液冷数据中心余热驱动的“热泵-跨临界CO_(2)发电”卡诺电池热力性能分析 被引量：1

1

作者 谭鋆 丁若晨 +4 位作者 周晓宇 蔺新星 苏文 徐波 吴宏 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第4期1471-1480,共10页

为回收液冷数据中心余热并促进可再生能源下的绿色数据中心发展,本工作提出了一种液冷数据中心余热驱动的“热泵-跨临界CO_(2)发电”卡诺电池热力系统,并建立了相应的热力学模型,以评估不同工况下系统的热力性能。结果表明,在设计工况下... 为回收液冷数据中心余热并促进可再生能源下的绿色数据中心发展,本工作提出了一种液冷数据中心余热驱动的“热泵-跨临界CO_(2)发电”卡诺电池热力系统,并建立了相应的热力学模型,以评估不同工况下系统的热力性能。结果表明,在设计工况下,当储能容量为100 kW×5 h,热泵工质采用R245fa时,热泵COP可达5.23,基于热泵供热的发电效率达13.28%,卡诺电池的往返效率为67.64%。进一步,本工作研究了关键运行参数对系统性能的影响规律,发现系统的往返效率随热泵蒸发器过热度的增加而提升,随高低温水箱温度、发电循环泵出口压力和冷凝温度的增加而下降。其中,当发电循环的冷凝温度低于18℃时,系统的往返效率可超过100%。此外,本工作还对系统运行参数的敏感性进行了分析。结果表明,发电循环冷凝温度对系统往返效率的影响最显著。 展开更多

关键词 卡诺电池 热泵 跨临界CO_(2)发电 液冷数据中心 余热回收

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压缩CO_(2)储能技术研究现状及发展趋势 被引量：1

2

作者 关苏敏 钟声远 +5 位作者 李翰宸 丁若晨 苏文 蔺新星 汤正阳 杜娟 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第1期240-254,共15页

作为一种新型的压缩储能技术,压缩CO_(2)储能近年来受到学术界及企业界的广泛关注,可满足我国大规模长时储能的需求,具有良好的发展前景。对此,本文从压缩CO_(2)储能系统、CO_(2)存储装置两方面梳理了该技术的研究现状。结果表明,现有压... 作为一种新型的压缩储能技术,压缩CO_(2)储能近年来受到学术界及企业界的广泛关注,可满足我国大规模长时储能的需求,具有良好的发展前景。对此,本文从压缩CO_(2)储能系统、CO_(2)存储装置两方面梳理了该技术的研究现状。结果表明,现有压缩CO_(2)储能系统主要分为5类,即低压罐超临界/高压罐超临界储能、低压罐液态/高压罐超临界储能、低压罐气态/高压罐超临界储能、低压罐液态/高压罐液态储能、低压罐气态/高压罐液态储能。理论研究主要在于系统性能的稳态分析,鲜有系统全工况的动态特性分析,而示范项目则多采用高压液态-低压常压柔性存储的储能方案。对于CO_(2)存储装置,主要有地下咸水层、地下盐穴、柔性储气棚、吸附储气床、储气罐及储液罐,其中柔性储气棚、储气/液罐已有工程应用,但储气棚体积巨大,而储罐内CO_(2)在充放电过程中的热力特性仍需进一步研究。在此基础上,本文介绍了压缩CO_(2)储能系统未来发展的趋势。一方面,压缩CO_(2)储能涉及多种能源形式,可与外界冷热源及其他热力系统耦合,以满足负荷侧冷热电储的需求,提高系统整体能效水平。另一方面,可引入有机工质与CO_(2)混合,解决低压CO_(2)液态存储的易结干冰、系统压比较低的问题,从而实现高低压液态存储,以极大提高压缩储能密度。 展开更多

关键词 压缩CO_(2)储能 CO_(2)存储装置 多能系统 CO_(2)混合工质

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孤网模式下水电机组智能鲁棒控制 被引量：4

3

作者 陈金保 张智 +3 位作者 郑阳 王俊青 肖志怀 李广 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期111-120,共10页

