杂志简介：《清华大学学报·自然科学版》杂志经新闻出版总署批准，自1915年创刊，国内刊号为11-2223/N，是一本综合性较强的科技期刊。该刊是一份月刊，致力于发表科技领域的高质量原创研究成果、综述及快报。主要栏目：专题 燃料电池与锂离子电池、专题 电力系统、机械工程、自动化、计算机科学与技术、建设管理等
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作者：谷庆; 袁立强; 赵争鸣; 段任之; 陆子贤 刊期：2019年第10期
双有源桥DC-DC变换器(DAB)在三重移相(TPS)控制下拥有3个独立的控制自由度,通过移相自由度的合理组合可以减小DAB的电流应力,然而软开关分析表明,当DAB的电流应力处于最优状态时,系统的效率并不一定是最优的。该文在电流应力优化控制的基础上,提出一种同时考虑电流应力和效率的DAB性能综合优化方法。首先,基于DAB的开关组合规律建立了TPS控制下D...
作者：易姝娴; 袁立强; 李凯; 沈瑜; 赵争鸣 刊期：2019年第10期
随着区域电能路由器功率等级的提升,其拓扑结构和控制策略设计越来越复杂。如果基于装置的详细拓扑搭建仿真模型,则会导致装置或系统的电磁暂态仿真效率十分低下。针对已有的围绕电力电子装置或系统高效仿真建模方法的不足,该文基于暂态等值模型,提出了适用于区域电能路由器的高效仿真建模方法。该方法通过级间解耦方法,将复杂的电路网络分割成...
作者：石冰清; 赵争鸣; 魏树生; 聂金铜; 林云志 刊期：2019年第10期
Boost变换器作为升压DC-DC变换器被广泛应用于光伏发电、储能及电动车领域。然而由于Boost变换器的右半平面零点的频域特性,传统的PI控制策略会限制变换器的动态性能,在较大负载突变的情况下造成较大的输出电压波动,进而造成过压或欠压故障;预测控制可以有效提高动态性能、避免调整控制参数以及可增加系统约束,但由于系统参数不匹配及对损耗的忽...
作者：符平坡; 朱志明; 程世佳 刊期：2019年第10期
对变极性钨极惰性气体(tungsten inert gas,TIG)保护焊电流换向过程中的电弧形态和电流变化信息进行同步采集及综合分析,有助于深入认识极性变换过程中电弧的动态变化机理。然而,变极性过程持续时间短,对电流信息和电弧图像的同步采集精度以及图像采集设备的采集频率和图像分辨率都提出了较高要求。该文综合运用数据采集卡的同步输入与输出功能...
作者：董明晔; 赵玥; 贾金龙; 李权; 王福德; 吴爱萍 刊期：2019年第10期
为提升铝合金筒壁电弧增材制造数值模拟的计算效率,基于Goldak移动双椭球体热源在圆弧路径上的分段化与ABAQUS的二次开发,阐述了分段弧形体热源的数学推导过程;建立了有限元模型并进行了移动体热源、材料参数与边界条件的试验验证,模拟结果与试验结果吻合良好;利用3种分段策略进行计算并分析了计算精度与效率。分段策略的数值模拟结果与移动体热...
作者：田斯慧; 唐晓强; 代海林; 李煜琦 刊期：2019年第10期
空间机械臂在地面零重力系统进行模拟实验前,需先用装有传感器的模拟机械臂对模拟系统的卸载性能进行评定,以保证系统工作时的可靠性。该文首先建立了一个七关节机械臂在地面零重力系统中的动力学模型,计算了各关节扭矩,并以扭矩作为模拟系统卸载性能的评价指标。接着采用连续性摩擦模型对系统进行摩擦力参数辨识,通过实验结果反推出系统的摩擦...
作者：王潇剑; 吴军; 岳义; 许允斗 刊期：2019年第10期
动力学特性是并联机构的一项重要性能。该文以一种用于航天复合材料加工的混联机器人中的2UPU/SP并联机构为研究对象,考虑两个UPU运动学支链的平面约束特性,建立了该3自由度并联机构的运动学模型,并基于虚功原理,推导了动力学模型。给出一种动力学性能评价指标,该指标以一个驱动力为单位量且其他驱动力小于或等于单位量时的动平台最大加速度来评...
作者：何强; 李永健; 黄伟峰; 李德才; 胡洋; 王玉明 刊期：2019年第10期
针对大规模三维颗粒两相流全尺度模拟并行计算问题,该文采用MPI+OpenMP混合编程模式,其中机群节点采用MPI并行计算,节点内部采用OpenMP进行细粒化的并行计算,并根据格子Boltzmann方法(LBM)颗粒两相流的特点进行OpenMP程序并行优化设计,提出了一种适用于大量颗粒的三维颗粒两相流LBM并行计算模型。以颗粒沉积问题为例,在集群计算机平台对并行算法...
作者：李子浩; 田向亮; 黎忠文; 周炜; 周志杰; 钟茂华 刊期：2019年第10期
地铁车站类型识别和客流风险识别对地铁安全运营管理有着重要的作用。基于深圳地铁AFC(automatic fare collection)系统数据,采用无关值和异常值清理、聚合、均值滤波、标准化、主成分分析等数据清洗步骤,提取不同时段客流比例、不同天数客流比例和换乘客流比例等特征。运用Gauss混合模型(GMM)对工作日和周末客流进行聚类,分析客流出行规律,辨识...
作者：何良; 李华; 赵原; 刘立业; 曹勤剑; 李君利 刊期：2019年第10期
三维辐射场数据是进行剂量评估与优化的基础,为了更好地解决辐射场数据的快速计算与三维可视化显示的难题,该文基于辐射场梯度变化提出了一种变权重的非均匀网格划分方法,可根据辐射场的梯度变化划分出疏密程度不同的三维计算网格,兼顾辐射场数据的计算精度与计算效率,并使用点核积分程序对该网格划分方法进行了计算验证。结果表明,在计算精度几...
作者：姜婧婧; 杜鹏飞 刊期：2019年第10期
不准确的子流域定义会影响土壤和水评估工具(SWAT)模型在平原灌区的模拟结果。针对SWAT模型流域划分,提出基于数字高程模型(DEM)预处理和SWAT模型自动与自定义划分方法联用的改进方法,并以内蒙古河套灌区九排域为例进行应用。结果表明:相较于SWAT原有自动划分方法,改进方法能够生成案例区域特定级别排沟对应的所有子流域,子流域边界识别率、河网...
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