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

2017 Vol.18 No.7 P.497-578

<<< CONTENTS >>>

Articles

Dynamics of a periodically driven chain of coupled nonlinear oscillators

Paweł Fritzkowski, Roman Starosta, Grażyna Sypniewska-Kamińska, Jan Awrejcewicz

DOI: 10.1631/jzus.A1600628 Downloaded: 2226 Clicked: 4347 Cited: 0 Commented: 0(p.497-510) <Full Text> <PPT> 1578

Chinese summary <28> 耦合非線性振子鏈的周期性驅動動力學研究

目的：考慮一(yī)個包含Duffing型非線性、粘性阻尼和運動諧波激勵的一(yī)維耦合振子鏈，本文旨在推導描述振幅和相位的近似方程，得到并檢驗兩類基本共振态（同相共振和反相共振）發生(shēng)的條件，同時分(fēn)析模型參數對同步率的影響。
創新點：1. 利用時間序列的互相關測量特定振子間的相位蝶，并通過一(yī)系列的數值實驗來驗證理論預測的結果； 2. 給出考慮幹摩擦的系統共振的一(yī)些簡要說明。
方法：1. 采用經典的平均值法進行理論分(fēn)析；2. 采用MEBDFV求解器計算多自由度系統的數值解。
結論： 1. 利用平均值法确定了兩種共振現象：同相狀态（低頻(pín)激勵）和反相狀态（高頻(pín)激勵）；2. 關于同相共振的預測非常瑣碎但對多自由度的振子鏈非常适用；3. 對于反相共振的預測适用于短的振子鏈；4. 可以通過改變系統的物(wù)理參數來提高同步率。

關鍵詞組：耦合非線性振子；同步運動；平均值法

A reduced and optimized kinetic mechanism for coke oven gas as a clean alternative vehicle fuel

Hai-bin He, Dong-wei Yao, Feng Wu

DOI: 10.1631/jzus.A1600636 Downloaded: 3658 Clicked: 5719 Cited: 1 Commented: 1(p.511-530) <Full Text> <PPT> 1781

Chinese summary <27> 清潔車(chē)用代用燃料焦爐氣化學反應機理的簡化與優化

目的：化學反應機理在内燃機計算流體(tǐ)動力學（CFD）仿真中(zhōng)起關鍵作用。基于敏感性分(fēn)析與粒子群尋優算法，本文旨在提出适用于内燃機CFD仿真的焦爐氣化學反應機理，爲焦爐氣在内燃機上的應用研究提供條件。
創新點：1. 結合敏感性分(fēn)析與離(lí)子群尋優算法，對化學反應機理參數進行了優化；2. 建立了焦爐氣化學反應機理，可準确仿真滞燃期、層流火(huǒ)焰速度、缸内壓力變化和NOx生(shēng)成。
方法：1. 根據簡單碳氫燃料機理結構，搭建焦爐氣化學反應機理（圖1）；2. 通過敏感性分(fēn)析，獲得在燃燒中(zhōng)起關鍵作用的化學反應（圖2和3）；3. 通過粒子群尋優算法，對上述關鍵化學反應的動力學參數進行優化（圖4和5）；4. 通過數值仿真，驗證機理的準确性（圖6~13、16和17）。
結論：1. 根據敏感性定義，搭建的敏感性分(fēn)析模型可準确地識别在燃燒過程中(zhōng)起關鍵作用的化學反應； 2. 基于粒子群尋優算法搭建的優化模型可對化學反應的動力學參數進行合理優化；3. 優化後得到的焦爐氣化學反應機理可準确預測滞燃期與層流火(huǒ)焰速度以及模拟内燃機缸内壓力變化與NOx生(shēng)成。

關鍵詞組：焦爐氣；化學反應機理；敏感性分(fēn)析；粒子

A comprehensive evaluation method of diesel engine sound quality based on paired comparison, uniform design sampling, and improved analytic hierarchy process

Wen-yun He, Jun-hong Zhang, Jian Wang

DOI: 10.1631/jzus.A1600025 Downloaded: 2471 Clicked: 4783 Cited: 0 Commented: 0(p.531-544) <Full Text> <PPT> 1785

Chinese summary <25> 基于PC，UDS和改進AHP的柴油機噪聲品質綜合評價方法

目的： 提出柴油機噪聲品質綜合評價方法，解決産品總體(tǐ)噪聲品質擇優排序問題。
創新點： 在噪聲品質綜合評價模型的研究中(zhōng)，将均勻設計抽樣與層次分(fēn)析法相結合，提出一(yī)種考慮多因素、多水平的噪聲品質主觀綜合評價GPC-UDS-AHP方法，通過對少量的聲樣本進行主觀評價得到聲品質綜合評價結果；提出基于偏好序和Bradley-Terry模型的權重計算方法，避免了1-9标度法主觀性強和一(yī)緻性難以滿足要求的問題。
方法： 針對傳統的成對比較法難以在聲品質主觀評價試驗中(zhōng)獲得評價對象整體(tǐ)感受擇優排序的不足，結合均設計抽樣法"均勻分(fēn)散"的特點，提出一(yī)種基于分(fēn)組成對比較法的柴油機聲品質主觀綜合評價方法，确定适合于柴油機聲品質主觀評價的結構及層次劃分(fēn)，提出基于偏好序和Bradley-Terry模型的各級指标權重計算方法。以采集到的某3款柴油機共375個噪聲樣本爲評價對象，分(fēn)别利用該方法和等級評分(fēn)法計算得出3款柴油機的聲品質評價綜合值。
結論：提出的柴油機聲品質主觀綜合評價GPC-UDS-AHP方法可在有效地維持成對比較主觀評價試驗實施範圍的情況下(xià)，準确地得到柴油機聲品質整體(tǐ)主觀感受評價得分(fēn)的擇優排序，可用于實施不同柴油機或N次改進試驗的聲品質比較和評判。

