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基于离散单元法的不同含水率土壤在转鼓中的流动行为研究

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计算力学学报 2024年第4期41卷 659-665页

作者：陈萌瑶周连勇黄泽廖晓玲赵永志浙江大学能源工程学院化工机械研究所杭州310027 杭州市特种设备检测研究院杭州310003

机械化学法修复POPs污染土壤应用前景良好,但由于无法通过实验手段获取球磨罐内颗粒运动信息,难以对工艺参数进行优化。考虑到土壤颗粒在球磨罐中的流动状态与在转鼓中十分相似,本文采用离散单元法(DEM)研究不同含水率土壤在转鼓中的流... 详细信息

机械化学法修复POPs污染土壤应用前景良好,但由于无法通过实验手段获取球磨罐内颗粒运动信息,难以对工艺参数进行优化。考虑到土壤颗粒在球磨罐中的流动状态与在转鼓中十分相似,本文采用离散单元法(DEM)研究不同含水率土壤在转鼓中的流动行为。为了模拟土壤的结块特性,本文采用基于JKR理论的Surface Cohesive Force模型建立土壤粘聚力模型,并以转鼓试验过程颗粒的坍塌周期和质心角为指标验证了仿真参数的合理性。根据试验与仿真的结果可得,土壤的含水率越高,转鼓中土体坍塌周期和单次坍塌块体体积越大;土壤含水率在仿真过程中以表面能极性分量为表征,含水率越高,表面能极性分量越大,土壤内聚力作用下的结块现象越明显。此外,在仿真过程中,土壤的滚动摩擦系数显著影响转鼓内土壤颗粒整体的分层效果。由于本文使用球形颗粒代替土壤团聚体,摩擦系数的选取不应限于SiO_(2)材料的摩擦系数取值范围,才能保证仿真与试验结果的一致性。

关键词：离散单元法土壤结块转鼓表面能

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机械剩余使用寿命预测模型的增量学习方法

计算机集成制造系统 2024年第4期30卷 1397-1407页

作者：董家欢邱清盈管成浙江大学机械设计研究所浙江杭州310027

机械剩余使用寿命预测模型依据设备状态监测数据样本进行寿命预测,当样本模式发生变化时,基于原模式样本训练好的模型在新模式样本上的预测表现往往较差。为使模型保留对原模式样本的处理能力,同时拓展出针对新模式样本的处理能力,提出... 详细信息

机械剩余使用寿命预测模型依据设备状态监测数据样本进行寿命预测,当样本模式发生变化时,基于原模式样本训练好的模型在新模式样本上的预测表现往往较差。为使模型保留对原模式样本的处理能力,同时拓展出针对新模式样本的处理能力,提出了3种增量学习方法:第一种方法使用新模式样本与原模式样本的标签值构建损失函数;第二种方法在第一种方法基础上增加了模型参数初始化步骤;第三种方法在第一种方法的损失函数中增加了表示当前模型与原模型参数分布差异的正则化项。在涡扇发动机数据集上进行了不同学习方法的对比实验,结果表明所提方法实现了增量学习的目标,其中第三种方法在模型预测准确度和模型训练时长两方面取得了最优的综合表现。

关键词：剩余使用寿命涡扇发动机深度学习增量学习

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涡轮泵用动静压型机械密封性能数值分析

航空动力学报 2024年第8期39卷 421-432页

作者：孟祥铠肖远航赵文静江锦波彭旭东浙江工业大学化工过程机械研究所杭州310032

针对密封端面液氧的低动力黏度难以成膜的特性,提出一种动静压结合型机械端面密封。考虑节流孔的静压效应和液膜空化效应,建立了液膜的有限元分析模型,研究了动静压型机械密封的工作原理,分析了端面动静压结构几何参数对密封性能的影响... 详细信息

