借助管式炉实验系统,在850 ℃下研究了新闻纸和竹筷中添加不同比例的垃圾袋、PVC管、织物及橡胶对重金属镉、铅、锌和铜迁移规律的影响.实验结果表明:混烧不同组份的垃圾后,底灰中镉的质量分数变化范围为5.2×10-7～2.28 ×10-6, 铅的质量分数范围为4.607×10-5～9.451 1×10-4,锌的质量分数范围为2.426×10-4～3.920 0×10-2,而铜的质量分数范围为7.343×10-5～2.575 9×10-4;各混烧情况下底灰中镉、铅和残存率分别低于15％和50％,铜的残存率高于45％,而不同工况下锌残存率变化较大.

为了进一步降低高温空气燃烧(HiTAC)工业炉中氮氧化物(NOx)的排放量,将选择性催化还原(SCR)催化剂植入蓄热式换热室,进行了非稳态条件下的耦合系统实验研究.结果表明:催化剂具有优良的蓄放热能力,出口NO体积分数呈周期性变化,且包含线性下降段,耦合系统能够同时实现烟气余热回收与脱除NOx;NO转化率没有受到进口SO2与NO体积分数的影响,当氨氮摩尔比小于1时,呈线性增大,大于等于1时,基本不变;随着换向时间的延长和流量的增大,NO转化率分别增大和减小;进口混合气温度升高时,NO转化率最大值与稳态条件相比是滞后的.

设计了一种新型全铝无接触热阻换热器.该换热器采用了一体化成型技术,从而彻底消除了波纹翅片与方形冷媒通道管之间的间隙和接触热阻.建立了新型换热器波纹翅片的数值模型,利用有限元分析软件Fluent对其在蒸发器和冷凝器工况条件下的传热性能进行了模拟计算,为后续设计和生产试验样件提供了理论依据.搭建了标准的风洞实验台,利用空气焓值法对使用新型换热器和管片式换热器的家用空调机进行了对比试验,试验结果显示使用安装有全铝换热器的空调机在高低风量的工况下制冷量和能效比均有较大幅度的提高,提高幅度在10％以上.

为了改善泵作透平的内部流动噪声,建立了透平测试系统和噪声实验测试系统,进行了内部流动噪声实验,并在此基础上分别运用边界元方法(BEM)和有限元／边界元方法(FEM／BEM)进行了泵作透平内外场噪声分析,验证了两种计算方法的有效性.研究结果表明:不同流量下泵作透平频谱不仅包含特征频率,还包含低频的宽带谱,小流量下该特征尤其明显;在叶频(150.2 Hz)处FEM/BEM与实验值误差要小于BEM,且耦合计算结果趋势更为合理;不同流量情况下,叶频处最优工况流量下的辐射噪声最低,流动诱导噪声与效率之间有着紧密联系.

为了研究点吸式波浪能转换装置的水动力性能和载荷,采用基于黏性流体力学的CFD方法,模拟三维数值波浪水池,计算了波浪能转换装置的浮子在波浪周期为1.6, 2.0, 2.4 s的运动位移和速度,以及浮子在特定波浪参数下的垂向受力,并与实验值进行对比.结果显示计算值与实验值符合良好,验证了此方法的准确性与可行性.在此基础上,进一步计算并分析了不同机械阻尼对装置运动性能的影响,结果表明机械阻尼增大会导致浮子的运动位移和速度减小,为装置的性能优化提供了依据.

充水保压蜗壳结构的受力和变形与保压间隙的闭合特性直接相关,进口结构连接形式对保压间隙的闭合特性存在潜在的影响.为此,采用有限元法模拟保压蜗壳施工到运行全过程.结果表明:保压间隙具有显著的提前闭合特性,提前闭合区从进口断面和45°断面外侧、270°断面内侧开始,随内水压力的增大逐渐扩展;达到保压水头时,未闭合区与最先闭合区空间上相对.伸缩节过缝时设置止推环或者引水钢管与蜗壳直接相连都能有效延迟保压间隙提前闭合的时机,对外围混凝土大部分截面的受力有利,座环承担的不平衡水推力和扭矩减小约50％.采用简化算法时,蜗壳外围混凝土大部分特征截面的合力明显偏小,且机墩上抬变形偏小30％～40％,可能导致设计不安全.

