大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2020年第4期

• 湿模态特征下张力腿结构传感器布点优化

  刘城,常进云,王世圣,郭杏林,武文华

  传感器的测点优化布置是海洋工程装备结构健康监测的关键问题之一．TLP(tensionlegplatform)张力腿结构在海洋环境荷载的长期作用下可能出现疲劳损伤行为，开展张力腿原型现场监测研究十分重要．考虑张力腿结构的湿模态特征，基于有效独立法开展了传感器初始测点位置的优化筛选研究，结合模态置信度准则和最小均方差准则，提出了适用于以张力腿为典型结构的大长细比水下结构的传感器布设方法．以某待建TLP为例，应用所提方法给出了张力腿结构的传感器布点优化方案．所提方法在实际张力腿原型监测系统传感器布点优化方面具有一定应用价值，对于水下直立结构也具有借鉴作用．

• 基于计算流体力学的血液和血栓通过静脉瓣时流动分析

  姚文瑛,许松林,吴云,汤鑫

  静脉瓣存在于静脉血管中，其主要功能是防止血液逆流．结合血栓形成的要素，预测静脉中易于形成血栓的位置，并且研究血栓对静脉瓣的影响．利用计算流体力学(CFD)Fluent19.0软件，建立静脉血管模型，在静脉瓣不同张开程度、血液不同来流速度和血液不同黏度下进行研究．得出静脉瓣窦区域中的血流会生成漩涡，并且窦区域为血流低速区和低剪切力区，静脉瓣张开程度增加、血液来流速度下降和血液黏度增加都会使静脉中低速区的血流速度更缓慢．血栓通过静脉瓣时，静脉瓣张开程度减小、血液来流速度增加以及血液黏度增加，都会使得血栓对瓣膜的剪切力增大．结果表明，在血液低流速、高黏度的状态下，窦区域的血流环境可能会导致血栓的形成．血栓会对静脉瓣造成一定的损伤，并且损伤程度随着静脉瓣张开程度的减小、血液来流速度的增加和血液黏度的增加而增加．

• 磷酸法木质素基活性炭活化过程研究

  蒲瀛州, 徐绍平, 王克超, 冯艳春, 王雯雯

  以玉米芯木质素为原料,采用磷酸活化法制备木质素基活性炭.结合FTIR、低温氮吸附、拉曼光谱等表征手段,探究了不同活化温度(300~600℃)及磷酸与木质素质量比(1~3)对活性炭孔隙结构的影响,并探究磷酸活化木质素的反应机理.对比研究了有无磷酸作用下木质素受热过程中气体产物的变化规律.实验结果表明,磷酸降低了木质素中官能团的断键温度,使得CO、CO2和CH4的生成温度降低;促进了高温下(>500℃)木质素半焦的缩聚,使高温下H2生成量增多;中孔和微孔在350℃以上开始发展,在500℃孔隙最为发达,温度的进一步升高使得孔体积减小;磷酸与木质素质量比增大可以提高中孔率.在活化温度500℃和磷酸与木质素质量比2~3条件下,制得活性炭比表面积达1046m2/g,收率55%.

• 直叶片离心喷雾气液反应器分离性能

  张婉婷, 许晓波, 邓列征, 陈文武, 金玉奇, 胡大鹏

  为了解决目前单重态氧发生器存在的气体处理量小、气液反应面积小和气液分离不彻底的问题,设计了一种雾化技术与离心技术相结合的两级排液式直叶片离心喷雾气液反应器.首先采用CFD方法,对该反应器建立了计算模型,研究了反应器中连续相流场、离散相颗粒的运动特性,系统分析了粒径及转速对反应器分离性能的影响,获得了分离特性曲线.然后通过实验研究,分析了反应器在真实工况下的分离性能.综合研究表明,CFD模拟结果与实验结果比较吻合,CFD模型可用于该实验研究.反应器在5mol/s的气体流量下对于粒径大于90μm的液滴在3000r/min转速下分离效率100%,为单重态氧发生器的发展提供了参考.

• Fe3O4@ZIF-8/CA电极制备及其对罗丹明B废水降解研究

  李丽,张国权,邢嘉钰,杨凤林

  采用水热法制备出Fe3O4@ZIF-8核壳催化剂及碳气凝胶(CA)载体，通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附曲线等方法对催化剂及载体的性能进行表征，测出材料的形貌、内部结构及比表面积．采用Fe3O4@ZIF-8/CA作为电芬顿体系阴极，碳棒作为阳极，探究不同条件下罗丹明B的降解效果．结果表明，降解罗丹明B废水的最适条件是pH为7、电流密度为6mA·cm-2、催化剂负载量为200mg、催化剂焙烧温度为750℃，在最适条件下，罗丹明B的降解率在60min内即可达到95.6%．电极的稳定性测试实验表明，Fe3O4@ZIF-8/CA电极具有很好的稳定性，循环使用3次后，罗丹明B的降解率仍可达到91%．采用6mA·cm-2的最佳降解电流密度对碳气凝胶的H2O2产量进行测定，发现最高产量可达到84.14mg/L，同时在降解过程的溶液中检测到·OH，由此对罗丹明B的降解机理进行了初步探讨．

