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最新刊期
2017年第51卷第11期
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封面故事
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大预旋下离心压缩机进口结构与导叶掠角的改进研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
赵家毅, 王志恒, 席光, 赵阳
2017, 51(11): 1-6+50. DOI: 10.7652/xjtuxb201711001
摘要:为了解决大预旋下进口导叶诱发流动损失而降低进口预旋调节经济性的问题,将原进口导叶截面中前缘掠角改为相对顶端型线呈前掠,同时将传统衔接进口导叶处进气管道的顶端形状改为锥面。改进结构下进口导叶内部的二次流克服了大预旋下离心力引发的进口轮盘侧的大规模分离状况,改善了叶轮进口段的熵增情况。预旋角分别为+60°、-60°时,改进结构在宽流量范围内可以有效提升离心压缩机多变效率和总压比性能,提升幅值随流量的增大而升高; 在工况范围左边界基本保持不变的情况下,改进结构对大预旋下压缩机工况范围右边界的扩展效果明显。该结果表明,改进结构可以有效提升大预旋下压缩机的性能,具有良好的应用前景及推广潜力。  
关键词:离心压缩机;进口导叶;掠角;流动控制
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更新时间:2025-07-09
上游横向间断肋布置方式对气膜冷却性能的影响
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
郑达仁 1, 王新军 1, 张峰 1, 2, 袁奇 1, 2
2017, 51(11): 7-13. DOI: 10.7652/xjtuxb201711002
摘要:为了采用气膜冷却来保护燃气轮机叶片免受高温侵蚀,针对进一步提高气膜冷却效率、减少冷却空气消耗量的需求,提出了带有上游间断肋的气膜冷却结构。采用k-ε湍流模型数值研究了带有上游横向肋结构的气膜冷却性能,分析了横向无间断肋、两侧间断肋、间断数段肋和中间间断肋这4种上游不同横向肋布置方式对气膜冷却流动的影响,比较了4种结构的气膜冷却效率和换热系数。结果表明:横向肋对下游冷气的卷吸能力与肋片长度有关,与肋片的布置方式无关; 不同肋片布置方式会产生不同的涡结构,即中心间断肋会诱导主流产生一个与肾形涡旋转方向相反的涡对,从而增加冷却射流的展向扩散,有利于提高下游气膜冷却性能,而两端间断肋会诱导主流产生一个与肾形涡旋转方向相同的涡对,该涡对会进一步抬离冷却射流,降低下游气膜冷却性能; 在气膜孔上游布置中心间断肋能提供最高的展向平均绝热气膜冷却效率和实际热降值。  
关键词:气膜冷却;上游间断肋;布置方式;冷却性能
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更新时间:2025-07-09
低乙醇配比的乙醇-柴油混合燃料空化特性试验
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
高莹, 麻斌, 邓海鹏, 刘宇, 刘洪岐, 王亚娣
2017, 51(11): 14-21. DOI: 10.7652/xjtuxb201711003
摘要:为了完善乙醇-柴油混合燃料的喷嘴孔内空化现象及近场喷雾特性研究,利用高速摄像机和放大尺寸单孔透明喷嘴观察乙醇体积分数分别为0%、5%和10%的3种乙醇-柴油混合燃料在喷孔中的两相流动及近场喷雾,在喷射压力为0.26~0.46 MPa的范围内对空化特征长度、流量系数、空化数、雷诺数等特性参数及喷嘴近场喷雾特性进行了分析。将3种混合燃料分别命名为E
0
D
100
N
0
、E
5
D
90
N
5
和E
10
D
85
N
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,其中E、D、N分别代表燃料中的乙醇、柴油和助溶剂正丁醇,下标表示各成分的体积分数。试验结果表明:随着燃料中乙醇含量的增加,E
0
D
100
N
0
、E
5
D
90
N
5
和E
10
D
