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当期目录

    2017年, 第51卷, 第1期 刊出日期:2017-01-31 上一期    下一期
    环境科学
    核废物桶检测中探测效率的数值方法
    钱雅兰,王德忠,顾卫国,熊洁梅
    2017,51 (1):  1. 
    摘要 ( 652 )  

    摘要:  为了既准确又快速地进行探测效率刻度,针对中低放射性废物活度测量,提出了一种基于探测对象、准直器和以高纯锗探测器为例的空间分布的探测效率实时数值计算方法.采用该方法对不同位置、不同能量的点放射源进行效率刻度,与蒙特卡罗方法计算结果的相对偏差均在5%以内.使用γ射线探测系统对木材和聚氨酯填充的废物桶样品进行实验测量,得到核素137Cs和60Co的探测效率,相同工况下的数值计算结果与实验测量值的相对误差均在12%以内,且多数小于5%.研究结果表明,在进行放射性核废物桶检测时,采用该数值计算方法可以快速而准确地进行效率刻度.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    机械工程
    氮氧化物储存还原反应中还原时间的控制方法
    邹杉,林达,温亚林,张武高
    2017,51 (1):  6. 
    摘要 ( 739 )  

    摘要:  使用H2作为还原剂,采用NOx存储还原循环的试验方法,在石英反应器上研究了还原时间、反应温度和还原剂体积分数对NOx存储还原(NSR)催化剂Pt/Ba/Ce/γAl2O3存储还原特性的影响.结果表明:存在一个最佳还原时间,在此处可取得最高的循环转化率;最佳还原时间与反应温度和还原剂体积分数相关,提高反应温度或者降低还原剂体积分数,最佳还原时间延长.

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    兵器工业
    超临界混合流体自然对流的三维数值模拟
    李天1,张鹏1,龙志强1,沈飚1,2
    2017,51 (1):  12. 
    摘要 ( 547 )  

    摘要:  针对三维矩形腔体中超临界氮氩混合流体的RayleighBénard 对流进行了数值模拟,研究了活塞效应、Soret效应和Dufour效应在自然对流发生发展过程中所产生的影响.结果显示:3种效应作用下自然对流可分为稳定边界层、对流产生和发展、稳定对流3个阶段.活塞效应在稳定热边界层时期发挥主导作用并促进对流发生,形成双热边界层结构.受温度梯度驱动Soret效应引起组分定向迁移,产生Dufour效应促进能量输运.与拟纯流体对比后发现,自然对流发展阶段混合流体中Soret和Dufour效应具有促进流动增强换热的效果.

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    机械工程
    不同深度凹陷内湍流流动与传热性能的数值研究
    杨云,饶宇
    2017,51 (1):  18. 
    摘要 ( 641 )  

    摘要:  采用标准kω湍流模型对具有不同深度的凹陷涡发生器表面湍流传热性能进行了数值计算,获得了雷诺数(Re)在8 500~60 000内不同深度的凹陷表面湍流传热、流阻和流动特征,并拟合了传热和摩擦因子关系式.凹陷表面平均传热性能和摩擦因子随着深度的增加而增大,并且Re越高传热性能和摩擦因子越高.在低Re值(Re=8 500)时深度比(σ,凹陷表面深度与截面直径之比)为0.1和0.3的凹陷传热相差不大,平均性能较光滑平板增强约40%左右;而在高Re值(Re=50 500)时后者比前者传热提高约11%,平均换热性能较光滑平板分别增强42.1%和51.6%,摩擦因子提高30%~120%.相对于光滑通道,凹陷表面综合热性能提高10%~35%,综合热性能随凹陷深度的增加而逐渐减小.详细的凹陷表面传热分布还表明,深度比为0.1和0.2的浅凹陷涡发生器局部传热分布对称,而深度比为0.26和0.3的深凹陷局部传热分布是非对称的,这主要是由于浅凹陷与深凹陷内部具有不同的涡流结构.

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    利用化工过程余热的有机工质向心透平气动性能分析
    薄泽民,张倩倩,桑振坤,翁一武
    2017,51 (1):  26. 
    摘要 ( 553 )  

    摘要:  针对化工蒸馏过程产生的余热(121~146 ℃ ),采用R600a工质,进行了150 kW级的有机工质向心透平初步设计.在通过一维气动计算获得有机工质向心透平初步结构参数和性能参数的基础上,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟研究了有机工质向心透平设计工况的气动特性,获得了总体性能及流场分布情况.研究结果表明,在透平入口温度110 ℃、透平入口压力1.6 MPa条件下,有机工质向心透平质量流量4.17 kg/s、压比3.2、效率82.7%、输出功率150.5 kW,在设计工况下流动顺畅,效率高,满足有机工质发电系统对膨胀机的要求.研究成果可以为化工过程余热利用的有机工质向心透平设计提供基础数据.

