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2008年  第8卷  第5期

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Droplet size and velocity distribution function in sprays based on maximum entropy principle
CAO Jian-ming, HE Jian, LI Xian-guo
摘要: A droplet size and velocity distribution function was theoretically derived based on the maximum entropy principle and the momentum conservation law.The numerical calculations for the function on the droplet size and velocity distribution of pure diesel and L30(mixed liquefied petroleum gas(LPG)/diesel fuel in a mass ratio of 30 per cent LPG) were done, and a comparison analysis of the spray characteristics between diesel and L30 was conducted.The result shows that because of the influence of flash boiling injection, the peaks of the droplet size distribution curve of L30 are evidently higher than those of diesel, the curve and its peaks move toward smaller droplet diameters region, which indicates that the droplets produced by injecting L30 are smaller than those of diesel; the peaks of the velocity distribution curves of L30 are higher than those of diesel, and locate a lower velocity region, which shows that the droplet number of lower speed is more than that of higher speed for the L30.The size-velocity(D-u) contour maps of diesel and L30 obtained by the droplet size and velocity distribution curves shows that smaller drops occupy a wide velocity space, and lower speed droplets have a wide size space.The size and velocity distribution of L30 converges faster than that of diesel, which indicates that the smaller size and lower velocity drops of L30 are more than those of diesel, and the spray quality of L30 is better than that of diesel.更多>
2008, 8(5): 1-8.
摘要(223) HTML (51) PDF (494KB) (297)
Work strategies of torque converter for vehicle with continuously variable transmission system
HE Ren, XIA Jing-jing, ZHANG Yong, WU Hai-xiao, HOU Su-li
摘要: In order to improve the operating fuel economy of torque converter for vehicle with continuously variable transmission (CVT) system, the optimal lock-up and unlocking conditions were confirmed.To furtherly improve the work efficiency of torque converter in unlocking stage, PID controller was designed, so that engine and torque converter worked in optimal economy region by adjusting the speed ratio of CVT.To decrease the impact during the lock-up process of torque converter, the control strategies of lock-up clutch engagement were put forward according to the principles of stabilizing engine rotation and optimizing the performance of impact and sliding friction work, and the fuzzy controller with two inputs of impact degree and rotate speed difference was designed.The experimental result under two kinds of different lock-up states shows that the 1.92 s in quick acceleration is bigger than the 1.38 s in slow acceleration, the engagement time is prolonged, so the control measures can ensure the engaging smoothness of torque converter and stabilize engine rotate speed.更多>
2008, 8(5): 9-14.
摘要(268) HTML (94) PDF (363KB) (195)
高速列车轮轨动态相互作用特征
王开云, 司道林, 陈忠华
摘要: 为了探明高速铁路轮轨动态相互作用特征, 运用铁道机车车辆-轨道耦合动力学理论, 考虑了轮轨系统参振的影响, 研究了高速运营条件下曲线轨道上的轮轨动态接触几何关系, 分析了安全性指标和舒适性指标的随机振动特性。研究结果表明: 在高速运营条件下, 曲线轨道上的轮轨动态接触几何关系具有明显的特点, 在160~300 km·h-1速度范围内, 减载率及车体振动加速度的敏感波长分别为1.0~2.5 m与40~50 m, 控制该波长范围不平顺对提高动车组的安全性及舒适性十分有利。更多>
2008, 8(5): 15-18.
摘要(324) HTML (95) PDF (322KB) (351)
轮径差对行车安全性的影响
池茂儒, 张卫华, 曾京, 金学松, 朱旻昊
摘要: 分析了具有轮径差转向架的运动状态, 建立了车辆动力学模型, 以某高速车辆在直线上运行为例, 采用德国低干扰谱, 选择车辆运行速度为300 km·h-1, 研究了轮径差对行车安全性的影响趋势, 对比了转向架前后轮对同相轮径差与反相轮径差的影响程度。分析结果表明: 所有的轮径差都会影响行车安全性, 随着轮径差的增大, 车辆运行安全性指标逐渐变差, 反相轮径差对行车安全性影响较大, 同相轮径差的影响较小。由此可知, 在实际检修中应尽量减小轮对的轮径差, 尤其应严格控制转向架前后轮对反相轮径差到允许范围之内, 以保证车辆系统的行车安全性。更多>
2008, 8(5): 19-22.
