Journal of Zhejiang University

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

2015 Vol.16 No.1 P.1-80

<<< CONTENTS >>>

Mechanical Engineering

A multi-principle module identification method for product platform design

Wei Wei, Ang Liu, Stephen C. Y. Lu, Thorsten Wuest

DOI: 10.1631/jzus.A1400263 Downloaded: 2789 Clicked: 5025 Cited: 4 Commented: 0(p.1-10) <Full Text> <PPT> 2120

Chinese summary <293> 支持产品平台设计的多准则模块划分方法

目的：研究多准则约束下的产品模块划分方法，为企业建立稳健的模块化产品平台奠定基础。
方法：采用改进的多目标进化算法对建立的多准则模块划分数学模型求解，并采用模糊集合评价机制进行最优解的寻取，得到基于多准则模块划分方法的产品模块划分结果。
结论：通过改进的多目标进化算法求解多准则模块划分模型，能够得到有效支持产品平台设计的产品模块划分方案。通过与已有优化方法的比较验证了本文提出的多准则模块划分方法的优越性。

关键词组：块划分；模块化准则；多目标优化；改进的强度帕累托进化算法；透平膨胀机

Development and application of an automatic measurement method for nozzle orifice diameter and length

Zhi-long Li, Zhi-jun Wu, Ya Gao, Wei-di Huang, Hui-feng Gong, Lin Zhang, Li-guang Li

DOI: 10.1631/jzus.A1400118 Downloaded: 2682 Clicked: 4329 Cited: 0 Commented: 0(p.11-17) <Full Text> <PPT> 1925

Chinese summary <64> 嘴喷孔直径和长度自动测量方法的开发和应用

目的：直喷内燃机工作过程中，燃油通过喷油嘴上的微小喷孔（直径为100-200 μm）输送到燃烧室内进行燃烧做功。为定量研究喷孔直径和长度等结构参数对燃油输运过程的影响，首先需要实现对这些结构参数的高精度测量。
创新点：对喷油嘴喷孔入口和出口等重要结构特征进行精确地定义，实现喷油嘴微小喷孔的直径和长度的高精度自动测量。
方法：1. 基于同步辐射X射线CT扫描技术实现喷油嘴顶部结构的三维重构；2. 结合几何学原理，从这些离散的三维数字结构数据中提取宏观几何特征参数。
结论：1. 对喷油嘴喷孔结构特征参数进行了精确地定义；2. 基于微米级精度建立了喷油嘴喷孔直径和长度的自动测量方法，实现喷孔沿其轴线从入口到出口的直径分布的自动测量。

关键词组：油喷嘴；喷孔直径；喷孔长度；X射线CT扫描

Civil Engineering

A weather research and forecasting model evaluation for simulating heavy precipitation over the downstream area of the Yalong River Basin

Ming-xiang Yang, Yun-zhong Jiang, Xing Lu, Hong-li Zhao, Yun-tao Ye, Yu Tian

DOI: 10.1631/jzus.A1400347 Downloaded: 3011 Clicked: 5466 Cited: 0 Commented: 0(p.18-37) <Full Text> <PPT> 2496

Chinese summary <303> 天气预报模式对雅砻江下游强降水预报能力检验研究

目的：检验数值天气预报模式（WRF）在雅砻江下游对强降水的预报能力，并找出表现最优的参数化方案组合。
创新点：首次针对雅砻江流域检验WRF模式对强降水的预报能力，并加入了计算时间作为评价的重要参考。
方法：通过三场强降水事件，利用七种常用的云微物理参数化方案（Kessler，Lin et al. (Lin)，Single- Moment 3-class (WSM3)，Single-Moment 5-class (WSM5)，Ferrier，Single-Moment 6-class (WSM6)，和 New Thompson et al. (NTH)）和3种积云对流参数化方案（Kain-Fritsch (KF), Betts-Miller-Janjic (BMJ)和Grell-Devenyi (GD)）的组合，对WRF模式在雅砻江下游的降水预报能力进行检验。为了评价WRF模式的预报能力，引入探测率（POD），空报率（FAR），BIAS和公平预报评分（ETS），对比不同方案组合的降水空间分布和站点预报的有效性。同时，均方根误差（RMSE）等指标被用来评价面雨量预报的精确性。除常规评价外，还将计算时间作为方案评价的重要参考，在满足精度需求的前提下优先选择计算效率高的方案组合。
结论：1. WRF模式能够适用于雅砻江下游强降水预报；2. WSM3以及GD参数化方案组合的表现最为有效和稳定。

关键词组：RF模式；雅砻江流域；降水模拟；积云对流参数化方案；云微物理参数化方案

Nanomechanical properties of C-S-H gel/cement grain interface by using nanoindentation and modulus mapping

Jing Xu, David J. Corr, Surendra P. Shah

DOI: 10.1631/jzus.A1400166 Downloaded: 2470 Clicked: 4012 Cited: 3 Commented: 0(p.38-46) <Full Text> <PPT> 1994

