基于分形和支持向量机矿井涌水量的预测

针对矿井涌水量预测问题,提出一种新的非线性预测方法。首先利用分形理论对矿井涌水量的时间序列进行相空间重构,应用自相关系数法确定最小嵌入维数,并以最小嵌入维数作为支持向量机的输入节点,根据支持向量机原理建立矿井涌水量的预测模型。将河南鹤壁四矿1982-1997年的矿井涌水量作为时间序列的训练样本,在Matlab环境下,利用所建立的预测模型预测不同嵌入维数时2000和2001年的矿井涌水量。结果表明：与其他维数相比,当嵌入维数为4时,井筒涌水量的预测值误差最小,预测精度最高。为检验该方法预测的可靠性,分别将不同维数下井筒、巷道和工作面涌水量1988-2001年的预测值与观测值进行对比,发现预测值与观测值较一致。〓     

河蚬汤纳米颗粒细胞毒性及对大鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能的影响

许多传统食品中存在大量的伴生性纳米颗粒,其纳米尺度的构造赋予它们特殊的活性与功能,然而这类纳米颗粒对人体细胞的影响尚未被充分揭示。以河蚬汤及其伴生纳米颗粒为例,采用狗肾上皮细胞(MDCK)、人结肠腺癌细胞(Caco-2)、人正常肝细胞(L-02)和大鼠原代腹腔巨噬细胞模型,研究以液相色谱方法分离制备的河蚬汤纳米颗粒的细胞毒性,以及其对大鼠原代腹腔巨噬细胞功能的影响。实验结果表明:15.63~500.00μg/mL河蚬汤伴生纳米颗粒对4种细胞均无明显毒性;这些纳米颗粒能被大鼠原代腹腔巨噬细胞吞噬,对正常巨噬细胞的膜电位和吞噬功能无明显影响,抑制AAPH诱导氧化应激引起的细胞膜超极化,拮抗线粒体的氧化应激与细胞吞噬功能损伤。抗氧化测试结果显示,河蚬汤伴生纳米颗粒具有FRAP、ABTS抗氧化活力,但不具有ORAC活性。研究旨在为后续深入开展河蚬汤及其伴生纳米颗粒的功效以及作用机制提供必要的基础数据和理论支持。     

叶片旋转转速和吹风比对涡轮外环双层壁结构阵列冲击冷却特性的影响研究

采用数值模拟的方法,基于稳态雷诺平均方程（URANS）耦合k-ω SST模型和滑移网格法分析了涡轮叶片旋转扫掠条件下带有非定常气膜出流的外环腔内阵列冲击传热特性。在外环冲击-气膜复合冷却结构中,冲击孔和气膜孔呈交错排列,冲击距与冲击孔直径之比为1.25,斯特劳哈尔数St=2.35、3.52（对应转速Ω=10 000、15 000 r/min）,吹风比M=0.5、1及1.5。结果表明：叶片旋转扫掠效应引起的气膜孔出口压力波动会诱导冲击孔入口的瞬时质量流量发生变化,而时均质量流量几乎保持不变;吹风比在0.5~1.5之间变化时,靶面的瞬时和时均平均冲击换热特性随着吹风比的增大而增强;相同的吹风比时,叶片转速的提高对靶面瞬时和时均换热特性的影响非常微小。     

基于滤波阵列的燃气轮机气路故障诊断研究

针对燃气轮机故障诊断过程中诊断精度不足,卡尔曼滤波易出现“弥散”现象的问题,提出了一种基于滤波阵列的燃气轮机气路故障诊断方法。该方法首先构建了一组基于健康参数调度的平衡流形展开模型阵列,然后结合平方根容积卡尔曼滤波对气路部件健康参数进行了实时估计,最后通过隔离因子实现了对故障部件的检测与隔离。仿真表明：该方法有效解决了卡尔曼滤波在故障诊断过程中出现“弥散”现象的问题,针对燃气轮机气路部件突变故障,能够有效实现故障的检测、隔离与估计。     