摘要(355) HTML (150) PDF (340KB) (471)
牵引供电系统可靠性建模方法
谢将剑, 吴俊勇, 吴燕
摘要: 采用基于遗传算法的拟合方法, 提出了一种以威布尔分布模型为基础的牵引供电系统的可靠性建模方法。以京广线郑州南段牵引供电系统为例, 根据统计的14年设备失效率信息, 采用建模方法建立了牵引供电系统各设备的可靠性模型, 运用BDD算法得到整个牵引供电系统的可靠性模型, 计算了系统的有效寿命。拟合优度的K-S和W2检验结果表明: 该建模方法是一种适用于牵引供电系统特别是接触网系统可靠性分析的。有效寿命的计算结果表明: 牵引供电系统与接触网的有效寿命分别为3.116年与3.215年, 供电系统的可靠性在很大程度上取决于接触网的可靠性。更多>
2008, 8(5): 23-26.
摘要(406) HTML (131) PDF (328KB) (193)
高速动力车轴应力谱分析及疲劳寿命可靠性预测
赵利华, 张开林, 张红军
摘要: 结合车辆系统在随机轨道谱激励下的动力响应与疲劳强度理论, 以“中华之星”高速动力车轴为例, 建立了动车系统的非线性动力学模型, 仿真车辆在典型线路上的运行特性, 获取作用于轮轴上的随机载荷谱。引入车轴材料的非线性本构关系, 进行轮轴的有限元分析, 得到车轴关键部位的应力时间历程, 对其进行统计分析后得到各危险点的应力谱。在此基础上, 运用局部应力应变法和累积损伤理论进行了车轴疲劳寿命估算和可靠性分析, 得到不同可靠度下的疲劳寿命。当可靠度为0.9时, 其疲劳寿命为16年。更多>
2008, 8(5): 27-32.
摘要(371) HTML (125) PDF (387KB) (636)
基于支持向量机的发动机气路故障预诊断
王旭辉, 黄圣国, 施鼎豪, 舒平
摘要: 为实现航空发动机气路故障在线预诊断, 分析了地空数据链系统中发动机气路参数报文的协议格式, 建立了基于支持向量机算法的发动机气路参数在线预测模型。以便携式地空数据链收发系统为硬件基础, 构建发动机报文并行处理系统, 获取建模所需的训练样本。利用最终误差预报准则确定样本数据嵌入维数, 实现时序样本数据的相空间重构。提出自适应网格搜索法优化支持向量机建模参数, 获得气路参数在线预测模型, 与航路飞机建立地空数据链通信, 预测气路参数趋势。预测结果表明: 参数低压转子转速、高压转子转速、尾气温度与燃油流量的相对预测误差分别为2.5%、2.1%、1.9%与2.3%, 因此, 支持向量机模型具有较高预测精度。更多>
2008, 8(5): 33-37.
摘要(302) HTML (102) PDF (343KB) (275)
抓斗卸船机性能评估新方法
王建, 姚振强, 包起帆, 朱建龙, 雷新华, 王小平
摘要: 研究了各种抓斗卸船机生产率计算方法, 对比分析了其优缺点和适用场合, 基于机械性能计算方法, 提出了抓斗卸船机性能评估新方法。建立了测试记录有效性准则, 定义了一些修正系数, 以有效消除物料、工况等不确定性因素的影响。计算结果表明: 自动作业模式与人工作业模式相比, 额定生产率提升率为3.12%, 实际生产率综合提升率为7.97%, 因此, 新方法评估结果准确合理, 并易于实现不同作业模式间的自动化程度对比分析。更多>
2008, 8(5): 38-43.
