基于IEC 60287和有限元法的高压海底电缆温度场分析方法

高压交联聚乙烯(XLPE)海底电缆结构复杂、敷设环境特殊,分析导体温度时需要考虑较多因素。笔者详细介绍了海缆分层及参数计算注意事项,参照IEC 60287标准进行计算,建立了海缆的精确热路模型,获得了海缆导体温度及各层温度的矩阵方程。采用有限元方法仿真了不同环境温度及负荷下的海缆温度场,环境温度在14~24℃之间、电流在100~500 A之间变化时,热路模型与有限元仿真获得的导体温度偏差小于0.3℃。仿真结果表明,热路模型得到的导体温度及各层温度关系的计算精度满足要求,且与外界环境温度无关,为精确计算海缆导体温度提供参考。     

抵抗多种攻击的视频水印新方案

随着多媒体技术的发展,数字视频的版权保护变得越来越重要.为了设计一种更加实用的数字视频水印,提出了集成多种技术的、对多种攻击鲁棒的自适应、盲检测视频水印新算法.首先,利用Arnold置乱技术将水印置乱,并进行Turbo编码,以提高其安全性;然后,根据视频的特征,即归纳的频率敏感性、色度敏感性、运动敏感性、纹理敏感性和亮度敏感性选取关键帧,并运用分块技术将关键帧进行3维分块;再进行3维小波分解,选中低频区域作为嵌入域;此外,为了抵抗旋转、缩放攻击,采用了一种新方法,即用Zernike矩提取视频的旋转、缩放不变信息;最后采用盲检测技术提取水印.通过对典型视频数据的攻击和测试,得出了水印的鲁棒性指标.结果表明,本文水印适合多种内容特点的视频,能够抵抗目前常见的各类攻击,具有一定的实用价值.     

基于BOTDR的光纤复合海底电缆应变/温度监测

高压光纤复合海底电缆结构复杂、敷设环境特殊,日常巡检和状态检测实现难度大,利用分布式光纤应变和温度测量设备对其进行监测十分必要。为此,利用Brillouin光时域反射计(BOTDR)对110 kV光纤复合海底电缆中的复合光纤进行了应变和温度标定实验,比较了不同光纤Brillouin频移的应变/温度系数和初始频移的区别,给出了利用光纤中Brillouin频移分布曲线进行接续点精确定位的方法,对运行中的海缆进行了全面、实时、长期的状态监测和数据分析。结果表明:海缆光单元中不同光纤的Brillouin频移应变/温度系数基本相同,约为0.05 MHz/10-6和1.05 MHz/℃,但初始频移差别较大,变化范围约20 MHz;光路中接续点处的Brillouin频移变化明显,可作为定位依据;利用Brillouin频移监测海缆的应变和温度需结合海底地形、地质、洋流、环境温度、负荷电流等因素。     

基于分布式应变的三芯光纤形态重构算法研究

为了利用分布式光纤传感技术测量的光纤应变进行三芯光纤三维形态重构,设计 了重构算法, 并利用有限元求解数据进行了验证。首先,设计了三芯光纤曲率和弯曲方向采样值的计算方 法,利用三次 样条插值法构建了曲率和挠率连续函数,基于Frenet-Serret框架设计了弧长参数下的空间 曲线公式;然后 构建了三芯光纤有限元模型,求解并提取了单向弯曲和S形弯曲的光纤应变分布数据,并带 入设计的算法 中进行求解,实现了三芯光纤的三维形态重构;最后通过均方根误差和归一化准确度对重构 误差进行了计 算和分析。结果表明,设计的三芯光纤三维形态重构算法误差控制在0.07%以内。该算法还原效果好,精度高,具有一定的理论和工程应用价值。     

新教师做好教学辅导工作的思考

本文通过对计算机基础教学中教学现状、各教学环节、教学辅助环节三方面的总结,指出作为一名新教师,要着重培养学生的实验能力、自主学习能力和逻辑思维能力。新教师要努力实现角色的转变,在课程辅导中注意总结老教师的讲课方法和经验;实验、批改作业、答疑中注意发现学生的不足;加强与学生情感上的沟通,以达到好的教学效果。     

布里渊传感系统中超高速方波脉冲源的设计

为了解决布里渊传感器技术中缺少超高速方波脉冲源的实际情况,实现总线较小的码间串扰及高速发送器通道较好的信号完整性,采用对系统中的敏感信号线进行串扰分析、建模及电磁场仿真分析并在此基础上进行制版测试的方法,提出了一种基于现场可编程门阵列器件的超高速脉冲源的设计方案,并进行了理论分析和实验验证。通过宽带示波器对实际板路的测量,取得了脉冲信号不同脉宽的时域波形及眼图数据。结果表明,输出脉冲的最小脉宽1ns,最大幅度1.0V,上升/下降时间均小于300ps,脉冲宽度在1ns~5ns间可调,重复频率在1kHz~10kHz间可调。这一结果对超高速脉冲源的设计理论的完善是有帮助的。     

光电复合海缆有限元建模与仿真

海底电缆中的钢丝铠装层结构复杂,呈多变的空间形状,建立精确的铠装层模型对研究光电复合海底电缆力学性能至关重要,而目前仍存在应力、应变、位移等性能不清等诸多难题.为解决上述问题,首次提出了电缆铠装层的精确建模方法与ANSYS有限元分析软件相结合,对光电复合海底电缆进行了整体建模,并构建了一种典型的单内铠光电复合海底电缆,采用拉伸试验仿真与实物测试结果比较,证明了铠装层建模方法的可行性与准确性,为降低实际试验所需的高昂物力提供了一种有效解决方法.     

视频水印技术在电力系统中的应用

针对电力信息安全领域亟待解决的问题,把数字视频水印技术引入到电力系统中,是一个新的突破.以电力系统中的电量价格的传输问题为例,提出了一种基于三维小波变换的视频水印算法.首先将电量信息进行混沌置乱,并将其二值化,然后利用场景分割技术把视频载体分割成不同的关键镜头,并对这些关键镜头序列做三维小波变换,最后把水印信息自适应地嵌入到三维小波系数上,这样就完成了水印嵌入.利用视频水印技术,可以保护电量信息作为一种机密信息,能够安全地传输,而不会被非法者窃取.通过实验仿真,该算法有很强的保密性和鲁棒性.     

一种基于虚拟仪器的自动偏压控制方案

在光纤通信与光纤传感系统中,电光调制器(EOM)起着十分重要的作用.但由于受温度、波长、光功率变化和偏振等因素的影响,EOM工作点缓慢漂移,使整个系统工作不稳定,必须对其进行偏压控制.文章利用锁相放大器的原理结合虚拟仪器技术提出了一种简便的自动偏压控制方案,并进行了初步的实验,实验结果验证了理论分析的正确性和使用虚拟仪器技术进行偏压控制的可行性.     

脉冲光的光纤布里渊散射谱拟合研究

针对脉冲光布里渊散射谱在用传统的洛伦兹曲线拟合时存在较大拟合误差的问题,通过理论分析推导出了脉冲光的光纤布里渊散射谱函数表达式。采用布里渊光时域反射（BOTDR）系统对一段3000 m长光纤的布里渊散射谱进行测量,对测得的不同脉冲宽度下的光纤布里渊散射谱分别采用洛伦兹函数和本文推导的函数进行拟合。结果表明：随着入射脉冲光的脉冲宽度变窄,采用推导的光纤布里渊散射谱函数能够有效提高BOTDR系统布里渊散射谱的拟合精度。