大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2020年第2期

• PVDF-DCOIT复合中空纤维膜制备与抗污染性能研究

  曹宏杰,乔森,周集体

  将有机杀菌剂4，5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)以适当浓度物理共混于聚偏氟乙烯(PVDF)中来制备一种新型的抗污染膜．实验表明，DCOIT含量为3%的PVDF-DCOIT复合中空纤维膜具有最佳性能．相比PVDF膜，PVDF-DCOIT复合中空纤维膜亲水性和纯水通量分别提升了22.9%和64.6%．SEM、EDS和AFM表征分析也反映出更好的表面形貌和更加光滑的膜表面，这些因素都有利于膜污染的缓解．在抗污染实验中，添加DCOIT后牛血清白蛋白、海藻酸钠和腐殖酸对膜表面的污染降低了26%、120%和74%；而在厌氧污泥中PVDF-DCOIT复合中空纤维膜的通量恢复效率也提高了39%．

• 大连碧流河水库及河流典型抗生素污染和分布特征研究

  董莞莞,何欣,郑洪波,张瑛,全燮,穆海林

  采用固相萃取和LC-MS/MS方法分析了23种抗生素在碧流河水库及其入库河流水体和沉积物中的污染和分布特征．结果表明，碧流河水库及其入库河流均存在抗生素污染．碧流河水库及其入库河流水体中共检出10种抗生素，检出率1%~22%，平均浓度0.046~6.1ng·L-1．依诺沙星、氯霉素、氟苯尼考是水体中的优势污染物．沉积物中共检出9种抗生素，检出率1.5%~32%，平均浓度0.014~7.1ng·g-1．磺胺嘧啶、磺胺甲唑和林可霉素是沉积物中的优势污染物．与国内外其他饮用水源相比，碧流河水库及其入库河流的抗生素浓度检出水平较低．碧流河、卧龙泉河是碧流河水库抗生素污染的主要来源．抗生素的浓度分布特征与流域人口分布、季节变化呈现相关性．生态风险评价结果显示，依诺沙星处于高风险，是该区域水环境中抗生素生态风险首要来源．

• 超临界二氧化碳向心涡轮泄漏特性计算与分析

  赵峰,吕国川,杨金广,刘艳,王晓放

  针对超临界二氧化碳(SCO2)向心涡轮轮背空腔泄漏流，采用典型的迷宫密封，对设计参数进行参数化研究与流场分析，并计算轴向力．首先建立迷宫密封泄漏流动CFD模型，运用NUMECA软件对迷宫密封的可靠性进行验证，进而从气动参数和结构参数两方面对SCO2向心涡轮轮背泄漏特性进行研究．结果表明，涡轮泄漏量和轴向力随密封出口压力的升高而减少，在一定间隙范围内线性增大，当密封齿高较小时，泄漏量和轴向力随齿高的增加而减小，当密封齿高超过6.3mm时，泄漏量和轴向力不再随之变化；在密封轴向长度给定的情况下，齿数为6时能实现最佳的密封效果；通过改变密封齿的形状，得到一种密封性较好的等腰梯形齿．

• Ti与Al比例及退火温度对AlGaN/GaN HEMT欧姆接触影响

  李冰冰,张贺秋,刘旭阳,刘俊,薛东阳,梁红伟,夏晓川

  利用热蒸发方法制备了Ti/Al金属双层结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)欧姆接触,Ti与Al比例分别为1∶2(20nm/40nm)、1∶5(20nm/100nm)和1∶8(20nm/160nm).采用相同退火时间、不同退火温度对不同的Ti与Al比的AlGaN/GaNHEMT结构进行退火.通过XRD对电极结构进行了分析,利用金相显微镜观察了电极的表面形貌.实验结果显示,相同退火时间条件下,退火温度在800℃,Ti与Al比为1∶5的AlGaN/GaNHEMT结构形成了较好的欧姆接触.

• 高温质子交换膜燃料电池电堆端板拓扑优化

  王浩然,吴私,杨林林,兰海兵,陈超,孙伟,宋学官

  以实现高温质子交换膜燃料电池单电池内部接触压力的均匀性与电堆内单电池之间接触压力的一致性为目的,建立了一种具有非线性接触边界条件的高温质子交换膜燃料电池电堆端板的拓扑优化模型.通过研究在一定工作温度下装配荷载对电堆内部接触压力的影响,并综合考虑端板的质量与制造难度,构建了一种适用于燃料电池电堆的简化模型.从基于热力耦合的有限元法出发,对燃料电池端板进行以最小质量为目标、最大应力为约束的拓扑优化,并在综合考虑结构形状与拓扑结果的基础上建立端板的几何模型.结果表明,拓扑优化得到的端板结构使电堆内部具有更均匀的接触压力,因此拓扑优化可以为端板的结构设计提供理论参考.