摘要(380) HTML (146) PDF (408KB) (310)
级配对沥青混合料集料离析的影响
彭余华, 沙爱民, 梁汉成, 雷宇
摘要: 为了比较不同级配类型的沥青混和料在施工过程中产生集料离析的差异程度, 通过调整拌和楼热料仓比例生产出具有代表性的7种级配类型沥青混和料, 分析了其摊铺后在横断面上不同位置的颗粒组成状况, 混和料经碾压成型后, 测定其在横断面上不同位置的构造深度, 并评价其数值特征。研究结果表明: 在相同条件下, 产生集料离析程度由大到小的沥青混和料级配为: 反S型、间断级配、最大密度曲线之上微弓型、S型、0.45次方最大密度曲线、含中间粒径较多的级配、最大密度曲线之下微弓型。更多>
2008, 8(5): 44-48.
摘要(377) HTML (144) PDF (323KB) (520)
沥青路面微波热再生传热模型与解法
孙铜生, 史金飞, 张志胜
摘要: 为了获得沥青路面微波热再生过程的温度场, 基于传热学理论, 分析了微波加热过程的传热形式, 建立了三维非稳态的传热模型, 研究了传热模型的边界条件, 求解了对流换热系数及辐射换热发射率, 根据能量守恒原理, 确定了内热源强度, 实现了电场到热场的转化。采用交替方向显(ADE) 格式, 提出了传热模型的数值解法, 对实测温度进行拟合, 并建立了传热边界条件数学模型, 仿真求得模型的可视化数值解。结果发现: 加热450 s时, 沥青混合料大部分区域接近70℃, 加热600 s时, 达到80℃, 加热到750 s时, 温度迅速上升到110℃左右, 这表明热量传递随加热时间是非线性的, 必须精确地选择加热时间以保证修补质量。更多>
2008, 8(5): 49-53.
摘要(347) HTML (104) PDF (399KB) (222)
膨胀土的强度与力学特性
李振霞, 王选仓, 陈渊召, 毛媛
摘要: 通过三轴试验与侧限压缩试验, 研究了膨胀土的强度、超固结性和压缩指标; 建立了胀缩指标与抗剪强度的关系, 分析了膨胀土的结构特征、矿物成分及外界条件等因素对其变形和强度的影响。研究结果表明: 膨胀土具有超固结性, 且超固结性越明显, 从峰值强度达到稳定强度状态时所需的变形越大, 抗剪强度也越大; 裂隙越发育, 其压缩性越高, 超固结性越弱, 抗剪强度指标越小。给出了膨胀土抗剪强度指标的变化范围: 固结排水条件下的粘聚力变化范围为19.8~25.5 kPa, 内摩擦角变化范围为10°~19°; 固结不排水条件下的粘聚力变化范围为23.0~35.3 kPa, 内摩擦角变化范围为3°~14°; 不固结不排水条件下的粘聚力变化范围为37.0~55.0 kPa, 内摩擦角为0°。更多>
2008, 8(5): 54-60.
摘要(407) HTML (167) PDF (506KB) (744)
加筋土路堤稳定可靠性设计的分项系数优化
阙云, 胡昌斌
摘要: 为了完善加筋土路堤极限状态设计方法, 分析了加筋土路堤稳定可靠性设计的分项系数。基于大量工程实测资料和文献资料的统计分析, 初步确定了填料密度、填料粘聚力、填料内摩擦角、汽车荷载、筋材抗拉强度、筋土似摩擦系数和路基几何参数等参数不定性系数的统计结果和概率分布模型。针对加筋土路堤的筋材拉断、筋材拔出、基底滑动以及整体滑动4种失效模式, 按照抗力最小二乘原理, 优化得到了相应的恒载分项系数、活载分项系数与抗力分项系数。计算结果表明: 实例工程在4种失效模式下的总抗力均大于总恒载与总活载之和, 同时安全系数均满足规范要求。可见, 优化得到的分项系数合理。更多>
2008, 8(5): 61-66.
