大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2019年第2期

• 考虑轨道不平顺随机性的车轨耦合系统动力可靠度分析

  王伟,张亚辉,欧阳华江

  将轮轨力预估格式的迭代求解方法与子集模拟法相结合，给出了一种考虑轨道不平顺随机性的车轨耦合系统动力可靠度求解方法，从提高确定性响应求解效率和减少确定性响应求解次数两方面，提高了系统可靠度求解效率．算例以CRH2新造动车组为研究对象，获得车辆在直线轨道上的横向平稳性指标和曲线通过时的车轮脱轨系数分别超出各自限度值的失效概率．通过与直接MonteCarlo模拟(DMCS)对比，验证了所给方法的计算精度和效率．同时研究了不同波长范围内的随机轨道不平顺对车辆系统动力可靠度的影响，获得了与已有研究文献较为一致的规律，进一步验证了方法的正确性．

• 大气压氧气中稳定形态气液放电等离子体特性研究

  冯静,杨德正,张丽,王森,袁皓,赵紫璐,周雄峰,王文春

  通过在放电回路中连接电容来控制放电电荷数目并得到稳定的氧等离子体.利用测量的电压电流波形和放电图像的变化分析了放电模式在不同应用电压下的转化过程.根据等离子体发射光谱计算了各种活性物种的发射光谱强度,模拟了等离子体气体温度、振动温度的变化过程.结果表明:随着应用电压的增加,等离子体放电模式在电压正半周明显地从流光放电转化为辉光放电最后转化为弧光放电,在电压负半周从电晕放电转化为弧光放电.在放电回路中加入电容可以限制单次放电的电荷数目,提高放电的稳定性.与放电模式的转化相对应,等离子体的气体温度先增加后不变.

• 基于Hugoniot关系的气举阀气嘴流动性能分析

  刘承婷,刘钢,闫作秀,仝春玥,张宪

  气举阀是气举采油关键部件，气嘴流动性能是影响气举系统效率的重要因素，通过CIPT实验的方法，优选合适的气举阀气嘴形状，结合数值模拟方法确定气嘴内部流动性形态、气嘴内部激波面产生位置和两侧物理参数变化规律，并对实验数据与数值模拟结果进行了对比分析．研究结果表明：文丘里气嘴注气比圆台气嘴和圆柱气嘴更稳定，文丘里气嘴的临界流量对应压力比为0.92，圆台气嘴的为0.82，圆柱气嘴的为0.78；在高压实验条件下，气举阀气嘴中会产生激波面，经过激波面后速度降低、压力升高，变化关系满足Hugoniot关系推导式；圆台气嘴与文丘里气嘴相比，激波面产生的位置更靠近入口，产生的激波强度也更高．

• 采用涡流管和喷射器的新型LNG汽化加热系统

  郭向吉,张升升,张博,李玲

  首次提出了两种新型空气源热泵，核心部件包括涡流管、喷射器和空温式换热器，用于从低温环境中吸收热量．该空气源热泵取代了传统LNG汽化过程中水浴加热器的位置，吸收到的热量可用于补偿从空温式汽化器吸热后温度仍不达标的天然气，以达到降低甚至无须水浴加热器耗能的目的．在这两种新型加热系统中，其主要原理是气体在涡流管冷端温度降低，使得天然气可以在空温式换热器中继续从环境吸收热量．除了给出详细的系统描述之外，还建立了数学定量模型，并设定了具体工况，对两种加热系统的性能、能耗和相对于传统加热系统的节能比进行了计算和分析．结果表明，当气体升温要求在5~30℃时，不带有喷射器的加热系统节能比在50%以上，而带有喷射器的加热系统节能比可在90%以上．

