大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2022年第3期

• 基于等几何分析的离散变量拓扑优化方法研究

  胡清元,李小渔,梁缘

  基于等几何分析框架，采用离散变量优化算法，针对平面问题展开拓扑优化方法研究．在等几何分析框架内引入了离散变量优化算法，使得所提出的拓扑优化方法结合了两者的优势：一方面等几何分析允许曲边单元存在，另一方面离散变量优化计算所得到的单元只存在0/1(白/黑)两个状态，因此所得优化结果在整体上更加清晰、在局部上更加光滑．此外，针对等几何曲边单元，采用了基于Helmholtz方程的隐式过滤方法，保证了过滤效果，节省了计算量．在给出了算法实现的关键细节后，通过数值算例展示了方法的效果，验证了方法的有效性．

• 层状可调铁掺杂氮化碳及其光芬顿催化性能研究

  李琛,周烈兴,李雪梅,解林坤,柴希娟

  光芬顿反应是一种用于去除环境中有机污染物的高级氧化技术．通过两步法制备了一系列热剥离型铁掺杂g-C3N4(Fe-CN)，考察了铁掺杂量和热剥离时间对Fe-CN结构、形貌的影响及其在中性多相芬顿体系中的催化降解性能．结果表明，铁离子被成功引入氮化碳的结构中，使氮化碳从致密的块状堆积结构转变为独特的木耳状片层介孔结构．Fe-CN在多相芬顿体系中表现出良好的光催化性能．其中，铁掺杂量为0.5%，热剥离时间为3h时的样品0.5%Fe-3h的光催化效果最优，其在光催化体系、暗芬顿体系和光芬顿体系中，60min时光催化降解亚甲基蓝(MB)溶液的降解率分别为72%、83%和99.8%，为纯CN的1.67、1.93和2.32倍．

• 假交替单胞菌GCY生物膜降解双酚A研究

  吴硕,张兴文,吕菁萍,王竞

  双酚A(bisphenolA，BPA)是一种海洋环境中普遍检出的内分泌干扰物，但生物膜作为海洋细菌最常见的生存方式，其对海洋环境中BPA归趋的影响尚不清晰．考察了典型海洋细菌——假交替单胞菌GCY的生物膜对BPA的降解特性及降解途径．结果表明，生物膜及游离菌对BPA降解均符合准一级反应动力学．生物膜体系中BPA的降解速率常数为0.0425h-1，大于游离菌体系的0.0374h-1．并证实两体系对BPA的降解均发生在胞外，以活性氧(reactiveoxygenspecies，ROS)介导的降解反应为主．降解过程中生物膜体系的H2O2、O-2、OH产量高于同时刻游离菌体系的，这归因于生物膜体系L-氨基酸氧化酶活性及铁载体产量的提高．在生物膜体系中，BPA的主要降解途径为异丙基断裂．

• 基于两相脉冲电流峰值差的开关磁阻电机无位置传感器控制

  周江迪，孙建忠，白凤仙

  开关磁阻电机的无位置传感器控制技术一直是当下的研究重点．传统的单相脉冲注入法简单易实施，但需要事先设定电流阈值；两相脉冲注入法虽无须阈值，但是转速上升时转子导通角过于滞后，应用转速范围有限．因此，为了保留无须电流阈值的优点，同时又能够拓宽导通区间，提出了一种新型两相脉冲注入法．在两相脉冲注入的基础上，检索两相响应电流峰值差的极大值，并在其附近通过曲线拟合来精准得到转子位置，从而达到没有位置传感器控制的目的．最后以12/8结构的开关磁阻电机为例进行了仿真实验，结果表明该方法转矩特性佳，转子位置计算误差小，具有有效性和可行性．

