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

2016 Vol.17 No.5 P.335-416

<<< CONTENTS >>>

Review

Review: Typical dielectric elastomer structures: dynamics and application in structural vibration control

Zhi-long Huang, Xiao-ling Jin, Rong-hua Ruan, Wei-qiu Zhu

DOI: 10.1631/jzus.A1500345 Downloaded: 7642 Clicked: 13438 Cited: 2 Commented: 0(p.335-352) <Full Text> <PPT> 6645

Chinese summary <1240> 典型介電彈性體(tǐ)結構：動力學及其在結構振動控制中(zhōng)的應用

目的：介電彈性體(tǐ)由于其卓越的優勢受到工(gōng)程界的廣泛關注。本文主要綜述典型介電彈性結構的動力學的理論和實驗研究及其在振動控制中(zhōng)的應用，并指出其中(zhōng)存在的挑戰及可能應用于研究的理論。
創新點：1. 綜述四類典型介電彈性體(tǐ)結構的動力學數學模型和動力學行爲，以及相應的動力學實驗結果研究；2. 綜述兩類典型的介電彈性體(tǐ)結構在振動控制中(zhōng)的應用及相應的控制算法。
方法：1. 從力學的角度出發，根據介電彈性體(tǐ)的結構形狀，研究球形、矩形、管狀及圓形介電彈性體(tǐ)結構的動力學模型數學描述及動力學行爲；2. 實驗分(fēn)析介電彈性體(tǐ)結構的面内及離(lí)面動力學行爲；3. 分(fēn)析堆棧式和管狀式介電彈性體(tǐ)結構在振動控制中(zhōng)的應用及控制算法。
結論：1. 現有的介電彈性體(tǐ)結構動力學方面的理論研究局限于使用低階模态，對高階模态還未涉及； 2. 現有施加在介電彈性體(tǐ)結構的機械力和電壓都是時間的确定性函數，随機情形還屬于空白(bái)；3. 對介電彈性體(tǐ)結構的随機最優控制，特别是以電壓爲控制項還未研究。

關鍵詞組：介電彈性體(tǐ)；動力學行爲；振動控制；控制算法；随機激勵

Articles

Basic parameters of the static stability, loads and strength of the vital parts of a bucket wheel excavator’s slewing superstructure

Srđan M. Bošnjak, Nebojša B. Gnjatović, Sreten D. Savićević, Milorad P. Pantelić, Ivan Lj. Milenović

DOI: 10.1631/jzus.A1500037 Downloaded: 3644 Clicked: 4423 Cited: 0 Commented: 0(p.353-365) <Full Text> <PPT> 2303

Chinese summary <28> 鬥輪挖掘機回轉支承上部結構中(zhōng)關鍵部件的靜态穩定性基本參數、負載和強度研究

目的：鬥輪挖掘機回轉支承上部結構的重量和重心位置不僅在設計過程中(zhōng)非常重要，在鬥輪挖掘機組裝完成後和運轉時同樣重要。本文旨在研究各參數對重心位置的影響。
方法：1. 分(fēn)析比較由數值模拟和實驗得到的靜态穩定性基本參數；2. 構建上部結構的3D模型（圖1~3），并根據鬥輪挖掘機組裝完成後的重量分(fēn)布對模型進行質量修正；3. 對上部結構進行負載和應力分(fēn)析。
結論：1. 上部結構一(yī)個較小(xiǎo)的質量變化（1.5%）會導緻重心位置一(yī)個較大(dà)的變化（902 mm），從而不得不明顯增加配重的重量（24 t）來保持平衡；2. 構建的3D模型可以得到精确的上部結構重量分(fēn)布和重心位置；3. 由DIN 22261-2标準規定的眼闆應力被證明并不安全。

關鍵詞組：鬥輪挖掘機；回轉支承上部結構；靜态穩定性參數；負載；強度

Static and dynamic behavior of concrete slabs reinforced with chemically reactive enamel-coated steel bars and fibers

