-
<正>翟小伟,教授,博士生导师,西安科技大学榆林煤炭绿色安全高效开采与清洁利用研究院院长、西安科技大学煤火灾害防治研究所所长。主持国家重点研发计划"石化生产区域H_2S泄露动态预警关键技术及装备研究"、国家自然科学基金"采空区煤自燃危险多场信息叠加判定与火源位置反演识别方法"、陕西省杰出青年科学基金"陕北黄河流域煤炭开采自燃智能识别预警与主动分级防损技术研究"等多项国家级及省部级项目。
2021年05期 v.41;No.181 762页 [查看摘要][在线阅读][下载 1445K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：456 ] - 郑学召;孙梓峪;王宝元;郭军;徐承宇;
为研究超宽带雷达波在煤体中的传输衰减特性,通过NS-187矿用射频信号衰减系统,测试中心频率为400 MHz时的超宽带雷达波在厚度分别为25,45,65,85 cm的褐煤、长焰煤和贫瘦煤中的传输衰减信号。分析其信号中正负峰值的变化规律,得出超宽带雷达波的衰减特点。结果表明:随煤体厚度的增加,超宽带雷达波的信号衰减呈递增趋势。在相同煤体厚度下,褐煤变质程度最低,超宽带雷达波衰减程度最大,长焰煤次之,贫瘦煤变质程度最高,超宽带雷达波衰减程度最小。即超宽带雷达波在穿过不同变质程度的煤体时,其衰减程度与煤体厚度成正比。煤厚相同时,煤样的变质程度与超宽带雷达波的传输衰减呈反比。此外当煤体厚度大于60 cm时,在长焰煤与贫瘦煤的幅值频率关系图中,测试中心频率的左侧出现局部峰值,即该频率并非最佳探测频率,在低频范围内存在多个适宜的探测频率。以上结论对于超宽带雷达在煤体中的传输衰减特性以及井下生命探测具有一定指导意义。
2021年05期 v.41;No.181 765-771页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K] [引用频次：4 ] |[阅读次数：2 ] |[下载次数：313 ] - 翟小伟;胡冕;马博昊;薛晨晓;陶新;
为研究氯盐阻化剂对CO的吸附性能,根据井下工作面风流流动情况设计CO液体吸附测定装置,利用控制变量法研究不同浓度、不同风速下的NaCl, MgCl_2,CaCl_2对CO的吸附性能参数变化规律。结果表明,3种氯盐阻化剂的吸附量均在一定程度上受到浓度的影响:风速为2.0 m/s时,NaCl和CaCl_2溶液对CO的吸附量均随浓度增加而增加,MgCl_2溶液的吸附量随着其浓度的增加呈先增强再减弱的变化趋势,3种氯盐溶液中CaCl_2溶液的吸附效果最优,NaCl溶液的吸附效果最为微弱;当实验风速在1.8～2.2 m/s范围内,氯盐阻化剂的CO吸附性能与风速成反比,适当降低风速后,3种氯盐溶液的吸附效果均有提高。研究结果证实了氯盐阻化剂对CO具有一定的吸附性能,对矿井有害气体消除与防灭火技术相结合的发展具有一定的指导意义。
2021年05期 v.41;No.181 772-778+762页 [查看摘要][在线阅读][下载 2222K] [引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：302 ] - 郑宗强;郭王勇;鞠振福;邓洁清;蔚超;孙绪坤;
近年来,多起变压器火灾事故对供电区域的工农业生产造成了巨大损失,严重影响了正常社会秩序。高效抑制熄灭变压器油火的水成膜泡沫灭火剂引起了学者的广泛关注。然而,目前水成膜泡沫灭火剂种类繁多,缺乏用于评估泡沫稳定性的方法。为了探究泡沫稳定性影响水成膜泡沫灭火剂熄灭变压器油池火的有效性,本文基于电导率模型和热稳定体积法提出了泡沫稳定性指数的测试方法,讨论了17种泡沫灭火剂所形成泡沫的稳定性指数,探究了泡沫稳定性在熄灭中尺度变压器油火的有效性。结果表明,泡沫的稳定性在泡沫灭火剂熄灭变压器油池火过程中起着关键作用。电导率法与热稳定体积法均可以用于评估泡沫的稳定性。热稳定性体积法是一种可操作性强、结果准确的方法。
2021年05期 v.41;No.181 779-786页 [查看摘要][在线阅读][下载 1855K] [引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：437 ] - 张宏;路伟;田方圆;党应强;田水承;胥静;杨鹏飞;陈磊;
