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基于CFD的工业炉甲醇燃烧器旋流火焰优化
杜慧勇;任家毅;李可;李民;邹立;魏东硕;为提高甲醇旋流燃烧器的燃烧效率，降低NO排放，通过数值模拟对甲醇旋流燃烧器的燃烧状态和NO排放进行了研究，并结合试验结果进行了对比和优化。通过激光粒度仪探究甲醇喷雾雾化效果和粒径分布特性，为数值模拟中甲醇液滴的离散相模型提供甲醇喷雾粒径参数，结果显示模拟喷雾粒径与试验高度吻合。重点分析了不同叶片角度下燃烧室内的速度分布、温度分布及NO质量浓度分布。研究结果表明：速度分布方面，随叶片角度增加，混合器的轴向速度受到抑制；叶片角度α=40°及α=60°时燃烧室内形成稳定回流区，显著改善甲醇与空气的混合效果。温度分布方面，小角度工况下高温区集中且温度较低，底部存在明显低温区；大角度工况下高温区范围扩大，温度显著提升，底部温度均匀性改善。燃烧效率随叶片角度增大而提高，但角度超过40°后提升效果减弱。燃烧室内及出口处NO生成质量浓度随叶片角度增大而升高。旋流器叶片角度对燃烧室内速度、温度、NO分布及燃烧效率均有显著影响，α=40°时在多方面表现较优。
声学黑洞局域共振复合结构的宽频振动抑制研究
杨传猛;于洪涛;鲁霁雯;李亮;郑大远;为突破声学黑洞减振机制的局限性，实现梁、板类结构在更宽频率范围内的振动抑制，提出了一种将内嵌式局域共振单元与声学黑洞依次排列形成的复合结构。通过数值模拟与实验验证，系统分析了复合结构的带隙特性与振动衰减特性。结果表明：该复合结构在低频范围内形成了局域共振带隙，在424.4～676.2 Hz有效抑制了弯曲波传播；在高频区域，复合结构中声学黑洞的能量聚集效应使其振动衰减性能优于单一局域共振结构。此外，材料的阻尼效应也可进一步拓宽结构的减振频带。在宽频范围内具有显著的振动抑制效果，兼具低频带隙特性与726.25 Hz以上的高频能量聚集优势。
响应面法优化复合改性沥青及其抑烟机理研究
娄可可;王思彤;肖鹏;张新;为系统揭示多因素耦合作用下沥青烟气的释放特性，解决单一抑烟剂效率低、协同机制不明等问题，探究不同条件下沥青烟气的排放规律和烟气组分，利用响应曲面法进行多目标优化设计，建立抑烟率、针入度、软化点、延度和抑烟剂配比多目标优化模型，计算最佳掺量，分析复合抑烟剂对沥青的作用效果与协同机理。结果表明：搅拌速率对沥青烟气产生速率影响为先提高后趋于平缓；随温度升高，沥青烟气产生速率分为缓慢增长阶段、快速增长阶段、缓慢增长阶段；不同沥青烟气产生量随加热时间的延长而增长；70#和90#沥青产烟量高于30#硬质沥青，SBS改性沥青产烟量最低，不同种类沥青的烟气释放量与成分存在差异。当氢氧化镁(Mg(OH)2)质量分数4.38%、可膨胀石墨(EG)质量分数2.19%、活性炭(C)质量分数3%时，抑烟率达到82.52%,结构分布均匀，以物理改性为主。
基于柱面校正和加权融合的柱形标签拼接方法
王敏;田子康;曹小萌;曹冉;吴佳;针对西林瓶圆柱形标签图像拼接出现的图像不完整且形变和重影现象严重问题，提出了一种基于柱面校正和加权融合的柱形标签图像拼接方法。首先通过柱面校正算法展开弯曲标签图像，使用相位相关算法粗略提取标签图像的重叠区域，然后分别采用加速稳健特征(SURF)算法和随机抽样一致(RANSAC)算法提取重叠区域特征点和剔除误匹配点，最后结合动态规划缝合线搜索准则和非线性加权融合算法实现西林瓶圆柱形标签图像的无缝拼接。实验结果表明：该算法不仅加快了图像配准的速度，而且有效避免了重影和拼接线的产生，能够较好地展开曲面的标签图像，大幅提高了图像质量，有助于圆柱形标签信息的提取。
