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.10 P.769-850

<<< CONTENTS >>>

Transportation Engineering

Review: Comparison of the technologies of the Japanese Shinkansen and Chinese High-speed Railways

Satoru Sone

DOI: 10.1631/jzus.A1500220 Downloaded: 8502 Clicked: 22864 Cited: 2 Commented: 0(p.769-780) <Full Text> <PPT> 3475

Chinese summary <3365> 中(zhōng)國高鐵與日本新幹線技術比較

概要：本文主要從技術的角度對日本和中(zhōng)國的高速鐵路技術進行比較。首先介紹日中(zhōng)兩國高速鐵路的發展簡史，并用數字說明兩國在高速鐵路運營裏程、旅客發送量和高速列車(chē)數量等方面的現狀。其次，比較分(fēn)析日中(zhōng)兩國高速鐵路在高速列車(chē)設計理念、自動過電分(fēn)相、電磁兼容、再生(shēng)制動列車(chē)導入後的相平衡措施和列車(chē)輕量化等技術方面上的差異，并側重闡述日本在輕量化和編組動拖比優化等方面取得的成功經驗。其三，介紹英國、法國和德國的高速鐵路技術，并以日本爲比較對象，從受流、列車(chē)超速防護、列車(chē)長度、運行圖、動力方式和轉向架結構等方面說明法國高速鐵路技術的特點。其四，分(fēn)析中(zhōng)日兩國高速列車(chē)采用相同的動力分(fēn)散方式背後的不同原因以及中(zhōng)國引進日歐技術導緻多種技術并存的優點和缺點。其五，提出中(zhōng)日兩國今後應重點讨論的幾個技術問題，如編組動拖比優化、制動系統設計、安全和可靠性設計以及車(chē)載列控系統設計等。最後，從日中(zhōng)兩國中(zhōng)速鐵路和市郊鐵路存在明顯差異的角度，分(fēn)析日中(zhōng)兩國鐵路的特殊性，提出兩國在高速鐵路、中(zhōng)速鐵路以及城市軌道交通領域相互取長補短的具體(tǐ)方法。
（感謝北(běi)京交通大(dà)學電氣工(gōng)程學院楊中(zhōng)平教授提供中(zhōng)文概要）

關鍵詞組：高速鐵路；中(zhōng)速鐵路；城市軌道交通；動力分(fēn)散；動力集中(zhōng)；編組動拖比；電流集中(zhōng)；電磁兼容性問題；安全性和可靠性；協調性

Civil Engineering

Design method of the pinned external integrated buckling-restrained braces with extended core. Part I: theoretical derivation

Zi-qin Jiang, Yan-lin Guo, Xiao-an Wang, Bin Huang

DOI: 10.1631/jzus.A1400325 Downloaded: 2845 Clicked: 4845 Cited: 4 Commented: 0(p.781-792) <Full Text> <PPT> 1888

Chinese summary <32> 内核外(wài)伸鉸接防屈曲支撐設計理論研究. 第一(yī)部分(fēn)：理論推導

目的：研究内核外(wài)伸的鉸接防屈曲支撐的受力狀況。
方法：在假定内核對外(wài)圍約束構件擠壓力分(fēn)布模式後，建立内核外(wài)伸加強段和約束加強段的平衡方程，并結合内核與外(wài)圍約束構件之間的變形協調關系求解出内核外(wài)伸段上最不利彎矩、内核擠壓力及外(wài)圍約束構件上的彎矩分(fēn)布。基于外(wài)圍約束構件及内核外(wài)伸加強段的受力特點建立外(wài)圍約束構件設計準則和内核加強段設計準則。
結論：設計準則可以有效地預測支撐整體(tǐ)失穩破壞和内核外(wài)伸加強段折曲破壞。

關鍵詞組：防屈曲支撐；内核單波整體(tǐ)變形；擠壓力分(fēn)布；内核構件加強段；設計準則

Design method of the pinned external integrated buckling-restrained braces with extended core. Part II: finite element numerical verification

Zi-qin Jiang, Yan-lin Guo, Jing-zhong Tong, Xing Yuan

DOI: 10.1631/jzus.A1400326 Downloaded: 4608 Clicked: 7237 Cited: 6 Commented: 0(p.793-804) <Full Text> <PPT> 2220

