网络首发
夹套结构CO2受限射流观测及羽流识别方法
白翔;蒋智明;李杰;樊建春;陈森;李敏;张利伟;针对CO2注入井中油管发生瞬时泄漏时，在夹套结构环空内形成的早期受限射流流场，构建了一套基于Z形光路的纹影实验观测系统，开展了高时间分辨率可视化实验研究。实验以高纯CO2为介质，在供气压力4MPa、泄漏孔径1mm、环境温度18℃条件下，获取了射流起喷及早期演化阶段的高速纹影图像序列。基于纹影成像对流场密度梯度高度敏感的特性，建立了一种适用于高帧率纹影图像的羽流识别与锋面位移提取方法。该方法结合背景差分与自适应阈值分割，引入喷口连通性约束及时序一致性否决机制，有效抑制壁面纹影与瞬时噪声干扰，实现受限射流羽流区域的稳定识别。在此基础上，结合像素与实际长度标定关系，对射流锋面位移及其累计平均推进速度进行了定量计算。实验结果表明，CO2受限射流在起喷初期表现出明显的轴向快速发展特征，锋面推进速度迅速增大，随后随受限作用增强逐渐趋于稳定，其量级约为60m/s。所建立的实验观测方法与羽流识别流程能够有效表征受限射流的时序演化特征，为CO2注入井油管泄漏早期流场的实验研究与定量分析提供了技术支撑。
直流偏磁下特高压变压器磁热性能研究及实验验证
郝亮;杜振斌;汪友华;王建民;赵志刚;随着我国特高压交直流混合电网的不断发展，直流偏磁现象对特高压变压器的影响日益凸显。文章以一台1 000 kV特高压变压器为研究对象，建立了三维“磁-热”耦合模型，计算了不同直流偏磁电流下变压器的励磁电流特性、磁场分布、损耗及温度分布的变化规律。结果表明，在高—中运行状态下，通入4 A直流偏磁电流时，铁心磁通饱和现象加剧，励磁电流畸变严重，铁心损耗上升49.1%，高—中压绕组主空道纵向漏磁增加27.4%，使得金属结构件产生较大的涡流损耗，且该损耗在与绕组端部漏磁对应部位尤为明显。通过对温度场的研究发现，在偏磁工况下，各部件温度整体升高且出现局部过热点的风险增大。为验证上述建模方法与计算结果的准确性，文章进一步选取一台10? kV单相四柱变压器模型进行实验研究，发现实验结果与仿真结果具有较好的一致性，证明了文章所提方法的有效性与工程适用性。
基于FAHP-FCE模型的高校涉火实验室火灾风险评估及管理实践
刘才玮;梁文豪;刘延春;王俊富;苗吉军;针对高校涉火实验室火灾风险评估中缺乏新兴场景考量、多依赖历史数据且推广难等问题，该文提出了一种基于FAHP-FCE模型的风险评估方法，构建了包含直接致灾因素、承灾体脆弱性、防控与管理能力、特殊场景风险4个一级指标及26个二级指标的评估体系，通过模糊层次分析法确定各指标权重，结合模糊综合评价法建立火灾风险评估综合模型。文章以某高校学防灾减灾实验室为实例，对模型进行了应用验证，该模型为高校涉火实验室火灾风险防控提供了支撑，为提升高校科研场所安全水平提供了评估工具。
基于YOLOv8的雨雾天交通标志智能检测实验设计
岳小泉;余俊;黄海南;徐锦强;针对现有交通实验前沿技术融入不足、方案单一、学生实践技能不等问题，设计一个面向无人驾驶应用的交通标志智能检测实验。选取TT100k作为训练数据集，设计运用标志替换法与加雾加雨算法进行数据集增强处理；以YOLOv8目标检测算法为基础框架，根据交通指标检测目标和对象特征，设计从C2f模块、小目标检测p2层、基础CIoU函数等三个层面对算法进行改进和优化；最终通过消融实验检验该检测算法的有效性。实验结果表明：mAP@0.5从86.40%提升至90.90%，mAP@0.5：0.95从67.60%提升至71.00%。该实验设计训练了学生的图像数据处理、检测算法构建及优化等能力，促进学生理解智慧交通系统中标志检测的工作原理和应用场景，提高了学生解决实际工程问题的技能水平。
充填节理灰岩三轴应力下破坏机制与细观响应研究
秦泽龙;张超;崔银祥;郭永成;李启阳;胡瑾;充填节理是岩体中常见的结构性缺陷，为探究向内延伸充填缺陷长度对灰岩力学性能的影响，对不同缺陷长度与倾角的充填节理灰岩试样开展常规三轴压缩试验，并基于PFC3D颗粒流方法，对试样三轴压缩过程进行数值模拟。结果表明：灰岩的破坏模式受节理长度与倾角的共同控制，随着节理长度增加，试样峰值强度与弹性模量整体呈衰减趋势，节理周边区域易形成显著的位移集中带，微裂纹优先在节理尖端起裂并沿节理方向扩展，导致变形由整体协调向局部化集中转变。随着节理延伸，DFN＿III 型位移场区域逐渐缩小，结构面对岩体变形与破坏的控制作用显著增强，引起初始能量耗散增强、弹性能积累受限，从而导致失稳破坏。研究可为含充填节理岩体的工程稳定性分析与结构面控制提供参考。
