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

2014 Vol.15 No.3 P.157-230

<<< CONTENTS >>>

Mechanical Engineering and Mechanics

A morphing machining strategy for artificial bone

Wen-feng Gan, Jian-zhong Fu, Hong-yao Shen, Zhi-wei Lin

DOI: 10.1631/jzus.A1300274 Downloaded: 3814 Clicked: 12157 Cited: 0 Commented: 2(p.157-171) <Full Text> <PPT> 2585

Chinese summary <320> 一(yī)種基于曲面變形的人工(gōng)骨骼漸進式加工(gōng)方法

研究目的：研究人工(gōng)骨骼等細長工(gōng)件的無彎折加工(gōng)方法。
創新要點：1.提出了一(yī)種基于曲面變形的漸進式加工(gōng)方法，該方法保證加工(gōng)餘量在全曲面均勻分(fēn)布，防止工(gōng)件彎折；2.利用能量最小(xiǎo)化實現T樣條曲面的漸進變形；3.将該方法應用于以T樣條曲面表示的人工(gōng)指骨加工(gōng)中(zhōng)。
研究方法：1.算法總體(tǐ)分(fēn)爲生(shēng)成多層變形曲面和層内刀具路徑規劃兩部分(fēn)（見圖5）；2.對T樣條曲面采用基于能量最小(xiǎo)化的變形方法，以加工(gōng)切深作爲變形約束條件，生(shēng)成多層變形曲面作爲每刀的加工(gōng)目标形狀（見圖10）；3.每層變形曲面内按限殘高标準生(shēng)成刀具路徑（見圖12）。
重要結論：采用該加工(gōng)方法可以提高細長形工(gōng)件的加工(gōng)質量，保證加工(gōng)後形狀誤差不超限。

關鍵詞組：漸進式加工(gōng)；能量最小(xiǎo)化曲面變形；T樣條曲面；人工(gōng)骨骼

An efficient adaptive finite element method algorithm with mass conservation for analysis of liquid face seals

Xiang-kai Meng, Shao-xian Bai, Xu-dong Peng

DOI: 10.1631/jzus.A1300328 Downloaded: 4166 Clicked: 8649 Cited: 3 Commented: 0(p.172-184) <Full Text> <PPT> 2453

Chinese summary <70> 液體(tǐ)潤滑端面密封質量守恒自适應有限元算法

研究目的：爲液體(tǐ)潤滑端面密封空化問題的數值模拟提供一(yī)種高效精确的計算方法。
創新要點：1.采用流線迎風SUPG有限元法求解具有對流擴散特征的控制方程；2. 針對未知(zhī)量的互補關系提出了一(yī)種高效的數值叠代技術；3.提供了針對潤滑液膜空化問題的網格自适應技術。
重要結論：1.相比文獻算法，本文算法具有計算速度快，計算精度高的優點；2.空化區域和大(dà)壓力梯度區域的計算網格得到加密。

關鍵詞組：空化；有限元法；端面密封；流線迎風伽遼金法SUPG法；質量守恒

Numerical simulation of aerodynamic heating and stresses of chemical vapor deposition ZnS for hypersonic vehicles

Yuan-chun Liu, Yu-rong He, Jia-qi Zhu, Jie-cai Han, Dong-liang Quan

DOI: 10.1631/jzus.A1300341 Downloaded: 3369 Clicked: 7221 Cited: 5 Commented: 0(p.185-196) <Full Text> <PPT> 2093

Chinese summary <52> 高速飛行器化學氣相沉積ZnS窗口材料氣動熱和應力數值模拟研究

研究目的：基于飛行器外(wài)流場的分(fēn)析，計算窗口材料的溫度場和應力場。
創新要點：1.通過流場分(fēn)析，得到窗口處熱流密度和換熱系數；2.通過熱-結構分(fēn)析，得到窗口的溫度場和應力場；3.爲窗口材料的氣動力和氣動熱的材料破壞提供理論依據。
研究方法：1.計算标準大(dà)氣情況下(xià)，高度爲15 km、馬赫數分(fēn)别爲3、4、5和6時飛行器的流場；2.根據流場分(fēn)析得到數據，用有限元法計算紅外(wài)窗口的熱-結構場。
重要結論：1.當馬赫數爲6時，材料的最大(dà)應力高于材料的強度，材料失效；2.當馬赫數爲3、4和5時，材料的最大(dà)溫度和最大(dà)應力均低于安全值，材料符合條件。

關鍵詞組：化學氣相沉澱（CVD）ZnS；紅外(wài)窗口；氣動熱；熱應力；超聲速飛行器

Civil and Hydraulic Engineering

Calculation of corrosion rate for reinforced concrete beams based on corrosive crack width