• 基于GO法的某型飞机电传操纵杆系统余度研究

  段富海,马骏,张慕天

  飞机电传操纵杆系统是飞机电传操纵系统的前端，其可靠性直接影响飞机操稳特性和安全性．针对提高飞机电传操纵杆系统可靠性的问题，研究了基于GO法(goal-orientedmethodology)的飞机电传操纵杆系统余度设计方法，提出了一种提高飞机电传操纵杆系统可靠性的GO分析设计方法，完成了具有多组件余度参数的飞机电传操纵杆系统GO图和GO运算，推导了可靠度计算公式，得出了高可靠性飞机电传操纵杆系统设计的相关理论，给出了GO法应用于飞机电传操纵杆系统余度设计的新思路．结果表明，基于GO法的飞机电传操纵杆系统余度分析设计方法计算精确，能快速得出优化余度设计，是一种可行的系统分析设计方法．

• Ni基合金激光熔覆层裂纹机理研究

  李琦,李涛,吴祖鹏,石博文,张洪潮

  激光熔覆得到的Ni基合金熔覆层容易出现裂纹，这是导致Ni基合金熔覆层失败的主要因素．基于实验及微观检测分析，以Ni60熔覆层为研究对象，从组织和应力方面对激光熔覆过程中熔覆层裂纹的开裂及扩展机理进行了研究．综合熔覆层微观组织、物相以及断口形貌分析发现，熔覆层不同位置晶体组织差异显著，材料硬度与裂纹敏感性随硬质相分布的增加而升高，Ni60熔覆层的裂纹属于准解理的脆性断裂，裂纹萌生于熔覆层顶部，并沿硬质相向内部规律性扩展．根据热残余应力模型与Griffith脆性断裂强度模型建立了涂层开裂判据，并在此基础上提出相应的裂纹消除方法，改善了金属的性能．

• 赤峰市某镇农村住宅不同时间尺度下生活用电量规律分析

  袁鹏丽,端木琳,王宗山,李祥立,舒海文

  以赤峰市某镇27个村落约1100户农村住宅为研究对象，对其年用电量、月用电量进行统计，并对30户农村住宅的逐时用电量进行测试，利用统计学方法对不同时间尺度下农村住宅用电量规律进行分析．结果表明，该镇农村住宅2014~2017年的年用电量在显著性水平为0.01时均呈对数正态分布，且年用电量分布的平均值逐年增加，农村住宅间用电量水平的差异性呈先增大后减小的趋势．空调季与过渡季的月用电量均高于供暖季，而空调季的月用电量仅比过渡季时高7%左右；农村住宅工作日与非工作日的用电量相差较小；时尺度下用电量呈三波峰特征，且不同季节下用电量在早晨出现波峰的时刻具有显著差异．研究结果可为农村建筑节能及用电能耗预测模型建立提供一定的参考依据．

• 基于STAR-CCM+的船舶破舱进水模拟

  王涛, 张维英, 胡丽芬, 于博文, 王树祥, 鲁纪元

  船舶海难事故严重影响人员和船舶安全,所以研究船舶稳性具有现实意义和实用价值.在选定了船舶的破损位置、破口形状及尺寸、舱室位置及大小等因素下,研究受损船舶的流体运动特性和在每一时间步长下的进水情况,利用破舱位置、进水量等信息预测船舶的物理行为,对破舱船舶进行时域模拟研究.首先利用STAR-CCM+对一艘标准箱型驳船模型破舱进行模拟研究,验证研究方法准确可行;再利用该方法对一艘渔政船进行破舱进水时域模拟研究.利用这种研究方法可对船舶稳性进行计算与评估,研究结果可为有效减损及扶正提供参考,并为船舶破舱设计提供重要依据.