• 疏水缔合水凝胶性能及链缠结

  梁鼒,董必钦,李志英,刘凤岐,邢锋

  为研究凝胶体系的分子链缠结，通过胶束共聚合成不同单体含量组成的疏水缔合水凝胶(HA-gels)．通过拉伸实验及溶胀实验分别测试HA-gels的力学性能及溶胀性能．通过力学及溶胀性能参数计算分子链缠结相关参数，进而利用MATLAB软件通过迭代法计算缠结分子质量．结果表明，HA-gels的力学强度与模量均随单体含量增加而增加，断裂伸长率相应下降．HA-gels的溶胀率随单体含量增加而降低，所有的HA-gels均呈现溶胀过冲现象．将HA-gels干燥后，干凝胶的溶胀率随单体含量增加而下降并出现溶胀过冲现象．HA-gels在水中的质量损失随单体含量增加而降低．适用于任意单体含量的HA-gels及干凝胶的缠结分子质量为Men=15606φ-0.8532．

• 考虑基础弹性的履带式起重机回转工况分析

  杨庆乐,屈福政,于志远,谢正义

  针对回转工况下基础变形导致履带式起重机侧向荷载增大甚至引发臂架破坏或倾翻事故的问题，基于Winkler地基模型，考虑起重机机械结构与弹性基础的耦合作用，应用Adams软件建立多体刚柔耦合作用模型，通过实验数据验证模型的正确性．进一步分析不同的地基系数、回转速度以及起升高度对起重机臂架危险截面应力与整机倾翻稳定性的影响，得到特定基础条件下满足施工要求的工作参数，为履带式起重机的设计以及安全使用提供了参考．

• 船用螺旋桨流固耦合振动特性分析

  娄本强,嵇春艳

  在船舶航行中，应避免激振力的频率与螺旋桨叶片固有频率接近而产生的共振，达到避振效果．分别使用直接耦合数值计算和瞬态激励实验方法，研究了某实桨叶片在空气中和浸入静水域中的固有流固耦合(FSI)振动特性．结果表明：数值计算与实验结果吻合较好；直接耦合法具有精度高和收敛性好的优点．根据工程实际要求，提出了螺旋桨叶片首阶振动频率的经验公式，估算精度满足要求，具有节省时间、提高效率的优点．

• 基于振动台实验的液体晃荡激励参数敏感性研究

  薛米安,邢建建,陈奕超,罗铆钧

  为评估不同参数对晃荡冲击压力的敏感性，基于振动台实验研究了运动幅度、水深尤其是外激励频率对晃荡冲击压力的响应规律．实验中，运动幅度分别为3、5、7mm，水深分别为9和20mm，外激励频率的范围为0.5f0~2.0f0(f0为固有频率)．通过计算相同实验条件下两组实验数据的决定系数讨论了运动幅度、水深及外激励频率对实验数据可重复性的影响．研究发现浅水晃荡中最大压力的响应频率略大于理论上的固有频率，而有限水深晃荡中最大压力的响应频率略小于理论上的固有频率．运动幅度仅在共振频率附近对晃荡冲击压力较敏感．压力时程曲线的瞬态阶段主要受外激励频率和固有频率调制，稳态阶段仅受外激励频率及其倍频的影响．

• 基于正交神经网络的动力定位自适应控制器设计

  徐海祥,卢林枫,余文曌,韩鑫,朱梦飞

  动力定位船舶在海上进行定点定位作业时不可避免地会受到风、浪、流海洋环境力的干扰，这种持续的环境力扰动会导致船舶在实际定位时产生静态误差，不能准确地到达目标定位点．在利用反步法进行控制器设计时，大多数文献引入自适应积分项用于抵抗外界环境扰动，通过在控制器中加入船舶当前位置与目标位置的偏差积分项估计出外界未知环境扰动，从而达到自适应控制效果．在此基础上，改进了自适应积分项为正交基神经网络项进行控制器设计，以补偿静态误差，实现准确定位．最后通过水池模型试验对比验证了所设计控制器的可行性．

