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水蒸气跨声速流动中非平衡相变与激波的耦合作用

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工程热物理学报 2013年第7期34卷 1347-1351页

作者：杨勇于欢沈胜强牟兴森刘瑞周士鹤大连理工大学辽宁省海水淡化重点实验室辽宁大连116024

引入水蒸气非平衡相变的动力学模型和水蒸气真实物性模型,建立了水蒸气跨声速非平衡流动的守恒型数值计算模型,采用Roe-FDS计算格式数值捕捉了水蒸气超声速流动中的非平衡相变与激波效应,在此基础上开展了气动激波与凝结激波的耦合计算... 详细信息

引入水蒸气非平衡相变的动力学模型和水蒸气真实物性模型,建立了水蒸气跨声速非平衡流动的守恒型数值计算模型,采用Roe-FDS计算格式数值捕捉了水蒸气超声速流动中的非平衡相变与激波效应,在此基础上开展了气动激波与凝结激波的耦合计算,分析了气动激波波锋面与凝结激波波锋面相遇时,气动激波与非平衡相变之间的相互作用规律。研究显示,随着背压的不断升高,气动压缩激波不断向喷管喉口位置推移。当气动激波发生在凝结激波的下游位置时,气动激波的耗散效应使得喷管内的液相质量分数逐渐减小而不会对上游的非平衡相变和凝结激波产生影响。当气动激波随背压继续上行与气动激波交汇时,气动激波强烈的耗散效应使得凝结激波特征迅速减弱,非平衡相变逐渐退化到喷管边界区域,而气动激波由于受到凝结激波的强烈干扰,激波强度迅速减弱,显现出明显的斜弱激波特征.当气动激波上行至喷管喉口附近时,X型凝结激波逐渐消退,非平衡相变在喷管主流区消失。

关键词：水蒸气非平衡相变激波耦合作用

大型低温多效蒸发海水淡化装置传热过程热力损失分析

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化工学报 2014年第9期65卷 3366-3374页

作者：沈胜强周士鹤牟兴森郭亚丽大连理工大学能源与动力学院辽宁省海水淡化重点实验室辽宁大连116024

基于低温多效蒸发海水淡化装置的各种阻力和海水沸点升高(BPE)关联式,计算了海水淡化装置中流动阻力、海水沸点升高等造成的传热过程热力损失,分析了各项热力损失在各效蒸发/冷凝器中的分布、随蒸发/冷凝器数量的变化规律等。结果表明:... 详细信息

基于低温多效蒸发海水淡化装置的各种阻力和海水沸点升高(BPE)关联式,计算了海水淡化装置中流动阻力、海水沸点升高等造成的传热过程热力损失,分析了各项热力损失在各效蒸发/冷凝器中的分布、随蒸发/冷凝器数量的变化规律等。结果表明:产水量、浓缩比和加热蒸汽温度等参数均保持不变的前提下,总的热力损失随着装置的蒸发/冷凝器数量而增加;BPE引起的热力损失占最大比例,但流动阻力引起的热力损失不可忽略。通过对海水淡化装置热力损失的分析,提出了低温多效蒸发海水淡化装置'小温差、低流阻、饱和态、高敏感'的工作特征理论。

关键词：海水淡化多效蒸发传热热力学过程热力损失沸点升高工作特征

低温多效蒸发海水淡化装置中流动阻力对传热温差的影响

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西安交通大学学报 2015年第5期49卷 30-35,67页

作者：周士鹤郭亚丽沈胜强刘华大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024

为了确定低温多效蒸发(LT-MED)海水淡化装置中流动阻力对传热温差的影响,基于考虑阻力损失的LT-MED热力过程数学模型,计算了各项流动阻力引起的温差损失在装置各效蒸发/冷凝器中的分布,分析了蒸发/冷凝器数量、平均表观传热温差对阻力... 详细信息

