检索结果-内蒙古大学图书馆

光子学报 2022年第8期51卷 285-300页

作者：肖旸冯玉涛文镇清傅頔中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术重点实验室西安710119 中国科学院大学北京100049

大气风场是理解地球大气系统动力学、热力学特性的重要参数,是气象预报、空间环境监测、气候学研究等必须的基础数据。基于测风干涉仪的被动光学遥感是中高层大气风场测量的主要技术手段。多普勒差分干涉测风技术是一种新型行星大气风... 详细信息

大气风场是理解地球大气系统动力学、热力学特性的重要参数,是气象预报、空间环境监测、气候学研究等必须的基础数据。基于测风干涉仪的被动光学遥感是中高层大气风场测量的主要技术手段。多普勒差分干涉测风技术是一种新型行星大气风场探测技术,该技术通过对干涉图相位的反演来探测大气气辉辐射谱线的多普勒频移,从而实现大气风场探测。经过近二十年的时间,多普勒差分干涉仪的基础理论、干涉仪设计、系统研制工艺、数据处理与风速反演等方面取得了一系列研究成果。本文回顾了大气风场探测多普勒差分干涉仪技术的国内外研究进展,讨论其技术特点和应用潜力,为未来大气风场被动光学遥感探测技术发展和我国大气风场探测领域任务规划提供参考。

关键词：大气风场探测光学干涉仪多普勒差分干涉精细光谱

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井眼轨迹控制工具主轴载荷与造斜能力关系研究

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力学与实践 2017年第2期39卷 152-157,134页

作者：张红向正新钱利勤冯定涂忆柳湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心(长江大学) 湖北荆州434023 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002 非常规油气湖北省协同创新中心(长江大学) 武汉430100

井眼轨迹控制工具是随钻实时完成导向功能的一种导向式钻井工具.在复杂工况下,主轴承受钻压、扭矩和偏置机构作用力等,十分复杂.在课题组前期研究的基础上,对样机主轴的力学行为开展了进一步的研究,在建立主轴静力学模型的基础上,分析... 详细信息

井眼轨迹控制工具是随钻实时完成导向功能的一种导向式钻井工具.在复杂工况下,主轴承受钻压、扭矩和偏置机构作用力等,十分复杂.在课题组前期研究的基础上,对样机主轴的力学行为开展了进一步的研究,在建立主轴静力学模型的基础上,分析了工具外壳刚度、偏置机构安装位置等因素对主轴力学行为与造斜能力的影响规律.研究发现,主轴下端偏转角、偏心机构作用力和最大截面弯矩会随着偏心位移增加呈线性增加;随着外壳刚度的增加和偏置机构安装的位置与上支撑轴承之间距离的增加,工具造斜能力也会增强;通过分析偏置机构安装位置和外壳刚度对主轴力学行为的影响规律发现,随着外壳刚度的增大和偏置机构安装位置与上支撑轴承之间距离的增大,主轴最大截面弯矩也会增大.最后,给出了最佳的外壳刚度与偏置机构安装位置建议.

关键词：井眼轨迹控制工具主轴力学模型力学行为造斜能力

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交叉轴线齿轮无侧隙齿廓构建机理研究

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机械传动 2017年第9期41卷 41-44页

作者：何恩义三峡大学机械与动力工程学院湖北宜昌443000

线齿轮机构在啮合的过程中,法向侧隙影响其在正转至反转的过渡。在空间曲线啮合理论的基础上,研究了适合正反转的空间螺旋曲面齿轮副。以螺旋线为中心线,研究截面为圆时其曲面方程,并构建此曲面为主动轮齿面,分析其啮合时主动齿面上的... 详细信息

线齿轮机构在啮合的过程中,法向侧隙影响其在正转至反转的过渡。在空间曲线啮合理论的基础上,研究了适合正反转的空间螺旋曲面齿轮副。以螺旋线为中心线,研究截面为圆时其曲面方程,并构建此曲面为主动轮齿面,分析其啮合时主动齿面上的正反转接触线。以此正反转接触线为基准,计算矩形截面的从动轮曲面方程,由此构建从动轮曲面,使其能包含主动齿面的圆截面。研究空间螺旋曲面齿轮副的运动学性能,结果表明,此方法构建的齿轮副,在正反转时能够完整过渡而没有大的法向侧隙,能够满足传动的需求。

关键词：线齿轮空间曲线啮合理论法向侧隙

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基于Kriging代理模型的造斜率预测方法研究

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科学技术与工程 2017年第3期17卷 61-68页

作者：张红涂忆柳冯定施雷卢昌孙巧雷长江大学机械工程学院荆州434023 非常规油气湖北省协同创新中心武汉430100 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室(三峡大学) 宜昌443002

