Journal of Zhejiang University

Current Issue: <JZUS-A>

Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering)

ISSNs 1673-565X (Print); 1862-1775 (Online); CN 33-1236/O4; started in 2000,Monthly.

JZUS-A is a peer-reviewed physical and engineering journal, indexed by SCI-E, Ei Compendex, INSPEC, CA, SA, JST, AJ, ZM, CABI, ZR, CSA, etc. It mainly covers research in Applied Physics, Mechanical and Civil Engineering, Environmental Science and Energy, Materials Science and Chemical Engineering, etc.

Impact factor: 0.408 (2011), 0.527 (2012), 0.608 (2013), 0.882 (2014), 0.941 (2015), 1.214 (2016), 1.215 (2017), 1.369 (2018).

Journal of Zhejiang University SCIENCE A

ISSN 1673-565X(Print), 1862-1775(Online), Monthly

2014 Vol.15 No.11 P.841-924

<<< CONTENTS >>>

Environmental Engineering

Review: Microbial fuel cells for energy production from wastewaters: the way toward practical application

Wei-feng Liu, Shao-an Cheng

DOI: 10.1631/jzus.A1400277 Downloaded: 10341 Clicked: 8204 Cited: 13 Commented: 0(p.841-861) <Full Text> <PPT> 3215

Chinese summary <773> 从废水中回收能量的微生物燃料电池技术：走向实际应用的机遇和挑战

本文概要：废水中蕴含着大量能量，如何高效地回收利用这些能量对于满足世界能源需求，降低废水处理成本，提高污水处理的可持续性具有重要意义。微生物燃料电池（MFC）是近年来发展起来的一种从废水的有机污染物中提取能量的新型生物技术，有望实现废水处理的可持续性发展。然而，目前MFC技术离实际应用还有很长的距离。MFC系统的扩大化问题是阻碍该技术实际应用的关键。本文详细讨论了MFC扩大化过程中的主要问题和挑战，并提出了未来的发展方向。MFC与其他技术结合可以实现较高的出水水质或获得高商业价值的化学品，然而该方面的研究才刚刚起步，要实现其实际应用还需要解决许多问题，包括如何提高生产效率，提高经济可行性，提升系统的稳定性和可靠性等。

微生物燃料电池；废水处理；可持续发展；扩大化；合成化学品

Mechanical Engineering

Multi-principle preventive maintenance: a design-oriented scheduling study for mechanical systems

Yi-cong Gao, Yi-xiong Feng, Jian-rong Tan

DOI: 10.1631/jzus.A1400102 Downloaded: 3119 Clicked: 7884 Cited: 5 Commented: 0(p.862-872) <Full Text> <PPT> 2247

Chinese summary <388> 复杂机械产品多准则预防性维护设计

为复杂机械产品提供满足整机可靠性指标和维护成本指标的预防性维护方案多准则规划方法。 1. 分析了检查、维修、更换等对复杂机械产品零部件工作寿命变化的作用机理；2. 提出了复杂机械产品预防性维护多准则规划方法。 1. 基于非完美维修理论，建立不同模式下零件间工作寿命模型，定义维修效能因子，表征检查、维修、更换对零件寿命的影响；2. 通过求解获得复杂机械产品指定时间区间的预防性维护方案，根据零部件工作寿命，采取维修和更换等预防性维护措施，减少零部件故障的发生。零部件的预防性维护次数与其故障因子相关；机械产品尤其是复杂机械产品实施定期预防性维护能够减少或消除故障的发生。

预防性维护；多准则优化；工作寿命

Fatigue growth of a surface crack in a V-shaped notched round bar under cyclic tension

Devi Chandra, Judha Purbolaksono, Yusoff Nukman, Haw-ling Liew, Singh Ramesh, Mohsen-abdel Hassan

DOI: 10.1631/jzus.A1400042 Downloaded: 3636 Clicked: 8930 Cited: 0 Commented: 0(p.873-882) <Full Text> <PPT> 2350

Chinese summary <381> 反复张力下V形切口圆条的表面裂纹的疲劳扩展

在相同的反复张力下，研究V形切口圆条表面裂纹的疲劳扩展规律。 1. 构建V形切口圆条模型（图1），基于线性二次元将模型表面离散成一个个网格点（图2）；2. 以AZ-6A-T5镁合金为例，利用积分计算应力强度因数，利用NASGRO裂纹增长率模拟裂纹的疲劳扩展；3. 通过研究不同的裂纹纵横比和对应的应力强度因数之间的相关性来研究裂纹的扩展。 1. 在裂纹扩展时裂纹纵横比的初始值对断裂形状的发展有重要影响；2. 裂纹纵横比对疲劳负荷寿命的作用比缺口半径更加明显；3. 当裂纹前缘演变成一条直线形时可观察到不稳定的裂纹扩展；4. 裂纹深度一定时，断裂纵横比越小，疲劳负荷寿命越短；5. 当裂纹纵横比为0.6-0.7时，出现了不稳定的裂纹扩展。

