直驱轴向磁场永磁同步风力发电机的设计

当电机极数足够多,电机轴向长度与外径的比率足够小时,轴向磁场电机的转矩和功率密度比传统径向磁场电机大.另外,轴向磁场永磁电机还有许多其它优点,如结构简单,轴向长度短,节约材料等,因此轴向磁场永磁同步发电机特别适合于直驱风能转换和电动车应用场合.阐述轴向磁场永磁同步发电机的结构和设计特点,重点介绍磁极和电枢绕组的设计,为轴向磁场永磁同步发电机的设计打下基础.     

考虑连续特性的水平井钻柱轴向振动分析

为精确的描述水平井钻柱轴向受迫振动规律,本文以连续性波动理论为基础,考虑了钻柱连续特性、库伦阻尼及钻井液粘性阻尼作用和轴向振动工具对钻柱的位移激励,并采用等效粘性阻尼法对库仑阻尼进行线性化处理,建立了轴向振动工具作用下的水平井钻柱运动的动态解析模型;通过Burnett等人发表的轴向振动工具测试实验验证了本文所建模型,并利用数值模拟分析了轴向振动工具的频率及钻柱与井壁间摩擦系数对水平井钻柱轴向受迫振动的影响。结果表明：在一定范围内增加轴向振动工具的振荡频率可提高水平井钻柱的轴向受迫振动响应;钻柱与井壁间摩擦系数对水平井钻柱轴向受迫振动的影响随着钻柱长度的增加而降低。本文的研究方法和模型可为改善轴向振动工具在水平井作业中的作用提供理论指导。     

稀燃条件下甲烷-空气预混射流的着火特性

基于可控热氛围燃烧试验系统,探究射流当量比、射流速率和协流速率对甲烷-空气预混射流着火特性的影响。根据试验规律对天然气发动机稀薄燃烧的控制策略提出优化建议,以减少失火现象的发生。结果表明：随着协流温度的升高,甲烷-空气预混射流的稀燃极限降低而富燃极限升高,符合大多数碳氢燃料预混合气的着火界限分布规律。不同的射流速率和协流速率下均存在临界当量比,当低于临界当量比时,着火温度随射流当量比的升高而显著降低,当高于临界当量比时,着火温度趋于稳定。在较低的射流当量比工况（0.20 ~ 0.62）下,提高射流速率可以降低着火温度从而优化着火性能。     

秦淮河流域典型排涝泵站前池水质与降雨特征响应关系

为分析排涝泵站前池水质与降雨特征的响应关系,对南京市城区秦淮河沿线2个排涝泵站前池水质以及降水量开展高频在线自动监测,结合回归树方法分析了不同降雨强度、前期干旱时间条件下排涝泵站前池水质变化规律,探讨了不同类型排涝泵站前池水质的主要影响因素。结果表明:晴雨天均有生活污水汇入的A泵站前池氨氮质量浓度在大雨强下降低,中雨强下先升高后降低,小雨强下平缓上升,A泵站前池污染物质量浓度主要受降雨强度和次降水量影响;主要接收降雨径流,雨量大时有生活污水溢流汇入的B泵站,前池污染物质量浓度在大雨强下先升高后逐渐降低,中雨强下降低,小雨强下变化不大,B泵站前池水质主要受次降水量、前期干旱时间和降雨强度影响;2个泵站前池CODMn质量浓度变化与降雨的响应规律相似,但更多受到与前期干旱时间关联的地表径流冲刷作用影响;连续降雨均导致泵站前池氨氮质量浓度和CODMn质量浓度波动变化较大,而前期干旱时间越长,降雨发生后泵站前池水质越差。     

基于遗传算法优化机器学习模型的地下水潜在性预测

传统机器学习模型在地下水潜在性预测中,未考虑最优因子组合,会对地下水潜在性制图产生不利影响。为此,提出了遗传算法优化支持向量机的地下水潜在性预测方法。以云南省彝良县为研究区,从地形、水文、土壤、地质等方面选取了共15个影响因子;考虑模型性能和影响因子的作用,利用遗传优化算法筛选了包含11个影响因子的最优因子组合;然后使用支持向量机方法构建了地下水潜在性预测模型;最后计算了因子优化前后的模型准确度和受试者工作特性曲线下面积（area under curve,AUC）,并绘制了模型的受试者工作特性（receiver operating characteristic,ROC）曲线和地下水潜在性预测图。结果表明：因子优化前模型的准确度为0.774,验证集AUC为0.789,因子优化后模型的准确度为0.777,验证集AUC为0.806,分别提高了0.003和0.017。可见,所提方法的准确性、可靠性优于传统的支持向量机法,其结果可以为区域水文地质调查和地下水资源管理与规划提供科学参考。     

HD水电站库岸大型斜坡变形体成因机制及稳定性评价

近年来,受水库蓄水及降雨等因素影响,造成大量水电站库岸边坡变形加剧,一旦失稳极可能对电站的正常运行造成极大危害。本文选取距HD水电站坝址约6 km,方量约353万立方米的库岸边坡变形体作为研究对象,通过综合采用野外地质精细调查、室内试验、三维数值模拟和理论分析等方法对该变形体的稳定性及成因机制进行深入研究。结果表明：该岸坡变形体基岩以玄武岩、凝灰岩为主,覆盖层总体较薄,主要为碎石土,变形体的持续发育由多因素耦合作用引起;当暴雨或水库蓄水时,变形体有效应力减小,位移量增加,滑面剪应变增量增加且贯通性更好;三维数值模拟结果显示,在天然、暴雨、低蓄水位(1586 m)和高蓄水位(1691 m)工况下的最大变形量分别为33.9 cm、56.2 cm、79.5和88.6 cm;该变形体的发育过程可分为两个阶段,分别是天然情况下的稳定阶段和暴雨或水库蓄水后的加速变形阶段,暴雨和库水位上升是促进该变形体持续变形的主要原因。     