煤矿井下设备操作不仅要求矿工保持警戒状态,而且需要持续地将注意力集中在单调枯燥的操作任务和体力作业任务上。由于长时间的轮班和重复性任务,矿工极易出现精神和生理疲劳。为了研究矿工疲劳对其安全能力的影响,应用事件相关电位(ERP)技术,研究Oddball任务下一线矿工下井前后脑电特征变化,从而获取疲劳评价的客观指标。通过测试和采集自愿参加实验的14名夜班矿工下井前后的主观疲劳水平、行为表现指标和脑电信号数据,对诱发ERP特征的波幅和潜伏期进行分析,从而确定矿工疲劳的主要影响因素。从主观疲劳评价和行为表现指标的角度分析可得,夜班矿工下井前后精神状态差异较大;进一步分析矿工ERP特征的变化,发现上井后P300的潜伏期显著增加,波幅明显下降,说明井下一线高负荷连续作业任务导致矿工的精神疲劳增加。ERP方法可用来研究矿工的疲劳程度;P300可以作为评价一线矿工疲劳的有效指标,从而为研究矿工疲劳的对抗措施提供依据。
2021年05期 v.41;No.181 787-792页 [查看摘要][在线阅读][下载 564K] [引用频次：4 ] |[阅读次数：2 ] |[下载次数：348 ] - 李广利;田水承;严一知;陈耀光;吴泽玉;
为控制矿工不安全情绪,提高人因可靠性水平,基于文献和访谈研究初步识别出21种矿工不安全情绪,并据此编制调查问卷,用来自3个煤矿的196份数据,采用SPSS 24.0软件检测了调查问卷的信效度,识别出了矿工关键不安全情绪,采用一维组间方差分析矿工关键不安全情绪是否具有传记特征的差异性。结果表明:调查问卷具有较好的信效度,紧张、不坚定、焦虑、压抑、易怒、厌烦和困倦为矿工日常体验较频繁的关键不安全情绪,易怒和紧张分别在不同婚姻状况、不同工种间具有一定的差异性,压抑在不同工种和工作年限间均具有一定的差异,其他关键不安全情绪在矿工传记特征上没有显著差异。且所有关键不安全情绪在不同学历和不同年龄水平上没有显著差异。
2021年05期 v.41;No.181 793-799页 [查看摘要][在线阅读][下载 237K] [引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：423 ] - 陈明仙;郭进;罗飞云;王金贵;
为研究点火位置对甲烷-空气预混泄爆容器结构响应的影响,利用自主搭建的甲烷泄爆容器结构响应测试系统,研究不同点火位置条件下的甲烷-空气预混气体泄爆作用下的舱体结构响应特性,结合内部超压、火焰演化和固有频率等特征探究点火位置对泄爆容器结构响应的影响机制。研究表明:泄爆过程中容器振动响应和内部超压均出现双峰值,点火位置的改变对两峰值的影响规律不同。点火位置的改变对容器内部火焰前期的发育、传播及内部超压特性有着一定的影响,泄爆初期容器低幅值振动响应受点火位置的影响较为有限。泄爆后期的高幅值振动响应随点火位置远离泄爆口而快速降低,底部点火泄爆时高幅值振动响应消失,为热声不稳定现象因点火位置的不同受到抑制。泄爆口附近点火将有较大幅值的振动响应以及更大能量的高频振荡。研究成果有助于全面地分析泄爆容器及其附属装置受爆炸冲击后的振动损伤状态,评估可能存在的损伤模式等。
2021年05期 v.41;No.181 800-807页 [查看摘要][在线阅读][下载 1589K] [引用频次：4 ] |[阅读次数：2 ] |[下载次数：238 ] - 孙志勇;
采动应力影响下煤柱护巷呈现复杂的非稳定和非线性变形特征,煤体结构损伤导致支护系统失效现象频发。以寺河煤矿双侧开采扰动下盘区大巷留设问题为工程背景,数值模拟分析大巷从掘巷至双侧工作面回采全过程的围岩应力及变形破坏特征。结果表明双侧采空后大巷应力集中系数达3.55。基于巷道累积损伤破坏特征针对性提出"三主动"围岩协同控制方法,水力压裂主动切顶卸压,缩短侧向支承压力的作用时间,改变煤柱应力分配比例;注浆加固主动围岩改性,重塑煤岩体完整性,提升围岩承载能力;锚杆锚索主动高强支护,确保预应力向围岩深部传递,形成稳定的承载结构。井下工作面超前支护应力、围岩表面位移监测评价分析显示,协同方案有效控制了多重回采扰动下大巷围岩变形,确保了工作面安全高效开采。