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N
5
的空化初生及超空化对应的阈值喷射压力依次降低,空化发展期逐渐缩短,超空化期相应延长; 在无空化和空化初生期乙醇含量的改变对近场喷雾锥角的影响并不明显,在空化发展期和超空化期,3种燃料近场喷雾锥角随乙醇含量的提高而增大,在柱塞流阶段,3种燃料近场喷雾锥角均接近0°; 在同等喷射压力下,E
0
D
100
N
0
、E
5
D
90
N
5
和E
10
D
85
N
5
对应的流量系数和雷诺数依次增大,在柱塞流阶段,3种燃料对应的流量系数和雷诺数均急剧下降。  
关键词:乙醇-柴油;喷嘴;空化;可视化试验
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更新时间:2025-07-09
弯曲通道中凸、凹表面水膜流动特性的数值研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
王杰枫 1, 范小军 1, 3, 李森 2, 张翔 2, 李亮 1, 3
2017, 51(11): 22-28. DOI: 10.7652/xjtuxb201711004
摘要:针对航空发动机吸雨的问题,建立了气流与壁面水膜双向耦合作用的数值分析方法,对弯曲通道中凸、凹表面水膜流动特性进行了数值研究。结果表明:弯曲通道中二次流的作用引起凹面水膜向凸面迁移,在凸面沿垂直流动方向两端形成水膜的聚集区,在凹面的两端则出现水膜厚度减小的现象; 来流马赫数与凸、凹表面水膜厚度成负相关关系,水膜流量与凸、凹表面水膜厚度成正相关关系; 进口气流角增大导致凸面水膜厚度增大、凹面水膜厚度减小; 通道曲率增大引起凸面水膜沿流动方向加剧收缩; 相界面处压力波动是引起水膜波动的原因,水膜厚度的波动幅度与来流马赫数和进口气流角成正相关关系。该结果可为改善航空发动机吸雨引起的气动特性恶化问题研究提供参考。  
关键词:凸、凹面;水膜特性;耦合流动;数值研究
502
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更新时间:2025-07-09
多端口进料微型管式重整制氢反应器性能研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
田丽萍, 徐晗, 龚小炜, 党政
2017, 51(11): 29-35. DOI: 10.7652/xjtuxb201711005
摘要:针对传统管式重整反应器甲烷转化率低的问题,设计了一种具有多端口进料结构的微型管式重整制氢反应器,并采用COMSOL多物理场模拟软件对该反应器的重整性能进行了计算研究,分析了反应温度、汽碳比等工作参数对其性能的影响规律。计算结果表明:当反应温度在773~973 K范围内变化时,甲烷转化率以及产物中H
2
、CO的摩尔分数会随反应温度升高而增大; 当汽碳比在2~4范围内变化时,甲烷转化率随汽碳比增大而增大,而产物中H
2
、CO的摩尔分数则随着汽碳比的增大而减小; 沿气体流动方向,甲烷转化率和产物中H
2
、CO的摩尔分数受进料多端口特征的影响呈锯齿状波动变化,并呈总体上升趋势,在反应器出口处达到最大值。将多端口进料结构反应器与传统管式反应器进行比较研究,发现所提出的新结构反应器分别在600~1 100 K的反应温度区间以及2~5汽碳比区间内其甲烷转化率都高于传统管式反应器; 在873~973 K区间内甲烷转化率可达93%左右; 当汽碳比增大到4后,继续增大汽碳比对甲烷转化率的提高已无明显作用,建议合理的汽碳比区间为3~4。  
关键词:多端口进料;制氢;重整反应;反应器
447
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更新时间:2025-07-09
壁面粗糙度对轴流压气机气动性能的影响
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
蔡柳溪 1, 高松 1, 肖俊峰 1, 李园园 1, 于飞龙 1, 段静瑶 1, 王顺森 2
2017, 51(11): 36-42. DOI: 10.7652/xjtuxb201711006
