架空管道停输介质温度分布的影响因素分析

考虑环境温度、对流换热系数、初始温度和析蜡潜热等因素的影响,研究热油管道停输过程中介质的径向温度场分布及变化规律,对确定安全停输时间具有重要的指导作用。本文建立了架空热油管道停输径向传热物理模型及数学模型,利用FLUENT软件模拟了架空管道停输温降过程特定半径处温度变化过程。该方法能够确定不同半径处原油凝固时刻,为管道维修争取更多的时间。     

响应面方法计算HTR-10余热排出系统物理过程的失效概率

在核电站安全研究中，概率安全评价方法已经得到了广泛的应用.但是对于采用非能动设计的核电站系统，其可靠性分析的研究还处于初级阶段.非能动系统的失效不但要考虑常规可靠性分析中考虑的设备失效，还要考虑物理过程的失效.物理过程失效概率的计算方法和能动系统可靠性分析方法完全不同.本文给出物理过程失效的数学描述，介绍了一次二阶矩法、响应面方法，并且应用响应面方法计算了清华大学核能技术设计研究院10MW高温气冷实验堆(HTR-10)余热排出系统失效概率的近似值. 关键词： 概率安全评价 非能动系统 可靠性 响应面     

海底混输管道停输和再启动瞬态流动规律研究

本文采用大型实验环道模拟和OLGA软件结合探索海底混输管道在停输和再启动过程中的瞬态流动规律.实验模拟表明气液同时停输过程中没有出现过减现象;在保持气量不变的情况下,将液量突然增加,会出现压力过增现象.OLGA软件模拟表明在停输过程中,管线沿线温度下降,可能出现水合物;再启动过程中,平台终端的液量波动幅度很大;停输过程中,整条海底管线的总持液量不断减小,但幅度不大,再启动过程中,总持液量急剧增大,之后又重新达到稳定.     

含蜡原油乳状液触变性研究

触变性是含蜡原油管道停输再启动压力计算和原油可泵性评价的重要基础资料,为了确定油水混输海底管道的停输再启动特性,必须掌握含蜡原油乳状液的触变性.本文在脱水含蜡原油触变性研究的基础上,对含蜡原油油包水乳状液的触变性进行了研究,发现含蜡原油乳状液的触变趋势与脱水原油类似;建立了一个描述含蜡原油乳状液在恒定剪切速率作用下剪切应力衰减这一触变行为的数学模型.用最小二乘法对本文和文献中的实验数据进行拟合,结果表明,该模型能够较准确地描述在恒定剪切速率作用下剪切应力衰减的触变行为,不仅适用于含蜡原油乳状液,对脱水含蜡原油和化学剂改性含蜡原油也适用,与其他触变模型相比,该模型具有参数较少、计算方便等优点.     

一类分时冗余系统的累伤可靠性模型及其参数估计

在不考虑部件每一次修如新的条件下,给出了物理系统状态失效时间的一种等效方法,建立了需要周期更换部件状态的分时冗余系统的累积损伤可靠性模型,并基于Weibull分布对相应模型参数进行了估计,并给出了一个用于评价系统可靠性的仿真方法. 为验证模型与仿真方法的有效性,对一个1/3型机械系统的可靠性进行了分析. 关键词： 分时冗余系统 可靠性 累积损伤模型 物理失效     

基于原油最高温度点变化规律分析停输相变传热

采用分区法数学模型,利用等价比热容法处理析蜡潜热问题,追踪停输相变过程中管道内原油最高温度点位置的变化轨迹,确定管道内原油最终凝固位置,提出管道内原油全凝的判断依据。基于最高温度点位置的变化规律将传热过程分为四个阶段,重点讨论了各阶段中自然对流、潜热释放、传热方式转化对最高温度位置点变化的影响,结合Ra数变化分析了自然对流换热影响从强到弱的变化过程。深入探讨了停输相变过程中管道内固相率的变化及不同位置处原油温降曲线的特点。     

