江苏大学学报（自然科学版）

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基于HPLC和模式识别的绿茶分类

赵杰文, 郭志明 , 陈全胜

2010, 31(3): 249-253. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.001

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为判别不同绿茶的类别,利用高效液相色谱分析茶叶中儿茶素和咖啡因等内部有效成分的质量分数,根据其质量分数利用模式识别方法进行分类.试验以5种中国绿茶为研究对象,首先,采用高效液相法分析茶叶中表没食子儿茶素、（＋）-儿茶素、表儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和咖啡因等6种有效成分的质量分数.在此基础上,分别运用线性判别分析（LDA）、K最邻近（KNN）和人工神经网络（ANN）等模式识别方法建立相关模型对5种绿茶进行判别分析,试验结果表明ANN判别模型效果最好,模型训练和预测时的判别率分别达到98%和92%.研究结果表明,利用HPLC分析茶叶中的儿茶素和咖啡因等质量分数,再结合ANN模式识别的方法可以对不同类别的绿茶进行定性判别.

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多圆弧与三角形复合织构表面的动压润滑性能

阮鸿雁 , 吕建军, 司辉, 刘会霞 , 王霄

2010, 31(3): 254-258. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.002

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合理的表面织构能有效地改善摩擦副的动压润滑性能.建立了由多圆弧及三角形复合构成的织构表面的几何模型及流体力学控制方程;应用基于N-S方程的CFD软件FLUENT,对该复合织构表面的动压润滑性能进行数值分析.结果表明,复合织构表面的压力分布更加合理,举升力明显大于两种单一织构表面产生的举升力之和,即复合织构表面动压润滑效果更好.

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油茶籽的吸附等温线及热力学性质

吴雪辉, 李昌宝, 杨公明

2010, 31(3): 259-263. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.003

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为充分了解油茶籽水分含量与水分活度、温度之间的复杂关系,运用吸附原理,通过静态调整环境湿度法,研究了油茶籽不同温度下的吸附等温线,选择5种常用数学模型进行拟合,并在此基础上分析油茶籽的热力学性质.结果表明,修正Henderson模型的拟合度最高（R2=0.999 9,RMSE=0.007 1）,根据该模型获知油茶籽在20,30,40℃下的相对安全水分含量和绝对安全水分含量分别为9.48%与8.00%,8.96%与7.57%,8.51%与7.19%.热力学性质显示,油茶籽的等量吸附热、吸附结合能均随平衡含水率的增加而不断下降,当平衡含水率一定时,吸附结合能随温度的升高而增大.

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一种标牌文字智能排版的数学模型

姚辉学, 鲁金忠, 冯爱新, 卢章平

2010, 31(3): 264-268. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.004

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针对标牌文字数控雕刻的自动化加工需要,基于非线性规划理论,建立了圆形区域内标牌文字智能排版数学模型.以圆形标牌为典型模版,雕刻文字、行数和圆形区域几何参数等作为输入,以雕刻面积最大为优化目标,以雕刻可操作性和清晰度要求为约束条件,自动计算出各行起点位置、字高和行间距等参数,实现标牌文字在圆形区域内的智能排版,得到排版后的字符笔划点位坐标,为数控雕刻提供完备的数据.最后建立了自动化雕刻系统,并进行试验验证.结果表明,模型能进行智能排版,取得清晰美观的雕刻效果,并且具有扩展性,为标牌文字排版提供一种新的方法.

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静止环境中甲醇液滴蒸发的数值模拟

倪培永, 王忠, 毛功平, 袁银男

2010, 31(3): 269-272. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.005

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采用单液滴非平衡蒸发的数学物理模型,研究了静止环境中甲醇液滴的瞬态蒸发特性,获得了不同环境压力、环境温度和液滴的初始温度条件下液滴半径和液滴温度的变化规律.结果表明,随着环境压力的升高,液滴所达到平衡蒸发温度上升,在环境温度高于临界温度时,液滴蒸发加快,而在环境温度低于液滴临界温度时,液滴蒸发减慢.随着环境温度的上升,液滴蒸发速度加快,液滴达到的平衡温度上升.液滴初始温度对瞬态加热阶段的蒸发有一定的影响,而对平衡蒸发阶段的蒸发几乎没有影响.

