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

Rocking of a rigid block freestanding on a flat pedestal

Antonio Gesualdo, Antonino Iannuzzo, Michela Monaco, Francesco Penta

DOI: 10.1631/jzus.A1700061 Downloaded: 1115 Clicked: 2439 Cited: 0 Commented: 0(p.331-345) <Full Text>   <PPT>  231

Chinese summary   <13>  水平支座上独立式刚性块的摆动模型

目的:本研究集中探讨水平支座上独立放置简单叠合的双刚性块的动力学行为,旨在通过构建并求解合适的动力学数值模型以助于设计可广泛适用于博物馆、实验室和医院的保护小型艺术品或装置的隔振系统.
创新点:1. 研究对象为两个叠合在一起的刚性块,较以往同类问题中的单一刚性块,更具现实意义;2. 同时研究了刚性块的摆动和滑动两类运动模式.
方法:1. 基于达朗贝尔原理构建摆动控制方程,分析单刚体情形下的摆动并利用数值手段描述其滑动状态;2. 在分析单刚体的基础上构建双刚体控制方程组并对其进行数值求解.
结论:1. 通过研究大理石雕塑置于蹲式刚性基底上且基底独立放置在移动地面上的情形发现,相比于滑动,雕塑自身的摆动是造成其损坏的主要原因;2. 在某些情况下,刚体表面延迟的存在可以避免细长刚性块的翻转,尤其是对于那些细长的摇摆块体以及上部块体质量增加的情形;3. 本文提出的数值分析可以成为优化简易隔振系统的一个有效工具.

关键词组:刚体;隔振;雕塑;摩擦;摇摆动力学

Discrete element analysis of a cross-river tunnel under random vibration levels induced by trains operating during the flood season

Zhi-hua Zhang, Xie-dong Zhang, Yao Tang, Yi-fei Cui

DOI: 10.1631/jzus.A1700002 Downloaded: 852 Clicked: 2033 Cited: 0 Commented: 0(p.346-366) <Full Text>   <PPT>  218

Chinese summary   <7>  汛期地铁行车荷载作用下越江隧道离散元分析

目的:揭示汛期及常水位条件下地铁随机振动荷载作用下越江隧道管片及周边岩土体的动力响应及变形机制。
创新点:建立越江地铁隧道二维离散元模型,并采用随机振动荷载模拟地铁行车荷载,揭示汛期和常水位条件下地铁行车荷载对越江隧道稳定性的影响。
方法:采用离散元方法进行数值仿真。1. 基于室内三轴试验和离散元数值拟合得到土层的各细观参数;2. 采用不同接触模型对隧道内钢轨、轨枕、管片以及周边岩土体进行建模;3. 将地铁随机振动荷载施加在钢轨上,对管片及周边岩土体不同区域内颗粒的受力及变形进行监测并分析。
结论:1. 位于隧道上半部分的周边岩土体颗粒振动偏大;2. 随着距离的增大,振动波在周边岩土体内先放大后减小;3. 汛期水位条件下地铁行车荷载对管片和周边岩土体的振动影响较小,但是对隧道变形影响较大。

关键词组:离散元方法;越江地铁隧道;水压力;地铁行车荷载

Construction simulation approach of roller-compacted concrete dam based on real-time monitoring

Qian-wei Wang, Deng-hua Zhong, Bin-ping Wu, Jia Yu, Hao-tian Chang

DOI: 10.1631/jzus.A1700042 Downloaded: 1065 Clicked: 1671 Cited: 0 Commented: 0(p.367-383) <Full Text>   <PPT>  221

