Current Issue: <JZUS-A>

Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering)

ISSNs 1673-565X (Print); 1862-1775 (Online); CN 33-1236/O4; started in 2000, Monthly.


JZUS-A is an international "Applied Physics & Engineering" reviewed-Journal indexed by SCI-E, Ei Compendex, INSPEC, CA, SA, JST, AJ, ZM, CABI, ZR, CSA, etc. It mainly covers research in Applied Physics, Mechanical and Civil Engineering, Environmental Science and Energy, Materials Science and Chemical Engineering, etc.

Impact factor: 0.408 (2011), 0.527 (2012), 0.608 (2013), 0.882 (2014), 0.941 (2015), 1.214 (2016), 1.215 (2017).


Journal of Zhejiang University SCIENCE A

ISSN 1673-565X(Print), 1862-1775(Online), Monthly

CONTENTS

Articles

Engineered metabarrier as shield from longitudinal waves: band gap properties and optimization mechanisms

Xi Sheng, Cai-you Zhao, Qiang Yi, Ping Wang, Meng-ting Xing

DOI: 10.1631/jzus.A1700192 Downloaded: 119 Clicked: 207 Cited: 0 Commented: 0(p.663-675) <Full Text>   <PPT >  15

Chinese summary   <7>  超屏障在工程结构纵波抑制中的应用:带隙特性及优化机理

目的:提出一种基于局域共振带隙机理的超屏障,并将其应用于地铁浮置板轨道结构中.在保留现有浮置板轨道隔振效果的同时,进一步抑制低频带隙频率范围内纵波从道床板往基底的传播.
创新点:1. 探究超屏障导波模态,获取其带隙频率范围,建立带隙边界频率的简化模型;2. 建立三维半轨道模型,分析新型浮置板轨道结构的整体减振效果;3. 提出一种基于现场测试结果的超屏障带隙频率范围优化机理.
方法:1. 采用有限元法,筛选沿轴向传播的纵波模态,推导带隙边界频率计算公式;2. 通过计算传递谱,研究超屏障结构的纵波抑制效果;3. 建立三维半轨道模型,计算力传递率,并研究采用超屏障的浮置板轨道结构的整体减振效果;4. 基于带隙边界频率计算公式,采用多目标遗传算法,得到超屏障关键参数的Pareto最优解集,并依据现场测试结果选取关键参数最优解.
结论:1. 所保留的现有浮置板轨道隔振效果、超屏障的纵波抑制效果以及带隙频率范围的可控性均有助于提高新型浮置板轨道的整体减振效果.2. 超屏障可提供与现有浮置板轨道隔振器相近的静垂向刚度,且该静垂向刚度与第一带隙频率范围是相互独立的.3. 简化模型及边界频率计算公式可用于获取具有更低起始频率且更宽频率范围的带隙;结合多目标遗传算法及现场测试结果,选取了第一带隙为50~113 Hz的最优解.

关键词组:超屏障;声子晶体;带隙;纵波;优化机理

Parameters optimization of a parallel-flow heat exchanger with a new type of anti-vibration baffle and coiled wire using Taguchi method

Chu-lin Yu, Zhi-wen Ren, Min Zeng, Min-dong Ji

DOI: 10.1631/jzus.A1700385 Downloaded: 95 Clicked: 133 Cited: 0 Commented: 0(p.676-690) <Full Text>   <PPT >  13

Chinese summary   <4>  基于田口方法的带新型防振折流板和线圈的平行流换热器参数优化

目的:圆形折流杆管壳式换热器容易发生流体诱发振动,从而引起管束失效.本文旨在探索壳程采用正三角形截面的线圈和六边形防振折流板的平行流换热器的传热特性和传热强化机理.
创新点:1. 提出一种具有防振功能的带六边形折流板和正三角形截面螺旋线圈的平行流管壳式换热器;2. 采用田口方法揭示几何参数对传热和流动性能的影响;3. 以提高换热器的综合性能为目标函数,得出最优的几何参数组合.
方法:1. 采用数值模拟方法和田口方法,分析带六边形防振折流板和正三角形截面线圈的平行流换热器几何参数对传热流动特性的影响;2. 综合对比分析速度、压力、温度和湍流场分布的影响,揭示传热强化机理.
结论:1. 得到了不同几何参数对传热和流动的影响程度;其中,线圈的节距对传热和流动的影响程度最大,而六边形夹持防振折流板厚度的影响最小.2. 采用田口方法优化后的结构较原结构的综合性能提高0.19%~1.92%.