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坡道行驶工况下CVT传动比控制

张树培, 张友坤, 王庆年, 张雷

2010, 31(3): 273-277. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.006

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针对复杂坡道行驶工况下装有无级变速器车辆动力性和经济性现有控制策略无法实现油耗最低的问题,在分析该工况动力性和经济性的需求基础上,提出了最佳匹配线控制策略,并结合发动机台架试验,建立了Matlab/Simulink整车模型.通过大量的仿真试验确定了不同坡道工况下各种传动比所对应的燃油消耗,与动力性进行合理匹配获取最佳匹配线,确定最佳传动比的控制目标.典型工况的仿真结果表明,最佳匹配线控制能够给出传动比的精确目标控制量,实现了所要求的最佳匹配.

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基于稳态增益的主动转向系统可变传动比模型

商高高 , 洪泽, 张红党, 罗石, 何仁

2010, 31(3): 278-282. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.007

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分析了主动前轮转向系统双行星齿轮机构的工作原理,根据前轮转角的合成机理,分别建立了方向盘转角和叠加转角的运动学模型,通过比较单、双行星齿轮机构输出轴与输入轴的转速差,发现双行星齿轮机构比单行星齿轮机构的传动效率高,从而进一步推导出基于双行星齿轮机构的电机转角随方向盘转角及传动比的变化关系;为了改善汽车的动态转向特性及其在高速直线行驶时的抗干扰能力,以车速为输入变量,参考车辆系统稳态增益的变化范围,构建了可变传动比计算模型.MATLAB/Simulink仿真结果表明：通过该模型计算得到的转向系统角传动比能够随着汽车行驶工况灵活变化,主动调整前轮转角,提高了汽车的操纵轻便性和行驶安全性.

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ADSL驾驶模拟器动力学模型的改进与验证

詹军 , 管欣, 杨得军 , 王鹏

2010, 31(3): 283-287. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.008

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为了提高ADSL驾驶模拟器逼真度,研究开发了新版转向系统模型、车轮模型、制动系统模型.转向系统模型为力输入模型并计算了系统的弹性;车轮模型考虑了气胎弹性、接地印迹块动力学和接触模型;制动系统模型采用制动力矩动静摩擦分离的计算方法;从而实现了左右转向车轮协调计算、轮胎力准确计算及stand-still（起步-停车）工况、制动到零速等精确工况的仿真.通过新版模型、2000年版模型的操纵稳定性工况的仿真结果与场地试验结果的对比,验证了模型的正确性,模型精度得到了提高.

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甘蔗渣基木陶瓷的结构及性能试验

程晓农, 潘建梅, 严学华, 张成华

2010, 31(3): 288-291. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.009

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应用不同质量比的甘蔗渣和环氧树脂进行复合、热压,经真空烧结后,制得甘蔗渣基木陶瓷.利用TG-DSC对甘蔗渣基木陶瓷的热分解行为进行初步分析,利用XRD,SEM表征了所制备的木陶瓷的相组成和微观结构,研究了甘蔗渣用量对开口气孔率及摩擦性能的影响.结果表明：甘蔗渣基木陶瓷具有生物管状的多孔结构;随着甘蔗渣用量的降低,木陶瓷的石墨化程度略有提高;木陶瓷的开口气孔率随甘蔗渣用量减少而减小;摩擦系数随转速的增加而增大,随载荷的增大而减小.当甘蔗渣/环氧树脂质量比为1∶1时,木陶瓷的开口气孔率为35.12%,摩擦性能最好.

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地热水管道不锈钢管材腐蚀与结垢试验

朱立群, 陈伟, 李卫平, 刘慧丛

2010, 31(3): 292-295. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.05.001

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在模拟流动地热水环境装置中,分析了不锈钢管材在50℃条件下的表面腐蚀与结垢行为,探讨了不锈钢表面腐蚀与沉积结垢对地热水中离子浓度、自腐蚀电位和质量的影响.研究表明,不锈钢管表面有呈针状堆积的结垢物（主要为CaCO3）,而且发生了点腐蚀,腐蚀坑密度随流动地热水作用时间的延长而增加.由于不锈钢表面的点腐蚀、沉积结垢物及流动模拟地热水的冲刷导致的结垢层脱落等过程的影响,模拟地热水溶液中的Ca^2＋,Mg^2＋浓度明显下降,至600 h后基本稳定;不锈钢材料的自腐蚀电位在试验前350 h上升,而后稳定在约0.044 V;其质量由于流动模拟地热水的作用表现出不断增加的趋势.