Dong-ming Yan, Shi-kun Chen, Gen-da Chen, Jason Baird

DOI: 10.1631/jzus.A1500301 Downloaded: 2946 Clicked: 4067 Cited: 1 Commented: 0(p.366-377) <Full Text> <PPT> 1933

Chinese summary <27> 活性瓷釉塗層鋼筋及鋼纖維增強混凝土闆動、靜力學特性研究

目的：活性瓷釉塗層能夠顯著增強鋼筋的防腐蝕能力，同時明顯提升鋼筋與混凝土的粘結力。通過對活性瓷釉塗層鋼筋以及鋼纖維增強混凝土闆在動、靜力荷載作用下(xià)的承載力、變形特性以及破壞特征的研究，爲活性瓷釉塗層技術在鋼筋混凝土結構中(zhōng)的應用奠定理論基礎。
創新點：1. 對活性瓷釉塗層鋼筋混凝土闆的動、靜力學性能進行系統研究；2. 探究活性瓷釉鋼纖維在混凝土結構中(zhōng)的作用機理。
方法： 1. 通過對活性瓷釉塗層鋼筋混凝土闆進行爆炸實驗（圖3），揭示活性瓷釉塗層鋼筋混凝土結構的動力破壞特征（圖5和6）；2. 通過對活性瓷釉塗層鋼筋混凝土闆進行靜力實驗（圖4），研究在"點"荷載和"線"荷載作用下(xià)混凝土闆的力學性能；3. 通過分(fēn)析鋼纖維在鋼筋混凝土結構中(zhōng)的傳力機理，提出活性瓷釉塗層鋼纖維在鋼筋混凝土結構中(zhōng)的設計方法（圖13）。
結論：1. 活性瓷釉塗層能夠顯著改善鋼筋在混凝土結構中(zhōng)的傳力性能；在動力荷載作用下(xià)，塗層鋼筋混凝土結構的破壞程度明顯減輕。2. 活性瓷釉塗層能夠顯著改善鋼筋混凝土結構的變形特性，大(dà)大(dà)增強其耗能能力。3. 采用活性瓷釉塗層的鋼纖維，其纖維長度可适當減小(xiǎo)。

關鍵詞組：活性瓷釉塗層；爆炸荷載；破壞特征；鋼纖維

Developing planning indicators for outdoor wind environments of high-rise residential buildings

Xiao-yu Ying, Grace Ding, Xiao-jun Hu, Yin-qi Zhang

DOI: 10.1631/jzus.A1600026 Downloaded: 2881 Clicked: 4238 Cited: 0 Commented: 0(p.378-388) <Full Text> <PPT> 2058

Chinese summary <31> 室外(wài)風環境視角下(xià)的高層住宅項目規劃指标研究

目的：确定建築容積率、建築密度和建築層數之間的關系，并将其作爲主要的規劃指标，研究其對室外(wài)風環境的影響。
創新點：在以高層、高密度爲特點的城市建設中(zhōng)，一(yī)個地塊的用地規劃指标可直接影響居住區的室外(wài)物(wù)理環境質量。一(yī)個高層建築群的規劃設計不應該隻關注建築物(wù)，還應考慮室外(wài)物(wù)理環境的品質。本研究從室外(wài)風環境角度出發，對13種"容積率-建築密度-建築層數"指标組合形成的高層建築群布局進行對比，從而得到可直接服務于城市建設項目的規劃策略。
方法：1. 通過确定建築容積率、建築密度和建築層數之間的關系，建立三維高層建築群布局模型，列出19種可能的指标組合（圖2）；2. 通過日照模拟分(fēn)析工(gōng)具Tarch和建築消防間距計算篩選出13種符合當前規劃要求的指标組合；3. 運用風環境模拟軟件Phoenics，對13種指标組合形成的高層建築群布局進行風環境模拟運算；利用圖形分(fēn)析軟件Photoshop CS，計算出舒适風面積比值，并進行相互對比（圖3和4）；4. 根據土建造價對不同建築群布局的總造價進行對比（圖6）。
結論：在規劃設計中(zhōng)，通常認爲較低的容積率和較低的建築高度意味着建築體(tǐ)量較小(xiǎo)，室外(wài)物(wù)理環境會更好。但是，本研究發現建築層數越多、建築高度越高，行人高度的室外(wài)舒适風區面積越大(dà)。不過，建築層數從25層升到30層，舒适風區面積增加有限。加之考慮層數越高導緻造價越高的因素，當面對容積率爲2.0~4.0的高層地塊時，不能簡單地認爲建築層數最高的規劃方案就是最好的方案。

