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 a peer-reviewed physical and engineering 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), 1.369 (2018).


Journal of Zhejiang University SCIENCE A

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

CONTENTS

Articles

Effect of valve core shapes on cavitation flow through a sleeve regulating valve

Zhi-jiang Jin, Chang Qiu, Cheng-hang Jiang, Jia-yi Wu, Jin-yuan Qian

DOI: 10.1631/jzus.A1900528 Downloaded: 65 Clicked: 55 Cited: 0 Commented: 0(p.1-14) <Full Text>   <PPT >  31

Chinese summary   <5>  阀芯形状对套筒式调节阀内空化流动的影响研究

目的:套筒式调节阀内空化的发生不仅会增加整个管路系统的能量损耗,而且会造成阀体及管路的失效破坏. 本文旨在探讨四种不同形状的阀芯对套筒式调节阀内不同阀芯位移工况下的空化流动及空化强度的影响,为套筒式调节阀的优化设计及空化控制提出建议.
创新点:1. 根据四种不同形状的阀芯,研究套筒式调节阀内阀芯形状对流动及空化特性的影响; 2. 建立数值模型,对套筒式调节阀在不同阀芯形状和不同阀芯位移条件下进行流动及空化分析.
方法:1. 建立带有不同形状阀芯的套筒式调节阀数值计算模型,并比较分析阀芯形状对阀内速度、压力及空化情况的影响(图4,8和11); 2. 建立不同阀芯位移条件下的阀门数值模型,比较分析阀芯位移对阀内速度、压力及空化情况的影响(图6和10); 3. 建立不同形状阀芯及不同阀芯位移下的阀门模型,分析阀芯形状和位移对阀内流动及空化特性的综合影响(图7和13).
结论:1. 在四种不同形状阀芯的条件下,高速流动区域和空化发生区主要位于套筒与阀芯之间的间隙; 2. 在直筒形和椭球形阀芯条件下的阀内空化强度明显强于平底形和圆台形阀芯条件下的空化强度,因此平底形和圆台形阀芯在空化控制方面具有更好的效果; 3. 在四种不同形状阀芯的条件下,随着阀芯位移的增加,阀内由空化产生的蒸汽总体积先增加后减少.

关键词组:套筒式调节阀; 空化强度; 阀芯形状; 总体蒸汽体积

Optimal design of prefabricated vertical drain-improved soft ground considering uncertainties of soil parameters

Hong-yue Sun, Jun Wang, Dong-fei Wang, Yang Yu, Zhen-lei Wei

DOI: 10.1631/jzus.A1900227 Downloaded: 60 Clicked: 54 Cited: 0 Commented: 0(p.15-28) <Full Text>   <PPT >  37

Chinese summary   <3>  考虑土体参数不确定性的软土地基塑料排水板最优化设计

目的:塑料排水板能够有效加速固结过程,因此被广泛应用于软土地基处理. 然而,相关规范只给出了塑料排水板的间距和长度的取值范围,没有给出最优设计. 本文旨在通过考虑土体参数不确定性、施工造价和设计要求三个方面,提出塑料排水板的最优设计.
创新点:1. 通过蒙特卡罗方法求解固结度的信噪比,得到不同设计的鲁棒性; 2. 讨论各种因素对最优设计的影响.
方法:1. 通过理论分析,推导出总固结度鲁棒性的计算公式; 2. 通过定义不同设计组合,讨论不同噪声参数,并运用蒙特卡罗模拟,得到满足要求的所有设计情况的鲁棒性; 3. 分析其他因素(如固结时间和固结度等)对最优设计的影响,并讨论参数变异性和相关性对结果的影响.
结论:1. 基于鲁棒性分析,得到了塑料排水板的最优设计方法. 2. 在低造价条件下,固结度、固结时间和塑料排水板布置形式对最优设计存在影响; 当造价足够高时,该影响可以忽略. 3. 参数变异性和相关性对结果存在影响; 如果低估了参数的变异性,会低估最优设计的造价.

