提出了使用图形处理器（GPU）来加速形态学重建。首先，设计了适合GPU处理的数据结构：并行堆集群；然后，基于并行堆集群，设计和实现了一套基于GPU的形态学重建系统。实验结果表明，相比传统基于CPU的形态学重建系统，基于GPU的形态学重建系统可以获取超过20倍的加速比。基于GPU的形态学重建系统展示了如何把基于复杂数据结构的软件系统高效地移植到GPU上。