2015, 37(6):511-516.
摘要:研究了一类接触率受到环境噪声干扰的随机SIS流行病模型.利用停时理论及Lyapunov分析方法,证明了该随机模型正解的全局存在唯一性与有界性.当相应的确定性模型基本再生数小于1时,证明了随机模型无病平衡点的随机渐近稳定性;当确定性模型基本再生数大于1时,揭示了随机模型的解围绕相应的确定性模型地方病平衡点的振荡行为;当确定性模型基本再生数大于1并且噪声强度较小时,证明了随机模型的解是平均持续的.另外,得到了强度较大的环境噪声可以导致疾病灭绝的结论.最后,数值模拟验证了所得理论结果的正确性.
2015, 37(6):517-519.
摘要:Wenger图Hm(q)是定义在有限域Fq上的q-正则二部图.根据二部图G=(X∪Y,E)的控制数为Y在X中的控制数与X在Y中的控制数之和,采用矩阵运算的方法在Hm(q)中通过构造含点数最少的控制集,说明了这两个控制数应该相等,从而确定了Wenger图的控制数.
2015, 37(6):520-526.
摘要:以硝酸钴和二价M (M=Zn2+,Cu2+,Ni2+)盐为原料,草酸盐为沉淀剂,通过水热过程获取MCo2(C2O4)3复合草酸盐中间体,对中间体在400~500 ℃范围内进行热处理2 h,获得自组装的MCo2O4纳米粒子超结构材料.采用热失重(TGA)、 X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分析手段,对中间体及目标产品的热稳定性、结晶度、形貌、结构进行表征.结果表明:中间体主要经历脱结晶水和草酸盐热分解两个过程,其热分解温度应高于370 ℃;获得的钴酸盐为纳米粒子的自组装超结构,纳米粒子颗粒细小均匀,粒度在15~30 nm之间;目标产品的形貌、结晶度与样品的本性及助剂的种类存在相关性.
2015, 37(6):527-534.
摘要:用手选富集与离心分离相结合的方法,从两种全硫含量相近、变质程度相近的新西兰煤和灵石煤中分离出高纯度镜质组和惰质组.在高纯Ar气氛下,分别制备了300,500,700,1 000 ℃下的显微焦.用傅里叶转换红外光谱(FTIR)研究了两种镜质组和惰质组中的脂肪氢随温度的变化规律,用X射线光电子能谱(XPS)研究了煤岩显微组分在室温至1 000 ℃热解过程中有机硫的变迁规律.结果表明,镜质组中的有机硫化物硫含量高于惰质组的,在镜质组和惰质组热解焦中,噻吩硫都占主要部分.在相同温度下,镜质组的脱硫率高于惰质组的.在温度较低时,镜质组的脱硫率相似,但当温度高于700 ℃时,热稳定性较差的镜质组显示出更高的脱硫效果.
2015, 37(6):535-539,545.
摘要:采用有限元分析软件ANSYS计算某管壳式换热器的换热管的固有频率,将其计算结果与采用相关标准(GB 151-1999和TEMA)和经验公式(Macdaff-Felga法)计算得到的固有频率结果进行分析比较.结果表明,采用有限元法计算得到的固有频率与采用GB 151-1999标准以及Macdaff-Felga法的计算结果保持一致,采用TEMA标准计算的固有频率结果小于采用其他几种方法计算的结果.另外,有限元法的计算结果显示,折流板的一阶频率在管子的一阶频率和二阶频率之间.
2015, 37(6):540-545.
摘要:建立了火灾环境下液化石油气储罐内压力响应及阀门动作过程的数学模型,模拟了装载丙烷的水平圆柱形储罐在装料比为41%时非均匀受热环境下储罐内的压力变化及阀门动作过程,预测了装料比为41%时储罐装料质量、阀门泄放率及壁面温度的变化规律.将计算结果和实验结果进行了对比,吻合良好.结果表明,阀门打开期间,压力的上升及储罐壁经受高温是导致储罐爆炸的主要因素.
2015, 37(6):546-550.