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    掺混PODE对增压中冷柴油机燃烧和排放性能的影响
    朱益佳,林达,魏小栋,张武高
    2017,51 (1):  33. 
    摘要 ( 651 )  

    摘要:  在一台电控共轨增压中冷柴油发动机台架上,燃用纯柴油以及柴油中分别掺混10%、20%、30%(体积比)聚甲氧基二甲醚(PODE)的混合燃料,研究了PODE对柴油发动机燃烧排放特性以及燃油经济性的影响.结果表明PODE的掺混显著影响发动机的燃烧特性:除低速大负荷工况外,PODE的掺入明显降低了预喷放热率,改善了主喷燃料的雾化性能,加大了主喷前缸内的活化成分比例,提升了主喷期间压力升高率和燃烧放热率,提高了缸内燃烧温度,缩短了燃烧持续期.在研究范围内,PODE掺混比越大,缸内燃烧最高温度越高,主喷燃料燃烧速度越快,燃烧持续期越短.排放研究结果表明,随着PODE的掺入,发动机的NOx排放明显上升,HC排放略有下降,CO排放变化不大.PODE的掺入能明显改善发动机的燃油经济性.

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    具有微小V肋-凹陷复合结构表面湍流传热实验研究
    邢建峰1,饶宇1,李博2,饶琨3
    2017,51 (1):  40. 
    摘要 ( 444 )  

    摘要:  通过采用瞬态液晶热像测试技术,对具有V肋-凹陷涡发生器复合结构的表面湍流流动和传热特征进行了实验研究,分析了雷诺数(Re)在10 000~60 000内具有不同肋高的V肋-凹陷阵列表面高精度传热分布,以及流阻损失特征.实验结果表明:充分发展湍流条件下的V肋-凹陷结构表面传热性能是光滑通道传热性能的1.98~2.46倍,摩擦因子是后者的2.24~4.36倍;V肋-凹陷表面传热性能是球形凹陷表面传热性能的1.21~1.76倍,摩擦因子是球形凹陷的1.96~3.89倍.在Re<20 000的条件下,具有0.6和1.0 mm高的V肋复合结构表面的综合热性能比具有1.5 mm高的V肋凹陷表面高约4.7%~12.8%;随着Re继续提高,0.6 和1.0 mm V肋-凹陷的综合换热能力逐渐降低,而1.5 mm V肋-凹陷的综合换热能力逐渐上升,且比0.6 和1.00 mm V肋-凹陷高约4.7%~8.3%.

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    兵器工业
    环形流道内周向流对摩擦因子的修正公式
    张磊华a,姚振强a,b,沈洪a,b,成德a,薛亚波a
    2017,51 (1):  46. 
    摘要 ( 677 )  

    摘要:  针对屏蔽电动机定转子环形流道内转子转动对其摩擦因子的影响作定量分析.搭建缩尺实验台,实验分析了不同转子转速下定转子间的压力分布规律.实验结果表明:转速的升高会引起压降增大,间隙环流的摩擦因子需要在经验公式上进行修正,分析拟合数据得到了修正系数与切向、轴向雷诺数比值的映射关系,从而推导出了环形流道内考虑周向流动下摩擦因子的修正公式.为了验证该公式的准确性与普遍性,利用计算流体动力学(CFD)软件对缩尺实验台与主泵屏蔽电动机定转子间的流场分别进行仿真,对比数值仿真与该修正公式所求得的摩擦因子,结果表明偏差在合理范围内.

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    海洋工程
    水平轴潮流能水轮机耦合运动水动力分析
    王树齐1,马伟佳2,徐刚1,张亮2
    2017,51 (1):  51. 
    摘要 ( 591 )  

    摘要:  漂浮式潮流能装置载体的波浪运动响应使水平轴水轮机的水动力特性发生变化,采用滑移网格技术对无界均匀来流中水轮机发生横摇和纵摇耦合运动时的三维水动力特性进行研究.结果表明:水轮机轴向载荷和能量利用率瞬时值产生波动,且横摇和纵摇耦合运动时轴向载荷及能量利用率的计算结果与只发生纵摇运动的计算结果基本相同;横摇和纵摇耦合运动时横摇力矩计算值的波动幅值比只发生横摇运动时的大;横摇和纵摇耦合运动时纵摇力矩的计算值与只发生纵摇运动时的计算值存在差异,横摇频率越大,差异越明显.研究结果可为漂浮式载体的运动响应研究、水轮机的结构设计及电能控制等提供相关数据.

