仿生表面织构起源 传统摩擦学认为光滑表面具有较低摩擦力和磨损，反之，非光滑表面会带来较大的摩擦力和磨损。而自然界进化过程中，某些生物的表面微观结构具有优异的自润滑和抗磨减磨性能，如鲨鱼皮表面微沟槽表现的超低流体阻力，穿山甲表面微结构的优异耐磨抗磨性能。因此，如能掌握其机理，则可进行工业应用。 钻头轴承及压裂泵柱塞密封系统仿生织构润滑减磨设计及应用 织构化钻头轴承 钻头作为破碎岩石形成井眼的重要工具之一，在高温高压、冲击动载及贫脂润滑的恶劣环境下，其核心部件钻头滑动轴承易发生黏着磨损从而最终导致钻头整体失效破坏，亟需降耗增寿的新技术来为其安全、可靠使用和延寿经济运行保驾护航。 发明了基于多物理场耦合的超快激光精准高效制备的冰霜辅助超快激光刻蚀分束技术（US17026096，ZL202011229792.1），形成了钻头轴承轴径曲面仿生织构的纳秒/皮秒的激光加工与表征评价方法；目前正在与中国科学院上海光学精密机械研究所和中石化江钻石油机械有限公司开展钻头轴承织构工业化的超快激光加工与质量检测流水线建设和现场应用研究测试，可满足织构化钻头2000支的年产量需求。 建立了织构钻头轴承润滑减磨性能优化设计的理论研究与实验测试评价方法(ZL201310416270.6，ZL201710973537.X，.ZL201810946598.1）。以摩擦系数、磨损量、油膜厚度、温升和无量纲承载能力等为评价指标，基于理论研究、单元实验和全尺寸的台架实验，模拟测试工况下初步优选的圆形、椭圆形、人字形沟槽织构可使钻头轴承减磨性能和寿命提升50%以上。 织构化柱塞密封系统 柱塞动密封系统是油气增产压裂作业实施中压裂泵装备的关键部件之一，其在超高压、冲击动载及交变往复运动工况下，压裂泵柱塞动密封系统易发生磨损失效而导致密封刺漏等失效，是制约压裂泵工作性能、可靠性和作业成本的关键因素， 亟需创新的设计方法来提升压裂泵柱塞动密封系统的寿命及可靠性。 发明了柱塞表面仿生织构大尺寸拼接刻蚀工艺规划及参数优化设计方法（ZL201910892024.5）， 创新研发了柱塞织构批量化激光分束加工的软件控制系统和配套夹具系统。 发明了表面织构化压裂泵柱塞及其动密封系统性能抗磨减磨性能优化设计的理论研究与试验测试评价方法(ZL201310423514.3)，基于理论模拟、单元及全尺寸台架实验，初步优选的圆形和椭圆形织构布置于压裂泵柱塞表面可实现柱塞动密封系统的摩擦系数和温升降低45%以上，寿命延长30%以上，目前正在与中石油第四石油机械有限公司和中油国家钻井装备工程技术研究中心有限公司开展现场应用试验测试。 未来应用前景及市场规模预测 该技术垂直应用领域为油气勘探开发装备、油气集输装备、通用机械装备的润滑、密封、抗冲蚀与减阻等领域，摩擦消耗了一次能源的1/3以上，80%的装备失效是由磨损引起的。两者造成的损失相当于GDP2%-7%，2019年我国的GDP为99万亿元，按5%计算约为4.95万亿元。

2024湖南教育装备展览会将于6月26—27日在湖南省展览馆举办。

本发明公开了一种对称故障下基于励磁控制的双馈风电机组故 障穿越评估方法，对称故障下获得双馈风电机组的转子最小故障电流 峰值与机组参数、故障前初始工况、电网电压跌落深度等多种因素间 的简化解析表达式；基于该简化表达式可以得到对称故障下励磁控制 方法的极限，进而评估基于励磁控制的双馈风电机组对于对称故障的 穿越能力；此外，该简化解析表达式也可以用来指导双馈风电机组转 子侧变流器容量的设计。该评估方法不依赖于具体的励磁控制方法和 特定的机组参数，更具有通用性；可排除仿真或实验中各种干扰因素 的影响如控制参数的合理性、观测量的准确性等，更适用于评估机组 硬件约束下的励磁控制方法的理论极限；计算简便，易于实施，准确 性高。 

