目录信息
第48卷,第4期
刊出日期:2020年4月
  • 多孔板除雾器除雾性能模拟研究
    罗光前,方灿,邹仁杰,姚洪 p1-6
    针对传统Zig-zag(波纹板)除雾器对细颗粒物捕集效率低、带钩板Zig-zag除雾器压降较大,均限制了Zig-zag除雾器性能的问题,提出一种改良内部结构的新型除雾器,运用计算流体力学(CFD)技术对采用多孔板设计的新型Zig-zag除雾器进行了数值模拟与研究.计算采用欧拉-拉格朗日两相流模型对连续相及离散相进行模拟,采用可实现的k-ε湍流模型模拟烟气湍流作用,采用随机轨道漫步模型对颗粒湍流效应进行描述.研究结果表明:多孔板除雾器相比于传统Zig-zag除雾器,除雾效率由81.1%提升至93.5%;相比于带钩板除雾器,在维持除雾效率的同时压降可降低35.6%.
  • 电解活化过一硫酸盐改善污泥过滤及破解效能
    郭绍东,王健,季斌,谢世伟 p7-11
    以铁棒(零价铁)为阴阳电极,通过电解活化过一硫酸盐(PMS)用于改善污泥的过滤及破解效能.结果表明:在电解活化PMS处理污泥过程中,当电流为0.2 A,1 g干污泥(DS)投加130 mgPMS时,显著降低污泥的毛细吸吮时间,降幅达到43.8%,同时破坏胞外聚合物质(EPS)和污泥细胞;污泥中的紧密束缚型胞外聚合物质(TB-EPS)转化为溶解型胞外聚合物质(S-EPS),导致TB-EPS中1 g挥发性悬浮固体产生的总有机碳从14.09 mg降到8.08 mg,S-EPS中1 g挥发性悬浮固体产生的总有机碳从1.74 mg升高到6.50 mg;S-EPS和TB-EPS中蛋白质和多糖含量变化趋势与总有机碳类似;三维荧光激发-发射矩阵光谱图显示TB-EPS中蛋白质类物质变化明显.
  • 孔隙溶液对膨胀土微观结构的影响
    蔺建国,叶加兵,邹维列 p12-17
    采用压汞试验和扫描电镜试验,对不同干密度(1.3,1.5,1.7 g/cm3)的压实膨胀土试样受不同浓度(0.0,0.5,1.0,2.0 mol/L)的NaCl溶液饱和后微观结构的演化进行了详细研究.压汞试验结果表明:NaCl溶液对土中小、微孔隙的影响显著,随着NaCl溶液浓度的增加,小、微孔隙减少,且这种影响随着初始干密度的增加而更为明显.扫描电镜图像显示出NaCl溶液浓度对黏土微观结构的整体形态影响非常明显,钠离子浓度增加后,土颗粒集聚化,使土体表现得非常致密,土中出现架空贯穿孔隙.
  • 多轴向增强拉挤复合材料木夹芯梁弯曲试验
    张玲峰,王璐,刘伟庆 p18-23
    为解决传统GFRP(玻纤增强复合材料)型材的节点弱、刚度低等缺陷问题,提出一种以花旗松为芯材、以多轴向GFRP为外壳的新型拉挤复合材料夹芯梁,对比研究了木梁、GFRP空管梁和GFRP木夹芯梁的四点弯曲性能,采用声发射监测梁的损伤演变.结果表明:木梁发生受拉破坏,空管梁的腹板和上翼缘发生屈曲、褶皱,夹芯梁面层发生褶皱破坏;相比木梁和空管梁,夹芯梁的极限承载力最大提高约250%和50%,抗弯刚度最大提高约160%和90%;单向布增强梁的强度和刚度最低,三向布可兼顾梁的抗弯刚度和横向强度,延缓发生腹板-翼缘分离.声发射研究表明:累积能量、累积撞击数和荷载的时程曲线有较好的一致性,累积撞击数率比反映了梁的微观损伤累积程度,累积能量率比反映了梁的宏观损伤特征.