• 一种计算结果与平衡节点位置选择无关的动态潮流模型

  申家锴,穆永强,王春生,王勇,王鹤霏,张蓉蓉,李卫东

  特高压交直流混联电网运行中,需要实时掌握系统潮流变动态势,提早决策,以保证电力系统的安全稳定运行.而现有潮流算法存在诸如计算结果与平衡节点位置选择相关,或没有考虑频率动态过程的问题.针对上述问题,提出了一种不受平衡节点位置选择影响的动态潮流模型.通过将系统频率变量引入常规潮流方程中,使得惯性、发电机组和负荷的功频静特性、系统运行有功功率损耗等与系统运行频率相关的变量可以在一组联立方程内进行协调求解,从而保证所有发电机组包括平衡节点的功率增量全部与频率偏差呈比例关系,可解决常规潮流中计算结果与平衡节点位置选择相关问题.IEEE-39节点测试系统的仿真算例表明,所提算法计算结果不依赖平衡节点位置选择,且计算速度快,可满足在线运行要求.

• 基于注意力选择的局部特征匹配方法

  杨燕,胡小鹏,吴思宁,王凡,刘培启

  为提高局部特征匹配性能，提出了基于人类注意力选择机制的特征匹配方法．通过局部特征的显著度分析，优先选择区域显著的特征进行匹配，利用可靠的匹配点对进行三角区域约束，实现区域内重复特征的精确匹配．实验结果表明，通过逐步缩小对应匹配搜索区域的方法抑制由相似特征引起的匹配歧义性，兼顾了高匹配精度和查全率．

• 面向分馏塔操作参数优化的带禁忌表并行粒子群优化算法

  王雅琳,孙家舟,薛永飞,尚丹丹,袁小锋

  多元分馏塔操作优化需要反复求解其机理模型中的高维耦合非线性方程组，计算十分耗时．针对此昂贵优化问题，提出了一种带禁忌表的并行粒子群优化(parallelparticleswarmoptimization，PPSO)算法．以分馏过程机理知识初始化操作参数的禁忌表，再根据已测试候选参数的优化性能动态更新该禁忌表，实现对每次迭代产生的候选解初选，减少禁忌解的计算；接着，以MapReduce的任务分发思想构建算法的并行处理框架，设计任务预分配策略减少通信成本，提高计算效率；最后在子系统中通过对无法求解粒子与不合格粒子的剔除，筛选出原约束优化问题的等价解，进一步减小计算开销．以实际操作优化问题验证了所提算法的有效性，结果表明该算法能够更快地找到分馏系统操作参数的最优设定值．

• 基于时效性分析的动态贝叶斯网络故障诊断方法

  王承远,徐久军,严志军

  针对柴油机多源信息故障诊断中，由传感器采集的不确定性信息造成的融合误差问题，从多源传感器信息时效性角度，提出一种基于信息时效性机会窗口的动态贝叶斯网络故障诊断方法．首先，根据多源传感器不确定性信息的变化规律建立信息时效性机会窗口，计算得到目标状态偏离信息；其次，利用目标状态偏离信息动态调节贝叶斯网络观测节点信息效用，降低不确定性信息对融合误差的影响．R6105AZLD柴油机台架试验表明，引入该方法后故障诊断灵敏度增强，故障后验概率的对比差距提高到35%．

• Banach空间中不等价算子非紧性测度

  沈钦锐

  用新的观点研究Banach空间中的算子非紧性测度．Banach空间X上的非空有界闭凸集构成的集族C(X)在通常的集合加法和数乘运算下可赋予范数构成赋范半群；接着利用序等距映射、格理想和抽象M空间等理论，在Banach空间上给出一个齐次算子非紧性测度的构造定理，并利用此定理证明了具有无限分解的Banach空间，特别地，具有无条件基的Banach空间上都存在着与Hausdorff非紧性测度不等价的齐次算子非紧性测度．

• 一个具退化强制的Laplace方程有界弱解存在性

  李仲庆,付军

  借助方程低阶项的正则化效应，得到了解的最大模估计．运用偏微分方程中的弱收敛方法，证明了椭圆方程有界弱解的存在性．应用此类方程解的结果和证明方法，可以进一步研究具一阶梯度项的椭圆方程、拟线性的具低阶项的?p?-Laplace方程以及带有零阶项的抛物方程等弱解的存在性，也可以进一步研究方程解的局部有界性．