摘要:为克服一些AUV矢量推进方式存在的作动器外置、自由度冗余等缺点,提出一种基于少自由度并联机构、作动器内部布置、满足两自由度矢量推进的结构方案.方案采用RS+2PRS并联机构作为AUV推进系统的主体结构,并联机构的固定平台与AUV的尾部舱壁固联、机构的运动平台安装螺旋桨等推进器,将驱动部件和动力输入单元内置于AUV舱体内部,结构紧凑,刚度性能好,便于推进系统的密封与防护；通过推进机构的运动参数解耦分析可知,该推进机构的自由度为2,独立运动参数为螺旋桨安装平台的进动角和章动角；可以采用两个移动副构件作为机构的驱动输入,建立推进机构欧拉姿态角与两路驱动参数之间的非线性映射模型；利用MATLAB和ADAMS的联合仿真分析,并搭建实物装置实现了螺旋桨姿态角的快速调整,从而实现AUV航向角和俯仰角的改变.研究结果表明,该型两自由度推进机构结构可行,姿态控制算法正确有效,可以有效提升AUV的水下机动性和工作效能,为后续两自由度矢量推进机构的工程化应用奠定理论基础.

摘要:捷联惯导系统（SINS）是在军事、航空等领域有着广泛应用的全自主导航系统,传递对准是确定其导航初值的一项关键技术.针对捷联惯导系统大失准角传递对准模型进行了可观测性分析研究.首先,建立了SINS欧拉角误差模型,并根据水平失准角为小角度的工程实际情况等对误差模型进行了简化；然后,从非线性系统的可观测性分析出发,利用微分几何理论给出系统的可观测矩阵,并给出了系统可观测度定义以及通过奇异值分解分析状态变量可观测度的方法.将该方法应用于SINS大失准角传递对准模型中,对系统进行了“速度”匹配和“速度+姿态”匹配模式下的可观测性和状态可观测度分析；最后,设计了UKF滤波器进行传递对准仿真,仿真结果与可观测分析结论一致,验证了该可观测分析方法的正确性.结果表明,这两种匹配模式下系统均为不完全可观测,并且“速度+姿态”匹配模式下状态变量的可观测度相比“速度”匹配模式下的状态可观测度高.

摘要:在观测噪声参数未知或变化时,传统的同步定位与建图（SLAM）算法性能会下降,为了让SLAM算法性能在上述条件下不受影响同时具有较高的精度,基于此提出了一种基于变分贝叶斯噪声自适应容积卡尔曼滤波的SLAM算法（VB-ACKF-SLAM）.该算法采用逆Wishart分布对未知观测噪声参数建模,采用容积积分方法近似非线性变换的均值和方差,并利用变分贝叶斯滤波实现对移动机器人状态和未知观测噪声参数的联合后验概率的估计.该算法有效地解决了在观测噪声参数未知或变化时,传统滤波算法出现的滤波发散问题.仿真实验结果表明,在观测噪声参数未知或变化时,与基于容积卡尔曼滤波的SLAM算法（CFK-SLAM）、无迹卡尔曼滤波的SLAM算法（UKF-SLAM）、扩展卡尔曼滤波的SLAM算法（EKF-SLAM）相比,VB-ACKF-SLAM算法的定位准确率得到了较大的提高,证明了该算法的有效性.

摘要:为改进疲劳多裂纹扩展问题的分析,建立了常规态型近场动力学的疲劳多裂纹扩展模拟方法.在常规态型近场动力学的理论框架基础上,采用近场动力学疲劳裂纹萌生和扩展模型,建立了一个可模拟疲劳裂纹萌生与扩展的平面应力近场动力学模型.针对近场动力学疲劳模型计算量庞大的问题,又引入“临界断裂数”来优化模型的计算流程,提升模型的计算速度,以单边裂纹板为研究对象,通过选取不同“临界断裂数”的值寻求计算效率与裂纹路径精准度之间的平衡.从计算结果的对比中可以发现,当采用恰当的“临界断裂数”时,计算速度得到了较大的提升,同时裂纹仍能保证精准的形状.然后,该模型被用于非共线多裂纹板的疲劳破坏模拟仿真之中,当采用不同的“临界断裂数”时,计算运行得到的疲劳裂纹扩展路径以及相应的a-N曲线均能与实验得到的结果取得良好的吻合.研究结果表明,近场动力学疲劳分析方法不需引入断裂准则和预知裂纹路径,裂纹可以任意扩展.

