南昌大学学报（工科版）
 
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南昌大学学报(工科版)
 
2018年 40卷 2期
刊出日期：2018-06-28
论文
   
论文
103 周国发曾世荣李哲阳
脉动流诱导振动的双向热流固耦合强化传热机制
脉动流诱导振动换热管强化传热技术是实现过程换热设备节能降耗的一种有效途径。基于热流固双向耦合理论,研究了脉动流诱导振动换热管的边界变形运动与近壁脉动流动的双向耦合作用对流固共轭耦合传热特性的影响。结果表明:脉动流诱导振动边界变形运动与近壁脉动流动的热流固双向耦合作用能有效强化近壁壳程流体的传热,且其热流固双向耦合作用和强化传热强度随脉动流的脉动频率加快而增加。研究发现热流固双向耦合作用是通过传热驱动力温差的增大和近壁壳程流体产生的内涡流所诱发的微对流来强化壳程流体的传热,当脉动流频率为50 Hz时,可使换热管的壳程传热系数增加24.3%,强化传热效果明显。
2018 Vol. 40 (2): 103- [摘要] ( 227 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 571 )
111 孙小云谭志洪熊桂龙刘丽冰王作杰
袋式除尘器进风风道流场分析及优化
进风风道作为袋式除尘器的重要组成部分,其结构直接决定气流流动与分布状态,进而影响各袋室处理风量。针对袋式除尘器进风风道内各袋室分风量不均匀问题,建立袋式除尘器进风风道CFD参数化模型,依据均分管理论,选取进风管道口面积、袋室入口面积、进风管道口速度为影响因素进行流场数值模拟。结果表明:在研究的3个因素中,对气流均匀性影响最大的因素为进风管道口面积,其次为袋室入口面积,最后为进风管道口速度;在此基础上,采用调整袋室入口面积的措施来优化流场分布,优化后各袋室分风量的最大流量偏差值从23.60%减小至-12.52%,各袋室单元流量分配获得极大改善。
2018 Vol. 40 (2): 111- [摘要] ( 220 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 460 )
117 彭希珑殷旗张萌何宗健卢姣姣刘足根
不同营养水平湖泊底质营养盐和铅释放过程及其通量
以富营养化程度不断加重的军山湖、瑶湖和青山湖(以下简称"三湖")沉积物为研究对象,采用室内原状泥柱静态培养的模拟湖泊实验,结合表层水和上覆水理化参数,研究"三湖"沉积物-水界面部分营养盐(总磷、氨氮)和重金属铅的释放过程和通量。结果表明:富营养化的青山湖沉积物氨氮释放通量为487.8 mg·m-2·d-1,呈现氨氮"源"的特点;青山湖和瑶湖总磷释放通量分别为-9、-5.85 mg·m-2·d-1,均对磷微呈"汇"的作用;瑶湖和军山湖沉积物铅释放通量分别为-0.285、-0.017 mg·m-2·d-1,均对铅呈现出"汇"的作用。
2018 Vol. 40 (2): 117- [摘要] ( 178 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 430 )
125 周文威柳丽芸郭兰玉徐强王立中陈伟凡
副产物硫酸铵辅助制备氧化镁纳米棒
为了寻找规模化合成氧化镁纳米棒的新方法,通过氨水沉淀硫酸镁制备了花状氢氧化镁前驱体,探索了前驱体热分解过程中副产物硫酸铵的存在和煅烧温度对产物物相和形貌的影响。结果表明:表面吸附硫酸铵的花状氢氧化镁800℃煅烧2 h再洗涤,可以得到长度1~2μm、直径30~100 nm的氧化镁纳米棒;沉淀产物花状氢氧化镁经洗涤后再在600~800℃煅烧2 h,可以获得平均直径2μm的氧化镁纳米花;副产物硫酸铵对氧化镁纳米棒形成起了结构导向的作用。
2018 Vol. 40 (2): 125- [摘要] ( 176 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 528 )
131 熊磊陈正平李敏蒋柏泉
鳙鱼鱼骨脱钙工艺优化及其模型
