内设防雷引下线风力机雷击暂态特性分析

风力机塔筒内部增设引下线提供了一条新的防雷思路,但需要详细分析引下线泄流过程对塔筒内部电气线缆电磁干扰影响。通过EMTP软件搭建风力机叶片、塔筒和接地系统模型,分析引下线与塔筒分流情况,考虑引下线与内部电气线缆电磁耦合作用,计算不同高度处引下线与电缆线间电位差及平均电场强度。讨论引下线与电缆线安全距离及其受雷电流波头时间和土壤电阻率影响。研究结果表明:增设内部引下线后,绝大部分雷电流经由引下线泄散入地;引下线与电缆线间电位差可达MV级别,二者间平均电场强度极易击穿周围空气,发生侧向闪络;但引下线与电缆线间电位差随着塔筒高度的降低发生极性反转,平均电场强度也呈现出先降低后增加的变化趋势。缩短引下线与塔筒间等电位连接间距能够降低引下线和电缆线间电位差与平均电场强度。引下线与电缆线间的安全距离随着雷电流波头时间的缩短和雷电流幅值的增加而增大,随着土壤电阻率的降低而减小。增设内部引下线需要合理设置其与塔筒等电位连接间距和与内部电缆线安全距离。     

基于时域有限差分法的浮顶油罐感应雷防护分析

为分析在雷击浮顶油罐附近地面时油罐感应的强电磁过程,建立了基于时域有限差分法的油罐感应雷分析模型,计算了雷击浮顶油罐附近地面时浮顶与罐壁间空气间隙的电场强度分布和雷电电场的辐射强度,分析了雷电流幅值、雷击距离和土壤电阻率对电场强度的影响.结果表明,浮顶与罐壁间空气间隙的感应电场强度随雷电流幅值和土壤电阻率的增加而增大,随雷击距离增加而减小;对于幅值30kA的雷电流,当雷击距离小于30m时油罐将隐含起火爆炸的可能性,当雷击距离小于1.2km时将可能损坏安装于油罐的电子设备.     

基于单位荷载法的钢管混凝土组合异形柱计算长度系数研究与验证

为解决钢管混凝土组合异形柱在进行构件稳定验算时计算长度系数不明确的问题，利用有限元软件Midas/Gen，采用单位荷载法在钢管混凝土组合异形柱框架-支撑结构整体模型下进行特征值屈曲分析，并通过欧拉公式反算得到钢管混凝土组合异形柱的计算长度系数．研究了网格划分、楼板、短梁对单肢柱计算长度系数分析结果的影响，结果表明各层异形柱沿其高度方向划分为10段、连接板宜沿其宽度方向划分为2段，同时去掉模型中的楼板、短梁可提高结果的安全度和软件分析速度．在上述分析结果基础上，建立了考虑组合异形柱网格划分、去掉模型中的楼板、短梁的整体结构模型，分析了不同异形柱平面位置、所在楼层、梁截面尺寸和楼层总数等因素影响下的单肢柱计算长度系数，结果表明：单肢柱计算长度系数随着所在楼层的上升呈现增大趋势，8～20层单肢柱计算长度系数随梁截面的增大而减小，大部分楼层的单肢柱计算长度系数随楼层总数减少而增大．根据所得数据，基于安全性和计算简便的考虑，给出了各层钢管混凝土组合异形柱中单肢柱计算长度系数建议值．基于计算长度系数的建议取值，分析得到整体模型中各单肢柱的应力比，并与直接分析设计法得到的应力比进行了对比，结果表明两...     

基于ETABS软件隔震结构地震响应分析计算

利用结构有限元分析软件ETABS建立了框架-剪力墙结构三维分析模型,在基础设置FPS摩擦摆隔震装置。计算结果表明,在结构基础设置FPS隔震装置以后,结构的楼层位移有所增大,但沿结构高度分布趋于均匀,层间位移与结构内力都明显减少。对于以弯曲变形为主的高层结构,底部层间位移降低较少而项部层间位移降低较多。结构顶部柱的剪力在中柱与边柱之间分配趋于均匀。剪力墙的剪力与弯矩分别减少了30％以上。     

