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.10 P.735-810

<<< CONTENTS >>>

Articles

Development of a spatially uniform low-temperature hydrogen combustor

Hendrik Dubbe, Elena Holl, Adriaan Spierings, Konrad Wegener, Ulrich Nieken

DOI: 10.1631/jzus.A1700620 Downloaded: 2300 Clicked: 3774 Cited: 0 Commented: 0(p.735-745) <Full Text> <PPT> 1611

Chinese summary <20> 空間均勻低溫氫氣燃燒器開(kāi)發

目的:設計制造低溫的催化氫氣燃燒器,并對其進行相關功能性測試.
創新點:成功設計并制造出一(yī)個集成流量分(fēn)配器的催化低溫氫氣燃燒器.
方法:1. 基于樹(shù)狀分(fēn)叉方法,設計燃燒器的流量分(fēn)配器,均勻分(fēn)配氣體(tǐ)到催化表面,并利用熔融沉積成型技術制備原型樣機. 2. 基于測試結果,利用選擇性激光熔化技術對燃燒器進行最優化設計. 3. 對設計的催化燃燒器的相關功能進行驗證.
結論:1. 設計的低溫催化燃燒器與傳統的非催化燃燒器相比具有很多優勢,尤其是實現了無焰均勻低溫(約200 °C)的産熱;這一(yī)技術有望運用于化工(gōng)領域的增材制造. 2. 本文不但用選擇性激光熔融技術制備了最終産品,而且利用了熔融沉積成型技術進行快速的樣機制備. 3. 催化劑多孔載體(tǐ)的調控和催化劑的負載方式研究有望進一(yī)步提升燃燒器的綜合性能.

關鍵詞組：選擇性激光熔化;催化燃燒器;實驗室規模;流量分(fēn)布器;氫氣燃燒

A parametric sensitivity study by numerical simulations on plume dispersion of the exhaust from a cryogenic wind tunnel

Jing-feng Li, Kai Wang, Xiao-bin Zhang, Xia Zhou, Li-min Qiu

DOI: 10.1631/jzus.A1700632 Downloaded: 2612 Clicked: 4235 Cited: 0 Commented: 0(p.746-757) <Full Text> <PPT> 1930

Chinese summary <23> 基于數值模拟的低溫風洞羽流擴散過程的參數敏感性分(fēn)析

目的:低溫風洞運行時大(dà)流量低溫氮氣被排放(fàng)到大(dà)氣環境中(zhōng),對周圍環境造成潛在的低溫、缺氧危險.本文旨在研究羽流擴散過程中(zhōng)各變量(環境風速、環境風溫度、相對濕度和排氣出口流速)對羽流沉降的影響.
創新點:采用考慮相變的低溫羽流擴散模型,通過數值模拟對影響羽流擴散的各參數進行敏感性分(fēn)析.
方法:1. 基于Hertz-Knudsen關系修正,考慮空氣中(zhōng)水的相變,構建低溫羽流擴散的數值模型; 2. 對照美國National Transonic Facility的羽流擴散數據和NASA的二階分(fēn)析模型的計算結果,驗證本文所采用的數值模型的準确性; 3. 利用數值模拟,比較不同排放(fàng)條件下(xià)近地面的最低氧含量和最低溫度,并對各變量進行敏感性分(fēn)析.
結論:1. 考慮相變的羽流擴散數值模型,相比NASA的二階分(fēn)析模型擁有更好的準确性. 2. 對于0.3 m低溫風洞的羽流擴散,高環境風速有利于羽流消散;高環境溫度和高相對濕度能提升近地面的最低溫度,但對近地面的最低氧含量影響甚微. 3. 當排氣速度小(xiǎo)于2 kg/s時,排氣流速增大(dà)不利于羽流消散; 當羽流速度大(dà)于2 kg/s時,排氣流速增大(dà)有利于羽流消散.

關鍵詞組：低溫風洞;羽流擴散;計算流體(tǐ)動力學;相變

Numerical research on the anti-sloshing effect of a ring baffle in an independent type C LNG tank

Ge Liu, Yan Lin, Guan Guan, Yan-yun Yu

DOI: 10.1631/jzus.A1700268 Downloaded: 4658 Clicked: 4604 Cited: 0 Commented: 0(p.758-773) <Full Text> <PPT> 1857

Chinese summary <21> LNG獨立C型罐制蕩環的制蕩效應數值研究

目的:制蕩擋闆由于其安裝方便并可以大(dà)幅減弱液艙半載時的晃蕩效應而備受關注. 本文基于試驗驗證的計算流體(tǐ)動力學方法,對環型擋闆的制蕩效應影響因素進行分(fēn)析,以确定環形擋闆中(zhōng)影響制蕩效率的主要參數.
創新點:1. 通過正交設計與數值模拟的結合,得到影響環形擋闆制蕩效率的主要因素. 2. 結合正交試驗的分(fēn)析結果及環形擋闆制蕩機理數值分(fēn)析,得出改進環形擋闆制蕩效率的方案.
方法:1. 通過物(wù)理試驗對數值模拟方法進行驗證; 2. 通過正交試驗設計,制定環形擋闆參數的數值試驗表(表7),并根據計算結果,對參數的制蕩效率影響進行分(fēn)析(表8和9); 3. 對主影響參數進行重點分(fēn)析,得出其制蕩效率的變化規律(圖19); 4. 對環形擋闆的制蕩機理進行分(fēn)析,并對正交試驗結果中(zhōng)各參數水平的影響進行驗證.
結論:1. 環形擋闆的高度、傾斜角度以及安裝位置均對其制蕩效率有顯著影響,而環形擋闆的厚度影響較小(xiǎo). 2. 環形擋闆的4個參數中(zhōng),高度因素的影響效果最顯著,但是,當高度增至罐體(tǐ)直徑的20%時,制蕩效率提升速度變得不明顯. 3. 相比于傾斜擋闆會産生(shēng)較多渦流耗散,當環形擋闆處于豎直狀态時,其較強的阻隔效應可以提供更多的制蕩效果;擋闆傾斜的方向對制蕩效果有一(yī)定的影響,但該影響會随着傾斜角度的增大(dà)而減小(xiǎo). 4. 增大(dà)兩個環形擋闆的間距,将增加自由液面的長度,并延緩擋闆約束流速的效率,從而減弱擋闆的制蕩效果.