• 钢渣-沥青界面黏附特性研究

  李松,张彩利,丁维哲,王犇,李天豪

  为研究钢渣-沥青界面黏附机理，以石灰岩为对照，采用压汞仪、傅里叶红外光谱仪、接触角仪、原子力显微镜、扫描电镜从孔隙吸附、化学反应、表面黏结3个角度揭示钢渣-沥青界面作用，结合室内试验评价钢渣集料水稳定性．结果表明，钢渣孔体积、孔隙率均比石灰岩的大，以小孔、中孔为主；钢渣能与沥青发生化学反应，钢渣与沥青接触角小于石灰岩与沥青的；钢渣粗糙度、表面积、黏附力均大于石灰岩的；钢渣集料水稳定性能优于石灰岩的．即钢渣集料因其优越的孔隙吸附能力、活跃的化学成分、粗糙的表面纹理具备更强的吸附沥青特性．

• 盾构隧道近距离下穿对既有运营隧道影响

  杨荟斯,刘涛,缪红彬,胡新启,王峥峥

  为了获得盾构隧道近距离下穿对既有运营隧道的影响规律，基于某城市地铁4号线下穿既有9号线的实际工程，采用Midas/GTS构建盾构隧道精细化三维有限元数值模型，模拟了盾构双隧道先后下穿既有运营隧道的施工全过程，分析了下穿隧道施工中既有运营隧道沉降、侧向位移的变化规律，并进一步分析了盾构施工参数对既有隧道的影响．研究结果表明：两次盾构下穿施工会造成既有线产生双峰式沉降和沿掘进方向相反的不均匀侧移，施工时应重点关注上行线的沉降及侧移；既有线的最终沉降会随土舱压力提高先增大后减小，而随着注浆压力的提高相应减小；第二次盾构下穿施工时可通过提高土舱压力来减小最终沉降．研究结果可为盾构隧道下穿施工提供科学的参考依据．

• 抗滑颗粒对含砂雾封层性能影响

  田甜,蒋应军,张文辉,张毅,陈浙江

  为确定含砂雾封层用抗滑颗粒最佳参数，通过加速磨耗试验研究了抗滑颗粒类型、粒径、级配及掺量对含砂雾封层抗滑性及耐久性的影响．结果表明：磨耗1×105次后，掺玄武砂、天然河砂、金刚砂的3种含砂雾封层试件的摆式摩擦系数(BPN)分别降低了32.8%、32.4%、29.1%，质量损失率分别为61.78%、64.01%、62.46%；与0.3~0.6mm和1.18~2.36mm粒径相比，0.6~1.18mm金刚砂雾封层试件BPN最大，质量损失率最小；与0.6~1.18mm单粒径相比，0.6~1.18mm与0.3~0.6mm混合比例1∶1的金刚砂雾封层试件BPN最大，0.6~1.18mm与0.3~0.6mm混合比例为1∶1、7∶3、9∶1的金刚砂雾封层试件质量损失率分别减小了4.83%、3.54%、0.39%；金刚砂掺量为0.6kg/m2的试件磨耗BPN曲线位于最上方，质量损失率最小．建议选取0.6~1.18mm与0.3~0.6mm混合比例7∶3金刚砂作为含砂雾封层的抗滑颗粒，掺量0.6kg/m2．经验证，相比不掺加抗滑颗粒雾封胶结料试件及未雾封空白试件，含砂雾封层试件初始BPN分别提高了69.8%和35.2%，而质量损失率比雾封胶结料试件小9.67%．

