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.7 P.513-596

<<< CONTENTS >>>

Civil and Mechanical Engineering

A realistic resistance deterioration model for time-dependent reliability analysis of aging bridges

Cao Wang, Quan-wang Li, A-ming Zou, Long Zhang

DOI: 10.1631/jzus.A1500018 Downloaded: 4462 Clicked: 6111 Cited: 6 Commented: 0(p.513-524) <Full Text> <PPT> 1702

Chinese summary <39> 用于橋梁時變可靠度分(fēn)析的承載力衰減新模型

目的：提出能夠反映劣化橋梁承載力的非增特性以及自相關性的承載力衰減新模型，并利用該模型進行結構可靠度分(fēn)析。
創新點：提出描述劣化橋梁承載力衰減的新的随機過程模型，給出利用實測數據進行模型參數拟合的方法，并利用提出的衰減模型對劣化橋梁進行時變可靠度分(fēn)析。
方法：采用Gamma過程描述承載力衰減的随機過程（公式7），并基于Monte Carlo模拟的方法研究承載力衰減過程的自相關性對可靠度結果的影響。如果将承載力衰減過程假定爲完全相關的過程，則會低估結構的失效概率。

關鍵詞組：時變可靠度；劣化橋梁；衰減模型；自相關性

A semi-analytical state-space approach for 3D transient analysis of functionally graded material cylindrical shells

Xu Liang, Hai-lei Kou, Guo-hua Liu, Li-zhong Wang, Zhen-yu Wang, Zhi-jun Wu

DOI: 10.1631/jzus.A1500016 Downloaded: 2810 Clicked: 4965 Cited: 2 Commented: 0(p.525-540) <Full Text> <PPT> 1964

Chinese summary <29> 功能梯度圓柱殼瞬态動力響應的三維半解析狀态空間求解方法

目的：研究任意邊界條件下(xià)功能梯度圓柱殼瞬态動力響應的解析求解方法，并研究荷載、幾何以及材料參數對結構瞬态動力響應的影響。
創新點：提出一(yī)種功能梯度圓柱殼的瞬态動力響應半解析求解方法，并可以考慮任意邊界條件。本文考慮四種邊界條件：固支-固支、固支-簡支、固支-自由和簡支-簡支。
方法：1.提出任意邊界條件下(xià)功能梯度圓柱殼的瞬态動力響應半解析求解方法；2.采用有限元方法計算成果，驗證本方法的正确性；3.将本方法與其他理論方法計算得到的結構固有頻(pín)率以及文獻中(zhōng)試驗得到的結構固有頻(pín)率進行比較；4.研究荷載頻(pín)率、長徑比、内外(wài)徑比以及功能梯度參數對于結構瞬态動力響應的影響。
結論：1.提出一(yī)種功能梯度圓柱殼的瞬态動力響應半解析求解方法；2.與其他方法計算成果對比，驗證了本方法的正确性；3.收斂性分(fēn)析表明，随着長度方向采樣點數和徑向分(fēn)層數的增加，計算結果迅速收斂。

關鍵詞組：狀态空間法；數值Laplace逆變換方法；微分(fēn)求積法；功能梯度材料；圓柱殼

Research on residual bending capacities of used wood members based on the correlation between non-destructive testing results and the mechanical properties of wood

Jin Zhang, Qing-feng Xu, Yi-xiang Xu, Ming Zhang

DOI: 10.1631/jzus.A1400276 Downloaded: 2547 Clicked: 4409 Cited: 3 Commented: 0(p.541-550) <Full Text> <PPT> 1928

