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第48卷,第2期
刊出日期:2020年2月
  • 尺寸限制下的多翼离心风机蜗壳型线设计
    王军,肖千豪,蒋博彦,吴灵辉 p1-5
    为解决切割蜗壳型线造成多翼离心风机气动性能下降的问题,采用七个控制点构成的二次非均匀B样条(NUQBS)曲线表征蜗壳型线的扩张规律,并布置两个相近的控制点满足风机尺寸要求.为减少数值模拟的计算量,利用最优拉丁超立方试验设计方法,对控制点的3个设计变量进行空间采样.用径向基函数(RBF)神经网络模型建立设计变量与优化目标之间的响应关系,使用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对其进行多目标优化.研究结果表明:RBF神经网络模型能准确预测设计变量与风机流量和效率之间的关系;优化后的蜗壳改善了风机内部流动状态,扩大了叶轮的做功范围;与原型机相比,风机的最大流量增大1.12 m3/min,效率提高4.4%,气动噪声降低1.72 dB.
  • 多通道液氦低温传输管线的设计及漏热量模拟
    邓笔财,谢秀娟,杨少柒,李青 p6-10
    基于多通道液氦低温传输管线的结构设计与理论建模,分析了不同温区下真空多层绝热材料层数、层密度对热流密度和表观导热系数的影响.模拟了同轴液氦低温传输管线直管段和弯管段的温度场和漏热量分布.对比了不带辐射屏和带辐射屏的液氦低温传输管线漏热量.结果表明:在4.5~293.0 K,选取层数50层、层密度为25层/cm多层绝热材料,表观导热系数为0.119 mW/(m•K);在4.5~77.0 K,选取层数50层、层密度为30层/cm多层绝热材料,表观导热系数为0.028 mW/(m•K);当不带辐射屏时,单个双棱支撑漏热量为0.207 W,直管段和弯管段多层绝热材料漏热量分别为0.471和0.460 W/m.对比不带辐射屏和带辐射屏的液氦低温传输管线,漏热量分别为0.581和0.029 W/m,带液氮辐射屏的液氦低温传输管线漏热量减少了95%.
  • 柴油机排气管内碳烟颗粒形貌变化过程分析
    魏明锐,卞钒全,鞠洪玲 p11-15
    采集柴油机在不同工况下和排气管不同位置处的碳烟颗粒,通过透射电镜对碳烟颗粒形貌进行观测,采用image-pro plus软件统计分析碳烟颗粒的形貌特征参数,得到碳烟颗粒的分形维数.结果表明:随着平均有效压力的升高,碳烟颗粒的分形维数和尺寸增大,其形貌从简单的链状和支状向复杂的簇状和网状发展;在相同的平均有效压力下,采样点2处的碳烟颗粒的分形维数大于采样点1处,表明当碳烟颗粒在排气管中运动时,仍在通过碰撞、聚合和破碎等物理过程发生变化.
  • 离心泵叶轮后盖板粗糙带抑制空化效果分析
    赵伟国,徐泽鑫,郁金红,朱昌健 p16-22
    利用修正过的剪切应力输运(SST) k-ω湍流模型及Kubota空化模型,对不同空化数下的离心泵内流场结构进行定常与非定常空化模拟,并选取最后一个旋转周期对叶轮内流场特性进行分析,考察离心泵叶轮后盖板布置粗糙带对其内部非定常空化流动特征、压力脉动特性及抑制空化效果的影响.结果表明:叶轮后盖板布置粗糙带对离心泵外特性几乎不产生太大扰动;粗糙带提高了叶轮内流场压强,其产生较大的近场压力迫使空泡外侧形态发生改变,从而对空化产生抑制作用;空化发展初期至严重阶段,粗糙带使得周期内叶轮中空泡体积明显减小;当空泡的径向外缘尺寸发展至粗糙带位置时,该结构使得由空泡所覆盖区域内的压力脉动主频幅值有较大程度降低,且能不同程度降低蜗壳内的主频幅值,对流场结构改善效果较好,但对未覆盖区域造成了小幅扰动.
  • 面齿轮分汇流系统动力学均载特性研究
    莫帅,岳宗享,冯志友,高瀚君 p23-28
    以面齿轮分汇流系统为研究对象,基于牛顿第二定律,考虑齿轮的平移振动和扭转振动,利用集中参数法建立该系统的平移-扭转动力学模型,研究啮合力和均载系数随时间的变化曲线,分析齿轮的偏心误差、支撑刚度、输入功率、输入转速对均载系数的影响.研究结果表明该系统的啮合力和均载系数分别在1.0×104~1.7×104 N/m和0.85~1.15内周期性变化.