摘要:为揭示微通道内悬浮颗粒惯性聚集现象的机理,基于相对运动原理,利用数值方法研究了单个球形颗粒在方形微通道中的运动状况,并对颗粒的受力特性进行分析.研究发现:较小粒径的颗粒在较高通道雷诺数下可产生惯性聚集现象,但其受到的惯性升力在通道截面横向位置分布具有很大的波动性;惯性聚集位置随通道雷诺数的增大向通道壁面移动,随颗粒粒径的增大向通道轴心移动;颗粒旋转产生的旋转诱导惯性升力使惯性聚集位置向通道壁面移动.惯性升力分为旋转诱导升力和由剪切诱导升力及壁面诱导升力合成的非旋转诱导升力,而后者是惯性升力的决定性部分.
张光璐 , 李起耘 , 王治云 , 严祯荣 , 陆廷安 , 杨茉
2015, 37(6):551-556.
摘要:针对热电冷综合利用系统中的集热箱,抽象出一个受限方腔内两圆管的强制对流换热问题并进行了数值研究.分别对不同雷诺数Re以及不同管间距s的情况进行数值模拟.结果表明,Re较小时流体流动与换热随时间变化,最后趋于一个稳定的对称状态;当Re增加至一定值后,流体流动与换热随时间变化,处于非对称状态.随着Re的增加,流动出现振荡,流体与圆管壁面换热不断增强,计算得到的解从定态解发展为周期性振荡解、多倍周期振荡解,最终发展为混沌.对于不同管间距s,当Re≤150时,管子间距的不同对受限腔内的换热影响不是很大;当200≤Re<300时,管间距s对于流动与换热有较大的影响;但当Re≥300之后,管间距s对换热影响较小.
2015, 37(6):557-562.
摘要:以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基底采用光刻蚀法制备了具有不同粗糙度的微方柱结构疏水表面,研究了微结构疏水表面的液滴浸润特性.结果表明,微方柱高度对表观接触角影响很小,但会显著影响疏水表面液滴浸润状态的稳定性,当微方柱边长和间距一定时,存在一个临界高度,当微方柱高度大于该临界值时,液滴具有良好的稳定性.通过对不同温度下疏水表面液滴浸润状态的研究表明,在露点温度至环境温度区间内,随着温度的增加,表观接触角呈增大趋势;在环境温度至沸点温度区间内,随着温度的升高,表观接触角呈减小的趋势.研究认为,合理的微结构尺寸和应用环境温度对液滴浸润状态的稳定具有重要意义.
余徐飞 , 王治云 , 李起耘 , 黄文和 , 陆廷安 , 杨茉
2015, 37(6):563-567,576.
摘要:在较宽的雷诺数范围内,使用CFD软件、SIMPLE算法和QUICK格式,对流体横掠不同管间距的顺排密集型管束,在周期性充分发展段的流动换热进行了数值模拟.选用几何间距与经验公式中相同的管束模型进行计算,将数值结果与前人已存在的经验公式和实验结果进行比较,确保数值模拟方法的正确性.通过分析3种不同计算模型的流场、换热系数等,验证了针对高度密集管束采用周期性边界条件和对称性边界条件的合理性.将其与大间距顺排管束的流动换热特性进行对比,结果表明,密集管束换热系数最高可达大间距管束换热系数的3倍,可为工业上换热器管排布置方式提供参考.
2015, 37(6):573-576.
摘要:通过对1型糖尿病小鼠模型的研究,检测其尿液、血清、骨骼中钙、磷含量.腹腔注射链脲佐菌素(40 mg/kg),连续5 d,诱导糖尿病小鼠模型.使用钙、磷试剂盒检测血清、尿液、骨骼中的钙、磷含量.糖尿病小鼠血磷升高(P< 0.05),尿磷降低(P< 0.05),尿钙升高(P< 0.05).股骨中钙、磷(P< 0.05)含量较正常组降低,胫骨中钙含量降低(P< 0.05).研究表明,高血糖引起尿钙流失增加,继而导致骨骼钙溶出增加,骨钙含量降低.另外,高血糖引起尿磷排泄减少,从而导致高血磷状态.
