Reduced basis method for managed pressure drilling based on a model with local nonlinearities

To circumvent restrictions of conventional drilling methods, such as slow control actions and inability to drill depleted reservoirs, a drilling method called managed pressure drilling (MPD) has been developed. In MPD, single-phase flow processes can be modeled as a feedback interconnection of a high-order linear system and a low-order nonlinear system. These nonlinearities appear locally both inside and at the boundaries of the computational domain. To obtain a fast simulation platform for real-time purposes (eg, online model-based controller implementation), model order reduction is required for MPD. However, the local nonlinearities render applying model order reduction techniques challenging. In this study, a new approach is proposed to deal with such nonlinearities within the reduced basis (RB) context and it is successfully tested on a model for MPD. Contrary to the classical RB technique, the proposed approach not only does not generate nonphysical spikes at the locations of these local nonlinearities but also yields high speedup factors. The obtained reduced-order model can be used for efficient online simulation and controller design for drilling systems with MPD.     

宁夏红寺堡盆地隐伏古隆起成因机制及其对区域沙漠化的影响

目前对于青藏高原东北缘活动构造研究多集中于活动断裂带的活动性,而对夹持于其间的沉积盆地构造格架及活动性研究甚少。以夹持于烟筒山断裂与牛首山—罗山断裂之间的宁夏红寺堡盆地为研究对象,采用重力资料重处理解译、音频大地电磁测深(AMT)和地震勘探相结合,揭示红寺堡盆地隐伏构造特征,并进一步采用盆山一体化思路分析隐伏构造的成因机制及其对区域沙漠化的控制作用。结果表明:青藏高原在中新世末发生强烈的NE向推挤、扩展和隆升,红寺堡盆地由坳陷盆地转变为挠曲盆地; 在青藏高原NE向扩展的影响下,烟筒山断裂发生强烈的逆冲作用,古生代—中生代基底逆冲于古近系—新近系之上,受构造变形影响的最新地层为中新统彰恩堡组; 红寺堡盆地内的隐伏古隆起呈NW—SE向,与烟筒山构造带具有相同的构造动力学背景,受青藏高原NE向扩展影响形成于中新世末,并且至今仍具有活动性; 隐伏古隆起周缘断裂的活动破坏了地表稳定性、蓄水能力和地表植被,导致区域沙漠化呈现有规律的NW—SE向带状展布。该研究成果对于宁夏红寺堡盆地区域稳定性评价及沙漠化的综合治理具有现实指导意义。     

起重机械防碰装置试验系统的设计

防碰装置是起重机械重要的安全防护装置,其性能质量直接关系到人员和设备安全。常规的防碰装置性能试验方法难以保证试验数据的精度和可靠性。针对防碰装置的工作特点和试验要求,从试验原理、系统结构、运行逻辑等方面入手,设计一套能模拟防碰装置实际运行工况,自动进行性能试验和数据采集处理,精度高、重复性好的试验系统,可以有效提升防碰装置检测能力。     

预压力对压电驱动履带移动系统的性能影响

为了提高夹心式压电驱动移动系统的机械输出性能，提出了一种U型预压力调节机构，并开展了预压力对夹心式压电驱动履带移动系统输出性能影响关系的实验研究。首先，针对U型预压力调节机构的安装对夹心式压电振子的振动特性影响关系开展了有限元仿真分析，发现U型预压力调节机构始终处在夹心式压电振子的两相工作模态振动节点位置；其次，开展了夹心式压电驱动履带移动系统的原理样机的预压力调节测试实验，确定了系统的最大输出牵引力及其所对应的最佳预压力；最后，在最佳预压力工作状态下，开展了原理样机的牵引力特性、越障性能以及模拟月壤环境下的运动特性实验。研究结果表明，在最佳预压力工作状态下，夹心式压电驱动履带移动系统的机械输出性能最佳，为其进一步在月面巡视器上的应用提供了技术支持和试验基础。     