加载蝴蝶形超表面天线罩的高增益微带天线
杨文龙;武哲;云宇;刘能武;马令坤;一种蝴蝶形增益增强型天线的超表面结构，由5×5阵列单元结构作为天线罩，以适当距离放置在辐射天线的正上方时，微带贴片天线增益可以得到大幅增强，同时工作带宽也得到提升。天线罩通过调整电磁波的相位分布和能量再分配来实现辐射方向的优化。超表面结构经过开矩形槽和切割三角形来实现相位的均匀分配，使辐射波束能量更加集中，从而显著提升增益。在中心频率5 GHz处，天线增益从7.33 dBi提升到16.24 dBi,工作带宽从4.81～5.09 GHz(5.6%)展宽到4.66～5.09 GHz(8.0%)。天线罩也可拓展于其他类型的天线，实现特定天线的工作频带展宽和辐射增益增强。
模块化球形多面体网壳结构风压分布
张伟;范增;王晓东;于英霞;李明玉;模块化单层球形多面体网壳结构考虑风荷载设计时,使用的是理想旋转壳模型的风荷载体型系数,此种计算方法的风压分布结果与结构承受风荷载的实际情况存在差异。本文首先采用数值模拟仿真方法,对直径11.3 m模块化膜式单层球形多面体网壳结构进行均匀稳定流动的风压分布研究。接着,选择计算的重整化群k-ε(renormalization group k-ε,RNG k-ε)湍流模型的风压分布结果,与风洞试验结果进行了对比,验证了数值模拟方法的可靠性。最后,对模块化球形网壳结构最大设计风速(67 m/s)下结构的风荷载分布规律进行了研究。结果表明:结构表面风压呈条形分布,最大正压力出现在迎风面中下部,最大负压力出现在结构侧面顶端;经向60°与经向90°的风压曲线拟合度较高,而经向30°的风压曲线存在一定波动;风速67 m/s的风压分布规律大致与中低风速下相同,风压显著增加。研究结果可为模块化球形多面体网壳结构的风荷载设计提供借鉴。
T型钢连接仿古建筑钢结构边节点抗震性能
范利丹;郭拯毓;王新武;余永强;吴占景;孙海粟;张丁立;贾新圆;为了研究古建筑双梁-柱结构中,分体式单边高强螺栓和T型钢连接圆钢管柱-H型钢梁柱边节点的抗震性能,开展了2个不同T型钢厚度连接仿古建筑钢结构柱边节点的拟静力试验。通过试验,获取了T型钢连接仿古建筑钢结构边节点的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能和延性等抗震指标,分析了不同T型钢连接件厚度对双梁-柱节点的破坏模式、抗弯承载力和转动刚度退化的影响。采用ABAQUS软件数值模拟进一步探究T型钢连接件翼缘和腹板厚度对节点的影响。结果表明:2个节点模型的滞回曲线均呈“梭”形,且具有一定的捏缩现象;由于T型钢连接件厚度的增加,节点的初始刚度增加23.93%。参数化分析中,通过改变单一变量T型钢连接件翼缘或腹板的厚度相比较,翼缘的增厚对节点影响较大,适当增加翼缘厚度可以更有效的提高T型钢连接件强度。该类节点在地震中较为适用。
变刚度连接装配式剪力墙的抗震性能试验