關鍵詞組：室外(wài)風環境；規劃指标；建築群布局；高層建築

Laboratory investigation of the strength development of alkali-activated slag-stabilized chloride saline soil

Yin Cheng, Hao Yu, Bao-lin Zhu, Dao-xin Wei

DOI: 10.1631/jzus.A1500185 Downloaded: 2620 Clicked: 3969 Cited: 1 Commented: 0(p.389-398) <Full Text> <PPT> 1850

Chinese summary <32> 礦渣固化氯鹽漬土強度變化規律試驗研究

目的：探讨礦渣固化氯鹽漬土強度變化規律及作用機理，爲氯鹽漬土有效固化提供依據。
創新點：評價礦渣固化高含鹽量氯鹽漬土的效果，分(fēn)析礦渣固化氯鹽漬土固化機理，提出具有一(yī)定适用性的拟合關系式。
方法：通過固化土無側限抗壓強度試驗、X射線衍射、能譜分(fēn)析、熱重及液相離(lí)子濃度測試對固化氯鹽漬土強度及微觀結構進行分(fēn)析。
結論：1. 氯化鈉是影響礦渣固化氯鹽漬土強度的主因；2. 礦渣固化氯鹽漬土強度随土中(zhōng)含氯量增加而增強，鋁酸鈣與氯化鈉反應生(shēng)成的水化氯鋁酸鈣填充孔隙及氫氧化鈉提高液相堿度是增強固化土強度的主因；3. 通過固化土強度增量曲線拟合分(fēn)析，得到礦渣固化氯鹽漬土強度增量與含氯量關系式。

關鍵詞組：氯鹽漬土；堿激發礦渣；固化土；強度；水化氯鋁酸鈣；氫氧化鈉

A predictive controller for joint pitch-roll stabilization

Wen-yang Duan, Yang Han, Rui-feng Wang, Li-min Huang

DOI: 10.1631/jzus.A1500173 Downloaded: 2518 Clicked: 4363 Cited: 0 Commented: 0(p.399-415) <Full Text> <PPT> 1978

Chinese summary <28> 一(yī)種用于船舶縱-橫聯合減搖的預測控制器

目的：爲提高船舶運動聯合減搖效果，提出一(yī)種基于船舶運動及船舶水動力預報的聯合減搖控制方法，并基于弱非線性二維半方法進行數值仿真，分(fēn)析該控制方法的減搖控制效果。
創新點：1. 提出基于船舶運動預報和水動力預報的減搖方法，克服了控制時延對減搖效果的影響； 2. 基于弱非線性二維半方法進行船舶運動減搖數值仿真，驗證了該方法能夠實現良好的聯合減搖控制效果。
方法：1. 在控制過程中(zhōng)基于極短期預報方法預報船舶運動姿态，并利用船舶運動方程預報水動力，将預報的水動力作爲鳍角分(fēn)配的依據；2. 基于弱非線性二維半方法在時域内進行船舶運動減搖數值仿真，分(fēn)析該控制方法在各種不同海況下(xià)的減搖控制效果。
結論：1. 弱非線性二維半方法在高速船舶的水動力預報中(zhōng)可以獲得良好的效果；2. 在各個不同海況下(xià)，本文提出的控制方法能夠實現有效的聯合減搖。

關鍵詞組：主動鳍；聯合減搖；預測控制器；船舶運動和水動力預報控制器

Erratum to: Effect of thermal stratification on interflow travel time in stratified reservoir

Xiao-feng Zhang, Shi Ren, Jun-qing Lu, Xin-hua Lu

DOI: 10.1631/jzus.A14e0269 Downloaded: 1789 Clicked: 2774 Cited: 0 Commented: 0(p.416-416) <Full Text>