• AHLs类信号分子对IFFAS工艺影响研究

  徐嘉蔚,刘涛

  通过在传统载体基料(聚乙烯)中添加聚季铵盐-10改善载体的亲水性和亲电性，以促进微生物在载体表面的生长，并通过向反应器中添加N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)类信号分子改良生物膜特性以及微生物结构．实验结果表明，相比于传统载体，改性载体表面生物膜增长速率较快，生物膜生长稳定后载体表面生物膜量较高，且在AHLs作用下改性载体表面生物膜含有较多的蛋白质和多糖．实验运行阶段，投加载体反应器的COD去除效果优于活性污泥反应器；投加改性载体和AHLs的反应器的氨氮和总氮去除效果最优，去除率分别能够达到94.8%和65.3%，且各运行阶段出水水质明显优于其他反应器．微生物群落分析表明，AHLs能够明显提高反应器中与群体感应密切相关的反硝化菌?Zoogloea?的相对丰度．

• 机械蒸汽压缩并流进料多效蒸发系统能耗计算分析

  李宜豪,沈慧姝,沈胜强,华维国

  建立了并流进料机械蒸汽压缩(MVC)多效蒸发(MEE)系统自平衡循环的热力过程模型，分析了并流进料MVC-MEE系统中蒸发器效数、多效蒸发系统总温差、末效蒸发器二次蒸汽温度和MVC等熵效率对系统比功耗(wspc)的影响．计算结果显示：wspc随系统总温差的增大而增加，蒸发器效数越少，wspc增加的速率越大；蒸发器效数较多时，wspc的增加速率随系统总温差的增大而提高．在系统总温差一定时，wspc随蒸发器效数增加而明显降低，但随着蒸发器效数的增加，wspc的减小幅度降低．在蒸发器效数一定时，wspc随末效蒸发器二次蒸汽温度的升高略有降低，其影响随着蒸发器效数的增加而减小．在系统总温差一定时，wspc随MVC等熵效率的增加而降低，在系统总温差较大时，MVC等熵效率对wspc的影响更显著．

• 基于改进粒子滤波算法的动力锂离子电池荷电状态估计

  刘淑杰,郝昆昆,王永,邓威威

  传统电池荷电状态(SOC)估计中常用的扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)方法仅适用于线性系统和高斯条件，虽然粒子滤波(PF)算法能用于非线性和非高斯系统，但PF算法在滤波更新时存在粒子退化现象，使粒子集无法表示实际后验概率分布，导致估计精度降低．采用改进的扩展粒子滤波(EPF)和无迹粒子滤波(UPF)算法对电池SOC进行估计，抑制了粒子权重退化．以Thevenin模型对电池进行建模，利用带遗忘因子的最小二乘方法进行模型参数辨识，结合改进后的滤波算法对电池SOC进行估计．实验结果表明，以UKF为建议密度函数进行重采样的UPF方法平均估计误差为0.71%，低于以EKF为建议密度函数的EPF方法平均误差(1.09%)，两种方法的估计误差均小于PF估计误差(1.36%)，有效抑制了粒子权重退化．

• 粗粒盐渍土水盐迁移试验研究

  王亚强, 冉武平, 阎首名, 邱永峰, 毛永鑫

  为探究粗粒盐渍土水盐迁移特性,通过室内试验开展了不同细粒含量和盐分供给源的水盐迁移及时空分布特性研究.结果表明:粗粒土中细粒含量不同,盐溶液和盐渍土两种盐分供给源有不同的迁移规律.随细粒含量增加盐溶液供给源水盐迁移量逐渐减小,迁移速率最快的为10%细粒含量的土柱.随细粒含量增加盐渍土供给源短期水分迁移高度增加,整个土柱盐分迁移量增大,盐分迁移最显著的是30%细粒含量的土柱.因此粗粒盐渍土地区道路工程宜通过控制细粒土含量来抑制粗粒盐渍土水盐迁移.

• 基于k密集近邻算法的局部Fisher向量编码方法

  冀治航,胡小鹏,杨博,田云云,王凡

  在基于视觉词包模型的图像分类方法中，Fisher向量编码是常用的图像表示方法之一．该方法利用每一个特征关于所有高斯子模型似然函数的梯度信息来构建图像表达．而在编码过程中，每一个特征都会被投影到所有的高斯子模型上并进行编码，同时子模型之间的内在差异也未被考虑，这些不足削弱了Fisher向量的表达能力．为此，提出一种基于k密集近邻算法的局部Fisher向量编码方法．在编码过程中该方法引入局部性约束原则，并利用图像特征空间中高斯子模型间的拓扑结构差异．在多个数据集上进行测试，结果表明改进方法能够有效提升分类的准确率．

• 一种面向信息系统的业务波及影响分析方法

  谢丽霞, 白 宇, 杨宏宇

  为准确反映业务中断波及反应导致信息系统业务流程运行状态的变化,提出一种面向信息系统的业务波及影响分析(ISBAIA)方法.该方法首先基于业务间关联关系构建业务网络拓扑.其次,量化业务脆弱性值并计算节点权值,计算业务公用资产占比并计算边权值.最后,提出带权有向网络结构熵计算方法,得到系统业务流程运行状态异常情况下业务网络结构熵变化情况.实验表明,ISBAIA方法能准确反映业务流程运行状态随不同业务中断出现的变化,并有效分析全系统业务流程受到的影响.

• 一类3-正则图完美对集的计数

  唐保祥,任韩

  图的完美对集计数理论是图论研究的重要内容之一，此问题的研究具有很强的计算机科学、物理学和化学的应用背景，是一个有生机和活力的研究领域，也是快速发展的组合数学理论中许多重要思想的源泉．构造了一类3正则新图2-3-nC6，用嵌套递推的方法，得到了图2-3-nC6的完美对集数的一个递推关系，再解出这个递推式的通解，从而得到了这个图的完美对集数计算公式．最后又给出这个图完美对集数计算公式的一个组合证明．