针对孤网模式下水电机组PID控制策略鲁棒性差的缺点,设计了适用于非线性水轮机调节系统(hydraulic turbine regulating system,HTRS)的基于状态动态测量、反馈线性化和改进黏菌算法(improved slime mold algorithm,ISMA)的智能鲁棒控制... 针对孤网模式下水电机组PID控制策略鲁棒性差的缺点,设计了适用于非线性水轮机调节系统(hydraulic turbine regulating system,HTRS)的基于状态动态测量、反馈线性化和改进黏菌算法(improved slime mold algorithm,ISMA)的智能鲁棒控制器(intelligentrobustcontroller,IRC),以实现对水电站全工况实时最优控制。首先,充分考虑水轮机非线性、随动系统限速环节和高阶发电机特性,构建非线性、复杂HTRS数值仿真模型,并引入系统跟踪偏差的积分,推导出了孤网模式下考虑系统跟踪偏差的HTRS高阶状态空间方程模型。然后,结合高阶状态空间方程和H∞控制实现了HTRS鲁棒控制。进一步,基于ISMA对H∞控制器参数进行智能寻优。最后,结合某电站真实数据构建非线性、复杂HTRS仿真平台,验证了所提控制策略对系统参数和工况的敏感性、频率扰动下的强鲁棒性。 展开更多

关键词 水电机组 孤网模式 H_∞控制 改进黏菌算法 智能鲁棒控制

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水库峡谷区北斗/GNSS变形监测方法对比分析与精度评估 被引量：2

4

作者 齐智勇 毛延翩 +6 位作者 方荣新 胡星辉 汤正阳 谭大文 都旭煌 侯春尧 叶世榕 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2025年第3期239-243,278,共6页

基于溪洛渡水电站的可移动北斗变形监测系统,利用GNSS测站水平变形模拟实验,开展静态差分、事后动态差分(PPK)和动态精密单点定位(PPP)3种方法对比分析与形变监测精度评估。结果表明,单BDS与GPS+BDS双系统的观测精度相当,在3种解算方法... 基于溪洛渡水电站的可移动北斗变形监测系统,利用GNSS测站水平变形模拟实验,开展静态差分、事后动态差分(PPK)和动态精密单点定位(PPP)3种方法对比分析与形变监测精度评估。结果表明,单BDS与GPS+BDS双系统的观测精度相当,在3种解算方法中,静态差分精度最高,双系统和单BDS的外符合精度分别优于0.5 mm和0.7 mm,基线差分方法通过24 h长时序观测能够更加有效地消除坝区水汽干扰和电离层及多路径误差;动态PPK双系统和单BDS结果的最大误差分别为0.5 mm和1 mm,动态PPP分别为1.7 mm和1 mm,说明PPK和PPP也能获得精度接近1 mm的形变监测结果,具有较大的应用潜力。 展开更多

关键词 大坝变形监测 北斗 差分定位 精密单点定位

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基于多源信息融合的船舶撞击弧形闸门风险评估 被引量：1

5

作者 张超怡 陈星 +3 位作者 张启灵 邢喜旺 李端有 李明 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第S1期534-542,共9页

随着内河航运的快速发展,各类水利设施面临船舶撞击的风险日益增大。相比于大坝等大体积混凝土挡水结构,闸门结构尺寸相对单薄,在遭受船撞后失效的风险更高,是挡水一线的薄弱环节,当前尚无成熟的方法定量评估闸门的船撞失效风险。针对... 随着内河航运的快速发展,各类水利设施面临船舶撞击的风险日益增大。相比于大坝等大体积混凝土挡水结构,闸门结构尺寸相对单薄,在遭受船撞后失效的风险更高,是挡水一线的薄弱环节,当前尚无成熟的方法定量评估闸门的船撞失效风险。针对弧形闸门,以有限元数值模拟结果作为评价数据输入,提出一种基于组合权重、云模型和D-S证据理论的多源信息融合评估方法,开展了闸门结构的风险评估研究。结果表明:船舶吨位200~3 000 t、船速1~8 m/s时,闸门遭受船撞后的失效风险等级为Ⅱ级,撞击后存在一定的质量隐患,但不会影响其安全运行。该方法能够直观呈现闸门风险等级,实现了失效风险的定量评估,评估结果可为水利基础设施通航安全管理及应急预案的制定提供科学依据。 展开更多

关键词 弧形闸门 船舶撞击 云模型 组合赋权法 D-S证据理论 数值模拟 多源信息

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基于RSAN和EEMD的MKSVM多模态融合旋转机械故障分类 被引量：1

6

作者 刘东 谭鋆 +2 位作者 龙小波 赵杰 赵志高 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期290-302,共13页