摘要(302) HTML (122) PDF (402KB) (292)
路基拓宽工程中桩承式加筋路堤处理的数值分析
钱劲松, 凌建明
摘要: 为掌握拓宽路堤荷载作用下桩承式加筋路堤的工作特性及其处理效果, 建立了三维有限元分析模型, 采用土水耦合单元模拟地基土, 三维薄膜单元模拟土工格栅, 并基于接触单元考虑桩土界面的状态非线性, 从土拱效应、土工格栅的拉膜效应以及桩土作用等方面验证了桩承式加筋路堤的工作机理。计算结果表明: 土工格栅最大拉力发生在原坡脚位置的桩帽边缘处, 外侧桩帽边缘的格栅应力逐渐减小; 桩承式加筋路堤可使地表不均匀沉降由50.0 cm减小为8.3 cm, 超孔隙水压力由63.7 kPa下降为11.0 kPa, 并避免了老路基顶面出现的反坡现象, 但在老路基处仍出现了较大的地基沉降和超孔隙水压力, 故应充分重视老路边坡位置的地基处理。更多>
2008, 8(5): 67-71.
摘要(336) HTML (131) PDF (371KB) (442)
基于GPS的公路滑坡监测网数据处理
姚顽强
摘要: 研究并推导了以地平坐标系为参考坐标系的GPS公路滑坡监测网数据处理模型, 提出了应用聚类分析方法对拟稳点(或固定基准点)的相对稳定性进行检验的数学模型, 采用拟稳平差法进行平差计算。在VC++环境下, 开发了GPS公路滑坡监测网的数据处理软件系统, 以此对某公路滑坡GPS变形监测网的3期观测数据进行平差计算。平差计算结果表明: GPS公路滑坡监测网的平面坐标中误差可以达到1 mm, 垂直坐标可以达到2 mm, 因此, 提出的数学模型适合于GPS公路滑坡变形监测网的数据处理。更多>
2008, 8(5): 72-75.
摘要(277) HTML (93) PDF (277KB) (331)
波形钢腹板组合箱梁自振特性与试验研究
张永健, 黄平明, 狄谨, 周绪红
摘要: 为了精确计算波形钢腹板组合箱梁的振动频率, 根据能量变分原理, 推导了振动频率公式, 得到了考虑剪切变形及剪力滞效应的各阶自振频率的解析解。对一试验波形钢腹板组合箱梁进行了动力测试, 得到了实际自振频率, 并与简单梁理论、本文理论公式与三维有限元模型的计算频率进行对比。结果表明: 剪力滞效应及剪切变形对波形钢腹板组合箱梁的振动频率影响较大, 考虑剪力滞及剪切变形影响后的波形钢腹板组合箱梁的振动频率有所降低, 且降低程度随着计算频率阶次的增加而迅速增加, 因而在波形钢腹板组合箱梁振动频率的计算中须计其影响。更多>
2008, 8(5): 76-80.
摘要(321) HTML (109) PDF (329KB) (428)
对角匝道设置的交通量条件
李爱增, 王炜, 李文权
摘要: 为了得到设置对角匝道时须满足的交通量条件, 分析了合流区主路外车道的车头时距分布, 利用间隙接受理论和分段积分法, 建立了对角匝道驶入主路的适应交通量模型。然后考虑驶入对角匝道的右转交通量及其车头时距分布, 利用间隙接受理论, 建立了驶入对角匝道的左转车流的适应交通量模型, 并得到了驶入对角匝道的左右转车流的约束条件。分析结果表明: 对角匝道设置的交通量条件与主路交通量、匝道交通量、加速车道长度、合流区外侧车道车头时距的区间分布状况、汇合车辆的临界间隙和随车时距以及驶入对角匝道的左右转交通量有关。更多>
2008, 8(5): 81-85.
