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

2020 Vol.21 No.1 P.1-84

<<< CONTENTS >>>

Articles

Effect of valve core shapes on cavitation flow through a sleeve regulating valve

Zhi-jiang Jin, Chang Qiu, Cheng-hang Jiang, Jia-yi Wu, Jin-yuan Qian

DOI: 10.1631/jzus.A1900528 Downloaded: 2755 Clicked: 3659 Cited: 0 Commented: 0(p.1-14) <Full Text> <PPT> 1814

Chinese summary <121> 閥芯形狀對套筒式調節閥内空化流動的影響研究

目的:套筒式調節閥内空化的發生(shēng)不僅會增加整個管路系統的能量損耗,而且會造成閥體(tǐ)及管路的失效破壞. 本文旨在探讨四種不同形狀的閥芯對套筒式調節閥内不同閥芯位移工(gōng)況下(xià)的空化流動及空化強度的影響,爲套筒式調節閥的優化設計及空化控制提出建議.
創新點:1. 根據四種不同形狀的閥芯,研究套筒式調節閥内閥芯形狀對流動及空化特性的影響; 2. 建立數值模型,對套筒式調節閥在不同閥芯形狀和不同閥芯位移條件下(xià)進行流動及空化分(fēn)析.
方法:1. 建立帶有不同形狀閥芯的套筒式調節閥數值計算模型,并比較分(fēn)析閥芯形狀對閥内速度、壓力及空化情況的影響(圖4,8和11); 2. 建立不同閥芯位移條件下(xià)的閥門數值模型,比較分(fēn)析閥芯位移對閥内速度、壓力及空化情況的影響(圖6和10); 3. 建立不同形狀閥芯及不同閥芯位移下(xià)的閥門模型,分(fēn)析閥芯形狀和位移對閥内流動及空化特性的綜合影響(圖7和13).
結論:1. 在四種不同形狀閥芯的條件下(xià),高速流動區域和空化發生(shēng)區主要位于套筒與閥芯之間的間隙; 2. 在直筒形和橢球形閥芯條件下(xià)的閥内空化強度明顯強于平底形和圓台形閥芯條件下(xià)的空化強度,因此平底形和圓台形閥芯在空化控制方面具有更好的效果; 3. 在四種不同形狀閥芯的條件下(xià),随着閥芯位移的增加,閥内由空化産生(shēng)的蒸汽總體(tǐ)積先增加後減少.

關鍵詞組：套筒式調節閥; 空化強度; 閥芯形狀; 總體(tǐ)蒸汽體(tǐ)積

Optimal design of prefabricated vertical drain-improved soft ground considering uncertainties of soil parameters

Hong-yue Sun, Jun Wang, Dong-fei Wang, Yang Yu, Zhen-lei Wei

DOI: 10.1631/jzus.A1900227 Downloaded: 2564 Clicked: 2768 Cited: 0 Commented: 0(p.15-28) <Full Text> <PPT> 1545

Chinese summary <119> 考慮土體(tǐ)參數不确定性的軟土地基塑料排水闆最優化設計

目的:塑料排水闆能夠有效加速固結過程,因此被廣泛應用于軟土地基處理. 然而,相關規範隻給出了塑料排水闆的間距和長度的取值範圍,沒有給出最優設計. 本文旨在通過考慮土體(tǐ)參數不确定性、施工(gōng)造價和設計要求三個方面,提出塑料排水闆的最優設計.
創新點:1. 通過蒙特卡羅方法求解固結度的信噪比,得到不同設計的魯棒性; 2. 讨論各種因素對最優設計的影響.
方法:1. 通過理論分(fēn)析,推導出總固結度魯棒性的計算公式; 2. 通過定義不同設計組合,讨論不同噪聲參數,并運用蒙特卡羅模拟,得到滿足要求的所有設計情況的魯棒性; 3. 分(fēn)析其他因素(如固結時間和固結度等)對最優設計的影響,并讨論參數變異性和相關性對結果的影響.
結論:1. 基于魯棒性分(fēn)析,得到了塑料排水闆的最優設計方法. 2. 在低造價條件下(xià),固結度、固結時間和塑料排水闆布置形式對最優設計存在影響; 當造價足夠高時,該影響可以忽略. 3. 參數變異性和相關性對結果存在影響; 如果低估了參數的變異性,會低估最優設計的造價.

