粗粒料三轴试验橡皮膜嵌入量数值模拟

在粗粒料三轴试验中,橡皮膜嵌入量可造成显著的体积变形量测误差。本文针对颗粒材料的接触特点,利用Nagata Patch方法重建颗粒表面,基于重建曲面进行接触状态的判断和接触几何信息的计算,开发了高效的颗粒接触算法。该法采用dual mortar有限元方法处理颗粒与橡皮膜间的接触模拟,针对橡皮膜变形较大的特点,采用更新坐标的大变形计算格式,并根据重建的颗粒表面对颗粒-橡皮膜的距离进行几何修正,实现了颗粒-橡皮膜接触的精细化模拟,可较好地模拟计算“柔性”橡皮膜嵌入颗粒孔隙的过程。进行了Kramer钢球试验以及粗颗粒料和标准粗砂三轴试验橡皮膜嵌入过程的模拟计算,计算结果符合一般规律,与相应的试验结果吻合较好,验证了本文方法对于粗粒料膜嵌入问题的适用性。     

城市街道分水口对洪水流态转换过程影响研究

随着城市化进程加快和全球气候变化加剧,城市洪涝灾害频发。研究城市街道的行洪特征,掌握城市建筑物对洪水流动的影响机理,对城市洪涝灾害治理具有重要的理论意义和应用价值。本文开展了城市建筑物对洪水运动影响的物理模型试验,在街道两侧布设分水口模拟建筑物不连续的分流效果,分析分水口位置及流量变化对洪水流态转化及水跃形态的影响。观测上游来流量变化、分水口位置等因素对洪水从急流向缓流过渡时的动力特征的影响,包括水跃发生位置、水跃形态转变、水跃漩滚长度、跃前和跃后水深比及分流比等。     

高压开关柜温度流场仿真研究

高压开关柜是火电机组重要的电力控制设备,其中无风机自然散热型开关柜长期连续运行,由于内部积灰和触头弹簧松弛,可能出现局部温度异常上升,存在安全隐患,因此对高压开关柜进行温度场分析尤为重要.本文采用SpaceClaim绘制宁夏某电厂6 kV自然散热高压开关柜模型,根据近似电阻值计算不同工况下的发热功率作为热源参数,导入Fluent有限元分析模块,对开关柜温度流场进行仿真分析,结果显示断路器回路温度最高,其次为触头温度,并且上柜器件温度比下柜温度高10℃左右.结合厂内安装的光纤光栅测温系统监测数据,对比温度场模拟结果,误差在10％以内,表明温度流场仿真结果具有现实意义.最后基于大电流高温度工况,加装轴流风机,模拟不同入口风速下柜内温度场,对改善柜内温度环境具有重要意义.     

基于PSO算法的直流近区光伏发电系统控制参数优化方法

针对直流近区光伏发电系统的小扰动和振荡问题,本文提出了一种基于P SO算法的直流近区光伏发电系统控制参数优化方法以提升系统小干扰稳定性.首先,建立包括光伏阵列、逆变器及其控制器、直流输电系统的直流近区光伏发电系统小信号模型.其次,建立了基于特征值的直流近区光伏发电系统控制参数优化问题,并提出了一种基于P SO算法的控制参数优化方法对优化问题进行求解.最后,在Matlab/Simulink仿真平台中采用所提出方法对直流近区光伏发电系统的控制参数进行优化,并施加不同类型的扰动,比较控制参数优化前后系统的动态响应.仿真结果表明,采用优化后的控制参数,系统的动态响应性能得到明显提升.     

水中大电流脉冲放电的激波传播特性

水中大电流脉冲放电伴随着强电磁场与机械冲击,导致近场的激波特性难以直接测量。为了探究水中大电流脉冲放电激波的传播特性,提出了基于经典水中爆炸经验公式的激波传播特性模型。从动力学角度描述了水中脉冲放电一次及二次激波的产生过程,建立了放电综合试验平台。借助阴影法与高速摄像技术捕捉了激波传播过程,分析图像并联立Tait方程和Rankine-Hugoniot方程得到了激波峰值特性。通过压力传感器获取不同位置激波并对模型适用性进行了评估,结果表明该模型可用于描述水中大电流脉冲放电激波的近场及远场传播特性,能够为激波的工业应用提供理论指导。     

城市污水主干排水系统优化调度分析——以华东某市污水主干管为研究案例

排水系统智能化调度是实现污水系统安全平稳运行的重要举措,尤其针对一些工程措施无法或尚未实施的区域。通过对污水主干管实现智能化调度的关键因素分析,并以华东某市污水主干管为研究案例,结合排水模型和大数据挖掘优化污水主干管系统运行,将末端污水厂旱天溢流天数降低了15%,从而优化污水干线系统运行工况。     

1100kV特高压油-气套管主绝缘及其金具附件结构校核计算

针对1 100 kV交流特高压电压等级油–气套管的研制尚属首次,需解决套管主绝缘芯体材料研制、芯体主绝缘设计及优化、套管大电流导体载流结构设计等关键技术。该研究侧重于1 100 kV特高压油–气套管主绝缘结构优化设计分析计算,确保在高电压作用下电场分布合理,且承载大电流而不存在局部过热区域。基于此,建立了特高压油–气套管三维有限元工装配件仿真计算模型,优化设计了套管芯体主绝缘结构使其轴向场强约为0.715 kV/mm,径向场强最大值为4.25 kV/mm,均能满足控制要求。合理设计了套管中心载流结构及两端部均压装置的拓扑结构,且中心载流导体涡流损耗修正系数为1.822。依据优化设计结构研制了油–气套管样机及配套工装结构,顺利通过各项型式试验。该结构设计兼顾变压器出线结构与高压组合电器GIS电气连接配套工装的加工安装,模拟特高压油–气套管全电压、全电流实验布置环境且可对其进行长时性能评估试验,具有良好的工程应用指导价值。     

特高压换流站气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)地震响应分析

为研究特高压换流站气体绝缘金属封闭输电线路的抗震性能,以某特高压换流站550 kV交流滤波器的进线气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)为研究对象,考虑不同类型支架对GIL外壳的约束作用、GIL内部三支柱绝缘子与GIL外壳不同类型连接以及GIL内部导体接头处的滑移等,建立由内导体、三支柱绝缘子、外壳以及支架组成的GIL精细化有限元模型,在三向地震动输入情况下进行时程响应分析,研究GIL-支架体系的地震响应特征及抗震薄弱位置.结果 表明:不同高度处活动支架沿管道轴向的平均加速度放大系数均超过2;八度罕遇地震作用下,GIL内部导体接头处位移超出48 mm限值且外壳平均应力峰值响应超出容许应力值;在九度罕遇地震作用下,GIL内导体平均应力响应超出容许应力值.GIL的抗震薄弱位置为竖向转角处的内导体接头及外壳.在设计时,应重点关注活动支架的动力放大作用,控制GIL内导体接头的位移和外壳的应力响应.     

CLLLC谐振式变换器的广义预测控制

针对CLLLC谐振式双向DC/DC变换器的模型复杂、环路设计困难以及动态特性慢等问题,提出了一种基于低阶等效模型的广义预测电压控制GPVC(generalized predictive voltage control)算法.首先通过扫频方法拟合得到变换器低阶等效模型;其次设计一种基于模型的GPVC策略,构建成本函数;最后,搭建实验样机实现预测电压控制算法.实验结果证明了所提控制策略的有效性,在多种工况下相比传统PI控制方法具有更优的稳态性、动态性和鲁棒性.