摘要:为增大传统水下滑翔机的升阻比,提高水下滑翔机的运动性能,将航空领域先进的联翼布局与传统水下滑翔机相结合,提出了一种新型的联翼式水下滑翔机,并通过外形优化设计使得联翼式水下滑翔机具有更优的升阻特性.首先,对水下滑翔机主体进行数值仿真模拟,将得到的结果与试验数据进行对比,验证了数值模拟方法的有效性.其次,运用CFD仿真软件比较分析了正交错、负交错和联尾翼3种联翼布局外形的升阻特性,选择升阻比最大的正交错布局作为水下滑翔机的初始外形.然后采用描形参数化方法,建立了联翼式水下滑翔机外形的参数化模型.最后,以最大化升阻比为优化目标,构建Kriging代理模型并采用EGO算法对联翼式水下滑翔机外形进行了优化设计.研究结果表明:优化后的联翼式水下滑翔机外形相比于初始外形,升阻比提高了18.42%；相较于传统水下滑翔机,升阻比提高了23.45%,从而验证了联翼式水下滑翔机具有更优异的升阻特性.本文的研究成果为提高水下滑翔机的滑翔性能提供了一种新思路和途径.

摘要:为改善载人潜水器舱室热环境舒适性,采用PMV-PPD（predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied）热舒适性模型,分析了载人潜水器任务过程中舱室热环境与舒适性变化特征.以载人潜水器低纬度海域7 000 m海试任务环境数据为基础,分析了海试下潜过程中8个典型任务阶段的舱室热环境动态变化特征,并获取关键人因数据与环境数据,利用Matlab计算获得任务过程中舱室平均热感觉指数PMV与预计不满意者的百分数PPD,通过对比PMV-PPD线型,研究了过程舱室热舒适性动态特征和分布特征,针对风速和服装热阻两个可控因素进行热舒适性优化分析.研究结果表明:载人潜水器水下任务过程中,舱室PMV值在[-2,+2]之间持续变化；任务前期热舒适性特征为偏热,任务中后期热舒适性热证为偏冷；其中84%任务阶段舱室热舒适性较差,其中79.69%的任务阶段偏冷,16%任务阶段偏热；风速v和服装热阻I_cl为密闭舱室调节热舒适性重要影响因素.针对缺少空调系统的载人潜水器,控制热环境阶段保持0.5 m/s左右风速,冷环境阶段提升0.93~1.48服装热阻可有效改善舱室热舒适性.

摘要:为实现红外焦平面数字化输出,设计了一款片上集成行列级读出电路,适应于SOI（silicon on insulator）二极管型非制冷红外探测器阵列.读出电路包括一个连续时间增量型二阶sigma-delta调制器和一个输出缓冲器,其中二阶sigma-delta调制器包括跨导模块、跨导运算放大器构成的积分器模块、电流型DAC反馈模块以及比较器.基于此提出的读出电路架构,采用直接数字量化的方式,完全省去了前端模拟放大单元电路.利用连续时间增量型二阶sigma-delta调制器对输入信号驱动要求低的特点,该电路可直接处理SOI二极管型红外探测器输出的相对微弱的电压信号,并输出数字信号.基于SMIC 0.35 μm CMOS工艺对电路进行了设计并流片验证,供电电压5 V,读出电路版图通道宽度小于30 μm,适应探测器像素尺寸.测试结果表明, 60帧频读出时,读出性能良好,输出噪声9 μV,单通道功耗450 μW,面积0.092 mm².该读出电路相比于普通片上集成行列级读出电路,减小了面积和功耗,简化了整个红外成像系统,适用于低功耗、低噪声、高集成度的大面阵数字化红外传感器成像系统.

