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• 2016年, 37卷, 第2期
  刊出日期：2016-03-10

    

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  前驱轮式沥青路面冷铣刨机牵引性能试验

  汪学斌, 胡永彪, 赵飞

  2016, 37(2): 125-129. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.001

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  分析了铣刨阻力与前后轮有效附着重力、切线牵引力、滑转率、行走功率和铣刨功率间的关系,进行了某前驱轮式冷铣刨机牵引性能试验．结果表明:实心轮胎与沥青路面间的滚动阻力系数和附着系数分别为002,065;行驶阻力占最大牵引力的比例约为71％,铣刨阻力水平分力为切线牵引力的主要部分,滑转率随铣刨阻力水平分力增大而增大;分别采用高斯拟合和二次多项式拟合得到了滑转率与切线牵引力在滑转率全区段及0～26％时的拟合方程;滑转率在4％～24％时牵引效率均大于70％且铣刨机工作状态稳定;最大牵引效率下的滑转率为10％,可作为该试验样机额定滑转率,且额定滑转率下的牵引力输出应与平均铣刨阻力相对应,24％可作为其最大稳定工作滑转率．
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  绿闪信号作用下交叉口机动车的决策行为

  沈家军, 王群

  2016, 37(2): 130-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.002

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  为了解析交叉口绿闪信号对于机动车驾驶者驾驶行为的影响,基于交叉口的视频数据,应用摄影测量的方法,采集了绿闪信号启亮时车辆距停止线的距离、行驶速度以及驾驶者在停止线前采取的通过或停车的决策行为,应用Logistic回归方法建立了决策模型,检验证明了该模型用于描述驾驶者的决策行为具有较高的精度．通过分析不同速度情形下驾驶者的决策行为表明:当绿闪信号启亮时车辆距离停止线较近或者较远时,驾驶者的决策行为具有较高的一致性;当其离停止线距离为40～45 m时,不同驾驶者的决策行为差异较大．
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  滤波PDF积分方法对湍流火焰计算的影响

  王平, 王宝同

  2016, 37(2): 134-140. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.003

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  针对PRECCINSTA燃气轮机燃烧室中的贫燃预混旋转火焰,采用化学反应列表与预设概率密度函数(PPDF)相结合的方法进行了大涡模拟(LES)计算．应用反应-扩散流形(REDIM)技术生成1维化学反应列表(以CO2的质量分数为参变量),利用均匀型PPDF对其进行后处理,以获得供LES计算直接调用的2维化学反应列表．在进行概率密度函数(PDF)积分以获得Favre滤波热力学变量(如:温度、组分质量分数等)的过程中采用了2种不同的计算策略:直接Favre滤波PDF法和常规PDF加Favre平均法．结果表明:由2种方法处理得到的2维化学反应列表差别不大,但由之获得的火焰计算结果却有不小的差别,后者的计算结果与试验值更加吻合,精度更高．
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  配气相位对三角转子气动发动机性能的影响

  潘剑锋, 肖曼, 范宝伟, 潘振华

  2016, 37(2): 141-146. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.004

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  为了研究配气相位对三角转子气动发动机动力性和经济性的影响,建立了相应的2维动态数值计算模型．在验证模型可行性的基础上,对三角转子气动发动机内部气流运动过程进行了模拟．基于正交设计,分析了进气提前角、进气持续角、排气提前角、排气持续角4个因素组合下有效功率和耗气率的变化情况．结果表明:对于转子气动发动机的动力性指标,进气持续角的影响最大,次之是排气提前角,随之是进气提前角,排气持续角对有效功率和耗气率的影响最小;最大功率输出时的最佳配气相位为进气持续角270°、排气提前角15°、进气提前角30°、排气持续角280°;对于其经济性指标,排气提前角的影响最大,次之是进气持续角,随之是排气持续角,进气提前角对其影响最小;最小耗气率时的最佳配气相位为排气提前角15°、进气持续角210°、排气持续角260°、进气提前角45°．
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  中浓度纸浆流变特性的数值模拟

  李红, 薛志宽, 叶道星

  2016, 37(2): 147-154. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.005

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  为了研究中浓度纸浆受到剪切力后的流动特征,找到中浓度纸浆在流变过程中的变化规律，对中浓度纸浆在剪切室内剪切流动进行了数值模拟．考虑气体和纤维对纸浆纤维悬浮液的流变特性的影响,将其定义为具有屈服应力和剪切稀化特性的赫巴流体,建立了数值模拟方法．分析了纸浆在不同剪切力作用下的屈服过程,以及屈服应力、表观黏度和剪切稀化指数等物性参数，不同剪切室外径等条件时的流变特性．结果表明:在剪切室内,随着转速的增加,纸浆黏度减小,屈服区域增大,随着剪切室外径增大,纸浆黏度增大,运动区域减小;同转速时,随着屈服应力增大,纸浆黏度增大;随着表观黏度增大,纸浆黏度增大,运动区域减小;随着剪切稀化指数增大,纸浆黏度减小,运动区域增大．
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  蒙特卡洛法在共轨系统可靠性分析中的应用