对局部有挺水植被明渠均匀流,采用分区模型,合理计入区间界面的表观切应力,建立动力平衡方程,推导出各区的断面平均纵向流速公式.基于唯象模型得出了植被区和非植被区交界面上的表观切应力,该应力是由界面上引起动量交换且占主导地位的漩涡产生的.用动量差表征表观切应力,其动量交换系数与占主导地位的漩涡半径和断面水力半径之比的1/3次方成正比.最后将计算结果与实测值进行比较,两者符合良好,表明本文模型可有效用于局部有挺水植被明渠均匀流的水流计算.

构建以锰砂和陶粒为填料和以蜈蚣草、灯心草为湿地植物的垂直潜流人工湿地系统,并模拟系统对水环境中砷的去除效果.实验结果表明:锰砂组人工湿地除砷能力大于相应的陶粒组；在进水砷质量浓度为500 μg／L条件下,锰砂组人工湿地除砷高效稳定,维持在89％,陶粒组人工湿地除砷效率呈逐渐下降趋势,从48％～81％下降至29％～51％;与空白对照组相比,种植植物可提高湿地除砷效率；以陶粒为填料的各组砷去除率分别是50％(空白对照组),64％(蜈蚣草组)和74％(灯心草组);以锰砂为填料各组相应的砷去除率分别是89％,95％和91％;人工湿地对砷的去除率与温度和NH4+-N质量浓度呈显著正相关性,与PO43--P质量浓度呈显著负相关关系.

针对并联水库群调度中共同供水任务的分配问题,通过挖掘最优蓄水过程所隐含的规律性,解析不同调度时段系统蓄水量在成员水库间的理想分布,拟定合理的平衡曲线形式,并制定出共同供水任务的分配机制,以供水能力最大为目标函数建立模拟优化模型对分配规则进行修正,采用改进的粒子群算法求解. 以中国北方某并联供水库群为例,通过实测与人工径流序列下不同调度方案的对比分析,结果表明所提出的分配规则较其他调度方案更能合理地分配系统蓄水量,提升联合库群的供水能力.

针对混凝土曲轴构件内弧粘贴FRP加固弦剥离削弱结构加固效率的不合理性,基于结构整体内力平衡的计算方法,提出了任意荷载作用下混凝土曲轴结构内力计算解析公式.通过静力平衡方程与挠度微分方程推导得出界面剥离应力与黏结剪应力计算关系式,提出了内力及界面黏结剪应力和界面剥离应力的解析关系;通过给出粘贴层强度控制阈值,得到了外荷载与曲轴结构加固材料之间的平衡方程.结合三榀曲轴构件粘贴FRP加固模型试验,测试并分析了分步加载全过程的关键截面应变、变形及极限荷载,通过与测试得到的极限荷载等关键力学参数的对比,验证了混凝土曲轴构件内弧粘贴FRP加固计算方法的正确性.

为研究斜撑对钢桁架-RC管柱结构受力性能的影响,通过模型结构拟动力试验、伪静力试验和有限元计算分析研究该类结构体系的抗震性能以及竖向荷载与风荷载作用下的基本受力性能,并与未带斜撑的空冷支架结构进行对比.结果表明:设置斜撑后,钢桁架-RC管柱结构的滞回耗能性能和承载能力均有了较大提高;管柱出现反弯点,底部弯矩减小,管柱裂缝开展范围得到有效限制,钢桁架与管柱连接节点部位破坏减轻;结构的侧移曲线在牛腿处明显分为两段,随着地震强度的增大,侧移由弯剪型趋于剪切型;结构在地震作用下的侧移角小于未带斜撑的结构,变形性能较好;竖向荷载下钢桁架平台悬挑端挠度及风荷载下结构侧移的减小幅度均大于50％.增设斜撑能够明显改善钢桁架-RC管柱结构的基本受力性能与抗震性能.