摘要:为较为准确可靠地预测IN718合金服役于各种复杂工况下的力学响应,开展了位移控制条件下微米尺寸IN718合金单晶锯齿状变形行为的理论建模研究工作.首先,基于微压缩测试的实验观察,建立了能够较为真实反映位移控制下晶体材料变形的“变形块-弹簧”力学分析模型.进而,通过分析晶体材料锯齿状变形行为中的应变强化、流动法则、加卸载准则以及应变突变判据等建模要素,构建了描述该行为的连续化晶体塑性本构理论模型之后,应用该模型分别研究了单滑移与双滑移取向的IN718合金单晶微柱体的轴向压缩响应,并与对应微压缩实验结果进行了比较.研究结果表明,基于上述理论模型预测的IN718单晶柱体轴向力学响应出现了加载、卸载以及应变突变3种变形方式,呈现出明显的锯齿状变形行为,与对应实验测试结果具有很好的吻合性.基于连续介质框架构建的微尺度锯齿状塑性本构模型,可为经典的连续化晶体塑性理论在亚微米尺度领域的发展提供有力理论支撑.

摘要:现有的关于置信规则库的研究大多集中于参数优化问题上,而对于数据采集困难导致输入信息不完整,从而使得置信规则库系统难以正常运行的问题研究较少.为了使置信规则库系统能在输入信息不完整的情况下继续运行,提出了一种输入信息不完整的置信规则库推理方法.首先,从经验或利用数据统计的方法从历史数据获取前提条件属性分布情况；然后,对于缺失的前提条件属性利用分层抽样的方法得到多个候选值,并与其他前提条件属性组合成多个输入,对每个输入分别利用置信规则库推理方法进行推理；最后利用ER算法将所有输入的推理结果进行融合.在汽车发动机故障诊断的仿真实验中,将本方法与其他几种方法进行对比分析.实验结果表明:本方法在有充足历史数据的情况下,推理累积误差明显小于其他方法.而且通过多组实验,发现本方法对不同的分布情况有很好的适应性；本方法在尽量降低计算复杂度的基础上减少了推理误差,给不完整输入信息的置信规则库推理提供了一种新思路.

摘要:为了实现微流控芯片对痕量试样的快速、均匀混合,依据“马蹄变换”数学模型,对流体进行“挤压拉伸”、“弯曲折叠”和“逆变换-交集”操作.基于此借助符号动力学系统计算出了“马蹄变换”后的李雅普诺夫指数,从理论上证明了,当满足“挤压”幅度0<λ<1/2且“拉伸”幅度μ>2时,上述操作能够在低雷诺数的层流条件下,成功诱发混沌流.在此基础上,设计并制作了一款由4个“马蹄变换”混合单元组成,有效混合距离为13 mm的微混合器.利用COMSOL软件得到的数值仿真结果表明:当Re≥1时,流体的佩克莱数Pe≥10,此时微混合器诱发的混沌流将随着流速的加快而增强,并逐步成为促进混合的主要因素;当Re=10时,经4个混合单元后,试样的浓度方差σ=0.054,混合效果接近均匀.对微混合器芯片进行的可视化测试结果表明,荧光显微镜拍摄到的示踪剂颜色变化与仿真结果中的表面浓度云图一致；而不同pH试样的混合测试结果则证明了,基于“马蹄变换”数学模型设计的微混合器能够产生混沌流且实际效果理想.

摘要:针对无人机空战态势估计中存在的多参数、非线性、实时性问题,提出了一种改进决策树思想的态势估计推理方法.首先,通过结合无人机与敌机的状态参量作为决策树模型的输入,确保态势估计的依据中包含交战双方的信息,为无人机态势估计的结果的合理性提供理论依据；然后,建立4类态势结果作为决策树模型的输出,以满足态势响应快速性的要求,根据影响空空导弹攻击区的状态参量,对比相同状态参量下,无人机与敌机的评价指标值的大小,构建对应的空战态势分类指标.建立了空战态势分类规则,作为决策树的推理规则,在决策树的节点对态势不断细化.最后,针对决策树中未开发分支引入反推理规则,在未知情形下提高学习能力.通过对不同的典型空战场景:一对一、一对二和二对二,进行仿真验证,并将结果与贝叶斯推理法进行全面比较,通过分析,所提方法用时5.39 s,准确度为80%,贝叶斯推理法用时11.63 s,准确度为60%.准确的实验结果表明所提方法比贝叶斯推理方法的评估速度更快,准确度更高.