智能变电站设备管控大数据分析系统研究

结合数据挖掘、大数据技术在电力系统中的应用现状，分析和设计了一种智能变电站设备管控大数据分析系统。对变电站设备运行状态的大数据特征及基本框架进行了分析，并重点阐述了变电站设备运行状态大数据分析系统的数据集成与预处理、数据存储与处理、设备状态评估模型以及数据可视化展示。实验结果表明，所设计的大数据分析系统能够大幅度提升变电站设备数据分析智能化水平，为变电站管控稳定运行提供更加有效和实用性的技术支撑。     

空压机润滑油系统可靠性试验研究

对空压机润滑系统进行分析,提出了一种润滑油压力调节机构,保证了空压机在高油温时油压正常,为空压机运动件提供充分润滑,从而提高空压机运行的可靠性。实验证明了该机构是可靠的,为空压机润滑系统设计提供了参考依据。     

Machining accuracy improvement for a dual-spindle ultra-precision drum roll lathe based on geometric error analysis and calibration

This paper performs a comprehensive analysis and calibration on the geometric error of the ultra-precision drum roll lathe with dual-spindle symmetrical structure and cross slider layout. Firstly, the volumetric error model which contains all geometric errors of the dual-spindle ultra-precision drum roll lathe (DSUPDRL) is developed based on the combination of the homogenous transfer matrix (HTM) and multi-body system (MBS) theory. Secondly, sensitivity analysis for the volumetric error model is conducted to identify the sensitive geometric error components of the DSUPDRL using an improved Sobol method based on the quasi-Monte Carlo algorithm. The result of sensitivity analysis laid the foundation for the subsequent geometric error calibration. Then, some sensitive error components along the X and Z directions are calibrated using a laser interferometer and a pair of inductance displacement probes. Besides the volumetric error model, the concentricity error caused by dual-spindle symmetrical structure is proposed and calibrated by the on-machine measurement using a classic reversal method. Finally, a large-scale roller mold with a diameter of 250 mm and a length of 600 mm is machined using the DSUPDRL after calibration. The experimental result shows that 1.4 μm/600 mm generatrix accuracy is obtained, which validate the effectiveness of the geometric error analysis and calibration.     

提升生活排水系统卫生安全性能的关键问题

新冠肺炎确诊患者粪便病毒检测呈阳性,意味着新冠病毒可能会通过气溶胶的方式进行传播,使得生活排水系统的卫生安全问题时隔17年后再次摆在人们面前。以保障人的健康为出发点,从基础研究、排水机理、系统设计、施工监管、维护管理等多方面提出了提升生活排水系统卫生安全性能的关键问题,以期从全生命周期内切断排水系统可能传播病毒的隐形途径,切实保障居民居家健康。     

工程建设标准客观优先度评价研究

在工程建设标准的制定和修订过程中，如何科学地确定编制顺序一直是困扰标准管理部门的难题，采用传统方式“按需制标”，具有盲目性、主观性，容易造成标准在制定和修订过程中的互相重复、滞后与矛盾。为了保证标准制定和修订工作的协调性，指导标准体系中各标准的制修订顺序，引入复杂网络拓扑结构，将同一标准类型下的标准构成功能团，根据相互之间的关系形成复杂网络，采用剥落算法对其网络节点重要性排序，进而确定标准制修订的优先度。通过对建筑给水排水工程规范标准修订的实证分析，总结工程建设标准的网络拓扑优先度评价的算法模型，实现制定和修订顺序的自动计算，从而更加科学地指导标准的制定和修订工作     

基于船载卫星通信三轴天线的跟踪搜索技术

针对船载卫星通信三轴天线跟踪系统,介绍了船载三轴天线的系统组成,提出了一种基于捷联惯导的船载三轴天线跟踪搜索技术。天线以目标地理角为中心,通过坐标转换将目标地理角转换为天线的目标甲板角,调整AEC三轴使其及时准确地跟随目标甲板角。目前,该方法已经成功应用于多种船载三轴天线。实践表明,该方法能够快速准确地搜索到目标卫星,并实现对目标卫星的稳定跟踪。