摘要:以某典型压气机级为研究对象,利用三维数值模拟方法系统、定量地研究了壁面粗糙度变化对轴流压气机气动性能的影响,揭示了壁面粗糙导致压气机性能退化的内在机制。结果表明:壁面粗糙度增大会降低压气机总压比和等熵效率,且粗糙度越大,性能衰退越快; 当壁面粗糙度超过90 μm时,压气机的总压比和等熵效率分别下降2.58%和7.15%; 近壁区气流的黏性耗散,分离区气流掺混、堵塞的增强,以及激波损失是导致压气机性能退化的主要原因; 壁面粗糙度增大将使压气机特性线向流量减小的方向移动,近失速点的特性参数减小得更快,压气机的稳定工况范围有所增大,但通流能力大幅降低; 当壁面粗糙度超过150 μm时,失速工况提前发生,压气机稳定工作范围迅速减小6.21%。  
关键词:轴流压气机;壁面粗糙度;性能退化;特性线
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更新时间:2025-07-09
燃气透平叶片树状分形内冷微通道的换热特性实验研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
税琳棋 1, 黄博 1, 董坤坤 1, 史晓军 2, 李法敬 2
2017, 51(11): 43-50. DOI: 10.7652/xjtuxb201711007
摘要:针对燃气透平叶片内部对流冷却特点,基于能量输运原理和分形几何理论生成了适用于叶片内部流体输运的分形网络,并设计了4级T型树状分形分叉微通道内冷结构。在建立的透平叶片内冷微通道对流冷却实验平台上,研究了通道进口雷诺数和加热功率对空气的努塞尔数、摩擦系数和强化换热因子的影响。结果表明:当雷诺数从194增大到19 400时,空气的平均努塞尔数增大148.5%,摩擦系数从0.78减小到0.009,最大强化换热因子在通道进口雷诺数为17 300时获得; 加热功率从10 W增大到110 W时,平均努塞尔数降低35.9%,而摩擦系数几乎不变,加热功率为10 W时具有最佳的强化换热特性; 分叉结构耦合共轭传热效应显著提高了第2、第3级微通道的当地努塞尔数; 相比于前3级通道,末级通道的换热性能受雷诺数和加热功率的影响更为突出。  
关键词:燃气透平;叶片内冷;树状分形微通道;强化换热特性;实验研究
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更新时间:2025-07-09
纳米片型MFI分子筛超临界催化裂解正十二烷和煤油对比研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
姬亚军, 刘云鹏, 杨鸿辉, 刘朝晖, 延卫
2017, 51(11): 51-56+62. DOI: 10.7652/xjtuxb201711008
摘要:针对传统ZSM-5分子筛孔径小、反应物分子扩散路径长、催化活性稳定性较差等问题,通过水热法合成了具有更高催化活性及稳定性的纳米片型MFI分子筛(Nanosheet MFI,NS-MFI),并通过XRD、BET、SEM、TEM和NH
3
-TPD表征,分别以正十二烷和煤油为超临界催化裂解底物,测试了NS-MFI的催化活性及稳定性,并与传统的ZSM-5分子筛进行比较。与ZSM-5分子筛相比,NS-MFI具有更高的比表面积、更大的孔容、更薄的片层结构。在裂解正十二烷时,NS-MFI催化裂解的产气率更高,低碳烯烃的选择性更高,产生的热沉值更大。裂解煤油时,在550 ℃时,由于煤油中含有大量的环烷烃,使其更难被裂解,两种分子筛催化裂解的活性相当; 在600 ℃时,NS-MFI具有比ZSM-5更高的催化活性。两种分子筛裂解煤油的活性均低于裂解正十二烷的活性,多级孔道结构及较薄的片层结构有利于反应物及产物的扩散,可提高催化剂的反应活性及稳定性。  
关键词:纳米片型MFI分子筛;催化裂解;碳氢燃料;低碳烯烃;热沉
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更新时间:2025-07-09
高含固污泥临界剪切应力影响因素的研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
董登志, 张静思, 吴志根, 李卓
2017, 51(11): 57-62. DOI: 10.7652/xjtuxb201711009
摘要:为了进一步研究高含固污泥的流变特性,根据污泥含固率r
TS