2021年05期 v.41;No.181 808-814页 [查看摘要][在线阅读][下载 1371K] [引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：157 ] - 陈龙;龚选平;成小雨;白廷海;程成;
为研究低瓦斯高强度开采综放工作面采动覆岩裂隙演化过程中瓦斯的运移规律,提高矿井瓦斯治理能力,以王家岭矿12302工作面为例,研究了煤层开采后上覆岩层的垮落和位移特征,通过分形维数定量描述了裂隙的发育情况,得到了覆岩的三带高度、跨落角、裂隙区等参数,以此参数建立数值模型研究采动裂隙与瓦斯运移的耦合特性,将研究结果应用于现场的卸压瓦斯的抽采设计并进行了效果检验。结果表明:走向模型的冒落带为28.2 m,裂隙带为118.6 m,切眼处和停采线处的垮落角分别为59.5°和51.5°,倾向模型的冒落带为28.2 m,裂隙带为113.6 m,进刀端和停采线处的垮落角分别为62.5°和55.5°;随着工作面开采距离的增加,分形维数先增大后减小最后趋于平稳;采场卸压瓦斯整体上有向上、向采空区深部、向回风巷一侧运移的特性,采空区深部瓦斯浓度可达20%,上隅角瓦斯浓度接近1.5%,采动裂隙带瓦斯聚集区位于距回风巷20～50 m、高度距煤层顶板25～50 m范围内;采用高位定向长钻孔抽采采动裂隙带聚集瓦斯的抽采效果较好,上隅角和回风流瓦斯浓度均小于0.8%,保证了矿井的安全生产,为类似条件下的瓦斯治理提供参考。
2021年05期 v.41;No.181 815-824页 [查看摘要][在线阅读][下载 2524K] [引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：276 ] - 郎丁;武小博;余建东;
为确定大倾角煤层长壁综放工作面顶煤极限平衡状态的形成位置,指导该类采场顶煤与支架的相互作用关系分析,以长山子1125工作面为研究对象,采用数值分析、连续介质损伤力学分析、物理相似材料模拟实验相结合的研究方法,对顶煤的渐进损伤过程与应力边界,极限平衡状态的宏观等效损伤表征方法,大倾角长壁综放采场覆岩"关键域"层位影响下顶煤极限平衡状态界面沿倾斜方向的展布形态进行了研究。结果表明:支承压力峰值处顶煤内部的细观裂隙加速贯通为宏观裂隙,损伤累积开始加速,是顶煤极限平衡状态的起始边界;长山子1125工作面顶煤极限平衡状态界面处的宏观等效损伤D_L=0.16;在不同覆岩"关键域"层位高度控制作用下,顶煤极限平衡状态界面分布在煤壁前方1.96～3.90 m,沿工作面倾斜方向呈"中上部距煤壁最远、中部次之,上下端头最近"的非对称展布。工作面端面顶煤的漏冒次数与倾斜方向支架工作阻力分布统计结果验证了顶煤极限平衡状态界面展布形态的合理性。
2021年05期 v.41;No.181 825-835页 [查看摘要][在线阅读][下载 2618K] [引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：164 ] - 牛显;牛煜;索永录;
从原位褐煤中筛选本源菌并分析其降解特性是探索原位微生物降解转化煤炭的有效途径。经过原位取样,富集培养,纯化分离得到一株本源真菌,以形态学观测和ITS测序,确定为镰刀菌属(F.spp.NF01)。通过本源菌F.spp.NF01生长曲线、pH-t曲线及褐煤的降(溶)解实验研究了其生理学特性,并利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、电子顺磁共振分析了残煤表面形貌、官能团及自由基。结果表明:在MM-SGC培养基中,本源菌F.spp.NF01生长液呈现碱性,菌液含煤时pH值达9.41,0.5 g褐煤可被生长6 d的气生菌丝溶解,且褐煤的降(溶)解率随pH值升高而增大;本源菌F.spp.NF01作用后的残煤,表面离散颗粒更小,粗糙和裂隙度更大,芳环侧链基团、醚键、芳香族■、脂肪族—CH_2—和—CH_3—吸收峰强度减弱,自由基浓度Ng、朗德因子g值和线宽ΔH明显增大。说明本源菌F.spp.NF01可以降(溶)解褐煤,使其形貌和结构改变,产生的碱性物质参与了褐煤的降(溶)解。该研究为本源菌降解褐煤的微观结构研究起到积极地促进作用。
