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

2017 Vol.18 No.12 P.927-1010

<<< CONTENTS >>>

Articles

Seismic behaviour of an earthquake-resilient prefabricated beam-column cross joint

Ai-lin Zhang, Ying-xia Wu, Zi-qin Jiang, Xu-qiao Zhang, Chao Dou

DOI: 10.1631/jzus.A1700358 Downloaded: 2190 Clicked: 3919 Cited: 0 Commented: 0(p.927-941) <Full Text> <PPT> 1583

Chinese summary <28> 可恢复功能装配式梁柱中柱节点抗震性能研究

目的：提出一种震后功能可快速恢复的装配式中柱节点，并建立其设计理论；考察装配式中柱节点的抗震性能及震后修复性能，并提出设计建议。
创新点：提出一种可快速恢复震后功能的装配式中柱节点；2. 提出装配式中柱节点设计理论，并通过数值手段对其合理性进行校核；3. 试验研究考察基础试件的抗震性能及震后修复性能。
方法：1. 通过理论分析手段建立装配式中柱节点设计理论；2. 利用数值模拟手段通过4组8个算例来验证节点设计理论，并对节点抗震性能进行数值研究；3. 对基础试件进行低周往复荷载试验研究及修复试验研究，进一步验证设计理论的合理性，并考察节点的抗震性能及震后修复性能。
结论：1. 提出的设计理论可准确地预测装配式中柱节点的屈服荷载；2. 设计合理的装配式中柱节点具有良好的承载性能及滞回特性，可满足结构震后功能修复要求；3. 翼缘连接盖板厚度和材性、中间螺栓间距和梁段间隙参数对节点抗震性能影响较大，需合理设置。

关键词组：可恢复功能；翼缘盖板连接；狗骨削弱；设计理论；滞回性能

Finite deformation elasto-plastic consolidation analysis of soft clay by the weak form quadrature element method

Shuai Yuan, Hong-zhi Zhong

DOI: 10.1631/jzus.A1600671 Downloaded: 2475 Clicked: 5407 Cited: 0 Commented: 0(p.942-957) <Full Text> <PPT> 1801

Chinese summary <27> 软粘土弹塑性大变形的求积元法分析

目的：考虑几何非线性及非达西渗流对软粘土固结的影响，提出一种大变形固结问题的求积元求解列式，以提高数值方法的计算精度及计算效率。通过数值算例研究几何非线性及非线性渗流定律对软粘土固结的影响，为工程实际提供参考。
创新点：1. 提出一种大变形固结问题的高阶数值求解方法；2. 在固结问题求解中同时考虑几何非线性及非线性渗流定律。
方法：1. 基于初始构型，采用完全拉格朗日格式，建立大变形固结问题求解列式；2. 基于变形梯度乘法分解，得到大变形条件下的土体本构模型；3. 基于指数关系的渗流定律，建立渗流连续性方程； 4. 通过数值算例验证方法，研究几何非线性及非达西渗流对软粘土固结的影响。
结论：1. 所建立的求积元方法的收敛速度要远远快于有限元法，降低了问题计算规模；2. 在小变形条件下，最终沉降随外荷载线性变化，而在大变形条件下，随着载荷的增大，沉降相对于小变形条件有所降低；3. 当考虑非达西渗流定律时，软粘土的固结速率随着非达西渗流参数的增加而降低。

关键词组：弱形式求积元法；大变形弹塑性固结；软粘土；变形梯度乘法分解；非达西定律；比奥固结

Wall contact effects of particle-wall collision process in a two-phase particle fluid

Shi-ming Ji, Jiang-qin Ge, Da-peng Tan

DOI: 10.1631/jzus.A1700039 Downloaded: 7004 Clicked: 4929 Cited: 0 Commented: 0(p.958-973) <Full Text> <PPT> 1970

Chinese summary <30> 液固两相流体中颗粒-壁面冲击碰撞壁面效应研究

目的：颗粒-壁面冲击碰撞是近似混沌运动的液固耦合问题。针对传统建模方法难以描述颗粒-壁面碰撞运动过程所涉及的壁面效应问题，本文旨在提出一种液固耦合建模方法，以揭示流固耦合条件下的颗粒-壁面接触规律，探讨碰撞过程中环境变量（流道结构和流体粘度）对碰撞壁面效应的作用机理；得到在约束及非约束空间流场中，流体粘度与颗粒-壁面碰撞行为的内在联系，为流体光整加工、轮机叶片及反应器内壁面磨损所涉及的流场调控提供技术支持。
创新点：1. 建立适用于液固两相流的计算流体力学和离散单元法（CFD-DEM）耦合动力学模型；2. 通过捕捉颗粒-壁面碰撞点分布，得到不同流道结构及流体粘度下的颗粒-壁面作用范围；3. 建立无量纲化材料去除方程，探明非约束及约束空间流场内流体粘度对材料去除分布的影响。
方法：1. 将颗粒视为理想刚体，对流体运动及颗粒运动分别进行建模，通过求解流体对颗粒的作用力以及网格单元内流体体积分数实现两者之间的交互耦合，进而得到流场内颗粒的运动规律；2. 采用软球接触模型描述颗粒-壁面碰撞过程，进而得到不同流道结构及流体粘度下的颗粒-壁面碰撞落点分布；3. 计算颗粒-壁面冲击速度及冲击压力，通过无量纲化材料去除方程，得到约束空间及非约束空间内不同流体粘度下的工件表面材料去除分布。
结论：1. 流道结构及流体粘度会极大影响颗粒-壁面碰撞落点分布；在本文算例中，为获得均匀的工件加工效果，应采用较低粘度流体，并使抛光盘做周期性自转运动。2. 随着流体粘度的升高，流体输运颗粒的能力增强，在非约束空间内的颗粒对壁面的碰撞冲击越剧烈，但在约束空间内的碰撞作用力减弱；在本文算例中，为获得更为均匀的材料去除分布，应采用较低粘度流体。3. 借助粒子图像测速法得到了壁面处颗粒速度分布，并与模拟结果进行对比，验证了建模方法的有效性。