随机阈值冲击模型金属化膜脉冲电容器可靠性分析

基于惯性约束聚变强激光装置中金属化膜脉冲电容器"自愈"的失效机理,提出了更为适合的冲击模型金属化膜脉冲电容器可靠性评估方法。现有的加速退化试验中,失效阈值往往是事先确定的,但考虑可靠性产品个体差异及环境影响的不同,这是不合理的,针对此问题提出了基于随机阈值的冲击模型金属化膜脉冲电容器退化建模的方法。由于模型过于复杂,采用MCMC方法进行参数估计。最后通过对电容器的仿真实验,将随机阈值下的评估结果与固定阈值的情况相对比,说明了该模型和方法的合理性,并进一步分析了不同的阈值分布均值和方差对产品可靠性的影响。     

多相混输管道水合物预测及控制动态试验研究

应用轮式流动模拟器可以模拟多相混输管道的生产实际工况,通过监测流动模拟器转轮的扭距、转速、试验介质的温度、压力参数的变化,并结合直接观测的手段,综合进行水合物动态模拟试验.建立了水合物生成预测方法、水合物生长规律及动力学抑制效果试验研究方法,应用这些方法可以进行混输管道中的水合物生成条件预测试验、水合物热力学抑制效果试验及水合物动力学抑制效果试验,为混输管道的设计和正常生产运行提供技术依据.     

1000 MW超超临界机组煤粉在线监测技术研究

超超临界机组锅炉煤粉管道和磨煤机的运行状况对电厂的安全经济运行有着重要的影响,但一直缺少有效的监测手段.基于光脉动法对煤粉浓度和细度进行了测试,并利用互相关原理测试了煤粉速度.研制了煤粉在线监测系统,对山东邹县发电厂1000 MW超超临界机组对冲燃烧锅炉48根煤粉管道内煤粉浓度、细度以及速度参数进行了在线测试.实验结果表明,研制的监测系统能够对上述参数进行实时准确测量,实现了对磨煤机的工作状态以及锅炉炉膛内火焰燃烧均衡状况的评估,从而为机组的安全稳定运行提供了重要依据.     

基于光谱分析的重载车辆变速箱可靠性评估方法研究

润滑油光谱分析是变速箱磨损状态监测的重要手段。以某重载车辆变速箱台架试验中润滑油原子发射光谱分析得到的元素成分含量检测数据为基础,通过相关性分析和磨损机理分析确定了能够反映整机磨损状态和失效特点的金属元素,并对补油、换油后的光谱检测数据进行了修正,将变速箱试验过程中特征金属元素的含量随试验时间的变化规律表示为线性函数的形式。然后,综合考虑检测数据的时序规律与离散性,利用不同时刻光谱检测数据的正态分布均值和标准差进行变速箱可靠性评估,进一步讨论了失效阈值对可靠性评估结果的影响。研究表明,重载车辆变速箱润滑油中的Cu元素浓度与其他金属元素浓度的相关性较高、绝对值较大,既能够反映变速箱整体磨损状态,又便于检测,利用多个试验样本的润滑油Cu元素浓度光谱检测时序数据,可以对重载车辆变速箱进行可靠性评估;若失效阈值取定值,则失效阈值越大,同一时刻变速箱的可靠度越高;若失效阈值取随机分布,则失效阈值的离散度越大,可靠度随时间延长而降低的趋势越缓慢。当可靠度R大于0.9时,失效阈值的均值对可靠性评估结果的影响十分显著,同一时刻变速箱的可靠度随失效阈值标准差的增大而降低。将光谱分析与概率统计学结合进行变速箱可靠性评估方法研究,扩展了光谱分析技术的应用范围,具有创新性。     

基于时间序列的网络失效模型

随着网络科学的发展,静态网络已不能清晰刻画网络的动态过程.在现实网络中,个体之间的交互随时间而快速演化.这种网络模式将时间与交互过程紧密联系,能够清晰刻画节点的动态过程.因此,如何更好地基于时间序列刻画网络行为变化是现有级联失效研究的重要问题.为了更好地研究该问题,本文提出一种基于时间序列的失效模型.通过随机攻击某时刻的节点,分析了时间、激活比例、连边数、连接概率4个参数对失效的影响并发现网络相变现象.同时为验证该模型的有效性与科学性,采用真实网络进行研究.实验表明,该模型兼顾时序以及传播动力学,具有较好的可行性,为解释现实动态网络的级联传播提供了参考.     