造斜率受导向工具结构、类型、钻井参数、井眼轨迹、地层和钻头等因素的影响,构成了一个多变量影响的非线性耦合体系。造斜率预测呈现一定的模糊性、随机性和非线性特点,难以用显性的定量关系式来精确刻画造斜率与其影响因素之间的函数... 详细信息

造斜率受导向工具结构、类型、钻井参数、井眼轨迹、地层和钻头等因素的影响,构成了一个多变量影响的非线性耦合体系。造斜率预测呈现一定的模糊性、随机性和非线性特点,难以用显性的定量关系式来精确刻画造斜率与其影响因素之间的函数关系。从回归分析预测法的角度,提出一种采用Kriging代理模型构建预测功能函数,进行造斜率预测的新方法。该方法基于空间插值理论,以造斜率预测值为输出目标。首先选取造斜率主要影响因素作为输入参数,确定训练样本和测试样本;然后,计算Kriging模型中的最优超参数,并构建该预测模型。最后,以测试样本为基准,计算模型预测性能指标,完成对Kriging代理模型的造斜率预测性能评价。通过现场案例研究表明,与常见的多元回归模型和径向基函数模型(radial basis function,RBF)相比,基于Kriging代理模型的造斜率预测方法在均方根误差(root-mean-square error,RMSE)、最大绝对误差(maximum absolute error,MAE)和平均绝对误差(average absolute error,AAE)3个常见的定量指标上表现了更佳的预测性能。预测结果更稳健,计算量更小,对造斜率的预测精度较高,能克服几何法预测精度不高或力学法计算量大等缺点。在工程应用中能节约计算成本和提高预测效率,便于推广应用。

关键词： Kriging代理模型造斜率预测方法预测性能多元回归模型径向基函数模型

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一种平行轴圆截面线齿轮齿廓的构建方法

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机械传动 2017年第10期41卷 60-64页

作者：何恩义三峡大学机械与动力工程学院湖北宜昌443000

在空间曲线啮合理论的基础上,研究平行轴线齿轮的传动机构。以螺旋线为中心线,研究截面为圆时主动线齿的曲面方程,并以此构建主动线齿轮齿面齿廓。以同轴心的圆截面为从动线齿轮的齿廓截面,并根据从动轮中心线构建从动轮齿面方程。分析... 详细信息

在空间曲线啮合理论的基础上,研究平行轴线齿轮的传动机构。以螺旋线为中心线,研究截面为圆时主动线齿的曲面方程,并以此构建主动线齿轮齿面齿廓。以同轴心的圆截面为从动线齿轮的齿廓截面,并根据从动轮中心线构建从动轮齿面方程。分析线齿轮啮合传动时主动线齿上的正反转接触线,并根据空间曲线啮合方程求出从动线齿的正反转接触线。此正反转接触线应满足从动线齿轮中心线构建的圆截面从动线轮齿面方程。可通过增加齿数提高其重合度以提高传动稳定性。通过建立线齿轮副3D模型并进行运动学模拟仿真实验,结果表明,此方法构建的平行轴圆截面线齿轮装配无法向侧隙,且传动过程无干涉,能够满足设计的传动比需求。

关键词：平行轴线齿轮空间曲线啮合理论法向侧隙

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亭子口升船机承船厢厢头焊接变形分析与控制

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焊接技术 2017年第9期46卷 17-20页

作者：温焕翃吴文信袁有录葛洲坝机械工业有限公司湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

亭子口升船机是我国现今最大尺寸钢丝绳卷扬全平衡垂直提升式升船机,承船厢是升船机重要组成部分,为大型钢制槽型薄壁结构。本文针对承船厢厢头不规则结构的焊接变形大、尺寸精度控制难等问题,采用固有应变法对不同焊接顺序的变形大小... 详细信息

亭子口升船机是我国现今最大尺寸钢丝绳卷扬全平衡垂直提升式升船机,承船厢是升船机重要组成部分,为大型钢制槽型薄壁结构。本文针对承船厢厢头不规则结构的焊接变形大、尺寸精度控制难等问题,采用固有应变法对不同焊接顺序的变形大小进行了计算,获得该结构横向、纵向及垂向的收缩补偿量,以此对焊接顺序和拘束位置进行了优化,使焊接变形得到有效控制,减少了厢头不规则结构的现场修正工作,提高了焊接质量和生产效率。

关键词：升船机承船厢厢头焊接变形分析

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高强度钢板热冲压工艺与装备研究综述

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机械工程学报 2022年第20期58卷 319-338页

作者：解东旋庄蔚敏王楠施宏达王鹏跃刘洋陈延红长春工业大学计算机科学与工程学院长春130012 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 一汽-大众汽车有限公司长春130011 中国重汽集团汽车研究总院济南250101 青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520 牛津大学工程科学系冲击实验室英国牛津OX13PJ