选择改进的Herschel-Bulkley流变模型,以模拟污泥在反应器中的合理流动,并对污泥种类、含固率、剪切速率范围、温度对高含固污泥流变曲线中临界应力的影响进行了实验研究。实验中采用含固率r
TS
为5.2%~15.8%的厌氧消化污泥,在0.01~1 000 s
-1
的剪切速率范围内进行稳态流变特性的测试。结果表明:当r
TS
<8.8%时,流变曲线符合Herschel-Bulkley模型; 当r
TS
>8.8%时,流变曲线在1~10 s
-1
内出现临界剪切应力,符合改进的Herschel-Bulkley模型; 临界剪切应力与污泥含固率、剪切速率范围有关,与污泥的种类、成分组成、测试温度以及厌氧消化时间无关; 临界剪切应力对应的临界剪切速率(?overγ)
c
与含固率之间呈线性关系。该结果可为污泥物理化学性质研究提供一定的参考。  
关键词:高含固污泥;流变特性;临界剪切应力;改进的Herschel-Bulkley模型
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更新时间:2025-07-09
滑移及黏度对超精密气浮工作台性能影响研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
陈东菊, 董丽华, 潘日, 范晋伟
2017, 51(11): 63-70+143. DOI: 10.7652/xjtuxb201711010
摘要:针对超精密气浮工作台内部微小间隙气体的性能展开研究,实现了微尺度下气体滑移及黏度对气浮工作台性能影响的分析。基于气体润滑理论和微尺度下气体滑移和黏度的研究,实现了气浮工作台内气膜流态模型的修正,利用有限差分法给出了雷诺方程的数值求解过程; 通过求解修正模型,分析不同供气压强和气膜间隙下,滑移和黏度对气浮工作台性能影响的机理。研究结果表明:气体滑移和黏度会引起气浮工作台承载力的降低和气膜刚度的增大,但不会改变供气压强和气膜间隙对工作台的影响趋势,只是影响程度发生改变,当同时考虑滑移和黏度时,承载力比忽略时降低最多(约为21.95%),最大刚度比忽略时提升最大(约为15%)。滑移和黏度的存在使得气浮工作台的实际性能最优参数小于理想的最优性能参数,最优气膜间隙由原来的10 μm变为6 μm。最后,通过试验验证发现,同时考虑气体滑移和黏度时,气浮工作台的性能最接近实际工况,承载力的仿真曲线与试验曲线最吻合,刚度的试验值与仿真值的误差约为9.59%。  
关键词:气浮工作台;滑移;黏度;承载力;刚度
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更新时间:2025-07-09
圆锥微凸体在粗糙表面接触分析中的应用
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
田红亮, 董元发, 钟先友, 王骁鹏, 郤能, 郑金华
2017, 51(11): 71-78. DOI: 10.7652/xjtuxb201711011
摘要:为了从微观角度研究粗糙表面的法向接触特性,构建了一种具有圆锥微凸体的有限元分析模型。对反双曲余弦应力进行定积分,获得了作用在单个圆锥接触区域的总法向弹性接触力; 给出了圆锥顶点法向变形量与接触半径之间的拟合公式。数值模拟表明:反双曲余弦应力在锥尖处(接触区域的中心)有一个自然对数奇点,但作用在单个圆锥接触区域的总法向弹性接触力有边界; 单个圆锥的法向弹性接触载荷随着半顶角的增加先增大后减小; 结合部整体的法向接触载荷随着表面粗糙度的减小而增大; 当法向最大变形量明显增大时,结合部整体的法向接触载荷随着法向最大变形量的增加仅有微小的增加; 半顶角越大,单个圆锥的法向接触刚度也越大; 随着圆锥顶点法向变形量的增加,单个圆锥的法向接触刚度先略微减小,而后保持不变; 法向临界变形量较小时,结合部整体的法向接触刚度随着法向临界变形量的增加而近似于线性增大; 表面粗糙度越小,结合部整体的法向接触刚度增加得越明显; 法向临界变形量较大时,结合部整体的法向接触刚度趋于不变。  
关键词:圆锥微凸体;粗糙表面;法向接触载荷;法向接触刚度;反双曲余弦
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更新时间:2025-07-09
基础振动下电磁换向阀压力流量特性研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