  段炼, 袁寿其, 胡林峰, 俞建达, 夏兴兰

  2016, 37(2): 155-161. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.006

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  为了在共轨系统自主研发过程中实现结构可靠性的量化分析,采用蒙特卡洛法对建立的1种“泄漏-限流”失效模型进行计算研究．此失效模型涉及共轨系统的限流器、循环喷油量、动态回油量以及控制活塞偶件和油嘴针阀偶件的余隙泄漏.模型中的变量参数取自试验检测统计值．将蒙特卡洛法的直接抽样法、重要抽样法的计算精度和应用可行性等进行了对比分析．结果表明:采用重要抽样法得到“泄漏-限流”失效率的计算结果为797×10-5;限流器临界值、油嘴针阀偶件工作间隙和控制活塞偶件工作间隙对此失效率的影响较大;油嘴针阀偶件工作间隙的标准差对此失效率的敏感性较大,约为控制活塞偶件对应量的31倍;蒙特卡洛重要抽样法适用于共轨系统的结构可靠性计算分析,此应用简便且有效．
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  不锈钢水箱模压板抗压试验与优化设计

  艾合买提·依布拉音, 张广泰, 韩建红

  2016, 37(2): 162-167. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.007

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  为探究埋置于地下的矩形组合式不锈钢水箱的抗压承载能力和变形情况,取其标准模压板进行了抗压静载试验．为减小模压板挠度,对其支撑构造形式进行了重新设计,并通过抗压静载试验验证了新支撑形式的合理性和可行性．基于ANSYS建立了模压板有限元模型,通过与试验结果对比,验证了其准确性．利用ANSYS的尺寸优化模块,计算出不锈钢水箱模压板和支撑杆件的最优尺寸组合．结果表明:在设计侧向土压力作用下,模压板的挠度较大,易引起局部屈曲破坏;采用主支撑杆加斜撑的支撑形式可以显著降低模压板的最大挠度,保证水箱正常使用,降低水箱的建造成本．
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  流程布置对管翅式冷凝器综合性能的影响

  张东辉, 杨珊珊, 董瑞, 冯国增, 葛凤华

  2016, 37(2): 168-173. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.008

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   研究了管程布置对环保制冷剂R410A空调系统的冷凝器综合性能的影响．首先与试验数据进行了比较,对模拟软件的准确性进行校核;然后针对5种典型的双排冷凝器布置,系统探讨了结构布置、流路合并点对冷凝器换热及压降的影响．研究发现:制冷剂质量流量较小时,不同的管程布置对冷凝器的换热和压降性能影响较小;当质量流量变大时,管程布置的影响变大．冷凝器后半段并管处理可一定程都上改善其整体换热均匀性,最佳并管点区间宜选在干度01～04位置,以满足换热和压降的综合平衡性能要求．
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  基于PCA-BP多特征融合的油菜水分胁迫无损检测

  张晓东, 李立, 毛罕平, 高洪燕, 苏辰

  2016, 37(2): 174-182. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.009

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  针对油菜水分胁迫的无损探测,研究了利用冠层反射光谱、多光谱图像和冠层温度多信息融合对油菜含水率进行定量分析的方法．采用逐步回归法对含水率的多传感特征进行提取,通过测量分析冠-气温差,结合环境温湿度信息,获取了水分胁迫指数(CWSI)特征,并对光强影响进行了特征补偿．研究发现960,1 450,1 650 nm的光谱特征,560 nm处的可见光图像,960,810 nm处的近红外图像均值及960，810 nm图像比值特征与油菜含水率的相关性均较高．利用主成分分析法(PCA)对特征空间进行变换和降维,进而BP神经网络建立了油菜含水率的多传感特征预测模型．结果表明,该方法能够利用多信息的综合作用优势实现对油菜水分胁迫的定量分析,模型精度与单一检测方法相比有显著提高．
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  基于稻种糙米近红外光谱分析技术的发芽率检测方法

  卢伟, 李欢欢, 洪德林, 党晓景, 罗慧

  2016, 37(2): 183-187. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.010

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  针对传统稻种发芽率检测操作复杂,耗时长,稻种外壳污染物干扰光谱检测等问题,提出一种基于稻种糙米近红外光谱检测实现稻种发芽率快速检测的新方法．将192份糙米样品的光谱分为校正集144份和预测集48份,通过不同预处理方法和化学计量学建模方法,分析不同老化时间糙米的光谱差异,建立糙米发芽率的预测模型．结果表明:在全波段570～1 848 nm采用二阶导数+SNV and Detrend的预处理并结合偏最小二乘法(PLS)建立的模型最优,其校正集决定系数RC与标准偏差SEC分别为0976 和1244,预测集相关系数RP与标准偏差SEP分别为0951和1935．采用近红外光谱分析技术对稻种糙米发芽率进行测定是可行的,所建模型在稻种糙米发芽率预测方面有较好的预测能力．
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  3D Zernike径向多项式的性质和快速算法