张伟;朱元泽;查支祥;王韬;杜鑫蕾;谢镭;采用有限滑移螺栓和阻挡框架,设计了2种变刚度连接的剪力墙,并进行了拟静力压剪试验,探讨该连接方式对剪力墙抗震性能的影响。结果显示:2种变刚度连接设计都能够有效实现分段工作机制,滞回曲线呈现梭形,整体抗震性能优异。采用有限滑移螺栓和阻挡框架的变刚度剪力墙与传统波形钢板剪力墙相比,层间位移角2%时的承载力提高了47%。只采用阻挡框架的变刚度设计剪力墙在承载力缓慢下降后,出现2次回升的丘陵形“双峰”现象,使结构具备更稳定的耗能性能,在层间位移角4%时承载力2次上升幅度达到26%。
适量施硒缓解高浓度聚丙烯纳米塑料对紫花苜蓿的胁迫
孙平;郑鑫淼;朱文琰;郭紫瑞;李捷;徐世晓;本研究旨在探究硒元素对聚丙烯纳米塑料(PP-NPs)胁迫下紫花苜蓿(Medicago sativa)生理响应的调控机制及修复效应,为微塑料污染土壤的植物修复提供理论依据。采用盆栽试验,构建PP-NPs(100 nm,1%)与土壤硒质量比梯度(0,0.4,0.8,1.2,1.6 mg·kg-1)的互作模型,系统评价了紫花苜蓿(75d生长周期)的生长指标、叶绿素含量、光合参数、营养品质及根系参数的响应。结果表明:PP-NPs添加对紫花苜蓿的株高、地上生物量、净光合速率、气孔导度、叶绿素a含量及叶绿素b含量均有显著抑制作用(P<0.05),分别降低9.8%,3.3%,35.4%,49.5%,11.3%和10.7%;硒添加可以缓解PP-NPs的毒害作用,显著提高紫花苜蓿的净光合速率和叶绿素含量(P<0.05)。通过地上生物量、干物质含量、粗蛋白含量、酸性洗涤纤维含量和中性洗涤纤维含量等5个指标,建立基于主成分分析的隶属函数评价体系,量化得出1.2 mg·kg-1硒处理在综合指标上表现最优。研究结果表明硒通过光合增益与根系构型重塑在PP-NPs污染下提高紫花苜蓿的抗逆性与生产力,这为微塑料污染农区优质饲草生产提供了新的技术路径。
二值图像细化算法的比较与改进
崔凤奎,王晓强,张丰收,王永森本文在分析二值线图形的基本细化原理及目前流行的各种细化算法的基础上，提出一种以Ｈｉｌｄｉｔｃｈ经典算法为基础并行与串行处理相结合的细化算法。该算法大大提高了处理速度，满足工程图矢量识别系统对处理速度的要求。
系统动力学在国内外的发展历程与未来发展方向
钟永光;钱颖;于庆东;杜文泉;回顾了系统动力学的国内外发展历程,特别是对20世纪90年代以来,系统动力学在宏观领域、项目管理领域、学习型组织领域、物流与供应链领域所取得的成果进行了综述。最后指出了在基于主体的建模,心智模型、制订动态决策与学习,组织和社会的进化等理论领域和模拟软件等技术领域系统动力学未来面临的挑战和发展方向。
一种基于神经网络的机器人路径规划算法
禹建丽,李晓燕,王跃明,韩平研究已知障碍物形状和位置环境下的全局路径规划问题。给出了一个路径规划算法 ,其能量函数的定义利用神经网络结构 ,根据路径点位于障碍物内外的不同位置选取不同的动态运动方程。规划出的路径达到了折线形的最短无碰路径。仿真研究表明 ,本文提出的算法计算简单 ,收敛速度快 ,方法可行
吸波材料的研究现状与进展
巩晓阳,董企铭吸波材料是一种重要的军事隐身材料和民用防护材料 ,其机理本质上是电磁波与物质的相互作用 ,由电磁损耗机制可分为三种类型 ,即电阻型、电介质型和磁介质型。本文从这三种类型的不同机理出发 ,分别论述了碳纤维、石墨、导电高聚物、钛酸钡、铁氧体及金属微粉的研究现状和发展趋势 ,较为详细地介绍了新型纳米材料的性质和在吸波方面的机理、应用 ,并对其它新型吸波材料的研究现状也有论述 ,最后对吸波材料的应用前景进行了展望