  • 基于拓扑优化方法实现桩筏基础的变刚度调平
    韩小雷,陈贤才,黄狄昉 p24-29
    基于连续体拓扑优化理论,对双向渐进结构优化(BESO)法进行改进,使其适用于在概念设计阶段的桩基优化设计,实现了对采用摩擦桩的桩筏基础的变刚度调平.基于该方法,在ABAQUS有限元软件中对筏下桩基模型进行优化设计:选择桩长为设计变量,以减少基础差异沉降为目标,优化过程采用位移准则及体积约束,通过有限元分析决定须删除的低效单元,经过若干迭代步后得到优化结果.结果表明该方法能够获得合理的筏下桩基布局:在80%的目标体积约束下,可以降低30%的差异沉降,同时能够充分发挥桩间土的承载力,减少了桩基材料的用量.
  • BCCP外压承载能力原型试验
    孙岳阳,胡少伟,范向前,陆俊 p30-36
    为了研究钢筋缠绕钢筒混凝土压力管(BCCP)的外压承载能力,设计了三个不同管径的BCCP外压现场原型试验.在管径为1 800 mm的BCCP上布置应变片和位移计,揭示各部位的受力变化规律,并建立有限元模型与试验进行验证.试验结果发现BCCP从生产时施加预应力到最终破坏可分为4个阶段:管芯受预应力钢筋环向作用力阶段;两侧管腰处保护层开裂前整管承受外压弹性阶段,对应于试验中外压小于800 kN的阶段,此时各组分应变随外压呈线性增长;管芯顶部和底部受拉开裂阶段,试验中当外压达到1 600 kN后,管芯顶部和底部混凝土相继受拉开裂;管芯腰部附近混凝土被压溃阶段.
  • 考虑自重的盾构壁后注浆浆液驱替渗透扩散
    韩鑫,叶飞,应凯臣,高翔 p37-42
    针对砂砾石地层中盾构壁后注浆施工过程,考虑浆液扩散过程的自重作用及浆液驱替效应,分析不同位置注浆孔浆液的渗透扩散特征.首先分析了重力作用下宾汉姆浆液渗透扩散运动方程,根据浆液球形扩散的连续性方程,建立浆液驱替渗透扩散模型,并给出顶部和底部注浆孔浆液扩散的解析解.计算结果表明:当考虑浆液驱替效应时,重力作用对浆液扩散距离的影响更加显著.基于浆液驱替效应的渗透扩散模型表明:在高渗透性地层中,当采用低压注浆时,随着注浆时间的增加,浆液所受重力对浆液渗透扩散过程的影响显著.
  • 钢-聚丙烯混杂纤维配筋混凝土抗裂性能试验
    吴海林,裴子强,杨雪枫 p43-47
    为了研究钢纤维和聚丙烯纤维对于配筋混凝土裂缝生发的影响,设计并开展了钢-聚丙烯混杂纤维配筋混凝土轴心拉伸试验.通过分析试件裂缝的形成过程、试件的初裂荷载以及平均裂缝宽度,得到不同应力水平下混杂纤维掺量对于基体混凝土抗裂性能的影响.试验结果表明:掺入混杂纤维可以明显改变有效配筋率在2%以下的混凝土的裂缝形态;混杂纤维能显著提高试件的初裂荷载并且减小试件的平均裂缝宽度;随着钢筋应力的增大,混杂纤维表现出了不同的阻裂效应;在同等纤维体积掺量下,配筋率越大则试件平均裂缝宽度越小.
