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.4 P.251-334

<<< CONTENTS >>>

Civil Engineering and Mechanics

Experimental study of the shear properties of reinforced ultra-high toughness cementitious composite beams

Li-jun Hou, Zhi-yong Luan, Da Chen, Shi-lang Xu

DOI: 10.1631/jzus.A1400274 Downloaded: 3434 Clicked: 4937 Cited: 0 Commented: 0(p.251-264) <Full Text> <PPT> 1863

Chinese summary <45> 钢筋增强超高韧性水泥基复合材料梁的剪切性能试验研究

目的：揭示不同剪跨比和配箍率的钢筋增强超高韧性水泥基复合材料（RUHTCC）梁的抗剪性能，为超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）用于结构关键抗剪部位提供参考。
方法：基于抗剪试验结果，阐明剪跨比和配箍率对RUHTCC梁抗剪性能的影响，明确UHTCC与箍筋之间的复合抗剪效应，揭示RUHTCC梁的抗剪机理。
方法：以剪跨比和配箍率为变量参数，通过RUHTCC梁在跨中集中荷载作用下的弯曲试验，研究RUHTCC梁的剪切裂缝形态、荷载-挠度行为、破坏模式、开裂剪切强度和极限剪切强度等抗剪性能，并结合试验结果，分析RUHTCC梁的剪力传递机理。
结论：1. RUHTCC梁呈现出优良的剪切抗力以及稳态的斜裂缝扩展过程和多缝剪切开裂行为。2. 配置少量的箍筋可将典型的剪切破坏转变为较为延性的弯剪破坏甚至弯曲破坏。然而，箍筋的配置并未显著提高RUHTCC梁的抗剪能力，同时耦合UHTCC与箍筋也没有表现出协同抗剪效应。3. 拉杆-拱模型和桁架-拱模型可用以描述RUHTCC短梁和细长梁的抗剪机理。

关键词组：UHTCC；剪跨比；箍筋；剪切性能；抗剪机理

Effect of thermal stratification on interflow travel time in stratified reservoir

Xiao-feng Zhang, Shi Ren, Jun-qing Lu, Xin-hua Lu

DOI: 10.1631/jzus.A1400269 Downloaded: 2716 Clicked: 3977 Cited: 3 Commented: 0(p.265-278) <Full Text> <PPT> 1648

Chinese summary <38> 温度分层对于污染物在水库中运行时间的影响

目的：水库存在的温度分层导致入流能够形成表层流、间层流或者底层流。探讨温度分层的强弱对于污染物以间层流方式运动时在水库中滞留时间的影响。
创新点：1. 通过伯努利能量方程，推导出分层强度与间层流运动时间的关系；2. 建立试验模型，成功模拟间层流运动。
方法：1. 通过理论推导，得到温度分层的强度越大，间层流运动时间越短（公式13）；2. 在实验室中模拟不同温度分层强度下的间层流运动，验证理论推导的关系式（图7）；3. 通过数值模拟技术，模拟温度分层存在时的间层流运动，进一步验证温度分层强度与间层流运动时间之间的关系（图12）。
结论：1. 温度分层的存在会导致入流在分层水体中形成不同形态的流动；2. 温度分层强度的增加会导致间层流在分层水体中运动时间变短；3. 入流形成间层流方式的不同对于分层强度与间层流运行时间之间的关系没有影响。

关键词组：温度分层；间层流；分层强度；浮力频率；运动时间

Influence of fin arrangement on fluid flow and heat transfer in the inlet of a plate-fin heat exchanger

Jing-cheng Liu, Shu-you Zhang, Xin-yue Zhao, Guo-dong Yi, Zhi-yong Zhou

DOI: 10.1631/jzus.A1400270 Downloaded: 3079 Clicked: 5174 Cited: 2 Commented: 0(p.279-294) <Full Text> <PPT> 1833

Chinese summary <34> 板翅换热器入口位置不同翅片排列方式对流体流动与换热的影响

目的：研究板翅换热器入口位置（入口段、导流段以及换热段）在不同翅片排列方式下，换热器流道内流体流动以及温度变化情况，期望得到能够实现最优传热效果的板翅换热器入口位置合理的翅片排列方式。
方法：1. 构建7种不同入口翅片排列（入口段：导流段：换热段分别为5:8:11，5:8:6，5:8:21，5:4:11，5:16:11，9:8:11和3:8:11），研究不同翅片排列下换热器入口位置流场以及温度场变化。2. 分析板翅换热器入口位置6种不同网格划分结果（网格数分别为11962，39344，2120，207998，90738和54496）对计算误差的影响，验证网格收敛性。
结论：通过分析板翅换热器入口位置不同翅片排列方式下换热器入口位置流场与温度场变化可以看出，相比入口段与换热段，导流段翅片排列对换热器温度场影响较大。强化导流段翅片排列可以使换热器获得更好的传热效果。

关键词组：翅片排列；板翅换热器；传热；湍流；温度均衡

Pullout capacity of small ground anchor: a least square support vector machine approach

Pijush Samui, Dookie Kim, Bhairevi G. Aiyer

DOI: 10.1631/jzus.A1200260 Downloaded: 4513 Clicked: 7038 Cited: 4 Commented: 0(p.295-301) <Full Text> <PPT> 1855