将组合梁及组合柱退化三折线最大点指向弯矩-曲率恢复力模型曲线类型划分为12类,建立弯矩-曲率恢复力模型曲线类型转化关系,并将组合梁及组合柱弯矩-曲率恢复力模型程序化.利用三段变刚度杆单元矩阵编制了组合结构弹塑性地震响应时程分析数值计算程序,分析程序采用了杆系模型,能更好地反映结构变形特性,便于发现结构薄弱环节.利用该数值计算程序对不同地震强度下的组合框架试件地震响应进行了计算,结果表明：采用三段变刚度杆单元矩阵和退化的三折线最大点指向恢复力滞回模型可以有效地求解组合框架地震响应,为组合框架结构弹塑性地震响应提供一种有效的分析方法.

对大型敞口钢油罐进行风荷载的风洞试验,获得结构表面的风荷载分布规律,并拟合成傅里叶公式,为设计应用提供方便.利用风洞试验获得的风荷载对大型敞口油罐进行稳定计算,研究了罐壁顶部包边角钢与结构风力稳定的关系,分析了初始几何缺陷对结构非线性稳定性能的影响.结果表明:大型油罐这类高径比很小的低矮型圆柱结构的表面风荷载与普通圆柱结构的有明显差异;包边角钢可以加强油罐顶部的迎风面外刚度,提高结构屈曲的临界风荷载;敞口钢油罐的风力稳定性能对初始几何缺陷十分敏感,结构的稳定承载力随缺陷的增大显著降低.

研究了一类具有饱和非线性输入的不确定系统抗饱和控制问题.结合滑模控制理论和自适应控制理论,提出了一种自适应滑模抗饱和控制器,采用饱和函数取代控制器中的符号函数,有效消除了控制器中由符号函数引起的抖振现象,保证了系统良好的鲁棒性.最后结合实际的船舶航向控制问题进行仿真实验,仿真结果验证了该方案的有效性.

为了提高弹性路由层快速重路由技术在故障情况下受影响流量无中断转发的成功率及效率,提出了一种基于单亲遗传算法的IP网络弹性路由层生成算法.基于弹性路由层基本原理,给出了弹性路由层理论的数学描述,建立了一种避免拥塞发生的IP网络弹性路由层结构优化模型,优化目标为最小化平均最短重路由路径和最大链路利用率的加权和.给出了单亲遗传算法求解该优化问题的详细步骤.最后通过仿真验证了本文算法的可行性和有效性.

针对无线传感器网络中现有目标跟踪算法存在的不足,提出了一种基于云模型的目标跟踪算法(CMTT).该算法将传感器网络中的目标跟踪作为一个云模型的状态预测问题来处理,首先利用云模型预测目标下一时刻将要经过的区域,然后将该信息传送到预测区域,实现对追踪目标的预测和感知.仿真结果表明:对于线性和非线性目标跟踪问题,该算法具有良好的跟踪效率和跟踪精度.

针对当前基于运动传感技术的人体行为监测方案中存在的运动信息种类单一、运动特征提取不完善、识别算法复杂、鲁棒性弱等问题,提出运用多MEMS传感器采集人体姿态角和线性加速度,为人体行为识别提供准确、多样的运动信息;通过对滑动时间窗内运动信息进行数学统计,提取人体运动特征;基于这些特征,设计模糊模式识别模型,对人体异常行为进行识别.实验结果表明：该方案识别率高,平均识别率达97.6％,鲁棒性强,软硬件复杂度大大降低,易于借助嵌入平台实现独立的模块化设计,具有很强的实用性.

为了克服目标遮挡、姿态变换、光照变化等导致的视频目标跟踪失效问题,提出了一种自适应局部表观模型的跟踪方法.将目标分割成多个局部特征子块,选择其中部分具有相对显著性特征的子块,在粒子滤波框架下,使用稀疏表示方法独立跟踪选择的局部子块,通过各局部子块跟踪结果来估计目标.在跟踪过程中,为了保证跟踪子块的表观相对稳定,动态替换不稳定的局部特征块.实验结果表明:该方法与各种流行跟踪方法相比,跟踪结果稳定,特别是在目标部分遮挡和变形以及光照变化等条件下,具有更好的跟踪准确性.