MPU9250传感器的姿态检测与数据融合
刘春阳;徐军领;程洪涛;王东方;薛玉君;设计了基于MPU9250多轴姿态传感器和MSP430F149单片机的姿态检测系统。利用传感器内部的陀螺仪、加速度计和电子罗盘,可以对3个轴的角速度、加速度、磁感应强度进行测量,进而解算成角度姿态。利用优化的卡尔曼滤波算法对解算的姿态角度进行了融合处理,融合后的数据有效地抑制了噪声,提高了角度姿态检测的准确性。设计的姿态检测系统每秒钟可以完成100次姿态检测与计算,具有体积小、响应快等特点,并应用于自平衡小车的姿态检测。
混凝土本构关系研究现状及发展
刘小敏,王华,杨萌,崔广仁对混凝土本构关系模型,从新兴交叉学科的研究成果对混凝土本构关系发展的影响和在特定环境下混凝土本构关系的新成果两个角度来评析混凝土本构关系研究的发展。指出为了适应混凝土的复杂加载和破坏的特点,将多种模式组合,如塑性断裂、粘弹塑性、塑性损伤、内时塑性、内时损伤等理论交叉将会得到进一步加强。此外,有关动力分析、随机因素的本构关系值得深入的探讨。
植物中游离氨基酸的提取、纯化及分析方法
刘荣森;杨虹琦;黄郁维;张长水;孔繁伦;综述了植物游离氨基酸的提取、纯化以及氨基酸的常用分析方法,包括从植物的烘干样品和鲜样品中提取、纯化游离氨基酸的方法;氨基酸的分析方法包括平面色谱法、氨基酸自动分析仪法、气相色谱法、反相高效液相色谱法、高效阴离子色谱-积分脉冲安培法,分析了各种氨基酸分析方法的优缺点。
系统动力学在国内外的发展历程与未来发展方向
钟永光;钱颖;于庆东;杜文泉;回顾了系统动力学的国内外发展历程,特别是对20世纪90年代以来,系统动力学在宏观领域、项目管理领域、学习型组织领域、物流与供应链领域所取得的成果进行了综述。最后指出了在基于主体的建模,心智模型、制订动态决策与学习,组织和社会的进化等理论领域和模拟软件等技术领域系统动力学未来面临的挑战和发展方向。
人工智能在机器翻译中的应用研究
郭明阳;张晓玲;唐会玲;孟庆端;任龙波;针对人工智能在机器翻译中的应用现状和发展趋势,探讨了人工智能对于提高机器翻译效率、促进行业发展的新路径。首先,分析了人工智能在机器翻译行业中的发展趋势,并阐释了具体的应用方式;其次,立足国情,发掘中国在人工智能和机器翻译行业中的发展优势,并研究在大数据时代,提高机器翻译效率的方法。研究结果期望为中国基于人工智能的机器翻译产业发展提供参考,为制定人工智能和机器翻译产业政策提供决策依据,并为人工智能在自然语言处理和机器翻译的研究提供帮助。
四自由度机器人Matlab仿真实例
冯飞;张洛平;张波;以一个四自由度机器人为例,图示了关节坐标系的设置,建立了机器人的运动学参数和关节的变换矩阵,并通过两个Matlab示例程序介绍了仿真程序的编写方法。最后通过实际仿真应用,探讨了利用Matlab软件完成绘制四自由度机器人的三维运动轨迹,并且通过动画来进行仿真研究的方法,最终通过机器人在笛卡尔空间做直线轨迹运动的截图展示了仿真运行的效果。研究表明,利用Matlab进行软件仿真能够大大地缩短机器人的开发周期,具有非常高的经济效益。