摘要：针对小型椭圆转子发动机燃烧不充分的问题,运用数值模拟方法,研究了平移距离和燃烧室半径对小型椭圆转子发动机缸内流场、湍动能、燃烧过程的影响。研究结果表明:小型椭圆转子发动机缸内湍动能和流场受平移距离、燃烧室半径、燃烧速度的共同影响,在不同阶段,起主导作用的因素各不相同。在进气初期,平移距离起主导作用;在进气中期,燃烧室半径起主导作用;在燃烧阶段,燃烧速度起主导作用;减小平移距离、增大燃烧室半径,可以提高燃烧速度,增加缸内的湍动能,使火焰传播距离更远,有利于解决在燃烧室两侧狭缝中燃烧不完全的问题;减小平移距离、增大燃烧室半径,可以使更多的燃料在球形燃烧室内燃烧,从而提高燃料利用率、增大放热量、减少碳氢排放;减小平移距离、增大燃烧室半径,可以显著提高燃烧阶段缸内的温度和压力,指示热效率和指示功均大幅提高。当平移距离为0.3 mm时,小型椭圆转子发动机指示热效率和指示功分别为24.48%和14.94 J,与平移距离为0.9 mm时相比,指示热效率和指示功分别提高了58.0%和51.4%。本研究为小型椭圆转子发动机的性能改进和优化设计提供了理论基础与技术支撑。

摘要：海底隧道穿越断层破碎带等不良地质时的围岩稳定性控制至关重要。提出一种“隧址区大范围稳定性计算先行、高风险区精细化灾变分析紧跟”的围岩稳定性数值分析方法。依托汕头湾海底隧道工程F9断层及风化槽段,分别采用FLAC3D和DEM方法对隧道爆破开挖过程进行数值模拟,评估隧道高风险施工段落,对比研究注浆不同注浆加固圈厚度对隧道围岩变形的控制效果,提出海面与洞内联合注浆的围岩稳定性控制方案。通过数值模拟与现场实测结果验证了方案的可靠性,保障了隧道施工安全。相关结论对类似条件海底隧道建设过程中围岩稳定性控制与注浆方案优化具有一定参考价值。

摘要：在地基加固中,土工袋与桩基础均可起到提高地基承载力,减小不均匀沉降的作用,但将两者联合用于地基处理缺乏深入研究。设计了可模拟桩承式地基差异性沉降的试验装置,开展了一系列二维模型试验。通过数字图像相关技术(DIC)获取了模型地基位移场,利用称重传感器精确地测量了地基荷载变化,分析了土工袋垫层厚度、桩顶埋深、桩间距和地基表面荷载对地基变形模式及荷载传递规律的影响。结果表明:桩顶土工袋可扩大桩体作用范围,土工袋长度与桩宽的较优比例为2∶1;相较于桩承式地基,土工袋垫层可起到协调地基内部变形的作用;土工袋垫层厚度及桩顶埋深的增加对减小地基表面不均匀沉降有利;在地基表面施加荷载的过程中,土工袋垫层可使更多荷载传递至桩顶。

摘要：为解决传统压电驱动偏摆台因行程较小而无法适应诸多毫米级大行程应用场景的问题,设计了一种音圈电机驱动的三自由度大行程柔性偏摆台,并对其进行了柔度建模与性能测试。首先,介绍了三自由度大行程柔性偏摆台的结构构型,该构型包含3组呈120°均匀排布的垂直驱动支链,并利用柔性球铰和平行四边形机构实现各驱动支链的运动解耦和电机动子的直线导向;同时,根据各驱动支链的几何关系建立了偏摆台动平台的运动学方程。然后,利用柔度矩阵法推导了柔性球铰、驱动支链和整个偏摆台的柔度解析模型。接着,通过对偏摆台进行静力学有限元仿真分析,验证了所推导的柔度解析模型的准确性。最后,通过搭建偏摆台测试系统来测量偏摆台的最大行程以及沿Z轴的平移柔度和绕X、Y轴的旋转柔度,验证了偏摆台结构设计以及所推导柔度解析模型的有效性和合理性。结果表明:柔度解析模型计算结果与有限元仿真结果、实测结果的相对误差均在10%以内;偏摆台的最大行程范围为±0.0543rad×±0.0472rad×±4.45mm,具有行程大、结构紧凑等优点。所设计的偏摆台适用于多种需要大行程空间定位的场景,具有广阔的应用前景。