针对真实场景下旋转机械的故障振动信号存在样本数量不足和具备较强复杂性的问题,思考单一模态下故障诊断的限制,提出一种基于残差空间注意力网络(residual spatial attention network, RSAN)和集合经验模式分解(ensemble empirical mod... 针对真实场景下旋转机械的故障振动信号存在样本数量不足和具备较强复杂性的问题,思考单一模态下故障诊断的限制,提出一种基于残差空间注意力网络(residual spatial attention network, RSAN)和集合经验模式分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)的多核支持向量机(multi-kernel support vector machine, MKSVM)多模态融合旋转机械故障分类方法。首先,对原始数据进行小波阈值去噪处理,将降噪的一维信号转化为二维递归图;然后,设计RSAN结构,输入训练集的递归图进行训练,捕获故障信号的递归特征;随后,计算EEMD的固有模态函数(intrinsic mode function, IMF)的样本熵,基于其变异系数来选取故障信号的时域特征;最后,利用MKSVM对多模态特征向量进行高维映射和融合,完成旋转机械的故障分类。结果表明,在少样本的转子和轴承故障数据上准确率分别达到100.0%和98.3%,证明该方法具备良好的可行性。 展开更多

关键词 故障诊断 残差网络 注意力机制 支持向量机 特征融合

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主轴变速下杂质颗粒对水润滑赛龙船艉轴承热弹流润滑性能影响分析 被引量：1

7

作者 李湧博 向艾军 +6 位作者 张智 徐波 何佳 宋琦 王优强 赵涛 徐莹 《船舶力学》 北大核心 2025年第1期73-84,共12页

水润滑轴承的润滑剂中混入泥沙杂质颗粒会使轴承的工作环境变得恶劣,降低轴承的润滑性能。为研究水润滑轴承在水中含杂质颗粒条件下的弹流润滑性能,采用多重网格法分析不同主轴变速形式、不同杂质颗粒尺寸和形状对水膜最大压力和最小膜... 水润滑轴承的润滑剂中混入泥沙杂质颗粒会使轴承的工作环境变得恶劣,降低轴承的润滑性能。为研究水润滑轴承在水中含杂质颗粒条件下的弹流润滑性能,采用多重网格法分析不同主轴变速形式、不同杂质颗粒尺寸和形状对水膜最大压力和最小膜厚的影响,并与纯水润滑条件进行对比。结果表明:主轴三种变速形式中,正弦加速和余弦减速对轴承的润滑性能最有利;杂质颗粒的存在会令润滑水膜的最大压力增大、最小膜厚降低;杂质颗粒的尺寸越大,形状越接近圆形,形成的润滑水膜厚度越低,压力也越大;杂质颗粒的存在会造成压力骤变从而在水膜中逸出气泡,形成气穴现象。 展开更多

关键词 水润滑 赛龙轴承 杂质颗粒 多重网格法 主轴变速

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基于FEM-IBIEM的河谷坝址地震动输入方法及地震动场模拟研究

8

作者 王飞 刘云贺 +3 位作者 李虎 薛炳 牟猷 宋志强 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期244-253,共10页

地震动输入是大坝抗震安全分析的基础,然而目前地震动输入尚未合理考虑河谷散射效应对大坝动力响应的影响。将河谷场地总运动场分解为平坦半空间自由场和河谷散射场分别求解,采用间接边界积分方程法求解河谷场地散射场,将其与平坦半空... 地震动输入是大坝抗震安全分析的基础,然而目前地震动输入尚未合理考虑河谷散射效应对大坝动力响应的影响。将河谷场地总运动场分解为平坦半空间自由场和河谷散射场分别求解,采用间接边界积分方程法求解河谷场地散射场,将其与平坦半空间自由场叠加获得河谷场地总运动场(地震动场),通过封闭解验证了间接边界积分方程法的精度。进而,采用有限元法模拟河谷场地内部,同时将河谷地基截断边界处总运动场转换为等效地震输入荷载,建立了总运动场结合黏弹性人工边界的波动输入方法。应用基于有限元法-间接边界积分方程法建立地震波动输入方法,数值求解了梯形河谷场地地震动场,分析了自由场波动输入和总运动场波动输入下河谷动力响应的差异。结果表明:自由场波动输入下河谷关键位置位移峰值、波形与精确解存在较大偏差,水平和竖向位移最大误差分别达15.6%、29.3%;总运动场波动输入下位移峰值、波形与精确解拟合良好。该研究建立的波动输入方法计算精度高,合理考虑了河谷散射效应,为更准确地预测河谷上大坝动力响应提供了基础。 展开更多

