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最新刊期
2026年第60卷第5期
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专题 储能技术
350 MW级先进绝热压缩空气储能系统动态特性研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
姚尔人, 席光, 仲理科, 邹瀚森, 胡均, 张武军, 周满富, 付剑波, 华丽君
2026, 60(5): 1-11. DOI: 10.7652/xjtuxb202605001
摘要:针对压缩空气储能系统高效经济运行面临的热压高效转化与有限储气装置容积充分利用的挑战,以350 MW级先进绝热压缩空气储能系统为研究对象,引入滑压补气运行策略,降低释能过程节流损失,进而提升系统性能与储能密度,通过将系统分为储能段、释能段和系统整体3个层面,建立系统内各设备的全工况热力学计算模型,研究了不同运行模式与运行策略下系统压比、膨胀比、功率等关键参数在全运行工况域内的动态运行特性。结果表明:压缩机和膨胀机在偏离设计点运行时,压缩机后段和膨胀机后段的热力参量变化幅度均高于对应前段机组;随着滑压补气点压力的升高,系统的运行时间和能量效率均逐渐升高,表明滑压补气运行策略能够充分利用有限储气装置空间,并有效提升系统的储能密度;通过对比系统在不同运行策略下实现电力满发的热力参量动态运行特性,发现节流-滑压补气运行策略较全节流运行策略最高能够提升系统能量效率1.43%。研究结果可为350 MW级先进绝热压缩空气储能系统在工程应用中的全工况运行调控提供理论支撑。
关键词:压缩空气储能;系统性能;运行模式;动态特性;运行策略
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更新时间:2026-04-27
绝热-近等温复合压缩储能过程热-湿-压耦合动态特性研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李瑞雄, 郭子奥, 蔡旭超, 孙旭杰, 刘时进, 张宇飞, 孙昊, 王焕然, 席光
2026, 60(5): 12-23. DOI: 10.7652/xjtuxb202605002
摘要:为了进一步明确复合压缩空气储能过程的能质转换机制及提升储能过程的能量转换效率,基于压缩干空气宏观质量和能量方程,通过引入非平衡态相变传热传质模型,建立了耦合蒸发冷凝的绝热-近等温复合压缩储能过程热湿传递模型。探究储能过程工质温度、压力、湿度参量的动态演化与竞合规律,进而明确复合压缩储能过程中热湿耦合作用对系统性能的影响机制。结果表明:液体活塞近等温压缩阶段的液相蒸发受温升/压升竞争机制调控,呈现非单调变化,膨胀阶段冷凝与蒸发现象极短时间内交替发生,表现出强烈的瞬态特征;缓冲罐出口空气的状态决定了液体活塞吸气阶段初始条件,而液体活塞的排气状态影响储气罐的冷凝强度,这种串并联耦合结构使储气罐内的冷凝效应沿系统传递并被放大,每日净冷凝能力达到11586.75 g;储能过程工质蒸发与冷凝所涉及的潜热交换,显著改变了系统的热惯性与温度响应,蒸发吸热效应一定程度上延缓了气温上升,增强了过程的近等温特性,而冷凝放热效应减缓了温度下降速率,延长了中高温的持续时间;相较于绝热压缩空气储能系统,复合压缩可以提升3.15%~3.57%的系统效率。研究结果对复合压缩储能系统的运行优化具有理论指导意义。
关键词:压缩空气储能;近等温压缩;热湿耦合;蒸发冷凝;竞合规律
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更新时间:2026-04-27
空气补热型与耦合热泵型压缩空气储能系统供热能力研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李保岐, 何阳, 陈海生, 徐玉杰, 邓建强
2026, 60(5): 24-34. DOI: 10.7652/xjtuxb202605003
摘要:绝热压缩空气储能系统(A-CAES)运行过程中冷、热、电多能流强烈耦合、输出此消彼长,且相较于供电能力其供热能力不足,针对高热负荷的应用场景,提出了空气补热型(SH-CAES)与热泵耦合型(HP-CAES)两种耦合系统以强化A-CAES的供热能力。基于600户居民小区供电和供热需求,设计了3MW/22.5 MW·h的A-CAES、SH-CAES、HP-CAES3种储能系统,通过构建3种储能系统的热力学模型,比较了不同环境温度、压缩/膨胀机级数及预热水流量下3种储能系统性能。研究结果表明,在保障供电需求的情况下,SH-CAES在相对低温的高纬度环境中供热效率H