关键词组:优化;平行流;六边形夹持;抗振折流板;圆形线圈;田口方法

Updated Bayesian detection of foundation parameter with Jeeves pattern search theory

Jian Zhang, Chao Jia, Chu-wei Zhou

DOI: 10.1631/jzus.A1700573 Downloaded: 109 Clicked: 219 Cited: 0 Commented: 0(p.691-703) <Full Text>   <PPT >  12

Chinese summary   <3>  基于Jeeves模式搜索理论地基参数的更新Bayes探测法

目的:通过Jeeves模式搜索理论建立弹性地基参数的更新Bayes探测分析模型,以及获得地基参数的寻优搜索结果.
创新点:1. 根据Bayes统计理论,推导更新Bayes误差函数.2. 结合最优步长的抛物线插值理论,推求地基参数的Jeeves模式搜索寻优方法,建立地基参数的探测分析模型.
方法:1. 根据Bayes统计理论,推导更新Bayes误差函数(公式(4))及误差函数对地基参数的梯度表达式(公式(5)).2. 根据中厚度弹性地基板理论,推求Winkler地基上板的控制微分方程(公式(19))和Fourier闭式解(公式(20)).3. 提出最优步长的抛物线插值寻优方案,并结合Jeeves模式搜索理论建立弹性地基参数的更新Bayes探测分析模型.
结论:1. 基于更新Bayes理论,可研究地基参数的Jeeves模式搜索分析模型,且地基参数的探测迭代过程具有良好的稳定性与收敛性.2. 更新Bayes误差函数能同时考虑不同量测次数和不同测点的位移实测信息,计算效率较高.3. 与共轭梯度法和Kalman滤波方法不同的是,Jeeves模式搜索理论的迭代过程不涉及误差函数偏导数计算,避免了迭代过程的误差累积.

关键词组:Jeeves模式搜索理论;更新Bayes误差函数;探测;地基参数;Fourier闭式解

Active control experiments on a herringbone ribbed cable dome

Xiao-tian Liang, Xing-fei Yuan, Shi-lin Dong

DOI: 10.1631/jzus.A1700228 Downloaded: 99 Clicked: 238 Cited: 0 Commented: 0(p.704-718) <Full Text>   <PPT >  16

Chinese summary   <3>  肋环人字型索穹顶主动控制试验研究

目的:本文选取一大型肋环人字型索穹顶结构模型为试验对象进行主动控制试验研究,验证主动控制方法应用于索杆张力结构的可行性.
创新点:1. 提出通过改变索杆张力结构的形状来提高结构承载性能的方法,并基于非线性力法提出索杆张力结构形状控制和内力控制的计算模型.2. 设计具有长度可调拉索单元的肋环人字型索穹顶模型进行主动控制试验研究,并将结构响应的试验结果与理论计算结果进行对比.
方法:1. 以结构形状和杆件内力为控制目标建立求解主动单元调控量的计算模型,编制计算程序进行主动单元调控量的计算;2. 通过对具有拉索长度可调单元的肋环人字型索穹顶进行模型试验研究,考察结构主动调控过程和主动控制过程的结构响应情况.
结论:1. 基于非线性力法推导索杆张力结构的结构响应计算公式,推导结果可应用于结构主动控制的计算中;2. 对具有拉索长度可调单元的肋环人字型索穹顶进行模型试验研究,结果表明利用本文提出的理论方法得到的控制方案可达到所设定的结构控制目;3. 试验值与理论计算值数据吻合良好,验证本文理论计算模型的正确性和应用于实际结构的可行性.

关键词组:肋环人字型索穹顶结构;主动控制;非线性力法;内力控制;形状控制

Static analysis of a stepped main shaft in a mine hoist by means of the modified 1D higher-order theory

Wen-xiang Teng, Zhen-cai Zhu

DOI: 10.1631/jzus.A1700509 Downloaded: 33 Clicked: 79 Cited: 0 Commented: 0(p.719-734) <Full Text>   <PPT >  20

Chinese summary   <4>  基于一维高阶理论的矿井提升机阶梯主轴静力分析

目的:研究基于Carrera通用表达式的一维高阶理论,将其应用于矿井提升机主轴的力学特性分析,针对矿井提升的特殊工况对主轴模型进行改进,并探究该改进模型在工况监测中的可用性.
创新点:基于Carrera一维高阶理论,建立提升机主轴的一维高阶模型;根据矿井提升的特殊工况对主轴模型进行改进,得到改进的主轴一维高阶模型.
方法:1. 引入基于Carrera通用表达式的一维高阶理论,克服传统梁理论的局限性和三维有限元法计算经济性差等问题;2. 通过理论计算、软件仿真和现场试验(图14和15),验证改进的主轴一维高阶模型的有效性和可用性.
结论:1. 基于Carrera通用表达式的一维高阶理论模型能够以较少的计算量得出与ANSYS三维实体模型相近的结果;2. 改进的提升机主轴一维高阶模型能够准确地监测矿井提升系统的工况.

关键词组:Carrera通用表达式;一维高阶理论;有限元法;应变场;阶梯主轴



Journal of Zhejiang University-SCIENCE, 38 Zheda Road, Hangzhou 310027, China
Tel: +86-571-87952276/87952783; E-mail: jzus@zju.edu.cn
Copyright © 2000 - Journal of Zhejiang University-SCIENCE