Chinese summary <27> 基于無損檢測與木材力學性能相關性的既有木構件剩餘抗彎承載力研究

目的：利用無損檢測的方法，定量評估經腐朽和蟲蛀後的既有木構件的剩餘抗彎承載力。
方法：1.通過對木材小(xiǎo)試件進行阻抗儀檢測試驗和材性試驗，建立木材阻力值與抗壓/抗拉強度之間的線性回歸方程；2.對大(dà)段木梁試件進行阻抗儀檢測試驗，基于木材阻力值與抗壓/抗拉強度之間的關系，計算得到大(dà)段木梁各部分(fēn)的強度值；3.在Abaqus中(zhōng)對既有木梁的初始缺陷進行模拟并将木梁的計算強度值賦予木梁的各個部分(fēn)，綜合分(fēn)析木梁的剩餘抗彎承載力。
結論：1.木材小(xiǎo)試件的阻力值與抗壓/抗拉強度值之間呈現出顯著的相關性，各測點處的木材強度值可通過阻力值計算得到；2.蟲蛀、木節和裂縫等初始缺陷對試件的破壞形式和極限荷載影響顯著；3.非線性仿真分(fēn)析所得的結果與試驗結果基本吻合。

關鍵詞組：既有木構件；無損檢測；力學試驗；剩餘抗彎承載力

Review: A survey of drag and heat reduction in supersonic flows by a counterflowing jet and its combinations

Wei Huang

DOI: 10.1631/jzus.A1500021 Downloaded: 5436 Clicked: 5847 Cited: 19 Commented: 0(p.551-561) <Full Text> <PPT> 2088

Chinese summary <28> 逆向噴流及其組合體(tǐ)在超聲速氣流中(zhōng)減阻防熱功效研究進展

概要：總結歸納國内外(wài)逆向噴流及其組合體(tǐ)在超聲速氣流中(zhōng)減阻防熱功效的研究進展，并給出逆向噴流在某些應用領域的建議，特别是噴流的不穩定性保護、減阻與熱防護之間的權衡以及流動模态轉換的工(gōng)作參數和結構參數臨界點選取等。

關鍵詞組：高超聲速飛行器；減阻；熱防護；逆向噴流；前向凹腔；能量沉積

A hybrid AR-EMD-SVR model for the short-term prediction of nonlinear and non-stationary ship motion

Wen-yang Duan, Li-min Huang, Yang Han, Ya-hui Zhang, Shuo Huang

DOI: 10.1631/jzus.A1500040 Downloaded: 5232 Clicked: 6646 Cited: 6 Commented: 0(p.562-576) <Full Text> <PPT> 2057

Chinese summary <28> 用于非線性非平穩船舶運動極短期預報的一(yī)種複合自回歸經驗模态分(fēn)解支持向量機回歸模型

目的：基于支持向量機回歸（SVR）模型在非線時間序列的預測能力及經驗模态分(fēn)解（EMD）方法在處理非線性非平穩性的優勢，提出一(yī)種複合自回歸經驗模态分(fēn)解支持向量機回歸（AR-EMD-SVR）模型，提高非線性非平穩船舶運動極短期預報精度。
創新點：1.研究非線性非平穩船舶運動的極短期預報問題，提出一(yī)種複合的預報方法；2.基于不同層次的預報模型和模型試驗數據，分(fēn)析非線性非平穩性對極短期預報精度的影響。
方法：1.在SVR模型中(zhōng)引入基于自回歸（AR）預報端點延拓的EMD方法，形成複合的AR-EMD-SVR預報模型；2.基于集裝箱船模水池試驗運動數據将AR-EMD-SVR模型與AR、SVR和EMD-AR三種模型進行比較，分(fēn)析非線性非平穩性對極短期預報的影響以及不同模型的預報性能。
結論：1.AR-EMD方法能夠有效的克服非平穩對極短期預報模型（AR和SVR）在精度上所帶來的不良影響；2.基于船模試驗數據的預報結果表明：相較于AR、SVR和EMD-AR三種預報模型，基于AR-EMD-SVR模型的非線性非平穩船舶運動極短期預報結果具有更高的精度。

關鍵詞組：非線性非平穩船舶運動；極短期預報；經驗模态分(fēn)解；支持向量機回歸模型；自回歸模型

Energy Engineering

Operating characteristics of a single-stage Stirling-type pulse tube cryocooler with high cooling power at liquid nitrogen temperatures

Jiu-ce Sun, Marc Dietrich, Li-min Qiu, Guenter Thummes

DOI: 10.1631/jzus.A1500057 Downloaded: 2853 Clicked: 5005 Cited: 0 Commented: 0(p.577-585) <Full Text> <PPT> 1898