2021年05期 v.41;No.181 836-844页 [查看摘要][在线阅读][下载 1654K] [引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：277 ] - 张彬;张刚;徐帅康;
辫状河具河道宽而浅、弯曲指数<1.5、坡降大、易迁移、心滩发育的特点。为明确定边地区延安组辫状河沉积特征及沉积模式,利用野外露头、岩芯和测井相分析辫状河沉积微相、砂体连通模式和心滩分类。结果表明定边地区延安组辫状河识别出心滩、辫流水道、串沟水道、泛滥平原等沉积微相,发育槽状交错层理、板状交错层理、平行层理、块状层理等;辫状河砂体连通模式特征主要与水流的水动力强度和河道消亡时间有关,在顺水流方向和垂直水流方向上各有4种表现形式;心滩是辫状河沉积的主要构成单元与成藏单元,发育顺流加积、垂向加积、侧向加积等叠加方式,按照水动力强度的变化分为纵向沙坝、斜列沙坝、横向沙坝等。辫状河沉积模式研究对定边地区延安组辫状河砂体特征与构型特点具有一定的指导意义,同时为同一盆地和其他盆地其他层位辫状河沉积模式提供借鉴。
2021年05期 v.41;No.181 845-852页 [查看摘要][在线阅读][下载 2712K] [引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：563 ] - 罗腾跃;胡静;魏虎;王念喜;白宁;王冠男;
延安地区奥陶系马家沟组普遍含硫化氢,个别井硫化氢含量较高,给钻井、集输、环境带来安全风险,为明确延安地区马家沟组储层中硫化氢成因及分布规律,通过天然气中总有机硫含量、二氧化碳含量、碳同位素及硫同位素研究,确定硫化氢的成因,结合膏岩、地层水、埋藏史、包裹体均一温度等资料,开展硫化氢形成、运移、聚集规律研究。结果表明:延安地区奥陶系马家沟组硫化氢为硫酸盐热化学还原成因,膏岩和地层水分布、流体充注及地层温度是控制硫化氢形成的主要原因;硫化氢伴随着天然气发生运移聚集,在具备封存条件的部位聚集,上古生界本溪组储层中硫化氢来于马家沟组。马家沟组马五_(1+2)、马五_4、马五_5以下储层中硫化氢聚集规律不同,古沟槽、不整合面、铝土岩及组合配置关系确定了硫化氢在不同储层中聚集规律,马五_5以下储层中硫化氢含量高于马五_4储层中硫化氢含量,高于马五_(1+2)储层中硫化氢。
2021年05期 v.41;No.181 853-861页 [查看摘要][在线阅读][下载 2449K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：19 ] |[下载次数：241 ] - 王士路;张开仲;杜联营;韩希伟;王明;
研究构造煤结构有助于深入理解煤与瓦斯突出易发区储层瓦斯赋存及运移规律,而从微观形态学结构角度精细定量化表征的研究相对较少。本文通过原子力显微镜、压汞法和物理吸附法开展构造煤和原生煤的三维表观形貌、孔隙发育程度、孔径分布、形态特征参数及连通特性等,旨在从本质上揭示两者微观多尺度结构差异性及对瓦斯运移的影响。结果表明:构造作用促使极限吸附量增大,煤结构整体强度降低,且气体瞬间解吸能力增强;构造煤结构表面形态特性由规则纳米孔向凹凸不平条带状微裂隙转变,脆性构造变形也导致孔隙整体呈现高粗糙度且不圆润形状;不论是原生煤还是构造煤,微孔对整体孔容和比表面积均具有重要贡献,但其对构造应力敏感程度低于介孔和大孔,其中构造煤的介孔孔容和比表面积相比原生煤增幅分别约4倍和10倍,大孔也分别提升了0.008 8 cc/g和1.459 m~2/g;通过压汞法进退汞曲线及滞后环可知,构造煤中有效孔比例从76.95%降低至74.21%,导致气体自由运移空间降低,主要归因于由交联孔和半开放孔构成的限制型孔喉配置结构的大量存在;构造作用促使孔喉比和曲折度分别降低了约10%和0.5%,运移路径缩短且孔隙形态结构更加简单化;通过液氮吸附脱附曲线及滞后环可知,构造作用可能从本质上改变了孔隙形态结构特征,促使产生更多限制型孔隙配置关系,抑制了气体有效运移属性。
