新型高温超导复合导体的磁场仿真与实验分析

针对兆伏安级容量的超导变压器,通过绕组初步设计,考虑导体的电流密度、载流量和交流损耗,提出面向大容量超导变压器应用的新型超导复合导体结构,介绍了含内外超导层的新型高温超导复合导体的结构。引入电流矢量T和磁矢量势A的方法,考虑临界电流密度J_c和磁场B的关系,建立了导体不对称三维数值载流模型,计算分析了不同结构参数对导体临界电流的影响规律。通过绕制的新型高温超导复合导体短样,在液氮环境下对其自场临界电流进行了测量,计算结果和实验结果基本吻合,验证了模型的合理性。     

一种分块图像的BP压缩感知重构算法

在图像压缩感知重构中,针对重构效果和耗时不兼得的问题进行深入研究.基于离散余弦基稀疏表示,选用随机高斯矩阵进行观测采样,针对基追踪(BP)重构算法精度相对较高同时计算复杂度也高的特点,结合图像分块可以提高运算速度和精度这一优点,提出一种基于分块图像的基追踪(BP)重构算法,并与常用的正交匹配追踪OMP算法、BP算法、COSAMP算法、基于分块图像的压缩采样匹配追踪(COSAMP)算法、基于过完备字典(KSVD)的OMP重构算法和基于过完备字典(KSVD)的BP重构算法进行对比;借助MATLAB进行仿真实验,得到不同采样率下的重构图像以及重构图像的峰值信噪比和运行时间.实验结果表明:基于分块图像的基追踪(BP)重构算法不但峰值信噪比(PSNR)比普通算法高出1～10d B不等,而且运行时间比较短,所以本文所提算法兼顾了重构精度和运算效率.另外,对本文所提算法分块大小、稀疏度设置多大为最优这两个问题进行大量重复实验,最后确定分块大小为8*8、稀疏度设置为图像矩阵(N*N)原维度N的0.2～0.4倍时为最优.     

碱金属硫酸盐-SDS-PEG三维浓度变化对SDS的束缚胶束聚集数的影响

采用稳态荧光猝灭技术测定了三种碱金属(Li, Na或K)硫酸盐-SDS-PEG三元体系中SDS(十二烷基硫酸钠)的束缚胶束聚集数N_b, 考察了SDS浓度c、碱金属硫酸盐浓度c_e及PEG(聚乙二醇)浓度c_p变化时SDS的N_b的变化规律. 对SDS的N_b数据进行二次响应面分析, 得知SDS的N_b是c的线性增大函数、c_e的对数函数以及c_p的反比例函数, 据此对SDS的N_b实验值建立含二次交互作用项的函数表达式. 按上述表达式进行回归, 得到相应于Li₂SO₄, Na₂SO₄或K₂SO₄体系的系数a₀～a₈. 据此计算得到SDS的N_b预期值并与实验值进行比较, 其间的绝对误差在3以内, 相对误差在4%以内. 该结果为用SDS的N_b 预测表面活性剂-大分子软模板的尺寸和化学微环境、并用于调控所制备的金属纳米粒子的大小提供依据.     

以咔唑为给体的分子内电荷转移化合物的自组装及发光性质

设计合成了两种以咔唑为给体单元,苯并噻二唑为受体单元的分子内电荷转移化合物((E)-4-((4-(4-(9H-咔唑-9-基)苯乙烯基)苯基)乙炔基)-7-溴苯[c][1,2,5]噻二唑(CzPB-Br)和4,7-双((4-((E)-4-(9H-咔唑-9-基)苯乙烯基)苯基)乙炔基)苯[c][1,2,5]噻二唑(CzPBPCz))。 研究了紫外、荧光等光物理性质,发现CzPB-Br和CzPBPCz的溶液态在可见区域404和442 nm有明显特征紫外可见吸收峰,同时在557和588 nm处有明显的荧光发射。 结合理论计算考察了共轭长度对两种化合物性能的影响。 两个化合物利用给-受分子间的偶极-偶极、π-π等相互作用,通过良溶剂向不良溶剂扩散和热饱和溶液析出的自组装方法,分别获得了一维微米线、多边形微米片等聚集态结构。 其中,一维的微米线宽度为1~2 μm,长度可达100 μm以上。 一维微米线和多边形微米片分别在515和568 nm处显示出了较强的发光,同时还显示出了光波导的特征,为获得高性能低维有机光电纳米材料提供了新思路。     

基于新型三电平变流器的超导磁储能系统设计

为改善超导磁储能系统在充放电过程中的输出特性,并提高其能量转换效率,在分析了A-NPC三电平变流器拓扑结构及其工作原理的基础上,以此变流器为核心,设计了一套超导磁储能系统。该系统采用一种基于SVPWM调制的三电平直接功率控制策略,并利用功率前馈解耦算法,实现了储能系统充放电过程中的单位功率因数控制。实验结果表明,储能系统充放电过程稳定可靠,工作效率有效提高,并能获得良好的电流、电压波形。     

超导变压器的性能检测研究

超导变压器在高电压、大容量领域有着广阔的发展前景。为了使超导变压器具备高稳定性、安全性、可靠性的特点,研究其性能检测方法及主要设备是十分重要的。在常规变压器性能检测方法的基础上,从超导变压器的自身特点出发,探讨了其性能检测项目;简单介绍了它的例行试验方法及主要设备;重点介绍了它的特殊试验方法及主要设备。     

高温超导变压器绕组的研究现状与设计技术展望

高温超导变压器是通过用高温超导带材取代铜导线绕制超导绕组,液氮取代变压器油作为冷却介质,超导绕组在液氮环境中运行,以达到提高能效并减少电力传输损失的变压器。针对高温超导变压器的绕组设计,从超导变压器的绕组材料、绕组结构、绕组布局三方面比较了近年内美、日、韩、中国等具有代表性的高温超导变压器绕组的研究现状,通过综合比较和分析国际上各种主流复合超导体的结构特征,设计方法等关键技术,提出了未来高温超导变压器的绕组设计需要以提高临界电流,减少绕组漏磁场尤其是其径向分量,以及降低交流损耗为目标。     

碱金属硫酸盐-十二烷基硫酸钠-聚乙二醇三元复合体系的束缚胶束特性

采用表面张力、稳态荧光猝灭和荧光分子探针技术研究了部分碱金属（锂、钠、钾）硫酸盐-十二烷基硫酸钠（Sodium Dodecyl Sulfate SDS）-聚乙二醇（PEG）三元复合体系的聚集特性,发现加入碱金属硫酸盐后SDS仍以束缚胶束（bound micelle）形式与PEG发生团簇化作用,表面张力实验表明,外加碱金属硫酸盐浓度Ce增加,体系的第一临界浓度c1渐次降低,而第二临界浓度c2略有增大,因而形成束缚胶束的浓度区间增宽;比饱和簇集量[Г∞]随之增大,如加入50mmol／L硫酸锂时,[Г∞]增大了40％．稳态荧光猝灭实验表明,束缚胶束聚集数Nb随PEG浓度Cp线性减小,却随SDS浓度c线性增大,并呈ce的单增函数关系;碱金属离子使Nb增大的能力按Li^＋〈Na^＋〈K^＋顺序增加,与碱金属水合离子半径减小的顺序相同．芘分子探针的荧光特性反映了束缚胶束的微环境极性随C和Ce增加而减小,随cp增加而增大。