生物质热风炉换热器传热性能数值分析及实验研究

以生物质热风炉为研究对象,搭建生物质热风炉实验台,控制空气入口速度为12～20 m/s,开展相关测试实验。采用Realizable k-ε湍流模型,速度和压力的耦合采用SIMPLEC算法,利用FLUENT软件计算得到换热器温度、速度、压力分布,将模拟结果与实验测试结果进行比较,误差在2%以内。结果表明：随着壳程空气流速的逐渐增大,换热器的壳程温差ΔT、压降Δp逐渐升高;对流传热系数、总传热系数、传热量和换热器评价指标η也逐渐增大。随着雷诺数增大,努塞尔数和传热因子逐渐增大。     

滑移流区纤维束蓄热体换热性能数值研究

随着蓄热体基础部件的尺寸细小化,玄武岩蓄热体的纤维直径微小,顺排排列后,内部形成微细流道。为探究微尺度下产生的尺度效应对玄武岩纤维束内部流道流动和传热的数值模拟的影响,建立了蓄热体的二维层流模型。通过Ansys 17.0 fluent中的UDF函数添加了滑移边界条件,以添加滑移边界条件前后的壁面努塞尔数(Nu)减小百分比为评价指标,对比分析二维纤维束微流道的数值模拟中,滑移边界条件对不同工况下流固换热的影响程度。模拟结果表明：随着温度和间距的增大,添加滑移边界条件后的Nu下降程度会增大;随着纤维排数和入口速度的增加,Nu下降程度会减小;纤维束直径d为20μm,排数小于5排,中心间距超过3 d时,添加了滑移边界条件的Nu的降幅达到了1%以上,在数值模拟中不可忽略滑移流区的影响。     

新疆高碱煤旋风燃烧火焰中气相碱金属的检测与分析

新疆高碱煤中富含的碱金属易挥发进入气相,准确测量火焰中气相碱金属浓度是调控新疆高碱煤燃烧的重要基础。本文采用光谱分析方法对准东高碱煤旋风燃烧火焰中气相Na、K离子体积分数进行了测量。结果表明：在可见光波段,Na的特征谱线为589 nm, K的特征谱线为765.9和769.3 nm, Na、K离子特征谱线辐射强度与气相Na、K离子体积分数成正比例关系;旋风燃烧温度下,煤中绝大部分水溶性的Na离子和全部的K离子会释放进入气相,该过程不受配风方式和氧体积分数的影响;在旋风炉尾部,气态Na、K离子体积分数降低,碱金属由气相向固相迁移。     

基于前馈-自抗扰算法的换热器动态试验温度控制研究

为了使换热器试验测控系统满足动态换热试验中对温度控制的要求,分析了试验系统中被控温度对象动态模型,设计了前馈-自抗扰温度控制算法。动态换热试验对象为管壳式换热器,试验过程管程流体为强迫对流换热,壳程流体自然对流换热,同时管程流体循环利用,要求控制管程入口温度稳定。控制算法全面利用模型信息,将壳程温度作为管程温度控制中的干扰,为其设计前馈补偿,同时设计自抗扰控制算法,处理模型偏差问题。利用AMESim软件搭建系统模型,在Simulink中设计控制算法,进行了AMESim/Simulink联合仿真,通过对比多种控制算法,验证了在壳程温度变化干扰的换热过程中,使用前馈-自抗扰控制算法能够使管程入口温度波动更小,更快达到稳定。     

基于SVD和SSA-VMD降噪的轴承故障特征提取

针对强噪声背景下轴承故障特征提取困难的问题,提出一种基于奇异值分解和参数优化变分模态分解联合降噪的轴承故障特征提取方法(SSVMD)：首先,对原始信号进行奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)处理,运用奇异值差分谱法选取有效奇异值并将原始信号重构得到初步降噪信号;其次,为防止故障信息丢失,将残余信号进行麻雀算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)优化的变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD）算法处理,得到最佳的模态个数K和惩罚参数α,选取峭度值最大、包络熵最小的IMF分量与初步降噪信号叠加得到最终降噪信号,并对信号进行包络分析;最后,通过仿真和试验数据分析得出,该方法能在信噪比很低的情况下降低噪声含量并提取轴承故障特征,为设备的状态监测和故障诊断提供理论依据。