2021年05期 v.41;No.181 862-871页 [查看摘要][在线阅读][下载 1783K] [引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：515 ] - 刘永娟;卢彤;马媛婷;王茜茹;张新瑞;刘媛媛;
为探究碱活化-煅烧生物炭对水中重金属的吸附性能,采用氢氧化钠活化-管式炉煅烧制备柚子皮生物炭,通过吸附水中铅离子的试验研究。结果表明:碱活化-煅烧后柚子皮粉在扫描电镜下呈片状结构,表面平整,结构有序,杂质明显减少,内部有丰富的孔道,为后续吸附反应提供了充足的条件;红外光谱分析得知羧基、羟基类基团起到主要的吸附作用;pH、震荡时间、吸附剂用量、重金属铅离子的初始浓度和震荡温度等因素,都对碱活化-煅烧生物炭吸附水中重金属铅离子有显著的影响。通过实验,得出用5%氢氧化钠改性并经过管式炉煅烧后的改性柚子皮粉对重金属铅离子的去除率可达到98%以上。分别用Langmuir和Freundlich对吸附等温方程进行拟合,未经煅烧的柚子皮粉吸附废水中重金属铅离子吸附等温线更符合Freundlich等温方程,经煅烧的柚子皮粉生物炭吸附废水中重金属铅离子的吸附等温线更符合Langmuir吸附等温方程。
2021年05期 v.41;No.181 872-878页 [查看摘要][在线阅读][下载 1311K] [引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] |[下载次数：588 ] - 凌志强;张天军;王建辉;
为进一步探究岩石损伤破坏机理,采用SANS材料试验系统对砂岩进行等加荷单循环加载试验,基于单循环加卸载过程中的应变滞后效应及残余应变的影响,对能量密度计算方法进行了修正。结果表明:修正后计算得到的耗散能要比常规计算方法要小,岩样的修正耗散能占常规方法计算的耗散能的1/5～9/10,随着循环加载次数的增多,修正耗散能的值愈来愈趋近于常规计算方法的值。由于耗散能引起岩石的内部损伤,导致残余应变随着循环加卸载次数增加而逐渐减小。试验过程中当循环次数接近6次时出现了塑性变形,岩样进入加速破坏的阶段,岩石单循环过程的能量耗散保持增大的趋势。岩体损伤情况是影响能量耗散的重要因素,整体的单循环能量耗散率与损伤变量趋势保持一致,研究结论可以揭示岩石在单循环加卸载作用下的力学特性及能量演化特征。
2021年05期 v.41;No.181 879-885页 [查看摘要][在线阅读][下载 1032K] [引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：443 ] - 王磊;秦越;赵涛;苏宏明;陈世官;
为研究单轴循环冲击下冻结砂岩宏观动力学特性和损伤机理,采用分离式霍普金森压杆对不同冻结温度饱水砂岩开展单轴循环冲击试验,以动力学参数构建损伤变量分析冻结砂岩损伤演化规律,提出循环冲击作用下疲劳寿命预测公式。结果表明饱水砂岩最大累计循环冲击次数随入射波应力幅值增大而减少,随温度的降低而增加。在入射波应力幅值区间(22～28 MPa)存在动态参数和损伤变化拐点,冲击荷载小于拐点值时试样动弹性模量先增大后减小,呈现负损伤;大于拐点值时动弹性模量则逐渐减小,损伤累积引起总体损伤度逐渐增大。相同冲击荷载下,不同温度砂岩的损伤演化规律不同,由损伤度曲线斜率可知温度越低,损伤演化越缓慢。结合微观机理分析,0～-5℃时冰晶体的胶结力显著提高冻结砂岩强度,-5～-10℃时水冰相变产生的微裂纹导致损伤特征开始显现。总结建立了冻结砂岩在循环冲击作用下疲劳寿命预测公式,对冻结凿井爆破施工设计中围岩损伤范围和冻结壁稳定性分析具有指导意义。
2021年05期 v.41;No.181 886-894页 [查看摘要][在线阅读][下载 1730K] [引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：263 ] - 李百宏;赵鹏达;刘仡锟;
利用连续激光泵浦啁啾准相位匹配的非线性晶体(或波导),通过自发参量下转换过程可以产生超宽带频谱的纠缠光子对,称为啁啾纠缠光子对。由于其具有超宽带频谱特性因而被广泛应用于高精度量子光学相干层析、宽带量子信息处理等多个领域。但由于同时产生频率二次相位因子,导致双光子关联时间被拓宽,从而制约其在量子度量衡、量子平板印刷术及量子时钟同步等相关领域的应用,因此需要对其关联时间进行压缩,而压缩的关键是要实现相位补偿。综述啁啾纠缠光子对的产生方法和压缩方法及相关的理论和实验研究进展,对不同的压缩方法进行比较分析并总结各自的优缺点。