  郭芸, 刘纯平, 龚声蓉

  2016, 37(2): 188-193. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.011

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  针对3D Zernike矩计算复杂度过高的问题,研究了3D Zernike径向多项式的性质和快速算法.发现了3D和2D Zernike径向多项式之间的关系,并利用该关系将2D Zernike径向多项式的重要性质及其包含的4种快速算法推广到3D情形．从计算3D Zernike径向多项式全集的角度,对推广得到的4种3D快速算法做进一步优化融合,设计了一种比单独使用任何一种算法都更加快速的3D混合算法.对这5种算法进行了复杂度分析,并针对不同的最高阶,对5种算法求3D Zernike径向多项式全集所用的CPU时间进行比较.结果表明,3D混合算法显著降低了复杂度,明显提高了运算速度,并且阶数越高优化的效果越明显.
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  基于参数设定的正则表达式匹配算法

  周金治 邓悄, 康春香

  2016, 37(2): 194-200. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.012

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  为了解决现有正则表达式匹配算法在时间复杂度与空间复杂之间的平衡问题,提出一种通过参数动态设定的确定有限自动机(dynamic parameters DFA,DPDFA)的正则表达式匹配算法．首先对现有典型正则表达式匹配算法进行性能分析,指出它们在内存占用、规则匹配时间、可扩展性方面存在的不足．然后给出DPDFA算法的设计思想:先设定组合后状态数上限,分离组合表达式之间的互斥性,从而降低内存占用;再设定状态数增长率参数,将表达式进行切片,隔离状态数膨胀片段,降低它们之间的歧义匹配,从而节约匹配时间．试验结果表明,DPDFA算法在时间复杂度方面优于D2FA约23％,在空间复杂度方面优于mDFA约43％,在拓展性方面优于XFA近260％,整体匹配效率方面也优于其他算法．
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  一种基于SDN的流接入安全系统的设计与实现

  吴泉峰, 陈鸣, 邢长友, 张国敏, 许博, 文艾

  2016, 37(2): 201-208. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.013

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  为创建防范攻击和流监测功能为一体的网络安全环境,基于软件定义网络(SDN)分离网络数据平面和控制平面的天然特性,利用OpenFlow协议以流集中管控网络的方式综合接入控制和网络审计2种网络安全技术,提出了一种基于SDN的流接入安全系统(SDNFASS)．设计了SDNFASS体系结构,讨论了它提供接入控制和审计功能的工作过程,并研究了接入控制的安全策略及网络审计的流日志提取与分析几个关键技术．为测试SDNFASS的接入控制和网络安全审计特性,搭建了一个原型系统,并进行了多维控制和流日志回溯分析的试验．结果表明,该系统具有灵活定义网络接入控制安全策略;在线高效获取流记录以及以毫秒级速度快速搜索海量流日志;不仅能够用于防范网络外部的攻击,而且能够用于监测网络内部的非法操作．
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  基于Mycielski改进的Markov链超短期风电功率预测方法

  尹天骄, 沈艳霞, 陆欣

  2016, 37(2): 209-213. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.014

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   针对在Markov链超短期风电功率预测过程中未考虑风电功率变化趋势,在不同风电功率变化区间均采用同一状态转移概率矩阵,导致预测精度欠佳的问题,提出了一种基于Mycielski方法改进的Markov链预测方法．首先利用Mycielski方法在风电功率历史序列中寻找最长长度的重复序列,然后将计算每一时刻Markov链状态转移概率矩阵的序列重新定义,最后利用每一时刻的Markov链状态转移概率矩阵进行风电功率预测．对我国某风电场超短期风电功率进行总体预测．结果表明,在均方根误差的对比上,基于Mycielski方法改进的Markov链预测方法能够提高1415％的预测精度,具有一定的实用价值.
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  制造系统的健康评估与协调控制

  王雷, 蔡劲草, 李明, 何慧娟

  2016, 37(2): 214-218. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.015

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  为了准确及时地对制造系统健康状态进行评估和协调控制,以实现制造过程的整体优化,分析了内分泌系统调控的工作机理,给出了内分泌系统与健康状态监测评估系统相似性,构建了制造系统的内分泌免疫监测结构模型;提出了设备健康状态监测与处理方法,利用模糊层次分析法，对制造系统健康状态进行有效的评估;以现有的柔性制造单元平台为背景,对其健康状态评估与协调控制进行了评价研究,评价结果表明制造单元的总体健康值为0588,属于较差状态,应在短时间内对设备进行停机检修;给出了温度参数变化情况下加工设备m1健康值的实时试验结果,试验结果与计算结果一致,表明该方法具有有效性和可行性．
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  混凝土保护层锈胀开裂时间的计算模型

