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基于膨胀效应的超临界CO类沸腾临界点模型

物理学报 2024年

作者：张海松卢茂聪李志刚中国科学院工程热物理研究所先进能源动力重点实验室中国科学院大学

传热恶化是超临界流体（Supercutical fluid， SCF）传热研究重要问题之一，但由于SCF在跨过拟临界点时，流体存在非平衡过程，类气和类液之间的转变对传热的影响尚没有统一认识。本文假设SCF在宏观上存在类似于亚临界流动沸腾现象，通... 详细信息

传热恶化是超临界流体（Supercutical fluid， SCF）传热研究重要问题之一，但由于SCF在跨过拟临界点时，流体存在非平衡过程，类气和类液之间的转变对传热的影响尚没有统一认识。本文假设SCF在宏观上存在类似于亚临界流动沸腾现象，通过类比亚临界沸腾传热，认为超临界CO2传热恶化原因之一是由于流体膨胀导致热量不能被及时从壁面被带走，并提出一个类沸腾临界点模型。结果表明：类沸腾引起的传热恶化发生在大温度梯度下，较大的温度梯度使类过热液层覆盖在壁面，并使类气和类液呈现不同的分布形式，从而表现出不同的传热特性；当内壁温大于拟临界温度时，覆盖在壁面的过热类液焓值超过一定值会发生传热恶化，提出的理论模型能够较好的解释实验结果，此外考虑类沸腾的传热关联式，预测精度大大提高。本文从理论上建立超临界和亚临界传热之间的联系，为SCF传热恶化研究提供了新思路，丰富了超临界压力下的传热理论。

关键词：超临界CO 膨胀类沸腾传热恶化理论模型

采用水-蒸汽泵回收燃气锅炉烟气潜热的热力性能分析

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热能动力工程 2024年第7期39卷 123-130,139页

作者：卢茂聪王波张海松张功伟中国科学院大学北京100049 中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所) 北京100190 江苏中科能源动力研究中心江苏连云港222069

燃气锅炉较高的排烟温度是制约其热效率提高的重要因素之一。本文采用水-蒸汽泵技术回收燃气锅炉烟气潜热,针对兆瓦级燃气锅炉建立理论模型,分析提高热网回水温度、空气温度和湿度及过量空气系数等因素对燃气锅炉热效率的影响规律,并对... 详细信息

燃气锅炉较高的排烟温度是制约其热效率提高的重要因素之一。本文采用水-蒸汽泵技术回收燃气锅炉烟气潜热,针对兆瓦级燃气锅炉建立理论模型,分析提高热网回水温度、空气温度和湿度及过量空气系数等因素对燃气锅炉热效率的影响规律,并对锅炉的热力性能进行了优化分析。结果表明:当热网回水温度为45℃、空气温度为0℃、空气相对湿度为60%时,燃气锅炉的排烟温度可降低至26.2℃,热回收效率可达到83.6%,锅炉热效率可达到106.6%;随着热网回水温度的升高,系统回收烟气潜热的能力逐渐降低,当热网回水温度超过68℃时,系统不能回收烟气潜热;空气温度和过量空气系数对锅炉热效率的影响相对较小;以7 MW热负荷锅炉为例,对水-蒸汽泵回收潜热进行了初步技术经济分析,表明投资回收期约为7年。

关键词：燃气锅炉潜热回收全热交换热力性能

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厚层阻尼橡胶支座的震振双控性能研究

厚层阻尼橡胶支座的震振双控性能研究

作者：卢梓聪广州大学

学位级别：硕士

针对地铁上盖建筑需要震振双控的问题,本文根据单自由体系的运动特性,创新地提出一种新型地铁上盖建筑用震振双控橡胶支座——厚层阻尼橡胶支座(TLDRB),改进了一个水平力学模型用于模拟TLDRB在水平方向上的运动特性,并提出了一个用于模... 详细信息