锂电池失效分析与研究进展

锂电池在使用或储存过程中会出现一定概率的失效,包括容量衰减(跳水)、循环寿命短、内阻增大、电压异常、析锂、产气、漏液、短路、变形、热失控等,严重降低了锂电池的使用性能、一致性、可靠性、安全性.对锂电池失效进行准确诊断并探究其失效机理是锂电池失效分析的主要任务,对锂电池性能提升和技术发展具有深远意义.为了全面且深入地介绍锂电池失效分析,本文从锂电池失效分析的定义、失效表现、失效原因、分析内容、分析流程、困难点等方面进行了简述,希望能为推动中国锂电池失效分析技术的发展起到积极作用.     

考虑驾驶心理的城市双车道交通流元胞自动机模型

采用双车道元胞自动机模型,分析了考虑驾驶心理的城市道路交通流特性.针对驾驶员在城市道路行驶时在换道与减速制动方面的不同心理,分别引入了反映驾驶心理的选择换道概率P_s与安全参数λ.通过计算机模拟,给出了不同选择换道概率与安全参数条件下的车辆速度、密度与流量间的关系,并分析了不同驾驶心理对于交通系统的影响.研究发现:选择换道概率对交通流的速度影响并不明显,但选择换道概率的增大会导致速度的方差增大而降低行车安全;而安全参数的增大可以获得更快的平均车速和更大的交通 关键词： 元胞自动机 驾驶心理 选择换道概率 计算机模拟     

基于加速退化数据的金属化膜脉冲电容器可靠性分析

 基于金属化膜脉冲电容器的失效机理，研究了基于加速退化数据的金属化膜脉冲电容器可靠性评估问题，给出了一个该型电容器的加速退化失效模型和参数统计推断方法。基于试验数据可求得该型电容器可靠性模型中未知参数的估计值分别为9.066 9×10^{-8sup>和0.022 1，将该值代入失效分布函数即可确定电容器的失效模型，由此模型求得该型电容器充放电20 000次的可靠度为0.972 4。使用这种分析方式对金属化膜脉冲电容器进行可靠性分析将更能节省试验时间和费用。}     

无线传感器网络中无标度拓扑的动态容错性分析

增强网络的动态容错性对于抵御级联失效具有重要的现实意义.根据无线传感器网络无标度拓扑中节点可变负载和恒定容量的特点建立级联失效模型,在随机节点失效下研究负载参数和拓扑参数对其级联失效容错性的影响规律,解析推导出该网络大规模级联失效的承载极限,同时模拟结果发现该网络的级联失效容错性与其度分布系数和幂指数正相关.这为从参数优化角度抵御随机节点失效下无线传感器网络无标度拓扑级联失效危害提供了依据.     

环圈光纤的失效预测

以光纤的机械可靠性为主线综述了光纤材料中固有裂纹的生长和传播所导致的光纤断裂机制.在该断裂力学的基础上推导了传统通信光纤在平直应用中的寿命预测模型.继而分析了处于弯曲构型中的传感环圈光纤表面的应力分布,然后在与传统理论相同的基本断裂机理下,类比于通信光纤可靠性模型的推导,据此应力分析给出了评估这种环圈光纤的机械可靠性的一般模型.进而从工程应用的角度简化了所推导出的一般模型,使之能够快速简单地给出环圈光纤失效概率的保守评估.在此简化模型的基础上,数值计算了目前常见的几种传感环圈中的光纤在服役期间的累积失效概率;其结果同时也显示了该环圈光纤的失效概率对光纤参量、环圈参量以及工艺参量的依赖关系.根据这一依赖关系,不仅可以快速评估在各种服役应力条件下具有不同寿命要求的光纤环圈的失效概率,同时也能对这些环圈的设计提供参考.     

