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 3期
刊出日期：2018-09-28
论文
   
论文
205 周国发陈松宋佳佳
聚碳酸酯仿生超疏性自清洁表面的微热压成型
荷叶超疏特性自清洁功能的仿生制造是解决传热表面结垢问题的一种有效途径,基于荷叶超疏特性自清洁机制分析,设计出具有仿生自清洁功能的聚碳酸酯微观阵列圆柱和圆锥台形粗糙结构的超疏特性表面形貌,研究了其微热压成型工艺。研究表明:通过仿生表面改形,使聚碳酸酯基片形成微米级阵列圆柱形和圆锥台形粗糙微结构,可使其液珠接触角超过160°,从而使其具有荷叶类似的超疏特性自清洁功能,而低压微热压成型工艺能实现仿生聚碳酸酯微观阵列超疏特性自清洁功能表面成型制造。当热压成型温度跨越Tg+20℃,聚碳酸酯基片可完全演化为黏弹性高弹态,这可使变形充填成型所需的应力突降98%,从而使微观阵列圆柱和圆锥台的热压成型压力分别降低至2.0、2.85 MPa,可有效避免仿生超疏特性自清洁功能表面微热压成型的脱模损伤。
2018 Vol. 40 (3): 205- [摘要] ( 208 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 759 )
212 王明达胡兆吉毛海涛陈燕山
具有初始几何偏差的应变强化容器外压屈曲数值模拟
为考察初始几何偏差及加强圈设置对应变强化容器外压屈曲的影响,应用数值模拟方法对容器在应变强化过程中的屈曲模态及失稳临界载荷进行了分析。结果表明:建立的容器非线性分析方法可以较好地对容器的应变强化工艺进行数值模拟;容器的外压稳定性对其初始几何偏差具有较高的敏感性,即使较小的初始几何偏差也将导致容器屈曲载荷的大幅下降,但应变强化处理工艺可改善容器屈曲对其初始几何偏差的敏感性,提高容器的失稳临界载荷;加强圈的设置,能够有效地提高容器的失稳能力,特别是经过强化处理后的容器,加强圈的设置对容器失稳临界载荷的提高效果更为显著。
2018 Vol. 40 (3): 212- [摘要] ( 210 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 800 )
216 黄治文谭志洪刘丽冰熊桂龙王作杰
袋式除尘器气流上升速度的分析及计算
关于袋式除尘器内部流场中的气流上升速度这一重要参数,其定义未形成共识,目前主要存在2种不同观点——箱体说和袋底说。尝试对这个问题进行深入研究和探讨,运用CFD技术对气流上升速度在箱体内的分布进行了分析,并得到了一定精度气流上升速度的简单判断式,误差分析表明,该判断式的精度在7%之内。
2018 Vol. 40 (3): 216- [摘要] ( 276 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 589 )
221 许桂英李秋娟王腾逸王晓峰李璠
嵌段共聚物P3HT-b-P3TEGT对P3HT/ZnO杂化太阳能电池的性能影响
采用格氏置换聚合法合成了一系列不同嵌段比的全共轭两亲性嵌段共聚物——聚(3-己基噻吩)-嵌段-聚(3-三乙二醇-噻吩)(P3HT-b-P3TEGT),并将其作为添加剂引入到聚(3-己基噻吩)(P3HT)/ZnO杂化太阳能电池的活化层中,探讨其嵌段比对P3HT/ZnO杂化体系微观形貌和性能的影响。结果表明:P3HT-b-P3TEGT的引入能够改善P3HT和ZnO的相容性,提高P3HT链段的有序堆砌和结晶性,优化P3HT/ZnO杂化薄膜微观形貌,从而有效提升器件效率和热稳定性。
2018 Vol. 40 (3): 221- [摘要] ( 201 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 828 )
227 张兴磊肖程之唐贝闫峰
2种饮用水水源地重金属污染评价模型比较
为了揭示单因子模型和健康风险模型在饮用水水源地重金属污染评价中的区别及其原因,以2处饮用水水源地为例,从致癌重金属污染评价和非致癌重金属污染评价2个方面,对2种模型的评价标准和评价结果进行了比较。结果表明:在饮用水水源地的非致癌重金属污染评价中,单因子模型比健康风险模型更为合理。这是由于单因子模型考虑了重金属对饮用水感官因素的影响,对非致癌重金属的评价标准更为严格所致。在非致癌重金属污染评价中,健康风险模型要比单因子模型更为严格,这主要是由于健康风险模型对砷和Ⅵ铬的评价标准更为苛刻所致。在饮用水水源地的重金属污染评价中,建议综合使用单因子评价模型与健康风险模型进行评估。只有当2种模型的评价评价结果均在容许范围内时,才能认为水源地的重金属污染状况是达标的。
