高稳高效海上风电安装平台关键制造技术研究

海上风电作为可再生清洁能源之一,受到世界各国的高度重视与大力发展。我国将海上风电提升至解决能源危机、减缓气候变化、调整能源结构的国家战略高度,到2030年我国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。安装平台不足将是我国海上风电场无法如期建成投产的主要障碍。对自升自航式海上风电安装平台系列高端装备及其设计制造的三大技术难题——腿站立作业易“失稳”、大平台大跨距大倾覆力矩自升易“失控”、高空吊装巨型叶片逾百螺栓精准定位易“失准”,以及焊缝缺陷修复和局部裂纹损伤的激光锻造修复再制造进行了介绍,研制的具有不同规格的系列装备在中国、英国、丹麦、德国等国家的著名海上风电场建设应用情况良好。     

气藏平均地层压力跟踪计算新方法

平均地层压力是产能评价和动态分析的基础，准确、快速获取平均地层压力对高效开发气藏意义重大。基于地层压力随时间变化的规律，分析了平均地层压力的变化规律。研究结果表明：平均地层压力等效点仅随时间发生改变，平均地层压力的下降速率等于或者近似等于井底流压的下降速率。从封闭弹性驱动气藏的物质平衡方程出发，考虑偏差系数和井底流压随平均地层压力的变化，推导建立了平均地层压力跟踪计算新方法，根据生产数据可迭代计算平均地层压力。方法验证结果显示，采气速度和采出程度共同影响模型的计算结果。应用实例表明，跟踪计算法与压力恢复试井和物质平衡法之间的相对误差均较小，满足工程计算精度要求，且跟踪计算法不需依托生产测试数据，节约了测试费用，避免了测试占产。     

基于概率法的电力系统安全分析

为应对电力系统安全分析中的停机问题，基于概率法的方式，将常用的确定停机计算与加入了概率法的概率停机进行比较，研究了二者的区别与其在长期投资方向的不同。在进行电力系统停机分析时，通常会分别从确定停机与概率停机的角度出发，对其应急状态下的潮流进行计算。但前者的方法可能导致极低概率的停机事件被忽略，进而影响长期的资金投资。通过加入概率法的计算，使得对单个停机事件的判定由其具体的频率来确定，增加了系统运行的稳定性。     

采用温控和碘吸收池技术的发射激光稳频技术

多普勒测风激光雷达通过分析系统回波信号的多普勒频移反演出风速，为提高风场探测精度，从稳频技术方面展开研究。在稳频过程中，分别采取措施消除激光频率的长期漂移和短期抖动。针对激光频率的长期漂移，设计并研制了种子激光器温控箱，通过水浴的控温方式大大减小了激光频率的长期漂移，将激光频率稳定在±50 MHz以内；针对激光频率的短期抖动，采用以碘分子吸收池为核心器件的稳频系统，通过半导体控温方式对碘分子吸收池精确控温，控温精度达0.03 ℃，提高了稳频精度，将激光频率进一步稳定在±8 MHz以内，满足±10 MHz以内的设计精度要求。通过搭建多普勒测风激光雷达系统，对发射激光稳频装置进行系统验证，连续4组风场观测结果表明:系统探测高度为17 km，绝大部分方差在4 m/s以下，满足测风激光雷达测量指标的要求。     

Theoretical study on a kind of cyclization mechanism of boron trichloride and hexamethyldisilazane to form the borazine ring for SiBCN ceramics precursor

Borazine rings act as a pivotal part in siliconboroncarbonitride ceramics (SiBCN) for high-temperature stability and great resistance to crystallization. A detailed investigation of the ring formation mechanism will guide the design and synthesis of SiBCN to meet application requirements under extreme conditions. Boron trichloride (BCl₃) and hexamethyldisilazane (HN(SiMe₃)₂) are common raw materials for the synthesis of precursors for SiBCN. In this paper, quantum chemical calculation was used to study the cyclization reaction mechanism between BCl₃ and HN(SiMe₃)₂ to form trichloroborazine (TCBZ) at the MP2/6-31G (d,p) level of theory. We discussed the structure properties, reaction pathways, energy barriers, reaction rates, and other aspects in detail. The results show that BCl₃ and HN(SiMe₃)₂ alternately participate in the reaction process, accompanied by the release of trimethylchlorosilane (TMCS), and that the entire reaction shows an absolute advantage in terms of energy. In the Step by step reaction, lower reaction barriers are formed due to the introduction of BCl₃ with more heat released compared to that for the introduction of HN(SiMe₃)₂. The final single-molecule cyclization and TMCS elimination steps are found to be faster compared to all previous bimolecular reactions.     