Chinese summary <33> 基于最小二乘支持向量机算法的小地锚抗拔承载力研究

目的：基于最小二乘支持向量机算法预测小地锚的抗拔承载力。
方法：最小二乘支持向量机算法中的输入参数包括等效地锚直径，地锚埋置深度，平均顶椎阻力，平均椎套摩擦力以及安装工艺。使用现场试验的119组数据中的83组数据进行最小二乘支持向量机回归模型分析，并使用剩余的36组数据测试模型的拟合良好性；同时用敏感度分析研究每个输入参数的作用。
结论：通过与人工神经网络模型的对比，发现最小二乘支持向量机的性能表现优异。

关键词组：人工神经网络法；最小二乘支持向量机；误差条；地锚；抗拔承载力；现场试验；敏感度分析

Energy Engineering

Global optimal control of variable air volume air-conditioning system with iterative learning: an experimental case study

Qing-long Meng, Xiu-ying Yan, Qing-chang Ren

DOI: 10.1631/jzus.A1400137 Downloaded: 3337 Clicked: 5582 Cited: 0 Commented: 0(p.302-315) <Full Text> <PPT> 2034

Chinese summary <31> 基于迭代学习的变风量空调系统全局优化控制实验研究

目的：采用实验方法研究变风量全局优化问题，利用迭代学习控制策略优化动态控制性能，获得变风量系统在系统层次的最优。
创新点：1. 采用全新的兼有变风量和变水量功能的实验平台；2. 引入递阶优化控制理论，建立变风量系统的动态和稳态模型；3. 采用先进控制策略，如自校正比例积分微分（PID）控制和迭代学习控制等。
方法：1. 将系统进行分解（图4），并建立系统稳态模型（公式6-11）、动态模型（公式12-15）和能耗模型（公式16）；2. 在此基础上采用变速积分PID、自校正PID和迭代学习控制对系统底层进行动态控制，在系统整体优化中引入迭代学习。
结论：1. 先进控制策略的引入有利于优化变风量系统动态控制过程；2. 采用基于迭代学习的优化方法，可使系统节能约18.2%。

关键词组：空调；大系统；迭代学习控制；全局优化

Emission characteristics of hazardous components in municipal solid waste incinerator residual ash

Xiao-dong Li, Yong Ren, Sha-sha Ji, Xia-li Hou, Tong Chen, Sheng-yong Lu, Jian-hua Yan

DOI: 10.1631/jzus.A1400142 Downloaded: 2815 Clicked: 4494 Cited: 3 Commented: 0(p.316-325) <Full Text> <PPT> 2108

Chinese summary <30> 生活垃圾焚烧残灰中有毒成分的排放特性

目的：探索中国生活垃圾焚烧残灰中重金属、氯苯、多环芳烃等有毒成分的排放特性、排放水平及相互之间的关联特性，并认识其产生、排放与焚烧炉型、焚烧条件的关联，以探索控制其危害的有效方法。
方法：1. 对中国几个典型的生活垃圾焚烧炉现场采样，获得多个飞灰和底渣的样品；2. 通过多种不同的检测手段和方法，分别检测残灰的基本物理化学特性、氯苯、多环芳烃和主要金属元素的浓度；3. 结合焚烧炉型和焚烧特性等条件，分析各有毒成分的排放特性和相互之间的关联特性。
结论：1. 氯苯、多环芳烃和重金属受焚烧因素影响，在残灰中的排放特性各不相同，流化床焚烧炉能消除焚烧和原始垃圾的扰动，能控制氯苯在残灰中的排放，但多环芳烃排放控制不如炉排焚烧炉；2. 残灰中主要的有机有毒成分为高氯代氯苯和2至4环等少环类多环芳烃；3. 氯苯和多环芳烃在残灰中的含量可能因为不同的产生机理而表现出一定的负关联特点；4. 残灰中的金属主要为铝和铁等轻金属，浓度远高于重金属元素，而无毒重金属（主要为Mn、Ni、As和Zn）浓度高于有毒重金属元素（Cu、Pb和Cr），且不同金属表现出不同的对氯苯和多环芳烃的催化促进或抑制作用。

关键词组：残灰；氯苯；多环芳烃；重金属；生活垃圾焚烧

Optical Engineering

SESAM fabrication errors and its influence on ultrafast laser cavity design

Sha Wang, Guo-ying Feng, Shou-huan Zhou

DOI: 10.1631/jzus.A1500030 Downloaded: 2605 Clicked: 3750 Cited: 2 Commented: 0(p.326-334) <Full Text> <PPT> 1759

Chinese summary <27> 可饱和吸收镜制造误差及其对飞秒激光器腔型设计的影响

目的：从可饱和吸收镜（SESAM）制造误差所引起其光学特性的改变出发，提出采用飞秒激光器腔型设计的方法，避免SESAM误差对激光输出性能造成的影响。
创新点：从激光器腔型设计方案出发，采用不同曲率镜，调整激光腔中激光晶体及可饱和吸收镜上的光斑半径大小比值，解决SESAM制造误差对激光器输出的影响。
方法：采用传递矩阵法计算SESAM半导体膜层厚度对其光学性能的影响。对于不同的SESAM设计，影响大小不同（表1）。
结论：通过改变腔内曲率镜M₁，M₂和M₃的曲率值大小以及腔的长度值，可以减弱SESAM制造误差对飞秒激光器输出的影响，实现对所有SESAM的连续锁模。

关键词组：可饱和吸收镜；飞秒激光器；制造误差；腔型设计