为了顺利地从鳙鱼鱼骨中提取较高纯度的胶原蛋白,进行了鳙鱼鱼骨脱钙的预处理研究。采用单因素实验和响应面实验考察了主要工艺参数液固比、盐酸质量分数、搅拌速度和搅拌时间对脱钙率的影响,并对它们进行了优化,得到了最佳参数分别为7.3∶1 g·g-1、7.00%、1 000 r·min-1和1.0 h,在此条件下,脱钙率达到91.68%(实际值)。建立了以考察的4个工艺参数为自变量,以脱钙率为响应值的工艺模型,该模型理论值与实验值吻合度较高,可预测不同工艺条件下的脱钙率。同时,确定和比较了各工艺参数对脱钙率影响的显著性程度,为严格控制操作指标提供了理论依据。
2018 Vol. 40 (2): 131- [摘要] ( 278 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 525 )
137 乐观喻蓬秋王志杰乐治平
云南红豆杉果皮黄酮的提取及其抗氧化性能
以红豆杉果皮为原料,通过乙醇溶剂提取有效成分黄酮。实验研究了液料比、乙醇体积分数、超声时间、提取时间等对黄酮提取率的影响,并用正交试验方法对提取工艺进行优化。结果表明:在料液比为1∶40,乙醇体积分数为55%,超声时间为90 min的优化条件下,黄酮的提取率为6.86 mg·g-1。羟基自由基清除能力实验结果显示,红豆杉果皮黄酮比同浓度的抗坏血酸更强,是天然抗氧化剂。
2018 Vol. 40 (2): 137- [摘要] ( 100 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 424 )
142 姜鹏飞熊进刚
混凝土浇筑期模板高支撑体系抗连续性倒塌性能分析
根据已有模板高支撑体系的研究,利用有限元软件SAP2000阶段非线性分析功能进行模板高支撑体系的数值模拟,并用敏感性分析的方法对比不同构件的重要性系数,然后用拆除构件法对整个体系的抗连续性倒塌性能进行分析。结果表明:单侧推进浇筑顺序下体系最不稳定的荷载模式是顶端中部混凝土浇筑,体系的关键构件为重要性系数最大的底部内杆,关键构件及其附近3根构件的同时失效将引起体系发生连续性倒塌。
2018 Vol. 40 (2): 142- [摘要] ( 84 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 398 )
147 郭兴国罗鸿韬吴越刘向伟陈国杰
热湿气候地区常用外保温墙体热湿性能分析
为了分析热湿气候地区常用外保温墙体的热湿性能,以温度和相对湿度作为驱动势,构建多层墙体一维瞬态热湿耦合传递方程,并基于COMSOL Multiphysics,对建筑墙体热、空气、湿耦合传递模型进行求解。然后以热湿气候地区典型城市南昌为例,将水泥砂浆-保温层-红砖-水泥砂浆墙体作为研究对象,分析了EPS、PU及XPS3种外保温墙体的热湿性能。结果表明:在制冷季采用EPS、PU及XPS材料进行外保温的墙体总热流通量较不保温墙体分别下降了62.6%、66.5%和65.6%。在夏季典型日(7月22日),EPS、PU及XPS材料与红砖层交界处的平均相对湿度分别为87.3%、87.4%、86.5%,均在85%以上;在冬季,3种材料在墙体接触面上,相对湿度大于80%的时间分别为64%、66%和67%,因此保温层与红砖层交界处较容易滋生霉菌。
2018 Vol. 40 (2): 147- [摘要] ( 129 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 437 )
152 刘同成闫小青杨志
基于ARAMIS的铝合金拉伸过程声发射特性分析
对5052铝合金板材进行了单向拉伸试验,利用ARAMIS应变测量系统获得了铝合金材料在拉伸过程中的应变场,并同时用声发射检测仪检测了铝合金拉伸过程中的声发射信号。通过分析试件拉伸过程中各个阶段声发射特征信号,对比同时刻ARAMIS所得的应变云图,结合金属学原理,分析了5052铝合金在拉伸过程中各个阶段声发射信号产生的机制。结果表明:ARAMIS应变测量系统和声发射检测仪均能较好地测得5052铝合金在拉伸过程的变形破坏特征,利用ARAMIS应变测量系统测得试件表面吕德斯带的变化规律可以进一步解释试件在拉伸过程中声发射信号产生原因。