摘要：流道非均匀设计是改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部物理场不均匀分布的最主要方式之一。已有研究设计思路主要是基于对PEMFC工作原理的定性理解确定设计方向,再在此设计方向上进行参数优化,而未能把所得结果反馈用于修正设计思路。对此提出了一种结果反馈再寻优的设计思路,首先对PEMFC结构参数进行参数分析,再对计算结果中物质输运过程进行定量分析,从而反馈确定结构设计方向。采用上述思路对单通道PEMFC流道宽度、单电池子流道高度进行了非均匀设计。结果表明:相比于对照组,采用非均匀设计的PEMFC净功率密度提升幅度为4%~6%,且PEMFC内物理场分布均匀性较好。该研究能够指导PEMFC流道结构不均匀设计方向,助力高性能、长寿命PEMFC设计。

摘要：煤与煤系铀矿产协同勘查已成为矿产资源勘查的重要方向，为提高找矿效率和节约勘查成本，基于煤与煤系铀矿产的基本特征、勘查技术方法的有效性和勘查工程布置的经济性，分析了煤与煤系铀矿产赋存的基本特征。研究表明：(1)分析了煤系铀矿产的基本特征，煤系中煤层和铀矿产表现为下煤上铀(煤系砂岩型铀矿)或铀煤同层产出(煤型铀矿)的空间分布关系，煤中铀主要的赋存方式为有机质螯合或束缚，砂岩中的铀主要的赋存方式为铀矿物、吸附铀和含铀矿物。(2)基于煤系铀矿产勘查技术手段的有效性，提出了煤炭勘查工作已完成区和煤与煤系铀矿产勘查新区2种情况下的煤与煤系铀矿产协同勘查技术手段：在煤炭勘查工作已完成区，充分利用煤炭勘查资料，筛选自然伽马测井曲线高异常层段和区域，利用γ能谱测井验证煤系铀矿化信息，圈定煤系铀矿的普查区，按照煤系铀矿勘查技术手段分阶段选择相应的技术手段；在煤与煤系铀矿产勘查新区，煤与煤系铀矿产协同勘查技术手段在煤炭勘查技术手段的基础上，增加对煤系铀矿有效响应的放射性技术手段(γ能谱测井、氡及其子体测量)、岩心编录、穿透性地球化学等技术手段。(3)探讨了煤与煤系铀矿产协同勘查工程布置，按照煤、铀矿勘查规范，遵循“协同设计、协同部署、协同施工”的原则，分2种情况开展煤与煤系铀矿产的协同勘查布置：在煤炭勘查工作已完成区，筛选自然伽马测井曲线高异常层段和区域部署施工验证孔，圈定煤系铀矿的普查区，按照煤系铀矿勘查规范分阶段进行勘查工程布置；在煤与煤系铀矿产勘查新区，开展煤与煤系铀矿协同勘查，首先在整个勘查区内寻找煤炭资源，布置煤炭勘查工程，在自然伽马测井曲线高异常层段和区域圈出煤系铀矿靶区，在煤系铀矿靶区以寻找煤系铀矿为主，开展煤系铀矿勘查工程实施。(4)基于协同勘查技术手段的有效性和协同勘查成本的经济性，从煤与煤系铀矿产的协同勘查技术手段和协同勘查工程布置方面构建了煤与煤系铀矿产协同勘查模型，为煤与煤系铀矿产协同勘查工作提供理论基础和方法依据。

摘要：针对实际生产中广泛存在的紧凑型带钢生产热轧调度问题(HRSP_CSP),提出一种两阶段智能优化算法(TIOA)进行求解。为合理控制成本并确保效益,采用主次目标进行优化。主目标为如何加入最少的无委托带钢(即订单外生产的带钢)来构成最小轧制批次;次目标为如何在主目标确定的轧制批次中,确定各批次内的带钢集合和轧制顺序,以实现轧制平均平滑率(即各批次带钢轧制平滑率的平均值)最小。基于HRSP_CSP的特点,TIOA设计为两阶段优化算法。在TIOA的前一阶段,分析问题特征,提出启发式算法获取问题的最优解(即最小轧制批次)。在TIOA的后一阶段,分析问题性质,提出改进人工蜂群(IABC)算法在较短时间内获取问题的优质解。IABC算法采用基于集合的编码方式,并设计问题解的最优解码策略来提升解的质量,同时设计结合无效邻域判断策略的两类Swap邻域操作以增强局部搜索效率。通过仿真实验和算法对比,验证了TIOA的有效性。