  • 四斜叶桨搅拌槽内部流场PIV试验研究
    袁建平,房洪芹,孙先朋,翟晓东 p48-54
    针对搅拌槽内非牛顿流体混合不均匀问题,基于无接触式粒子图像测速技术(PIV)研究了四斜叶桨带挡板搅拌槽内非牛顿流体流场流动状况.PIV试验采用透明的黄原胶溶液作为非牛顿流体.试验结果表明:搅拌转速的变化不仅改变流场的流型,也改变流场的流速分布、湍动能分布及涡量分布的位置和大小;随着搅拌转速的减小,主循环流和反向小循环流的涡心向上偏移,同时在向上偏移过程中,涡型逐渐减小,电机驱动功率也随着搅拌转速的减小而减小;黄原胶溶液质量分数的增大影响了流场的主循环流的流动范围,使搅拌桨下部区域的流动强度明显减小,同时也导致了整个流场流速降低和流体流动传递距离减小,故高搅拌转速是非常有必要的.
  • 基于瞬心线的谐波传动双圆弧齿形设计方法
    董惠敏,董博,王德伦,张楚 p55-60
    为提高谐波传动的啮合性能,提出一种基于轮齿瞬心线的成对双圆弧齿形设计方法. 根据谐波传动轮齿瞬心线与其共轭啮合点的相伴运动建立齿形共轭、二次共轭及双共轭条件式,并依据瞬心线与双圆弧曲率特性推导出瞬心线、齿形曲率及其拐点相关的共轭区间连续条件式.以齿廓的起止啮合点与拐点为特定共轭点,将谐波传动双圆弧齿形设计问题转化为特定点共轭约束的成对同时设计问题,建立设计方法,并设计了一对三个特定共轭点的双圆弧新齿形,实现了共轭区间连续不间断.该设计方法几何意义明确,从原理上避免谐波传动齿顶干涉,不再需要圆弧拟合与齿形优化.啮合仿真表明所设计的一对双圆弧齿形在非共轭点位置有很好的啮合性能.
  • 新型双电机输入变速器换挡策略
    田晋跃,盛家炜,顾以慧 p61-66
    针对电控机械式自动变速器(AMT)在换挡过程中会出现动力中断的问题,提出一种双电机输入结构,在换挡时通过辅助电机进行驱动来弥补动力中断的不足.建立了传动系统模型,通过伯恩斯坦多项式来控制两个电机转矩的下降和上升,以协调两者之间的转矩控制.提出一种柔性换挡控制策略,通过车速和加速踏板开度识别复杂工况,根据驾驶员意图修正车速改变换挡时机,达到减少换挡次数的目的.Matlab/Simulink仿真结果表明:采用柔性换挡控制策略之后,在FTP72(美国城市驾驶循环工况)工况下可有效减少约50%的换挡次数;同时,经济性不会受到较大影响.
  • 鱼骨型布局拣货路径多车调度混合优化方法
    刘建胜,欧阳昌峰,涂海宁 p67-72
    针对一种新型非传统鱼骨型仓储布局模式,建立非传统鱼骨型布局结构中任意货物点之间的距离矩阵计算模型;考虑拣货小车载重约束条件,建立多车协同拣选调度优化模型;在传统遗传算法与粒子群算法结合的基础上,给出一种混合粒子群优化算法.为验证该算法的有效性,在不同订单规模情况下,将该算法与传统粒子群算法、遗传算法和多种群遗传算法进行比较,应用Matlab软件仿真分析,实验结果表明:该算法不但具有粒子群算法收敛快、耗时短的优点,还具备遗传算法寻优能力强的特点.
  • 电压对静电喷雾金刚石线锯切割质量的影响
    姚春燕,郑忠利,陈冬冬,汪强生 p73-78
    为了改善金刚石线锯切割中切割液的润滑冷却效果,提高工件切割质量,利用静电喷雾供液方式替代传统浇注供液方式,并对静电喷雾供给的切割液荷电液滴进行了运动学分析,仿真研究了不同电压下荷电液滴的吸附特性.在此基础上进行了切割液浇注供给方式和静电喷雾供给方式的金刚石线锯切割试验,以切割后的崩边宽度和表面粗糙度作为切割质量的评判参数.结果表明:与浇注式供液方式相比,静电喷雾式供液方式能够有效地降低崩边宽度和表面粗糙度;当荷电电压为-6 kV时,崩边宽度和表面粗糙度达到最小值,分别为44.78 µm和0.409 µm.