2018 Vol. 40 (3): 227- [摘要] ( 197 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 789 )
232 李坚杨长河曹定龙胡金根
纳米TiO2催化DBD等离子体氧化降解水中亚甲基蓝
以负载于颗粒活性炭（GAC）上的纳米二氧化钛（TiO2）作为催化剂,研究了其对介质阻挡放电（DBD）等离子体氧化降解水中亚甲基蓝的催化性能。考察了峰值电压、溶液电导率、催化剂投量等因素对去除率的影响,测定了溶液p H值及化学需氧量(CODCr)的变化,对降解中间产物的进行了分析,并探讨了亚甲基蓝的降解路径。结果表明:TiO2的催化作用,能够大幅提高处理效果;峰值电压越高、催化剂投量越大,亚甲基蓝的去除效率越高;溶液电导率对亚甲基蓝去除率具有正、反两方面的影响;在优化的实验条件下,处理35 min后去除率高达98.45%;亚甲基蓝分子受到活性粒子的攻击而发生断键、开环行为,产生亚联苯、萘、邻苯二甲酸丁基异丁基酯、（Z）-14-甲基-8-十六碳烯-1-缩醛、2-苯基十三烷、芥酸酰胺等中间产物,继而被矿化。
2018 Vol. 40 (3): 232- [摘要] ( 216 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 564 )
239 杨艳周俊韦建刚傅斌吴庆雄
基于面积比的钢管混凝土劲性骨架组合柱承载力
以面积比为参数,对基于使用极限状态的钢管混凝土劲性骨架组合柱的承载力进行研究,分析了面积比对组合柱受力特性的影响。试验表明不同面积比下,组合柱表现出不同的受力状态;有限元分析表明扩大对面积比参数范围的研究,发现在不同钢管、外包混凝土、核心混凝土强度和纵筋配筋量下,面积比对组合柱承载力的影响规律都呈现先增大后减小的趋势;对比分析现有组合柱的承载力计算方法,表明其都不能很好预测大面积比下组合柱的承载力;根据试验和有限元分析的结果,可利用2个临界面积比,分三区段建立组合柱承载力计算公式,结果与有限元值比较,吻合较好,差值在10%之内。
2018 Vol. 40 (3): 239- [摘要] ( 163 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 858 )
246 金保明颜望栋张烜杜伦阅李斐斐
基于径向基函数神经网络的洪水预报方法
为了便于快速而又相对准确预测山区流域洪水,通过构造源于高斯函数、指数函数、一次函数、余弦函数的4种径向基函数,采用正交最小二乘法确定径向基函数的中心,基于伪逆规则求解权值,选择崇阳溪流域建阳水文站1959—1998年36场洪水流量过程及上游支流武夷山水文站、麻沙水文站相应洪水流量过程资料,同时考虑建阳水文站洪水流量自回归的影响,分别建立4种径向基函数神经网络洪水预报模型。采用建阳站1999—2012年的8场洪水资料对模型进行验证。结果表明:4种径向基函数神经网络洪水预报模型的确定性系数均在0.95以上,模型有效性合乎要求;相对来说,本次构造的余弦函数所建立的神经网络模型,8场洪水过程预测值与实测值的平均相对误差最大值为9.8%,其洪峰流量预测值与实测值相对误差最大值为9.7%,模型预测精度最好。最终选择余弦函数作为建阳站神经网络洪水预报模型的径向基函数。
2018 Vol. 40 (3): 246- [摘要] ( 164 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 647 )
253 李焱汤红英邹晨阳
多次干湿循环对红土裂隙性和力学特性影响
为了对多次干湿循环后的红土裂隙和强度特性进行分析,对红土进行了最多为25次的干湿循环,统计分析了土样的裂隙发展规律,并对土样在不同次数干湿循环下的的强度参数进行了试验。结果表明:1)干湿循环效应会增加土的裂隙发育,至第5~6次时,裂隙度增加速率虽放缓;至第15~20次之后,裂隙度基本不再增长。2)在前5~6次干湿循环过程中,黏聚力和内摩擦角都随着干湿循环的增加而降低;干湿循环进行到10次后,土体强度参数基本不再变化。3)土体的强度参数与裂隙度关系密切,随着裂隙的增加发展,土体黏聚力、内摩擦角均有所降低,当干湿循环效应不足以引起裂隙度增加或增长缓慢时,土体强度参数也基本保持不变。