为了确定低温多效蒸发(LT-MED)海水淡化装置中流动阻力对传热温差的影响,基于考虑阻力损失的LT-MED热力过程数学模型,计算了各项流动阻力引起的温差损失在装置各效蒸发/冷凝器中的分布,分析了蒸发/冷凝器数量、平均表观传热温差对阻力引起的传热温差损失的影响。结果表明:平均表观传热温差一定时,每效蒸发/冷凝器内各项阻力随蒸发/冷凝器序列数的增加先减小后增大,相应温差损失逐渐增大;随蒸发/冷凝器数量增加,管内凝结和除沫器流动阻力引起的温差损失所占比例均上升,而管束流动阻力呈下降趋势;装置中阻力引起的传热温差损失比例随蒸发/冷凝器数量增加、平均表观传热温差增大而增大,且相当可观,对装置性能的影响不可忽视。

关键词：海水淡化多效蒸发流动阻力传热

(111)取向纳米孪晶Cu的抗氧化性能及焊料润湿性

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金属学报 2024年第7期60卷 957-967页

作者：许增光周士祺李晓刘志权中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055 中国科学院大学深圳先进技术学院深圳518055 深圳先进电子材料国际创新研究院深圳518103

在先进封装产业中,(111)取向纳米孪晶Cu ((111)nt-Cu)与一般随机取向多晶组织Cu (C-Cu)相比具有多种优势,包括高强度、出色的延伸率和良好的导电性。近年来,3D封装以及器件小型化的趋势对先进封装中电镀Cu材料理化性能提出了更加严苛的... 详细信息

在先进封装产业中,(111)取向纳米孪晶Cu ((111)nt-Cu)与一般随机取向多晶组织Cu (C-Cu)相比具有多种优势,包括高强度、出色的延伸率和良好的导电性。近年来,3D封装以及器件小型化的趋势对先进封装中电镀Cu材料理化性能提出了更加严苛的要求,C-Cu直接暴露在空气中容易氧化是先进封装制程中亟待解决的问题,(111)nt-Cu成为代替C-Cu的潜在方案。本工作从Cu基体的氧化层厚度和焊料在Cu基体上的润湿性2个方面,对电镀(111)nt-Cu和C-Cu的抗氧化性能进行了深入分析研究。运用TEM、XPS表征方法,对氧化层成分与厚度进行了测量;采用EBSD和FIB等手段对Cu基体表面的晶界以及晶粒尺寸进行了测量和分析;使用SEM对2种Cu基体/氧化层界面形貌进行了精细表征。结果表明,在250℃空气气氛下,(111)nt-Cu具有比C-Cu更好的抗氧化性能。氧化时间为9 min时,(111)nt-Cu氧化层厚度仅为C-Cu氧化层厚度的43.2%。氧化12 min后,(111)nt-Cu与纯Sn反应制作的焊点的接触角比C-Cu的小26.7%,且焊料铺展面积比C-Cu的大24.6%。2种Cu基体上都生成了含有纳米晶CuO和Cu2O两相混合结构氧化层。(111)nt-Cu具有更好的抗氧化性能,原因是(111)晶面和内部的孪晶界具有更低的表面能,并且其基体表面有更小的大角度晶界面积分数,有效地限制了Cu原子向外的扩散速率。

关键词： (111)取向纳米孪晶Cu 随机取向多晶Cu 抗氧化性焊料润湿性晶界扩散

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基于液滴分析的喷雾闪蒸海水淡化模拟研究

大连理工大学学报 2021年第6期61卷 593-600页

作者：周士鹤刘新宇冯寅卞永宁沈胜强大连理工大学海洋科学与技术学院辽宁盘锦124221 大连理工大学辽宁省海水淡化重点实验室辽宁大连116024 南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江) 广东湛江524025 大连诚高科技股份有限公司辽宁大连116024 大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024

喷雾闪蒸海水淡化中液滴的闪蒸特性对于设备优化设计具有重要意义.建立了描述盐水液滴闪蒸过程的数学模型,模型考虑了液滴内部温度梯度及液滴表面的辐射换热.通过模拟计算,揭示了液滴闪蒸特性与空间距离的关系,分析了液滴初始速度、初... 详细信息