避雷针接闪对通信台站布线及接地系统影响分析

从避雷针保护范围及雷电流分析入手,研究了避雷针引下线周围,通信台站布线及接地系统构成的金属线框,若非闭合其回路上的感应电压大小与雷电流关系,若闭合其回路上的感应电流以及各段电压的变化,计算结果表明:雷电峰值越大,波头时间越短,金属线框距雷击点越近,设备损坏可能性越大;若该金属线框作为通信台站防雷、保护及工作共用接地线,因雷电强电磁感应,使共用接地系统的地线电位无法处处相等,并有达数百至数kV变化,将使通信台站内的设备,特别是逻辑集成电路工作混乱、CPU死机或硬件损害。文中的定量分析结论,可为通信台、雷达站及建筑物电子信息系统的防雷电设计提供参考依据。     

暂态电流和电位抬升对雷电风险参数PC的影响

 雷电防护标准IEC 62305中定义参数P_C为雷击建筑物导致内部系统故障的概率,P_C完全取决于浪涌保护器(Surge Protective Device,SPD)的保护等级.SPD在很多情况下并不能起到很好的保护作用,在计算雷电风险值时仅依靠SPD的保护等级是不够的.本文建立雷击建筑中钢筋的简化模型,通过近似的暂态计算得到各钢筋上的电流分布,以及因暂态电压抬升所产生的反击电压,分析其对内部系统的干扰,得出良好的布线方式和线路加装金属管是影响P_C参数取值的重要因素,进而完善P_C参数的取值公式.以至于能更加科学准确地计算雷电风险值,指导雷电防护和规划.     

即热式热水器底部加强板阴极保护系统电场数值模拟

【目的】为给即热式热水器的底部加强板添加外加电流阴极保护系统,并获得均匀的电场分布。【方法】利用有限元法对两种型号即热式热水器底部加强板,在不同辅助阳极排布方式下的阴极保护电场进行数值模拟。【结果】在与钢条垂直方向,当辅助阳极位于热水器内胆高度的4/9处时,底板电位开始达到均匀分布。在与钢条平行方向,当阳极在热水器内胆长度的11/18到13/18的范围内,底板左右两端电位分布较均匀。随着辅助阳极数量的增加,底板表面的电位分布更为均匀,但对底板的电位数值变负未有太大的影响。将求解的平面空间分层并折算成直线,以辅助阳极所在的位置为中心,阳极两边均出现电位自衰减现象。【结论】采用2个辅助阳极较为经济。阳极的最佳位置区间为一个顶点坐标固定的长方形域。可根据衰减曲线,通过调节辅助阳极的电位,使离阳极最远的两个末端的电位达到保护要求。     

地震作用下RC框架结构损伤演化过程分析

为明确RC框架结构的抗地震倒塌破坏机理,控制其失效路径,基于课题组完成的1榀1/3比例的3层三跨RC平面框架低周循环加载试验,通过量化构件、楼层及结构3个层次的损伤破坏程度,研究了不同层次损伤破坏之间的相互联系以及不同类型构件损伤程度对结构整体抗震性能的影响。研究结果表明:结构发生倒塌破坏时,底层构件损伤程度普遍大于上部构件,第1～3层梁、柱端的损伤指数平均值分别为0.95、0.86、0.74和0.97、0.62、0.15,地震作用下结构的累积损伤是自下而上发展的;框架梁作为耗能构件,一般先于框架柱出现损伤,且损伤程度较大,沿楼层分布比较均匀,结构最终倒塌时第1层框架梁的损伤指数分别比第2、3层增加约8.89%和21.06%,框架柱的损伤破坏沿楼层分布相对集中,主要分布于结构底层,最终倒塌时第1层框架柱的损伤指数分别比第2、3层提高约26.56%和62.93%;结构在加载位移幅值较小时,主要依靠水平耗能构件消耗地震能量,随着位移幅值及循环次数的增加,竖向承力构件逐渐取代水平构件的耗能作用,框架梁、柱的整体损伤发展曲线分别呈上凸和上凹趋势;从结构能量耗储能力角度提出的整体损伤模型更符合结构抗震的本质,未知参数少,且计算结果能够较为准确地反映结构在不同性能水平下的损伤状态。     

悬挂系统减震效果分析

根据拉格朗日方程推导了悬挂系统减震的动力反应分析计算公式,并根据龙格-库塔方法利用MATLAB语言编制程序求解.分析与计算结果表明,悬挂系统具有明显的减震效果,楼层位移沿结构高度分布趋于均匀,层间位移、楼层速度及楼层加速度大幅减小.当悬挂结构系统半径为3m左右时,减震效果可达75％ ～86％.     