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铝合金大厚板淬火残余应力数值分析

许晓静, 韦宝存, 房士义, 程晓农

2010, 31(3): 296-299. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.011

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基于淬火会引起铝合金大厚板很大的残余应力,并容易引起淬火变形与裂纹,恶化材料的性能,运用有限元分析软件ANSYS研究了铝合金板材尺寸、淬火介质温度对温度场、应力场和残余应力的影响.基于随温度变化的材料物性参数以及材料表面与淬火介质的换热系数,进行了淬火过程的非线性热传导分析.结果表明,随着板材厚度的增加,铝合金薄板的残余应力增加明显,而铝合金厚板的残余应力未产生太大变化;随着淬火介质温度的升高,厚板的残余应力也无明显降低;对于铝合金厚板,通过优化合金成分等措施来提高合金淬透性,才能有效降低残余内应力,并保证合金的力学性能.

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硅烷对纳米硅薄膜微结构和光学性能的影响

丁建宁, 高晓妮, 袁宁一, 程广贵, 郭立强

2010, 31(3): 300-303. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.0012

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通过改变反应气体中硅烷体积分数,采用直流偏压辅助等离子体化学气相沉积法在玻璃衬底上沉积本征氢化纳米硅薄膜.使用拉曼光谱仪、原子力学显微镜和紫外可见光透射仪对薄膜进行测试,研究不同硅烷体积分数对薄膜微结构和光学性能的影响.结果表明：当硅烷体积分数增加,晶粒尺寸增加,而晶态含量却随之下降.晶态含量的降低,使拉曼光谱中谱峰的强度降低,峰位发生蓝移,薄膜有序性随之降低;而且薄膜的光学禁带宽度随硅烷体积分数的增加而增加.当硅烷体积分数为1.3%时,沉积本征氢化纳米硅薄膜,薄膜中晶粒分布均匀,其生长存在取向性.此时晶态含量约为50%,晶粒尺寸约为2.6 nm;薄膜具有较大的光学禁带宽度,为1.702 eV,以及较高的电导率.

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耦合动力学的微型发动机燃烧特性

陈俊杰, 王谦

2010, 31(3): 304-308. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.013

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为了获得微型均质充量压燃（HCCI）自由活塞发动机着火燃烧特性参数,根据自由活塞发动机的动力学特点,建立了理想状态下的数学模型,提出了单次冲击微型HCCI自由活塞发动机工作过程的模拟方法.在单次活塞冲击情况下,耦合丙烷详细化学动力学反应机理,对微型HCCI自由活塞发动机着火燃烧过程进行了变参数研究,获得了不同混合气初始条件下着火时刻变化特性以及燃烧特性变化规律.计算结果表明：初始温度、初始压力以及燃料当量比对微型HCCI自由活塞发动机着火燃烧过程有重要的影响.

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无挡板搅拌槽内固液悬浮的试验

来永斌, 杨敏官

2010, 31(3): 309-313. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.014

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在直径为0.34 m的无挡板平底圆筒搅拌槽内,采用PBT和ZHX两种搅拌桨对固相体积分数为20%的玻璃微珠-水固液两相体系的悬浮特性进行试验研究.采用固体激光器和数码相机分别研究了搅拌桨离底间距和桨型,以及偏心搅拌时偏心率对固相颗粒的悬浮状态与悬浮临界转速及功率消耗的影响,得出了无论是同轴搅拌还是偏心搅拌,搅拌槽底部边缘角落区的颗粒都不能沿周向同时悬浮.搅拌桨离底间距较低有利于颗粒的悬浮,所耗功率愈小,在相同工况下固相颗粒的悬浮效果PBT型桨优于ZHX型桨,偏心搅拌时,颗粒悬浮临界转速和功率消耗均较同轴时的大,且随偏心率的增加而增大,因而,对高浓度固液两相体系的悬浮混合不宜采用偏心的搅拌装置操作.

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基于改进VSS LMS算法的谐波电流检测方法

刘国海, 刘颖, 陈兆岭, 杨辰星, 张懿

2010, 31(3): 314-317. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.015

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为了对谐波进行有效抑制和补偿以提高电能质量,基于对几种常规变步长算法统一表达式的分析,提出了一种基于改进VSS LMS算法的谐波电流检测方法.对影响步长迭代的参数进行限定,确保参数的选取不会影响算法的收敛性.利用一种变步长LMS/LMF算法来进行权值更新,并用当前误差信号和上一次误差信号归一化的自相关估计来进行步长迭代.利用Matlab软件建立仿真模型,进而在DSP芯片TMS320F2812上实现该算法,验证了该方法的可行性和有效性.