  • CLT桨的尾流场及梢涡特性数值分析
    常欣,马开放,王超,王文全 p79-84
    为了探究尾流收缩叶梢负载(CLT)桨的尾流场及梢涡特性,基于商业计算流体力学软件Star-CCM+对CLT桨P1727的尾流场进行了数值模拟.计算采用DDES(延迟分离涡)方法在进速系数J=0.5的工况下对三套网格进行了不确定度分析,确认了数值方法的可行性,然后对螺旋桨的敞水性能及尾流场进行了计算.研究表明:尾流场的网格细化对螺旋桨的推力及扭矩只有微弱影响,对桨后的流场具有较大影响;尾流区域轴向速度分布分为加速流与自由流,进速系数越大,加速流与自由流的分界线向外扩散的趋势越弱;相邻梢涡之间会发生融合,进速系数越大,融合得越晚,梢涡强度越弱;CLT桨相较于常规桨多出一个端板涡,并且会与梢涡融合;梢涡在向下游发展的过程中,会有明显的收缩现象.
  • 标准船模的阻力单航次试验不确定度分析
    张立,陈建挺,陈伟民,马雪泉 p85-90
    对船模拖曳水池的阻力试验进行不确定度分析,提出了降低试验不确定度的方法.根据船模阻力试验的流程,确定了试验过程中的误差源;根据不确定度的传递方程,确定了误差源对于试验结果影响的大小;在不同日期进行标准船模带舵的单航次重复试验,获得其试验结果.根据总阻力的成分,将所有试验结果换算成名义温度下的数值,进而分析其不确定度.结果表明:在95%置信水平下(k=2),各个速度的总阻力及其主要水动力系数的扩展不确定度均小于1.1%,摩擦阻力系数的扩展不确定度均小于0.025%,弗劳德数的扩展不确定度均小于0.1%.
  • 基于无源观测器的小波神经网络故障诊断方法
    徐海祥,黄羽韬,余文曌 p91-96
    针对自主化、智能化的动力定位船舶传感器故障诊断性能降低,漏报、误报频发,进而影响作业安全的问题,提出一种融合模型和数据的诊断方法.该方法将非线性无源观测器与BP(误差反向传播)神经网络结合,并引入小波包分解方法对数据集进行处理,得到故障信号各个频段上的能量,细化分类特征.基于一艘动力定位船舶模型进行仿真,结果表明:该方法克服了单一观测器输出结果存在未知干扰、模型精度不高的问题,解决了神经网络历史数据集缺乏、代表性未知的问题,提升了故障识别性能.
  • 船用螺旋桨优化设计与参数分析
    王超,韩康,孙聪,郭春雨 p97-102
    为了提高螺旋桨优化设计的质量和效率,克服传统优化设计方法依赖经验和难以获得理论上最佳设计方案的不足,以KP505桨为例,将试验设计方法、椭圆基(EBF)神经网络近似模型和遗传算法相结合,提出了基于神经网络近似模型的螺旋桨优化设计方法.用试验设计方法为神经网络近似模型的建立提供足量且高质量的训练样本,用神经网络近似模型替代面元法进行螺旋桨水动力性能计算,用遗传算法帮助设计者在设计空间内获得最佳设计方案.结果表明:该优化方法能够同时实现螺旋桨扭矩系数的降低和螺旋桨效率的提高,比面元法设计结果的解集范围更广,优化过程耗费的时间大幅度缩减.