Chinese summary   <9>  基于实时监控的碾压混凝土坝施工仿真

目的:碾压混凝土坝施工过程中施工仿真参数会随着施工现场环境变化而变化。本文探讨实时监控方法获取的施工信息对施工进度仿真的影响,研究碾压混凝土坝施工仿真参数自适应更新方法,提高施工仿真的精度。
创新点:1. 通过碾压混凝土坝施工信息实时获取技术,分析计算碾压混凝土坝施工仿真参数;2. 利用贝叶斯更新技术对施工仿真参数进行更新;3. 利用模糊均生函数对坝区短期降雨量进行预测;4. 建立基于实时监控的碾压混凝土坝施工仿真模型,对碾压混凝土坝施工过程进行仿真并与实际施工进度对比。
方法:1. 通过实地采集,获取碾压混凝土坝施工过程中实时施工信息(图2);2. 通过理论推导,构建施工仿真参数先验分布均值和方差与后验分布均值和方差之间的关系,得到施工仿真参数更新方案(公式(16)和(17));3. 通过理论推导,利用已知坝区降雨量数据预测未来短期内的降雨情况 (图5);4. 通过仿真模拟,得到施工仿真参数更新后的仿真成果并将其与实际施工进行对比,验证本方法的有效性和准确性。
结论:1. 施工仿真参数的准确性对碾压混凝土坝施工仿真结果准确性有很大影响;2. 可以利用贝叶斯更新技术对施工仿真中的仿真参数进行更新,利用模糊均生函数对坝区短时期内降雨量进行预测;3. 运用基于实时监控的碾压混凝土坝施工仿真方法对碾压混凝土坝施工过程进行仿真,仿真结果与实际施工进度之间的偏差明显减少,仿真准确性明显提高。

关键词组:碾压混凝土坝;施工仿真;实时监控;贝叶斯更新;模糊均生函数

Numerical investigation of flow characteristics around two side-by-side cylinders by immersed boundary-lattice Boltzmann flux solver

Xiao-di Wu, Hua-ping Liu, Fu Chen

DOI: 10.1631/jzus.A1700112 Downloaded: 888 Clicked: 1650 Cited: 0 Commented: 0(p.384-398) <Full Text>   <PPT>  212

Chinese summary   <9>  基于浸入边界-格子波尔兹曼通量求解法的并列双圆柱流动特性数值研究

目的:本文旨在应用新型数值求解方法,即浸入边界-格子波尔兹曼通量求解法,研究并列双圆柱流动特性,并探索该数值方法在工程应用中的可行性。
创新点:1. 将浸入边界法与格子波尔兹曼求解法相结合,简单并高效地实现在非均匀直角网格下求解不可压流动以及动边界问题;2. 应用浸入边界-格子波尔兹曼求解法研究并列双圆柱流场特性。
方法:1. 通过理论推导,建立状态变量和通量与格子波尔兹曼方程中粒子密度分布函数之间的关系(公式(8)~(10));2. 采用强制浸入边界法处理流固界面使固壁表面满足无滑移边界条件,实现在笛卡尔网格下求解运动边界问题;3. 通过数值模拟,探讨雷诺数和圆柱间距对静止双圆柱受力及流场尾流特性的影响以及雷诺数、间距和旋转速度对旋转并列双圆柱受力及尾流特性的影响规律。
结论:1. 浸入边界-格子波尔兹曼求解法可以简单实现采用非贴体网格求解不可压流动及动边界问题。2. 对于并列静止双圆柱,随着间距的增加,双圆柱尾流场的相互作用逐渐消失,尾迹由无规则性转变为规则的同相位流动或反向流动;雷诺数影响圆柱受力系数。3. 对于并列旋转双圆柱,雷诺数对旋转圆柱受力影响较弱;旋转速度可以抑制单圆柱尾流场的非定常效应;随着圆柱间距的增加,双圆柱后方形成固定的相位关系以及同一频率的脱落涡。

关键词组:浸入边界法;格子波尔兹曼通量求解法;运动边界;并列圆柱

Influence of annealing conditions on the properties of Cu(In,Ga)Se2 thin films fabricated by electrodeposition

Jing-yu Qu, Zheng-fei Guo, Kun Pan, Wei-wei Zhang, Xue-jin Wang

DOI: 10.1631/jzus.A1700261 Downloaded: 885 Clicked: 1496 Cited: 0 Commented: 0(p.399-408) <Full Text>   <PPT>  223