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一种增加了对称破缺的改进子集可满足性算法

唐玉兰, 张惠国, 于宗光

2010, 31(3): 318-322. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.016

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为了消除子集可满足性算法在布线过程中带来运行时间增加的负面影响,提出了一种新的布线流程.针对子集可满足性算法在求解同时增加额外的变量和字句,而使得对称数量按指数级增长的问题,选用增加静态对称破缺的方法对合取范式（CNF）进行预处理,侦测并破缺其中的对称,从而达到减少搜索路径的目的.用简化图自同构的方法侦测所有对称,在增加合适的对称破缺判定（SBPs）后,限制搜索在空间的非对称领域进行,从而减少了搜索空间,而不影响CNF公式的可满足性.然后把预处理过的CNF送入布尔可满足性（SAT）解法器进行求解.试验结果表明,这种方法可以显著减少运行时间,加速求解过程.

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开关磁阻电机功率电路的软开关策略及仿真

孟润泉, 王振民, 卜庆华

2010, 31(3): 323-327. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.017

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提出一种开关磁阻电机驱动系统（SRD）功率变换器的新型软开关策略.通过在电源与开关磁阻电机（SRM）相绕组开关电路间插入准谐振直流环节电路,并在各相绕组开关上并联缓冲电容器以实现相开关的零电压开通和关断.在介绍该策略的电路拓扑及特点基础上,分析了相绕组开关零电压开通原理;结合公共开关型SRD功率变换器中公共开关的斩波过程,对电路的控制时序和谐振模式进行分析.针对谐振电感储能不同及SRM绕组电感变化对谐振的影响进行仿真.结果表明,只要参数选择合理谐振波形就不受SRM绕组电感变化的影响,并且试验验证了相开关及辅助开关的软开关特性.

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一种新的注册表隐藏Rootkit检测方案

张登银, 高德华, 李鹏

2010, 31(3): 328-323. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.018

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为了检测通过篡改注册表文件而实现潜行于操作系统的Rootkit,分析了常见的Rootkit注册表隐藏技术以及相应的检测技术,并指出了当前检测技术存在的缺陷.在分析注册表文件的格式以及注册表操作控制流程的基础上,设计并实现了一种新型的注册表隐藏Rootkit检测方案.通过模拟win32系统底层枚举注册表键值的流程,获取真实有效的注册表键值,从而检测出隐藏的Root-kit.同时,在遍历注册表键值时使用了二叉搜索树算法以提高检测效率.试验表明该方法能准确并快速地检测出使用了注册表隐藏技术的Rootkit.

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一种基于有色网的行动推理表示模型

刘一松, 钟珊, 詹永照

2010, 31(3): 334-338. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.019

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针对行动推理中的异步并发、真并发和冲突难以被表示的问题,利用有色网具有严格的数学模型、易于形式化地描述系统异步、并发等特征的优点,提出一种基于有色网表示行动推理的形式化模型—CPNRAA网.运用其对状态、动作以及复合动作进行了形式化的描述,通过构造动作及复合动作的CPNRAA网并加入一个用于保存动作序列的库所,得出一个可以生成动作序列的CPNRAA网系统,并提出了该网系统动作序列的生成方法.对办公室环境下送咖啡实例的CPNRAA网系统进行了建模和仿真,自动生成的动作序列验证了CPNRAA网表示行动推理的可行性和有效性.

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微学习环境下基于语义的MASHUP架构优化

史致远, Volker Gruhn, 朱明放

2010, 31(3): 339-342. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.020

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针对目前MASHUP应用中非语义实现过程的弱描述性、低复用性等问题,探究当前微学习环境下MASHUP架构的语义实现方式并加以优化改进.基于分析以学习者为组织中心的微学习（microlearning）模式的内涵外延,论证了通过MASHUP网络聚合架构高效提取及有效整合网络中松散分布的同主题微内容的可能性.提出一种构建资源群组主题自动匹配的Net-Node网络混搭模型,通过资源子网内资源属性的路由搜索和串联匹配,实现微学习中MASHUP应用的微内容完全语义封装.