水平管气液两相泡状流入口段流速场的实验研究

用热膜测速技术对水平管气液两相泡状流入口段中的液流速度及局部含气率分布进行了研究．实验时液流折算速度为3．5～4．0m／s，气流折算速度为0～0．44m／s．结果表明，在入口段中液流速度随液流折算速度的增加而增加，随气流折算速度的增加而分布更不均匀．含气率随气流折算速度的增加而增加，随液流折算速度增加分布趋于均匀．在本实验范围内，当实验测试段长度与管径比L／D大于109后，液流速度和局部含气率的分布随L／D的变化已不很明显，可认为达到充分发展区域．     

高强钢组合K形偏心支撑框架抗震性能影响参数分析(Ⅰ)

为研究不同参数对高强钢组合K形偏心支撑框架结构在罕遇地震作用下的受力性能和变形能力的影响,对6种不同长度的耗能梁段的高强钢组合K形偏心支撑框架结构(耗能梁段为Q345钢,框架梁柱及支撑为Q460钢)进行了非线性动力时程分析。研究了耗能梁段长度对结构的周期、层间位移角和楼层剪力、耗能梁段受力及变形、框架柱弯矩和轴力的影响。结果表明:耗能梁段长度对结构的楼层剪力和框架柱的弯矩影响很小,对结构层间位移角、耗能梁段转角、耗能梁段剪力、支撑跨框架柱轴力的影响较大。层间位移角和耗能梁段转角随耗能梁段长度的增加而增大,耗能梁段剪力和支撑跨框架柱轴力随耗能梁段长度的增加而减小。当耗能梁段长度超过某一数值时,层间位移角迅速增大,对抗震不利。耗能梁段长度取(0.926～1.285)M_p/V_p较为合理。     

非均匀介质薄膜反射率的角度依赖特性

基于半无限分层介质模型,讨论了具有一定折射率分布的非均匀介质薄膜反射率对入射光的角度依赖关系,得出了其光强反射率公式.在此基础上,通过数值模拟给出不同参数下非均匀介质薄膜的反射率随入射角的变化曲线.分析表明,反射率随入射角的增加呈现出先减小后增大的变化趋势.布儒斯特角随表面折射率、底层折射率、有效深度的增加及膜层厚度减小而增加,随入射波长的变化可以忽略.对于同一入射角,薄膜反射率随薄膜分层厚度增加以及表面折射率、底层折射率和有效深度的减小而减小.     

带拱式转换层高层结构弹塑性分析

为了给带拱式转换层高层结构的抗震设计提供参考依据,分析了带拱式转换层高层结构地震反应的动力弹塑性性能,研究了该结构薄弱层位置以及塑性铰在结构中的分布,表明该结构若满足抗震要求,应对结构进行加强:对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地,转换层底部柱承载力增大系数分别取1.3、1.9和2.2;而转换层相邻上部柱及转换层下弦杆跨中的承载力增大系数分别取1.25和3.5;由此采用Pushover法分析了该结构楼层最大侧移与楼层最大层间位移角,以及结构达到最大层间位移角时塑性铰分布,结果表明采用上述加强措施后该结构薄弱部位转移到上部楼层中,且该结构塑性铰分布较合理。最后,根据Pushover法对该结构进行了抗震性能评估,结果表明该结构采用上述措施加强后,能满足7度(0.15 g)设防烈度的抗震要求。     

基于缩比模型模拟的船体单区域外加电流阴极保护系统

为防止由于舰船表面电位分布不均匀而造成舰船腐蚀,采用缩比模型理论建立舰船外加电流阴极保护系统,研究船体表面电位分布影响因素之间关系.结果表明,单区域外加电流阴极保护系统的辅助阳极和参比电极位置改变将影响船体电位的分布.辅助阳极位置影响船体保护电位曲线的形状,而参比电极位置决定各曲线保护电位值的大小.外加电流阴极保护系统中增加阳极的数量和布置均匀时,可优化船体保护电位分布,且曲线波动小.试验证明,基于缩比模型理论的舰船保护电位测量方法是一种方便、有效的测量手段,可为进一步优化外加电流阴极保护系统提供新的研究途径.     

用并矢Green函数的矢量本征函数展开式评价偏心对随钻电磁波电阻率测井响应的影响

采用圆柱坐标系下径向成层介质中磁流源并矢Green函数的矢量本征函数展开式计算电磁波电阻率的测井响应,考察井眼内仪器偏心对测井响应的影响.计算时采用径向成层圆柱形地层模型并假设在每一圆柱层内地层是均匀各向同性的,这样每层介质内的电磁波是对称的柱面波和各阶非对称波的叠加.计算结果表明:仪器偏心的影响随频率的升高而增加;对于电阻性(电导性)钻井液,地层电阻率越低(越高)越需要对仪器偏心的影响进行校正.     