关键词 河谷 散射效应 间接边界积分方程法 地震动输入 总运动场

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大型水轮机组推力轴承材料与结构及其润滑性能研究进展

9

作者 杨子毅 汤正阳 +4 位作者 薛炳 李湧博 李虎 向艾军 王优强 《表面技术》 北大核心 2025年第20期28-43,共16页

随着中国的能源结构向绿色低碳转型,水电作为清洁能源的重要组成部分,其核心设备水轮机的可靠性和效率备受关注。推力轴承作为水轮机组中承受轴向载荷的关键部件,其润滑性能直接影响机组的运行稳定性。系统综述了大型水轮机组推力轴承... 随着中国的能源结构向绿色低碳转型,水电作为清洁能源的重要组成部分,其核心设备水轮机的可靠性和效率备受关注。推力轴承作为水轮机组中承受轴向载荷的关键部件,其润滑性能直接影响机组的运行稳定性。系统综述了大型水轮机组推力轴承及其润滑性能的研究进展,介绍了推力轴承及其静压顶升装置的结构特点,分析了刚性支柱螺栓支撑、弹簧簇支撑、弹性油箱支撑、弹性橡胶垫支撑、弹性圆盘支撑和弹性柱销簇支撑等类型推力轴承的优缺点及其适用工况;对比了巴氏合金、聚四氟乙烯(PTFE)和聚醚醚酮(PEEK)等推力轴瓦材料的性能,并探讨了其在力学性能、热学特性及润滑性能方面的优劣。此外,详细阐述了基于Reynolds方程的热流体动力润滑(THD)和热弹性流体动力润滑(TEHD)分析方法,以及基于计算流体力学(CFD)的润滑特性研究进展,并总结了这些方法在推力轴承润滑特性研究中的应用现状及局限性。最后,从支撑结构优化设计、新型复合材料研发、多尺度润滑机理研究和润滑系统智能运维等角度,对未来大型水轮机组推力轴承的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 大型水轮机组 推力轴承 支撑结构 静压顶升装置 轴瓦材料 润滑特性分析

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气候变化对王家坝流域极端洪水发生频率的影响

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作者 纪毅 李雨晴 +3 位作者 蔡思宇 李佳浩 张楷则 吴梦琪 《东北农业大学学报》 北大核心 2025年第4期89-101,共13页

针对气候变化对淮河流域极端水文事件的影响,运用WetSpa水文模型结合CMIP6气候模型(GCMs)和统计降尺度模型进行预测分析。结果表明:WetSpa模型对淮河王家坝流域具有较高的模拟精度,纳什效率系数(NSE)在子流域参数分区均达到0.7以上。通... 针对气候变化对淮河流域极端水文事件的影响,运用WetSpa水文模型结合CMIP6气候模型(GCMs)和统计降尺度模型进行预测分析。结果表明:WetSpa模型对淮河王家坝流域具有较高的模拟精度,纳什效率系数(NSE)在子流域参数分区均达到0.7以上。通过日尺度偏差校正(DBC)GCM偏差后,未来气候变化情景下,对降水和温度模拟结果更为可靠。预测结果表明:在2031—2060年和2071—2100年,年最大1日洪量(AMX1d)与年最大7日洪量(AMX7fv)预计将出现相似趋势;在SSP5-8.5情景下,增加趋势的可能性最大;相比之下,在SSP2-4.5情景下,增加趋势的可能性较小。AMX1d和AMX7fv的预测范围,在4个GCM的不同未来情景下显示出相对较大的可变性;但多数模型均预测,这2个未来时段的洪量较基线时段将有所增加。 展开更多

关键词 极端洪水 降水 温度 CMIP6 WetSpa

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基于损伤和断裂力学模型的充水保压蜗壳结构数值模拟对比分析

11

作者 景蓓 张玲丽 +1 位作者 张启灵 高晓峰 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第10期212-218,共7页

抽水蓄能电站蜗壳结构在运行期会承受循环内水压力作用,导致其外围混凝土面临疲劳损伤风险,影响组合结构的耐久性,当前常用的基于损伤力学框架的数值模拟方法无法考虑上述问题。以阳江抽水蓄能电站充水保压蜗壳结构某子午断面为例建立... 抽水蓄能电站蜗壳结构在运行期会承受循环内水压力作用,导致其外围混凝土面临疲劳损伤风险,影响组合结构的耐久性,当前常用的基于损伤力学框架的数值模拟方法无法考虑上述问题。以阳江抽水蓄能电站充水保压蜗壳结构某子午断面为例建立轴对称数值模型,在ABAQUS平台上分别采用基于连续介质假定的损伤力学模型和基于扩展有限元法的线弹性断裂力学模型,研究钢蜗壳外围混凝土的损伤和开裂情况及钢衬的应力分布特征。结果表明:采用两种方法计算得到的混凝土损伤和裂缝发展区域分布规律相似,钢衬应力计算结果基本吻合,验证了以扩展有限元法为基础的断裂力学在模拟蜗壳大体积混凝土结构损伤开裂的可靠性,为混凝土的疲劳分析和寿命预测提供了可行的技术路径。 展开更多

