浅论中美高校工科工程基础实验教学之差异

美国辛辛那提大学(UC)针对工科专业开设的工程基础(Engineering Foundation)是一门极具美国教育特色的本科实验教学课程,在培养学生实践动手能力、创造性思维、自主学习能力等方面效果显著。本文从教学大纲、教学内容、教学手段和教学效果四个方面对该课程进行介绍,并分析目前国内相关实验教学相关方面存在的问题,期望这种比较分析能够为国内高校工科专业的实验教学改革提供参考。     

恒定磁场阻垢除垢的分子动力学模拟

磁场的阻垢除垢机理研究不足阻碍了该法的实际应用。为了进一步认识恒定磁场的阻垢除垢机理,研究了不同磁感应强度、不同温度下的阻垢除垢效果。建立模型A和模型B,其中模型A是含少量钙离子和碳酸根离-子的水溶液,模型B是包含方解石(110)晶面与水接触的混合体系。用分子动力学软件Material Explorer 5.0研究在改变磁感应强度和体系温度下,模型A、B分别表现出的阻垢除垢效果。结果表明:对于模型A,只有温度323 K时,磁场的作用下才能表现出阻垢效果,而且磁感应强度与模型温度的不同组合会导致3种趋势:阻垢、促垢、无变化。对于模型B,在磁感应强度与温度改变多次组合后,并未发现有导致水垢被溶解的情形。由此可得恒定磁场的除垢效果缺乏机理的支撑。     

利用地质测井参数预测川东石炭系压裂酸化后的产量

四川东部石炭系压裂酸化后的产量与井的地压裂酸化资料进行分析，采用多元线性回归方法，建立了压裂酸化产量（Ｑ）与Ⅰ＋Ⅱ类储层的储集系数（Φ＋Ｈ）Ⅰ＋Ⅱ类储层的储集系数（Φ＋Ｈ）Ⅰ＋Ⅱ和裂缝评价指数（ＦiL)的线性关系式，通过对１２口井预测，与实井产量接近，有很强的指导意义。     

基于紫外脉冲法与SMS的绝缘子污秽实时监测系统

研究了基于SMS传输的绝缘子污秽实时监测系统.系统在一些预定的地点设立监测点,利用全球移动系统(GSM)公众无线通信网的短信息服务(SMS)作为通信平台,与监测服务器构建成多点对一点的星型网络,实现对线路绝缘子表面污秽状态的实时监测.并对不同气候环境下绝缘子绝缘状态进行分析,监控绝缘子污秽状态的变化,从而了解整个线路污秽状态,避免事故的发生.目前共有5台监测终端与一台服务器小型系统正在运行,状况良好.     

基于改进J-A磁滞模型的电流互感器建模及实验分析

为研究计及铁芯磁滞效应的电流互感器(TA)传变特性,提出了一种新的TA数值模型。基于J-A磁化理论推导表征铁芯励磁特性的经典J-A磁滞模型,并对经典模型存在非物理解的缺陷进行了修正,形成改进J-A磁滞模型。其次,将TA的传变特性方程与铁芯改进J-A磁滞模型相耦合,建立了TA数值模型。搭建TA传变特性的测试电路,对比分析二次电流i2的理论计算波形和实际测量波形,试验表明:改进J-A磁滞模型更准确地表征铁芯的磁滞特性。同时,TA数值模型能基本反映TA的传变特性,具备物理概念清晰、计算量小、精度较高等优点,可广泛运用于各类铁磁材料的TA建模。     

改进粒子群算法的无功补偿方案优化以及对配电网电能质量的改善

以LabVIEW为开发平台对电能质量五项稳态指标进行综合编程,附带参数统计及数据报表等功能,兼具实现了Simulink各无功补偿模型变量与LabVIEW控件间的实时通信,弥补了Simulink在仿真中视觉效果不足和参数修改繁琐的弊端,并降低了LabVIEW无功补偿编程的复杂度。在电能质量检测环节,阐述了稳态指标的分析方法、数据报表及参数统计等功能设计。采用Simulation Interface Toolkit(SIT)调控simulink的方式实现了对改进粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)算法进行无功补偿,并与传统无功补偿效果比较,结果显示改进PSO算法能够有效避免电路谐振。实验及仿真证明本软件对于现场无功补偿的设备参数选择具有较好的实用价值。     

新5井挖潜措施方法

新5井是四川盆地东部新市构造侏罗系的第一口获气井,由于受到不配套的采输工艺及不合理的生产制度等因素影响而长期关井停产.根据新5井的具体情况,利用钻井显示、测井解释、试油资料及生产动态监测资料等进行综合性分析论证,为挖潜措施提供可靠依据.并制定了一系列的挖潜方案,改造不配套的生产工艺设备,重新安装蒸汽锅炉、油气水三相分离器.由于该井产稠油,含腊量高,油管易堵塞.因此,提出采用柴油注入井筒清腊解堵.在井口操作中,采用抽汲复活技术,用Φ60mm抽子下入井筒,从上至下进行多次抽汲,将油管内的清腊液和积液抽汲干净,随后开井放喷.方案实施后,气井复活,恢复了正常生产,具有了年采气180.0～240.0×104m3,年采油90～150t的生产能力,获得了明显的经济效益.同时,也证实了川东地区侏罗系地层具有油气资源的潜在能力.     

运用多种方法综合解释川东构造断陡带

在川东地区二级构造单元中，无论是高陡背斜，或是低陡构造，尤其是两翼不协调(不对称)褶皱的构造类型，其陡翼轴部附近都存在一个断陡带。由于这些断陡带地质结构复杂、地震信息杂乱，较难准确解释，导致了部分油气探井的失利，制约着许多构造主体部位勘探领域的扩展；在气田开发方面，断陡带的构造细节解释不正确，偏离地下实际，造成了气藏地质模型与气藏动态特征不吻合，静态储量与动态储量误差大，直接影响了气藏开发设计方案的准确性。在卧龙河、高峰场等构造断陡带的精细解释中，运用了地质、地震、钻井、试井、气藏工程等多学科知识进行综合分析，进一步查明了断陡带特殊的内在联系，找出了断陡带构造细节变化的客观规律，初步形成了一套行之有效的解释方法。这种方法效果好、可信度高，对今后川东断陡带构造细节解释有一定的参考作用。图4参10     

基于低压电力线实测信道特性的OFDM分析和仿真

根据大量实测数据，得到了3种典型情况的低压电力线信道特性，基于此，对利用正交频分复用（OFDM）调制技术实现高速载波通信的问题进行了分析和仿真研究。讨论了这种通信系统的抗多径干扰性能以及通信系统的参数问题，针对几种不同的信号调制方式和不同的发送功率，对OFDM系统的传输性能进行了时域仿真，结果表明，在具有一定的允许发送功率时，使用OFDM技术完全可以实现低压电力线的高速数据通信。