上海大学学报(自然科学版)

刘柄林1, 马骁1, 房金铭2, 汤哲鹏1, 李爱军1, 孙晋良1

2016, 22(6): 691-700. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.04.005

摘要 ( 1041 )

PDF (10441KB) ( 236 )

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以石墨微晶的基平面作为碳/碳复合材料化学气相渗透(chemical vapor infil-tration, CVI)制备工艺热解碳基体的表面模型, 基于CVI工艺中存在的Particle-Filler (P-F)热解碳沉积模型和Langmuir-Hinshelwood (L-H)模型, 利用Monte Carlo (MC)方法对热解碳基体生长中所伴随的微观织构形成过程进行了模拟, 对CVI工艺中热解碳基体织构内部的界面形成过程进行了分析. 研究结果表明, 随着气相成分组成参数R(C₆与C₂浓度比)的变化, 热解碳基体的织构形成过程曲线呈现“S”形特征变化. 线性稳定性分析结果表明, 该曲线具有双稳态分布的特征. 进一步的计算结果表明, 不同织构的热解碳双稳态转变存在一个迟滞区域, 且此区域大小明显受气相成分组成参数的影响.

电磁制动下板坯连铸结晶器内金属流场三维模拟的基本流态与主流场分析

周然, 樊亚夫, 邓康, 张振强, 任忠鸣

2016, 22(6): 701-709. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.02.006

摘要 ( 955 )

PDF (9572KB) ( 208 )

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在物理模拟实验的基础上, 采用基于标准k-ε 湍流模型的三维稳态流动与磁场耦合模型, 对电磁制动(electromagnetic braking, EMBr)条件下板坯连铸结晶器中的金属流场进行数值模拟, 研究了磁场强度及其分布对结晶器内金属流动的影响, 并与物理模拟结果进行了对比, 进一步揭示了在物理模拟中受传感器数量等限制所无法观察到的一些细微现象或局部流态及流动行为. 结果表明, 在流动控制结晶器(flow control mold, FC Mold) 电磁制动方式下,结晶器内流场具有复杂的三维特性. 此时必须注意结晶器液面流速过慢所导致的表面夹杂、横裂等问题. 合适、有效的电磁制动也应与连铸工艺相匹配.

非晶晶化过程中Nd₂Fe₁₄B 相和α-Fe 相的析出与长大及其磁性能

薛允1, 侯雪玲1, 韩宁2, 卢倩倩1, 徐晖1

2016, 22(6): 710-718. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.04.002

摘要 ( 1077 )

PDF (4178KB) ( 295 )

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利用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)分析仪、振动样品磁强计(vibrating sample magnetometer, VSM)和差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter, DSC), 研究了非晶Nd_9.5Fe₇₆Co₅Ti₃B_6.5 合金条带晶化过程中Nd₂Fe₁₄B/α-Fe 析出相的相结构及其磁性能的变化. 结果表明, 在晶化过程中Nd₂Fe₁₄B 相和α-Fe 相分别在600, 680 ℃ 退火时析出.随着退火温度的升高, α-Fe 相的晶粒比Nd₂Fe₁₄B 相长大更明显: 当温度由690 ℃升高到700 ℃时, α-Fe相及Nd₂Fe₁₄B相的晶粒尺寸分别由22.4, 32.8 nm长大到33.3, 39.8 nm. 在690 ℃退火时, 硬磁相Nd₂Fe₁₄B 和软磁相α-Fe之间具有较强的交换耦合作用, 其晶粒尺寸分别为32.8, 22.4 nm. 此时的合金具有最佳的综合磁性能: 剩磁强度B_r=0.88 T, 矫顽力H_ci= 523.76 kA/m, 最大磁能积(BH)_max=100.01 kJ/m³.

