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第49卷,第10期
刊出日期:2021年10月
  • 土木工程
  • 董超强, 章荣军, 苗雨, 郑俊杰 doi: 10.13245/j.hust.211001 P1-6 在线阅读 下载(1.62 MB)
    探究偏高岭土(MK)掺入或替代部分水泥后,经理化复合法处理的淤泥强度贡献率是否等同或优于纯水泥固化淤泥.通过开展十字板剪切试验讨论MK掺量和MK替代比对理化复合法处理疏浚淤泥强度贡献率的影响规律.结果表明:当水泥掺量较大时,在理化复合法处理淤泥浆中加入少量的MK,处理后的淤泥强度贡献率不会随之改变;此外,不同MK替代比对理化复合法处理后淤泥强度贡献率影响显著,当MK替代比为20%时,淤泥强度贡献率最大,与之对应MK和水泥的最优掺量比约为6%:24%.
  • 陈友明, 魏捷, 方政诚, 吴仕海 doi: 10.13245/j.hust.211002 P7-12 在线阅读 下载(721.5 KB)
    为了减少同时发生气象参数的数据量和便于工程应用,提出了一种生成同时发生设计日的参数降维分区方法,该方法基于辐射时间序列法,确定各房间特征参数的近极端组合.以香港长年逐时气象数据作为数据源,在近极端组合下对各房间特征参数进行降维分区,降维分区后代表组合共计960种.对生成同时发生设计日的参数降维分区方法进行验证,结果表明:利用挑选出的同时发生设计日所确定的设计冷负荷与长年逐时负荷计算后确定的设计冷负荷相比,99%以上的相对误差在±5%内,提高了设计冷负荷计算的准确性.将同时发生设计日气象参数与传统方法得到的设计日气象参数进行了对比,结果表明:传统方法得到的设计日参数被高估,导致空调设计冷负荷偏大.
  • 刘宁, 蔡炜, 黄义雄, 陈坤 doi: 10.13245/j.hust.211003 P13-18 在线阅读 下载(2.09 MB)
    针对既有等截面交叉洞室衬砌老旧且为素混凝土结构等问题,开展交叉口的空间支护结构体系研究.根据交叉口空间特征,提出了一种由30工字钢制成的Y型主拱架支护结构.为研究支护体系中钢拱架的变形特征和力学特性,优化支护参数,保证围岩的稳定性,采用荷载-结构法对支护结构进行数值模拟分析.针对结构的薄弱点及30工字钢弯制带来的问题,通过对异型钢拱架与正常钢拱架进行抗弯承载力试验,验证异型钢拱架的力学性能.综合考虑围岩开挖轮廓及支护结构稳定性要求,通过设计搭接斜截拱架的方法,以增加支护体系的整体稳定性,并形成了一种新型的等截面交叉口支护体系.最后结合现场量测数据验证新型钢拱架结构的稳定性.
  • 机械工程
  • 赵京, 张晓丹, 张自强, 苗磊 doi: 10.13245/j.hust.211004 P19-29 在线阅读 下载(1.02 MB)
    介绍了模块化技术在工程装备、交通运输装备、武器作战装备等机械装备领域的应用.在此基础上,围绕功能、功能和结构、产品生命周期三类,对模块化设计方法进行了综述.现阶段,模块化装备的设计依然依赖于经验,设计方法存在着计算量庞大、主观因素强、全局与局部矛盾、缺乏特殊需求考虑等问题.该问题导致模块化装备的性能整体提升有限,难以推广应用.未来,相关性评估方法将逐渐完备客观,并逐渐形成一套完整的模块化设计理论体系,从而实现设计方法与模块化装备的研发全过程有机结合,满足模块化装备在典型领域的应用需求.