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    能源与动力工程
    内时钟采集时域缸压信号转角度域的方法
    纪少波,赵盛晋,程勇,王洋,赵秀亮,李新海
    2017,51 (1):  57. 
    摘要 ( 556 )  

    摘要:  提出一种缸内压力信号测试新方法.该方法无需在发动机自由端安装角标器,仅需在飞轮端安装传感器获得飞轮齿圈信号即可,且易于安装.利用高速内时钟数据采集卡同时测试缸内压力信号及齿圈信号,通过Newton插值算法得到齿圈信号过零点的精确时刻;基于发动机在飞轮齿圈转过1个齿的时间内转速恒定的假设,在每个齿内通过插值运算,将时间域的缸内压力信号转化为角度域信号.实验结果表明,提出的方法工作可靠,数据处理的结果满足燃烧过程分析的需要.

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    基于热弹流混合润滑的内燃机滑动轴承零磨损
    刘晓日1,2,黎明1,张铁臣1,郑清平1,黎苏1,李国祥2
    2017,51 (1):  62. 
    摘要 ( 537 )  

    摘要:  将零磨损的试验判据与多体动力学模型、热弹流润滑模型和微凸体接触模型相结合,建立了内燃机滑动轴承零磨损评价模型,并通过定义零磨损安全系数来预测轴承的零磨损可靠性同时将零磨损模型应用于某6缸柴油机主轴承设计.结果表明,采用所提出的方法能够预测轴瓦表面的零磨损安全系数的分布情况,为轴承零磨损设计提供理论依据.

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    机械工程
    燃料特性和工况对直喷汽油机微粒排放的影响
    朱小慧1,陈鹏1,方俊华2
    2017,51 (1):  69. 
    摘要 ( 539 )  

    摘要:  在一台四缸增压直喷式汽油机上研究了其微粒粒径分布特性,考察了燃料属性(T90温度、乙醇添加)、发动机运行工况参数(负荷、点火时刻等)、喷射策略(喷射时刻、2次喷射)对微粒粒径分布以及微粒数目的影响规律.研究发现:T90温度对微粒排放有显著的影响,T90温度升高,微粒排放增加;增压直喷式汽油在中等负荷下的微粒排放浓度最高,在大负荷下由于轨压升高和高温排气的氧化,最大微粒排放浓度反而减小;汽油中添加10%的乙醇可以使得微粒排放适度减少;较早的喷射时刻使得燃料蒸发时间延长,混合气更加均匀,有助于减少微粒排放;而2次喷射有助于抑制微粒排放,选择合适的第2次喷射时刻,可使其抑制效果最佳;点火时刻对微粒排放影响显著,推迟点火可以减少直喷式汽油机的微粒排放.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于退化数据的高可靠性产品贝叶斯分类决策
    陈震,潘尔顺
    2017,51 (1):  76. 
    摘要 ( 471 )  

    摘要:  针对高可靠性产品的退化数据,提出一种贝叶斯分类方法,将产品按最大后验概率进行分类.利用非线性Wiener过程模型来描述产品的退化路径,提出了一种结合期望最大化(EM)与K均值聚类的算法以用于估计模型的未知参数,建立了平均成本最小化的最优分类决策模型.实例与仿真试验显示,该分类方法具有较高的分类精度与较小的成本.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    能源与动力工程
    作业时间依赖资源分配决策的项目调度问题建模与算法
    刘欣仪,陆志强
    2017,51 (1):  82. 
    摘要 ( 767 )  

    摘要:  针对实际问题的需求,提出了作业时间依赖资源分配决策的项目调度问题.以最小化项目工期为目标,建立了作业时间与资源分配量呈函数关系的资源受限项目的调度模型,提出了基于1opt及2opt局部搜索的遗传算法以提高算法的求解质量,分析了2opt局部搜索中的作业组合情形,归纳与证明了不同作业组合调整与问题目标之间的关联性质,在此基础上建立了选取有效作业组合的方法,以提高算法在局部搜索求解中的效率.数据实验结果表明,所提算法相较于现有算法,其求解的质量和速度均具有优越性.

