微纳振动能量收集器研究现状与展望

振动能量广泛分布在我们周围的环境中,比如人体运动、机器振动、微风吹动、水纹波动、声音振动等,收集环境中的振动能量对未来电子器件的自驱动化具有十分重要的意义。阐述了电磁、压电、摩擦电三种微纳振动能量收集器的工作机理和最新研究进展。对三种微纳振动能量收集器的特点和面临的挑战做出了归纳与概括。最后,对微纳振动能量收集器的发展趋势做出了展望。     

一种新型缓凝剂的制备及其在水泥基复合材料中的应用

针对目前固井使用的缓凝剂存在的热稳定性能不好、异常胶凝现象（结块）、水泥石抗压强度减弱、水泥浆综合性能欠佳等问题，通过水溶液自由基聚合，研制了一种新型高温缓凝剂GWR-1，并对其热稳定性能进行了评价，同时，对加入4种缓凝剂GWR-1、GWH-1、HX-400、DRH-200L的水泥浆异常胶凝现象和综合性能做了比较。微观结构分析表明：各单体参与了反应，分子量分布较为均一，分子结构高温下稳定，GWR-1的热稳定性可达350℃。GWR-1在硅酸盐水泥基复合材料中应用性能测试结果表明：加入GWR-1水泥浆的稠化温度可达160℃，高温时加量不敏感，高温抗盐性能较好，加入GWR-1的水泥浆在150℃不会发生异常胶凝现象，且其硅酸盐水泥石的强度发展良好，低密度和高密度的水泥浆的综合性能优于加入其他3种缓凝剂的水泥浆。     

基于三维激光扫描技术的临近爆破施工隧道变形监测方法

为精确分析临近爆破作业点的隧道内壁变形情况,针对含有较多管线的隧道,提出一种简洁高效的切片提取分析方法。采用标靶与ICP结合的点云配准方法,采取多种滤波方式结合的方法去除隧道既有管线、离散点等噪声点,提出总体最小二乘(TLS)的方法拟合隧道地面平并得出其参数α、β、γ,利用垂直关系求出隧道基准面参数α′、β′、γ′,计算出诸多点云法向量后寻找到夹角小于2°的最佳基准面,设置固定距离d进行切片提取,依据提取的切片点云获取其重心坐标、重心距等几何参数,对同期数据分析以及多期数据间比较,得出采用点云切片的算法可以精细分析隧道各位置变形情况、且随着测距测角增大,误差会逐渐增大的结论。     

具有不等式路径约束的微分代数方程系统的动态优化

针对具有不等式路径约束的微分代数方程（Differential-algebraic equations，DAE）系统的动态优化问题，通常将DAE中的等式路径约束进行微分处理，或者将其转化为点约束或不等式约束进行求解.前者需要考虑初值条件的相容性或增加约束，在变量间耦合度较高的情况下这种转化求解方法是不可行的；后者将等式约束转化为其他类型的约束会增加约束条件，增加了求解难度.为了克服该缺点，本文提出了结合后向差分法对DAE直接处理来求解上述动态优化问题的方法.首先利用控制向量参数化方法将无限维的最优控制问题转化为有限维的最优控制问题，再利用分点离散法用有限个内点约束去代替原不等式路径约束，最后用序列二次规划（Sequential quadratic programming，SQP）法使得在有限步数的迭代下，得到满足用户指定的路径约束违反容忍度下的KKT（Karush Kuhn Tucker）最优点.理论上证明了该算法在有限步内收敛.最后将所提出的方法应用在具有不等式路径约束的微分代数方程系统中进行仿真，结果验证了该方法的有效性.     

基于卡层门限的纵向均衡驱替研究

由于单层厚度、储量丰度和经济条件的制约,很多油藏不满足分单砂体开发的条件,为了获得较高的产能,往往采用大段合采的开发方式,导致高含水阶段层间干扰严重。针对这一问题,引入压差、含水率及渗透率影响下的多层油藏干扰系数的计算公式,修正Vandervlis定向井产能公式,求得卡掉干扰层前后油井产能的变化。根据地层流动系数与干扰系数对产能的影响绘制均衡驱替图版;同时定义并绘制卡层门限曲线,指导油井的合理开关层与提液措施。提出了4种应用于矿产实际生产的定量化卡提组合模式,指导油井的合理开关层与提液,矿场实际应用效果较好,有效缓解了层间矛盾,实现产能接替,年增油达23×104m3。该研究对于缓解多层合采油田的层间干扰具有参考作用。     

低地饱压差下海上窄河道油藏提液技术研究

渤海地区地层压力与饱和压力压差小的窄河道油田已进入中高含水阶段,产量递减快、稳产难度大,提液为有效的增产措施。但窄河道油藏的流体渗流方式受河道边界的影响较大,提液过程中极易脱气,所以合理的提液幅度难以确定。基于考虑河道边界影响的窄河道流体渗流方程,确定了不同含水阶段的比采液指数;根据考虑气相的IPR曲线,确定了不同地层压力下的合理生产压差;结合比采液指数及合理生产压差,确定了该类型油藏在不同地层压力下不同含水阶段的合理提液幅度。应用该方法确定实际油藏提液能力,取得了很好的增油效果,为海上该类型油藏提液提供了理论依据和生产经验。     

高比例清洁能源下水风光消纳能力分析方法研究

建立了基于出库流量和耗水率的水电站水库模型，并考虑了来水衰减因子和来水时延因子的梯级水电站来水关联关系，以提升水电站时序模拟精度。为最大程度消纳水风光等清洁电力，通过考虑水风光出力特性、负荷特性、机组调峰能力以及电网网络传输等约束，建立了清洁能源时序生产模拟模型。建立的模型为混合整数模型，通过分支定界法进行求解。以实际电网参数构建的仿真系统为例，对水风光消纳过程进行定量化分析。计算结果验证了清洁能源时序生产模型以及水库建模的合理性和有效性，对我国清洁能源实际运行和消纳具有积极意义。