摘要:不确定理论主要用来处理基于专家信度的非决定现象,为解决不确定理论在实际应用中缺少分布拟合检验过程的问题,研究了不确定分布的特征函数,并基于此提出了分布拟合的有效性检验方法. 首先,定义了不确定分布的特征函数,基于不确定变量期望计算法则,给出了特征函数的计算方法,并在此基础上,推导了几种典型不确定分布的特征函数；其次,分析了不确定分布特征函数具有的性质,为后续相关理论的证明及计算奠定了基础；再次,根据特征函数的定义及性质,提出了不确定分布拟合有效性的定义及其判定定理,定理分别从分布函数的数字特征及形状相似度两个方面进行判定；最后,通过算例验证了所提方法的可行性和有效性. 研究结果表明:不确定理论与随机理论在运算法则上有所不同,难以将随机理论中关于分布拟合检验的方法推广到不确定理论中；不确定分布特征函数与不确定分布函数呈一一对应的关系,不确定分布特征函数可以作为研究不确定分布拟合检验的途径之一.

摘要:为解决量测一步随机延迟及非高斯噪声条件下战斗机蛇形机动模式转弯角速度辨识问题,更好地实现蛇形机动的稳定跟踪,考虑到目标状态与转弯角速度之间相互耦合的特性,基于联合估计与辨识的思想,依据极大似然准则,提出了一种基于期望最大化的目标状态估计与转弯角速度辨识联合优化算法.该算法主体包含两个部分:E-step和M-step.在E-step,首先,通过充分考虑量测一步随机延迟特性及非高斯量测噪声,重新构造了粒子滤波器的似然函数,进而改进了粒子权重的更新公式,同时,为避免粒子贫乏现象的发生,将粒子群优化算法引入到重构的粒子滤波器当中进一步改进粒子采样过程；其次,将拒绝采样思想引入到后向模拟粒子平滑器当中,并相应地设置拒绝采样终止条件,优化后向模拟粒子平滑器,进一步提高平滑算法的执行效率；最后采用改进的粒子滤波器与后向模拟粒子平滑器进一步获取目标状态的平滑量；在M-step,通过采用牛顿迭代法极大化条件似然函数,从而获得转弯角速度的估计量,用于下一次算法迭代.通过E-step和M-step的不断迭代,进而获得转弯角速度的闭环形式的优化解.仿真实验结果表明,所提算法的目标状态估计与角速度辨识的精度均优越于传统的扩维法.

摘要:为解决干扰信号来向快速变化情况下,基于线性约束最小功率(linear constraint minimum power,LCMP)准则的传统抗干扰算法可能难以收敛,致使全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)接收机失锁的问题,提出了一种基于协方差矩阵锥化(covariance matrix taper,CMT)的零陷加宽抗干扰算法,使变化的干扰信号来向能够始终保持在拓展的零陷之内.首先,在实际干扰信号来向变化不可预测的条件下,所提算法假设干扰信号来向变化服从三角形概率分布统计模型；然后,依据这一模型推导假设情况下的虚拟协方差矩阵与真实协方差矩阵的转换关系,再根据转换关系和真实采样协方差矩阵得到虚拟采样协方差矩阵.通过虚拟采样协方差矩阵求解阵列天线各通道权值；最后,将所提三角形分布算法与传统的均匀分布算法和拉普拉斯分布算法进行了对比分析.研究结果表明, 该算法可以有效加宽在干扰信号来向上的零陷并抑制干扰,而且相比于均匀分布算法和拉普拉斯分布算法,三角形分布算法在形成零陷的宽度和深度一致性之间更加平衡,阵列输出信干噪比也要更高,最后结合软件接收机验证了所提算法的有效性.