刘瑞春 1, 张怀亮 1, 2, 李卫 1
2017, 51(11): 79-86+124. DOI: 10.7652/xjtuxb201711012
摘要:针对基础振动对电磁换向阀压力-流量特性的影响,采用控制阀口压差模拟压力损失的方法,同时考虑基础振动引起的阀芯瞬态液动力和电磁力的变化,建立了基础振动下的电磁换向阀的数学模型和仿真模型,实验验证了模型的准确性,分析了基础振动参数和结构参数对阀的压力-流量特性和流量波动的影响。研究表明:小流量、低压降电磁换向阀对基础振动的顺应性较好; 基础振动下存在压力-流量特性降低区域和流量波动失效区域,压差为0.7 MPa时的压力-流量特性降低区域是0.4 MPa时的45倍; 弹簧刚度小于5 kN/m时,减小阀芯质量、增大阻尼系数有利于降低流量波动幅值。该研究对基础振动下电磁换向阀的选型和设计提供了一定的理论参考。  
关键词:基础振动;电磁换向阀;压力-流量特性;流量波动
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更新时间:2025-07-09
一种大转角柔性铰链的设计与分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
闫凯 1, 张静 1, 3, 寇子明 1, 2, 3
2017, 51(11): 87-96. DOI: 10.7652/xjtuxb201711013
摘要:针对单自由度转动柔性铰链设计方法不完善和转角不足的问题,基于自由度约束拓扑(FACT)理论,提出了杆、板约束下柔性铰链的设计思路,并以此为基础设计了一种大转角柔性铰链。基于约束空间、交点和交距的概念,依据约束所在位置的不同,对杆约束条件下的单自由度转动柔性铰链进行了分类,并提出了杆约束的添加思路,此思路可应用于杆约束条件下柔性铰链的设计; 基于板约束和杆约束的相互关系,考虑板约束位置和变形形式对柔性铰链的不同影响,对板约束条件下的单自由度转动柔性铰链进行了分类,给出了板约束的添加思路,并且应用于弯曲相交柔性铰链和扭转不相交柔性铰链的设计。通过对这2种铰链的串联组合,得到了一种大转角单自由度转动柔性铰链。有限元仿真分析结果表明,当安全系数为12时,该柔性铰链的转角可达到±20°,径向平移刚度为43.20 N/m。该柔性铰链具有较大的转角和平移刚度,经过对比分析,可知其转角优于现有柔性铰链。  
关键词:柔性铰链;单自由度转动;自由度约束拓扑;有限元分析
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更新时间:2025-07-09
采用分形理论与微分几何的摆线针轮形貌模型
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
韩炬 1, 2, 李威 1, 王志军 2
2017, 51(11): 97-105+136. DOI: 10.7652/xjtuxb201711014
摘要:根据分形理论与微分几何,应用Weierstrass-Mandelbrot函数与矢量函数构建了摆线轮齿与针齿的表面形貌模型,该模型综合体现了摆线轮齿与针齿的宏观特征与微观特征; 应用MATLAB绘制了各向同性粗糙针齿及单个摆线轮齿的二维截面图,构建了摆线轮齿与针齿的接触比例系数。通过分析可知:接触比例系数随啮合点的变化而变化,且针齿与摆线轮齿内凹部分接触时的接触比例系数远大于针齿与摆线轮齿外凸部分接触时的值; 接触比例系数随分形维数的增加而减小,随摆线轮与针轮中心距的增加先增大后减小,随特征尺度、针齿半径和针轮齿数的增加而增大。  
关键词:摆线针轮;分形理论;微分几何;Weierstrass-Mandelbrot函数;矢量函数;表面形貌模型
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更新时间:2025-07-09
接触力模型对含间隙铰接副多体系统的影响
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
杨芳 1, 陈渭 1, 李培 2
2017, 51(11): 106-117. DOI: 10.7652/xjtuxb201711015