光子成像静止点目标的管道滤波探测方法

构建了具有单光子成像能力的光子成像系统,提出应用管道滤波方法实现对光子受限静止点目标的探测。分析了光子图像静止点目标与点状噪声特征,根据静止点目标在序列图像中位置的确定性以及噪声点的不相关性,研究了基于管道滤波的光子成像静止点目标探测方法。为降低目标探测的虚警概率,优化了管道滤波直径。以实验采集得到的多组光子图像序列为样本,获得了探测概率、虚警概率与信号光子数、噪声光子数、管道长度以及检测阈值的关系。检测结果显示,对信号与噪声的平均发生率为0.4和5.215的序列图像,当管道长度为9、检测阈值为2时,探测概率达0.9以上且虚警概率〈0.08。对比多组图像序列的检测结果表明,影响探测概率的主要参数是信号光子数,而影响虚警概率的主要参数是噪声光子数。     

爆炸作用下综合管廊燃气舱内同舱管道失效的影响因素

为研究综合管廊燃气舱内天然气爆炸时预混气体长度、管道间距、管道壁厚和管道屈服强度4种因素对同舱管道失效的影响规律和影响程度,采用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA,根据实际案例建立燃气舱三维模型,基于应变的失效判定标准,获取同舱管道的椭圆度变化情况。结果表明：天然气爆炸作用下,同舱管道的椭圆度与预混气体长度正相关,与管道壁厚和管道屈服强度负相关;同舱管道椭圆度与管道间距先负相关后正相关,该燃气舱内最优管道安全间距为0.74 m;管道屈服强度对同舱管道椭圆度的影响程度最小;当影响因素的变化率在1%～12%、13%～18%和19%～25%3个区间时,对同舱管道椭圆度影响最大的因素分别为预混气体长度、管道壁厚和管道间距。研究结论可为综合管廊燃气舱的设计提供参考。     

基于性能退化数据的超辐射发光二极管可靠性评估研究

作为光纤陀螺仪中的关键元件与薄弱环节,超辐射发光二极管(SLD)的可靠性在很大程度上决定了光纤陀螺仪的可靠性。针对其长寿命特点,研究了基于性能退化数据的可靠性评估方法。在对SLD失效机理分析的基础上,提出用正态-沣泊松复合随机过程模型对产品在环境应力作用下的退化特性进行建模,基于所得模型,由SLD的性能退化信息估计模型中的参数进而评估得到SLD可靠性指标。克服了传统可靠性分析方法依赖寿命数据的缺点,能够在没有寿命数据的情况下评估得到SLD的可靠性指标,从而节约大量的试验经费和时间。     

考虑自适应巡航车辆影响的上匝道系统混合交通流模型

在考虑自适应巡航(adaptive cruise control, ACC)车辆的交通流模型的基础上, 建立了考虑ACC车辆影响的上匝道系统混合交通流模型, 研究ACC车辆引入对上匝道交通系统交通流的影响. 为了描述ACC车辆和手动驾驶车辆在交通流运行中的差异, 分别构建了基于常车头时距原则的ACC 车辆跟驰子模型和手动驾驶车辆MCD元胞自动机子模型; 基于上匝道车辆合流驶入主线的需求, 建立了换道子模型, 引入了表征驾驶员换道心理的参数λ. 通过对混合交通流模型进行数值模拟发现, ACC车辆的混入可以有效改善上匝道系统交通流的运行, 降低合流等事件对于交通流运行的影响, 抑制交通拥堵的时空范围及拥堵强度, 提高交通流的平均速度和流量. 此外在混合交通流模型中, ACC车辆期望车头时距H_d的减小与换道心理参数λ 的增大均可以提高混合交通流运行的速度和流量, 而合流区长度l_w对混合交通流影响则因上匝道车辆驶入概率的不同而存在差异.