摘要：铁基非晶合金具有长程无序的结构特征,成分均匀且没有晶界和位错等缺陷,其耐磨耐蚀性能远超传统不锈钢。但是,耐蚀非晶合金的制备通常需要添加高含量的铬、钼等金属进行重熔合金化,导致原料成本高且熔炼难度大。基于此,提出了利用S31254不锈钢制备耐蚀非晶合金的新方法。基于S31254不锈钢的成分特征,结合混合焓和原子尺寸差分析,设计了S31254+15C+6B(原子数分数,%)耐蚀非晶合金新成分;并利用FactSage详细计算了精炼渣低熔点区域和渣-金平衡,确定了适用于S31254+15C+6B非晶合金的10%SiO_(2)-40%CaO-25%Al_(2)O_(3)-25%B_(2)O_(3)(质量分数)新型低熔点精炼渣;采用单辊旋淬工艺成功制备了合金化前后和精炼前后的合金带材;并利用XRD和电化学工作站评价了合金带材的非晶形成能力和耐腐蚀性能。研究结果表明,B、C元素合金化后,合金的成带工艺性明显提升,能够制备得到表面质量良好的合金带材;精炼后合金中O、S含量明显降低,非晶形成能力显著提升,能够在20~35 m/s不同甩带速率下制备25~42μm的非晶态带材;而且S31254+15C+6B非晶合金具有较宽的钝化区间和较大的阻抗半径,具有优异的耐腐蚀性,明显优于S31254不锈钢。提出的基于S31254不锈钢制备耐蚀非晶合金具有可行性,通过设计符合S31254不锈钢成分特征的非晶合金,能够充分利用其中的Fe、Ni、Cr、Mo等元素,并结合精炼工艺制备了具有优异耐蚀性的S31254+15C+6B非晶合金。

摘要：本文将一种基于DES方法的WA湍流模型用于混流式喷水泵的性能预测,分析WA-DES模型与SST k−ω模型在预测泵内外特性时的差异和相似性。研究结果表明:WA-DES模型能较准确地预测喷水推进泵外特性和空化性能,在不同流量工况下,WA-DES与SST k−ω预测的叶顶流场压力系数、轴向速度和湍动能分布高度一致;在空化工况下,叶片吸力面低压区和叶轮蒸汽体积分布差异较小,WA-DES模型与SST k−ω模型预测的泄漏涡尺度存在差异,但WA-DES模型与SST k−ω模型对泵内高湍流黏度区的预测结果以及对叶轮内不同跨度上压力的预测结果基本保持一致,这弱化了对泄漏涡在空间尺度上的差异造成的影响,是保证两种模型预测的泵外特性差异不大的重要因素。因此,WA-DES模型在工程中具有较好的应用效果。本文的研究结果将促进WA-DES模型在喷水推进泵数值计算领域的进一步应用,提高喷水推进泵的设计和制造效率。

摘要：为实现隔震构造质量的自动化检测,提出了一种基于计算机视觉的隔震构造质量检测方法。按照隔震构造图像特征和缺陷情况,将隔震构造分为7类。通过收集和拍摄全国已建的315栋隔震工程图片,构建了隔震构造数据集。参考多尺度残差网络模型Res2Net50,设计搭建了一个隔震构造质量初步检测模型ISDNet V2,该模型在Res2Net50的基础上,采用多个小卷积核堆叠,测试集结果表明:模型对各类隔震构造的识别平均准确率达到95.98%,F1分值均大于0.93,说明该模型对复杂背景的各类别隔震构造实拍图片具有很高的检测精度,检测结果偏于工程安全。对设置水平隔震缝的隔震构造,模型不仅能区别是否有缺陷,还可确定出缺陷位置。