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高温高压对三元预混燃料爆炸特性的影响

高压物理学报 2025年第1期39卷 64-78页

作者：朱源姜根柱王筱蓉郭宏展苏傲成江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003

乙醇/甲烷/氢气(C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2))作为一种新型的替代燃料,研究其爆炸特性对于我国新能源的可持续发展具有重要意义。在不同的当量比(0.8~1.4)、初始压力(0.1、0.2和0.4 MPa)和初始温度(370、400和450 K)下,从实验和化学动力... 详细信息

乙醇/甲烷/氢气(C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2))作为一种新型的替代燃料,研究其爆炸特性对于我国新能源的可持续发展具有重要意义。在不同的当量比(0.8~1.4)、初始压力(0.1、0.2和0.4 MPa)和初始温度(370、400和450 K)下,从实验和化学动力学角度分析了其对关键爆炸特性参数,如峰值爆炸压力、峰值爆炸压力上升速率、爆炸时间以及爆燃指数的影响。结果表明,爆炸特性参数在当量比为1.2~1.3之间时出现极值。峰值爆炸压力与初始压力呈线性正相关,而与初始温度呈线性负相关。增大初始压力,火焰锋面裂纹、胞化程度加深,峰值爆炸压力增大。此外,实验工况下评估的最大爆燃指数为20.83 MPa·m/s,表明预混燃料的燃烧处于相对安全水平。基元反应敏感性分析表明:爆燃反应与H和OH自由基密切相关,而R1、R8、R24、R96是影响爆炸反应强度最重要的4个基元反应。研究成果可为C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2)三元混合燃料在实际燃烧装置中的应用、燃料安全性评估以及爆炸事故预防提供参考。

关键词：乙醇/甲烷/氢气爆炸特性线性相关 H和OH自由基

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前置宽体竖井进水流道水泵装置特性

排灌机械工程学报 2025年

作者：陈加琦周正富施伟倪春鲁健于贤磊肖正友扬州大学电气与能源动力工程学院南水北调东线江苏水源有限责任公司徐州分公司

为解决水泵机组设备布置与泵装置性能优化之间的矛盾,提出宽体竖井设计方法.基于三维湍流数值计算方法和熵产理论,比较了宽体竖井进水流道与2个常见的尖锥形竖井进水流道的水力特性.设计制作宽体竖井进水流道水泵装置模型,并试验测试5... 详细信息

为解决水泵机组设备布置与泵装置性能优化之间的矛盾,提出宽体竖井设计方法.基于三维湍流数值计算方法和熵产理论,比较了宽体竖井进水流道与2个常见的尖锥形竖井进水流道的水力特性.设计制作宽体竖井进水流道水泵装置模型,并试验测试5个叶片角下泵装置的能量特性、空化特性和飞逸特性.结果表明:宽体竖井方案与其他2个方案的内流场相似,在设计流量工况下流速均匀度均为95%左右,加权平均角度均大于89°;不同流量工况下,3种方案水力损失均接近,竖井前段熵产仅占后段的7.47%,竖井前段宽体型线对流道能量耗散无影响;当叶片角为0°时,水泵装置效率最高达79.19%;5个叶片角的泵装置临界空化余量均小于6.0 m;当叶片角为-6°时,扬程为2.36 m的最大飞逸转速为278.6 r/min;宽体竖井的水力特性与常规竖井相近,具有可同时满足设备布置与泵装置性能需求的特点.

关键词：竖井贯流泵站进水流道宽体竖井设计数值计算模型试验

基于PSO-hpRPM算法的滑翔制导炮弹弹道优化

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控制与决策 2025年

作者：管军叶双慧易文俊江苏科技大学自动化学院南京理工大学瞬态物理全国重点实验室

针对滑翔制导炮弹在坏境高动态、状态强耦合等复杂多约束情况下弹道优化效率低、优化效果不理想等问题,提出一种基于粒子群-hp自适应Radau伪谱(PSO-hpRPM)算法的滑翔制导炮弹弹道优化方法,该方法融合了PSO算法全局搜索能力强和hpRPM算... 详细信息

针对滑翔制导炮弹在坏境高动态、状态强耦合等复杂多约束情况下弹道优化效率低、优化效果不理想等问题,提出一种基于粒子群-hp自适应Radau伪谱(PSO-hpRPM)算法的滑翔制导炮弹弹道优化方法,该方法融合了PSO算法全局搜索能力强和hpRPM算法局部优化能力出色的特点,解决滑翔制导炮弹在复杂多约束情况下的弹道优化问题.首先,建立滑翔制导炮弹动力学模型和弹道优化问题的约束条件和目标函数;其次分别采用hpRPM、PSO和PSO-hpRPM方法进行滑翔弹道优化求解,并进行三种方法的对比研究;最后,为了进一步验证所提算法的优越性,采用灰狼优化算法(GWO)和鲸鱼(WOA)和hpRPM算法相结合,设计GWO-hpRPM算法和WOA-hpRPM算法,并对三种混合优化算法进行了仿真对比研究.研究结果表明:本文提出的PSO-hpRPM算法在同时满足复杂多约束条件下,优化得到的最远滑翔弹道射程伪70 170.75s m,平均迭代收敛步数为6.6步,综合性能较其他算法更佳,优化效果良好.