2018 Vol. 40 (3): 253- [摘要] ( 89 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 209 )
257 陈铭刘小文梁云岚
全螺旋预制桩抗拔承载特性的数值分析
对全螺旋预制桩的抗拔承载机制进行了ABAQUS有限元数值模拟,分析了不同距径比S/D的单桩极限承载力和桩身轴力分布,对抗拔过程中土体塑性变形趋势进行了讨论。结果表明:荷载-位移曲线模拟值与实测值基本吻合,证明了模型建立的正确性;塑性区域主要集中在螺旋叶片上部并向四周扩展,最终在相邻叶片间形成连续贯通的塑性破坏面;土体镶嵌在螺旋叶片中产生的嵌合力改变了桩的作用方式,使桩身轴力随深度变化的非线性趋势不明显;极限承载力随S/D的增大而先增大后减小,当S/D取2.5时为最优距径比,抗拔极限承载力达到最大值。
2018 Vol. 40 (3): 257- [摘要] ( 95 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 259 )
262 杨琴郭丽娟
混凝土剩余抗压疲劳强度衰减模型试验研究
为了研究混凝土剩余抗压疲劳强度衰减的规律,对63个尺寸为150 mm×150 mm×300 mm、强度为C30的混凝土棱柱体试件进行了抗压疲劳剩余强度试验;利用相关系数优化法进行了混凝土抗压疲劳剩余强度和疲劳寿命概率模型的参数拟合,得到混凝土抗压疲劳剩余强度和疲劳寿命的概率模型;引入材料疲劳剩余强度衰减模型,结合概率统计及可靠度理论推导出混凝土受压疲劳的P-R-N曲线。利用推出的P-R-N曲线可以对不同应力水平条件下经过不同疲劳加载次数后混凝土的剩余抗压强度进行预测,并能给出相应的可靠度。
2018 Vol. 40 (3): 262- [摘要] ( 110 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 275 )
268 张坤杰刘伟平宁佳佳
基于一阶可靠度算法的基坑抗隆起可靠度分析
为评价岩土参数不确定性对基坑抗隆起稳定性的影响,采用一阶可靠度(FORM)算法进行基坑抗隆起稳定性分析,通过基坑工程实例,将土体参数γ、c、φ作为随机变量,分析了土性参数的均值和变异性以及各参数的相关性对基坑抗隆起可靠度指标的影响,并与传统的安全系数法进行了对比。结果表明:基坑抗隆起可靠度指标β对参数均值变化的敏感性明显大于安全系数Fs。φ的变异性对基坑抗隆起可靠度指标β的影响最大,c的变异性影响次之,γ的变异性对β的影响最小;如果c和φ之间不考虑负相关,计算的可靠度偏于保守。
2018 Vol. 40 (3): 268- [摘要] ( 82 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 264 )
272 李培生杜鹏张莹
振荡热管中气液两相运动的数值模拟
为了从流体流态角度对振荡热管初始化和运行过程中的气液两相流动进行研究,采用VOF(volume of fluid)方法追踪气液界面,针对界面表面张力采用CSF(continue surface force)模型并添加动态接触角、气液相变UDF(user defined function)建立数理模型,利用Fluent软件对其进行数值模拟。通过与可视化实验结果进行对比,验证了模型的精确性和可靠性。结果表明:振荡热管初始化和运行过程中,气泡的产生和形态变化是管内工质循环的重要动力;动态接触角模型能够更精准的模拟这一过程。
2018 Vol. 40 (3): 272- [摘要] ( 63 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 243 )
276 刘国平刘慧张帅
涡旋压缩机单涡旋双级结构设计分析
为解决高压涡旋压缩机排气温度过高的问题,设计了一种单涡旋双级结构。该结构能在单对涡旋盘上实现2级气体压缩,并在一、二级压缩之间设置了气体定压冷却过程。基于热力学第一定律,建立了冷却过程气体能量守恒微分方程,推导了涡旋齿高相关计算公式,证明了冷却后气体温度变化与二级涡旋齿高值之间具有重要联系。实算结果表明:该结构在高压涡旋压缩机中,可有效降低涡旋盘排气温度50%以上,减少功耗11%以上。