摘要:星敏感器硬件电路产生的噪声以及在航天器上应用所面临的复杂恶劣的工作环境,都对星图质量造成严重影响,进而降低星点提取精度.针对上述问题,提出了一种精度高且抗干扰性能好的星点提取方法.首先,采用多窗口抽样自适应阈值分割方法对星图去噪,为后续的星点提取奠定基础；然后,基于改进的灰度交叉投影法进行星点粗提取；最后,利用局部区域生长+高斯曲面拟合法进行星点精提取.改进的灰度交叉投影法能够克服星点范围重叠带来的问题,从而快速准确找到星点的粗略区域,而且可以为局部区域生长提供可靠的“种子”点；局部区域生长法可以保证星点区域的边缘细节能够得到充分保留,这对提高星提取的精度大有益处.仿真实验表明,在噪声标准差为2的仿真条件下,该方法的星点提取精度达到了0.075 5 pixel,相比于扫描法等传统方法,该方法的星点提取精度有大幅提高,而且还具有良好的抗干扰性能,因而对于在强噪声干扰条件下提高星敏感器测量精度具有重要参考价值.

摘要:高超声速飞行器在机动飞行时易受到外界扰动,若采用传统的状态反馈控制方法,闭环控制系统极易引起振荡,无法满足机动飞行指令信号跟踪的精度要求；若采用传统的滑模控制方法,由于系统存在奇异值的问题,且计算过程较为复杂,控制系统不易于实现.针对上述问题,考虑高速机动飞行控制实际要求,提出了一种基于有限时间时变滑模的线性变参数(LPV)控制器设计方法并应用于高超声速飞行控制.首先不考虑外界扰动,通过传统的状态反馈控制方法使系统保持稳定.然后,在扰动存在的情况下,通过选取一个特殊的滑动函数,设计有限时间时变滑模控制律.为减小系统的抖振现象,引入饱和函数来替换控制律中的符号函数.经理论推导证明了闭环系统中的所有信号都是有界的,并且可以在预定的时间内将跟踪误差控制在零点的一个很小的邻域范围内.仿真验证结果表明,高超声速飞行器机动飞行条件下的状态量可在有限时间内稳定跟踪参考指令信号,且有效地抑制了闭环系统的振荡现象,验证了本方法所设计控制器的有效性.

摘要:垂直/短距起降（V/STOL）飞机具有广泛而高效的军事应用前景.为研究V/STOL飞机复杂的飞行控制问题,需要建立能够准确反映其动态特性且可用于飞行仿真的动力学模型.综合考虑V/STOL飞机的多进气道气流量变化、大迎角非线性和迟滞非定常特性、地面效应和喷气诱导效应等因素的影响,利用线性叠加原理并结合机理建模与经验公式,建立了全面的推进/气动力与力矩模型；在此基础上,基于刚体动力学和运动学原理,推导得到了V/STOL飞机的全状态六自由度非线性数学模型；最后,仿真分析了V/STOL飞机的地面效应和喷气诱导效应引起的动力学变化及其三角翼非定常动力学特性.结果表明:地面效应对V/STOL飞机动力学的影响可以忽略,而近地飞行时的喷气诱导效应会导致较大的升力损失,离地越近损失越大；V/STOL飞机的非定常动力学源于飞机迎角变化所引起的气动力滞环效应,且迎角越大、空速越小,滞环效应越显著,非定常动力学特性越强.所建模型物理意义明确、计算方便,能够较为准确地反映V/STOL飞机的动力学特性,可为其不同飞行模式下的模型简化应用和飞控系统设计提供帮助.