Chinese summary <56> 纳米压痕及动态模量图研究C-S-H凝胶/水泥颗粒界面的纳米力学性能

目的：揭示水泥基材料中C-S-H凝胶/水泥颗粒界面的尺寸及微观力学特性，为从纳米尺度理解水泥基材料的性能提供依据。
创新点：采用动态模量图技术对C-S-H凝胶/水泥颗粒界面微区的尺度及力学行为进行研究，借助动态模量图的高分辨性，可获得该微区精确且有效的信息。
方法：对比利用纳米压痕及动态模量图对C-S-H凝胶/水泥颗粒界面进行研究。
结论：纳米压痕仅能粗略估计界面微区的尺寸及力学参量，相比之下，动态模量图的分辨率要高出2个数量级（表2），因此可获得更精确的测量值。C-S-H凝胶/水泥颗粒界面的尺寸在250 nm左右，模量值介于60 GPa和70 GPa之间。此界面区可认为是包覆水泥颗粒周围的一层紧密的水化层结构，其致密性将阻止内部水泥的进一步水化。

关键词组：泥基材料；界面；纳米力学特性；动态模量图

Design-oriented modeling of circular FRP-wrapped concrete columns after sustained axial compression

Hui Liu, Ming-hua He, Jia Guo, Yong-jiu Shi, Zhao-xin Hou, Lu-lu Liu

DOI: 10.1631/jzus.A1300408 Downloaded: 2507 Clicked: 4916 Cited: 0 Commented: 0(p.47-58) <Full Text>

Chinese summary <51> 纤维增强塑料缠绕混凝土柱在持续轴向压缩下的面向设计的模型分析

目的：在实际工程服役过程中，纤维增强塑料（FRP）约束混凝土柱在遭遇极限荷载前往往已经经历了长时间的轴压荷载作用。因此，相比其短期力学性能，本文旨在研究FPR约束混凝土柱在长期荷载作用后的力学性能。
创新点：1. 考虑长期轴压荷载作用，提出一种轴压作用下圆形截面FRP约束混凝土柱的长期变形分析模型；2. 提出了长期轴压作用后的FRP约束混凝土本构模型，从本构关系的角度描述两个方面的影响机理。
方法：运用混凝土和FRP徐变的长期变形分析迭代计算方法（图3）。
结论：1. 提出的长期变形分析模型实现了对FRP约束混凝土柱任意目标时刻的应力和应变状态的高效、准确预测；2. 将提出的本构模型嵌入有限元软件中，有效地实现对长期轴压作用的考虑；3. 基于OpenSees有限元软件，验证了长期变形分析模型和本构模型的有效性和准确性。

关键词组：RP约束混凝土柱；长期荷载；长期变形；徐变；本构模型

Enhancement of the mechanical properties of lightweight oil palm shell concrete using rice husk ash and manufactured sand

Kah Yen Foong, U. Johnson Alengaram, Mohd Zamin Jumaat, Kim Hung Mo

DOI: 10.1631/jzus.A1400175 Downloaded: 4752 Clicked: 7721 Cited: 7 Commented: 0(p.59-69) <Full Text> <PPT> 2585

Chinese summary <53> 稻壳灰和人工砂的轻质油棕壳混凝土力学性能的提高

目的：探索稻壳灰和人工砂在轻质油棕壳混凝土中部分替换水泥和细骨料对混凝土力学性能的影响，期望得到力学性能较高的轻质混凝土。
方法：1. 将不同比例的稻壳灰（5%，10%，15%和20%）替换水泥和100%的人工砂或石粉替换沙子，研究它们对混凝土抗压强度的影响；2. 研究不同替换比例的稻壳灰（0和15%）和人工砂（0，50%和100%）对混凝土力学性能的综合影响。
结论：1.在15%的稻壳灰替换水泥和100%人工砂替换沙子的情况下，最大抗压强度为51.49 MPa； 2. 替换比例为15%稻壳灰和100%人工砂的组合表现出最好的力学性能，包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和杨氏模量。

关键词组：壳灰；人工砂；轻质混凝土；油棕壳；力学性能

Environmental Engineering

Characterization of zinc vapor condensation in fly ash particles using synchrotron X-ray absorption spectroscopy

Xu Cai, Qun-xing Huang, Moussa-mallaye Alhadj-Mallah, Yong Chi, Jian-hua Yan

DOI: 10.1631/jzus.A1400178 Downloaded: 2776 Clicked: 4560 Cited: 2 Commented: 0(p.70-80) <Full Text> <PPT> 2144

Chinese summary <568> 同步辐射技术研究金属锌蒸汽在飞灰小颗粒表面的凝结特性

目的：寻找金属污染物在热转化过程中的生成和迁移规律，为可燃固体废弃物高效清洁能源化利用提供科学指导。
方法：飞灰采自两台不同类型在运行固废焚烧炉；采样位置位于烟气净化系统之前以规避干扰；利用同步辐射技术中的X射线近边吸收结构和吸收精细结构谱图结合热力学模拟对金属锌的形态进行分析和研究。
结论：1. 金属锌在炉排炉飞灰小颗粒上主要以氯化物形式存在，而在流化床飞灰小颗粒上是以铝硅酸盐为主；2. 燃烧过程中的高硫氮比能够有效减少锌有毒形态的生成；3. 硅、铝和钙基材料是锌蒸汽有效的吸附剂。

关键词组：形态；冷凝特性；同步辐射；固体废弃物