大港土电阻率的测量及其导电模型

利用直流四电极法测量了不同含水量条件下的大港土电阻率,其电阻率随含水量增加而降低. 在测量中发现当外加电位梯度比较小时,所计算的电阻率ρ值相对较大;随着外加电位梯度增加,其电阻率逐渐减小,并最终趋于一个稳定的数值,特别是在含水量比较低的情况下,这种变化更为明显. 提出了一个土壤导电模型,利用等效电路的方法对土壤的导电性进行了讨论:在含水量较低时,主要是孔隙水液相和固/液界面上的交换性离子导电;在高含水量条件下,土壤主要是通过孔隙水液相导电,固/液界面上的交换性离子导电可以忽略不计.     

GY8果园喷雾机喷雾特性研究

研究了GY8果园喷雾机的喷雾压力、测点位置、风机转速对雾滴粒径的影响,以及冠层位置、喷雾机行驶速度对雾滴覆盖率和穿透性的影响.结果表明:喷雾压力和测点位置是影响雾滴粒径的主要因素,果树高度、树冠密实度和喷雾机行驶速度是影响雾滴覆盖率和穿透性的主要因素.雾滴粒径随喷雾压力增大而减小,雾滴在风力输送过程中,雾滴过大易沉降,过细则易飘失,但在2～3m距离内雾流稳定,且雾滴粒径D50(体积中径)在200 μm左右,风机转速对雾滴粒径影响很小.各冠层位置的叶片背向覆盖率均远小于面向覆盖率.对于树形较大的果树,雾滴覆盖率随冠层高度增加而减小,各层分布很不均匀;对于树高小于3 m的果树,各层分布均匀且覆盖率较高.3种果树不同垂直层面雾滴覆盖率均随喷雾深度增加而减小.雾滴覆盖率随喷雾机行驶速度增加而减小,行驶速度增加1倍时,不同冠层高度和冠层不同垂直层面覆盖率分别平均减小31.8％和44.3％;当喷雾机行驶速度为0.5 m/s时,雾滴具有更好的穿透性,果树可获得更大的雾滴覆盖率.     

升平油田葡萄花油层水淹层识别及评价方法研究

针对升平油田已进入注水开发中高含水期的现状,从葡萄花油层的孔渗特征入手,总结了研究区水淹层电阻率曲线及自然电位曲线的特征,根据地层电阻率随含水饱和度的增加而降低以及自然电位曲线基线的偏移特征,结合测井曲线纵向变化形态制定了水淹层定性判别标准,在此基础上,通过建立相渗透率模型、束缚水和残余油饱和度模型、产水率计算模型等,建立了适合研究区水淹层定量评价的方法体系,并应用升29-检17井的密闭取芯资料进行了验证,测井解释结果与取芯资料及初产含水情况基本吻合。     

带初始缺陷的不锈钢方管短柱力学性能研究

通过对9个不同初始缺陷和不同宽厚比的不锈钢方管短柱进行轴压力学性能试验,分析了初始缺陷裂缝长度和宽厚比对试件轴压承载力和破坏模式的影响,得到了荷载—位移曲线、荷载—应变曲线以及应变强度分布曲线。研究结果表明:初始缺陷使不锈钢方管短柱局部屈曲时伴随着新裂缝的产生;不锈钢方管短柱的轴压承载力随宽厚比的增大而减小,随初始缺陷长度的增大而减小;初始缺陷对试件轴向刚度下降速率和延性基本无影响,初始缺陷对试件轴压承载力的影响随宽厚比的增大而增大;初始缺陷裂缝处底部的应变强度大于端部,底部的应力集中是导致柱原有裂缝继续延伸的一个主要因素。     

三维油藏流动电位数值模拟及油水前缘预测

根据流动电位产生的基本原理,建立三维油水两相流动条件下电场和渗流场的耦合数值模型并采用有限差分方法进行求解;以四分之一"五点法"井网为对象,模拟计算一注一采生产过程中井底的电位变化。结果表明:油水前缘的位置会出现电位的峰值,该峰值随注入水向生产井一侧移动,生产井底的电位会连续上升,当油水前缘距离生产井75 m时开始剧烈变化,因此对该效应的监测及分析能够实现油水前缘的远距离预测;注入水沿高渗透层的快速前进会引起电位异常,使高渗透层比低渗透层要高出5~15 mV,通过对该信号的强弱和随时间的变化规律的分析能够识别地层非均质性和注入水的不均匀推进,该方法具有成为新型动态监测手段的潜力。