  • 斜流中泵喷推进器流场变化规律数值分析
    邱铖铖,潘光,黄桥高,施瑶 p103-108
    基于SST(剪切应力输运) k-ω湍流模型与滑移网格技术,对不同进速系数(J=0.95,1.18,1.58)及不同斜流角( )下泵喷推进器流场变化规律进行了数值分析.利用P4119桨进行了数值方法验证,并进行网格无关性验证.为保证计算结果的准确性,采用全通道模型及全结构网格进行数值计算.计算结果表明:随着斜流角的增大,横向力和垂向力出现明显波动,不同斜流角间的波动幅度相对一致,且随着斜流角的增大而减小;随着进速系数及斜流角的变化,压力系数在转子导边、随边处出现明显波动差异,定子叶片压力系数波动比较稳定.
  • 载人运载器搭载对接装置缓冲性能优化
    侯恕萍,于海洋,弓海霞,徐浩淞 p109-114
    针对小型载人运载器水下对接、搭载和投送的任务需求,设计了背驮式小型运载器搭载对接装置.选取对接过程总冲量为目标变量,基于响应面方法和Central Composite Design(中心组合设计)试验设计方法,分别建立了多种对接情况下目标变量碰撞冲量关于初始对接参数的数学模型.利用Adams软件建立虚拟样机并获得试验数据,求解各模型对接冲量最大的情况和对应的对接参数.基于Abaqus有限元软件,引入缓冲杆参数作为设计变量,根据确定的对接参数建立目标函数关于缓冲杆参数的数学模型,最终得到最优的缓冲杆参数,降低了对接过程中运载器对母平台的冲击.
  • 用于安全集成电路的三相单轨脉冲寄存器
    赵毅强,蔡里昂,辛睿山,甘杰 p115-120
    基于三相位求值模式提出了一种三相单轨脉冲寄存器(TSPR),该寄存器可在时钟边沿到来之后依次完成放电、充电、写入三个操作.由于输出节点在每个周期内经历一次充电和一次放电操作,因此所有数据处理过程都具有相同功耗,达到了单元功耗与处理数据无关的目的.仿真验证表明TSPR逻辑功能正确,并且具有小于1.73%的归一能量差.进一步采用TSPR实现高级加密标准(AES)算法中的8位S盒结构以验证其抗差分功耗分析(DPA)攻击能力.实验结果证明:TSPR可以将正确密钥与功耗之间的相关性系数降低81.82%,有效地减少数据处理过程中的信息泄露,提高电路的抗攻击能力.
  • 基于Stackelberg博弈的资源动态定价策略
    薛建彬,关向瑞,王璐,蔺莹 p121-126
    针对计算密集型任务卸载时边缘云计算能力有限引起的公平性问题,提出一种基于Stackelberg(斯坦克伯格)博弈的资源动态定价策略.首先,分析边缘云系统资源剩余量和用户需求之间的实时关系,设计边缘云网络收益及用户成本函数.然后,通过验证用户之间非合作博弈纳什均衡点的存在性,获得基于完全状态信息下用户成本最低时的最优卸载策略.最后,采用双向迭代搜索算法求解边缘收益问题,获取经价格调整因子调节后的边缘云网络最优定价策略.仿真结果表明:所提算法当计算资源较少时能保证边缘云收益,并在保证用户公平性前提下提高用户服务质量.
  • 分布式两阶段混合流水车间调度
    张清勇,孙泽轩,雷德明 p127-132
    针对分布式两阶段混合流水车间调度问题(DTHFSP),提出一种教学优化算法(TLBO)求解工厂分配问题并设计一种启发式算法解决机器分配问题,以最小化最大完工时间.首先,采用均衡工厂负载的方法生成初始班级;然后,引入淘汰机制以加强对优势解的局部搜索效率,并在自学阶段增加反思过程强化教学结果;最后,通过大量实例实验验证了教学优化算法在求解分布式两阶段混合流水车间调度问题时的搜索优势.结果分析表明教学优化算法在求解分布式两阶段混合流水车间调度方面具有更好的稳定性和求解质量.

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

论文检索