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

2018 Vol.19 No.9 P.663-734

<<< CONTENTS >>>

Articles

Engineered metabarrier as shield from longitudinal waves: band gap properties and optimization mechanisms

Xi Sheng, Cai-you Zhao, Qiang Yi, Ping Wang, Meng-ting Xing

DOI: 10.1631/jzus.A1700192 Downloaded: 2353 Clicked: 7112 Cited: 0 Commented: 0(p.663-675) <Full Text> <PPT> 1841

Chinese summary <26> 超屏障在工(gōng)程結構縱波抑制中(zhōng)的應用:帶隙特性及優化機理

目的:提出一(yī)種基于局域共振帶隙機理的超屏障,并将其應用于地鐵浮置闆軌道結構中(zhōng).在保留現有浮置闆軌道隔振效果的同時,進一(yī)步抑制低頻(pín)帶隙頻(pín)率範圍内縱波從道床闆往基底的傳播.
創新點:1. 探究超屏障導波模态,獲取其帶隙頻(pín)率範圍,建立帶隙邊界頻(pín)率的簡化模型;2. 建立三維半軌道模型,分(fēn)析新型浮置闆軌道結構的整體(tǐ)減振效果;3. 提出一(yī)種基于現場測試結果的超屏障帶隙頻(pín)率範圍優化機理.
方法:1. 采用有限元法,篩選沿軸向傳播的縱波模态,推導帶隙邊界頻(pín)率計算公式;2. 通過計算傳遞譜,研究超屏障結構的縱波抑制效果;3. 建立三維半軌道模型,計算力傳遞率,并研究采用超屏障的浮置闆軌道結構的整體(tǐ)減振效果;4. 基于帶隙邊界頻(pín)率計算公式,采用多目标遺傳算法,得到超屏障關鍵參數的Pareto最優解集,并依據現場測試結果選取關鍵參數最優解.
結論:1. 所保留的現有浮置闆軌道隔振效果、超屏障的縱波抑制效果以及帶隙頻(pín)率範圍的可控性均有助于提高新型浮置闆軌道的整體(tǐ)減振效果.2. 超屏障可提供與現有浮置闆軌道隔振器相近的靜垂向剛度,且該靜垂向剛度與第一(yī)帶隙頻(pín)率範圍是相互獨立的.3. 簡化模型及邊界頻(pín)率計算公式可用于獲取具有更低起始頻(pín)率且更寬頻(pín)率範圍的帶隙;結合多目标遺傳算法及現場測試結果,選取了第一(yī)帶隙爲50~113 Hz的最優解.

關鍵詞組：超屏障;聲子晶體(tǐ);帶隙;縱波;優化機理

Parameters optimization of a parallel-flow heat exchanger with a new type of anti-vibration baffle and coiled wire using Taguchi method

Chu-lin Yu, Zhi-wen Ren, Min Zeng, Min-dong Ji

DOI: 10.1631/jzus.A1700385 Downloaded: 3079 Clicked: 4196 Cited: 0 Commented: 0(p.676-690) <Full Text> <PPT> 1661

Chinese summary <20> 基于田口方法的帶新型防振折流闆和線圈的平行流換熱器參數優化

目的:圓形折流杆管殼式換熱器容易發生(shēng)流體(tǐ)誘發振動,從而引起管束失效.本文旨在探索殼程采用正三角形截面的線圈和六邊形防振折流闆的平行流換熱器的傳熱特性和傳熱強化機理.
創新點:1. 提出一(yī)種具有防振功能的帶六邊形折流闆和正三角形截面螺旋線圈的平行流管殼式換熱器;2. 采用田口方法揭示幾何參數對傳熱和流動性能的影響;3. 以提高換熱器的綜合性能爲目标函數,得出最優的幾何參數組合.
方法:1. 采用數值模拟方法和田口方法,分(fēn)析帶六邊形防振折流闆和正三角形截面線圈的平行流換熱器幾何參數對傳熱流動特性的影響;2. 綜合對比分(fēn)析速度、壓力、溫度和湍流場分(fēn)布的影響,揭示傳熱強化機理.
結論:1. 得到了不同幾何參數對傳熱和流動的影響程度;其中(zhōng),線圈的節距對傳熱和流動的影響程度最大(dà),而六邊形夾持防振折流闆厚度的影響最小(xiǎo).2. 采用田口方法優化後的結構較原結構的綜合性能提高0.19%~1.92%.