關鍵詞組：岩土工(gōng)程魯棒性設計; 固結; 塑料排水闆布置形式; 地基處理

Analysis of 1D large strain consolidation of structured marine soft clays

Chuan-xun Li, Jin-yang Xiao, Wen-bing Wu, Guo-xiong Mei, Peng-peng Ni, Chin-jian Leo

DOI: 10.1631/jzus.A1900268 Downloaded: 2239 Clicked: 3507 Cited: 0 Commented: 0(p.29-43) <Full Text> <PPT> 1811

Chinese summary <119> 海相沉積結構性軟土一(yī)維大(dà)應變固結分(fēn)析

目的:天然沉積的結構性軟土分(fēn)布廣泛,但能考慮結構性影響的大(dà)應變固結理論鮮有報道. 本文考慮結構屈服壓力随初始有效應力的變化及土體(tǐ)結構性對壓縮與滲透特性的影響,建立結構性軟土的大(dà)應變固結模型. 研究結構性及初始有效應力對大(dà)應變固結性狀的影響,并探讨結構性軟土大(dà)、小(xiǎo)應變固結性狀的差異,以提高軟土固結計算的精準度.
創新點:1. 建立考慮天然沉積軟土結構性影響的一(yī)維大(dà)應變固結模型,且該模型能考慮結構屈服壓力随初始有效應力的變化; 2. 分(fēn)析天然結構性軟土大(dà)、小(xiǎo)應變固結性狀的差異,爲實際工(gōng)程中(zhōng)的軟土固結計算提供理論依據.
方法:1. 總結結構性軟土對壓縮和滲透特性的影響及結構屈服壓力與初始有效應力間的關系; 2. 通過理論推導,構建考慮結構性影響的軟體(tǐ)一(yī)維大(dà)應變固結模型(公式(15)和(16)); 3. 通過對模型進行數值求解,分(fēn)析軟土結構性對大(dà)應變固結性狀的影響,以及考慮結構性影響的大(dà)、小(xiǎo)應變固結性狀的差異.
結論:1. 大(dà)應變假定下(xià)結構性軟土中(zhōng)超靜孔壓的消散速率要比小(xiǎo)應變假定下(xià)快,且這種差異随着土層應變增大(dà)而增大(dà); 當應變值超過15%時必須采用大(dà)應變假定. 2. 如果土層的初始有效應力計算方法相同,則大(dà)、小(xiǎo)應變不同假定下(xià)土層的最終沉降值是相同的. 3. 相同幾何假定下(xià),初始有效應力計算方法對超靜孔壓消散速率幾乎無影響,但對沉降變形影響明顯. 4. 大(dà)、小(xiǎo)應變假定下(xià)固結性狀間的差異随結構屈服壓力的增大(dà)而減小(xiǎo).

關鍵詞組：結構性軟土; 大(dà)應變固結; 結構屈服壓力; 有限差分(fēn)法

Efficiency comparison and performance analysis of internally-cooled liquid desiccant dehumidifiers using LiCl and CaCl₂ aqueous solutions

Dong-gen Peng, Shun-yi Li, Dan-ting Luo, Yu-ting Fu, Xiao-song Cheng, Yin Liu

DOI: 10.1631/jzus.A1900241 Downloaded: 1948 Clicked: 3173 Cited: 0 Commented: 0(p.44-63) <Full Text> <PPT> 1644

Chinese summary <115> 使用LiCl和CaCl₂溶液的内冷型溶液除濕器效率對比和性能分(fēn)析

目的:目前關于内冷型溶液除濕器的研究均基于特定的裝置結構和流型,限制了其普遍應用. 本文采用基于傳熱單元數的傳熱傳質數學模型,通過數值模拟研究了各種流型、結構和流體(tǐ)參數的影響.
創新點:1. 提出一(yī)種新的除濕效率定義; 2. 引入㶲效率評價内冷型除濕器的性能; 3. 分(fēn)析不同流型、結構和流體(tǐ)參數下(xià)除濕器除濕效率和㶲效率; 4. 研究結論不受特定裝置和流體(tǐ)參數的限制,爲内冷型除濕器的設計優化提供了建議.
方法:1. 建立内冷型除濕器的物(wù)理和數學模型; 2. 通過實驗數據與模拟數據的對比,驗證模型的正确性; 3. 建立除濕效率和㶲效率的數學模型; 4. 通過不同流型、結構和流體(tǐ)參數的模拟數據,分(fēn)析其對除濕效率和㶲效率的影響.
結論:1. 本文提出了一(yī)種新的除濕效率定義,解決了内冷型除濕器在某些工(gōng)況下(xià)除濕效率超出0~1範圍的問題; 溶液入口平衡含濕量根據入口溶液和冷卻水的最低溫度計算,并且新的除濕效率綜合考慮了冷水的代價,可以更好地評價除濕器的除濕性能. 2. 對于内冷型除濕器,三種空氣與溶液間流型的除濕效率和㶲效率總是逆流最好,叉流其次,順流最差; 溶液與冷水之間的流型對兩種效率影響不大(dà),I流型比II流型提升5%左右. 3. LiCl溶液的除濕效率高于CaCl₂溶液,可以提高60%,但LiCl溶液的㶲效率低于CaCl₂溶液,可降低16%. 4. 在設計内冷型除濕器時應采用較大(dà)的空氣與溶液間傳熱單元數,并建議在其運行過程中(zhōng)使用濃度較高的溶液及入口溫度較低的溶液和空氣,以達到更高的除濕效率和㶲效率.