Chinese summary <30> 内核外(wài)伸鉸接防屈曲支撐設計理論研究. 第二部分(fēn)：數值驗證

目的：本文旨在對系列文章第一(yī)部分(fēn)所得到的理論推導結果進行相應的有限元數值驗證，同時對内核單波變形下(xià)的支撐構件進行參數分(fēn)析。
方法：采用通用有限元軟件ABAQUS建立六個防屈曲支撐模型對内核單波變形下(xià)理論推導公式進行校核；并對理論公式進行參數分(fēn)析，考察外(wài)圍構件抗彎剛度、間隙大(dà)小(xiǎo)、内核構件厚度、内核構件寬厚比、鉸接接頭長度、外(wài)圍約束構件初始缺陷、外(wài)圍構件長度、内核約束加強段長度及内核加強段翼闆高度等9個參數對内核擠壓力及外(wài)圍構件受力影響；最後通過對12個防屈曲支撐進行數值模拟，驗證支撐設計理論的合理性。
結論：該理論設計公式能較好地預測支撐的破壞情況及内力發展情況，具有較強的安全性和較廣的适用性，爲鉸接防屈曲支撐的使用推廣奠定理論基礎。

關鍵詞組：防屈曲支撐；内核單波整體(tǐ)變形；擠壓力分(fēn)布；内核構件加強段；設計準則；精細有限元

Plane elasticity solutions for beams with fixed ends

Chun-xiao Zhan, Yi-hua Liu

DOI: 10.1631/jzus.A1500043 Downloaded: 4188 Clicked: 4226 Cited: 0 Commented: 0(p.805-819) <Full Text> <PPT> 1703

Chinese summary <33> 含固支端梁的彈性力學解

目的：在用應力函數法求含固支端梁的應力和位移時，對固支端隻能采用簡化的固支邊界條件。爲此，拟提出一(yī)種更好的簡化固支邊界條件。
創新點：在已有固支邊界條件的基礎上，提出新的固支邊界條件，由此得到的含固支端梁的彈性力學解的精度有很大(dà)提高。
方法：1. 綜合Timoshenko和Goodier提出的兩種固支邊界條件，構造出一(yī)種新的固支邊界條件，并應用Airy應力函數法推導出三種含固支端梁的解析解；2. 對由不同固支邊界條件得到的解析解與有限元解進行比較。
結論：1. 與已有的固支邊界條件相比，本文提出的固支邊界條件更佳，尤其是對短梁；2. 理論與數值結果均表明，對超靜定短梁，位移u不再保持線性分(fēn)布，經典梁理論中(zhōng)的平截面假設不再适用。

關鍵詞組：梁；固支端；邊界條件；平面應力；彈性力學解

Energy Engineering

Effect of dilution of fuel in CO₂ on the conversion of NH₃ to NO_x during oxy-fuel combustion

Kun-zan Qiu, Ye Yang, Zhuo You, Zhi-hua Wang, Zhi-jun Zhou, Jun-hu Zhou, Ke-fa Cen

DOI: 10.1631/jzus.A1300231 Downloaded: 2256 Clicked: 3979 Cited: 0 Commented: 0(p.820-829) <Full Text> <PPT> 1814

Chinese summary <32> 模拟富氧燃燒過程中(zhōng)燃料在CO₂中(zhōng)稀釋對NH₃向NO_x轉化影響的研究

目的：探索燃料富氧燃燒過程中(zhōng)不同濃度CO₂的稀釋作用對NO_x生(shēng)成的影響，爲探索NO_x在O₂/CO₂氣氛中(zhōng)生(shēng)成機理研究提供理論基礎。
創新點：提出一(yī)種無分(fēn)支鏈式反應解釋說明CO₂在還原性粒子環境中(zhōng)對反應的影響。
方法：通過Chemkin Pro中(zhōng)塞流式反應器模塊對混入NH₃的CH₄燃料在O₂/CO₂氣氛中(zhōng)反應進行數值模拟，同時改變CO₂的稀釋程度來探索CO₂濃度對NO_x生(shēng)成的影響，并比較不同反應機理下(xià)的模拟結果，探索此環境中(zhōng)NO_x的生(shēng)成機理（表1）。
結論：1. 無支鏈反應機理可用于解釋CO₂在還原性粒子環境中(zhōng)對NO_x生(shēng)成與還原的影響；2. 随着CO₂濃度的升高，無支鏈反應和支鏈反應相互競争H，進而抑制NO的生(shēng)成；3. 在對NH₃轉化效率的影響方面，CO₂濃度增加引發的無支鏈反應和支鏈反應對H的競争，在富燃料條件下(xià)從促進轉化變爲抑制轉化，在化學當量和貧燃料條件下(xià)從無影響變爲抑制轉化。