关键词组:岩土工程鲁棒性设计; 固结; 塑料排水板布置形式; 地基处理

Analysis of 1D large strain consolidation of structured marine soft clays

Chuan-xun Li, Jin-yang Xiao, Wen-bing Wu, Guo-xiong Mei, Peng-peng Ni, Chin-jian Leo

DOI: 10.1631/jzus.A1900268 Downloaded: 43 Clicked: 66 Cited: 0 Commented: 0(p.29-43) <Full Text>   <PPT >  34

Chinese summary   <5>  海相沉积结构性软土一维大应变固结分析

目的:天然沉积的结构性软土分布广泛,但能考虑结构性影响的大应变固结理论鲜有报道. 本文考虑结构屈服压力随初始有效应力的变化及土体结构性对压缩与渗透特性的影响,建立结构性软土的大应变固结模型. 研究结构性及初始有效应力对大应变固结性状的影响,并探讨结构性软土大、小应变固结性状的差异,以提高软土固结计算的精准度.
创新点:1. 建立考虑天然沉积软土结构性影响的一维大应变固结模型,且该模型能考虑结构屈服压力随初始有效应力的变化; 2. 分析天然结构性软土大、小应变固结性状的差异,为实际工程中的软土固结计算提供理论依据.
方法:1. 总结结构性软土对压缩和渗透特性的影响及结构屈服压力与初始有效应力间的关系; 2. 通过理论推导,构建考虑结构性影响的软体一维大应变固结模型(公式(15)和(16)); 3. 通过对模型进行数值求解,分析软土结构性对大应变固结性 状的影响,以及考虑结构性影响的大、小应变固结性状的差异.
结论:1. 大应变假定下结构性软土中超静孔压的消散速率要比小应变假定下快,且这种差异随着土层应变增大而增大; 当应变值超过15%时必须采用大应变假定. 2. 如果土层的初始有效应力计算方法相同,则大、小应变不同假定下土层的最终沉降值是相同的. 3. 相同几何假定下,初始有效应力计算方法对超静孔压消散速率几乎无影响,但对沉降变形影响明显. 4. 大、小应变假定下固结性状间的差异随结构屈服压力的增大而减小.

关键词组:结构性软土; 大应变固结; 结构屈服压力; 有限差分法

Efficiency comparison and performance analysis of internally-cooled liquid desiccant dehumidifiers using LiCl and CaCl2 aqueous solutions

Dong-gen Peng, Shun-yi Li, Dan-ting Luo, Yu-ting Fu, Xiao-song Cheng, Yin Liu

DOI: 10.1631/jzus.A1900241 Downloaded: 46 Clicked: 65 Cited: 0 Commented: 0(p.44-63) <Full Text>   <PPT >  30

Chinese summary   <3>  使用LiCl和CaCl2溶液的内冷型溶液除湿器效率对比和性能分析

目的:目前关于内冷型溶液除湿器的研究均基于特定的装置结构和流型,限制了其普遍应用. 本文采用基于传热单元数的传热传质数学模型,通过数值模拟研究了各种流型、结构和流体参数的影响.
创新点:1. 提出一种新的除湿效率定义; 2. 引入㶲效率评价内冷型除湿器的性能; 3. 分析不同流型、结构和流体参数下除湿器除湿效率和㶲效率; 4. 研究结论不受特定装置和流体参数的限制,为内冷型除湿器的设计优化提供了建议.
方法:1. 建立内冷型除湿器的物理和数学模型; 2. 通过实验数据与模拟数据的对比,验证模型的正确性; 3. 建立除湿效率和㶲效率的数学模型; 4. 通过不同流型、结构和流体参数的模拟数据,分析其对除湿效率和㶲效率的影响.
结论:1. 本文提出了一种新的除湿效率定义,解决了内冷型除湿器在某些工况下除湿效率超出0~1范围的问题; 溶液入口平衡含湿量根据入口溶液和冷却水的最低温度计算,并且新的除湿效率综合考虑了冷水的代价,可以更好地评价除湿器的除湿性能. 2. 对于内冷型除湿器,三种空气与溶液间流型的除湿效率和㶲效率总是逆流最好,叉流其次,顺流最差; 溶液与冷水之间的流型对两种效率影响不大,I流型比II流型提升5%左右. 3. LiCl溶液的除湿效率高于CaCl2溶液,可以提高60%,但LiCl溶液的㶲效率低于CaCl2溶液,可降低16%. 4. 在设计内冷型除湿器时应采用较大的空气与溶液间传热单元数,并建议在其运行过程中使用浓度较高的溶液及入口温度较低的溶液和空气,以达到更高的除湿效率和㶲效率.