摘要:为研究接触力模型对含间隙铰接副多体系统动力学分析结果的影响,分析了不同接触力模型中阻尼系数和耗散能的计算方法及其优缺点,并以单球碰撞为例对比分析了各模型耗散能的大小。在此基础上,以含间隙铰接副曲柄滑块机构为例,研究了不同接触力模型对多体系统动力学计算的效率、稳定性及结果的影响。计算结果表明:接触力模型中耗散能的增加可以使多体系统动力学计算结果更快趋于稳定; 选取适当的接触力模型可改善动力学方程的求解效率及结果稳定性。针对不同恢复系数,从稳定性、计算效率及适用范围三方面考虑,得出了相应的更具优势的接触力模型。  
关键词:多体系统;间隙铰接副;能量耗散;接触力
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更新时间:2025-07-09
多发单收窃听信道中人工噪声辅助的鲁棒波束成形设计
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
徐静, 许思文, 孙黎
2017, 51(11): 118-124. DOI: 10.7652/xjtuxb201711016
摘要:针对无线通信物理层安全中合法用户接收的信息易受到非法窃听者窃听的问题,提出了一种人工噪声辅助的鲁棒波束成形(AN-RBF)设计方案。首先,利用信道估计分别获取发射端到合法用户的瞬时非理想信道状态信息(CSI)和发射端到窃听者的统计CSI; 然后,在发射端向合法用户发送的信号中添加人工噪声,通过对有用信号和人工噪声进行联合优化,在满足发射功率控制和中断概率限制的约束条件下实现安全传输速率的最大化。AN-RBF方案发射端仅需获取窃听者的统计CSI,且发射端获取的合法用户的瞬时CSI是非理想的,系统开销少,另外,人工噪声的添加可以降低窃听者接收端信干噪比,提高多发单收(MISO)窃听信道中的安全传输速率。仿真结果表明,在20 dB功率且仿真环境相同的情况下,所提AN-RBF方案的安全速率比各态同向人工噪声辅助方案提高了约2 bit?(s?Hz)
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。  
关键词:无线通信;物理层安全;鲁棒波束成形;人工噪声
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更新时间:2025-07-09
电子轰击下MgO薄膜的二次电子效应的衰减机理
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
魏强, 吴胜利, 付马龙, 李洁, 胡文波, 张劲涛
2017, 51(11): 125-129. DOI: 10.7652/xjtuxb201711017
摘要:以MgO薄膜、MgO/Au复合薄膜作为二次电子发射材料的研究对象,利用持续电子束轰击薄膜的方式,研究了二次电子效应与时间的变化规律。通过测试样品时间的指数衰减,电导率和介电常数对衰减速率的影响,建立模型假设来研究二次电子发射的机理,提出了潜在电子的概念及平板电容模型; 以此模型为基础进行分析推导,建立了二次电子发射过程理论模型,得出了诱导电流和二次电子发射系数实验值的表达式,与实际样品测试结果的趋势一致,二次电子发射材料性能的衰减速率与薄膜电导率正相关,验证了所提理论模型能很好地解释介质薄膜二次电子发射的衰减机理,有助于提高二次电子发射材料的衰减性能,为改进工艺和研发新型介质薄膜材料提供了一定的理论指导。  
关键词:MgO薄膜;二次电子发射;介质薄膜;衰减机理
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更新时间:2025-07-09
双馈风力机转子动能在系统频率跌落时的响应能力分析
封面论文
封底论文
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桑懿谦 1, 夏俊荣 3, 戴义平 1, 2, 赵嘉 4
2017, 51(11): 130-136. DOI: 10.7652/xjtuxb201711018