  • 张小龙, 张军辉, 张红娟, 徐兵 doi: 10.13245/j.hust.211005 P30-35 在线阅读 下载(1.43 MB)
    针对内曲线径向柱塞马达内部的冲击问题,提出了一种基于遗传算法的高阶导轨曲线优化设计方法.首先,在考虑惯性力及摩擦力的情况下,建立了导轨的最大接触应力数学模型,并以其最小值作为适应度函数,以无冲击、低脉动作为约束条件,利用遗传算法对曲线的系数进行求解.然后,以求解的10阶、11阶导轨曲线为例,对比分析了两者的曲线特性及轨道的反作用力、最大接触应力和马达的脉动率.通过分析对比可知:该设计方法所得到的曲线与常用的等加速导轨曲线相比更光滑、无冲击;与无冲击的修正心形线导轨曲线相比,马达脉动率更低.因此,该导轨曲线设计方法可为对冲击和噪声要求较高的内曲线径向柱塞马达的优化设计提供参考.
  • 胡浩中, 李华东, 梅志远, 陈国涛 doi: 10.13245/j.hust.211006 P36-41 在线阅读 下载(1.81 MB)
    为研究含填充芯材复合材料格栅增强夹芯梁的弯曲性能,采用均质化方法对夹芯层等效弹性参数进行理论推导.结合平行移轴刚度理论、一阶剪切理论对含填充芯材复合材料格栅增强夹芯梁的弯曲刚度、最大挠度进行理论分析;然后对夹芯梁的弯曲性能进行了研究,结果表明:夹芯梁的相对弯曲刚度、挠度与格栅芯材弹性模量比之间存在一次分式函数关系,所用格栅可使相对弯曲刚度提高21.5%,相对挠度下降19.5%;当夹芯层与蒙皮厚度较小时,格栅对夹芯梁的相对弯曲刚度无明显提升;在相同条件下,格栅纵向分布比横向分布更利于夹芯梁提升刚度、降低挠度;当格栅纤维铺层角度在45°时,可使夹芯层弯曲刚度最大提升约21%,夹芯梁相对弯曲挠度下降约7%,而对夹芯梁相对弯曲刚度影响微小.
  • 黄通, 高钦和, 刘志浩, 王冬 doi: 10.13245/j.hust.211007 P42-46 在线阅读 下载(1.7 MB)
    针对重载子午轮胎在大变形过程中的非线性面外力学特征,开展了基于魔术公式(MF)对重载子午轮胎非线性特性和模型修正方法研究.基于轮胎六分力测试试验,开展了重载子午轮胎的面外力学试验研究.针对该型轮胎垂向载荷范围大、扁平比大的特点,分析了重载工况下轮胎垂向载荷对轮胎侧偏特性和纵滑特性的影响规律,建立了重载子午轮胎的无量纲侧偏特性和纵滑特性的非线性解析模型;基于粒子群算法(PSO)和试验数据,开展了轮胎魔术公式模型的特征参数辨识研究,分析了辨识结果对不同载荷作用下的轮胎力学特性匹配程度与影响因素;基于相似性原理提出了重载工况下的魔术公式修正模型,与轮胎六分力测试试验结果进行对比,验证了修正模型的准确性.
  • 能源与环境工程
  • 赵睿杰, 赵有龙, 周游, 张德胜 doi: 10.13245/j.hust.211008 P47-52 在线阅读 下载(2.2 MB)
    采用计算流体力学(CFD)与离散单元法(DEM)相结合的方法,并将离散随机游走(DRW)模型和颗粒湍流调制模型自定义到相间耦合模型中,研究了模型中各个作用机制对弯管内磨损的影响.结果表明:考虑流体与颗粒的双向耦合作用是模拟粗颗粒两相流动和弯头磨损预测的必要条件;升力对颗粒分布及磨损有较大的影响,而其他次要力影响可忽略不计;重力施加方向不同导致最大磨损率增大20%,但磨损规律相似,最大磨损位置都在约弯头85°处;颗粒在大体积分数工况下,颗粒在弯头的局部聚集使颗粒间碰撞占主导机制,但随着体积分数降低,湍流调制对磨损预测产生一定影响.