Chinese summary   <9>  退火条件对电沉积制备铜铟镓硒薄膜品质的影响

目的:退火条件直接影响着电沉积制备的铜铟镓硒薄膜品质,而薄膜品质决定着最终得到器件的转换效率。本实验在不同退火条件下对薄膜进行处理,得出退火条件对薄膜各项表征指标的影响规律,并根据观察到的规律改善退火工艺,以提高铜铟镓硒薄膜品质。
创新点:目前利用水溶液电沉积制备的铜铟镓硒薄膜太阳能电池转换效率不高,而退火是制作此电池的关键步骤之一。本文研究了退火温度和升温速率对薄膜品质的影响,分析其可能原因及退火过程发生的反应,并制备出了理想的高品质薄膜。
方法:1. 在水溶液中利用电沉积法制备出铜铟镓硒薄膜前驱体。2. 对前驱体进行退火处理,并针对不同的样品采用不同的退火温度和升温速率。3. 利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱(XRF)对薄膜进行表征,分析不同退火条件对结果的影响规律。
结论:1. 退火温度的影响:退火温度由450 °C升高到 580 °C时,得到的薄膜结晶性越来越好,晶粒边界越来越不明显,Cu/(In+Ga)的比例逐渐升高,说明高温下(≥450 °C)金属铟和镓较易挥发;实验中还发现Cu-Se化合物的总含量随退火温度的升高而降低。2. 升温速率的影响:退火速率越高,薄膜结晶性越好;快速升温时薄膜中Cu/(In+Ga)的比例略低于慢速升温时的样品,而Ga/(In+Ga)的比例几乎不变,说明快速升温可以减少In和Ga的挥发。

关键词组:铜铟镓硒薄膜;电沉积;退火条件;拉曼光谱

Effect of heat-treatment on LiZn ferrite hollow microspheres prepared by self-reactive quenching technology

Xu-dong Cai, Jian-jiang Wang, Xiao-jun Jiang, Jun Ling, Yi Xu, Zhan-tong Gao

DOI: 10.1631/jzus.A1600768 Downloaded: 475 Clicked: 1081 Cited: 0 Commented: 0(p.409-416) <Full Text>   <PPT>  185

Chinese summary   <11>  热处理对自反应淬熄法制备低频LiZn铁氧体空心微珠的影响

目的:自反应淬熄法制备的LiZn铁氧体空心微珠密度小,低频吸波性能良好,但微珠表面晶型生长不充分。对其采用特定热处理工艺不仅可以使晶体充分发育,获得特定晶型,还可以实现对低频吸波性能的有效调控。本文旨在研究热处理工艺对LiZn铁氧体空心微珠表面形貌、相结构和低频吸波性能的影响。
创新点:1. 通过热处理工艺,实现对LiZn铁氧体空心微珠表面形貌、相结构和低频吸波性能的有效调控;2. 深入分析热处理工艺对LiZn铁氧体空心微珠低频吸波性能的改善机理。
方法:1. 通过工艺探索,确定热处理的详细工艺参数。2. 通过扫描电子显微镜检测和X射线衍射分析,获得热处理前后LiZn铁氧体空心微珠的微观形 貌(图2)和物相组成(图3)。3. 通过矢量网络分析仪,获得热处理前后材料的电磁参数(图4);在此基础上对比其吸波性能(图5),并研究吸波影响机理。
结论:1. 采用240 °C/min升温至1200 °C并保温4 h的热处理后,LiZn铁氧体空心微珠表面晶粒明显长大;2. 热处理后,微珠四个电磁参数均有所增大,低频吸波性能明显提高,吸收峰值向低频移动;3. 表面多种形状微纳米晶粒的形成和长大可能是LiZn铁氧体空心微珠低频吸波性能得以提高的主要原因。

关键词组:LiZn铁氧体;热处理;低频;吸波性能

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