摘要:针对转子动能参与调频的研究主要集中于控制策略上,并未详细、定量研究不同工况下转子释放动能的问题,以1.5 MW某双馈风力发电机为原型、采用Matlab/Simulink软件建立了简化的风力机动态模型,并以1.5 MW风力发电机的实时运行数据验证了该模型的正确性; 同时,提出了转子释能持续时间的概念,并在所建的风力机动态模型下得到中低风速(6~8 m/s)下机组转子释放动能的能力随着风速的变化,继而设计了转子惯性响应控制器,研究了不同风速下风力机在系统频率跌落时的响应能力,得到转速及功率输出的响应曲线。研究结果表明:所提模型具有普遍的适用性; 在相应研究条件下,风力机转子释能时间可达15 s,风力机输出可增加约15%的有功功率; 风速在6~8 m/s下,风电机组转子释放动能的能力随着风速的增加而降低。该结果可为双馈感应风力发电机参与电网调频的研究提供参考。  
关键词:风力发电机;调频;控制策略;转子动能;转子惯性响应
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更新时间:2025-07-09
融合改进A
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算法和动态窗口法的全局动态路径规划
封面论文
封底论文
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AI导读
程传奇, 郝向阳, 李建胜, 张振杰, 孙国鹏
2017, 51(11): 137-143. DOI: 10.7652/xjtuxb201711019
摘要:针对移动机器人路径规划全局最优、实时避障的需求,提出了一种融合改进A
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算法和动态窗口法的全局动态路径规划方法。首先,基于传统A
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算法,结合Manhattan和Euclidean距离,设计了一种优化的启发搜索函数; 然后,利用关键点选取策略,剔除冗余路径点和不必要的转折点; 最后,融合动态窗口法,构造了顾及全局最优路径的评价函数,基于该评价函数,应用动态窗口法,进行实时动态路径规划,在保证规划路径全局最优性的基础上,提高了平滑性及路径规划的局部避障能力。实验结果表明:与传统A
*
算法相比,所提算法规划的路径更平滑,可实时动态避障,且能输出控制参数,这利于机器人的自动控制; 与动态窗口法相比,所提算法能够保证规划路径的全局最优性,路径长度由28.879 m缩短为22.285 m。该研究对于移动机器人自主导航的应用具有重要的参考价值。  
关键词:移动机器人;路径规划;A*算法;动态窗口法;动态避障
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更新时间:2025-07-09
一种新型热压缩机运行特性实验研究
封面论文
封底论文
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吴小华 1, 杨俊玲 2, 越云凯 1, 2, 杨鲁伟 2
2017, 51(11): 144-149. DOI: 10.7652/xjtuxb201711020
摘要:为了克服传统热压缩机的不足,提出了一种直线电机直接驱动、以气缸壁与活塞充当回热器的新型热压缩机系统。利用搭建的实验装置,实验研究了加热温度、直线电机驱动功率、工质种类和充气压力等对新型热压缩机系统运行特性的影响。研究结果表明:采用比热容比更大的工质有利于提高热压缩机系统性能; 增大充气压力能提高系统内压力峰值,但效果不显著。以He4为工质,在充气压力为0.96 MPa、加热温度为330 ℃时,新型热压缩机系统压比达到1.14,能满足特定场合驱动脉冲管制冷机工作的需求; 利用带小孔的气库进行了系统输出声功实验研究,发现存在最佳小孔开度使热压缩机系统对外输出功最大; 保持工质种类和充气压力不变,当加热温度为603 ℃、小孔气库容积为0.518 L时,实验测得热压缩机输出功最大为15.6 W。  
关键词:热压缩机;实验研究;热力学;直线电机;回热器
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更新时间:2025-07-09
多源统计数据驱动的航空发动机剩余寿命预测方法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
赵广社 1, 2, 吴思思 2, 4, 荣海军 2, 3, 4
2017, 51(11): 150-155+172. DOI: 10.7652/xjtuxb201711021