2021年05期 v.41;No.181 895-903页 [查看摘要][在线阅读][下载 1857K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：76 ] - 李芳蓉;牛娟;李宏伟;
为寻找廉价高效、无毒无害的印染废水处理剂,以凹凸棒土原土(NA)为主要原料,利用氢氧化钠和二硫化碳为黄原酸化剂,硫酸镁为稳定剂,以湿法改性制备得到黄原酸化凹凸棒土(XA)。以X射线衍射(XRD)分析和扫描电镜(SEM)分析表征了其晶体结构和表观形貌,结果表明凹凸棒土黄原酸化改性成功。将XA吸附剂应用于对甲基橙(MO)模拟废水处理中,XA对MO具有良好的吸附脱除性能。采用单因素试验得到其最佳脱除条件:在室温(20～25℃)、自然pH(5.10～6.20)、MO模拟废水的初始质量浓度ρ_0=300 mg·L~(-1)、XA吸附剂的加入量为3.0 g·L~(-1)、振荡吸附时间30 min的条件下,甲基橙的脱色率R高达99.83%,处理后废水中MO残余质量浓度ρ_e=0.510 0 mg·L~(-1),达到国家排放标准,且处理后沉降快速,固液分离简便。XA是一种资源丰富、价格低廉、高效无毒、环境友好的新型印染废水处理剂,其推广和应用具有良好经济效益和环境效益。
2021年05期 v.41;No.181 904-911页 [查看摘要][在线阅读][下载 1112K] [引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] |[下载次数：236 ] - 张晶园;刘昌祎;黄向东;张妮;李菁波;张涛;
基于纳米尖阵列的场致发射放电结构是微纳电离式器件的核心,能有效降低放电电压,但同时也决定该放电结构的放电电流较小难以被精确感知。对纳米尖阵列电极的电场屏蔽效应和有效发射面积的优化,是提高放电强度的有效方法,对此,利用有限元方法对N_2-O_2空间的动态电场进行数值模拟,对纳米尖阵列在不同间距下的放电过程进行仿真计算。计算发现:在纳米尖阵列中,随着纳米尖间距的增加,尖端间的屏蔽效应逐渐减弱,最终趋于各尖端独立放电的情况;并通过不同间距下尖端动态放电过程中的电子密度分布情况,对屏蔽效应进行进一步验证和说明;最后,通过探究屏蔽效应与发射面积间耦合关系对放电电流的影响,发现在纳米尖阵列中,尖端间距与尖端高度之间存在最佳比例,使纳米尖阵列的放电电流最大。研究揭示常压微电晕放电阵列电极屏蔽效应与发射面积的耦合机理,可用于调控微纳场致发射电离器件的放电效应,进而为此类器件输出性能优化提供一定的理论指导。
2021年05期 v.41;No.181 912-920页 [查看摘要][在线阅读][下载 980K] [引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：86 ] - 张龙妹;陆伟;
针对基于模型和直接匹配的城市交通时间预测方法很难有效整合影响预测的多重因素问题,提出一种基于一维卷积神经网络(Conv1d)-长短期记忆单元(LSTM)-残差网络(ResNet)的混合神经网络预测模型CLRTT。模型利用CNN和LSTM网络提取轨迹的空间和时间相关性,将影响交通时间的外部特征转化为低维向量,级联到时间预测组件的输入,通过在损失函数中引入权重系数的方法结合轨迹局部和整体预测结果,通过3层残差全连接网络得到整段路径的预测时间。针对原始轨迹的路网匹配修正能够有效提升模型预测精度,误差平均减小11%;不同时段和不同长度的轨迹预测实验结果表明,与传统的AVG和KNN类算法的模型相比,CLRTT模型预测误差MAPE在不同测度平均降低10%以上;CLRTT模型具有较好的平稳性,MAPE振幅小于15%,对较长轨迹时间预测精度提升明显。
2021年05期 v.41;No.181 921-928页 [查看摘要][在线阅读][下载 1252K] [引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：198 ] - 贺虎成;王驰;李争宝;辛钟毓;司堂堂;