针对地铁上盖建筑需要震振双控的问题,本文根据单自由体系的运动特性,创新地提出一种新型地铁上盖建筑用震振双控橡胶支座——厚层阻尼橡胶支座(TLDRB),改进了一个水平力学模型用于模拟TLDRB在水平方向上的运动特性,并提出了一个用于模拟橡胶支座在纯压工况下的竖向力学模型。本文阐述了TLDRB设计思路,通过力学性能试验、有限元分析和现场振动试验等方式,研究TLDRB的三维力学性能和隔振性能,以及形状系数对于TLDRB三维力学性能的影响,主要内容如下:(1)设计了厚层阻尼橡胶支座、厚层橡胶支座、阻尼橡胶支座和普通橡胶支座4个不同构造的橡胶支座,采用拟静力试验的方法对支座进行4种不同压力、5种水平位移组合的压剪耦合工况和4种不同压力的纯压工况研究,检验支座的三维力学性能。通过对比4种不同构造的支座在不同工况下的滞回曲线,研究了橡胶材料和单层橡胶厚度对于橡胶支座力学性能的影响。试验结果表明所提出的TLDRB与普通橡胶支座相比,不会显著地改变橡胶支座的水平力学性能,还能有效提高橡胶支座的水平和竖向耗能能力。TLDRB支座的竖向承载力满足规范要求,且有效降低了支座的竖向刚度。(2)通过理论分析方法提出了TLDRB的水平和竖向力学模型,对比分析了TLDRB的力学模型模拟结果和试验结果之间的误差。TLDRB的力学模型的拟合结果显示,水平力学模型关于力和滞回耗能的拟合最大误差分别为1.54%和7.21%,竖向力学模型关于位移和滞回耗能的拟合最大误差分别为1.22%和4.67%,表明所提出的TLDRB的三维力学模型具有良好的准确性。(3)设置了7种具有不同第一和第二形状系数的橡胶支座,通过ABAQUS软件进行有限元模拟分析,研究了橡胶支座的第一和第二形状系数对橡胶支座的竖向刚度、水平力学性能和支座稳定性能的影响。有限元参数分析结果表明,第一形状系数不会影响支座的水平性能,但当支座的第二形状系数小于3.5时,支座的稳定性会显著下降。(4)在地铁出入段上方设置了一块160mm厚的混凝土楼板,在楼板的四个角落通过设置3种不同的橡胶支座(厚层阻尼橡胶支座、厚层橡胶支座和厚肉橡胶支座)和不设置橡胶支座(FB)的方式,分别代表了三种不同类型的隔振楼板和非隔振模型。通过锤击法进行了不同楼板的模态测试,研究了橡胶支座的对楼板竖向模态的影响。测试结果表明,安装橡胶支座的隔振楼板会使楼板结构增加振动模式为整体上下平动的第一阶竖向模态。隔振楼板安装的支座竖向刚度越低,楼板的竖向一阶模态频率点就越小。各类型楼板的模态阻尼比会随着模态阶数的下降而下降,而隔振楼板的模态阻尼比下降速度快于非隔振模型楼板。(5)对隔振和非隔振楼板进行地铁振动响应试验研究,对比分析不同楼板的地铁振动隔振效果,研究了3种橡胶支座的隔振能力以及不同竖向刚度对橡胶支座隔振效果的影响。测试结果表明:TLDRB能有效的减少地铁振动能量,TLLNR的隔振效果与TLDRB的差异不大,竖向刚度更低的TRB的隔振效果更好,而不设置橡胶隔振支座的FB的会放大地铁振动能量。(6)研究结果表明,与普通的橡胶支座相比较,所提出的TLDRB具有良好的水平力学性能和三维耗能能力,满足竖向承载力的要求,有效地降低了竖向刚度,还能有效衰减地铁振动的能量,达到震振双控的目的。

关键词：厚层阻尼橡胶支座压剪试验纯压试验三维力学模型有限元分析现场振动试验

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金字塔点阵单元力学性能多目标优化

机械科学与技术 2024年第5期43卷 882-890页

作者：张坤李建卢福聪广西大学土木建筑工程学院南宁530004 中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999

本文以金字塔点阵单元的平压与剪切比极限承载力作为优化目标,基于遗传算法(GA)和响应面法(RSM)对结构参数进行多目标优化,并对优化结果进行有限元和试验验证。研究结果表明:基于遗传算法预测的优化结构与一般结构相比,其平压与剪切比... 详细信息