  • 李格升, 田芬, 梁俊杰, 张尊华 doi: 10.13245/j.hust.211009 P53-59 在线阅读 下载(1.58 MB)
    以甲烷-正庚烷-异辛烷-环己烷-甲苯混合物作为LNG(液化天然气)-柴油模型燃料,构建了包含1 425种组分和5 597个基元反应的LNG-柴油模型燃料详细燃烧反应机理.以重要组分摩尔分数为目标参数,通过基于误差传递直接关系图法对该详细机理进行了简化,分析了简化阈值与机理规模的关系,结合反应路径研究了机理简化的规律.结果表明:随着简化阈值增大,机理规模逐渐减小,但减小的速度逐渐降低,当阈值增大至0.8时,简化机理规模基本恒定.结合简化阈值与误差,确定合理的简化机理包含208种组分和1 087个基元反应,该机理可准确预测模型燃料的着火延时与层流燃烧速度.简化机理保留了H2/CO/C1子机理、C2-C3半详细机理和C4-C8骨架机理,去除了约85%冗余组分和81%的基元反应.
  • 周领, 胡垠盈, 薛子剑, 李文娟 doi: 10.13245/j.hust.211010 P60-66 在线阅读 下载(2.01 MB)
    采用有限体积二阶Godunov格式对水气两相均质流瞬变现象进行建模和模拟研究.在均质流控制方程中引入动态摩阻,采用二阶Godunov格式求解,运用MUSCL(守恒定律的单调上游中心格式)方法进行二阶线性重构,同时为避免虚拟振荡引入MINMOD(斜率限制器函数);提出双虚拟边界法进行边界计算,实现了计算区域的所有控制体包括边界同时达到二阶精度且计算更简便.将所建模型计算结果与已有模型计算结果、试验数据进行对比,并对模型各参数进行敏感性分析,结果表明:本文模型能更好地模拟试验压力,并有效避免虚假数值振荡,提高了计算结果稳定性和精确度;随着初始气体含气率的增加,波速降低,水气两相均质流的瞬变压力峰值逐渐减小、波动周期延长.
  • 颉亚玮, 裘嘉琪, 刘宏远, 徐振峰 doi: 10.13245/j.hust.211011 P67-72 在线阅读 下载(2.17 MB)
    通过液相还原法合成了粒径在100~200 nm之间的类球形纳米零价铝(nZVAl)颗粒.合成的nZVAl能在较广的pH范围(2.5~10)内有效活化过硫酸盐(PS)降解卡马西平(CBZ).结果表明:在初始pH=3,PS浓度为0.5 mmol•L-1,nZVAl质量浓度为0.15 g•L-1条件下反应30 min后,CBZ的去除率达到94.3%,优于商品铝粉;PS浓度上升会促进nZVAl的腐蚀,提高CBZ的降解效率;SO42-和腐殖酸(HA)的存在会抑制CBZ的降解效率,而Cl-的存在显著促进CBZ降解;nZVAl/PS体系中产生的SO4·-是降解CBZ的主要活性自由基;X射线光电子能谱(XPS)分析表明Al0是nZVAl中活化PS的主要成分,并且nZVAl表面氧化层钝化为Al2O3是反应后续降解效率降低的主要原因.
  • 信息与控制工程
  • 于静, 杨文沅, 刘晓路, 邢立宁 doi: 10.13245/j.hust.211012 P73-78 在线阅读 下载(1.53 MB)
    当一般卫星面临问题规模较大且任务比较密集时,传统的调度模型会出现任务排斥,造成观测效率及观测收益都较低的现象.针对该问题,提出了基于任务合成机制的多星调度算法.首先,考虑任务之间的约束条件,建立基于均值漂移的卫星任务合成算法;然后,考虑卫星资源的固存约束、能量约束,以及观测任务之间的观测时间、观测角度等约束条件,建立了基于均值漂移的多星任务合成调度问题模型;最后,结合任务合成算法及问题特点,用改进的蚁群求解算法进行求解,并设计了Insert搜索算子来提高算法的探索能力.仿真实验验证了该任务合成方法及求解算法的效率.