高强度钢板热冲压工艺是实现汽车轻量化、同时提高汽车碰撞安全性的重要途径之一,在汽车制造业中得到了广泛应用,是钢铁、模具、设备、零部件和汽车制造商关注和国内外学者研究的重点。从实际生产角度出发,对传统热冲压工艺研究中的应... 详细信息

高强度钢板热冲压工艺是实现汽车轻量化、同时提高汽车碰撞安全性的重要途径之一,在汽车制造业中得到了广泛应用,是钢铁、模具、设备、零部件和汽车制造商关注和国内外学者研究的重点。从实际生产角度出发,对传统热冲压工艺研究中的应用要点进行综述:①热冲压材料化学成分对其性能的影响、常用镀层的特点与适用范围;②热冲压加热、成形、淬火、裁切和表面处理工序及零件连接工艺的应用要点;③热冲压数值模拟的重要影响因素和流程;④热冲压加热系统和压力机的类型与特点;⑤热冲压模具选材、设计与制造的要点及优化设计的流程。并对热冲压相关值得关注的研究方向做出展望。

关键词：高强度钢板热冲压工艺数值模拟加热系统压力机模具

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新型底部鼓风式冷却塔的传热性能研究

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中国水利水电科学研究院学报 2019年第6期17卷 407-413页

作者：赵云胡光忠高一飞纪博凯四川轻化工大学机械工程学院四川自贡643000 四川中乙制冷设备有限公司四川内江642156

针对传统机械抽风式冷却塔散热效果差、维修不便、使用寿命短等问题,运用多目标优化方法,设计出一种新型的底部鼓风式冷却塔,并以其为主要研究对象,分析影响冷却塔散热性能的关键因素。基于气-液两相流传热理论,建立冷却塔内部循环水传... 详细信息

针对传统机械抽风式冷却塔散热效果差、维修不便、使用寿命短等问题,运用多目标优化方法,设计出一种新型的底部鼓风式冷却塔,并以其为主要研究对象,分析影响冷却塔散热性能的关键因素。基于气-液两相流传热理论,建立冷却塔内部循环水传热计算模型,得到了冷却塔内部流体的温度分布图、迹线图。分析比较了抽风式冷却塔与鼓风式冷却塔的散热效果,结果表明新型鼓风逆流式冷却塔散热效果更好、塔身更低、更符合节能环保要求。同时研究了不同的进风温度对冷却塔冷却效果的影响,得到了满足设计条件的临界进风温度。

关键词：冷却塔结构设计数值模拟传热传质

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水电机组轴系-调速耦联系统非线性动力学及控制优化研究

水电机组轴系-调速耦联系统非线性动力学及控制优化研究

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作者：时有松华中科技大学

学位级别：博士

水电机组是水电能源生产的核心,其包含多个复杂子系统,其中机组轴系和调速系统是保证高质量电能稳定供应的关键。机组轴系将水能转化为电能,但其长期运行于恶劣、瞬变的水-机-电耦合环境中,受到水力、机械、电磁等多重激励,伴随着复杂... 详细信息