Chinese summary <26> 液氮溫區單級大(dà)功率斯特林型脈管制冷機工(gōng)作特性研究

目的：探索充氣壓和運行頻(pín)率等工(gōng)作特性對大(dà)功率脈管制冷機最低制冷溫度、制冷量以及回熱器溫度不均勻性的影響，期望進一(yī)步提升制冷機工(gōng)作性能。
方法：1.通過理論計算模拟工(gōng)作頻(pín)率在40-70Hz，充氣壓力在1.5-2.5 MPa下(xià)工(gōng)作特性對制冷機性能的影響；2.實驗研究充氣壓力爲1.7-2.4 MPa，并在諧振頻(pín)率附近工(gōng)作時制冷機性能以及回熱器溫度不均勻性随充氣壓力、運行頻(pín)率以及輸入功率的變化。
結論：1.制冷機運行在1.9-2.1 MPa充氣壓力下(xià)，因平衡了制冷溫度和焓流損失，故能取得優異性能，且每一(yī)個充氣壓力對應一(yī)個最優的工(gōng)作頻(pín)率；2.通過優化充氣壓力和工(gōng)作頻(pín)率，脈管制冷機能夠達到46.9 K的最低制冷溫度，此時工(gōng)作頻(pín)率爲56.5 Hz，充氣壓力爲2.0 MPa。在8.9 kW輸入功率下(xià)制冷機能夠在72 K時提供304 W制冷量。

關鍵詞組：斯特林型脈管制冷機；大(dà)功率；工(gōng)作特性；溫度不均勻性

Time resolved particle image velocimetry experimental study of the near wake characteristics of a horizontal axis wind turbine

Jian-wen Wang, Ren-yu Yuan, Xue-qing Dong, San-xia Zhang, Yang Song, Zhi-ying Gao, Kun Luo, Kun-zan Qiu, Ming-jiang Ni, Ke-fa Cen

DOI: 10.1631/jzus.A1400332 Downloaded: 2787 Clicked: 5053 Cited: 2 Commented: 0(p.586-595) <Full Text> <PPT> 2054

Chinese summary <29> 基于時間分(fēn)辨粒子圖像測速技術的水平軸風力機近尾迹特性的實驗研究

目的：探索風力機運行在不同尖速比下(xià)近尾迹流場的瞬态和時均特性，揭示風力機近尾迹場的渦量、流速、湍流和雷諾應力演化規律，爲相關的數值模拟提供實驗對比數據支撐。
創新點：将時間分(fēn)辨粒子圖像測速技術應用于風力機近尾迹測量可以捕捉到較高時間分(fēn)辨率和高精度的流動信息，進而揭示風力機近尾迹詳細的流動機理。
方法：實驗在風洞裏面進行，利用時間分(fēn)辨粒子圖像測速技術獲得風力機瞬時流場（圖1~3），通過調節風力機配套電機的負荷輸出可以得到不同的運行尖速比。對測量得到的瞬時速度的後處理可以得到瞬時渦量以及湍動能和雷諾應力的時均值。
結論：1.風力機近尾迹區域沿徑向可分(fēn)爲速度增益區、速度保持區和速度虧損區，不同尖速比下(xià)速度恢複到主流速度的徑向位置基本相同；2.在後半個半徑長度區域内，徑向平均速度沿徑向方向有增加的趨勢，而在葉尖以上，徑向平均速度沿徑向減小(xiǎo)；3.近尾迹湍動能在徑向方向上0.3倍和0.9倍半徑高度處會出現峰值，而在0.6倍半徑附近位置會出現湍動能最低值；4.在風力機近尾迹，雷諾剪切應力小(xiǎo)于雷諾正應力，在葉根附近，軸向雷諾正應力大(dà)于徑向雷諾正應力以及雷諾剪切應力，而在葉尖處，徑向雷諾正應力大(dà)于軸向雷諾正應力以及雷諾剪切應力。

關鍵詞組：時間分(fēn)辨粒子圖像測速；風力機；尖速比；近尾迹；流動特性

Erratum to: 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.A14e0142 Downloaded: 1900 Clicked: 3215 Cited: 0 Commented: 0(p.596-596) <Full Text>