關鍵詞組：溶液除濕; 内冷型除濕器; 性能對比; 除濕效率; 㶲效率

Catenary insulator defect detection based on contour features and gray similarity matching

Ping Tan, Xu-feng Li, Jin-mei Xu, Ji-en Ma, Fei-jie Wang, Jin Ding, You-tong Fang, Yong Ning

DOI: 10.1631/jzus.A1900341 Downloaded: 2316 Clicked: 3820 Cited: 0 Commented: 0(p.64-73) <Full Text> <PPT> 1863

Chinese summary <114> 基于輪廓特征及灰度相似度匹配的接觸網絕緣子缺陷檢測

目的:在圖像缺陷樣本少和一(yī)緻性差的情況下(xià),實現精确可靠的接觸網絕緣子缺陷檢測.
創新點:提出一(yī)種基于瓷片輪廓特征及灰度相似度匹配的融合算法,實現了絕緣子瓷片的輪廓提取及絕緣子各瓷片的精準分(fēn)離(lí),并構建了基于瓷片間距和灰度相似度匹配的絕緣子缺陷檢測模型.
方法:1. 采用同一(yī)個絕緣子相鄰瓷片兩兩比較的方法進行缺陷檢測,解決圖像缺陷樣本少和一(yī)緻性差的問題. 2. 分(fēn)兩步進行檢測(Fig. 2):(1)基于水平梯度特征提取絕緣子各瓷片輪廓,并對瓷片輪廓内像素進行複原; (2)計算瓷片間距和灰度相似度,并與設置的阈值進行比較以區分(fēn)正常絕緣子和缺陷絕緣子.
結論:1. 實驗表明,基于輪廓特征及灰度相似度匹配的方法能夠有效區分(fēn)正常絕緣子和缺陷絕緣子. 2. 在圖片數據集中(zhōng),測試達到了99.50% 的高召回率和91.71%的高精确度,滿足了目前較高水平的接觸網絕緣子缺陷檢測的要求.

關鍵詞組：高鐵絕緣子; 缺陷檢測; 輪廓提取; 瓷片分(fēn)離(lí); 灰度相似度

NiCo₂O₄ nanoparticles: an efficient and magnetic catalyst for Knoevenagel condensation

Yang-yang Fang, Xiao-zhong Wang, Ying-qi Chen, Li-yan Dai

DOI: 10.1631/jzus.A1900535 Downloaded: 2206 Clicked: 2958 Cited: 0 Commented: 0(p.74-84) <Full Text> <PPT> 1638

Chinese summary <112> 高效的磁性NiCo₂O₄納米粒子催化腦文格爾縮合反應的研究

目的:腦文格爾縮合反應已被廣泛應用于精細化學品、藥物(wù)、香料和化妝品等領域,是重要的有機合成反應之一(yī). 傳統的縮合反應存在催化劑穩定性差、分(fēn)離(lí)難、催化活性低等問題. 本文旨在探讨NiCo₂O₄的制備方法與結構的關系和催化劑用于腦文格爾縮合反應的條件對性能的影響.
創新點:1. 通過采用不同的煅燒溫度,确定合成NiCo₂O₄尖晶石催化劑的最适溫度,以減少NiO的生(shēng)成; 2. 優化反應條件,使苯甲醛和丙二腈的縮合反應收率達到99%; 3. 獲得的NiCo₂O₄催化劑的穩定性很高,在循環20次後催化性能仍保持不變.
方法:1. 通過X射線單晶衍射和傅裏葉紅外(wài)光譜分(fēn)析,推斷在不同煅燒溫度下(xià)合成的催化劑的組成,并确定最佳煅燒溫度(圖2和3); 2. 對NiCo₂O₄尖晶石催化劑進行透射電鏡、二氧化碳/氨氣程序升溫脫附和氮氣吸脫附表征,探究其微觀結構與性能之間的關系(圖4~8); 3. 通過苯甲醛和丙二腈的腦文格爾縮合反應,驗證催化劑的活性.
結論:1. 成功合成出高效的磁性NiCo₂O₄納米顆粒; 2. 以腦文格爾縮合反應作爲探針反應,發現NiCo₂O₄具有高催化性能,并且其反應轉化率和收率高達99%; 3. 催化劑具有磁性,易于回收; 4. 在循環20次後,反應活性不變,說明催化劑具有高穩定性.

關鍵詞組：NiCo₂O₄催化劑; 尖晶石; 腦文格爾縮合反應; 非均相催化