關鍵詞組：優化;平行流;六邊形夾持;抗振折流闆;圓形線圈;田口方法

Updated Bayesian detection of foundation parameter with Jeeves pattern search theory

Jian Zhang, Chao Jia, Chu-wei Zhou

DOI: 10.1631/jzus.A1700573 Downloaded: 1890 Clicked: 3395 Cited: 0 Commented: 0(p.691-703) <Full Text> <PPT> 1567

Chinese summary <20> 基于Jeeves模式搜索理論地基參數的更新Bayes探測法

目的:通過Jeeves模式搜索理論建立彈性地基參數的更新Bayes探測分(fēn)析模型,以及獲得地基參數的尋優搜索結果.
創新點:1. 根據Bayes統計理論,推導更新Bayes誤差函數.2. 結合最優步長的抛物(wù)線插值理論,推求地基參數的Jeeves模式搜索尋優方法,建立地基參數的探測分(fēn)析模型.
方法:1. 根據Bayes統計理論,推導更新Bayes誤差函數(公式(4))及誤差函數對地基參數的梯度表達式(公式(5)).2. 根據中(zhōng)厚度彈性地基闆理論,推求Winkler地基上闆的控制微分(fēn)方程(公式(19))和Fourier閉式解(公式(20)).3. 提出最優步長的抛物(wù)線插值尋優方案,并結合Jeeves模式搜索理論建立彈性地基參數的更新Bayes探測分(fēn)析模型.
結論:1. 基于更新Bayes理論,可研究地基參數的Jeeves模式搜索分(fēn)析模型,且地基參數的探測叠代過程具有良好的穩定性與收斂性.2. 更新Bayes誤差函數能同時考慮不同量測次數和不同測點的位移實測信息,計算效率較高.3. 與共轭梯度法和Kalman濾波方法不同的是,Jeeves模式搜索理論的叠代過程不涉及誤差函數偏導數計算,避免了叠代過程的誤差累積.

關鍵詞組：Jeeves模式搜索理論;更新Bayes誤差函數;探測;地基參數;Fourier閉式解

Active control experiments on a herringbone ribbed cable dome

Xiao-tian Liang, Xing-fei Yuan, Shi-lin Dong

DOI: 10.1631/jzus.A1700228 Downloaded: 2246 Clicked: 3647 Cited: 0 Commented: 0(p.704-718) <Full Text> <PPT> 1527

Chinese summary <19> 肋環人字型索穹頂主動控制試驗研究

目的:本文選取一(yī)大(dà)型肋環人字型索穹頂結構模型爲試驗對象進行主動控制試驗研究,驗證主動控制方法應用于索杆張力結構的可行性.
創新點:1. 提出通過改變索杆張力結構的形狀來提高結構承載性能的方法,并基于非線性力法提出索杆張力結構形狀控制和内力控制的計算模型.2. 設計具有長度可調拉索單元的肋環人字型索穹頂模型進行主動控制試驗研究,并将結構響應的試驗結果與理論計算結果進行對比.
方法:1. 以結構形狀和杆件内力爲控制目标建立求解主動單元調控量的計算模型,編制計算程序進行主動單元調控量的計算;2. 通過對具有拉索長度可調單元的肋環人字型索穹頂進行模型試驗研究,考察結構主動調控過程和主動控制過程的結構響應情況.
結論:1. 基于非線性力法推導索杆張力結構的結構響應計算公式,推導結果可應用于結構主動控制的計算中(zhōng);2. 對具有拉索長度可調單元的肋環人字型索穹頂進行模型試驗研究,結果表明利用本文提出的理論方法得到的控制方案可達到所設定的結構控制目;3. 試驗值與理論計算值數據吻合良好,驗證本文理論計算模型的正确性和應用于實際結構的可行性.

關鍵詞組：肋環人字型索穹頂結構;主動控制;非線性力法;内力控制;形狀控制

Static analysis of a stepped main shaft in a mine hoist by means of the modified 1D higher-order theory

Wen-xiang Teng, Zhen-cai Zhu

DOI: 10.1631/jzus.A1700509 Downloaded: 1982 Clicked: 3069 Cited: 0 Commented: 0(p.719-734) <Full Text> <PPT> 1629

Chinese summary <21> 基于一(yī)維高階理論的礦井提升機階梯主軸靜力分(fēn)析

目的:研究基于Carrera通用表達式的一(yī)維高階理論,将其應用于礦井提升機主軸的力學特性分(fēn)析,針對礦井提升的特殊工(gōng)況對主軸模型進行改進,并探究該改進模型在工(gōng)況監測中(zhōng)的可用性.
創新點:基于Carrera一(yī)維高階理論,建立提升機主軸的一(yī)維高階模型;根據礦井提升的特殊工(gōng)況對主軸模型進行改進,得到改進的主軸一(yī)維高階模型.
方法:1. 引入基于Carrera通用表達式的一(yī)維高階理論,克服傳統梁理論的局限性和三維有限元法計算經濟性差等問題;2. 通過理論計算、軟件仿真和現場試驗(圖14和15),驗證改進的主軸一(yī)維高階模型的有效性和可用性.
結論:1. 基于Carrera通用表達式的一(yī)維高階理論模型能夠以較少的計算量得出與ANSYS三維實體(tǐ)模型相近的結果;2. 改進的提升機主軸一(yī)維高階模型能夠準确地監測礦井提升系統的工(gōng)況.

關鍵詞組：Carrera通用表達式;一(yī)維高階理論;有限元法;應變場;階梯主軸