Feng Wu, Jing-hai Gong, Zhang Zhang

DOI: 10.1631/jzus.A1300280 Downloaded: 4304 Clicked: 8256 Cited: 2 Commented: 0(p.197-207) <Full Text> <PPT> 2130

Chinese summary <67> 鋼筋混凝土梁基于鏽脹裂縫的鏽蝕率計算

研究目的：爲了解決不均勻鏽蝕情況下(xià)鋼筋鏽蝕率的計算問題，實現鏽脹開(kāi)裂構件的鏽蝕率無損檢測，采用理論分(fēn)析和試驗研究相結合的方法，建立鏽蝕梁鋼筋最大(dà)鏽蝕率的計算模型。
創新要點：考慮了鄰近位置混凝土開(kāi)裂的影響，基于理論分(fēn)析建立了不同位置的鏽脹裂縫寬度修正模型。
研究方法：首先通過理論分(fēn)析建立考慮相鄰測點相互影響的鏽脹裂縫寬度修正模型，然後根據鏽蝕物(wù)體(tǐ)積膨脹幾何模型，建立基于鏽脹裂縫寬度的鏽蝕率計算公式，最後通過七根鏽蝕梁的加速鏽蝕試驗驗證了模型的準确性。
重要結論：根據對開(kāi)裂後鋼筋與鏽蝕物(wù)膨脹體(tǐ)積的量化分(fēn)析，鏽脹裂縫寬度與鋼筋鏽蝕率近似呈線性變化。電解液加速腐蝕試驗結果表明，提出的鏽蝕率計算方法得到的最大(dà)鏽蝕率與實際平均值的比值在1.4–2.4之間，與實際情況符合較好。

關鍵詞組：不均勻鏽蝕；梁；鏽脹裂縫寬度；鏽蝕率

A study on the contraction joint element and damage constitutive model for concrete arch dams

Qiang Xu, Jian-yun Chen, Jing Li, Hong-yuan Yue

DOI: 10.1631/jzus.A1300244 Downloaded: 3265 Clicked: 8501 Cited: 1 Commented: 0(p.208-218) <Full Text> <PPT> 2188

Chinese summary <219> 混凝土拱壩橫縫單元和損傷本構的研究

研究目的：研究混凝土拱壩多尺度橫縫單元和壩體(tǐ)損傷。
創新要點：解決了拱壩壩段單元采用不同剖分(fēn)形式（即多尺度剖分(fēn)形式）時，在靜動力荷載下(xià)，拱壩橫縫開(kāi)度和壩體(tǐ)損傷的計算。
研究方法：首先建立大(dà)尺度交接面單元和小(xiǎo)尺度單元壩段自由度耦合，然後建立大(dà)尺度交接面單元和大(dà)尺度單元壩段橫縫單元模型，并對壩體(tǐ)損傷本構的計算進行研究。
重要結論：通過對比計算發現，通過混凝土的損傷本構計算的應力峰值和實驗結果相同，下(xià)降段的應力應變曲線基本吻合。提出的不同尺度橫縫單元模型對壩體(tǐ)應力和橫縫開(kāi)度的計算誤差在7%以内。

關鍵詞組：多尺度；橫縫單元；損傷本構；拱壩；本構模型

Evaluation of a multi-site weather generator in simulating precipitation in the Qiantang River Basin, East China

Yue-ping Xu, Chong Ma, Su-li Pan, Qian Zhu, Qi-hua Ran

DOI: 10.1631/jzus.A1300267 Downloaded: 2838 Clicked: 5895 Cited: 2 Commented: 0(p.219-230) <Full Text> <PPT> 2136

Chinese summary <46> 多站天氣發生(shēng)器在中(zhōng)國東部錢塘江流域降雨模拟的評估

研究目的：以空間相關系數、降雨量和降雨次數爲指标，利用實測的氣象數據，評估一(yī)個新的多站天氣發生(shēng)器GiST在中(zhōng)國東部錢塘江流域模拟降雨的性能。在此基礎上，結合全球氣候模式Hadgem2-ES，分(fēn)析在濃度路徑RCP 8.5下(xià)GiST模拟2071–2100年的降雨情況。
創新要點：通過評估一(yī)個新的多站發生(shēng)器在模拟降雨方面的性能，以此來提高未來氣候情景預測的精度。
研究方法：用多站天氣發生(shēng)器和變化因子方法，重點結合CMIP5中(zhōng)的Hadgem2-ES模型，模拟錢塘江流域七個站點的基準期以及未來預測期降雨量和空間相關性，并作出評估。
重要結論：多站天氣發生(shēng)器GiST能很好地模拟錢塘江流域的降雨以及其空間相關性。該工(gōng)具有潛力作爲水資(zī)源管理，極端事件分(fēn)析，政府決策、水文模型以及氣候變化研究的工(gōng)具。

關鍵詞組：多站天氣發生(shēng)器；全球氣候模式；降雨模拟