大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2024年第1期

• 产活性氧假交替单胞菌GCY全基因组序列分析

  岳昊,吴硕,王竞,李泽龙,顾晨

  生物源活性氧(reactiveoxygenspecies，ROS)是环境ROS的重要来源，在生物元素地球化学循环中发挥着重要作用．但目前关于产ROS微生物的生物学信息尚不完善，影响微生物ROS产生的因素也未知．为此从近海沉积物中分离得到一株产胞外ROS的假交替单胞菌GCY(Pseudoalteromonassp．GCY)，利用全基因组测序表征了其潜在生物学功能．结果表明菌株GCY基因组大小为5.47Mb，GC含量为43.39%，与胞外ROS产生相关的基因包括lodA、lodB和nqrA-F等．此外，氨基酸和Na+被证实影响胞外ROS的产生．进一步通过比较基因组分析，推测具备产胞外ROS能力的微生物在环境中广泛存在．综上，提供了产胞外ROS微生物全基因组分析报告，在分子水平上加深了对生物源ROS产生的理解，为开发利用各种环境中生物源ROS及认知生物源ROS的环境意义提供了重要视角．

• “Click”运动高升力机制

  夏震昊,唐斌,于紫江

  研究了具有“Click”运动的模型翼在三维流场中的气动特性．采用计算流体力学方法求解三维非定常不可压缩Navier-Stokes方程，对比了简谐和“Click”运动所产生的升力与阻力，研究了升力最大时的前缘涡特性和展向流动．结果表明，在下拍过程的升力最大处，“Click”和简谐运动的前缘涡能够分别维持至翼展的80%和60%处．两种运动都会在翼展方向存在维持展向流动的压力梯度，而“Click”运动具有更显著的展向压力梯度，对展向涡度的能量输运效率更高，因此其前缘涡能够保持更完整的形态．在上拍过程中，两种运动的前缘涡形态差异不明显，“Click”运动快速上拍的运动特点使其能够快速地摆脱尾涡的干扰，从而维持升力．

• 基于两相流欧拉方法的中空纤维管血流动力学数值模拟

  朱桥辉,许少锋,王子恒,陆俊杰,张学昌

  对人工肝中空纤维管内血液两相流动进行了三维数值模拟，研究了中空纤维管内血流速度分布、红细胞径向体积分数分布、黏度分布以及壁面条件对红细胞体积分数分布的影响．结果表明，红细胞在轴心附近处黏度高，在壁面处黏度低；红细胞流速略大于血浆流速；红细胞沿径向体积分数分布呈双峰状，随各截面与入口距离增加，邻近壁面处的红细胞体积分数逐渐减小，壁面处的红细胞体积分数逐渐增大；不同壁面条件下，壁面处的红细胞体积分数随所受升力减小而增大，远离壁面运动趋势减弱．

• 风力发电机部件绿色选型综合评价方法

  杨东东,李涛,杨晨,闫萌,王明宇

  为节约风力发电机成本，通过从多个维度权衡风力发电机综合效益、处理定性指标与定量指标的关系、解决定性指标主观因素过大的问题，针对风力发电机部件进行初步选型，确定了需要绿色选型的4种部件，即发电机驱动、变桨、偏航、主传动．基于可持续性评价框架，在全生命周期评价的基础上引入全生命周期成本分析，针对风力发电机制造、安装、使用过程的不同特点引入技术因素，建立部件绿色选型综合评价指标体系．从3个维度分别收集和计算风力发电机部件评价指标值，其中采用切削比能的方法解决加工过程能量消耗数据缺失的问题．在此基础上构建可持续性综合评价模型，建立风力发电机部件评价目标，采用蚁群算法优化最合适的参数．用优化后的模型参数对风力发电机可选部件进行评价，选取综合效益指标最高的部件用于设计和生产．