2018 Vol. 40 (3): 276- [摘要] ( 106 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 256 )
280 张沈生王丽娟陈宗渝王栋吴晓东
某混合动力汽车中央通道一体化设计与优化分析
为研究某国产混合动力SUV汽车车身结构的安全性能,依据中国研发新车评价规程(C-NCAP)构建了在台车以50 km·h-1的速度撞击整车侧面的有限元模型,并且将该混合动力SUV汽车进行了仿真分析。碰撞试验显示该国产混合动力SUV汽车出现的中央通道弯曲变形严重、侧地板褶皱程度大而导致的动力电池包受到挤压风险的问题,分析了该问题产生的原因同时提出了结构一体化设计方案。一体化设计加强了中央通道的抗应力变形能力,下侧地板褶皱程度减小,动力电池包受到挤压或破裂风险降低。最后通过实车试验和仿真结果表明该优化方案的可行性。
2018 Vol. 40 (3): 280- [摘要] ( 107 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 271 )
286 何叶熊根良
基于在线学习的移动机器人概率测量模型
在概率机器人学中,基于距离传感器的概率测量模型被提出并被广泛地应用到移动机器人的定位及建图过程中。在复杂多变的外界环境下,为了得到更符合实际情况、更精确的概率测量模型,提出了一种在线学习的方法:根据实时冗余的传感器数据,按真实障碍物距离进行分类得到相应的数据集,并采用期望最大化(EM)算法从各数据集中学习相应的模型内参,从而对概率测量模型持续更新与校正。实验结果表明,采用基于在线学习的概率测量模型,能得到鲁棒性更强、精度更高的定位结果。
2018 Vol. 40 (3): 286- [摘要] ( 88 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 260 )
292 王荣李少纲
基于改进莱维飞行粒子群算法的光伏系统MPPT方法
在光伏发电系统的MPPT控制中,标准粒子群算法存在跟踪精度不高,易收敛于局部极值点的问题。为了提升MPPT的准确度,引入了改进的莱维飞行粒子群算法(LFPSO),优化了算法流程及收敛条件,提升了算法的准确度,并减少了莱维飞行过程所需的额外控制时间。通过仿真表明:新算法能够显著提高跟踪的精确度,可以很好地收敛到全局最优点。
2018 Vol. 40 (3): 292- [摘要] ( 101 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 231 )
299 汪桂金胡剑峰
多种群人工免疫算法在多峰函数上的优化
针对人工免疫算法在多峰函数优化上存在优化精度低的缺点,提出了多种群人工免疫算法(MAIA)对多峰函数进行优化。MAIA包含多个独立的抗体种群,独立的抗体种群各自进行抗体选择、克隆和变异等免疫操作,在每个独立种群更新和评价完后选择每个种群中最好的抗体进行多种群评价,然后将当前的最佳抗体共享给每个单独种群最终生成各个种群新一代的抗体群。仿真实验结果表明:相比于人工免疫算法,MAIA求解精度更高,提高了多峰函数寻优的精度。
2018 Vol. 40 (3): 299- [摘要] ( 73 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 209 )
303 闵轩江智军王华峰
基于恒压比较法的MPPT算法
根据常用MPPT算法的优缺点设计了一种新的名为恒压比较法(constant voltage comparison method,CVCM)的算法。此新算法把MPPT的全过程分为2个阶段执行,先将输出电压迅速锁定到预设的最大功率点的周边,再施行多点多次比较将其调度到真确的最大功率点。运用Simulink仿真证实了此新算法可以兼顾速度与准度、在到达最大功率点后能够保持稳定的运行状态以及正确应对太阳能电池外界环境的变化。相较于扰动观测法,此新算法速度提升25%、精度提升3%、震荡幅度降低66%、对温度变化的反应能力提升89%、对光照强度变化的反应能力提升94%,有助于太阳能电池效能的提升。
2018 Vol. 40 (3): 303- [摘要] ( 109 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 265 )
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