  • 强膨胀土自然膨胀特性的试验研究
    刘岩,吴天前,邹维列 p29-35
    以邯郸强膨胀土为研究对象,采用改进的三联高压固结仪,对膨胀力、自然膨胀力和自然膨胀率等进行研究.结果表明:在相同初始含水率条件下,随干密度的增大膨胀力呈指数增长;在相同干密度条件下,随初始含水率增大,膨胀力先增大后减小,在最优含水率附近出现峰值;随含水率增量的增加自然膨胀力呈对数增长,且在初期受含水率增量的影响更大;无荷和有荷自然膨胀率随含水率增量的变化均可分为快速线性增长与慢速线性增长两个阶段;当初始含水率和干密度相同时,在慢速线性增长阶段,无荷增湿膨胀率斜率与有荷增湿膨胀率斜率之比随竖向应力近似呈对数减小;强膨胀土增湿膨胀的自然膨胀力、自然膨胀率的变化规律与蒙脱石水化和增湿致孔隙充填的自由水量有关.
  • 干式连接装配式复合墙体抗震性能试验研究
    苗欣蔚,黄炜,凌柯,徐艳芳 p36-41
    设计了4榀装配式复合墙体,进行低周往复加载试验,研究灌浆套筒连接、焊接连接、盒式连接和螺栓连接4种不同连接方式墙体的破坏模式、滞回特性、位移延性系数、刚度退化和耗能等特性.结果表明:4种连接件均未破坏,符合强节点、弱构件的抗震设计理念,能满足结构受力需要.各试件破坏形态基本相同,均为剪切破坏,极限位移角均大于1/90.不同连接方式对墙体各项抗震指标影响不同,与灌浆套筒连接试件相比,焊接连接承载力下降7%,位移延性系数上升5%,累计耗能下降22%;盒式连接承载力上升5%,位移延性系数下降33%,累计耗能下降27%;螺栓连接承载力下降13%,位移延性系数上升52%,累计耗能提升62%.焊接连接的试件耗能低、不易施工且焊接质量难以保障;而盒式连接和螺栓连接二者施工不仅便捷,而且具有较好的承载力和耗能能力.
  • 温度循环退化模型的橡胶混凝土可靠寿命预估
    陈克凡,乔宏霞,王鹏辉,彭宽 p42-46
    提出了修正Coffin-Manson模型的加速寿命评估方法.进行混凝土温度循环加速寿命试验,以相对质量和相对动弹性模量作为竞争失效退化因子,运用修正Coffin-Manson模型建立混凝土温度循环加速因子模型,用线性回归算出加速因子参数估计值,得到正常温度循环应力下的加速因子值和失效寿命,并运用最佳线性无偏估计得到正常温度循环应力下的可靠度函数.研究结果表明:随着橡胶颗粒的加入,温度循环作用下混凝土相对动弹性模量的下降速率降低,混凝土温度循环应力下退化起主导作用的为相对动弹性模量,普通混凝土和橡胶混凝土试件在正常温度循环应力下,可靠度为60%的可靠寿命分别为8.69和12.83 a.
  • 铝合金片材加固钢筋混凝土梁的抗剪性能研究
    许颖,王青原,谢明,韦其颖 p47-53
    对7根不同加固方式和预加载程度的钢筋混凝土梁进行四点弯曲对称加载试验及相应数值模拟.结果表明:铝合金材料粘贴在梁表面可实现钢筋混凝土梁的抗剪加固,铝合金与混凝土之间的黏结应力最大为3.2 MPa.混凝土梁加固后,抗剪承载力增强25.83%~46.60%,挠度减小5.7%~30.1%,铝合金的强度利用率为54%~84%.侧面45°倾斜粘贴对实现混凝土梁的抗剪加固效果最佳,且适合结构物下方存在管线穿过的情况.随损伤程度增加,铝合金对混凝土梁的抗剪加固效果减弱且强度利用率下降.工程应用中,损伤的混凝土梁须及时采用铝合金片材加固.
  • 特大断面隧道倒T型掏槽爆破研究与应用
    吉凌,周传波,刘赶平,张震 p54-60
    提出特大断面隧道倒T型掏槽爆破方法,并分析了该方法的爆破原理.以龙南隧道为工程背景,利用数值模拟对比分析了现场单楔形掏槽爆破方法与倒T型掏槽爆破方法的爆破效果,并将倒T型掏槽爆破方法运用到工程实践.研究结果表明:在掏槽爆破作用下,距炮孔底部1/4位置处爆破形成的破碎范围最大,当掏槽孔爆破时该位置受爆破作用影响最大;倒T型掏槽爆破成腔体积大于单楔形掏槽爆破成腔体积.除自由面附近的单元外,倒T型掏槽爆破作用下单元有效应力约为单楔形掏槽方式爆破作用下同一位置单元有效应力的4倍.在自由面附近,两种掏槽方式爆破产生的有效应力接近.现场试验炮孔利用率平均为90.2%,炸药单耗由试验前的0.78 kg/m3降低到0.75 kg/m3,光面爆破效果提高,加快了现场施工进度,节约了施工成本.