2018 Vol. 40 (2): 152- [摘要] ( 51 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 326 )
158 刘召华姚池胡利民章程
不同黏性均质土坝漫顶溃决破坏试验
为了探究坝体黏土含量、外坡比不同时的坝体漫顶破坏过程,进而分析坝体溃口演变机制。在控制上游流量恒定的条件下(0.2 L·s-1),分别进行了10种工况下的水槽试验,通过观察各工况下的试验过程,总结得出:坝体呈现2种破坏模式,剪切滑塌破坏和重力倾倒破坏;外坡比相同,随着坝体黏土含量的增加,坝体溃决以及洪峰到来所需要的时间也相对延长,在外坡比为1∶1以及1∶2时,坝体黏土含量为100%的洪峰流量到达时间分别为坝体黏土含量为0时的3.6和3.8倍;黏土含量相同,坡度越缓,坝体越不易遭到破坏,洪峰出现的时间也随之延后,在外坡比为1∶2时,坝体黏土含量为0和100%的洪峰流量到达时间分别是外坡比为1∶1的1.5和1.4倍。
2018 Vol. 40 (2): 158- [摘要] ( 74 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 316 )
163 鲍允州张莹
不同壁温驱动液滴Marangoni迁移的直接数值模拟
为了研究利用温度对微液滴进行精确控制的流体动力学原理,使用Front Tracking Method(FTM)方法模拟方形域处于高温,4个壁面为不同低温时,流体域中的温度梯度对它当中液滴产生的Marangoni迁移现象。结果表明:自由浮动的液滴在运动过程中的变形比较小,Marangoni效应驱使液滴逐渐向高温区域移动。运动初期高温区域在计算域中心,因此液滴先向中心运动。由于液滴对传热的扰动,使得液滴最后静止的位置不在计算域的中心。如果周围壁面的温度不相同,液滴首先会朝向计算域中心运动,在几次往复运动后,会朝向温度较高的壁面方向运动。可见合理控制边界温度可以达到精确控制微液滴迁移的目的。
2018 Vol. 40 (2): 163- [摘要] ( 92 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 316 )
170 韩委委刘莹钟敏刘韬
片状纳米二硫化钼的制备及摩擦性能
利用钼酸钠作为钼源(Na2Mo O4)和硫脲(NH2)2CS作为硫源,在240℃下进行水热反应24 h,将制备出的二硫化钼粒子在扫描电镜下进行形貌及能谱表征,实验表明所制备的二硫化钼粒子成片状且粒径主要分布在200 nm左右,钼硫相对原子比为1∶1.86。将该纳米粒子分散于液体石蜡中进行摩擦性能试验,结果表明添加该纳米粒子的液体石蜡润滑性能明显变好,并且随着转速和压力的增加摩擦系数有上升的趋势。
2018 Vol. 40 (2): 170- [摘要] ( 89 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 327 )
174 黄宁李素云
缺口件的疲劳行为
为了分析缺口试样几何结构及其尺寸变化下的疲劳行为,对Q235钢、45#钢试样(Kt=2,Kt=3)进行拉伸疲劳寿命试验。试验过程显示:试样缺口的几何形状几乎不影响疲劳寿命,而缺口根部的应力场和高应力区域内局部尺寸是2个重要影响因素,试样尺寸越大处于高应力区域内局部尺寸越大,相应的应力梯度越小,疲劳寿命越低;位于缺口高应力区域厚度方向尺寸存在一临界值,大于该值时疲劳寿命下降较快,文中定义厚度效应。试验结果表明:在保持表面质量、缺口应力集中系数和均布载荷相同的情况下,比例试样缺口应力场中的均匀应力(厚度尺寸L方向)和非均匀应力(应力梯度G-方向)是尺寸变化过程中疲劳寿命下降的2个主导因素,它们共同影响疲劳寿命,进行零件的抗疲劳设计须考虑两者的联合作用,为后续的尺寸系数计算提供理论依据。
2018 Vol. 40 (2): 174- [摘要] ( 87 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 331 )
179 曹雷黄菊花曹铭杨琨明
基于DKF的锂电池SOC与内阻估算