• 药剂与温度组合调理下填埋污泥真空抽滤特性

  武亚军,宋彬杰,陆逸天,陈广

  调理方式不仅会破坏污泥内部的絮体结构，释放大量结合水，而且会显著提高后续污泥的渗透特性．为了进一步探讨药剂、温度以及组合调理对填埋污泥脱水性能的影响，对调理后的污泥进行真空抽滤试验，结果表明：不同药剂调理后污泥抽滤液体积均比原状污泥的要大，药剂与温度组合调理后污泥抽滤液体积要高于单一调理的，且随着温度的升高处理效率提高．相同调理方式下，加热后冷却到室温比加热后直接真空抽滤的排水速率低、排水量少、抽滤时间长．药剂与温度调理均可以降低填埋污泥的有机质含量，随着调理温度的升高有机质含量降低，FeCl3调理比CaO调理能更有效地降低有机质含量，组合调理比单一调理有机质含量降低更多．随着调理温度的升高，污泥的比阻逐渐降低，当调理温度为80℃时，FeCl3调理、CaO调理、FeCl3+CaO调理污泥的比阻分别降到原状室温的0.43%、11.02%、0.35%．此外，抽滤时机对比阻也有一定的影响，即冷却后再抽滤比冷却前的比阻均有所增加．研究成果对于市政填埋污泥脱水减量工程实践中调理方式的选择有一定参考意义．

• 基于FDM-VBF的低雷诺数串列双圆柱绕流数值模拟

  赵海栋，王超，任冰，陈卫东，王国玉

  基于有限差分法(FDM)建立了求解串列双圆柱绕流问题的二维和三维数值模型，采用虚拟边界力法(VBF)处理结构物边界．对于Re=200串列双圆柱绕流问题，分别分析了数值模型的计算域大小、网格收敛性和流场的三维效应．针对间距比L*在2.0~5.0的串列双圆柱绕流问题进行了数值模拟，分析了间距比对阻力系数、升力系数及斯特劳哈尔数的影响．研究发现，当L*3.7时，上下游圆柱阻力系数、升力系数及斯特劳哈尔数均有突增．

• 海岛无人机配送中继站选址-路径优化

  陆玲玲,胡志华

  为突破海岛应急物流轮渡运输的靠岸点限制，同时降低海岛应急配送总成本，考虑使用无人机将应急物资从码头运往海岛上的无人机配送中继站，再由中继站派出的卡车对需求点进行终端配送服务．建立了海岛无人机配送中继站的选址-路径优化的双层规划模型，并设计K-means聚类算法与改进的模拟退火算法相结合的两阶段算法用以求解该模型．将浙江省舟山市普陀山海岛作为典型场景，研究从朱家尖客运中心将一批物资运往普陀山海岛304个需求点的两级配送路径．算例分析结果表明，38个中继站所派出的配送卡车在完成所有任务后的最低系统总成本为1013.1元，所设计选址与路径一体优化方法与先选址后路径优化的两段优化方法相比，总成本降低10.3%．

• 圈与圈克罗内克乘积图罗马{3}-控制

  高红,黄佳欢,刘仁邦,杨元生

  给定图G=(V，E)，f是从顶点集合V到{0，1，2，3}的函数，如果对于所有f(v)=0的顶点v都有其开邻域中顶点的函数值之和大于等于3，并且对于所有f(v)=1的顶点v都有其开邻域中顶点的函数值之和大于等于2，那么f称为图G的罗马{3}-控制函数(R{3}-DF)．f的权重w(f)是图G中所有顶点的函数值之和，权重的最小值称为图G的罗马{3}-控制数．确定图罗马{3}-控制数是NP困难问题．给出了圈与圈克罗内克乘积图罗马{3}-控制数的上界和下界．通过构造可递推的罗马{3}-控制函数，得到了圈与圈克罗内克乘积图的罗马{3}-控制数的上界．结合前人的成果得到了圈与圈克罗内克乘积图罗马{3}-控制数的下界．

• 含参集值向量拟均衡问题和对偶问题解Lipschitz连续性

  孟旭东

  在赋范线性空间中研究一类含参集值向量拟均衡问题和对偶问题解的Lipschitz连续性．提出含参集值向量拟均衡问题和对偶问题解的概念，在约束函数具有Lipschitz一致连续性基本假设条件下，运用分析方法建立含参集值向量拟均衡问题和对偶问题解的Lipschitz连续的充分性定理，并给出适当的例子来说明所得结果的有效性．借助理论成果可进一步研究含参集值向量拟均衡问题解的连通性、对偶性及近似计算等．