ECAS气体分配阀先导阀力-行程分布特性仿真及优化实践
刘越超;赵雷雷;于曰伟;丁钒;金铭庆;单溪玉;面向车辆工程科研与教学融合需求，针对ECAS气体分配阀中先导电磁阀在驱动电流受限工况下，存在的衔铁初段电磁驱动力不足、末端吸合电磁力过大的问题，以改善电磁力-行程分布特性为目标，对先导电磁阀开展优化研究。首先基于等效磁路理论分析磁路特性，建立考虑磁路非线性和工作气隙变化的先导电磁阀有限元模型，并通过静态电磁力试验对比验证其精度，仿真与试验结果的平均相对误差仅为6.39%；采用Pearson相关系数对主要结构参数进行敏感度分析，揭示关键结构参数对电磁力-行程分布特性的影响规律；以衔铁在初始和运动阶段气隙的平均电磁力最大，末端吸合位置处平均电磁力最小构建优化目标函数，对先导电磁阀结构参数进行多目标优化。结果显示：优化后的先导电磁阀在初始和运动阶段气隙的平均电磁力分别提高31.83%和25.72%，末端吸合位置处平均电磁力下降20.98%，表明电磁力-行程分布特性得到了明显改善，可为先导电磁阀设计、仿真实验及实训提供有益参考。
考虑电力-交通协同的洪涝灾害下配电网韧性提升实验平台设计
连祥龙;陈洁;符伟峰;刘丽军;洪涝灾害会冲击配电网，为其平稳运行制造不确定性，而电力系统与交通系统在应急恢复过程中的协同作用日益凸显，但相关内容在现有实验教学中存在缺位。文章以洪涝灾害下配电网韧性提升为研究对象，围绕灾害驱动失效机理、多场景不确定性分析，以及跨系统应急资源协同决策等教学难点，搭建了一种考虑电力-交通协同的配电网韧性仿真实验平台，引入灾害强度驱动的节点失效建模方法，提出了一种考虑风险厚尾分布的灾害场景聚类方法，刻画系统运行的风险特征，并将抢修车队与移动储能等依托交通系统运行的应急资源统一纳入协同调度实验框架，构建了涵盖灾前预部署与灾后动态恢复二阶段优化的实验教学体系。仿真实验结果表明，该平台能够直观反映洪涝灾害条件下的配电网韧性演化过程，有效支撑多资源协同恢复策略的教学验证，有助于强化学生对电力—交通协同机理及韧性恢复决策过程的理解，为新工科背景下复杂电力系统实验教学改革提供了有益参考。
气象观测激光雷达虚拟仿真实验
王萌;王玉峰;闫庆;汪丽;刘晶晶;为解决激光雷达实验教学面临的高成本、高风险、难再现困境，建设了气象观测激光雷达虚拟仿真实验平台。该平台依托西安理工大学激光雷达遥感研究中心及“气象观测激光雷达虚拟仿真实验”国家一流课程资源，利用虚拟技术复现激光雷达气象探测，采用认知启发、综合设计和探究分析的实验方法，实现了不同天气状况下气象参量激光遥感测量。实践表明：该平台有效克服了实体实验的诸多障碍，构建了气象观测激光雷达的沉浸式学习和实践训练新模式，激发了学生的学习兴趣与自主探究能力，对培养适应新时代需求的高素质气象人才发挥了重要作用。
基于低成本的软件定义无线电压制干扰实验平台
陈磊;许睿;方博;吴祥宗;熊智;文章搭建了基于低成本的软件定义无线电压制干扰实验平台，该平台能在有线回环的实验环境下产生多类型压制干扰，具有结构灵活、成本低、易配置等特点，可用于对卫星导航接收机进行动态环境下的干扰测试。首先构建了仿真干扰波形，配置不同干扰参数；其次，用频谱仪与示波器验证输出信号的频域特性与脉冲调制的时间精度；最后，在静态环境中对比对该平台和高成本干扰源，以载噪比的变化和衰减量评估两者在不同压制干扰下的效果，在动态环境中进行干扰测试。实验结果表明，该平台在L1频段30～60 dB干信比范围内，低成本SDR平台与高成本干扰源引起的接收机载噪比衰减趋势及信号失锁特征基本一致，能够实现等效的压制干扰效果，满足GNSS接收机低动态抗干扰实验需求。
新型配电系统韧性增强虚拟仿真实验平台
秦超;王永雪;于浩;宋关羽;为应对极端灾害事件与分布式电源并网对配电系统安全运行带来的挑战，提升电气工程专业学生对配电系统韧性的理解与设计能力，本文设计并开发了一套新型配电系统韧性增强虚拟仿真实验平台。平台深度融合了极端事件下配电系统预防、抵御、响应及恢复全链条韧性理论与配电系统运行模型，构建了涵盖配电系统多阶段韧性响应过程的4个实验模块：①极端灾害前预防性主动孤岛策略仿真实验；②基于虚拟网络流的故障电流分布模拟实验；③考虑开关动作特性的故障传递过程和故障区段定位仿真实验；④多类型资源协同的多阶段故障恢复仿真实验。通过交互式仿真计算，平台旨在帮助学生构建对配电系统韧性全过程的认知。作为理论教学与工程实践的有效桥梁，本平台对培养面向新型电力系统的复合型、创新型工程人才具有重要价值。