本文以金字塔点阵单元的平压与剪切比极限承载力作为优化目标,基于遗传算法(GA)和响应面法(RSM)对结构参数进行多目标优化,并对优化结果进行有限元和试验验证。研究结果表明:基于遗传算法预测的优化结构与一般结构相比,其平压与剪切比极限承载力预测结果分别提高了30.1%和91.6%;在优化结果验证方面,通过有限元分析得到的优化结构平压和剪切比极限承载力分别提高了39.7%和90.5%;通过试验获得最优结构的平压比极限承载力较一般结构提高了44%。有限元分析和试验均验证了本文优化方法的有效性,可将其推广应用于点阵结构的优化设计。

关键词：金字塔点阵单元力学性能遗传算法多目标优化

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一种嵌合互质阵列的离网水声信号方位估计方法

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电讯技术 2024年

作者：邢传玺谈光枝冉艳玲卢茂孟强云南民族大学电气信息工程学院云南省无人自主系统重点实验室

针对水听器互质阵列存在无法有效利用全部阵元信息和海洋噪声影响下传统算法波达方向（Direction-of-Arrival，DOA）估计性能下降的问题，提出了一种结合互质阵列内插值及信号子空间拟合的离格稀疏贝叶斯水声信号方位估计方法。首先，... 详细信息

针对水听器互质阵列存在无法有效利用全部阵元信息和海洋噪声影响下传统算法波达方向（Direction-of-Arrival，DOA）估计性能下降的问题，提出了一种结合互质阵列内插值及信号子空间拟合的离格稀疏贝叶斯水声信号方位估计方法。首先，采用互质阵列接收水声信号，通过虚拟阵元内插对虚拟域中缺失孔洞进行填充，通过最小化原子范数的设计和内插虚拟阵列协方差矩阵的重建，将阵列接收信号全部信息用于DOA估计。其次，通过重建后的协方差信号子空间对接收信号进行重构，有效降低了背景噪声干扰。最后利用空域稀疏性，推导出重构信号的离格稀疏表示模型，采用贝叶斯学习求解出信源信号的最大后验概率，实现了目标方位估计。仿真表明，利用7阵元可以有效估计12个信源角度，在信噪比为-20dB时，所提算法相较于互质内插值阵列下的ROOTMUSIC（ROOT Modified Multiple Signal Classification，ROOTMUSIC）算法估计性能提高了46.89%。在快拍数为256时所提算法相较于互质内插值阵列下的ROOTMUSIC算法估计性能提高了22.12%。研究结果表明，所提方法能够有效利用虚拟阵列所提供的自由度，可有效去除噪声干扰，在定位精度、算法鲁棒性上均有更优的性能。

关键词： DOA估计内插阵元互质阵列子空间信号重构离格稀疏贝叶斯

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计算机辅助古籍版本校勘系统的设计与实践

古汉语研究 2024年第1期 116-125,128页

作者：周晓文张健卢宝聪北京师范大学文学院/民俗典籍文字研究中心北京100088

同一部古代文献的不同版本,其字形和内容差异很大。古籍字料库、资料库的建立,为研制基于资料库的古籍计算机辅助版本校勘和编撰系统提供了可行性。计算机辅助版本校勘以计算机自动比对为基础,以大规模数据库、资源库建设为依托,极大地... 详细信息

同一部古代文献的不同版本,其字形和内容差异很大。古籍字料库、资料库的建立,为研制基于资料库的古籍计算机辅助版本校勘和编撰系统提供了可行性。计算机辅助版本校勘以计算机自动比对为基础,以大规模数据库、资源库建设为依托,极大地提高了校勘和编撰的效率和准确性,促进了传统人文研究手段与方法的改进,对校勘学的发展和古籍现代化具有重要意义。

关键词：校勘自动校勘校对古籍整理

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阿尔卑斯古近纪火山活动的沉积记录及其地质意义

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地球科学 2024年

作者：芦刚高亮王长城陈兴聪卢喜和 Wilfried Winkler 成都理工大学能源学院山东石油化工学院石油工程学院瑞士苏黎世联邦理工大学

在始新世中期至渐新世早期，欧洲板块和亚得里亚板块发生碰撞，导致了阿尔卑斯造山带的大规模岩浆活动，由于后期隆升剥蚀无法保存，而弧后盆地中同时期的沉积火山碎屑岩记录了这一构造事件。本文针对该套沉积火山碎屑岩，开展了地质年... 详细信息