2015, 37(6):577-582.
摘要:通过动物血栓体外实验,对比玉米球囊及光面球囊的血栓助溶效果.取中国白兔全血标本60份制成血栓,并分为4个球囊助溶组和1个对照组.助溶组分别采用光面球囊和玉米球囊助溶.计算血栓碎块残留率并比较组间差异.结果表明:溶栓率,所有球囊助溶组均优于对照组(P<0.05);玉米球囊组优于光面球囊组(P<0.05).血栓裂解,球囊助溶组的血栓块直径φ≥3.7血栓块残留率低于对照组(P<0.05);玉米球囊组的φ≥3.7血栓块残留率低于光面球囊组(P<0.05),而φ<3.7血栓块残留率则均高于光面球囊组(P<0.05).由实验数据可得,球囊助溶可提高溶栓率;相同压力下玉米球囊助溶效果优于光面球囊;球囊扩张压力对溶栓率及血栓裂解程度的影响均较小.
2015, 37(6):583-588.
摘要:为保证机床的加工精度和切削效率,机床的运动部件需要较高的刚度和较轻的质量.以某型号磨床的主轴箱为研究对象,建立包含主轴箱、电主轴磨头和滚珠丝杠等部件的有限元柔性多体动力学模型,运用等效静态载荷理论将柔性多体动力学分析与静态结构优化理论相结合,采用拓扑优化技术对主轴箱进行轻量化设计.与传统静态载荷下的主轴箱结构拓扑优化设计相比,该方法更适用于机床运动部件的结构轻量化设计,优化后的主轴箱结构在保证静动态性能的前提下质量减轻8.5%.
2015, 37(6):589-593.
摘要:针对车辆转向系统的液压力加载测试系统,建立传递函数模型.用时间乘以误差绝对值积分的ITAE性能指标作为评价准则,通过Matlab计算出适用于系统的最优PID控制器控制参数.使用FOMCON工具包创建分数阶PIλDμ控制器.对积分和微分环节选取分数阶参数阶次λ和μ,通过调节微分和积分环节的阶次观察对分数阶控制器的影响.通过控制性能对比,发现阶次取值在0~1范围内,积分阶次对响应的影响要比微分阶次的影响更大.固定最优PID参数,求得λ和μ最优值.仿真表明,其精度满足技术要求,分析系统伯德图可知系统工作稳定,冗余储备高.
2015, 37(6):594-599.
摘要:为了验证基于曲率模态理论和小波变换相结合的损伤识别方法在桥梁结构监测中的适用性,采用SAP2000软件创建钢桁梁桥有限元分析模型.通过调整节点处单元弹性模量的方法改变节点的连接刚度,并模拟节点的不同损伤工况,然后对结构的模态振型进行曲率模态计算.在Matlab软件中应用Bior3.9小波函数编程,提取曲率模态信号的小波变换系数得到损伤指标D值,根据小波变换模极大值法对桥梁节点进行损伤识别.研究结果表明,该方法能够较好地识别出损伤节点的位置,并且损伤指标会随着损伤程度的提高而增大,为钢桁梁桥的损伤检测和健康监测提供了一定的参考和借鉴.
2015, 37(6):600-604.
摘要:以相位的周期时长、绿灯时间作为约束条件,平均停车次数、平均延误最小作为优化目标函数,建立了信号配时优化非线性模型.以上海某一交叉口作为研究对象,将其交叉口的交通数据应用于该模型中,以Matlab为模拟环境,应用实数编码遗传算法对其求解.运行结果显示:交叉口的信号周期由145 s变为118 s,缩短了19%;车辆的平均延误由45 s/veh变为36 s/veh,下降了20%;车辆的平均停车次数由0.828 2变为0.736 1,下降了11%.研究结论表明,该方法得出的信号配时方案可以有效地减少停车延误和停车次数,优于现有控制方案及传统的Webster算法得出的方案,从而证明了此模型的实用性.
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