E
最高,H
E
为98.7%,较传统热电厂集中供热(CHTP)提升33.7%;HP-CAES在相对高温的低纬度环境中H
E
最高,H
E
为133.05%,较CHTP提升68.05%。随着压缩机级数、膨胀机级数及预热水流量降低,SH-CAES与HP-CAES系统对外热输出增加。经济性分析结果表明,SH-CAES与HP-CAES在低纬度时静态投资回收期较A-CAES分别缩短了20.75%与31.08%,较CHTP分别缩短了43.26%与52.28%。该研究为区域低碳、高效、经济地供热提供了新的技术路径和理论参考。
关键词:压缩空气储能系统;空气补热;热泵耦合
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更新时间:2026-04-27
储换热单元优化的液态存储压缩CO
2
储能系统性能提升
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
要可盈, 张春琳, 李梦杰, 刘占斌, 杜燊
2026, 60(5): 35-47. DOI: 10.7652/xjtuxb202605004
摘要:为了兼顾液态存储压缩二氧化碳储能技术(L-CCES)的储能效率与储能密度,采用“不补热少弃热”的系统优化设计思路,提出并优化了一种新型L-CCES系统。首先,基于建立的L-CCES系统热力学模型,结合㶲分析方法,研究了典型L-CCES系统构型下储热工质流量分配比和储热工质-二氧化碳流量比对系统热性能的影响,分析了典型L-CCES系统的㶲损情况,揭示了系统的能量转化特性。在此基础上,针对典型系统中㶲损最大的储热与换热单元,以提升储热工质的换热均匀性为优化方向,并结合工程实际,通过增设中间冷却器与优化间冷温度等改进措施,进一步提升了储能效率。研究结果表明,典型L-CCES系统储能效率为64.65%,其储换热单元㶲损最高,占比达59.7%,说明系统储热量与储热品位相互匹配是提升系统储能效率的关键。相比之下,当间冷温度优化为46℃时,新型系统储热工质换热均匀性得以提升,其储热与换热单元㶲损相比于典型系统下降了16.7%,总㶲损由218.69 MW·h下降到198.82 MW·h,储能效率提升至66.80%。该研究为L-CCES系统优化设计提供了理论指导。
关键词:压缩二氧化碳储能;液态存储;储能效率;分析;能量转化特性
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更新时间:2026-04-27
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异质裂隙内超临界CO
2
地热提取特性数值模拟研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
修文恒, 陈杰, 区永深, 张永民, 王秋旺, 杨剑, 褚雯霄
2026, 60(5): 48-58. DOI: 10.7652/xjtuxb202605005
摘要:为提升地热系统取热性能,研究了裂隙的异质性对CO
2
地热系统热提取量的影响。采用数值模拟方法,针对超临界CO
2
在干热岩异质裂隙中的渗流、传热及取热效果开展研究,探讨裂隙导流特性调控技术(FCTT)的作用机制,并对比调控前后总热能提取量的变化。模拟结果表明:渗透率空间关联长度通过改变渗流网络结构显著影响热提取效率,较大关联长度(φ≥0.50 m)易形成固化流道,导致换热区域受限,而较小关联长度(φ≤0.33 m)可使低渗透团块均匀离散分布,增强热补偿效果,使热提取过程更均匀;FCTT的调控效果呈现空间异质性,平流区大关联长度工况因长程非均质性仍出现流道固化,而小关联长度体系保持多分支流态,缓解了区域换热失衡;总热能开采量随关联长度减小而增大,当φ从1.00 m降至0.20m时,总开采量增长7.05%;FCTT调控对压裂不均匀的裂隙改善效果更显著,在φ=1.00 m的大关联长度工况下,1.5个月内的总采热量上升10.66%。研究可为基于超临界CO
2
工质的地热系统裂隙设计与取热预测提供理论依据。
关键词:异质裂隙;超临界CO
2
;数值模拟;地热提取
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更新时间:2026-04-27