關鍵詞組：CO₂；富氧燃燒；NO；燃料稀釋

Characterization of gasoline combustion with laser and spark ignition

Cang-su Xu, Dong-hua Fang, Qi-yuan Luo, Jian Ma, Yang Xie, Xu Zheng

DOI: 10.1631/jzus.A1500039 Downloaded: 2388 Clicked: 4105 Cited: 0 Commented: 0(p.830-838) <Full Text> <PPT> 1725

Chinese summary <33> 汽油激光誘導火(huǒ)花點火(huǒ)與電火(huǒ)花點火(huǒ)燃燒過程對比研究

目的：激光誘導火(huǒ)花點火(huǒ)（簡稱激光點火(huǒ)）是取代傳統的靠近缸壁的單點電火(huǒ)花點火(huǒ)以實現稀薄燃燒、提高熱效率和改善排放(fàng)的新型點火(huǒ)方式之一(yī)。本文通過對比分(fēn)析兩種點火(huǒ)方式在定容彈中(zhōng)的點火(huǒ)及燃燒過程的壓力上升率、最大(dà)爆發壓力及放(fàng)熱率爲激光點火(huǒ)技術在内燃機中(zhōng)的應用提供設計過程的參考依據。
創新點：1. 同時進行兩種點火(huǒ)方式的試驗，保證對比研究的準确性；2. 激光點火(huǒ)采用532 nm和1064 nm波長的兩種激光進行對比；3. 直接采用汽油進行研究。
方法：通過記錄不同當量比的汽油空氣混合氣在定容燃燒彈内激光點火(huǒ)（532 nm和1064 nm波長）及電火(huǒ)花點火(huǒ)的燃燒過程壓力變化：1. 對比分(fēn)析三種點火(huǒ)情況的壓力上升率和最大(dà)爆發壓力；2. 通過公式計算，對比分(fēn)析三種點火(huǒ)情況的放(fàng)熱率。
結論：1. 532 nm與1064 nm波長激光點火(huǒ)的壓力上升率和最大(dà)爆發壓力都在當量比爲1.8時出現最大(dà)值，其中(zhōng)532 nm波長激光爲39.4 MPa/μs和0.68 MPa，1064 nm波長激光爲38.8 MPa/μs和0.67 MPa；而電火(huǒ)花點火(huǒ)的壓力上升率和最大(dà)爆發壓力則在當量比爲1.6時出現最大(dà)值，分(fēn)别爲38.1 MPa/μs和0.67 MPa；2. 激光點火(huǒ)的稀燃極限相對電火(huǒ)花點火(huǒ)對應的當量比更小(xiǎo)；3. 三種點火(huǒ)類型的放(fàng)熱率規律與壓力上升率變化規律一(yī)緻。

關鍵詞組：激光點火(huǒ)；電火(huǒ)花點火(huǒ)；壓力上升率；最大(dà)爆發壓力；放(fàng)熱率

Review: Soviet experience of underground coal gasification focusing on surface subsidence

Yury Derbin, James Walker, Dariusz Wanatowski, Alec Marshall

DOI: 10.1631/jzus.A1500013 Downloaded: 2176 Clicked: 4772 Cited: 2 Commented: 0(p.839-850) <Full Text> <PPT> 1685

Chinese summary <30> 綜述前蘇聯關于地表沉陷的煤炭地下(xià)氣化經驗

概要：1. 相比于傳統的煤礦開(kāi)采方法，煤炭地下(xià)氣化的适用範圍更廣，但同時也可能引起地下(xià)水污染和地表沉陷。2. 前蘇聯在煤炭地下(xià)氣化方面擁有一(yī)段很長的研究和使用曆史，由于當時的國際環境，前蘇聯的研究相對比較封閉，所以對其研究成果的綜述目前仍然很有價值。3. 綜述了不同煤層參數（如煤層深度、傾斜度、高度、寬度、含灰量和地質剖面等）和氣化燃燒相關參數（如岩土材料導熱性、熱損耗、熱沖擊和體(tǐ)積變化等）與地表沉陷的相關性研究。

關鍵詞組：煤炭地下(xià)氣化；地表沉陷；岩土材料熱性能；煤礦開(kāi)采；蘇聯煤田