關鍵詞組：柴油機；聲品質；均勻設計抽樣；成對比較法；層次分(fēn)析法

Experimental investigation of vortex-ring cavitation

Chen Ji, Fang-ye Lin, Jun Zou

DOI: 10.1631/jzus.A1600537 Downloaded: 2713 Clicked: 4120 Cited: 0 Commented: 0(p.545-552) <Full Text> <PPT> 1955

Chinese summary <23> 渦環空化的實驗研究

目的：研究渦環空化産生(shēng)的環狀空泡的振蕩周期及其沖擊壁面潰滅的動态過程。
創新點：1. 通過實驗方法，比較幾種不同的速度環量計算模型在環狀空泡振蕩控制方程中(zhōng)的适用性。2. 通過聲學方法，得到環狀空泡在撞擊壁面潰滅過程中(zhōng)的頻(pín)譜特征。
方法：1. 通過管内空泡膨脹産生(shēng)高速射流；高速射流在管口處形成渦環并發生(shēng)渦環空化。2. 基于高速攝像進行流體(tǐ)分(fēn)析。
結論：1. 在管内空泡潰滅後,環狀空泡以恒定速度沿管的軸向運動,且其振蕩周期幾乎保持不變。2. 環狀空泡的振蕩周期基本上滿足規律:τ~R₀(ρ/ΔP)^0.5[ln(8/ε)]^0.5。3. 在空泡振蕩的最小(xiǎo)直徑爲特征直徑;根據空心渦核模型,可以計算得到最接近實驗結果的速度環量值。4. 當空泡沖擊壁面時,空泡的環向直徑将變大(dà)。5. 環向直徑的最大(dà)擴張比α與其截面直徑與環向直徑的比ε相關:α~ε^0.25。

關鍵詞組：空化；環狀空泡；振蕩周期；壁面沖擊

Assessment of integration method for displacement determination using field accelerometer and geophone data

F. Lamas-Lopez, Y. J. Cui , S. Costa D’Aguiar, N. Calon

DOI: 10.1631/jzus.A1600212 Downloaded: 4189 Clicked: 4251 Cited: 0 Commented: 0(p.553-566) <Full Text> <PPT> 1583

Chinese summary <23> 利用現場測試的加速度和速度數據确定位移的積分(fēn)方法評價

目的：本文旨在研究不同波長載荷（包括車(chē)廂長度、構架長度以及軸距等）對位移确定的影響，利用積分(fēn)方法确定位移的有效性和重複性的适用範圍，以及研究列車(chē)速度和軸荷載對變形量的影響，爲軌道基礎位移監測提供重要的方法。
創新點：1. 評價和分(fēn)析一(yī)種積分(fēn)方法，該方法利用低通濾波法但不消除産生(shēng)變形的主要頻(pín)率；2. 通過對位移、速度和加速度傳感器在時域和頻(pín)域結果的比較，使重複性得到保證。
方法：利用線性可變差位移傳感器、地震檢波器以及加速度計獲取軌道不同深度的位移、速度和加速度，然後利用巴特沃茲低通濾波器對3類數據進行濾波。通過對速度一(yī)階積分(fēn)、加速度二階積分(fēn)，獲得由3種傳感器測試得到的位移并驗證其準确性。
結論：通過測試和分(fēn)析發現，95%的位移幅值來自于波長大(dà)于軸距（2.8 m）的激勵，對應的低頻(pín)爲25 Hz（列車(chē)運行速度爲200 km/h）。通過線性可變差位移傳感器、地震檢波器以及加速度計直接獲得或間接積分(fēn)獲得的位移十分(fēn)接近，驗證了積分(fēn)方法的有效性，且其具有較高的可重複性。

關鍵詞組：鐵路軌道；振動；加速度計；地震檢波器；線性可變差位移傳感器；積分(fēn)方法；變形量估計；測試重複性

Powell inversion mechanical model of foundation parameters with generalized Bayesian theory

Jian Zhang, Chu-wei Zhou, Chao Jia, Jing Lin

DOI: 10.1631/jzus.A1600440 Downloaded: 2169 Clicked: 4112 Cited: 0 Commented: 0(p.567-578) <Full Text> <PPT> 1565

Chinese summary <21> 基于廣義Bayes理論地基參數的Powell反演力學模型

目的：通過Powell優化反演方法建立Winkler地基參數的反演力學模型，獲得地基參數的穩定數值解。
創新點：根據Bayes理論，推導廣義Bayes目标函數；利用Fourier變換，推求Winkler地基上簡支闆的Fourier閉式解，建立地基參數的反演力學模型。
方法：1. 根據Bayes理論，推導廣義Bayes目标函數（公式(4)）及地基參數的廣義Bayes均值和方差表達式（公式(9)和(11)）；2. 引入Mindlin理論，推導Winkler地基上闆的控制微分(fēn)方程，推求Winkler地基上簡支闆的Fourier閉式解；3. 提出步長的一(yī)維自動尋優方案，結合Powell優化方法建立Winkler地基參數的廣義Bayes反演力學模型。
結論：1. 地基參數的反演叠代過程穩定收斂于參數真值；2. 與Kalman濾波方法和共轭梯度法不同，Powell優化方法的叠代過程不涉及目标函數的偏導數計算；3. 廣義Bayes目标函數能同時考慮不同測量點和不同測量次數的位移實測資(zī)料，計算效率更高。

關鍵詞組：Powell反演；力學模型；地基參數；Bayes目标函數；随機性