基于决策树支持向量机算法的船用设备故障诊断

目的 提高船用设备的智能化水平,增强船舶的安全性、可靠性,对船上设备进行状态监测,并基于监测数据对设备健康状况进行评估,对可能存在的故障工况进行识别.方法 通过采集机舱内的振动数据,对数据进行预处理、快速傅里叶变换,提取1/3倍频带特征,将倍频带谱信号作为特征向量,利用支持向量机算法进行模型训练及分类.对于船上多种工况及可能存在的多种故障类别,采用决策二叉树方法,提出一种快速、准确的状态监测及故障诊断策略.结果 在实验室工况下识别准确率接近100％.结论 该方法能够对船用设备进行状态监控、故障诊断、健康评估等提供支持,为设备检修、传感器布置等决策提供依据.     

高海拔柴油机两级增压控制研究现状与发展趋势

总结了我国高原气候环境特点,分析了传统废气涡轮增压器存在的弊端与高海拔柴油机两级增压控制研究需求。综述了国内外平原与高原条件下柴油机增压系统及多系统协同控制研究现状,并讨论了其下一步控制系统发展方向。最后,针对柴油机高海拔、全工况的运行特点,指出二级可调增压系统先进控制算法与多系统、多参数协同控制研究为下一步重要发展方向。     

燃用生物柴油对柴油机颗粒生成和排放特性研究进展

为深入研究生物柴油对柴油机颗粒排放的影响,在总结国内外相关研究进展的基础上,通过研究生物柴油的化学组成和物理特性,讨论了生物柴油产生颗粒的特殊性及其对环境的影响.在此基础上,从PAHs（polycyclic aromatic hydrocarbons,多环芳烃）的形成途径角度简要分析了生物柴油颗粒形成的机理,并从生物柴油的3个关键性质入手,分析了其对颗粒排放的规律和影响.最后,以实际柴油机运行时的5项参数为基础,讨论柴油机实际使用生物柴油对颗粒排放的影响.结果表明:①不同材料和产地生物柴油的理化特性和对颗粒排放的影响有很大不同,但总体有利于减少对人体和环境的有害排放.②生物柴油将改变颗粒形成过程中半挥发性物质在微晶核表面的吸附,富氧作用也使燃烧热解后生成的颗粒尺寸更小,减少40%~50%;同时,纳米结构上的变化增加了生物柴油颗粒的反应活性,形成了更多30 nm以内的核态模式颗粒,更容易被人体吸收.③脂肪酸链的长度、不饱和度和含氧量对生物柴油颗粒排放量的减少发挥了重要作用,而柴油机参数的不同也对生物柴油的颗粒排放十分重要.④生物柴油对颗粒生成机理的关键在于复杂的含碳前驱物的生成路径.使用生物柴油总体上可减少前驱物的排放量,其主要成分为四元环和五元环,占总排放量的58.70%以上,但苯并蒽和?分别上升了44%和340%.研究显示,柴油机燃用生物柴油对颗粒排放有积极的一面,但在超细颗粒和某些特定前驱物控制上仍需引起高度重视.      

基于多种新型受体模型的PM2.5来源解析对比

为了解多种新型受体模型的适用性,利用正定矩阵分解/多元线性引擎2-物种比值（PMF/ME2-SR）、偏目标转换-正定矩阵分解（PTT-PMF）、正定矩阵分解（PMF）和化学质量平衡（CMB）这4种受体模型对我国北方典型城市细颗粒物(PM_2.5)数据进行同步解析并互相验证.结果发现,燃煤源（25%～26%）、扬尘源（19%～21%）、二次硝酸盐（17%～19%）、二次硫酸盐（16%）、机动车源（13%～15%）、生物质燃烧源（4%～7%）和钢铁源（1%～2%）这7种主要污染源对研究地区PM_2.5有贡献.通过比较不同模型获得的源成分谱和源贡献以及计算各源的差异系数（CD）和平均绝对误差（AAE）,发现4种模型的解析结果具有较高的一致性（平均CD值在0.6～0.7之间）,但不同模型对各污染源中组分的识别存在差异.相比于传统PMF模型,PMF/ME2-SR模型由于纳入一次源类的特征比值,能够更好地区分源谱特征较为相似的源类,如扬尘源的CD和AAE分别比PMF模型低15%和54%; PTT-PMF模型以实测一次源谱和虚拟二次源谱为约束目标,计算的二次硫...     

