基于PSCAD/EMTDC软件的高压直流输电仿真教学研究

针对“高压直流输电”课程教学过程中,高压直流系统控制原理复杂抽象,直观上难以理解的特点,本文通过运用PSCAD/EMTDC仿真软件,基于CIGRE HVDC标准测试模型,对高压直流输电系统在整流侧和逆变侧交流系统分别发生故障时的运行特性进行仿真测试。教学实践表明,PSCAD/EMTDC软件的应用加强了学生对理论知识的理解,激发和培养了学生的学习兴趣和动手实践能力,有效地提升了教学效果。     

分布式发电与智能微电网虚拟仿真实验设计与实现

针对难以开展分布式发电、微电网规划设计、运行控制等物理实验的难题,基于虚拟仿真3D技术构建了海岛和工业园区微电网场景,设计了实例认知、仿真实验、综合设计三层次五模块实验教学方案。通过该虚拟仿真实验,有助于学生掌握微电网规划设计、能量管理、参数设计等原理与方法,全面培养学生分析解决问题能力和研究创新能力。     

基于现场监测与数值模拟的浅层采空区稳定性分析

隐患采空区是目前影响露天开采矿山安全生产的主要危害源之一。随着台阶开采的不断剥离,露天开采境界内各台阶与地下空区群的隔离层厚度越来越薄,随时有可能发生采空区顶板坍塌事故。考虑到露天矿采空区地质赋存条件和围岩稳固性等特征,以弓长岭露天铁矿浅层采空区为工程背景,运用现场监测和数值模拟相结合的手段综合分析了浅层采空区的稳定性。将液体静力水准地表沉降监测系统的监测数据与FLAC数值模拟结果对比,调整蠕变参数使得数值模拟的蠕变速率与现场监测结果一致,而后据此进行未来结果的预测。最终根据地表沉降数据确定的蠕变参数取值为A=1.0×10^-12、m=1.75、n=0.35。研究表明:静力水准测点地表最大沉降位移为-9.8 mm,蠕变计算结果顶板最大垂直位移约20.4 mm,应力最大值约25 MPa,综合分析显示该采空区较稳定。上述研究提供了一种基于采空区现场监测数据的数值模拟蠕变分析方法,可为类似矿山采空区稳定性分析提供借鉴。     

陕北沙漠区浅埋厚煤层开采潜水位及生态响应

煤炭开采造成上覆岩层破裂、移动，破坏了矿区含（隔）水层结构，改变了地表水及地下水循环演化状态，对浅表层生态环境造成严重影响，引发一系列环境地质问题。为深入研究沙漠地区厚煤层开采给潜水位及生态环境造成的影响，以毛乌素沙漠金鸡滩矿为例，对水文地质条件进行了研究，采用数值模拟的方法，模拟了沙漠区厚煤层开采潜水位的变化，并通过采动潜水位监测数据验证了预测结果。调查分析了研究区及周边地表生态环境现状，预测采后潜水位基本满足植物生长需求，对生态环境影响不大。     

颗粒负荷对小型旋风器性能影响的模拟分析

为探究颗粒负荷对小型旋风器内气固两相流动的影响，基于雷诺应力模型（RSM）和欧拉-欧拉方法的混合流模型（Mixture）进行气体-颗粒、颗粒-颗粒的相间耦合计算。采用粒径为0.5～5μm的颗粒组在40L/min、60L/min和80L/min的入口流量下模拟0~3kg/m³的5种不同颗粒浓度工况，通过对比旋风器内纯气相流场和颗粒负荷流场的不同，研究了颗粒的存在对流场的影响；探究了入口流量和浓度变化对旋风器内分离效率和压降特性的影响。基于模型有效性验证的数值模拟结果表明：较高颗粒浓度负荷使旋风器内的气相流场发生显著变化。随着入口流量的增大，旋风器的分离效率先增大后减小，压降呈非线性增大。随着颗粒浓度的增大，旋风器的分离效率逐渐增大，压降先减小后增大。     