天然气化学链和燃料电池耦合的氢电联产系统
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
方宇, 刘泰秀, 战俊楠, 李培晶, 李竺莲, 刘启斌
2026, 60(5): 59-70. DOI: 10.7652/xjtuxb202605006
摘要:为实现天然气低碳高效制氢的目标,针对传统蒸汽重整制氢反应温度高(高于800℃)、能量转化效率低和二氧化碳排放量高的问题,提出了一种天然气水基化学链重整制氢(CLHG)方法,并耦合固体氧化物燃料电池(SOFC)实现氢电联产。在燃料反应器中,金属氧化物在天然气和水蒸气的共同作用下被还原生成富氢气体,该气体直接进入SOFC发电,并集成微型燃气轮机(MGT)对SOFC排气进行能量梯级利用。被还原的金属氧化物经水蒸气氧化生成纯净氢气,通过空气氧化恢复初始状态并释放热量,以实现化学链自热式重整制氢。基于构建的热力学模型,对系统进行了热力学分析和不可逆损失分析。研究结果表明,在设计工况下,系统能量转化效率为69.97%,㶲效率为67.04%,CO
2
捕集率为91.39%。与传统天然气重整制氢相比,该系统将制氢反应温度由800℃以上降低至约600℃,同时显著减少了碳排放。对系统的关键过程进行了实验,验证了天然气水基化学链重整制氢系统的可行性。该研究可为天然气的高效低碳利用提供新途径,并验证了制氢与燃料电池耦合应用的可行性。
关键词:化学链重整制氢;固体氧化物燃料电池;微型燃气轮机;CO
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捕集;热力学模型
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更新时间:2026-04-27
氢化铝锂颗粒释氢反应过程热-力特性分析及其恒速释氢技术
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
陈明, 何慧之, 李智辉, 张凯, 王钰楠, 虞江, 沈逸舟, 纪维莲, 张辉, 任长, 成永红
2026, 60(5): 71-81. DOI: 10.7652/xjtuxb202605007
摘要:针对氢化铝锂水解释氢反应速度超快、难以控制的难题,从氢化铝锂颗粒与水反应基本特性研究入手,研究了氢化铝锂颗粒水解反应的热-力过程,设计了一种包含储氢材料反应料仓的恒速释氢装置,研究了氢化铝锂颗粒粒径、材料成型力、料柱直径对水解释氢特性曲线的影响。结果表明:氢化铝锂颗粒在水解反应中受到热膨胀浮力、微气泡推力、流体阻力、静水浮力、重力的作用,整个水解释氢过程包含驱动加速、阻力平衡、减速沉降3个阶段。其中,驱动加速阶段氢气迅速上升,材料颗粒受到微气泡推力占主导,推动颗粒也迅速上升;阻力平衡阶段氢气已释放、颗粒相对运动速度逐步下降,流体阻力逐步占主导,颗粒逐渐达到阻力平衡;减速沉降阶段由于反应生成物的重力大于浮力,反应生成物逐步沉降;在19.6 kN材料成型力下,筛网目数为200左右的氢化铝锂颗粒的恒速释氢效果最好。该研究为未来将氢化铝锂作为氢能载体使用提供了一种安全、有效、可控的恒速释氢的方法。
关键词:氢化铝锂;水解释氢;热-力特性分析;恒速释氢装置
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更新时间:2026-04-27
废弃含能材料与生物质共热解特性研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
全翠, 王毓芬, 高宁博
2026, 60(5): 82-90. DOI: 10.7652/xjtuxb202605008
摘要:针对废弃含能材料目前的处理方法存在污染大、能量浪费和工艺复杂等问题,基于含能材料热解放热、生物质热解吸热的特性,提出将废弃含能材料与生物质(松木屑)共混热解处理的新思路,实现两者产物高值化的同时,有效利用废弃含能材料中的能量。首先,采用固定床热解反应器探究含能材料与松木屑共热解三相产物的分布及特性。然后,建立Aspen plus共热解模型,考察含能材料与松木屑的共热解的自持性。结果表明:热解气的产率与原料中含能材料占比呈正相关,热解油与热解炭的产率则相反;CO和H
2
是含能材料与松木屑热解气的主要成分;热解油的主要成分为醛类化合物;当松木屑处理量为500 kg/h,含能材料与松木屑以质量比2:1或1:1的比例共混热解时,有望实现两者的自持共热解,每小时可节约2.00 GJ的能量(约555.56 kW·h)。