关键词：弹道优化粒子群优化 hp自适应Radau伪谱启发式算法滑翔制导炮弹混合优化算法

基于一体化模型的铝合金MIG增材单道形貌、传热及流动行为研究

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机械工程学报 2025年

作者：赵文勇魏艳红胥国祥胡庆贤王耀伟江苏科技大学材料科学与工程学院南京航空航天大学材料科学与技术学院

深入理解工艺参数条件与复杂物理现象及成形质量之间的内在影响机理是获得结构合理、性能可靠、无缺陷的高质量电弧增材构件的重要前提。本研究综合考虑电弧传热、熔滴过渡、金属蒸发、熔池自由表面变形、熔池金属对流、金属熔化与凝固... 详细信息

深入理解工艺参数条件与复杂物理现象及成形质量之间的内在影响机理是获得结构合理、性能可靠、无缺陷的高质量电弧增材构件的重要前提。本研究综合考虑电弧传热、熔滴过渡、金属蒸发、熔池自由表面变形、熔池金属对流、金属熔化与凝固及焊枪与基板相对移动等多物理过程，构建了铝合金电弧增材制造电弧-熔滴-熔池一体化三维瞬态数值模型。模型中，采用流体体积分数法追踪气液自由界面，基于“局部热力学平衡-扩散近似”模型考虑鞘层复杂热效应，采用移动参考系处理焊枪与基板的相对运动，并从熔滴过渡及熔覆层形貌两方面验证了模型的准确性。基于建立的模型，模拟分析了焊接电流和熔覆速度对铝合金电弧增材单道成形形貌演变、液态金属传热和流体动力学行为的影响机理。结果表明：随着焊接电流的增加，熔覆层截面形貌由圆弧状向扁平状转变，熔池金属温度梯度和流速升高，但流动类型变化较小；随着熔覆速度的增加，熔覆层截面形貌由扁平状向圆弧状转变，熔池深度和内部金属温度梯度降低，同时液态金属整体向熔池后方流动的流动行为转变加快。

关键词：电弧增材制造数值模拟多物理场耦合传热流动

新能源汽车动力电池回收中考虑政府补贴的区块链采纳研究

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经营与管理 2025年

作者：任南吴靖宇江苏科技大学经济管理学院

根据是否采纳区块链技术和政府补贴对象的不同，构建了4种不同的动力电池回收供应链Stackelberg博弈模型，系统分析了采纳区块链技术和政府补贴对回收率、回收价格及供应链各方主体收益的影响。研究结果表明：采纳区块链技术并不必然导... 详细信息

根据是否采纳区块链技术和政府补贴对象的不同，构建了4种不同的动力电池回收供应链Stackelberg博弈模型，系统分析了采纳区块链技术和政府补贴对回收率、回收价格及供应链各方主体收益的影响。研究结果表明：采纳区块链技术并不必然导致回收率的提升；政府补贴政策的实施能够有效提高动力电池的回收率；当采纳区块链技术的成本较高时，政府应对供应商给予补贴，以促进区块链技术在回收行业的应用；若采纳区块链技术的成本较低，政府应将补贴重点放在制造商上，以刺激新能源汽车的销售。

关键词：动力电池回收闭环供应链区块链技术政府补贴 Stackelberg博弈

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基于泵阀联合调节的供暖系统节能优化运行

排灌机械工程学报 2025年

作者：李晨仇宝云严天序王慧洁赵方玲戚桂鹏扬州大学水利科学与工程学院扬州大学电气与能源动力工程学院江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心

针对居民楼供暖系统,目前的研究未实现时空精细划分控制,供暖质量差、能耗大.为满足人们供暖热舒适性需求和节能减排的目标,通过理论分析和优化调节,对居民楼供暖进行分时分区控制,实现精细化供暖.首先,根据不同时段楼栋各功能区域供暖... 详细信息

针对居民楼供暖系统,目前的研究未实现时空精细划分控制,供暖质量差、能耗大.为满足人们供暖热舒适性需求和节能减排的目标,通过理论分析和优化调节,对居民楼供暖进行分时分区控制,实现精细化供暖.首先,根据不同时段楼栋各功能区域供暖要求,计算确定居民楼分区分时最佳供暖量;其次,根据供暖系统传热特性、管路及阀门阻力特性和离心泵性能,在满足精准供暖要求的前提下,建立系统热平衡方程和变阀、变频、变频与变阀结合的系统水力平衡方程组,求解系统各出户阀门阻力和最优水泵变频转速.对郑州市某居民楼进行了供暖优化运行计算,分析比较了原设计供暖模式、变阀、变频、变频与变阀结合调节4种供暖模式的能耗,结果表明,相对于原设计运行方案,变阀优化运行、变频优化运行和变频与变阀结合优化运行的能耗分别节省12%,18%和37%;供暖量分别节省4%,20%和20%;总运行费用分别节省12%,18%和35%.

