真空变压吸附分离氮气甲烷模拟与实验研究

采用椰壳活性炭为吸附剂,进行了三床真空变压吸附（VPSA）氮气甲烷分离过程的研究。在吸附和置换压力为0.5 MPa,解吸压力为-0.08 MPa条件下,将体积分数（下同）为30%的甲烷,浓缩至80%～98%,甲烷的回收率达到65%～96%,并研究了吸附和置换步骤下塔顶出口流量对于产品气纯度和收率的影响。运用Aspen Adsorption软件建立上述模型,模拟结果与实验结果基本一致;模拟可以为甲烷富集的工业装置建立提供基本设计参数。     

基于状态矩阵的大型城市配电网可靠性评估研究

以往配网可靠性评估中设备故障率为设备故障历史统计结果,对配网设备状态水平的反映具有滞后性,无法准确体现配网当前的实际可靠性水平。针对传统配网可靠性评估方法的不足提出了基于状态矩阵的大型城市配网可靠性评估方法,将以历史统计结果得到的配网设备故障率与配网运行设备状态结合,得到考虑配网设备所处时期、环境以及外力因素等实际状态的故障率模型,结合配网馈线分区法提出基于状态矩阵的大型城市配电网可靠性评估方法,通过算例分析验证了方法的有效性。     

高拱坝混凝土振捣机器人系统研发及应用

常态混凝土浇筑人工振捣施工存在工作强度高、作业主观性强等不足,现有振捣监控方法主要进行振捣位置、振捣时间等参数监控,且均依靠人工经验评估振捣是否密实,难以实现混凝土振捣质量的精确评估。针对上述问题,研发了融合表面图像机器视觉识别的混凝土振捣机器人系统,该系统包括振捣机器人本体、云端监控平台以及通讯子系统。基于工业机器人、自动化控制、机器视觉等技术研制振捣机器人本体,实现高拱坝仓面混凝土无人振捣作业;同时,建立基于改进残差网络（Residual Network,Res Net）的混凝土振捣表面图像的分类模型,实现振捣密实性的科学分析。此外,基于B/S架构研发云端监控平台,并通过无线通讯子系统实现与振捣机器人本体之间信息的传输与交互,实现振捣作业信息的可视化与远程控制。现场试验验证了振捣机器人系统的可靠性和可行性。研究成果为高拱坝混凝土振捣实现无人化作业、精细化质量控制提供了新的思路和技术手段,也可用于其它大体积混凝土施工中,具有十分重要的应用和推广价值。     

常曲率U型弯道水流紊动特性试验研究

采用三维声学多普勒流速仪,对水流三维流速进行了采集,对弯道水流的脉动进行了统计分析,研究了典型断面的紊动强度、紊动切应力、紊动能的分布。试验结果能够很好的揭示弯道水流的三维特性及分布规律。研究成果为进一步研究水流的紊动结构及泥沙的运动机理提供了参考资料。     

不同面雨量估算方法对水库入流预测 模型精度的影响

以潘家口水库入库径流预测为研究对象,分别采用分块法、栅格计算法以及DEM法计算区域平均降雨量,并在此基础上建立潘家口水库来流预测模型。结果表明不同的面雨量估算方法对水库入库径流的预测精度具有较大影响。以DEM法计算区域平均雨量值作为预测模型的输入所模拟的效果优于另外两种区域平均雨量计算方法,且预测结果合理。     

三亚市雨、洪、潮多元耦合精细化洪涝分析数值模型

三亚市作为典型的沿海城市,频繁遭受台风扫掠,暴雨和风暴潮常伴随而至,与内陆城市洪涝相比三亚市洪涝成灾因素更复杂、影响更严重。基于高精度DEM数据建立三亚市主城区暴雨、洪水与风暴潮多元耦合精细化洪涝分析模型,精细的还原计算区域内主要内边界,采用分区糙率体现不同下垫面的影响,利用干湿判别理论处理动边界,计算获得三亚市主城区不同重现期洪涝灾害易涝点、积水深度及其影响情况,研究成果对于科学指导三亚市洪涝风险分布特征及风险管理与规避具有重要的现实意义。     

基于三维重建的虚拟现实类鸟飞行系统

随着虚拟现实(virtual reality, VR)技术的飞速发展,各种应用层出不穷。然而目前大多应用仅限于定点的静态全景展示及游览,无法利用VR化不可能为可能的优越性。本文提出了一种融合VR技术与三维重建算法的类鸟飞行交互模拟系统。该系统搭建了结构稳定的硬件控制平台用以改变实际姿态,同时通过软件仿真了虚拟环境中鸟类的飞行,结合硬件驱动及软件模拟实现了深层次的飞行模拟。现有的虚拟环境大多通过人工建模、激光扫描仪或无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)航拍构造,其中建模存在费时费力的缺点,激光扫描仪则无法适应大规模重建,而UAV成本高昂且需专业培训。本文引入了基于图像分簇的PMVS (patch based multi-view stereopesis)算法,只需输入特定场景的图片即可利用计算机自动恢复出三维结构,不仅快速而且可对任意场景重构。使用户在足不出户的情况下即可在世界各地体验飞行,为旅游事业及VR产业提供了一种新的可能。     

基于导波多尺度能量熵的钢绞线张拉力识别

为了有效评估在役钢绞线中预应力的损失程度,提出一种识别钢绞线张拉力的导波无损检测方法。在不同张拉力钢绞线上进行了超声导波传播数值模拟及实验,构建以导波多尺度能量熵为特征向量的识别指标进行钢绞线张拉力识别,并考虑了导波传播距离及采集方式的影响。结果表明:不同拉力作用下,导波多尺度能量熵差异显著,识别指标与钢绞线张拉力存在明显的线性关系;识别指标敏感性随导波传播距离的增加而增强,但其提升幅度随传播距离的增加而减小。与有限元模拟结果相比,实测识别指标传播距离增加957.69%,敏感性系数提高了20.3%。采用中心钢丝激励、中心钢丝接收导波的采集方式进行张拉力识别,敏感性更优;识别指标与张拉力之间的线性变化规律受导波采集方式的影响较小。     

开关型CO2激光治疗仪电源的改进

本文叙述了该电源的工作过程和电路原理，介绍了对三种保护电路和反馈控制电路的改进；通过这些改进，使电源的运转精度达到千分之二，其稳定性和可靠性均有所提高。     

基于非负矩阵分解的机场噪声监测点优化布局

近年来国内民航迅速发展，机场的新建、扩建和航空运输量的持续增长使得机场噪声污染事件不仅持续上升，而且噪声污染程度也日益加重，因而强化机场附近噪声污染的监测对机场建设及其环境评估十分重要。针对机场噪声污染监测问题，提出一种基于非负矩阵分解(NMF)方法对机场噪声监测点布局问题进行优化求解。该方法以大量网格点作为候选监测点，对单个飞机噪声事件候选监测点的噪声值所形成的矩阵按非负矩阵分解进行区域划分,得到噪声影响子区域。进一步以各子区域的中心点作为该区域的噪声影响代表点,以此确定机场噪声监测点数目和位置。研究结果表明所获得的解比贪心算法得到的解更优，需要的监测点更少。