极端干旱条件下岷江上游古溪沟流域地下水-地表水环境特征及地下水资源战略储备选址适宜性评价

古溪沟流域是岷江上游汇入紫坪铺水库重要的补水单元,为研究极端干旱条件下流域内地下水-地表水化学特征和影响因素,探讨地下水资源战略储备选址适宜性,共采集16个地下水样和2个地表水样,综合运用Gibbs图、离子比值、绝对主成分-多元线性回归模型(APCS-MLR)等方法分析水化学及其影响因素;运用熵权水质指数(EWQI)进行地下水水质评价;采用层次分析法(AHP)构建流域地下水资源战略储备选址适宜性指标评价体系,探讨地下水资源战略储备选址的适宜性。结果表明,古溪沟流域地下水-地表水中主要阳离子为Ca₂₊^、M_g2+^、Na₊^、K₊^,主要阴离子为HCO_3-^、SO_42-^、Cl_-^,地下水化学类型以HCO₃-Ca、HCO₃-Ca.Mg、HCO₃.SO₄-Ca为主;Gibbs图、离子比值、APCS-MLR模型等解译出水化学组分主要来源为水-岩作用(44.08%)、工业活动(12.17%)、原生地质环境叠加工业活动(11.83%)、农业活动叠加生活污染(9.04%),水-岩相互作用主导了地下水水质形成的水文地球化学过程的同时还受到人为活动因素和自然环境等其他因素的影响;熵权水质指数(EWQI)评价地下水质量为I级和Ⅱ级分别占比56.25%和18.75%,Ⅲ级的占比为6.25%,Ⅳ级和Ⅴ级分别占比12.50%和6.25%,地表水上游为I级,下游为IV级,整体出现沿地下水径流途径,水质逐渐变差的现象,表明地下水-地表水已受到人类活动一定程度的影响;流域地下水资源战略储备选址综合适宜性指数(AI)介于1.0~9.8之间,适宜区面积占比48.57%,分布在流域中-东部下游区域,不适宜占比51.43%,不适宜区分布在流域上游区域,研究成果可在极端条件下为古溪沟流域-紫坪铺水库-都江堰的水资源安全开发利用及地下水资源战略储备选址布局提供参考。     

爆破冲击波在隧道变截面断面的传播特性

为研究爆破冲击波在隧道内复杂环境下的传播规律,以老营盘隧道为依托,通过建立三维数值模型,在LS-DYNA软件中分析了隧道断面变化不同系数下冲击波的传播规律。研究结果表明：冲击波经过变截面后,总体上以平面波的形式向前传播;冲击波传播至隧道断面扩大界面时,冲击波超压衰减速度加快,超压峰值降低;当断面扩大1.5倍时,冲击波冲量衰减系数为1.158,冲击波能量残留比率为74.5%;断面扩大倍数越大,冲击波超压衰减速度越大,能量衰减幅度越大;冲击波传播至隧道断面缩小界面时,冲击波超压增大,其衰减速度减缓,导致冲击波造成的损伤程度增加;当断面缩小系数取0.5时,冲击波冲量增强系数为0.687,冲击波能量放大系数为2.122;断面缩小系数越小,冲击波造成的损伤越大。     

湖南锡矿山高锑地下水稳定碳同位素特征及其富锑意义

溶解性有机碳是地下水中Sb富集的关键因素,为探明湖南锡矿山高Sb地下水稳定碳同位素特征,揭示有机质氧化分解过程对地下水中Sb富集的影响,对湖南锡矿山高Sb地下水选用碳稳定同位素分馏和水化学相结合的方式进行分析。结果表明：湖南锡矿山高Sb地下水δ13CDIC值在-17.84‰~-2.30‰之间,δ13CDOC值在-26.87‰~-16.70‰之间。高Sb地下水中Sb与DOC、HCO3-均呈正相关关系,表明微生物作用对高Sb地下水中Sb的富集具有较大的贡献。高Sb地下水溶解性有机碳相对于溶解性无机碳具有更负的δ13C值,DOC主要受内源有机质的影响;随着δ13CDIC-δ13CDOC差值的减小,Sb浓度逐渐升高,表明由于微生物的存在,有机质的氧化分解明显促进了高Sb地下水中Sb的富集。     

太阳能相变蓄热炕的实验及数值模拟研究

为实现太阳能相变蓄热炕的快速升温,采用毛细管网及配置高导热复合相变材料来提高炕体的热响应时间,通过数值模拟与实验研究相结合的方法对炕体的热工性能进行研究。本文首先对比不同熔点石蜡的差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)曲线,选取35#石蜡作为研究对象,采用熔融混合法制备不同配比的石蜡-膨胀石墨复合定形相变材料;并通过渗漏测试确定最佳配比。实验表明:当膨胀石墨质量分数为8%时,复合定形相变材料渗漏率较低,为兼顾储热、导热性能的最佳配比。将石蜡复合相变材料应用于太阳能相变蓄热炕,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)建立三维非稳态传热模型,对炕体进行24 h供热模拟设计;模拟表明:太阳能相变蓄热炕在昼间垫面温度达到24.2 ℃,夜间垫面温度达到30.2 ℃。通过Trnsys(transient system simulation program)软件对组合式系统进行运行模拟发现:组合系统均可达到设计的45 ℃及以上;另外,组合式系统全年节电量为2 974.7 kW·h,或节省标准煤469.9 kg,或减少二氧化碳1 240.5 kg、一氧化碳70.9 kg、PM₁₀6.8 kg等,节能减排量显著。