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    无线电电子学、电信技术
    基于边缘和水平集的复杂背景金属零件二维条码精确定位方法
    郭改放,何卫平,李夏霜,王健,吴振芳
    2017,51 (1):  90. 
    摘要 ( 792 )  

    摘要:  针对由于背景复杂、光照不均等因素导致的复杂背景下金属零件上二维条码定位困难问题,提出一种基于边缘及水平集的复杂背景金属零件二维条码精确定位方法.首先,通过直线检测方法定位条码的L边;然后,采用一种改进的水平集图像分割方法对可能的条码区域进行图像分割,利用条码的边缘轮廓特征、灰度及梯度直方图双峰特征进行二维条码区域判断;最后,通过区域Hough变换精确定位二维条码区域.实验结果表明,所提出的方法平均定位准确率可达到95%,且其处理时间小于1 s,适用于对大多数复杂背景下金属零件二维条码的定位.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    兵器工业
    一种基于虚拟力导向和细胞分化的免疫网络分类算法
    杨斌,陆余良,杨国正,朱凯龙
    2017,51 (1):  98. 
    摘要 ( 715 )  

    摘要:  针对传统免疫网络分类算法中抗体细胞进化缺乏有效指导的问题,提出了一种基于虚拟力导向和细胞分化的免疫网络分类算法(VCAINC).算法引入虚拟力场区的概念,基于虚拟力场区定义抗体所受的虚拟作用力以指导抗体的进化过程,并根据移动收敛条件判定抗体的合理位置;对于无法达到收敛条件的抗体,采用细胞分化策略提高免疫网络的分类性能;分析了算法在UCI标准数据集的分类效果.实验结果表明,VCAINC对于多个标准数据集均具有良好的分类性能,能够有效指导抗体细胞的进化.

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    无线电电子学、电信技术
    自适应延迟感知的光无线混合宽带接入网节能机制
    王汝言1, 2,周超3,吴大鹏1, 2,谢毅4,向罗勇4
    2017,51 (1):  105. 
    摘要 ( 631 )  

    摘要:  利用数据的延迟容忍特性,提出了一种自适应延迟感知光无线混合网络节能机制.为了充分利用数据的延迟容忍度,网关动态地感知数据的到达率,采用排队模型来分析网关能耗和数据延迟,从而自适应地选择休眠周期;同时,采用多网关均衡负载机制来减小网关休眠带来的路径重建延迟和拥塞,从而减小因休眠而增加的延迟.结果表明,所提出的机制可降低网关总能耗36%,并有效提高网关利用率,降低网络中数据的路径延迟.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    机械工程
    III型裂纹裂尖应力场的内聚力模型
    段红燕,王智明,桑元成
    2017,51 (1):  113. 
    摘要 ( 837 )  

    摘要:  针对幂指数硬化材料,在小范围的屈服条件下,建立了III型裂纹的内聚力模型,获得了内聚区和塑性区中的应力应变场及内聚区中的内聚力和张开位移的本构关系.结果表明:对于中等硬度的材料,如果内聚力的峰值小于2.5倍的屈服应力,那么内聚力对塑性区中的应力分布起决定性的作用,传统的弹塑性断裂力学方法和内聚力方法之间存在着差别;当牵引力的峰值变为无穷大时,无论有否内聚力,应力分布都会趋于收敛.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    压下模式对镁合金宏观塑性变形和微观组织演变的影响
    金朝阳1,李南南1,李克严1,严凯1,崔振山2
    2017,51 (1):  119. 
    摘要 ( 615 )  

    Abstract: A microstructural evolution model was integrated with a thermalmechanical elasticplastic finite element method to quantitatively simulate the hot deformation and microstructural evolution of magnesium alloy AZ31B at two different compressive modes, constant strain rate and constant die velocity. The stressstrain curves and recrystallized grain sizes were obtained from hot compressive deformation of AZ31B on Gleeble1500 thermosimulation machine and integrated with the finite element model through the user subroutine interface. It is shown that the fields of deformation and microstructure are nonuniformly distributed as a result of the existence of friction. Compared with the sample compressed at a constant strain rate, the mean value of the grain size decreases and the mean square error increases slightly for the sample at a constant die velocity.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    兵器工业
    双次热冷法用于比热容的高精度测量
    陶胜杰,杨正伟,田干,张炜
    2017,51 (1):  124. 
    摘要 ( 498 )  

    摘要:  提出了一种双次热冷法用于比热容的准确测量.该方法通过对测量系统空载时和放置待测样品时加热和冷却过程中的温度序列进行处理从而计算出比热容,可有效补偿散热因素对测量结果的影响,显著提高测量精度.以小样品水为例进行了比热容测量实验,在正常的散热环境下测量误差小于1%.结果表明:双次热冷法适用于对误差有一定要求的小样品比热容测量,设备简单、操作方便,配合其他测量方法可实现范围更广、精度更高的比热容测量.

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