摘要(390) HTML (169) PDF (312KB) (217)
基于约束卡尔曼滤波的短时交通流量组合预测模型
聂佩林, 余志, 何兆成
摘要: 为了克服单一的交通流预测模型性能不稳定的问题, 提出了基于约束卡尔曼滤波的短时交通流量组合预测模型。约束卡尔曼滤波组合预测模型以各单一预测模型的权重为状态变量, 交通流量为观测变量, 预测结果是单一预测模型的加权和, 加权系数由约束卡尔曼滤波方程递推动态确定, 最后通过广深高速公路上采集的交通流量数据对算法进行了验证。结果表明, 在不同预测步长情况下, 约束卡尔曼滤波组合预测模型要优于最佳的单一预测模型或与其持平, 并且不受某一较差的预测模型影响, 具有较高的鲁棒性。更多>
2008, 8(5): 86-90.
摘要(341) HTML (138) PDF (317KB) (479)
基于粗集理论的交通流丢失数据补齐方法
王晓原, 吴芳, 朴基男
摘要: 为了解决交通检测器检测到的数据存在丢失的问题, 提出了一种基于粗集理论的丢失数据补齐方法。利用检测到的交通流数据构造信息系统, 通过计算扩充可辨识矩阵, 并对其进行多次完整化分析, 实施丢失数据的补齐, 并采用英国南安普敦市的实际检测数据对算法进行了验证。研究结果表明: 同一时间段, 当仅有一个属性数据丢失时, 粗集理论的补齐精度较高, 绝对相对误差较小, 基本保持在0~5%之间; 当不同属性的数据同时丢失时, 补齐精度较低, 绝对相对误差甚至高达20%;当所有属性数据全部丢失时, 补齐精度非常低, 可视为无法实现补齐。可见, 粗集理论是一种补齐少量丢失数据的有效方法。更多>
2008, 8(5): 91-94.
摘要(293) HTML (119) PDF (344KB) (418)
常规公交上下客预知系统设计方法
马荣国, 刘洪营, 梁国华
摘要: 为了提高公交运营效率与候车乘客的安全性, 考虑了节约成本与方便实施的原则, 从常规公交车上下客预知系统设置的概念出发, 分析了公交预知系统的效益, 提出了基于候车乘客发出信息与驾驶员接收信息过程的预知系统设计思路, 给出了预知系统信息发布半径的确定方法, 研究了实现预知系统功能的设置方法。实际应用表明: 在系统设置后, 公交车经过公交站点时, 平均运行效率提高了43.1人·s, 总体效益提高明显, 系统应用性强。更多>
2008, 8(5): 95-99.
摘要(247) HTML (108) PDF (319KB) (297)
基于排队状态的单点交叉口动态信号配时算法
李明利, 赵祥模, 张利川
摘要: 以绿灯末尾排队状态为目标, 研究了二相位控制单点交叉口的动态信号配时。根据排队形成和消散过程建立了排队模型, 分析了信号周期、绿信比和到达率对排队状态的影响。以两相位排队均处在弱欠饱和状态为控制目标, 提出了随到达率变化的简便信号配时算法, 根据总流量比计算信号周期, 根据较大的流量比调节主相位绿信比。仿真结果表明: 信号周期缓慢地同向改变两相排队状态, 绿信比反向改变两相排队状态, 到达率仅改变相应相位的排队状态。当交叉口饱和流率为0.50 pcu·s-1, 黄灯和绿灯前损时间为4 s, 到达率在0.10~0.26 pcu·s-1之间变化时, 两相排队始终都在弱欠饱和状态, 说明配时算法是有效的。更多>
2008, 8(5): 100-103.