摘要:为解决杂波环境下机动目标跟踪以及系统辐射风险控制的问题,提出了一种面向机动目标跟踪的多传感器长时调度策略.该方法首先以交互式多模型和概率数据关联算法为基础,估计杂波环境下机动目标跟踪精度.然后以辐射度影响量化辐射代价、推导有限时域内辐射代价,以后验克拉美-罗下界衡量目标跟踪性能、预测机动目标有限时域内后验克拉美-罗下界.最后,引入传感器切换代价,考虑跟踪精度约束,建立基于代价函数和后验克拉美-罗下界的多传感器长时调度策略,并将该约束调度问题转化为决策树优化问题,采用阈值剪枝搜索技术求解最优策略.仿真结果表明:该方法验证了所提策略的有效性,与标准代价搜索相比,所提搜索算法能够以辐射风险略上升为代价,显著降低节点打开数、加快搜索空间；与随机调度、最近调度和贪婪调度相比,所提调度策略能够在满足跟踪任务需求下获得更低的辐射代价；与随机调度和贪婪调度相比,所提调度策略切换代价更低,有效克服了传感器频繁调度问题,更利于实际实现.

摘要:直升机垂直下降状态中包含极为危险的涡环状态.为提高对涡环状态的认识以及掌握其气动载荷、流场变化,并为相应数值模拟及飞行仿真提供试验数据,采用直升机垂直升降试验台以及大视场PIV试验测量系统在Φ5 m立式风洞对Bo-105旋翼模型进行了垂直下降状态的气动载荷以及流场测量.在桨尖马赫数相似的情况下,得到了该旋翼模型在不同总距、不同下降速度情况下的平均拉力和功率变化,以及较大范围的详细流场图像,分析了旋翼模型气动载荷变化现象,并进一步揭示了旋翼模型垂直下降状态下流场的演化发展过程.试验研究表明:旋翼模型垂直下降速度达到8 m/s后,拉力和功率急剧下降,且其各自均方根误差值显著增大；旋翼模型总距越小,对应的旋翼拉力值随垂直下降速度增大而迅速减小,越易进入“涡环状态”；桨尖涡结构不稳定的主要内因是形成了“涡对”结构,相邻桨尖涡之间的距离越近,桨尖涡越不稳定；桨尖涡聚集形成“涡环”以及涡环结构的动态演化是旋翼性能突变的关键因素.

摘要:针对多星自主协同遥感背景下非预期任务的快速响应问题,考虑到星上计算资源有限、计算能力较弱等特点,为寻找一种满足星上自主任务规划能力需求的优化算法,提升遥感卫星星群在非预期情况下的快速响应能力,通过多星自主协同规划问题建模、算法设计和仿真分析等模型及算法研究,提出了一种基于招投标机制的自主任务规划方法.该方法首先针对多星自主协同任务规划问题,构建了星上自主任务规划的数学模型,进而在问题求解过程中将一次完整的任务规划合理分解为招标、投标和评标3个过程,并详细设计了求解流程及相应的约束检验规则,由此得到基于招投标机制的多星自主协同任务规划求解算法.该方法与常用智能优化方法相比,能够显著降低计算量,更加适应星上紧张的计算资源约束.通过仿真算例结果表明,针对典型的非预期任务,算法平均仿真运行时间约为1 s,能够在40 s内完成对非预期任务的响应,并且充分保证了原规划任务的完成率,基于此验证了该方法的有效性与正确性.

摘要:为探索含低压瓦斯煤层的瓦斯异常涌出灾变成因与机理,对目前该领域的文献进行了分析与总结,并通过工程案例实证分析,证明了此种灾变的存在；在流固耦合实验系统上,按背景工程约束与加载条件开展含低气压煤样承压物理试验,得到了灾变全程应力-声发射-流量实验数据及试样外表破坏情况；用UDEC,按背景工程边界与加载条件开展气-固耦合离散元数值试验,得到了灾变全程应力-应变--流速-位移速率等实验数据及试样内部破裂情况.研究结果表明:3种研究方法获得了一致性较高的结果,0.4 MPa气体压力下,煤层承压过程应力-煤-气耦合作用,可以导致发生喷出气体的灾变,在煤矿现场多表现为瓦斯异常涌出超限；在单自由度边界条件下施加单向压载,承压煤岩弹性变形前期,气体沿原生裂隙和孔隙呈常速稳态渗流；弹性变形后期,原生裂隙和孔隙被压密,气体呈减速稳态渗流；屈服阶段,扩容新生裂隙产生,气体呈加速非稳态渗流；达到极限荷载或峰后不久,发生气体喷出灾变；采、掘作业面正常通风条件下,气流瓦斯浓度持续降低,是煤层发生瓦斯异常涌出的警示信息,应引起高度重视.