关键词:废弃含能材料;生物质;共热解;Aspen plus
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更新时间:2026-04-27
高氯酸铵和黑索金对硝酸羟胺基电控固体推进剂性能的影响
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
杨猛, 黄婉婷, 方鸣, 才佳俊, 黄印, 李门, 汤成龙, 黄佐华
2026, 60(5): 91-101. DOI: 10.7652/xjtuxb202605009
摘要:为提升硝酸羟胺(HAN)基电控固体推进剂(ECSP)的能量、导电及点火燃烧特性,以高氯酸铵(AP)和黑索金(RDX)为添加剂,制备不同电控固体推进剂。采用NASA CEA软件计算比较了4种HAN基ECSP配方的理论比冲和燃烧温度;采用交流阻抗法和同步热分析仪分别研究了4种样品的电导率和热分解过程,并在200 V电压下开展燃烧实验,获得其点火延迟时间和燃烧速度。结果表明:加入AP或RDX后,推进剂样品的理论比冲和燃烧温度均有所增加,同时放热量增加且热分解反应活化能降低;在电导率方面,添加AP使推进剂电导率增大,而添加RDX则导致电导率下降,且随RDX含量增加电导率进一步降低;在燃烧性能上,基础配方点火延迟时间为4.95 s,燃烧速度为0.35 mm/s;添加质量分数为10% AP后点火延迟时间缩短、燃烧速度增加;添加质量分数为10% RDX的样品点火提前,燃烧速度略有提升;但添加质量分数为20% RDX的样品点火困难,燃烧速度降至最低。此外,随着电压的增加,4种样品的点火延迟时间缩短,燃烧速度增加。
关键词:硝酸羟胺;电控固体推进剂;电导率;热分解;燃烧特性
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更新时间:2026-04-27
8字形盘密封螺旋泵吸入能力理论与数值模拟研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李超庆, 孙家璇, 刘笑宇, 张龙菊, 王宗明, 刘兆增, 王增丽
2026, 60(5): 102-110. DOI: 10.7652/xjtuxb202605010
摘要:作为海面溢油回收处理的优选泵送装置的8字形盘密封螺旋泵吸入能力无法准确表征,严重限制了其推广应用,结合数值模拟与理论计算,针对8字形盘密封螺旋泵吸入特性展开研究。运用ANSYS CFX浸入实体法构建了8字形盘密封螺旋泵增压流动过程的数值计算模型。分析了螺旋泵的增压流动机理,耦合啮合副结构特征和空间啮合原理,构建8字形盘密封螺旋泵吸入能力理论计算模型,准确求解其吸入能力,探究了各工况和运行参数对吸入能力的影响规律,并与传统的圆盘密封螺旋泵进行了对比。研究结果表明:8字形盘密封螺旋泵的吸入能力最小值为2.484(吸入能力大于1即满足吸入需求),最大值为3.482,且在吸入能力最小时,吸入介质的密度最大可达6000 kg·m
-3
,螺杆转速最大可达1550 r·min
-1
,与传统的圆盘密封螺旋泵相比,吸入介质的密度提高了69.5%,螺杆最高转速提高了34.8%。该研究结果可为8字形盘密封螺旋泵的设计优化与产业化应用提供参考。
关键词:8字形盘密封螺旋泵;吸入能力;浸入实体法;增压流动机理
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更新时间:2026-04-27
Voronoi图在移动粒子半隐式法中的应用
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
周子棋, 孙一颉, 孙中国, 席光
2026, 60(5): 111-119. DOI: 10.7652/xjtuxb202605011
摘要:为了优化移动粒子半隐式法的空间拓扑关系相关算法,将Voronoi图应用于移动粒子半隐式法(MPS)的邻居粒子搜索、表面粒子判定及粒子迁移3个关键环节。通过构建粒子Voronoi图并利用其拓扑关系层级进行邻居粒子搜索;针对表面粒子识别问题,提出了基于Voronoi图单元结构的判别方法;结合Lloyd松弛法与格林-高斯公式,推导出基于Voronoi图的粒子迁移方法。结果表明:相较于传统全配对方法,基于Voronoi图的粒子搜索可使效率提升159倍以上;相较于传统数密度方法,基于Voronoi图的粒子判断方法更准确,计算效率是几何判别法的43.3倍;相较于传统粒子迁移方式,基于Voronoi图的粒子迁移能够有效减小系统扰动,在保持自由液面的光滑性与无重叠特性的同时,计算效率可达6倍以上。综上所述,Voronoi图良好的空间分割特性在移动粒子半隐式法中具有良好的应用前景。