  • 梯形河道护岸糙率及水流时均与紊动特性
    李仟,曾玉红 p61-66
    采用仿真草皮和三棱柱砖块模拟生态护岸,通过在室内非对称式梯形水槽内设置变流量和变底坡工况,对不同护岸型式下的梯形河道的糙率、流速分布和紊动强度进行了研究.结果表明:河道综合糙率随水深的增加而增大,改变流量或底坡对护岸糙率值影响不明显;主槽和斜边坡上,纵向流速的垂向分布均符合对数分布规律,横向分布呈现沿主槽向边滩逐渐减小的趋势,流速的横向梯度受河道底坡和护岸型式的影响较大;在主槽区,紊动强度沿垂向线性递减,而边坡区则先增大后减小;紊动能沿横向先增大后减小,在主槽与边坡交界区达到最大,表明交界区的紊动交换最强.
  • 热湿耦合迁移对长江流域建筑能耗模拟的影响
    陈友明,鲍洋,董文强,房爱民 p67-72
    以温度和相对湿度为驱动势建立了热湿耦合迁移模型(CHMT),采用有限差分法以加权隐式格式离散控制方程,用C++编制计算程序;采用自编程序与有限元模拟软件COMSOL Multiphysics进行求解,将计算结果与实验数据和HAMSTAD验证实例进行对比,验证了模型的准确性;以上海、武汉和重庆的建筑南立面挤塑式聚苯乙烯(XPS)外保温砖墙为例,分别计算墙体在供冷季和供暖季的逐时得热量,并以累计得热量为指标,分析热湿耦合迁移对能耗模拟的影响.结果表明:当不考虑热湿耦合迁移时,上海、武汉和重庆的墙体在供冷季累计得热分别被低估10.04%,8.69%和9.11%;在供暖季累计失热分别被低估6.34%,6.62%和6.3%,因此在计算长江流域建筑能耗时应考虑热湿耦合迁移的影响.
  • 基于改进Cycle-GAN的机器人视觉隐私保护方法
    杨观赐,林家丞,李杨,李少波 p73-78
    首先,通过优化Cycle-GAN的结构与参数,提出改进Cycle-GAN算法以提高算法泛化能力;然后,提出基于归一化交叉相关(NCC)的训练数据集生长算法,使训练数据集能根据环境变化自动拓展;最后,在服务机器人上实现基于改进Cycle-GAN的服务机器人视觉图片隐私保护方法,并给出机器人视觉隐私图片保护系统.构建具有4.8×104张图片的对抗训练数据集,并建立6类测试实验的测试数据集对系统性能进行测试.实验结果表明:本文方法在转换成功率、体现图片相似度的哈希差值和体现脸部成像精度的人脸识别率方面均优于Cycle-GAN算法.
  • 基于改进TF-IDF的多态蠕虫特征自动提取算法
    王方伟,杨少杰,赵冬梅,王长广 p79-84
    提出一种基于改进词频-逆文档频率(TF-IDF)的多态蠕虫特征自动提取算法.首先,利用特征哈希方法对不同位置的子串赋予不同的位置权重,且把高维子串向量压缩成低维向量提高效率;其次,引入校验值对传统IDF算法进行修正,减小稀有子串的权重;最后,按权值排序得到子串序列,生成最终蠕虫特征.利用多类多态蠕虫样本对该算法进行测试,并与已有方法进行比较.实验结果表明:该算法在噪声干扰下能准确高效地提取出多态蠕虫特征,准确性和效率均优于已有方法,并可对特征提取进行状态保存,具有良好的可扩展性.
  • 多上下文特征的Android恶意程序静态检测方法
    刘晓建,雷倩,杜茜,刘柯宏 p85-90
    提出一种基于多上下文特征的Android恶意程序检测方法,将敏感权限、广义敏感应用程序接口(API)和敏感系统广播三类敏感资源作为原始特征,并与其发生的上下文相结合形成程序特征,区分应用程序的良性和恶意行为.构造了基于回调函数的过程间控制流图,并定义了一组过滤压缩规则.用该方法对4 972个应用程序进行检测分析,结果表明:随机森林算法在本文的特征集上表现效果最佳,准确率为95.4%,召回率为96.5%,本文方法比其他方法的检测效果更优.