某型液体火箭动力系统低温环境适应性要求验证试验与结果分析

目的验证动力系统低温环境适应性要求。方法开展低温试验,模拟火箭运载平台在某使用条件下的环境状态,测量火箭运载平台在各典型测点表面温度数据,将实际温度数据及温度变化情况与关键部组件的使用要求进行对比,分析局部实际温度条件是否满足内部关键部组件的使用要求。结果获得低温条件下关注部位温度数据及温度变化情况。结论通过进行低温条件下的试验,验证了此型火箭在一定低温条件下,重点关注部位的温度能够满足产品设计使用技术要求。此结果为此型火箭动力系统低温环境条件下的使用提供了依据。     

重载柴油机采用非SCR和DPF实现国Ⅳ排放研究

在1台电控高压共轨重载柴油机上采用柴油/甲醇二元燃料(DMDF)燃烧方式,后处理采用氧化催化转化器(DOC)紧耦合微粒氧化催化器(POC),对其排放特性开展了试验研究.结果表明:DMDF模式可以同时减少NOx和炭烟排放,且随着甲醇掺烧比例的增加降低效果更加显著;在80%负荷时当甲醇掺烧比例为50%时,NOx和炭烟排放分别减少了25.3%和69.3%;DOC+POC对HC、CO和甲醛排放的催化效率均超过了98%,优于原机水平;经ETC、ESC和ELR检测,柴油机采用DMDF模式结合后处理器DOC+POC可满足国Ⅳ排放要求.     

Living with floating vegetation invasions

Invasions of water bodies by floating vegetation, including water hyacinth (Eichhornia crassipes), are a huge global problem for fisheries, hydropower generation, and transportation. We analyzed floating plant coverage on 20 reservoirs across the world’s tropics and subtropics, using > 30 year time-series of LANDSAT remote-sensing imagery. Despite decades of costly weed control, floating invasion severity is increasing. Floating plant coverage correlates with expanding urban land cover in catchments, implicating urban nutrient sources as plausible drivers. Floating vegetation invasions have undeniable societal costs, but also provide benefits. Water hyacinths efficiently absorb nutrients from eutrophic waters, mitigating nutrient pollution problems. When washed up on shores, plants may become compost, increasing soil fertility. The biomass is increasingly used as a renewable biofuel. We propose a more nuanced perspective on these invasions moving away from futile eradication attempts towards an ecosystem management strategy that minimizes negative impacts while integrating potential social and environmental benefits.Electronic supplementary materialThe online version of this article (10.1007/s13280-020-01360-6) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

基于标量场协同的柴油机油气混合特性研究

目的研究过量空气系数对柴油机缸内油气混合特性的影响情况。方法基于柴油机缸内燃油混合气浓度和湍流混合速率两个微观物理场的耦合作用,定义混合协同效率和混合协同度对缸内混合特性进行定量描述。结果随着过量空气系数的升高,燃油混合气浓度场和湍流混合场相互作用的持续时间增长。在过量空气系数1.3~1.6范围内,随着过量空气系数的增加,混合协同效率的峰值逐渐降低。在过量空气系数1.6~2.2范围内,随着过量空气系数的增加,混合协同效率的峰值整体呈上升趋势。结论过量空气系数1.7前后混合协同度的变化规律不同。过量空气系数达到1.7后,随着进气量的增加油气混合质量改善的空间减小。     

发动机缸体开裂失效分析

目的研究发动机缸体出现开裂失效原因。方法通过化学成分分析、力学性能分析、断口扫描分析、显微组织分析、能谱分析及低倍缺陷分析测试手段,对发动机缸体的开裂模式及失效原因进行分析。结果发动机缸体原材料中Si元素超标,导致晶界析出较多的Al Si Cu及Al2Cu脆性相,在开裂区域组织存在过热过烧现象,两个原因导致组织晶间结合力大大降低。同时,在开裂区域存在热节效应,低倍疏松和缩孔较集中的现象,为热裂纹形成及继续扩展提供了有利条件。结论通过不断改进设计工艺,控制原材料成分及调节浇注参数,大大减小了热裂纹出现概率,在后序批量生产中,未发现类似失效样件。     

基于台架测试的我国船用柴油机废气排放因子

基于燃油消耗和基于船舶活动两种方法准确测算我国水路运输行业的废气排放量,对我国生产的分别满足国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)NO_xTierⅠ、TierⅡ标准的76台和113台船用柴油机母型机排放测试报告进行了统计分析,研究确定了二冲程主机、四冲程主机和四冲程副机NO_x、CO、HC和CO_2基于燃油的排放因子和基于做功的排放因子.结果表明,不同类型柴油机NO_x、CO、HC和CO_2基于燃油的排放因子分别为30.67~76.55、3.01~6.13、1.25~2.24和3 141.15~3 165.63 kg·t~(-1);不同类型柴油机NO_x、CO、HC和CO_2基于做功的排放因子分别为6.83~13.64、0.61~1.35、0.21~0.50和534.04~745.18 g·(k W·h)~(-1).不同类型柴油机基于做功的排放因子与柴油机负荷密切相关,并可用幂函数或二次多项式来表达其关系;另外,通过对国外机构采用的排放因子进行简单的修正难以真实反映我国船用柴油机排放技术水平.相关研究结果为我国船舶排放清单的测算提供了具有适用性的基础数据.