關鍵詞組：晃蕩;環形擋闆;LNG獨立C型罐;敏感性分(fēn)析

Influence of deep sea environment on the performance of a LiFePO₄ polymer battery

Chang-wen Zheng, Shi-yao Zhou, Zi-qiang Chen, Yun-long Ge, De-yang Huang, Jian Liu, Qi Yang

DOI: 10.1631/jzus.A1700660 Downloaded: 2237 Clicked: 3936 Cited: 0 Commented: 0(p.774-785) <Full Text> <PPT> 1860

Chinese summary <20> 深海環境對于FeLiPO₄聚合物(wù)電池性能的影響

目的:通過對萬米深海環境中(zhōng)的高壓和低溫環境的模拟,研究深海環境對水下(xià)潛行器中(zhōng)動力電池性能所産生(shēng)的影響以及該影響對電池剩餘電量(SoC)估計精度的影響.
創新點:1. 通過壓力桶和恒溫箱模拟萬米深海高壓低溫環境; 2. 通過實驗計算環境對電池模型參數的影響; 3. 利用UPF算法對電池SoC進行估計并根據環境影響情況對開(kāi)路電壓(OCV)和SoC的關系進行補償.
方法:1. 建立等效電路模型,建立電池系統狀态空間方程(公式(1)~(16)); 2. 通過混合功率脈沖測試(HPPC)對處于模拟深海環境中(zhōng)的電池進行等效電路模型參數辨識(圖6); 3. 通過對OCV-SoC關系進行補償得到低溫高壓環境下(xià)電池的OCV-SoC關系式(公式(17)和(18)); 4. 利用無迹卡爾曼濾波算法對常溫常壓環境和低溫高壓環境中(zhōng)的電池SoC進行估計(圖8).
結論:1. FeLiPO₄聚合物(wù)锂離(lí)子電池能夠在深海環境中(zhōng)正常使用,但深海環境的高壓低溫特性會對電池參數本身産生(shēng)影響; 2. 由于電池參數受高壓低溫特性的影響,SoC的估計誤差會變大(dà); 3. 通過對OCV-SoC關系的補償能夠在一(yī)定程度上提高電池SoC的估計精度,從而減小(xiǎo)由于參數變化帶來的估計誤差.

關鍵詞組：锂離(lí)子聚合物(wù)電池性能;深海環境;剩餘電量估計;自治;自治遙控潛水器

Thin film bulk acoustic wave filters with ring-dot electrodes

Jing Liu, Jian-ke Du, Ji Wang, Jia-shi Yang

DOI: 10.1631/jzus.A1700396 Downloaded: 2454 Clicked: 3856 Cited: 0 Commented: 0(p.786-795) <Full Text> <PPT> 1597

Chinese summary <20> 具有環形-圓形電極的薄膜體(tǐ)聲波濾波器

目的:研發一(yī)種新型氧化鋅薄膜體(tǐ)聲波濾波器,建模進行理論分(fēn)析,并給出設計工(gōng)具.
創新點:提出一(yī)種氧化鋅薄膜體(tǐ)聲波濾波器的新結構.
方法:用Tiersten-Stevens方程進行理論分(fēn)析與計算; 方程及其求解和計算簡單易行.
結論:具有環形-圓形電極的氧化鋅薄膜可以作爲體(tǐ)聲波濾波器. 圓形和環形電極具有簡單和易加工(gōng)等優點,并且工(gōng)作模态的振動分(fēn)布與材料的對稱性高度一(yī)緻,避免了矩形電極角點引起的電場集中(zhōng)等缺點. 該濾波器的最優工(gōng)作狀态需要通過精密設計實現,本文提供了理論和計算設計工(gōng)具.

關鍵詞組：薄膜;聲波;濾波器

A new application model of building ventilation with light shafts: a proposal based on case study assessment

Miguel Ángel Padilla-Marcos, Alberto Meiss, Jesús Feijó-Muñoz

DOI: 10.1631/jzus.A1700258 Downloaded: 1892 Clicked: 3251 Cited: 0 Commented: 0(p.796-810) <Full Text> <PPT> 1575

Chinese summary <20> 利用采光井進行建築通風的新型應用模型: 基于案例研究評估的建議

目的:1. 探究如何在有限的室外(wài)空間下(xià)簡便地計算換氣質量; 2. 建立利用采光井進行建築通風的應用模型.
創新點:1. 案例研究評估的成熟方法論應用; 2. 得到采光井對室内空氣通風促進度的速算圖表.
方法:1. 采用風洞分(fēn)析的兩步确認法; 2. 對實際采光井模型進行計算流體(tǐ)動力學應用.
結論:1. 高長比小(xiǎo)于3的采光井表現出了不錯的換氣能力; 2. 對空氣質量要求更高的居住空間(如卧室和起居室)而言,室内通風口必須被設在高度低于24米的采光井的上半部分(fēn)或者其他采光井中(zhōng)距離(lí)頂部12米以内的位置.