  • 姚若河, 陈东侨 doi: 10.13245/j.hust.211013 P79-84 在线阅读 下载(2.02 MB)
    针对在物联网设备中使用的电阻电容(RC)张弛振荡器低功耗低温漂的需求,通过将RC张弛振荡器中的参考电压产生电路和自偏置电流产生电路复合使用,简化电路结构,减小供电电压和偏置电流,降低电路的功耗.采用水平级联的共栅共源结构、反相器链及时钟电压自举结构,减少温度变化对延时及振荡频率的影响.采用串并联电阻网络减少因电阻工艺偏差导致的影响,并将该电阻网络配置成正温度特性,以平衡RC时间常数和比较器延时的温度依赖性,提高振荡频率的温度稳定性.仿真结果表明:本文RC张弛振荡器的振荡频率为1.2 kHz,功耗和温漂系数分别为1.351 nW和139×10-6/℃,与典型RC张弛振荡器相比,其功耗和温漂性能均有显著的提升.
  • 丁昊, 杨乐, 石鸿凌, 孙洪 doi: 10.13245/j.hust.211014 P85-90 在线阅读 下载(1.86 MB)
    针对传统人工智能负荷辨识算法网络参数规模庞大、计算复杂度高、辨识准确率不足的局限性,提出一种多维数据融合可视化方法,融合负荷的电压、原始电流和电压-无功电流轨迹信息,生成尺寸更小、区分度更高的真彩可视化图像,作为人工神经网络的输入数据.实验结果表明:在采用真彩可视化图像后,仅用不到传统算法1%规模的人工神经网络和计算量,就可以在PLAID(即插即用设备标识)数据集上达到96.63%的负荷辨识准确率、在WHITED(全球家庭和工业瞬态能量)数据集上达到99.05%的负荷辨识准确率.
  • 张贞凯, 江峰 doi: 10.13245/j.hust.211015 P91-96 在线阅读 下载(1.42 MB)
    针对水下声源定位中传感器位置存在不确定性的问题,提出了一种基于两阶段加权最小二乘算法的水下目标定位算法.首先,当传感器位置浮动时,利用获取的到达时间差数据,将测量值噪声和传感器位置误差构造加权系数矩阵,通过加权最小二乘算法估计目标位置;然后,通过引入目标定位误差构造定位方程;最后,用求解的目标定位误差调节上个阶段估计的目标位置.仿真结果表明:在传感器位置噪声较小情况下,本文算法具有较好的定位精度.
  • 丛明, 简继盼, 邹强, 刘冬 doi: 10.13245/j.hust.211016 P97-102 在线阅读 下载(1.27 MB)
    针对机器人模仿学习方法泛化性弱、对低级检测器准确率要求较高的问题,提出了一种基于结构文法的模仿学习方法.该方法通过视觉传感器提取场景的符号描述,形成含有噪声的符号基元序列;采用概率上下文无关文法(PCFG)对这些序列进行表征和语法操作,从而形成语法空间;基于最小描述长度(MDL)准则对语法空间中的语法质量进行评价,用改进的Beam Search算法寻找最优语法,即演示活动的一般结构;获得的一般结构能够将含有噪声的符号基元序列进行解析,得到正确的序列.数据合成实验和汉诺塔实验的对比效果验证了该方法优秀的数据表达性能和良好的抗干扰性能,在高噪声环境下该方法的解析成功率约为90%.
  • 船舶与海洋工程
  • 赵成, 张涛, 侯国祥 doi: 10.13245/j.hust.211017 P103-108 在线阅读 下载(2.53 MB)
    为了研究低雷诺数下钝体绕流噪声,提出一种混合声学预报方法.采用声扰动方程(APEs)结合浸入边界算法(IBM)对矩形柱绕流噪声进行模拟研究.首先通过方柱绕流模型对混合方法和边界条件进行验证,然后讨论不同迎角下方柱的流噪声特性及0°迎角下矩形柱长宽比对声场的影响规律.结果表明:方柱绕流仿真结果与文献计算值符合较好,说明本文方法有效;随着迎角增加,声压级和声传播角相应变化,30°迎角下声压级较大;矩形柱的辐射噪声低于方柱辐射噪声,并随着长宽比增大逐渐减小,主要是因为尾流区形成卡门涡街的位置向下游移动,降低了尾涡强度和升力变化;矩形柱尾涡脱落和升力变化是主要的噪声源.