摘要:煤中可溶有机质能改变煤的孔隙结构,进而影响煤的电阻率,为得到煤中存在的可溶有机质对煤电阻率的影响规律,选取3种不同变质程度的60～80目的原煤煤粒,采用乙酸乙酯作为溶剂来萃取煤中可溶有机质,萃取时间取4、8、12、16、20、24 h,将萃取前后的煤粒制成型煤,在10 ℃～90 ℃温度条件下,利用CHI660E型电化学工作站测试煤样的I-V曲线,并计算出电阻率,分析和研究不同温度下煤电阻率受可溶有机质的影响机理和规律.结果表明:在10 ℃～90 ℃温度范围内和萃取时间为0~24 h时,煤中可溶有机质的存在可明显提高煤电阻率1.31～1.74倍,煤电阻率随萃取时间的增大（煤中可溶有机质含量减少）的变化符合Sigmoid函数关系,且只会在一定的区间内变化；煤电阻率随温度的升高呈现抛物线规律,萃取前后煤电阻率的比值随温度的升高近似呈现Lorentzian函数分布,在40 ℃～50 ℃时出现拐点；可溶有机质对煤电阻率影响的敏感性和相关性随煤变质程度的提高而逐渐减弱.

摘要:为研究铁矿石破碎能量与粒度的理论关系,将铁矿石从原矿破碎至精矿粒度的所有阶段看作一个破碎系统.首先对矿石破碎能量与粒度关系的基础理论进行整合分析,构建铁矿石破碎能量理论模型；然后通过现场调研的方法分析铁矿石破碎能量的变化特征,开展室内试验分析各破碎阶段铁矿石样品的粒度分布特征；最后采用数值拟合的方法分析铁矿石破碎系统单位能量随粒度的变化特征,使用矿山各破碎阶段的单位能量、矿石特征粒度和中值粒度验证铁矿石破碎能量理论模型的可靠性.研究结果表明,随着破碎阶段的变迁,铁矿山矿石破碎能量指数增加,且分布不合理,矿石粒度依次呈现指数函数分布、多项式函数分布和朗缪尔幂函数分布的特征,破碎系统单位能量与矿石粒度呈负相关的函数关系,在矿石中值粒度d₅₀为12 mm或特征粒度d₈₀为25 mm时,系统单位能量的变化速率出现转折.所构建的铁矿石破碎能量理论模型扩大了能量计算的粒度范围,可用于拟合铁矿石阶段破碎单位能量与入破粒度和产品粒度的函数公式,为铁矿山矿石破碎能量计算提供理论依据.

摘要:在中国三北地区,热电联产机组“以热定电”的运行调节模式是供暖季出现严重弃风的重要原因之一.推进电供热、配置蓄热设备是促进风电消纳、降低系统能耗的有效方式.为实现清洁供热项目的经济性最优,提出了一种基于遗传算法和传统机组组合的双层优化模型.首先,在分析热、电能源供需的基础上,给出了区域能源系统的典型结构；然后,将日内净收益作为经济性优化的定量评价指标；通过分析能源系统的短期优化调度方式,得到最终的双层优化模型.在该模型中,外层优化利用遗传算法对不同的配置组合情况进行全局搜索,内层优化则通过求解线性规划给出特定组合条件下清洁供热项目的日内净收益.案例分析表明,清洁供热项目的经济性最优配置与区域能源系统的热、电负荷、风电出力特性和社会经济条件有关；同时,遗传算法可稳定收敛到全局最优点附近,优化计算结果完全满足工程应用的要求.另外,虽然清洁供热改造能够显著降低系统的弃风量,但出于经济性考虑,弃风并不能完全消除.