针对密封端面液氧的低动力黏度难以成膜的特性,提出一种动静压结合型机械端面密封。考虑节流孔的静压效应和液膜空化效应,建立了液膜的有限元分析模型,研究了动静压型机械密封的工作原理,分析了端面动静压结构几何参数对密封性能的影响规律。研究结果表明:动静压型机械密封的节流孔将静压效应引入密封端面,螺旋槽在提高液膜动压效应基础上将经节流孔流入的介质泵送回密封腔,提高了上游泵送量。在研究范围内,推荐的动静压结构几何参数的优选范围如下:螺旋槽槽台宽比为0.6~0.7、槽坝比为0.6~0.7、槽深为12~15μm、螺旋角为15°~18°,静压节流孔孔径为0.4~0.5 mm、节流孔个数为6~12个。

关键词：动静压型机械密封液氧有限单元法节流孔涡轮泵

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包覆式猕猴桃气动无损采摘机构设计与试验

中国农机化学报 2024年第6期45卷 26-31,41页

作者：王睿远王佳虹晏毓朱国宏叶宏宝杭州乔戈里科技有限公司杭州市310051 浙江省农科院农业装备研究所杭州市310021

为解决猕猴桃采摘过程中易刮伤果实表皮的问题,设计一种新型的包覆式气囊夹爪,基于气动控制气囊的膨胀与收缩,实现果实的收纳与包覆,并通过增加果实与夹爪的受力面积,减少夹爪对果实的挤压,在保证果实不受损伤的前提下提高采摘成功率。... 详细信息

为解决猕猴桃采摘过程中易刮伤果实表皮的问题,设计一种新型的包覆式气囊夹爪,基于气动控制气囊的膨胀与收缩,实现果实的收纳与包覆,并通过增加果实与夹爪的受力面积,减少夹爪对果实的挤压,在保证果实不受损伤的前提下提高采摘成功率。以底部向上捕捉、剪切收获果实的采摘方式,设计气囊夹爪的机械结构;通过有限元模拟,对采摘过程中气囊与果实的受力情况进行分析,证明设计的夹爪受力点主要在气囊夹爪上下表面,贴合性高。经过实地采摘试验,测试不同气压下气囊夹爪的采摘成功率以及损伤率,确定夹爪气压为40 kPa时,采摘效果最好,成功率达95%,损伤率曲线与手工采摘最为相似。

关键词：猕猴桃采摘机构末端执行机构气动装置

基于遗传-模式搜索算法的微尺度管控区域大气污染物PM2.5溯源

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浙江大学学报（工学版） 2024年第6期58卷 1296-1304页

作者：董红召金灿唐伟佘翊妮林盈盈浙江工业大学智能交通系统研究所浙江杭州310014 杭州市生态环境科学研究院浙江杭州310014

针对微尺度管控区域可能发生的大气污染提出有效的靶向诊断方法-结合高斯烟羽模型和遗传-模式搜索算法的大气污染物分布式溯源方法.将污染源反算模型得到的污染物理论质量浓度与传感器网络观测值的数据对应关系作为目标函数,使用模式搜... 详细信息

针对微尺度管控区域可能发生的大气污染提出有效的靶向诊断方法-结合高斯烟羽模型和遗传-模式搜索算法的大气污染物分布式溯源方法.将污染源反算模型得到的污染物理论质量浓度与传感器网络观测值的数据对应关系作为目标函数,使用模式搜索算法嵌入遗传算法加快反算模型的搜索过程,反算得到污染源强度和位置.依托杭州市亚运板球场馆大气感知器网络进行实验验证,监测2021年10月PM2.5质量浓度、气象数据,对所提出的混合式大气污染溯源方法进行实验验证.实验结果表明:改进遗传-模式搜索算法对于多维变量的搜索效果较好,能快速精准地反算污染源的位置和强度,可以为微尺度管控区域突发性气体污染防治提供应急决策参考.