摘要:针对统计数据驱动方法中多变量无法建立退化模型的问题,提出了一种多源统计数据驱动的航空发动机剩余寿命(RUL)预测方法。建立了基于欧氏距离的航空发动机监测信息融合模型,综合多源监测数据以量化发动机健康状态退化过程; 构建了基于非线性漂移维纳过程的航空发动机退化模型,推导发动机剩余寿命概率密度函数解析式,实现对发动机剩余寿命的估计。选取C-MAPSS数据集进行仿真实验,结果表明,与已有研究结果相比,所提方法预测结果在确定系数和惩罚得分两项均有所改进。该方法可为其他非线性退化系统的RUL预测提供一定的参考。  
关键词:剩余寿命;航空发动机;概率密度函数;统计数据驱动
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更新时间:2025-07-09
汽车阻尼可调半主动悬架混杂模型预测控制
封面论文
封底论文
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张亮修 1, 王宇 1, 吴光强 1, 2, 刘兆勇 1
2017, 51(11): 156-164. DOI: 10.7652/xjtuxb201711022
摘要:为协调汽车阻尼连续可调半主动悬架舒适性和操稳性之间的矛盾,并考虑减振器阻尼力须满足的非线性约束条件,研究了一种适用于半主动悬架的混杂模型预测控制方法,包括建立半主动悬架单轮车辆模型,提出综合描述舒适性和操稳性的悬架优化控制目标函数及半主动悬架须满足的非线性约束条件。利用混合逻辑动态建模方法描述半主动悬架混杂系统模型,基于模型预测控制理论研究半主动悬架混杂系统的有限时域优化控制问题。为便于问题求解,将非线性约束优化问题转化为包含实值变量和二值变量的混合整数二次规划问题,并借助分支定界算法进行求解。在随机路面和正弦波突起路面进行仿真验证后表明,所提混杂模型预测方法明显优于被动悬架和传统线性二次型调节器算法,能有效提高阻尼可调半主动悬架的综合性能,并在不同的路面输入激励和车速下均能取得较好的控制效果。  
关键词:半主动悬架;非线性约束优化;混合逻辑动态建模;混杂模型预测控制;混合整数二次规划
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更新时间:2025-07-09
基于深度学习的离心泵空化状态识别
封面论文
封底论文
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曹玉良 1, 明廷锋 1, 贺国 2, 苏永生 1
2017, 51(11): 165-171. DOI: 10.7652/xjtuxb201711023
摘要:空化状态识别是离心泵状态监测的难点之一,为了提高空化状态识别的效果,提出了一种基于深度学习的离心泵空化状态识别方法。首先,采集了在3种工况下泵壳的振动信号,分别构建了振动信号的改进倍频带特征矩阵和时频特征矩阵; 然后,基于自动编码器构建了深度学习网络,通过无监督训练自动学习输入数据的特征,利用监督训练对网络的参数进行了调整; 最后,运用深度学习网络,对离心泵的4类空化状态进行了分类识别。研究表明,无论是基于改进倍频带特征矩阵还是基于时频特征矩阵,深度学习网络对4类空化状态都有很好的识别效果,尤其是对于弱空化状态,深度学习网络比BP神经网络更有效。  
关键词:离心泵;空化状态识别;深度学习;自动编码器;神经网络
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更新时间:2025-07-09
《西安交通大学学报》征稿简则
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2017(11): 173.
摘要:《西安交通大学学报》是西安交通大学主办的自然科学综合性学术理论刊物,它以马克思列宁主义、毛泽东思想和邓小平理论为指导,以促进科学技术发展、培育科技人才、为社会主义现代化建设服务为宗旨,坚持以"出精品、创名牌、办一流学报,争时效、促交流、举科技人才"为目标,主要登载机械、能源、动力、工程力学、电气、材料、  
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更新时间:2025-07-09
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