关键词：居民楼供暖系统分时分区供暖量变频与变阀节能热流量

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基于免组装有限元的车架拓扑优化设计

汽车实用技术 2025年

作者：卞翔李占营董彦龙高文亮江苏科技大学机电与动力工程学院张家港长城汽车研发有限公司

车架轻量化设计对提高整车性能具有重要意义，文章应用免组装三维帕累托（Pareto）算法对运动型多用途汽车（SUV）车架进行拓扑优化概念设计。为了提高拓扑优化在实际工程应用中的速度，该方法将免组装有限元法与基于拓扑灵敏度的拓扑... 详细信息

车架轻量化设计对提高整车性能具有重要意义，文章应用免组装三维帕累托（Pareto）算法对运动型多用途汽车（SUV）车架进行拓扑优化概念设计。为了提高拓扑优化在实际工程应用中的速度，该方法将免组装有限元法与基于拓扑灵敏度的拓扑优化算法结合，使用一致的体素单元划分网格，用压缩共轭梯度法加速有限元求解速度，得到应力和应变场，从而获得拓扑灵敏度场，用来控制结构拓扑变化。先对车架弯曲工况、扭转工况分别进行单目标拓扑优化，获得了清晰的传力路径和材料分布，了解车架各部位对弯曲刚度和扭转刚度的影响，然后通过弯扭组合多工况拓扑优化获得车架概念结构，为后续的轻量化设计提供了理论参考依据。通过该方法和HyperWorks软件的对比，各工况下都得到了相近的拓扑优化结果，证明了此方法在获得最优拓扑方面的有效性；该方法的计算时间相比HyperWorks显著降低，表明此方法在解决大型拓扑优化问题时具有显著时间优势。

关键词：车架拓扑优化拓扑灵敏度多工况优化

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浮冰碰撞下船舶舱室瞬态噪声分析及控制

中国造船 2020年第3期61卷 121-130页

作者：温华兵吴俊杰马正刚 Vasilev Evgeni 江苏科技大学能源与动力学院镇江212003

论文针对在冰区航行船舶受到浮冰碰撞时产生的舱室瞬态噪声问题,结合虚拟模态法和统计能量法,将浮冰碰撞载荷作用形式简化成三角波时域曲线,计算浮冰碰撞作用下船体结构的冲击响应。对比在开阔水域和浮冰水域航行时的船舶舱室噪声特性,... 详细信息

论文针对在冰区航行船舶受到浮冰碰撞时产生的舱室瞬态噪声问题,结合虚拟模态法和统计能量法,将浮冰碰撞载荷作用形式简化成三角波时域曲线,计算浮冰碰撞作用下船体结构的冲击响应。对比在开阔水域和浮冰水域航行时的船舶舱室噪声特性,浮冰冲击导致船首附近舱室噪声声压级显著增加,船员舱室噪声增加了12.7 dB(A)。通过在船首敷设阻尼、布置加强筋等措施抑制受浮冰碰撞区域的冲击响应及其能量传递。结果显示在船首敷设阻尼后,生活工作舱室瞬态噪声平均降低3~5 dB(A),在船首布置横向加强筋比较纵向加强筋更有利于降低舱室瞬态噪声,布置正交加强筋使生活工作舱室瞬态噪声平均降低5.69 dB(A)。研究方法对极地航行船舶舱室的瞬态噪声预报及舒适性评估具有借鉴意义。

关键词：浮冰瞬态噪声统计能量法虚拟模态法噪声控制

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惯容⁃橡胶复合隔振器动力学建模及参数识别

振动．测试与诊断 2022年第4期42卷 644-648,821页

作者：温华兵张坤刘伟昝浩江苏科技大学能源与动力学院镇江212003

针对惯容⁃橡胶复合隔振器已有数学模型不精确的问题,考虑隔振器的恢复力,建立基于力⁃位移关系的非线性数学模型。在力学特性试验的基础上,将Bouc⁃Wen模型应用于惯容⁃橡胶复合隔振器以模拟其迟滞特性,采用遗传算法对数学模型中的未知参... 详细信息

针对惯容⁃橡胶复合隔振器已有数学模型不精确的问题,考虑隔振器的恢复力,建立基于力⁃位移关系的非线性数学模型。在力学特性试验的基础上,将Bouc⁃Wen模型应用于惯容⁃橡胶复合隔振器以模拟其迟滞特性,采用遗传算法对数学模型中的未知参数进行识别,利用不同幅值和频率的试验数据对结果进行检验,并应用Simulink工具箱对识别结果进行数值仿真验证。结果表明:遗传算法可以准确识别出模型中的未知参数,激励频率为0.1~5 Hz时,试验值和仿真值的上、下幅值最大偏差分别为7.9%和8.3%;在10 Hz频段内,通过模型得到的传递率与试验传递率之间的平均误差为8%,均与试验数据有较高吻合度,验证了惯容⁃橡胶复合隔振器Bouc⁃Wen模型的正确性。

关键词：惯容器隔振器 Bouc⁃Wen模型遗传算法参数识别