关键词:Voronoi图;MPS法;表面粒子判定;粒子迁移;邻近粒子搜索
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更新时间:2026-04-27
气膜孔缺陷对冷却性能影响不确定性量化研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
郝铭扬, 李志刚, 李军
2026, 60(5): 120-130. DOI: 10.7652/xjtuxb202605012
摘要:针对高压涡轮全气膜冷却叶片因气膜孔加工几何偏差(气膜孔几何缺陷)所导致的实际冷却性能难以量化评估的问题,提出了整体参数评估、流动参数降维、流动分区量化的三重不确定性量化策略,以实现其高效精准量化。以锥型气膜孔参数化模型为气膜孔模型,三重不确定性量化策略为不确定性表征方法,混沌多项式展开为量化算法,构建了气膜孔几何缺陷下冷却性能不确定性量化框架。以近实际运行工况的第一级进口导叶端壁为研究对象,详细阐述了所提不确定性量化策略的逐层修正的量化思想以及数理依据,并通过冷却性能统计矩表明其差异性及适用性。研究结果表明:当气膜孔几何偏差影响显著时,采取多气膜孔及独立加工的设计理念以充分利用气膜孔偏差分散性,冷却性能鲁棒性可提高30%以上。对比结果表明:在冷气射流主导工况下,流动参数降维策略不确定性预测偏差在3%以下。通过统计矩演化趋势论证了在二次流主导工况下,基于涡系/二次流的流动分区量化可实现可靠的不确定性量化。该研究结果验证了所提不确定性量化策略的准确性和可靠性,可为发展高鲁棒性的涡轮叶栅冷却布局提供高效的评估工具。
关键词:气膜孔几何缺陷;冷却性能;不确定性量化;流动参数
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更新时间:2026-04-27
630℃超超临界发电机组水冷壁T91耐热钢高温腐蚀行为及机理研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
何闯, 陈雅娜, 梁志远, 卫鹏凯, 邵怀爽, 赵钦新
2026, 60(5): 131-141. DOI: 10.7652/xjtuxb202605013
摘要:为研究耐热钢高温腐蚀行为,选取630℃超超临界发电机组水冷壁使用的铁素体耐热钢T91为研究对象,开展不同负荷运行工况下耐热钢烟气腐蚀行为研究。采用分析天平测量耐热钢腐蚀前后质量变化,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等设备表征腐蚀产物的形貌、成分及其分布。实验结果表明:500℃下耐热钢T91的腐蚀动力学曲线符合抛物线型规律,550℃和600℃下腐蚀动力学曲线在反应初期遵循抛物线型规律,分别在100 h和75 h转变为直线型规律,并且600℃下直线斜率增大,说明温度能够加速耐热钢腐蚀规律转变。耐热钢表面均呈现红褐色,表面形貌由丝状向尖晶石状和球状腐蚀产物转变。耐热钢T91表面腐蚀产物呈现3层腐蚀结构,由气体侧到基体侧腐蚀层分别为Fe-O腐蚀层(主要为Fe
3
O
4
、Fe
2
O
3
)、FeS腐蚀层、Fe-Cr-O腐蚀层(FeCr
2
O
4
)。随着温度升高,腐蚀层厚度增加,温度升高100℃氧化膜厚度增厚42.9%。腐蚀层的生长机制由以阳离子向外扩散为主导,逐渐转变为以阴离子向内扩散为主导。这一转变导致氧化膜/基体界面处形成孔隙及硫化物等缺陷,加剧了电站锅炉水冷壁失效风险。
关键词:耐热钢;高温;腐蚀行为;烟气
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更新时间:2026-04-27
数字孪生装配单元建模与质量优化控制框架研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
王蕊, 周光辉, 张超, 马东旭, 门松辰, 邹永成
2026, 60(5): 142-152. DOI: 10.7652/xjtuxb202605014