摘要(272) HTML (116) PDF (319KB) (403)
多航班多行李提取模型
陆迅, 朱金福, 唐小卫
摘要: 为了解决枢纽机场航站楼旅客行李认领区的拥挤状态, 提高行李认领效率, 分析了静态行李提取模型的不足, 以现有单航班单行李认领动态模型为基础, 考虑了一条行李转盘可同时处理多个航班的行李, 同一旅客交运的多件行李不能保证同时到达目的地机场的行李转盘的实际情况, 提出了多航班多行李提取模型, 分析了不同需求下的行李提取区拥挤状态。分析结果表明: 在单航班单行李条件下, 有约9 min旅客密度超过了1.0人·m-1, 行李提取服务水平低于E级, 在多航班多行李条件下, 有约8 min旅客密度超过0.6人·m-1, 服务水平达不到C级, 因此, 新模型分析效率高。更多>
2008, 8(5): 104-108.
摘要(346) HTML (131) PDF (336KB) (470)
基于空间特性的行李跟随系统的车辆调度方法
李林波, 杨东援
摘要: 为了提高车辆配送初始解获得的效率, 在不确定条件下, 研究了上海世博会行李跟随系统需求点的空间特性, 提出了基于空间特性的车辆调度方法, 建立了需求点的空间特性SLINK聚类分析方法和聚类分析结果评估方法。计算结果表明: 在需求点群聚状态下, 采用基于空间特性的聚类分析法的调度初始解总距离为583, 而传统SWEEP扫描法的调度初始解总距离为595, 因此, 在对车辆调度问题进行求解时, 对需求点的空间分布特性进行分析有助于不确定环境下车辆调度问题的最终求解。更多>
2008, 8(5): 109-113.
摘要(292) HTML (117) PDF (382KB) (243)
带时间窗的动态车辆路径问题的局部搜索算法
刘霞, 齐欢
摘要: 为有效求解带时间窗的动态车辆路径问题, 建立了该问题的数学模型, 通过计划周期分片, 将动态问题转换为一系列的静态子问题, 采用插入法构造初始解, 并将重定位法、节点交换法和2-opt*法3种线路间局部搜索方法, 以及2-opt法和Or-opt法2种线路内局部搜索方法的不同组合应用于初始解的改进, 分析了客户出现时间、地理位置分布与不同客户时间窗范围对线路选择的影响, 比较了标准算例的求解结果。结果表明: 在线路间进行局部搜索时, 重定位法的效果最好, 2-opt*法次之, 节点交换法的最差; 在线路内进行局部搜索时, 2-opt法优于Or-opt法; 当客户请求出现时间越早, 客户比较集中, 客户时间窗较宽的情况下, 使用的车辆数量较少, 整个线路的行驶距离较短, 客户延迟时间也较短。更多>
2008, 8(5): 114-120.
摘要(361) HTML (147) PDF (487KB) (770)
基于层次分析法的渤海海峡跨海通道项目投资风险分析
吴爱华, 张芳芳, 李天录
摘要: 为了评估渤海海峡跨海通道项目的投资风险, 利用层次分析法进行了投资风险分析, 分解了影响渤海海峡跨海通道项目的各项因素, 按各因素对项目总风险影响大小进行排序, 分析了在项目进展过程中最应该把握的关键因素。分析结果表明: 各子项目的影响程度从大到小依次是地理条件、技术水平、意外事件、资金、资源利用和政策法规; 按风险由大到小将风险划分为4个级别, 海底地质情况风险最大, 防灾救援系统、照明系统等隧道项目中的基础功能设施风险较大, 洞口防洪设施、隧道监控系统等设施风险较小, 规划预留功能风险最小; 最后对结果进行了解释, 项目规划者与投资者可以参考分析结果进行风险管理。更多>
2008, 8(5): 121-126.
摘要(320) HTML (148) PDF (444KB) (223)

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