基于GA-BP的汽车风振噪声声品质预测模型

目前对于汽车风振噪声的优化研究主要以声压级（Sound pressure level，SPL）作为单一评价指标，既不能全面反映噪声的物理属性，也无法考虑人耳对噪声的主观认知过程。为准确评价风振噪声，引入声品质，运用大涡模拟（Large eddy simulation，LES）对风振噪声进行数值仿真，根据实车道路试验判断仿真的准确性；对仿真结果进行声品质客观评价与主观评价，综合声品质客观评价参数与声品质主观评价试验结果建立BP神经网络预测模型；利用遗传算法（Genetic algorithm，GA），进一步对BP神经网络的结构参数进行优化，建立GA-BP声品质预测模型。研究结果表明，GA-BP声品质预测模型在训练速度和预测精度上都优于BP神经网络预测模型。预测模型基于声品质主客观评价结果，其预测值可以代替传统的声压级评价指标，为风振噪声提供更为准确合理的评价。     

基于PMU的电力系统监控体系结构优化设计

文中提出了一种利用有限数量的相量测量单元(PMU)和相量数据集中器(PDC)设计最优监控结构的方法。通过在大量的设定值场景下,使电力系统可观测性曲线的期望值最大化,同时使通信基础设施成本最小化,最终确定PMU和PDC的最佳位置。提出了一种非线性动态扩展卡尔曼滤波(EFK)状态观测器。这种状态观测器可以将暂态行为转换为由代数微分方程描述的广域电力系统,而无需非线性反演技术。最后以IEEE-5电力系统为例,说明了该方法的有效性。     

Responses to comments on the paper “two-dimensional Sc2C: A reversible and high capacity hydrogen storage material predicted by first-principles calculations”

A recent commentary by Santhosh and Ravindran on our paper (Int. J. Hydrogen Energy 2014, 39:10,606) demonstrated that the interaction between H₂ and MXene (Sc₂C and Ti₂C) phases are not Kubas-type and should be of weak physisorption, and thus made a conclusion that 2D Sc₂C and Ti₂C are not suitable for practical hydrogen storage applications. In this responses, we recalculated hydrogen adsorption on 2D Sc₂C and Ti₂C by using different exchange-correlation functionals. And based on the calculated results, bare MXenes (especially the Ti₂C) are suitable as hydrogen storage materials at temperatures of several tens degrees lower than room temperature. And the hydrogen adsorptions on the MXenes terminated with oxygen group were also investigated. Among the Ti₂C, Sc₂C and their oxygen-functional counterparts, the binding energy of H₂ on Sc₂CO₂ surface is the closest to the ideal range of 0.16–0.42 eV/H₂ at ambient conditions, and thus the Sc₂C with oxygen group is expected to be more suitable as hydrogen storage materials.     

自重湿陷性黄土地基预钻孔浸水处理的可靠度设计方法

为解决传统预浸水法存在的浸水时间长、浸水处理范围难以确定等不足,基于土体中水分运移规律,依据可靠度理论、极限状态设计方法及复合 Poisson 过程原理,提出一种消除黄土湿陷性的处理浸水方法——预钻孔浸水法。给出了利用预钻孔浸水法对自重湿陷性黄土地基进行浸水时,水平向及竖直向浸水影响范围的确定模型;在此基础上结合达西定律给出了浸水孔设计参数如孔深、孔间距及浸水孔个数的确定方法。结合铜川某工程,设计进行了现场预钻孔浸水试验,对该方法的合理性进行了验证,并通过现场钻探、现场勘探、室内湿陷性试验等方法对该方法的处理效果进行了评价。该浸水方法具有浸水时间短、浸水影响范围可根据浸水孔布设进行控制等优点,且浸水处理效果良好,完全符合施工要求。     

超宽带大功率合成器设计北大核心CSCD

在80 MHz~1 GHz频段,单个功率管输出功率能达到100 W以上,为研制输出功率400 W的功率放大器,文中设计了四路功率合成器。该合成器需要实现功率容量大、工作频带宽、体积小的设计目标。在功率容量方面,文中采用悬置带状线结构,其功率容量远远大于微带线结构;在工作频带方面,采用切比雪夫九节阻抗变换器,将工作带宽拓宽为80 MHz~1 GHz;在体积方面,文中合成器的功率合成部分采用Y型节级联实现四路功率合成,阻抗变换部分采用切比雪夫阻抗变换器进行阻抗变换,该结构相较于磁环巴伦功率合成器,不但具有损耗小、平坦度高的优点,而且通过将阻抗变换器设计成曲折的形状,进一步缩小了合成器体积。仿真与实测结果显示该合成器在80 MHz~1 GHz范围内还具有较高的平坦度,合成效率可达90%以上。