摘要:针对复杂产品装配质量保障难题,提出数字孪生正向推演、逆向溯源与靶向优化相结合的装配单元建模与质量管控方法,实现装配质量可视化仿真、预测与全流程优化管控。构建物理层、孪生层与应用层三位一体的数字孪生装配单元参考框架,揭示装配质量动态形成机理与精准调控机制;提出制造误差、装配变形和定位误差多维融合的数字孪生装配单元建模技术,解决传统仅考虑单一误差的建模方法导致的模型不准确的问题;在此基础上,研究基于雅可比矩阵与小位移旋量的装配精度预测方法,构建装配偏差主关联工序/工艺参数精准误差溯源模型,突破装配质量偏差多目标优化与调控技术,形成装配全过程的正向推演、逆向溯源与靶向优化技术体系。开发软硬件集成的数字孪生装配单元原型系统,实现在固体火箭发动机喷管装配过程中的应用验证,有效提升固体火箭发动机喷管装配过程建模精度与质量管控效率。
关键词:数字孪生装配单元;精度预测;误差溯源;质量优化
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更新时间:2026-04-27
采用多尺度Mamba架构的装备剩余寿命预测方法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
田从宝, 王兆强, 胡昌华, 樊红东, 郑子扬, 孔祥玉
2026, 60(5): 153-163. DOI: 10.7652/xjtuxb202605015
摘要:针对现有基于Mamba模型的装备剩余寿命预测方法中存在的卷积核单一固定、局部时序特征捕捉能力不足的问题,提出了一种采用多尺度Mamba架构的剩余寿命预测方法。该方法构建了多尺度Mamba与门控循环单元并行网络:多尺度Mamba通过多尺度卷积层与结构化状态空间模型协同作用,捕捉装备长期退化趋势;门控循环单元借助门控机制提取短时动态特征,实现了长短期特征互补。设计互补特征动态融合模块,通过动态门控生成权重对上述两类特征加权融合,有效抑制冗余信息并强化关键特征。利用全连接层完成退化特征映射与剩余寿命预测。在美国航空航天局的航空发动机数据集上验证,结果表明:所提方法的均方根误差优于主流模型,评分函数较最优基线模型降低22%~73%;运行效率较最新的基于Mamba模型的方法提升57.5%。所提多尺度Mamba架构为装备剩余寿命预测提供了一种兼具精度与效率的可行方案。
关键词:剩余寿命预测;Mamba模型;门控循环单元;多尺度卷积层;互补特征动态融合
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更新时间:2026-04-27
聚偏氟乙烯柔性压电式传感器的研制与应用研究
封面论文
封底论文
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AI导读
刘源, 李映君, 王桂从, 孟令源
2026, 60(5): 164-173. DOI: 10.7652/xjtuxb202605016
摘要:针对柔性传感器灵敏度低、制备工艺复杂、难以精准检测动态生理信号的问题,采用纳米纤维素(CNF)与氧化锌(ZnO)协同改性策略,通过超声波辅助分散-磁力搅拌耦合工艺优化纳米填料分布,结合溶剂蒸发法制备了厚度为0.1mm的聚偏氟乙烯(PVDF)基复合压电薄膜,并开发聚酰亚胺(PI)胶带柔性封装工艺,构建可穿戴传感器件。实验表明,该传感器在0~700 Pa压力范围内呈线性响应,拟合优度R
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达到0.983。电压灵敏度达1.1676 V/kPa,相较于PVDF柔性传感器提高了30.6%。响应、恢复时间分别为13、204 ms,且成功实现了人体手腕与手肘运动、颈动脉搏动及鼻息振动等多频生理信号的高保真捕获。研究证实CNF/ZnO协同增强机制可显著提升PVDF压电性能,为可穿戴生理信号监测提供了新材料解决方案。
关键词:聚偏氟乙烯;纳米纤维素;氧化锌;柔性压力传感器;生理信号监测
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更新时间:2026-04-27
采用
d-q
同步旋转坐标系的永磁同步电机无位置传感器控制
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
宋哲, 周威宏, 肖曦
2026, 60(5): 174-184. DOI: 10.7652/xjtuxb202605017