  • 黄仁芳, 王一伟, 罗先武, 王凯亮 doi: 10.13245/j.hust.211018 P109-114 在线阅读 下载(2.2 MB)
    为了提高喷水推进器进水流道的水力性能并考虑空化性能,以水力效率、出流不均匀度和垂直度为优化目标,以进水流道内压力最小值为约束条件,对平进口式进水流道开展了多目标优化设计.采用参数化设计方法对进水流道进行三维建模,通过优化拉丁超立方试验设计方法生成75组样本,通过Kriging模型建立了设计变量与优化目标之间的近似模型,采用NSGA-II(改进的非支配排序遗传)算法在设计空间内进行全局寻优.敏感度分析结果表明:流道进口长度、水平直管段长度、下侧倾斜直管段的长度对优化目标的影响最大.与初始设计相比,在进速比为0.7时,优化后进水流道的不均匀度为0.188、垂直度为87.84°、水力效率为94.58%;优化后的进水流道对不同进速比都具有较好的适应性.
  • 昝英飞, 祝港, 黄阔, 黄福祥 doi: 10.13245/j.hust.211020 P115-120 在线阅读 下载(1.84 MB)
    为探究提升作业过程中钢悬链线立管(SCR)动力响应结果,基于时域耦合理论与有限元法,建立了安装作业船舶-缆绳-SCR动力学模型,计算分析了SCR在提升过程中的弯矩变化,并详细分析了不同提升速率下的船舶运动、SCR弯矩及收放(A&R)缆顶端张力.研究结果表明:SCR的弯矩与A&R缆顶端张力受SCR提升速率影响较大,A&R缆顶端张力与悬垂段处SCR弯矩随着SCR提升速率增加而增大;当提升速率从1 m/s增大至2.5 m/s时,A&R缆最大张力从2.742 6 MN增大至4.191 8 MN.
  • 乐京霞, 周智斌, 王思宇, 徐双喜 doi: 10.13245/j.hust.211021 P121-126 在线阅读 下载(1.58 MB)
    针对箭型负泊松比蜂窝夹层板,给出了线弹性范围内蜂窝芯层的等效力学参数理论公式,并通过拉伸试验和有限元仿真验证了公式的准确性.分别选取三明治夹芯板理论、Reissner等刚度理论、Hoff等刚度理论对夹层板进行等效,建立等效后的有限元模型,完成静力分析和模态分析,与实体单元模型的计算结果进行对比.结果表明:在不同加载形式下,考虑了芯层剪切刚度和面板弯曲刚度的三明治夹芯板理论,等效精度最高,更适合用于箭型负泊松比蜂窝夹层板的简化分析.
  • 王睿, 熊鹰 doi: 10.13245/j.hust.211022 P127-132 在线阅读 下载(2.68 MB)
    为探索出高效可靠的混合式CRP(对转吊舱)推进器优化设计方法,基于定常整体面元法,开展混合式CRP推进器伴随方法的应用研究.建立混合式CRP推进器的伴随方程,计算推力、扭矩系数及剖面最大负压系数与前、后桨螺距及拱弧之间的敏感导数,根据敏感导数结果,结合定常整体面元法,开展混合式CRP推进器的优化设计.优化中保持前、后桨的推力、扭矩不变,改善螺旋桨的空泡性能.对优化前、后的混合式CRP推进器加工模型,在空泡水筒中进行模型试验,结果表明:优化后混合式CRP推进器的叶梢空泡面积明显减小,同时推力、扭矩系数基本维持不变,验证了伴随方法在混合式CRP推进器优化中的有效性.
6 2024
主 管:教育部
主 办:华中科技大学
主 编:李元元
刊 号:ISSN 1671-4512
    CN 42-1658/N
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