摘要:为解决传统落地炕炕面温度不均、热效率低、排烟热损失大、烧炕时室内污染物体积分数超标等问题,提出一种新型吊炕与土暖气联合运行的供暖系统. 为定量分析该系统的热工性能,在吉林省榆树县的一栋新建农宅两相同南向房间内,分别搭建了传统落地炕和该新型供暖系统,并对两系统炕面温度、排烟温度、室内温度及室内污染物体积分数进行测试:在相同燃料消耗量下,新型吊炕的炕面温度分布更为均匀,其炕面温度标准差比传统落地炕低4.8 ℃,且炕头温度比传统落地炕炕头温度低9.4 ℃. 通过反平衡法计算得出新型供暖系统效率比传统落地炕效率高21.26%,同时采用新系统的房间室内温度提高了5.7 ℃,室内CO体积分数也降低至标准范围以内.在两供暖系统取得相同室内升温效果时,每铺新型供暖系统每年可节省秸秆1 972.2 kg,CO₂减排2 603.3 kg,SO₂减排1.0 kg. 测试与分析结果表明: 吊炕与土暖气联合供暖系统不仅解决了传统落地炕炕面温度分布不均、热效率低等问题,而且使室内热环境得到很大改善,具有显著的节能减排效益; 新型供暖系统的推广应用,可降低北方农宅的采暖能耗,有效改善农宅内的人居环境.

摘要:区域建筑负荷是该区域各类建筑负荷在时间和空间上的有序耦合,电力负荷特征的把握是区域能源规划的基础.为分析区域建筑空调电力负荷特征,从区域建筑空调电力负荷的时间动态特征、负荷波动特征、以及单体建筑和区域建筑负荷的耦合关系等方面建立区域建筑负荷分析指标体系,并利用GIS将建筑负荷信息可视化.最后以一典型高校校园建筑为例,利用上述方法对该校校园建筑的夏季空调电力负荷特征进行分析,得到该校各类建筑和区域建筑的夏季空调电力负荷特征及其耦合关系.分析结果表明: 就负荷水平而言该校科研类、办公类建筑负荷水平最高,教学类建筑单位面积负荷小于宿舍类建筑, 但日尖峰负荷和日平均负荷则大于宿舍类建筑；就负荷波动性而言, 科研、宿舍建筑日、周负荷波动小, 办公和教学类建筑波动大；就单体建筑对区域负荷贡献而言, 科研类、办公类,教学类建筑对区域尖峰负荷贡献大,宿舍较小.各类建筑运行模式和使用时长是影响建筑负荷特征的重要因素;区域负荷特征与区域内建筑种类和配比有关,适当的建筑类型配比有助于减小区域负荷的波动性.不同指标分析的侧重点不同,本方法所建立的指标体系可以较为全面地反映区域建筑负荷特征、以及与单体建筑负荷的耦合关系.

摘要:为研究长沙地区高校自然通风宿舍夏季热舒适与热适应特征,对长沙地区某两所大学的15栋自然通风宿舍进行现场调研.在测试环境参数的同时,对受试者热感觉以及热适应行为进行问卷调查,共收集调研数据437份.通过温度频率法和加权线性拟合得到服装热阻、预测平均热感觉（PMV）、实际平均热感觉（MTS）与室内操作温度的关系式,研究结果表明:夏季服装热阻与室内操作温度负相关,每升高单位操作温度,服装热阻减少0.019 7 clo；PMV较MTS偏大,操作温度越高,两者相差越大,两者所对应的可接受温度范围分别为24.4 ℃~28.7 ℃和23.8 ℃~28.9 ℃；利用适应性PMV模型计算得出长沙地区夏季高校自然通风宿舍自适应系数为0.5,这与GB/T50785—2012《民用建筑室内热湿环境评价标准》中给出的规定值有较大出入；将男、女性调研数据分开研究,得到每升高单位操作温度,男、女性服装热阻分别减少0.028 8、0.016 4 clo,且男性比女性感觉更温暖；男、女性的热中性温度分别为26.3 ℃、26.7 ℃,可接受温度范围分别为23.8 ℃~28.7 ℃、24.2 ℃~29.2 ℃.本研究为高校宿舍热舒适与热适应研究提供了参考.