摘要:在永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统中,针对传统基于α-β两相静止坐标系的滑模观测器(SMO)存在转速和转子位置估计误差较大的问题,提出了一种基于d-q同步旋转坐标系的PMSM无位置传感器控制方法。根据改进快速超螺旋算法设计了基于d-q坐标系的快速超螺旋滑模观测器(FST-SWO),实现对转速和转子位置的估计,减小了抖振和估计反电动势中的纹波。为了消除观测位置角的相位波动和漂移问题,构建了基于d-q坐标系的锁相环提取估计信息,避免了低通滤波器的使用和位置误差重构,提高了动态性能和观测精度。针对控制延时、安装误差和参数时变等非理想因素,在d-q坐标系下采用智能变步长爬山法对观测的误差角进行寻优补偿,进一步提高了观测精度。实验结果表明,该方法能够实现转速和转子位置的精确观测,与传统基于α-β坐标系的SMO相比,在稳态运行时,速度波动和谐波含量分别降低了33.33%和26.07%,位置观测精度提高了40%,在动态运行时,速度突增突减的调节时间分别缩短了78.18%和72.73%,展现出较好的动静态性能。
关键词:永磁同步电机;快速超螺旋;滑模观测器;变步长爬山法;d-q坐标系
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更新时间:2026-04-27
适用于海上风电低频变压器的保护方法研究
封面论文
封底论文
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AI导读
高淑萍, 贾淘惠, 宋国兵, 王晨清, 权喆, 周永宁
2026, 60(5): 185-193. DOI: 10.7652/xjtuxb202605018
摘要:针对柔性低频输电系统中的变压器差动电流波形畸变导致传统二次谐波制动原理失效的问题。提出一种基于经验模态分解(EMD)与时域投影面积的低频变压器保护新方法。该方法首先利用EMD将差动电流自适应分解为一系列本征模态函数(IMF)及残余分量;随后计算各IMF分量的时域投影面积,构建故障识别特征量;最后结合理论分析设定判据阈值,实现励磁涌流与区内故障电流的准确识别。基于PSCAD/EMTDC搭建海上风电柔性低频输电系统模型并开展仿真验证。结果表明:所提方法在故障后60 ms内即可完成准确识别,可靠性明显优于传统方法。在0°~90°不同合闸角,3%、5%、7%典型谐波畸变率及20、25、30 dB高斯白噪声等干扰条件下均未出现误判。提出的方法有效克服了传统方法的缺陷,具有较强的鲁棒性,为海上低频输电系统变压器保护提供了一种可行的方法。
关键词:柔性低频输电系统;低频变压器保护;励磁涌流;经验模态分解;时域投影
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更新时间:2026-04-27
利用深度度量学习提取差动电流非涌流特征的变压器保护方法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
何安阳, 焦在滨
2026, 60(5): 194-205. DOI: 10.7652/xjtuxb202605019
摘要:为了避免励磁涌流对变压器故障识别的不利影响,提出一种利用改进深度度量学习提取差动电流非涌流特征的变压器智能保护方法。首先,受电力专家能够通过波形比较区分差动电流涌流部分和非涌流部分的启发,提出利用改进深度度量学习框架,以成对差动电流图像作为输入,最小化网络提取的正常差动电流与励磁涌流特征的差异以实现非涌流特征提取。其中,改进深度度量学习框架通过引入相似性鉴别损失,以避免经典深度度量学习损失中参数难以人工选取的问题。然后,基于提取的差动电流非涌流特征训练故障识别模块并构建变压器智能保护方法。最后,通过仿真及实验数据进行测试验证。结果表明:所提保护方法能够忽略励磁涌流干扰准确识别区内故障,对噪声、故障变压器合闸、电流互感器饱和、过励磁等场景均具有良好的适应性,其在各仿真场景下准确率均为100%,在实验场景下准确率达到99.20%,且满足变压器保护动作时间要求。
关键词:变压器保护;差动电流;励磁涌流;深度度量学习
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更新时间:2026-04-27
采用热路模型参数辨识的油浸式配电变压器绕组温升预测方法
封面论文
封底论文
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AI导读
温国豪, 李佳玲, 张凡, 张贺斌, 陈泓韬, 郑志曜, 于丛维, 胡于家, 汲胜昌
2026, 60(5): 206-216. DOI: 10.7652/xjtuxb202605020