本发明公开了一种考虑双馈风电机组励磁调节特性的电力系统 故障电流值计算方法，包括 S1 建立双馈风电机组受励磁调节特性影响 的等效受控电流源模型；S2 建立电力系统的正序阻抗矩阵、负序阻抗 矩阵和零序阻抗矩阵； S3建立不同故障类型下的故障点边界条件方程； S4 进行迭代计算获得双馈风电机组的受控电流源值； S5 根据双馈风电 机组的受控电流源值、以阻抗矩阵表征的电网节点电压方程以及故障 点边界条件方程获得当前迭代计算时各节点的各序电压值，并计算实 际节点的电压值；S6 获得当前迭代计算的节点实际电

本发明公开了一种水轮发电机组励磁系统 PID 控制参数优选方法，用于在水轮发电机组励磁系统中对 PID 控制参数进行优选。根据水轮发电机组励磁系统建立仿真模型，然后依据该仿真系统建立以水轮发电机机端电压和参考电压为状态量的目标函数，运用本发明设计的优选方法求解目标函数得到最优 PID 控制参数。本发明设计的水轮发电机组励磁系统 PID 控制参数的优选方法，采用一种新型启发式优化算法优化目标函数，能搜索到更小的目标函数值，得到的解代表更优的 PID 控制参数。更优的 PID 控制参数能使水轮发电机组励

本发明公开一种在二维平面内生成随机椭圆形增强相的方法，该方法利用计算机随机数生成方式，随机产生椭圆中心坐标和偏转角，通过判断点与椭圆的位置关系，避免了椭圆之间相互重叠。本发明理论简单、快速高效，判断椭圆之间是否相交只涉及到点与圆位置关系的判断公式，相比已有专利中通过多边形覆盖法、椭圆覆盖法等，本发明更易于学习掌握；本发明中椭圆的生成遵循逐行逐列的原则，相比在整个模拟区域内随机生成随机的椭圆，特别是当生成椭圆的纵横比相差较大的时候，生成椭圆形增强相的时间更短，效率更高。

量子材料科学中心韩伟课题组在二维磁性体系中展开工作并取得了重要进展，观测到了二维反铁磁体系中磁振子的长距离输运。MnPS3晶体是一种层状反铁磁材料，利用机械剥离手段得到了二维的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制备了用于测量磁振子输运的非局域器件，器件结构如图A所示。器件左侧Pt电极通过热方法来注入磁振子，右侧Pt电极探测在二维MnPS3中扩散传输的磁振子。在二维反铁磁MnPS3中，实验上观测到了几微米的磁振子扩散长度。并且从图B中可以看出，随着注入端和探测端距离的增加，探测到的非局域信号表现出e指数衰减的形式，跟一维漂移扩散模型的理论模型一致。在此基础上，他们还系统研究了MnPS3厚度对磁振子弛豫性质的影响。随着MnPS3厚度从40nm降低至8nm，磁振子弛豫长度由4μm减小到1μm（图C），这可能是由较薄的MnPS3中较强的表面杂质散射效应导致的。 二维材料中的磁振子输运实现为二维磁性材料在磁振子电子学的应用与发展奠定了基础，也有望推动磁振子在量子尺度下的新颖量子物理性质研究。图：二维反铁磁体系中磁振子输运研究。（A）二维反铁磁MnPS3中的磁振子输运测量结构示意图。（B）自旋信号R_NL^*随电极间距的依赖关系，与理论预言的e指数衰减吻合。（C）磁振子弛豫长度随MnPS3厚度的依赖关系。