喷雾闪蒸海水淡化中液滴的闪蒸特性对于设备优化设计具有重要意义.建立了描述盐水液滴闪蒸过程的数学模型,模型考虑了液滴内部温度梯度及液滴表面的辐射换热.通过模拟计算,揭示了液滴闪蒸特性与空间距离的关系,分析了液滴初始速度、初始直径、初始盐度、初始温度以及喷射方向等参数的影响.结果表明,减小液滴初始直径、增大液滴初始速度,均有利于提高闪蒸速率;提高液滴初始温度,能够改善闪蒸效率;升高液滴初始盐度,闪蒸的速率和效率均下降;向上喷射时液滴闪蒸临界距离更短,闪蒸效率更高.

关键词：海水淡化喷雾闪蒸液滴分析数学建模

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分布式数据的最优子抽样算法研究

分布式数据的最优子抽样算法研究

作者：周士婷长春工业大学

学位级别：硕士

基于判别信息与矩阵分解的无监督特征选择方法研究

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基于判别信息与矩阵分解的无监督特征选择方法研究

作者：周士璇烟台大学

学位级别：硕士

在现实世界的应用中,高维数据无处不在,这些数据的内部通常包括基本特征、噪声、异常值和冗余特征。通常,这些数据的特征中只有一小部分是有价值的。因此,如何从原始数据中挖掘出有价值的信息是一个有趣且有意义的问题。此外,无监督学... 详细信息

在现实世界的应用中,高维数据无处不在,这些数据的内部通常包括基本特征、噪声、异常值和冗余特征。通常,这些数据的特征中只有一小部分是有价值的。因此,如何从原始数据中挖掘出有价值的信息是一个有趣且有意义的问题。此外,无监督学习不需要大型注释数据集,从而有效缓解了注释瓶颈,因此受到了广泛的关注。近年来,基于无监督学习方法发展迅速,在各种数据模式(包括图像、视频、声音、文本和图形)中得到广泛应用。这些方法的效果接近甚至有时超过了完全监督的预训练替代方案。为此,基于无监督学习和特征选择,制定了如下的研究思路:(1)传统的基于伪标签学习的特征选择方法通常忽略了数据所具有的模糊性,这可能导致性能的下降和信息的丢失。此外,这些方法生成的标签容易受到噪声、冗余和不相关特征的影响,并且其性能与生成的初始标签的质量高度相关。对此,提出了一种用于无监督特征选择任务的软标签引导的非负矩阵分解方法。该方法基于数据样本与聚类中心之间的局部距离来学习具有稀疏约束的隶属度矩阵,并将学习到的隶属度矩阵作为符合数据模糊性的伪标签来提供监督信息。(2)与单视图数据相比,多视图数据往往包含着更加丰富的内在信息。为了直接对多视图数据执行特征选择,提出了一种一致性和多样性引导的无监督多视图特征选择方法。该方法同时采用非负矩阵分解和耦合矩阵分解来充分探索多视图数据中的一致性和多样性。此外,还采用希尔伯特-施密特独立性准则进一步考虑不同视图之间的多样性,并对共识系数矩阵施加核范数正则化来保证高类内同质性和低秩性。(3)先前的特征选择方法通常利用图正则来保持几何结构,这将不可避免地增加参数调整的难度。同时,这些方法通常未能充分考虑到多视图数据中的判别信息。对此,提出了一种基于结构正则化的判别无监督多视图特征选择方法。该方法首先通过潜在表示学习来获得伪标签矩阵,以提供监督信息来指导特征选择过程。之后,设计了一种图嵌入策略,以便在不引入额外参数的前提下保持数据的几何结构。(4)先前的特征选择方法通常忽略了可能由噪音或视图特定特性引起的不一致性。此外,这些方法仅利用了数据的成对关系来提高性能,而忽略了高阶关系的重要性。对此,提出了一种用于多视图无监督特征选择任务的纯净亲和矩阵引导的超图正则化方法。该方法首先将学习到的亲和矩阵分解为一致因子和不一致因子,并引入一个多样性惩罚项,以增强每个视图中不一致因子的稀疏性,从而使学习到的一致因子比初始亲和矩阵更加纯净。之后,设计了一种自适应共识图学习策略来学习一致因子的共识表示,并基于学习到的共识表示来构造超图,以考虑数据的高阶相关性。最后,设计了一个基于几何结构保持的损失函数,来学习用于特征选择的最佳映射。