针对传统线性比例积分(proportional integral, PI)控制的静止无功发生器(static var generator, SVG)响应速度慢、调节时间长、对扰动较为敏感等问题,提出静止无功发生器的自抗扰控制(active disturbance rejection control, ADRC)策略。根据自抗扰控制器的数学特征和静止无功发生器的数学模型,采用扩张状态观测器(extended state observer, ESO)对静止无功发生器模型的变量耦合项和外部扰动进行观测并补偿,设计静止无功发生器的自抗扰电流环控制器。在Matlab/Simulink完成静止无功发生器的扰动与补偿仿真,仿真结果表明,扩张状态观测器可以快速跟踪系统总体扰动,并且与传统的PI控制器相比,自抗扰控制器可有效地抑制无功电流的波动、减小调节时间。实验验证所提控制策略的有效性。
2021年05期 v.41;No.181 929-937页 [查看摘要][在线阅读][下载 1911K] [引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：239 ] - 王康;王久和;王路;
为满足低压应用场合下DC-DC变换器高效率、小尺寸和低成本等多方面需求,提出一种同时优化DC-DC变换器的功率损耗、物理尺寸和成本的方法。以低压开关槽式变换器(switched tank converter, STC)为例,在分析其工作原理基础上,首先建立元器件的功率损耗、面积和成本模型,以设计指标为约束条件,再建立一个以功率损耗、面积和成本为优化目标的变换器多目标优化模型,且优化模型中的参数可从器件数据手册查到。采用基于非支配排序引力搜索算法(non-dominated sorting gravitational search algorithm, NSGSA)改进得到的大范围改进的非支配排序引力搜索算法(large-scale improved NSGSA,LSINSGSA)求解变换器多目标优化模型。将所得优化结果与NSGSA和NSGA-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ)算法的优化结果进行比较。结果表明,提出的STC变换器多目标优化方法可以得到综合性能最优的器件组合方案,实现STC的效率、面积和成本达到折衷最优的目的,改进的LSINSGSA算法的收敛性与Pareto前沿中最优解均匀分布性均优于NSGSA和NSGA-Ⅱ。
2021年05期 v.41;No.181 938-947页 [查看摘要][在线阅读][下载 827K] [引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：91 ] - 樊运晓;韩丹丹;牛毅;杜晓涛;
安全生产行政执法是政府安全监管的一项主要职能,执法统计是应急管理部门日常执法行为的量化反映。执法统计工作不仅可以监督、促进企业落实安全生产法规,也有助于促进监管机构完善、提升法规的适宜性。中国安全生产行政执法统计制度自2002年起步,2005年开始在全国推广实施,但生产执法检查统计工作在安全监管体系中的作用和效果却鲜有研究;英国是世界上最早开展安全执法检查的国家,具有悠久的监管历史与良好的监管经验。为了有效完善中国执法检查统计机制,本文采用溯源的方法,系统分析了英国执法检查机制的产生背景、执法检查流程和执法检查统计机制;并基于执法检查统计制度的属性、执法过程中对企业风险的裁量以及执法统计指标的设定提出了改善我国安全监管执法检查统计机制的建议。研究结果表明:我国执法检查应避免不同层级执法管辖权限交叉的现象、建立可靠的执法管理模型以确保执法人员规范地行使裁量权以及从风险判定和执法目的角度完善执法统计指标。
2021年05期 v.41;No.181 948-954页 [查看摘要][在线阅读][下载 397K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：311 ] 下载本期数据