提出了一种预报岸基微波超视距雷达最大探测距离的方法.实时采集岸海交界处的气象水文信息,利用P-J模型获取蒸发波导折射率剖面,用抛物方程模型计算电磁波传播损耗,通过修正后的雷达方程得出最大探测距离的预报值.基于上述方法设计并实现了岸基微波超视距雷达探测距离预报系统,对预报系统进行实验并与实际观测结果进行比较,表明:该预报系统的预报结果与雷达实际观测结果的偏差大部分小于40 km,具有较高的预报精度.

提出了在信号盲均衡处理过程中,同时完成定时误差估计、定时恢复和载波相位恢复的联合处理方法．在修正恒模算法(MCMA)的代价函数中引入定时误差参数,嵌入Farrow结构的插值滤波器,并在均衡器系数更新和定时误差估计的迭代操作中使用一段数据样本,以开环批处理的方式准确估计出代价函数关于均衡器系数向量和定时误差的梯度．理论分析和仿真实验结果表明:算法收敛速度较快,单次运行收敛曲线平滑,适应于短数据样本的处理,在存在定时误差的情况下,仅需数百个数据样点即可实现信号恢复.

针对传统便携式激光相位测距仪测量精度较低和实时性不够的缺点,设计了一款高精度快速相位式激光测距仪.首先由ARM芯片对回波信号采样并使用最小二乘法求解信号相位;然后根据粗测尺求得待测目标的模糊距离,计算不同频率信号的周期差,构建超定方程组;最后应用最小二乘法求解出待测距离.对2台测距样机和1台K60测距仪在精度为0.18 mm的国家标准基线上进行测距比较试验,结果表明:测距仪的平均测量误差不大于0.95 mm,标准不确定度不大于0.50 mm,平均测距时间不大于1.55 s,测距精度和测距速度比K60测距仪都有了较大提升,满足市场上测距仪误差小于2 mm和测距时间小于3 s的应用要求.

针对强噪声下的X射线脉冲星信号检测,提出了一种基于时频熵的恒虚警率检测算法.首先对脉冲星信号的时频熵进行了定义;然后从理论上对脉冲星信号时频熵的分布特性进行分析,并用蒙特卡罗方法对理论分析结果进行验证.在此基础上,利用时频熵来设计检测统计量,对脉冲星信号进行基于恒虚警率的检测.仿真结果表明：本文算法可以有效提高检测概率,降低计算复杂度,并且可以在一定精度下给出脉冲星信号的时延值.

为了衡量星上有效载荷核心器件的非理想特性对导航信号性能的影响,将相关损耗、鉴别器曲线过零点偏移和鉴别器曲线斜率失真作为评估指标,通过仿真评估了理想导航信号通过滤波器和高功放之后的信号质量,分析了信号的码跟踪精度和载波跟踪精度.仿真结果表明:同一滤波器对不同调制方式的信号有着不同的影响;高功放带来的过零点偏移的影响比滤波器小4个数量级,但是会带来明显的带外功率损耗.

将凹坑型非光滑表面分别布置在汽车工业研究协会(MIRA)给出的直背式模型的顶部和尾部,研究顶部非光滑和尾部非光滑单独作用时的减阻效果,并通过耦合的方法,研究顶部和尾部共同作用时的减阻效果.通过CFD数值计算方法,得出模型的尾流、压力、剪应力以及湍动能等参数,对比模型在不同形式下的减阻效果,并分析减阻原因.研究结果表明：凹坑型非光滑表面能减小模型尾部负压,从而减小压差阻力,并降低湍动能,减小能量耗散；顶部和尾部非光滑的耦合作用略强于单独作用,但小于两者之和.

针对DP600双相钢与无间隙原子钢(IF钢)的激光拼焊工艺,实验研究了不同工艺参数对焊缝形貌与尺寸的影响,测试分析了接头微观组织以及焊缝区各类组织、接头的显微硬度和拉伸性能.结果表明:较高激光功率与较低焊接速度组合易造成焊缝表面出现波动;激光功率和焊接速度对束腰形和漏斗形焊缝的宽度有不同影响趋势；焊缝组织由大部分多形态的铁素体和小部分多形态的贝氏体组成,焊缝硬度介于DP600钢侧热影响区和IF钢侧热影响区之间；接头拉伸试样均断裂在IF钢母材,接头的抗拉强度和断后延伸率约为IF钢母材的85％和61％.