水电机组是水电能源生产的核心,其包含多个复杂子系统,其中机组轴系和调速系统是保证高质量电能稳定供应的关键。机组轴系将水能转化为电能,但其长期运行于恶劣、瞬变的水-机-电耦合环境中,受到水力、机械、电磁等多重激励,伴随着复杂、多变的剧烈振动,给机组带来巨大的能量损失,增加机组故障风险,缩短其生命周期。调速系统根据负荷需求,调节机组电量生产保证电能质量,保障电网安全稳定。然而,当前机组轴系振动诱因、非线性动力学特性、减振控制等存在许多理论与技术缺陷。同时,机组在调节过程中轴系与调速系统相互联动,但其耦合关系及耦联系统非线性动力学特性尚未探明、兼顾机组轴系和调速系统的动态调节控制优化理论方法尚未提出。此外,并网机组轴系-调速耦联系统的非线性动力学特性尚未揭示,尤其协调兼顾并网机组一次调频多指标性能和超低频振荡的方法尚未提出。以上一系列亟待解决的理论科学和工程技术难题,严重降低了水电机组运行的安全性、可靠性和高效性,抑制了我国水电高效、经济发展的步伐。因此,亟需开展水电机组轴系-调速耦联系统非线性动力学及控制优化研究,为水电机组安全设计与运行控制优化奠定理论基础与技术支持。为此,本研究以探明水电机组轴系振动非线性动力学特性,解析水电机组轴系与调速系统的耦联关系,实现水电机组轴系-调速耦联系统运行优化控制为目标,围绕水电机组多振源激励的轴系多维度振动非线性动力学特性及减振控制、水电机组轴系-调速耦联系统非线性动力学特性及动态调节控制优化、并网水电机组轴系-调速耦联系统非线性动力学特性及一次调频协调控制优化等三方面内容开展系统化研究,并取得了一些理论研究成果,为水电机组安全设计校核、运行优化控制与决策奠定了理论依据和技术支持。主要研究内容与创新成果如下: 1)围绕水电机组轴系转子弓状回旋和弯扭耦合振动非线性动力学开展研究,建立了水电机组轴系转子弓状回旋弯扭耦合振动非线性动力学模型,探明了转子弓状回旋和轴系扭振对机组轴系径向振动的影响,刻画了水电机组轴系转子弓状回旋弯扭耦合振动非线性动力学特性及系统参数变化的轴系振动非线性动力学演化规律。 2)建立了多振源耦合激励的轴系振动非线性动力学方程,并引入全息谱理论方法,求取了轴系多源激励振动仿真和实测信号的二维、三维全息谱。解析了轴系多源激励振动仿真和实测信号的非线性动力学特性,验证了多振源耦合激励的轴系振动非线性动力学方程的有效性,探究了各激励振源对轴系振动非线动力学特性的影响。 3)建立了水电机组轴系多维度振动非线性动力学方程,并采用Sobol方法,探究了机组轴系多维度振动系统参数全局敏感性。同时,基于欧拉-拉格朗日误差方程和李雅普诺夫理论,设计了水电机组轴系多维度振动状态反馈减振控制器,并刻画了控制器参数变化的轴系多维振动非线性动力学演化规律和有、无控制器的轴系多维度振动非线性动力学特性,验证了控制器的减振效果。 4)建立了水电机组轴系-调速耦联系统非线性动力学模型。基于调速系统方程,采用Hopf分岔理论,探究了调速系统PID参数的三维分岔曲面和PI参数的分岔曲线,揭示了其稳定域和非稳定域。并基于水电机组轴系-调速耦联系统非线性动力学模型,探究了轴系振动对调速系统的影响,采用分岔图刻画了调速器PID控制参数变化的耦联系统非线性动力学演化规律。在此基础上,提出了同时考虑机组轴系振动和调速系统动态调节品质的多目标控制优化策略,并采用基于分解的多目标进化算法实现了PID控制参数优化,分析了典型优化控制方案的水电机组轴系振动和调速系统非线性动力学特性,优化后机组轴系和调速系统动态调节性能显著提升。 5)建立了并网水电机组轴系-调速耦联系统非线性动力学模型。采用Hopf分岔理论探究了并网水电机组调速系统的稳定性及分岔特性。分析了调速系统阻尼特性,同时,刻画了不对中距离变化的耦联系统非线性动力学演化规律,探明了轴系振动对调速系统和电网的影响。在此基础上,提出了考虑机组频率、电网频率、调压室水位、轴系振动调节性能以及超低频振荡的并网水电机组一次调频协调控制优化方法,并采用第二代非支配遗传算法实现了多目标协调控制优化,揭示了典型优化控制方案的耦联系统非线性动力学特性,优化后满意度提高72.2%。

关键词：水电机组轴系振动调速系统非线性动力学多目标控制优化

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高功率板条激光介质的纵向强制对流换热技术

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红外与激光工程 2020年第9期49卷 223-230页

作者：何建国李明貊泽强王金舵余锦代守军陈艳中葛文琦刘洋凡炼文中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院大学北京100049 中国科学院计算光学成像技术重点实验室北京100094 中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094

液体强制对流换热因具有较高的可靠性和性能稳定性而被广泛使用于高功率板条激光介质介质的制冷,但沿流场方向产生的温度梯度会显著改变激光介质的热应力状态而带来不良影响。提出了基于冷却流场与目标温度匹配控制思路的双大面侧泵激... 详细信息

液体强制对流换热因具有较高的可靠性和性能稳定性而被广泛使用于高功率板条激光介质介质的制冷,但沿流场方向产生的温度梯度会显著改变激光介质的热应力状态而带来不良影响。提出了基于冷却流场与目标温度匹配控制思路的双大面侧泵激光介质纵向强制对流冷却方案(Longitudinal forced convection),利用非定常边界条件的流-固耦合有限元仿真方法对比了全腔浸泡对流冷却(Cavity forced convection)、微通道传导冷却技术方案(Micro-channel conduction),针对入口流量、流场状态、流道壁面条件等因素进行了详细研究。在30 L/min入口流量下,该方案热交换区域固液界面平均对流换热系数达104 W·m^-2·K^-1量级,且均匀分布。此外,通过改变壁面粗糙程度能够获得更高的对流换热系数。根据设计结果研制了一套板条激光放大器,实验监测点的温度结果与模拟仿真预测结果相吻合,冷却性能达到预期。

关键词：热管理板条晶体计算流体力学强制对流换热温度分布

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