• Z形折叠翼厚度对其气动特性影响分析

  张昊哲,段富海

  Z形折叠翼飞行器可在飞行过程中改变机翼面积，改善气动特性，执行多种任务．然而机翼折叠过程中有效气动面积、重心、气动焦点等参数的变化，会对飞行器气动特性产生较大影响．此外，机翼表面相互靠近，由机翼厚度引发的气动干扰也会导致升力、折叠铰链力矩等气动力发生变化．为此，首先利用薄翼理论和升力面法推导理想气体来流条件下折叠翼的定常气动力表达式．然后，采用CFD法分析折叠过程中折叠角、攻角和机翼厚度对飞行器升力、折叠铰链力矩等气动特性的影响，并将分析结果与升力面法结果对比．结果表明机翼折叠过程中，有效气动面积减小，升力、阻力系数总体呈下降趋势；随着折叠角增大，机翼表面相互靠近产生的低压区强度增加，机翼厚度对折叠翼气动特性影响显著增强．另外相比于CFD法，忽略机翼厚度项的升力面法对于折叠翼的气动力计算会产生较大误差．

• 改进的组合夹层板水下抗爆性能分析

  丁生宝,李楷,苑志江,蒋晓刚,陆丛红

  夹层板因其优异的抗冲击性能广泛应用于舰船防爆防撞领域．为了探究不同芯层结构夹层板水下抗爆性能，基于当前性能优异的V型夹层板进行适当改进，利用LS-DYNA软件对当前的V型夹层板和改进结构的防护性能进行分析，对变形模式、速度和加速度模式以及吸能效应进行数值模拟对比分析．经过综合分析与比较，发现改进的V-X型夹层板各方面性能都要优于传统的V型夹层板．然后分析了结构参数对改进夹层板结构抗爆性能的影响，结果表明：V-X型夹层板的面板厚度、芯层厚度对上下面板的塑性位移有较大影响，面板和芯层厚度越大，上下面板产生的位移越小，但是吸能效率逐渐降低．面板-芯层的夹角小于40°时，对夹层板的防护性能较好；芯层高度也会对结构整体的抗爆性能产生影响，经过综合比较，芯层高度为70mm时，其抗爆性能较好．研究工作可为新型舰船的结构设计提供借鉴．

• 冻融循环下FRP筋混凝土界面黏结强度预测

  高旭,黄丽华

  在冻融、腐蚀等恶劣服役环境下，用纤维增强复合材料(FRP)代替钢筋来提升混凝土结构的耐久性，已越来越多地应用在土木工程中．针对冻融循环下FRP筋混凝土界面黏结机理复杂，反映界面性能的理论模型难以构建问题，基于文献中110组冻融循环下FRP筋混凝土拉拔试验数据，采用遗传算法优化的反向传播神经网络(GA-BPNN)预测FRP筋混凝土界面黏结强度，通过分析权值矩阵的参数敏感性，筛选界面黏结强度的主要影响参数并以此为变量，运用基因表达式编程(GEP)方法建立界面黏结强度的计算公式．与目前文献中仅有的两个理论模型相比，所提公式在计算冻融循环下FRP筋混凝土界面黏结强度时精度更高、泛化性能更强．

• 基于相对结构度的水泥固化压实土力学与变形特性研究

  李吴刚,李想,杨钢,孙秀丽,刘文化,邵伯

  由于胶结作用和孔隙结构的影响，结构性土的力学与变形特性显著区别于重塑土．为了解结构性土的特性，采用人工制备水泥固化压实土，并通过固结试验和固结排水剪切试验对其相对结构度及其衰变规律展开研究．详细分析了胶结作用和初始孔隙比对水泥固化压实土压缩特性与剪切特性的影响，并根据压缩试验结果建立了适用于水泥固化压实土的相对结构度发展式，最后采用所提出的相对结构度发展式对水泥固化压实土的剪切特性进行分析．研究结果表明，相对结构度的衰变速率随着水泥掺量的增大而减小，但初始孔隙比并不影响水泥固化压实土变形过程中相对结构度随塑性体应变的衰变速率；水泥固化压实土的峰值应力与相对结构度有关，并随着相对结构度的降低而减小．

• 聚乙烯醇纤维掺量对高延性地聚合物混凝土早期抗裂和收缩性能影响

  李杉,周郑州,卢亦焱,王喆,安俊澎

  研究了聚乙烯醇(PVA)纤维掺量对高延性地聚合物混凝土早期塑性收缩开裂、干燥收缩和自生收缩的影响．结果表明，与地聚合物混凝土相比，掺PVA纤维的高延性地聚合物混凝土抗开裂性能和抗收缩性能显著提高，PVA纤维体积掺量为2%的地聚合物混凝土抗开裂和抗收缩性能最好．基于试验结果，建立了收缩预测模型，该模型能够一定程度反映地聚合物混凝土早期收缩特征．