  刘荣桂, 喻孟雄

  2016, 37(2): 219-224. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.016

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  针对钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构使用寿命的重要因素，以及锈胀开裂为结构耐久性寿命的临界点的现象,假定混凝土满足双剪强度准则,利用厚壁圆筒理论,对均匀锈胀开裂过程进行弹塑性分析,建立了均匀锈胀厚壁圆筒模型．结合Faraday腐蚀定律,得到了锈胀开裂时间计算式．通过对计算式各主要参数的分析,发现增大混凝土保护层厚度、减小钢筋直径以及降低铁锈膨胀率,能有效提高钢筋混凝土结构的耐久性;混凝土强度等级对结构耐久性影响较小．理论计算值与已有试验值吻合较好,计算式合理、可行．
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  连拱隧道近接重叠既有隧道时的施工性态数值模拟

  邹新宽, 张继春, 潘强, 石洪超, 李鹏川

  2016, 37(2): 225-230. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.017

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  以具有浅埋、偏压、近距离不对称重叠于下部既有小净距隧道等特征的雅山连拱隧道为工程背景,借助数值模拟手段,分析偏压近接重叠条件下连拱隧道正洞采用“先深后浅”及“先浅后深”两种开挖工序下的施工力学形态．通过比较两工序中连拱隧道围岩和既有小净距隧道衬砌的变形情况、中隔墙变位和受力情况,可知两开挖工序中,连拱隧道围岩变形基本一致,竖向沉降和水平位移值分别以右侧深埋正洞拱顶和浅埋左侧正洞与中导洞相交处为最大,其值分别达到319 mm和117 mm;浅埋偏压条件下,中隔墙自浇筑成型即处于小偏心受压,但其初始倾斜变位因正洞的开挖而逐步得到拨正;连拱隧道岩体开挖将导致既有小净距隧道内侧拱肩-拱腰区域衬砌出现朝向开挖区的变形,且“先深后浅”工序较“先浅后深”工序偏大001～002 mm．
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  严寒地区太阳能土壤源热泵土壤温度场特性

  葛凤华, 陆翠银

  2016, 37(2): 231-235. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.018

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  为了解决严寒地区地源热泵长期运行所引起的土壤温度逐年降低问题,建立了太阳能全年补热的土壤源热泵系统模型．结合某办公建筑土壤源热泵项目,建立了2口120 m深U形垂直埋管试验井,进行热响应试验,得出制热工况与制冷工况的土壤导热系数与热扩散系数分别为1883 W·(m·K)-1和7608×10-7 m2·s-1;制冷工况的导热系数与热扩散系数分别为1758 W·(m·K)-1和9203×10-7 m2·s-1．利用TRNSYS软件平台模拟了土壤温度场变化,结果表明:热泵运行10年的土壤温度降为517 ℃,获得了供暖、供冷、过渡季节的太阳能联合土壤源热泵系统的土壤温度的恢复情况．
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  层间接触状态对桥面铺装结构力学响应的影响

  万晨光, 申爱琴, 郭寅川, 梁东平, 江洲

  2016, 37(2): 236-241. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.019

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  针对桥面铺装混凝土调平层和沥青铺装层层间接触状态复杂的问题,运用ANSYS有限元分析软件,建立了更符合实际的后轴双轮组轮胎模型,以目前我国常用的空心板梁桥为研究对象,分析了摩擦、完全黏结、绑定和完全粗糙等多种接触状态下铺装结构的应力响应．计算结果表明:车辆荷载并不是均布荷载,其压力峰值随胎压和轴重的变化而变化;混凝土调平层与沥青铺装层间的接触状态对铺装结构受力影响显著;4种接触状态中,黏结接触状态下的铺装结构受力最优,当层间黏结不足时,层间接触更接近假设的“绑定”接触状态．
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  能源结构多样性与能源效率的协整分析
  ——以省际数据为例

  陈盈, 黄涛, 田立新

  2016, 37(2): 242-248. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2016.02.020

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  利用香农-威纳指数,对除西藏以外的30个省市自治区的2010—2012年的平均能源消费量的能源结构多样性进行测算,测算结果发现各省能源结构多样性特征不同．然后利用DEA方法,对其能源效率进行测算,测算指标包括能源投入、经济产出和环境产出．对得到的DEA评价值进行分析,发现除直辖市和生态保护相对完好的省份外,其余省份能源效率均不足．最后利用协整理论,研究能源结构多样性与能源效率之间的关系,结果表明:两者之间存在长期的稳定协整关系,多样性指标每增加一个单位,能源效率提高1247％．