摘要:为解决油浸式配电变压器温升试验时间长、效率低的问题,提出了一种采用热路模型参数辨识预测油浸式配电变压器绕组温升的方法。基于热电类比原理,构建包含铁芯和高、低压绕组损耗的油浸式配电变压器5阶热路模型。为获得热路参数,该研究引入扩展卡尔曼滤波算法,结合5阶热路模型并利用2h实测数据,实现对热路参数的动态辨识。通过数值求解得到顶层油,高、低压绕组温升曲线,实现温升预测的目的。研究结果表明:辨识得到400 kV·A变压器的低压绕组、高压绕组、油和油箱的热容分别约为66.1、110.1、255.7和125.6 kJ·K
-1
,低压绕组-油、高压绕组-油、油-油箱、油箱-空气的热阻分别约为8.76、6.61、0.56和10.96 mK·W
-1
,各参数波动范围小于10%;高压绕组-油热阻随变压器容量的提高显著降低,400 kV·A时为6.61 mK·W
-1
,800 kV·A时降至4.00 mK·W
-1
;额定损耗功率下,400、630及800 kV·A变压器顶层油稳态温升预测的相对误差最大值为4.86%,最大绝对误差为2.6 K;基于不同损耗功率下的预测结果表明,1.0倍总损耗功率下的预测误差低于2 K,0.5倍总损耗功率下因参数在低温升区间的非线性偏移,误差增至7.3 K。所提方法可用于油浸式配电变压器温升的快速检测与评估。
关键词:油浸式配电变压器;5阶热路模型;扩展卡尔曼滤波;温升预测
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更新时间:2026-04-27
面向变形滑翔飞行器的智能变形决策方法
封面论文
封底论文
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王滔鋆, 孟凡一, 陈刚
2026, 60(5): 217-225. DOI: 10.7652/xjtuxb202605021
摘要:为了充分发挥变形滑翔飞行器(MGV)相较于传统固定构型飞行器在航程、速度及环境适应性方面的显著优势,解决多物理场耦合下的最优变形构型决策难题,提出一种基于深度强化学习的智能变形决策方法。首先,利用深度神经网络构建翼面变形与气动性能的代理模型,实现了从变形动作到气动数据的端到端快速映射;然后,结合飞行器纵向运动模型建立强化学习框架,并通过算法性能对比,选用近端策略优化(PPO)算法构建智能决策模型,实现了气动/变形/弹道交叉耦合下的自主策略学习;最后,在训练范围外的拉偏环境中进行全流程仿真实验验证。结果表明:所提方法能够综合气动、变形、弹道耦合影响进行智能变形决策,使MGV终端射程增加7.304%,并能有效维持较高的升阻比飞行状态;同时,拉偏测试证明了该方法在不确定环境下依然具备良好的可行性与泛化能力。
关键词:变形滑翔飞行器;智能变形决策;深度强化学习
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更新时间:2026-04-27
P&IDSeg-Net:一种面向管道仪器图的轻量化分割网络
封面论文
封底论文
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王晨曦, 杨婷婷, 张涛, 邹雨辰, 邵会凯, 钟德星
2026, 60(5): 226-236. DOI: 10.7652/xjtuxb202605022
摘要:为了提高管道和仪器图(P&ID)智能分割的性能,提出了一种用于图纸分割的轻量化网络P&IDSeg-Net。首先,设计了通道减半的非局部注意力模块,在深层特征空间建立全局依赖,解决了图纸中管道与仪器的结构混淆问题;其次,用特征加法融合代替通道拼接进行跳跃连接,进一步减少参数量,适应小规模数据集;然后,基于P&ID中管道区域的低灰度特性,构建了视觉提示词启发的灰度掩膜加权损失,使网络聚焦前景关键区域;最后,收集和手工标注了P&ID_Pipe数据集,并在该数据集上进行了大量的实验。结果表明:所提出的P&IDSeg-Net网络仅需2.181×10
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的参数量,轻量化优势突出,同时平均交并比达到77.40%,相比于主流的分割方法,能够获得更优的性能。
关键词:图纸分割;非局部注意力;视觉提示词;轻量化网络
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更新时间:2026-04-27
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