关键词：无监督学习多视图学习特征选择矩阵分解伪标签

基于NSGA-Ⅱ的多效蒸发海水淡化系统优化研究

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热科学与技术 2021年第2期20卷 112-121页

作者：周士鹤冯寅张克冲沈胜强大连理工大学海洋科学与技术学院辽宁盘锦124221 大连诚高科技有限公司辽宁大连116024 大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 辽宁省海水淡化重点实验室辽宁大连116024

热压缩多效蒸发(MEE-TVC)海水淡化系统在工程中易于实现大型化应用,因此装置的优化设计极为必要。基于热力学第一、二定律,建立系统能质平衡模型和㶲分析模型。基于总收益需求法,建立系统经济性模型。以造水比最大(GOR_(max))/比㶲耗最小(... 详细信息

热压缩多效蒸发(MEE-TVC)海水淡化系统在工程中易于实现大型化应用,因此装置的优化设计极为必要。基于热力学第一、二定律,建立系统能质平衡模型和㶲分析模型。基于总收益需求法,建立系统经济性模型。以造水比最大(GOR_(max))/比㶲耗最小(e_(d, min))和单位造水成本最低(c_(p, tot, min))为目标,建立系统多目标优化模型,利用带有精英策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)求解得到Pareto最优解集,并将单目标和多目标优化方案进行对比分析。结果表明:与初始方案相比,热力性能单目标优化方案(e_(d, min)或GOR_(max))的单位造水成本增加约20%,而多目标优化方案则对三个目标均有改善。优化结果显示,所采用的优化方法可满足工程设计精度要求,且可为决策者提供基于不同偏好的优化方案。

关键词：海水淡化多效蒸发热力蒸汽压缩多目标优化带精英策略的非支配排序遗传算法

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法向压力影响电阻应变片测量结果的机制研究

实验力学 2024年第3期39卷 278-286页

作者：杜振兴周士潮马少鹏上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

电阻应变片因具有可靠性高、测量成本低的特点而被广泛应用于工程装备变形测量领域。传统的测量场景中,应变片粘贴于构件自由表面,仅传递切向变形而不承受法向压力,现有应变片测量理论均基于此种情况推导建立。在一些特殊的测量场景中,... 详细信息

电阻应变片因具有可靠性高、测量成本低的特点而被广泛应用于工程装备变形测量领域。传统的测量场景中,应变片粘贴于构件自由表面,仅传递切向变形而不承受法向压力,现有应变片测量理论均基于此种情况推导建立。在一些特殊的测量场景中,如深海装备的应变测量,或者基于嵌入式应变片(如将应变片与复合材料一体化成型后嵌入构件内部)的应变测量等情况,应变片同时承受切向变形和法向压力作用,法向压力会导致应变片测量结果与常规场景不同。为此,需要研究法向压力对应变片测量的影响规律,厘清其影响机制,以保障这些特殊情况下测量结果的有效性。本文实验研究了不同加载历程法向压力对应变片测量结果的影响,并结合力学仿真方法分析了影响的机制。实验结果和分析表明:法向压力对应变片测量结果存在明显的影响;对于当代制备工艺生产的应变片,其影响是被测物构件的泊松效应和力学边界条件综合作用的结果,即应变片测得的结果是该点在泊松效应和力学边界条件综合作用下的真实应变。

关键词：应变测量电阻应变片法向压力泊松效应边界条件