关键词组：壁面接触效应；CFD-DEM；颗粒-壁面冲击；两相颗粒流

A model of two cylindrical plane wall layers exposed to oscillating temperatures with different amplitudes and frequencies

Shalom Sadik

DOI: 10.1631/jzus.A1600641 Downloaded: 1946 Clicked: 4189 Cited: 0 Commented: 0(p.974-983) <Full Text> <PPT> 1413

Chinese summary <25> 不同振幅和频率的振荡温度作用下的双层圆柱壳模型

目的：扩大对外表面温度波动约束下的圆柱壳内部温度分布的认识；建立模型并研究同时施加在内外表面的不同振幅和频率的温度波动约束对壳体内温度分布的影响。
创新点：1. 提出一个清晰的线性模型以获得在外表面施加不同频率和振幅的温度约束时壳体的温度分布；2. 此模型适用于解决导热能力介于理想导热和绝热之间的不同材料组成的任意层数圆柱壳体内的温度分布问题。
方法：1. 由热扩散方程和内外表面的边界条件来构建物理模型；2.使用复数和物理叠加以提高该模型的表现。
结论：1. 增加表面温度约束的波动频率会相应地减少温度渗透深度；因此，对于高频率工作并需要绝热的系统，可以节约材料厚度并绝热。2. 并未发现同时反映热流的进和出的温度分布线。3. 要构建这个物理模型，必须使用物理叠加。

关键词组：振荡温度；温度振幅；热导率；热扩散率

Experimental approach for identifying building surface materials based on hyperspectral remote sensing imagery

Cheng-ming Ye, Peng Cui, Saied Pirasteh, Jonathan Li, Yao Li

DOI: 10.1631/jzus.A1700149 Downloaded: 2035 Clicked: 3836 Cited: 0 Commented: 0(p.984-990) <Full Text> <PPT> 2151

Chinese summary <24> 基于高光谱遥感影像的建筑物表面材质识别方法

目的：建筑物的材质信息是灾害评估和城市调查等领域的重要信息。本文旨在利用高光谱遥感影像提取地面建筑物的表面材质信息（包括材质类型和主要组成成份），并对提取方法进行对比，给出应用建议。
创新点：对建筑物材料进行光谱测试，并对其高光谱响应规律进行分析，找出有诊断意义的光谱位置；基于实验和验证得出应用方法的适应性，以提高信息提取精度。
方法：1. 设计建筑物材质信息提取流程（图1），并对高光谱数据进行基础处理；2. 对建筑物材料进行光谱测试（波长范围为350~2500 nm，图3），并完成各类建筑物的诊断性光谱分析；3. 利用光谱角度法（公式（1））和光谱信息散度法（公式（2））进行材质信息提取（图5和6）；4. 综合分析两种方法的应用过程与控制参数和准确率的关系。
结论：1. 两种方法皆可提取建筑物材质信息，但在应用过程中需要进行参数的适应性调整，这是提高准确率的关键；2. 在建筑物材质信息提取方面，光谱角度法的提取准确率略高于光谱散度法。

关键词组：建筑物材料；高光谱遥感；光谱分析；光谱识别

Review

Review: A review of advances in magnetorheological dampers: their design optimization and applications

Mahmudur Rahman, Zhi Chao Ong, Sabariah Julai, Md Meftahul Ferdaus, Raju Ahamed

DOI: 10.1631/jzus.A1600721 Downloaded: 7010 Clicked: 4667 Cited: 0 Commented: 0(p.991-1010) <Full Text> <PPT> 1764

Chinese summary <26> 磁流变阻尼器最新进展综述：优化设计和应用

概要：本文对各种磁流变阻尼器的优化设计、制造和智能应用以及自供电和自感应技术的最新进展进行了综述。本文讨论了磁流变阻尼器的基本设计和结构以及各种类型的配置，以了解它们在各种环境和目的下的多功能性。为了应对不同的应用，本文介绍了设计的修改、优化和改进。节能是当前的终极需求，是对现代技术的挑战。磁流变阻尼器需要改进，以确保较低的电流供应得到较高的效力。这项工作将有助于在各种结构中使用磁流变阻尼器，使其以最小的电流供应进行振动控制，并在优化中获得最佳结果。

关键词组：磁流变阻尼器；自供电；振动控制；节能；优化和提升