疲劳裂纹扩展；裂纹纵横比；边界元法；应力强度因数

Modeling a two-span rotor system based on the Hamilton principle and rotor dynamic behavior analysis

Wei Li, De-ren Sheng, Jian-hong Chen, Yong-qiang Che

DOI: 10.1631/jzus.A1400100 Downloaded: 3085 Clicked: 6747 Cited: 0 Commented: 0(p.883-895) <Full Text> <PPT> 2335

Chinese summary <381> 基于Hamilton原理的双跨转子系统建模和转子动态特性分析

研究双盘双跨转子/轴承/汽封系统在非线性油膜力和非线性汽封力共同作用下的动力学特性，分析了转子转速、密封力、油膜力和联轴器刚度等因素对转子稳定性的影响。采用Hamilton原理和有限元方法建立双盘双跨转子/轴承/汽封系统模型，使得双跨多节点的转子系统数值求解更加容易。研究分析转子转速、非线性密封力、非线性油膜力和联轴器刚度等因素对转子稳定性的影响，为大型转子系统的设计提供理论基础。采用Hamilton原理和有限元方法建立双盘双跨转子/轴承/汽封系统模型（图1和2）。应用四阶Runge-Kutta法进行数值求解，并采用轴承处、圆盘处的分岔图、时程图、庞加莱映射图、频率图和相轨迹图等来分析转子系统的动态特性。 1. 通过数值计算分析，转子的转速、非线性汽封力、非线性油膜力和联轴器的刚度对双跨转子的稳定性有重要的影响作用。2. 随着转速的上升，双跨转子系统从最初的稳定运动，到三倍周期运动，到准周期运动和多倍周期运动交替出现，运动特性相比单跨转子系统要更为复杂。

Hamilton原理；双盘双跨转子系统；非线性汽封力；动态特性

Civil Engineering

Three-dimensional numerical simulation of mechanized twin stacked tunnels in soft ground

Ngoc-Anh Do, Daniel Dias, Pierpaolo Oreste

DOI: 10.1631/jzus.A1400117 Downloaded: 4449 Clicked: 8534 Cited: 7 Commented: 0(p.896-913) <Full Text> <PPT> 2230

Chinese summary <384> 软土地面中机械化双叠隧道的三维数值模拟

通过三维数值模拟，研究隧道施工过程对双叠隧道的影响。使用全三维数值模拟方法研究软土中双叠隧道施工对先挖隧道或地面的影响。 1. 运用FLAC软件创建双叠隧道的三维数值模型（图1）；2. 分情况模拟机械化双叠隧道的挖掘过程；3. 研究不同情况下的地面沉降，水平地面位移，以及隧道衬砌的法向位移、法向力、纵向力和弯曲力矩等。 1. 新隧道施工对现有的隧道有很大的影响，最大影响出现在先挖上层隧道的情况下；2. 一般来说，上层隧道的挖掘会比下层隧道产生更大的地面沉降；3. 下层隧道产生的法向力总是比上层隧道大；4. 在多数情况下，下层隧道产生的法向位移和弯曲力矩要比上层隧道小。

三维模型；重叠隧道；段隧道衬砌；衬砌响应；地面沉降；隧道支护

Design criteria for sediment transport in sewers based on self-cleansing concept

Isa Ebtehaj, Hossein Bonakdari, Ali Sharifi

DOI: 10.1631/jzus.A1300135 Downloaded: 4976 Clicked: 6649 Cited: 18 Commented: 0(p.914-924) <Full Text> <PPT> 2042

Chinese summary <376> 基于自清洁理念的下水道中沉积物运移的设计标准

通过比较沉积物运移的不同标准，经选优得出更高精度的标准。使用更少的参数和分情况来获得高精度的设计标准。 1. 按状态将下水道中沉积物分成两类：没有沉淀的沉积物和沉淀的推移质；2. 利用已有设计标准的方程，运用非线性回归和MINITAB软件，得到不同情况下的最佳方程式；3. 用实验所得的值对各方程预测值进行验证，比较各方程式的预测精度。 1. 本文提出的方程式可以预测不同情况下的沉积物运移；2. 相比于其它标准，本文提出的方程式形式简单、所需参数少和参数估计简单，并且预测精度更高。

沉积床；推移质；沉积限制；沉积物；下水道