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Journal of Zhejiang University SCIENCE A
ISSN 1673-565X(Print), 1862-1775(Online), Monthly
2014 Vol.15 No.5 P.309-384
Energy Engineering
Review: Research and development of large-scale cryogenic air separation in China
Xiao-bin Zhang, Jian-ye Chen, Lei Yao, Yong-hua Huang, Xue-jun Zhang, Li-min Qiu
DOI: 10.1631/jzus.A1400063 Downloaded: 7765 Clicked: 13176 Cited: 4 Commented: 0(p.309-322) <Full Text><PPT> 2915
关键词组：空分；深低温；大规模装置；技术发展
Measurement of thermal expansion at low temperatures using the strain gage method
Ke Tang, Long Sha, Yi-jian Li, Tao Jin, Shu-juan Liu
DOI: 10.1631/jzus.A1400051 Downloaded: 4543 Clicked: 7481 Cited: 4 Commented: 0(p.323-330) <Full Text><PPT> 2437
创新要点：完成了卡玛合金箔应变片在77-293 K低温温区敏感系数的修正，保证了基于应变片技术的低温条件材料热膨胀特征参数测量的精度；所研制装置合理的热设计和等速率式温度控制模式使得材料热膨胀特征参数在77-293 K温区的测量可在14小时内快速完成。
研究方法：针对77-293 K温区，基于应变片测量方法，研制了采用比例-积分-微分（PID）温控系统的固体材料热膨胀特征参数测量装置（见图2和3）。通过将304不锈钢的测量数据与美国国家标准与技术研究院（NIST）公布数据进行比较，完成了卡玛合金箔应变片在77-293 K低温温区的敏感系数修正（见图7和8）。采用修正后的敏感系数进行无氧铜线性收缩率测量，并与NIST公布数据比较（见图9和表2），验证了该装置在77-293 K低温温区的测量精度。
重要结论：获得了77-293 K低温温区卡玛合金箔应变片敏感系数的修正结果；基于修正敏感系数的应变片法测量装置，采用0.3 K/min的等速率式温度控制模式，可实现77-293 K低温温区固体材料热膨胀特征参数的精确、快速测量。
关键词组：热膨胀；线性收缩率；应变片；低温
Civil Engineering
Yao-zhi Luo, Chao Yang
DOI: 10.1631/jzus.A1300248 Downloaded: 3124 Clicked: 6623 Cited: 3 Commented: 0(p.331-350) <Full Text><PPT> 2436
创新要点：根据薄壳理论，在向量式混合质点单元方法（VFPEM）薄膜计算理论的基础上，引入弯曲内力分析模型并与其进行组合，发展了一种能够描述膜材面外变形的新型非线性薄壳计算理论，同时给出了将其应用于褶皱形变模拟的关键求解技术。
研究方法：1.针对薄壳计算模型中的弯曲内力，利用移动基础架构和逆向刚体运动的概念扣除刚体转动，在只含有节点独立转动自由度的单元变形坐标系下根据虚功原理和平衡条件进行计算；
2.借助于薄壳非线性屈曲模拟方法，引入合理的初始扰动作为诱发理想平面膜材中形成褶皱的有效机制；3.采用拟动力显式数值积分技术求解质点运动方程，通过追踪质点平衡位置来获得稳态的褶皱构形。
重要结论：采用本文模型和方法可以模拟薄膜结构在面内荷载作用下褶皱的分布模式、具体构形信息及应力状态，计算过程不存在收敛性困难，结果准确。
关键词组：薄膜褶皱；向量式混合质点单元法；薄壳模型；拟静力策略；显式时间积分；膜结构
Zhou-hong Zong, Rui Zhou, Xue-yang Huang, Zhang-hua Xia
DOI: 10.1631/jzus.A1300339 Downloaded: 4384 Clicked: 11693 Cited: 0 Commented: 0(p.351-363) <Full Text><PPT> 2795
创新要点：1.建立了地震模拟振动台多台阵试验方法，并首次将其应用于多塔斜拉桥全桥比例缩尺模型的地震响应分析之中；2.通过地震模拟振动台试验，揭示了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性并提出了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。
研究方法：1.基于动力相似理论，设计与制作了多塔斜拉桥的全桥比例缩尺模型（图2）；2.利用地震模拟振动台多台阵试验，根据在不同地震波作用下和考虑行波效应后多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响应，分析了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性
（图5~图8）；3.根据在地震波不同强度作用下多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响应，分析了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式和地震响应（图9）。
重要结论：1.江心波作用下该多塔斜拉桥的地震响应大于其他三种地震波；2.多塔斜拉桥在抗震设计时需要考虑行波效应的影响；3.在El-Centro波的加速度峰值高达4.0 m/s2时，多塔斜拉桥模型出现了支座破坏。
关键词组：多塔斜拉桥；地震模拟振动台台阵试验；多点激励；行波效应；破坏模式
Guo-qing Cai, Cheng-gang Zhao, Jian Li, Yan Liu
DOI: 10.1631/jzus.A1300358 Downloaded: 3255 Clicked: 8866 Cited: 0 Commented: 0(p.364-373) <Full Text><PPT> 2167
创新要点：1.研制了一种温控非饱和土三轴试验装置，包括加载系统、吸力控制系统和温度控制系统；2.利用研制的温控非饱和土三轴试验装置，对不同温度（25，40和60 °C）以及不同应力（40，100和200 kPa）条件下的非饱和土土-水特征曲线进行了试验测定。
研究方法：1.总结分析已有的温控三轴仪所采用的加热方式的优缺点，提出环向加热压力室内水体的方法；2.基于GDS非饱和土三轴仪，研制可实现温度控制功能的温控非饱和土三轴仪（图1、2）；3.开展不同温度及不同应力条件下非饱和土土-水特征曲线的试验研究。
重要结论：1.所研制的温控非饱和土三轴仪的实用效果得到验证；2.温度的升高将引起非饱和土持水性能的降低。
关键词组：非饱和土；温度控制；三轴仪；体变；土-水特征曲线
Chemical Engineering
Abbas Al-Refaie
DOI: 10.1631/jzus.A1300262 Downloaded: 3509 Clicked: 6940 Cited: 3 Commented: 0(p.374-384) <Full Text><PPT> 2051
研究方法：生产商主要关注浊度和污泥容积指数（SVI）这两个响应。首先为每个响应建立移动平均（MA）和移动范围（MR）控制图，并在实验工作中重复两次33全因子设计。基于模糊目标规划建立加权相加模型，并用于确定最佳的因子设置组合。最后，在最佳的因子设置组合条件下，对实验结果进行跟踪确认。
重要结论：在絮凝剂为18 mg/L、凝结剂为40.0 mg/L和pH=4.0的最佳工艺条件下，得到的浊度和污泥体积指数的最佳值分别为6.184 NTU和73.21 ml/g。在此条件下得到的浊度和污泥沉降指数能够满足设计要求，它们的过程变异性分别显著下降了41.22%和77.75%，且多重能力指数从1.95显著增加至10.6。这表明此过程可行性很高。总之，加权相加模型是一种用于优化多个响应流程性能的有效技术，并且可以考虑工程师的首选设置流程。
关键词组：模糊目标优化；多反应；废水；过程分析技术（PAT）