关键词组:溶液除湿; 内冷型除湿器; 性能对比; 除湿效率; 㶲效率

Catenary insulator defect detection based on contour features and gray similarity matching

Ping Tan, Xu-feng Li, Jin-mei Xu, Ji-en Ma, Fei-jie Wang, Jin Ding, You-tong Fang, Yong Ning

DOI: 10.1631/jzus.A1900341 Downloaded: 156 Clicked: 182 Cited: 0 Commented: 0(p.64-73) <Full Text>   <PPT >  32

Chinese summary   <2>  基于轮廓特征及灰度相似度匹配的接触网绝缘子缺陷检测

目的:在图像缺陷样本少和一致性差的情况下,实现精确可靠的接触网绝缘子缺陷检测.
创新点:提出一种基于瓷片轮廓特征及灰度相似度匹配的融合算法,实现了绝缘子瓷片的轮廓提取及绝缘子各瓷片的精准分离,并构建了基于瓷片间距和灰度相似度匹配的绝缘子缺陷检测模型.
方法:1. 采用同一个绝缘子相邻瓷片两两比较的方法进行缺陷检测,解决图像缺陷样本少和一致性差的问题. 2. 分两步进行检测(Fig. 2):(1)基于水平梯度特征提取绝缘子各瓷片轮廓,并对瓷片轮廓内像素进行复原; (2)计算瓷片间距和灰度相似度,并与设置的阈值进行比较以区分正常绝缘子和缺陷绝缘子.
结论:1. 实验表明,基于轮廓特征及灰度相似度匹配的方法能够有效区分正常绝缘子和缺陷绝缘子. 2. 在图片数据集中,测试达到了99.50% 的高召回率和91.71%的高精确度,满足了目前较高水平的接触网绝缘子缺陷检测的要求.

关键词组:高铁绝缘子; 缺陷检测; 轮廓提取; 瓷片分离; 灰度相似度

NiCo2O4 nanoparticles: an efficient and magnetic catalyst for Knoevenagel condensation

Yang-yang Fang, Xiao-zhong Wang, Ying-qi Chen, Li-yan Dai

DOI: 10.1631/jzus.A1900535 Downloaded: 40 Clicked: 40 Cited: 0 Commented: 0(p.74-84) <Full Text>   <PPT >  33

Chinese summary   <1>  高效的磁性NiCo2O4纳米粒子催化脑文格尔缩合反应的研究

目的:脑文格尔缩合反应已被广泛应用于精细化学品、药物、香料和化妆品等领域,是重要的有机合成反应之一. 传统的缩合反应存在催化剂稳定性差、分离难、催化活性低等问题. 本文旨在探讨NiCo2O4的制备方法与结构的关系和催化剂用于脑文格尔缩合反应的条件对性能的影响.
创新点:1. 通过采用不同的煅烧温度,确定合成NiCo2O4尖晶石催化剂的最适温度,以减少NiO的生成; 2. 优化反应条件,使苯甲醛和丙二腈的缩合反应收率达到99%; 3. 获得的NiCo2O4催化剂的稳定性很高,在循环20次后催化性能仍保持不变.
方法:1. 通过X射线单晶衍射和傅里叶红外光谱分析,推断在不同煅烧温度下合成的催化剂的组成,并确定最佳煅烧温度(图2和3); 2. 对NiCo2O4尖晶石催化剂进行透射电镜、二氧化碳/氨气程序升温脱附和氮气吸脱附表征,探究其微观结构与性能之间的关系(图4~8); 3. 通过苯甲醛和丙二腈的脑文格尔缩合反应,验证催化剂的活性.
结论:1. 成功合成出高效的磁性NiCo2O4纳米颗粒; 2. 以脑文格尔缩合反应作为探针反应,发现NiCo2O4具有高催化性能,并且其反应转化率和收率高达99%; 3. 催化剂具有磁性,易于回收; 4. 在循环20次后,反应活性不变,说明催化剂具有高稳定性.

关键词组:NiCo2O4催化剂; 尖晶石; 脑文格尔缩合反应; 非均相催化



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