• 不同水泥掺量下非饱和固化淤泥力学特性试验研究

  张启,孙秀丽,刘文化,张洪勇,杨钢

  为明晰非饱和固化淤泥的强度特性，通过不同基质吸力、净围压下的三轴固结排水试验、无侧限抗压强度试验，探讨了水泥掺量、基质吸力和净围压对非饱和固化淤泥强度特性的影响．试验结果表明：固化淤泥的土-水特征曲线在基质吸力小于进气值时饱和度变化并不明显，而基质吸力大于进气值时，随着基质吸力的增大，固化淤泥的饱和度降低，低水泥掺量固化淤泥的土-水特征曲线位于高水泥掺量固化淤泥土-水特征曲线的下方；水泥掺量100kg/m3固化淤泥的应力-应变曲线表现为应变硬化，剪切时表现为体缩，而水泥掺量200、300kg/m3固化淤泥的应力-应变曲线均表现为应变软化，水泥掺量越高、净围压越小，应变软化趋势越明显．非饱和固化淤泥的无侧限抗压强度和抗剪强度与水泥掺量和基质吸力有关，水泥掺量越高、基质吸力越大，无侧限抗压强度和抗剪强度越大．不同水泥掺量和基质吸力条件下抗剪强度和无侧限抗压强度之间存在良好的线性关系．

• 旋转蒸发器法回收沥青及其改进方法研究

  张亚财, 韩森, 邵珠涛

  为研究旋转蒸发器法回收沥青胶结料的合理性,采用常规性能试验(针入度、软化点、延度、135℃布氏黏度试验)、SHRP流变试验(动态剪切流变仪(DSR)温度扫描试验、多应力重复蠕变(MSCR)试验)和傅里叶变换红外光谱(FTIR),从物理指标、流变行为和化学特性对比分析了原样沥青和回收沥青的技术性质,并探讨了旋转蒸发器法回收沥青的改进措施和判断回收沥青是否残留三氯乙烯或产生老化的新指标.结果表明:通过标准旋转蒸发器法回收的沥青仍残留部分三氯乙烯并产生了老化;利用常规指标偏差系数、三氯乙烯残留指数It、羰基指数Ic、亚砜基指数Is、温度敏感性指标IGTS和应力敏感性指标Jnr-diff能有效判别回收沥青是否残留三氯乙烯或者产生老化;采用改进旋转蒸发器法在4.6kPa负压、130℃高温蒸馏2.0h时回收的沥青技术性质与原样沥青基本一致,因此采用这种推荐的旋转蒸发器法回收沥青是合理的.

• 多烈度区多层RC框架结构实际震害易损性分析

  李思齐,于天来,张明

  为了研究区域多层RC框架结构地震易损性，以汶川地震都江堰930栋该类结构实际震害调研样本为研究背景进行了数值统计分析．首先，对该市RC框架结构按照震损等级进行了归纳与统计，给出了样本数量与震损等级的非线性拟合模型，考虑楼层数、年代、抗震设防因子对其影响和多烈度区特点，分别建立了易损性矩阵与连续型非线性回归模型．提出了平均震害指数计算模型，并结合调查数据得到了基于该参数的易损性矩阵与回归曲线．上述分析结果可为地震烈度标准修订和抗震设计提供一定的基础借鉴．

• 基于Bi-LSTM 的多层面隐喻识别方法

  朱嘉莹, 王荣波 , 黄孝喜, 谌志群

  以双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)为核心,结合多层卷积神经网络以及单向长短期记忆网络构建了多层面隐喻识别模型.基于多特征协同作用的思想,利用依存关系特征、语义特征、词性特征等多特征融合输入方法,丰富了模型的学习信息.为降低信息干扰,利用基于统计学的规范化文本输入方法提升模型识别效果.在英文语料词层面和句层面实验中,各个特征均表现出明显的正向作用.裁剪和填充处理及多特征协调作用在英文语料词层面研究中使F1值分别提升2.5%和5.1%,在句层面研究中F1值分别提升3.1%和1.9%.在中文语料句层面实验中,最优效果的F1值可达88.8%.

• 基于蒙特卡罗算法的高温作业防护服优化设计

  王丽燕,李庆杰,李雁宙,冯丹亭,严潇,蔡方赟

  高温作业防护服应具备较好的热防护性和使用性．在降低研发成本的条件下，对高温作业防护服的厚度值进行了优化求解．首先将三维的热传导过程简化为一维问题，立足于傅里叶热传导定律、稳态热传导方程、传热学原理等，建立了一维稳态热传导模型，得到了厚度、时间与温度差之间的关系．利用有限差分法求解出温度分布情况，误差分析结果验证了模型的可靠性．在满足约束条件的情况下，对防护服第2层与第4层厚度的最优设计采用蒙特卡罗算法，可避免陷入局部最优解，降低了研发成本，缩短了研发周期．同时，还可为相关高温作业防护服设计及其衍生产业发展提供参考．