  • 基于值迭代网络的路径规划算法
    金翔,王天霖,于鹏垚,赵勇 p91-96
    为了提升值迭代网络在路径规划任务中的表现,提出结合人工势场方法,用势能地图代替环境地图作为网络的输入,提供更多的环境先验特征;引入Inception结构修改原网络架构,进一步增强网络的特征提取能力.在随机生成的二维栅格地图上进行仿真实验,结果表明:在相同情况下,改进后的方法具有更高的路径规划成功率,预测路径与最短路径的偏差更小,随着环境复杂度和地图尺寸的增加性能衰减减小.
  • RSSI模型参数动态修正的协作定位算法
    任克强,潘翠敏 p97-102
    提出一种结合接收信号强度指示(RSSI)模型参数动态修正和协作定位的RSSI改进算法.首先,利用高斯滤波对RSSI值进行优化,根据锚节点间的距离和RSSI值动态修正RSSI模型参数;然后,利用共线度有效阈值选取适合定位的锚节点组,由加权三边定位法得到节点坐标;最后,引入协作定位,利用锚节点置换策略自适应地选取已定位节点进行升级,升级节点作为锚节点参与协作定位.实验结果表明:在相同的环境下,RSSI改进算法较其他算法能有效降低测距误差,提高未知节点的定位精度.
  • 基于非参数的软件可靠性验证测试方法
    马振宇,吴纬,张威,王建平 p103-108
    以非参数统计原理为基础,在不假设软件产品寿命服从具体分布的情况下,提出一种基于非参数的软件可靠性验证测试方法.然后,根据验证测试结果,分析失效概率的置信度,从而确定失效概率的真值范围.最后,通过示例证明该方法在未过多增加测试次数的情况下,有效地解决了假设寿命分布理想化和参数估计带来的不确定性问题,使得验证软件的可靠性时,生产方与订购方一致接受最终的验证结果.
  • 切换系统有限时间稳定的事件触发滑模控制
    李振璧,贾汉坤,李学洋 p109-114
    构建了一个事件触发滑模曲面用来处理事件触发过程中的网络传输延迟现象.对传输产生的延时采用模型转换法,将原时变时滞的不确定性从原系统中分离出来,分解为两个常时滞组成的近似项和有界误差项,并经过事件触发滑模控制器消除延时带来的不利影响.用李雅普诺夫函数和平均驻留时间(ADT)方法推导出系统的输入输出有限时间稳定的充分条件,并通过线性矩阵不等式(LMI)求解得到滑模控制律的增益矩阵.实例证明:系统闭环曲线稳定,且输入输出有限时间满足设定要求.
  • 针对高频地波雷达的海上风电场遮蔽效应分析
    文必洋,刘超楠,赵久瑞,田应伟 p115-119
    提出一种评估海上风车阵列对高频地波雷达目标探测影响的方法.首先,通过雷达方程证明目标散射截面积(RCS)为雷达接收目标回波功率与衰减因子的乘积,由衰减因子对布拉格回波功率和目标回波功率影响的一致性,利用统计的布拉格功率的距离曲线补偿目标回波功率.然后,通过比较目标船只在经过风电场遮挡区和非遮挡区的散射截面积变化,分析风电场的遮蔽效应.对桂山实验的15条船只分析结果发现:船只的回波功率在通过风电场时有明显变化;风车遮挡区域与非遮挡区相比,目标散射截面积减小7 dB.提出的评估方法为沿海高频地波雷达建站提供了理论依据.
  • 需求响应的微电网优化调度及改进的蝙蝠算法
    沈艳军,杨博 p120-125
    提出了一种结合需求响应的微电网并网经济优化调度模型,该模型同时考虑了发电侧的成本和用户参与需求响应的收益.然后,针对该模型具有非线性多约束等特点,提出一种基于横向交叉策略、双向学习机制和转换调节机制的改进型蝙蝠算法对模型进行求解.最后,通过仿真实例验证了该模型和算法的有效性和可行性.结果表明:该模型可以有效降低用户对电能的需求,降低发电侧成本;通过与其他算法的比较,证明了改进型蝙蝠算法的优越性.
  • 轴承力作用下船舶尾部声振特性研究
    崔杰,高聪,魏强,李海超 p126-132
    利用有限元(FEM)/边界元法(BEM),建立了桨-轴-船尾部结构耦合振动模型,以实效伴流场下的螺旋桨轴承力作为激励源,分析了螺旋桨不同方向轴承力对尾部结构声振特性的影响.研究结果表明:在螺旋桨轴承力的作用下,船体结构振动响应峰值与螺旋桨倍叶频(BPF)或尾部结构固有频率相近;尾部结构水下辐射噪声特性随频率变化明显,当频率较低时,尾部结构的辐射噪声沿船长的分布相对均匀;随着频率升高,尾部结构的局部声辐射特性增强;水平力为引起船体结构振动并向外辐射噪声的主要分量.

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

邮发:国内 38-9

   国外 M 487

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