在始新世中期至渐新世早期，欧洲板块和亚得里亚板块发生碰撞，导致了阿尔卑斯造山带的大规模岩浆活动，由于后期隆升剥蚀无法保存，而弧后盆地中同时期的沉积火山碎屑岩记录了这一构造事件。本文针对该套沉积火山碎屑岩，开展了地质年代学与地球化学等方面的研究，揭示了阿尔卑斯造山带的火山活动和构造演化特征。本次研究表明：火山碎屑岩中的锆石年龄峰值主要集中在～47Ma、40Ma和37Ma，并且锆石的Hf同位素呈现负值，说明其主要形成于板块俯冲过程中部分地壳熔融的岩浆中。此外，通过对岩浆锆石同位素计算地壳厚度的变化，说明了阿尔卑斯造山带不仅存在由于板块俯冲碰撞引起的地壳垂直挤压增厚，还存在俯冲板片拉伸引起的地壳伸展变薄。

关键词：火山碎屑岩岩浆锆石 U-Pb年龄 Eu值地壳厚度

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点阵夹芯梁的自由振动特性研究

机械设计与制造 2024年

作者：农立彦卢福聪吴泽伟何宗誉广西大学土木建筑工程学院

论文推导出了两端简支金字塔型点阵夹芯梁的线性动力学方程，得到了点阵夹芯梁固有频率的理论解，并采用有限元数值模拟进行验证，结果表明论文的理论解与数值解一致；在此基础上，再进一步推导了不同拓扑结构的点阵夹芯梁的线性动力学... 详细信息

论文推导出了两端简支金字塔型点阵夹芯梁的线性动力学方程，得到了点阵夹芯梁固有频率的理论解，并采用有限元数值模拟进行验证，结果表明论文的理论解与数值解一致；在此基础上，再进一步推导了不同拓扑结构的点阵夹芯梁的线性动力学方程，分析了芯层间芯子中心节点和结构参数对点阵夹芯梁固有频率的影响。结果表明，芯层间芯子中心节点会增强弯曲刚度使点阵夹芯梁的固有频率变大，点阵夹芯梁的固有频率随梁的长度的增加而减小，随芯层的高度的增加而增加，随芯杆半径的增大先增大后减小。论文的研究结论对点阵夹芯梁结构参数的合理设计有一定的指导意义。

关键词：点阵夹芯梁自由振动固有频率动力学方程有限元

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曲面双叉戟自锁吸能系统设计及吸能性能研究

力学季刊 2024年第3期 706-716页

作者：朱一林钟朋傅烨卢福聪西南石油大学工程安全与防护研究院土木工程与测绘学院四川大学灾变力学与工程防灾四川省重点实验室广西大学土木建筑工程学院

自锁吸能系统无需外加约束或内部连接即可抵挡外部冲击而不发生元件飞溅，在吸能防护领域引起了广泛关注．然而，现有吸能系统大多为块体式平面自锁吸能系统，无法对曲面构筑物提供有效防护．为此，本文发展了一种能与曲面构筑物紧密贴... 详细信息

自锁吸能系统无需外加约束或内部连接即可抵挡外部冲击而不发生元件飞溅，在吸能防护领域引起了广泛关注．然而，现有吸能系统大多为块体式平面自锁吸能系统，无法对曲面构筑物提供有效防护．为此，本文发展了一种能与曲面构筑物紧密贴合的新型曲面自锁能量吸收系统．吸能系统由曲面双叉戟状薄壁管组装构成，结构简单、易于生产且可灵活拆装．基于有限元仿真，本文进而系统地研究了曲面双叉戟状薄壁管系统和单管的吸能特性．结果表明：当系统受冲击时，管件的齿状结构及齿间管槽可限制相邻管件的位移，使系统在冲击载荷作用下能够实现自锁；管件在冲击过程中始终与曲面构筑物保持贴合；此外，吸能系统仅受冲击侧管件参与变形．因此，曲面自锁系统可对曲面构筑物提供有效的防护，并且可重复利用，具有较高的经济性．

关键词：能量吸收自锁结构曲面结构薄壁结构力学超材料