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分点进水高效除磷脱氮工艺理论及其应用

李昂, 张雁秋, 李燕, 刁智俊

2010, 31(3): 343-347. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.021

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在分点进水高效除磷脱氮工艺（ECOSUNIDE）中,以统一动力学为理论基础,对动力学方程进行了分析,并对分点进水高效除磷脱氮工艺进行了工程性试验.研究表明,分点进水高效除磷脱氮系统比另一组未改造的A^2/O系统可多处理水量4 500 m^3/d,具有明显的水量优势。在低温、低碳源条件下,分点进水高效除磷脱氮系统出水BOD,COD和氨氮质量浓度分别稳定在6,25和1.9 mg/L左右,满足国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918—2002）一级A出水标准,其他指标稳定达到一级B出水标准。通过对分点进水高效除磷脱氮与A^2/O系统内的活性污泥进行镜检分析比较,发现分点进水高效除磷脱氮系统内的活性污泥性状较好,生物相更丰富,污泥菌胶团颜色较深,较紧密,絮体边缘较清晰,丝状菌明显.

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强化催化铁炭内电解处理高质量浓度焦化废水

潘碌亭, 吴锦峰, 王键

2010, 31(3): 348-352. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.022

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针对焦化废水污染物质量浓度高、成分复杂、可生化性差的特点,采用催化铁炭内电解（同时曝气进行强化）对高质量浓度焦化废水进行预处理试验,考察pH值、反应时间、铁炭体积比等因素对处理效果的影响,并通过正交试验确定催化铁炭内电解处理焦化废水的最佳条件,对反应机理作初步的探讨.试验结果表明,当进水COD在3 200～3 500 mg/L之间,pH值约为3,铁炭体积比1∶1,反应时间90 min时,COD、酚、硫化物、色度和NH3-N的去除率分别为66%,75%,73%,80%和34%,ρ（BOD5）/ρ（COD）由处理前的0.25提高到0.52,大大提高了废水的可生化性.

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激光声表面波检测黏弹性平板裂痕有限元模拟

孙宏祥, 许伯强, 钱荣祖

2010, 31(3): 353-357. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.023

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基于平面应变理论和频域动力学平衡方程,在频域中建立黏弹性平板表面激光激发声表面波的有限元数值模型.在分析材料的黏性特征对Rayleigh波传播特征影响的基础上,模拟了Ray-leigh波在黏弹性平板表面裂痕处发生的声波反射及模态转换的过程,进而计算了表面裂痕的位置及深度.模拟结果表明,激光Rayleigh波通过表面裂痕发生了明显的反射,并相继产生了两个反射Rayleigh波RR及RS,通过研究反射Rayleigh波RR及RS产生的物理机理,可以判定其表面裂痕的位置及深度,从而为定量检测黏弹性材料表面的缺陷提供理论依据.

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金属材料中激光产生熔池的数值模拟及应用

许伯强, 汪昊, 徐桂东, 徐晨光, 张子国

2010, 31(3): 358-362. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.024

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数值模拟了激光与金属铝相互作用的温度场和流场,求解热传递与层流耦合的PDE方程.数值模拟中选取符合实际光束分布的激光参数,考虑了自然对流、表面张力梯度引起的Marangoni对流和热物理参数依赖于温度的实际情况.针对δγ/δT〈0,δγ/δT〉0,δγ/δT=0等3种不同的表面张力梯度,计算得到了激光产生熔池的温度场、熔池速度场及熔池的形状.研究结果表明,金属材料内的温度场分布与入射高斯光束光强分布具有相似特征;Marangoni对流是熔池内液体流动的主要形式;δγ/δT的大小和正负对熔池内流体的运动起决定性作用,可对熔池形状产生很大影响,进而影响激光加工的质量.

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不确定离散系统全程滑模变结构控制

蔡国梁, 周维怀, 郑松, 汪浩祥

2010, 31(3): 363-368. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.03.024

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针对参数不确定和外部扰动的不确定离散系统,提出了一种全程离散滑模控制器.为了减少抖动,应用了变结构概念的边界层方法.通过选择离散变结构控制中的最佳边界值,保证了离散系统状态以最快的速度到达理想滑模面,且无抖振现象.对于常值或变化率小的扰动,给出了扰动补偿器的最佳设计参数,使闭环系统具有良好的稳定性和鲁棒性.计算机仿真结果表明了上述方法的有效性以及方案的可行性.

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三重循环马氏链的强大数定律

杨卫国, 梁佩佩

2010, 31(3): 369-372. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2010.003.026

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为了研究一类非齐次马氏链——循环马氏链的强极限定理,首先考虑到非齐次马氏链的转移矩阵是循环的情形经常出现,从而引进了三重循环马氏链的概念,然后利用非齐次马氏链函数的极限性质推导出三重循环马氏链关于状态出现频率的极限性质,并利用该性质得到了三重循环马氏链关于状态出现频率的强大数定律,为循环马氏链的应用提供了理论依据.

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