关键词：源强反算遗传-模式搜索算法高斯烟羽模型微尺度管控颗粒物污染溯源

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水声材料声振特性的驻波管测量方法

声学学报 2024年第4期49卷 905-912页

作者：李水易燕莫喜平刘永平何涛佟昊阳杭州应用声学研究所杭州311400 中国科学院声学研究所北京100190

提出了一种基于驻波管的测量方法,以获得水声材料在静水压条件下的声学和振动特性参数。设计了带有气压补偿功能的低频发射换能器,作为驻波管的声源,通过水柱将换能器的平面活塞振动耦合到水面下的被测样品。在被测样品背衬上安装加速度... 详细信息

提出了一种基于驻波管的测量方法,以获得水声材料在静水压条件下的声学和振动特性参数。设计了带有气压补偿功能的低频发射换能器,作为驻波管的声源,通过水柱将换能器的平面活塞振动耦合到水面下的被测样品。在被测样品背衬上安装加速度计,测量样品背面振速;同时在管壁中嵌入一对水听器,测量水柱声压。导出样品声波入射面的振速和声压,进而计算出样品前表面和背衬面之间的振速传递系数(去耦系数)、样品的输入阻抗和声压反射系数。建立低频驻波管测试系统,声管尺寸为内径300 mm、外径600 mm、高3 m,工作频率范围100~1000 Hz,利用水层样品和多层穿孔橡胶样品开展了实验研究。实验结果显示,测量数据与仿真计算数据吻合较好,验证了测量方法的有效性。

关键词：水声材料声振特性驻波管测量方法

基于改进自抗扰控制的电动伺服系统机械谐振抑制方法

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系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 309-317页

作者：莫昱唐旭东北京机械设备研究所北京100854

导弹发射和飞行过程中,电动伺服系统受发动机点火、气动负载、舵面冲击等载荷作用下,加大结构的磨损,导致系统结构间隙的存在,极大地降低了传动刚度,并加剧谐振带来的危害。本文提出改进自抗扰控制器(active disturbance rejection cont... 详细信息

导弹发射和飞行过程中,电动伺服系统受发动机点火、气动负载、舵面冲击等载荷作用下,加大结构的磨损,导致系统结构间隙的存在,极大地降低了传动刚度,并加剧谐振带来的危害。本文提出改进自抗扰控制器(active disturbance rejection controller,ADRC)以改善电动伺服系统的位置跟踪特性。首先分析了电动伺服系统的机械谐振机理,设计了线性自抗扰控制器,利用改进粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法进行控制参数寻优,并进行了仿真分析验证了该方法的可行性,最后电动伺服系统试验结果验证了改进ADRC的有效性,提高电动伺服系统的动态和稳态性能。

关键词：电动伺服系统谐振自抗扰控制器改进粒子群优化算法

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基于线粒体COI序列片段研究华鳈不同地理群体及其他鳈属鱼类的遗传多样性

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浙江农业学报 2024年

作者：黄辉储忝江谢楠刘凯杭州市农业科学研究院水产研究所

鳈属（Sarcocheilichthys）鱼类是东亚地区常见小型淡水鱼类，并具有一定的养殖开发潜力。深入了解鳈属鱼类的遗传结构及其地域变异，对科学制定保护计划和可持续利用野生资源具有重要意义。试验采用鳈属鱼类包括小鳈（S. parvus， XQ... 详细信息