• 基于综合性能试验的混凝土早期开裂行为研究

  王骞,郑忠良,尤博,张兆彪,李宇翔,曹明莉

  为提高混凝土的早期抗裂性能，突破单因素改善其早期稳定性，进行了多因素补偿混凝土各性能缺陷方面的研究．基于调控混凝土配合比开展了胶凝材料水化热、混凝土早期收缩试验和大板加速开裂试验．通过相关收缩机理分析了不同混凝土拌和物的开裂行为；运用双参数Weibull分布分析试验结果，得出了混凝土大板裂缝经时开裂规律．试验结果表明：采用高效稳定型聚羧酸减水剂可以增加浆体的和易性，结合66.7%矿物掺合料(粉煤灰和矿渣粉与水泥质量比)、较好级配碎石和0.29的水胶比有利于延长混凝土的初裂时间和控制裂缝宽度，即提高混凝土的早期抗裂性能．同时，该调控手段也可以降低浆体的水化热，提高混凝土的抗压强度．此外，混凝土裂缝宽度的经时变化规律很好地服从双参数Weibull分布．

• AlGaN/GaN HEMT器件高温栅偏置应力后栅极泄漏电流机制分析

  陈欢欢,张贺秋,邢鹤,夏晓川,张振中,蔡涛,叶宇帆，郭文平，席庆南，黄慧诗，梁晓华，梁红伟

  AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的栅特性会受到温度应力和电应力的影响.在高温栅偏置(HTGB)应力下,器件的栅特性会发生退化,如栅极泄漏电流增大.为了研究退化机理,分析了AlGaN/GaNHEMT在栅电压为-2V时,250℃高温应力作用后的栅极泄漏电流机制.随着HTGB时间的增加,栅极泄漏电流持续增大,受到应力器件在室温下静置后栅极泄漏电流密度恢复约20%.结果表明,在正向偏置范围内,栅极泄漏电流是由热电子发射(TE)引起的.在反向偏置范围内,普尔-弗伦克尔(PF)发射在小电压范围内占主导地位.阈值电压附近的范围由势垒层中的陷阱辅助隧穿(TAT)引起;在大电压范围内,福勒-诺德海姆(FN)隧穿导致栅极发生泄漏.

• 基于语义分割的车位检测算法研究

  李伟东,李冰,朱旭浩,李乐

  作为自动泊车系统中至关重要的一环，车位检测算法的精度直接决定自动泊车系统的好坏．目前，基于语义分割的车位检测算法主要有两个问题：一是分割网络参数量较大，难以满足移动端部署；二是后处理提取算法复杂，难以满足实时检测要求．针对这两个问题，设计一种通过检测车位线来获取停车位的车位检测算法．采用深度可分离卷积和非对称卷积相结合的方式设计车位线分割网络UFAC-Net，并提出一种更为简洁的车位线提取算法．实验结果表明：UFAC-Net模型(UFAC-Net2)分割的平均像素精度为83.07%，平均交并比为73.05%，模型参数量为3.1MB，达到目前PSVdatasets上最好的分割精度；车位检测算法可检测复杂情况下的平行、垂直、倾斜3种类型的车位，在自定义测试集中精准率为99.23%，召回率为99.12%，单张图像检测时间为32.2ms，具有良好的检测性能．

• 基于最小距离法的稳健群组变量选择

  李冬梅,王明秋,王秀丽

  在研究存在异常值的logistic回归模型时，发现如果使用极大似然估计(MLE)方法进行参数估计，那么异常值引起的偏差不是造成参数估计过大而是导致参数向量内爆即参数向量收缩为零向量，此时如果进行群组变量选择很可能会忽略一些重要变量．因此针对具有组结构的logistic回归模型，为处理解释变量存在异常值时的群组变量选择问题，将基于最小距离法的稳健估计(L2E)方法与已有的3种群组变量选择方法和3种双层变量选择方法结合，在此基础上利用Majorization-Minimization(MM)算法对目标函数进行求解．通过数值模拟比较了基于L?2E方法和MLE方法在模型具有组稀疏和双层稀疏的情况下，6种变量选择方法在不同维数下的有限样本表现，结果不仅验证了L?2E方法在存在异常值的logistic回归模型参数估计中的稳健性，而且指出了在这6种变量选择方法中使用GroupBridge方法进行变量选择的准确度更高．