关键词 充水保压蜗壳 数值模拟 损伤力学 断裂力学 扩展有限元

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基于CO_(2)混合工质的压缩储能系统性能

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作者 王斌 谭鋆 +4 位作者 李凤合 蔺新星 关苏敏 丁若晨 苏文 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第6期2391-2404,共14页

为了提高压缩储能系统的储能密度,同时解决CO_(2)难以冷凝的问题,本工作提出了一种基于CO_(2)混合工质的压缩储能系统,在高低压侧CO_(2)混合工质均以液相的形式存储。构建了系统在稳态工况下的热经济模型,探讨7种CO_(2)混合工质(CO_(2)/... 为了提高压缩储能系统的储能密度,同时解决CO_(2)难以冷凝的问题,本工作提出了一种基于CO_(2)混合工质的压缩储能系统,在高低压侧CO_(2)混合工质均以液相的形式存储。构建了系统在稳态工况下的热经济模型,探讨7种CO_(2)混合工质(CO_(2)/R32、CO_(2)/R41、CO_(2)/R22、CO_(2)/R125、CO_(2)/R143a、CO_(2)/R601和CO_(2)/R601a)的系统适应性,并优选出最佳的CO_(2)混合工质和组分配比,揭示关键运行参数对系统性能的影响。结果表明,随着CO_(2)质量分数的增加,系统的储能效率和?效率均有所提升,其中CO_(2)/R41、CO_(2)/R32和CO_(2)/R22的表现较优,且对CO_(2)质量分数的敏感性较低。在7种混合工质中,CO_(2)/R41(0.65/0.35)在设计工况下展现出最佳的热经济性,计算得到系统的储能效率和?效率分别为59.12%和53.11%;系统所需高低压储罐体积分别为5217.65m^(3)和2787.39 m^(3),得到储能密度为9.36 kWh/m^(3);系统投资成本为134.06×10^(6)元,投资回收期为6.59 a。此外,对于压缩CO_(2)/R41(0.65/0.35)储能系统,随着高压储罐温度的增加,储能效率和?效率线性提升,投资成本呈现先降后升的趋势;而低压储罐温度的升高导致储能效率和?效率下降,投资成本和投资回收期上升。 展开更多

关键词 CO_(2)混合工质 压缩储能 性能分析

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汛期水库调度对小江水华的影响 被引量：3

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作者 黄宇波 曹光荣 +3 位作者 范向军 杨霞 舒卫民 毕永红 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第1期52-58,74,共8页

为研究三峡水库汛期调度对支流水华的抑制效果,于2022年6月24日—7月3日,跟踪监测三峡水库调度前期、调度期、调度后期代表性支流小江的藻类群落结构与水体理化因子,采用Kruskal-Wallis秩检验分析调度前后的水环境变化,采用Pearson相关... 为研究三峡水库汛期调度对支流水华的抑制效果,于2022年6月24日—7月3日,跟踪监测三峡水库调度前期、调度期、调度后期代表性支流小江的藻类群落结构与水体理化因子,采用Kruskal-Wallis秩检验分析调度前后的水环境变化,采用Pearson相关分析和逐步回归分析探究藻类与环境因子的关系,采用RDA分析探究不同环境因子对藻类群落结构变化的贡献度,构建结构方程模型解析水库调度对水华的影响。结果显示,调度前期小江常年回水区发生蓝藻水华,以叶绿素a浓度表征的藻类生物量最高达到58.33μg/L;通过调度水位抬升后,藻类生物量降至6.41μg/L。回水区水温、pH值、总氮(TN)浓度降低,总磷(TP)浓度、硝酸盐(NO_(3)^(-)N)浓度升高(p<0.01);逐步回归分析结果表明藻类生物量受水位变化过程中的TN、NO_(3)^(-)-N、磷酸盐(PO_(4)^(3-)-P)、水温、电导率(Cond)和化学需氧量(COD)的影响,共解释了79%的生物量变化。结构方程模型表明,水位抬升能降低COD浓度,显著降低支流水体的叶绿素a含量。研究结果表明通过适当的水库调度能够有效抑制三峡支流水华,这可为水库生态环境管理和保护提供依据和新的解决方案。 展开更多

关键词 汛期水库调度 水华 Kruskal-Wallis秩检验 RDA 小江

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