电动汽车电池管理系统(BMS)需要满足对电池荷电状态(SOC)进行准确地估算。为提高传统安时法估算SOC的精度,根据二阶RC等效电路模型,提出了双卡尔曼滤波(DKF)来完成对电池SOC及其欧姆内阻R0联合在线估算的算法。通过进行某型号三元锂电池的复合脉冲功率特性测试(HPPC)实验及放电实验等,离线拟合得到所需模型参数。将Matlab仿真结果与同等条件下的实验结果进行对比分析,证明了DKF算法能够有效地在线估算电池SOC及其欧姆内阻R0,且误差在3%以内。最后,证明了DKF算法能够比安时法更好地估算出各点处的SOC值。
2018 Vol. 40 (2): 179- [摘要] ( 62 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 295 )
184 曲志林张庭芳曹铭
基于Matlab-CANoe的汽车变传动比线控转向系统联合仿真
为提高线控转向汽车的操纵稳定性及线控转向系统的总线仿真能力,提出基于模糊控制的变传动比线控转向控制策略,并搭建线控转向系统闭环仿真模型,构建出基于Matlab-CANoe的联合仿真环境,实现主控制模块和转向控制器之间的通信及对线控转向控制策略的验证:对不同车速、不同方向盘转角的情况进行了仿真分析。仿真结果表明,搭建的Matlab-CANoe联合仿真模型,能够实现主控制模块与转向控制器之间的数据传输,基于模糊控制的变传动比线控转向控制策略能够使车辆低速时具有较高的灵敏度和高速时具有较好的转向稳定性。
2018 Vol. 40 (2): 184- [摘要] ( 139 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 329 )
189 庄广宇张洁戴雨心陈恳
对称高斯消元法的快速求解及其应用
引入四角规则,可将高斯消元法计算过程形象化,无需依赖计算公式直接完成消元计算,大大方便编程;根据对称矩阵的特点,提出2种对称高斯消元法,分别用四角规则或三角规则直接完成消元计算。与高斯消元法相比,对称高斯消元法可减少50%非对角元素的计算以及相应的除法计算,大大提高计算速度。分别用高斯消元法和2种对称高斯消元法求取IEEE-30、-57、-118系统的节点阻抗矩阵,后者的计算速度大大高于前者。以IEEE-118系统为例,后者的前代过程时间比前者快约38%或53%。后者的前代+回代过程时间比前者快约16%或28%。
2018 Vol. 40 (2): 189- [摘要] ( 165 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 270 )
194 魏萍邓天宇
基于扩张状态观测器的电力系统混沌滑模控制
针对电力系统遭受较大周期性扰动时出现的混沌现象,提出了一种基于扩张状态观测器的滑模控制方法。设计扩张状态观测器观测系统的状态变量,通过定义扩张状态变量将外部扰动近似为1个已知量,简化滑模控制器的设计过程,实现系统的快速收敛。并采用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性。仿真结果表明:该控制方法能够有效地控制电力系统混沌振荡,并缩短受控系统的收敛时间。
2018 Vol. 40 (2): 194- [摘要] ( 88 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 314 )
199 刘星梁发云何磊杨金远
立体对图像的视差与景深关系
3D显示器的再现立体景深与立体对图像的视差有关,视差的大小取决于拍摄设备的原理正确性。由双镜头3D拍摄设备获得左右格式的立体对图像,根据图像同名点检测视差信息,再由检测出的视差数值来计算景深。视差采用灰度极值法,提取立体对图像的特征行像素灰度值波形图,通过灰度波形的极值判别同名点并检测前景与背景标志物体的视差数值。实验表明行像素灰度极值法有助于快速计算3D图像的同名点视差信息。
2018 Vol. 40 (2): 199- [摘要] ( 95 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 316 )
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