鳈属（Sarcocheilichthys）鱼类是东亚地区常见小型淡水鱼类，并具有一定的养殖开发潜力。深入了解鳈属鱼类的遗传结构及其地域变异，对科学制定保护计划和可持续利用野生资源具有重要意义。试验采用鳈属鱼类包括小鳈（S. parvus， XQ）20尾，江西鳈（S. kiangsiensis， JXQ）20尾，黑鳍鳈（S. nigripinnis， HQQ）20尾，东北鳈（S. lacustris， DBQ）24尾，华鳈（S. sinensis）淮河群体(HQHH)20尾、闽江群体(HQMJ)17尾、江西群体(HQJX)15尾和建德群体(HQJD)17尾，并对每个群体的线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ（cytochrome c oxidase subunit Ⅰ， COⅠ）序列片段进行了测序和分析。试验结果表明，在获得的153个样本序列（668 bp）中，保守位点507个，变异位点154个，简约信息位点150个，碱基缺失或插入位点27个，平均转换与颠换比值为5.2。HQQ群体的单倍型多样性(Hd)最低（0. 442），HQHH群体的Hd略高于HQQ群体（0.574），DBQ群体的Hd则稍高于HQHH群体（0.707），而XQ群体的Hd最高（0.963），HQMJ和HQJX群体的Hd则略低于XQ群体（0.860、0.848）。核苷酸多样变化趋势则与Hd结果类似。153尾个体定义了56种单倍型，各群体的单倍型网络中均存在各自群体的主要单倍型，如Hap＿2、Hap＿33和Hap＿37等。基于遗传距离构建的UPGMA分子系统发育树、层次聚类树和NeighborNet分子系统发育网络表明，XQ、HQQ、JXQ和其他鳈属鱼类间遗传关系较远，而DBQ与HQHH群体间遗传关系较近。本研究利用COI序列片段评估了4个华鳈地理群体及其他4种鳈属鱼类的遗传多样性。研究结果将有助于了解华鳈不同地理群体及其他4种鳈属鱼类野生资源的遗传多样性现状，为今后华鳈以及其他四种鳈属鱼类种质资源保护及利用提供参考。

关键词：华鳈鳈属线粒体 COI 遗传多样性

稻-红螯螯虾共作模式下浮游生物的群落变化特征及其与虾生长之间的关系

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浙江农业学报 2024年第7期36卷 1537-1547页

作者：唐金玉黄福勇戴杨鑫楼宝郭水荣浙江省农业科学院水生生物研究所浙江杭州310021 杭州市农业科学研究院水产研究所浙江杭州310024 杭州市农业技术推广中心(杭州市植保植捡中心) 浙江杭州310013

为探究稻渔综合种养模式下浮游生物的群落变化特征及其与养殖对象之间的关系,2022年6月-9月采用18S rRNA基因高通量测序技术调查了浙江省海宁市6处稻红螯螯虾(Cherax quadricarinatus)养殖水体中浮游生物的群落组成及多样性的变化,并结... 详细信息

为探究稻渔综合种养模式下浮游生物的群落变化特征及其与养殖对象之间的关系,2022年6月-9月采用18S rRNA基因高通量测序技术调查了浙江省海宁市6处稻红螯螯虾(Cherax quadricarinatus)养殖水体中浮游生物的群落组成及多样性的变化,并结合Spearman相关性热图分析了优势种类和多样性指数与生长性状之间的关系。结果显示:红螯螯虾的体长、头胸甲宽、体重、增重率、特定生长率和肥满度在不同稻田间无显著差异,但体长、头胸甲宽和体重随着养殖时间的延长明显增加,特定生长率则显著下降。虾引入稻田后会相对改善水体中浮游生物的群落多样性,然而,随着养殖时间的延长,群落稳定性逐渐降低。隐藻(Cryptomonas)、衣藻(Chlamydomonas)、小球藻(Chlorella)和中剑水蚤(Mesocyclops)是共作期间常见的优势种类。浮游植物的优势种或主要种类(浮游生物中排名前50的种类)与浮游动物的变化趋势不同,前者的相对丰度逐渐增加,后者则逐渐降低。分析发现,季节变化是驱动稻虾共作模式下浮游生物群落演替的主要原因。此外,虾的摄食作用也会对群落变化产生一定影响。相关性分析显示,肥满度与小球藻生物量显著负相关,表明养殖水体的水质对虾的生长和健康状况具有重要影响,因此需平衡好水稻种植区和水产养殖区对营养水平需求不同的矛盾。

关键词：浮游生物稻渔综合种养红螯螯虾高通量测序多样性

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