干湿联合冷却塔冷却节水分析软件开发及应用

为实现对干湿联合冷却塔冷却特性、节水特性的综合分析，编制干湿联合冷却塔校核计算流程，基于Visual Studio开发平台，本文开发了干湿联合冷却塔冷却节水特性分析优化软件。通过对某在运干湿联合冷却塔进行冷却节水特性计算，验证了所开发软件计算结果的准确性；在消雾节水计算结果基础上，对标干湿联合消雾冷却塔验收测试规程，生成其成雾频率曲线、耗水量曲线、塔雾指数、冷却特性曲线，综合分析其消雾特性、节水特性及冷却特性，从而确定了干湿联合冷却塔的最佳运行工况。同时运用所开发软件对比分析了某冷却塔设计干段散热面积对其消雾特性、节水特性及冷却特性的耦合影响，并分析了百叶窗开度对干湿联合冷却塔性能的影响，为干湿联合冷却塔的运行优化和设计优化提供了工具性软件支持。     

快递分拣机器人控制系统的设计

为提高快递分拣效率,设计了一种基于OpenMV机器视觉模块的快递分拣机器人控制系统。在这一控制系统中,通过机器视觉技术实现快递件的轮廓识别、定位、扫码及分类,将STM32单片机作为运动控制核心,外接传感器感知机器人的状态,基于串口与机器视觉模块双向通信,实现对放置在地面的快递件进行自动分拣。通过制作样机验证了设计的合理性与可行性。     

Quantitative structure-properties relationship,molecular dynamic simulations and designs of some novel lubricant additives

Quantitative structure-properties relationship (QSPR) method was used to design some novel antioxidant lubricant additives, while molecular dynamics simulations were used to calculate their dynamic binding energies on steel and to hydrogen-containing DLC (a-C: H) crystal surfaces. 29 synthesized antioxidant lubricant additives were collected from literature and geometrically optimized by Spartan’14 version 1.1.2 software while Genetic Function Algorithm (GFA) method of the material studio version 8.0 software was used to build the predictive QSPR model. Four novel antioxidant lubricant additives were successfully designed out of which E)-3-(4-((3-amino-4-methylphenyl)diazenyl)-5-hydroxy-4H-pyrazol-3-yl)-2-argio-6,7-difluoroquinazolin-4(3H)-one with excellent property of 3.531295 (KOH/g) was found to be better than the one reported by other researchers. The dynamic binding energy results revealed that one of the designed additives was excellently bound to steel (?1120.11 kcal/mol) and to hydrogen-containing DLC (a-C: H) crystals surface (7814.156 kcal/mol) surfaces than its co-additives. This investigation shows that the entire studied antioxidant lubricant additive was found to be better bound to the steel surface than hydrogen-containing DLC (a-C: H) crystals surface. This study will help in synthesizing novel anti-oxidant lubricant additives with better additive properties that will slow the tendency of oil to oxidize and will not possess a threat to the environment as the structures do not contain zinc and phosphorus that could limit the operation of the catalytic converter in the exhaust pipe.     

基于(火用)效率目标的环冷机余热回收系统操作参数优化

摘要：针对烧结环冷机余热回收利用率不高的难题，采用分析法建立了评价某钢铁厂烧结环冷机余热回收系统运行效率的效率模型。基于多孔介质模型、局部非热平衡方程、真实气体SRK方程建立环冷机内气固两相换热模型。通过CFD仿真模拟，探究料层高度、循环风机输入烟气温度、烧结矿底部入口风速三项可控环冷机运行工艺参数对系统效率的影响规律。结果表明，料层厚度在1～1.5 m区间每增加0.1 m，效率增加0.8%～1.1%；循环风温在100～140℃之间每增加10℃，效率增加1.4%～1.5%；烧结矿底部入口风速在0.9～1.9 m/s之间每增加0.1 m/s，效率降低0.18%～0.24%。在此基础上，基于工业运行数据建立效率正交试验优化模型，提高了该余热回收系统3.42%的效率。     

电阻层析成像技术及其在水合物开采模拟实验中的应用

电阻层析成像是一种可视化的无损测量手段,可以为天然气水合物开采过程室内模拟实验提供有效的监测途径。首先介绍了电阻层析成像技术的工作原理、发展历程与应用现状,重点对电阻层析成像技术在天然气水合物室内模拟实验方面的主要应用进行了综述,并分析了存在的问题,在此基础上给出了解决问题的建议,为下一步开展水合物的电阻层析成像实验提供参考。