(TA)₅T 结构TiO₂/Ag 组装薄膜的制备及其性能

韩薇, 王悦, 唐昊天, 于静静, 俞圣雯

2016, 22(6): 719-726. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.04.006

摘要 ( 901 )

PDF (7427KB) ( 173 )

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采用磁控溅射法制备了不同Ag 含量的(TA)₅T 结构的TiO₂/Ag 组装薄膜, 并研究了薄膜的结构及其性能. 利用X 射线衍射(X-ray diffraction, XRD)仪分析了薄膜的物相结构, 扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察了薄膜的表面形貌, 用紫外可见分光光度计(ultraviolet-visible spectrophotometry, UV-VIS)研究了薄膜的吸收光谱, 采用Keithley 2400 测试了薄膜的I-V 曲线, 计算了薄膜的电阻率. 结果表明: 在N₂ 气氛中500 ℃ 退火60 min, 制备得到的(TA)5T 结构TiO₂/Ag 组装薄膜中的TiO₂呈锐钛矿相, 并且随着Ag 含量的增加, TiO₂晶粒变大; 分布在组装薄膜表面的Ag 纳米颗粒形状不规则、大小不统一且分布不均匀; 与纯TiO₂薄膜对比, (TA)₅T组装薄膜的吸收边蓝移, 出现了表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)吸收峰, 且其电阻率随着Ag 含量的增加而减小, 并可通过调节Ag 层厚度来调控Ag 含量, 从而调控等离子体共振峰的峰位.

预硬塑料模具钢SDP1 的铣削工艺优化

刘亮1,2, 闵永安1, 张铮1, 吴晓春1

2016, 22(6): 727-736. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.05.001

摘要 ( 913 )

PDF (7135KB) ( 227 )

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采用田口分析和模型优化相结合的方法, 对新型预硬塑料模具钢SDP1 的铣削工艺进行优化, 建立了粗铣工艺优化模型. 通过信噪比(signal-to-noise ration, SNR) 和方差分析研究了铣削速度、进给量和背吃刀量对铣削合力及 $\100dpi \inline \eta$ /Fn 值的影响和变化规律, 得出了最佳粗加工参数组合, 并进行了实验验证.

双出口房间人群疏散的出口选择行为

董力耘1,2, 陈立1, 李翔1

2016, 22(6): 737-745. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.02.004

摘要 ( 1138 )

PDF (8936KB) ( 205 )

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采用基于背景场的元胞自动机模型研究双出口房间的人群疏散. 为了刻画行人的出口选择行为, 引入了衰减背景场, 其中考虑了出口处拥堵的影响. 出口区域内人数的变化导致衰减背景场随之动态改变. 在疏散过程中, 行人根据变化的背景场来选择出口. 数值模拟结果显示, 在衰减背景场的作用下, 多数行人选择大出口, 少数行人选择小出口. 从两个出口离开的人群几乎同时完成疏散, 因此疏散时间明显缩短, 两个出口都得到了有效利用. 背景场衰减系数可以作为衡量行人对出口拥堵状况变化敏感程度的标志, 但衰减系数并非越大越好. 当衰减系数较大时, 会出现振荡流并导致疏散时间变长. 确定了临界衰减系数, 当衰减系数取临界值时, 疏散时间最短, 出口利用率最大. 模拟结果表明, 采用衰减背景场可以很好地描述多出口人群疏散的出口选择行为.

分散液液微萃取-高效液相色谱法联用检测豆浆中双酚A的质量浓度

查一鸣, 王新秀, 范永, 王田霖, 罗立强

2016, 22(6): 746-752. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.03.010

摘要 ( 834 )

PDF (1351KB) ( 156 )

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建立一种采用分散液液微萃取-高效液相色谱法(dispersive liquid-liquid microextraction coupled with high performance liquid chromatography, DLLME-HPLC)联用对豆浆中的双酚A进行萃取和检测的新方法, 并考察不同因素对萃取回收率和富集倍数的影响. 实验结果表明, 在最优化的萃取条件下, 在1~100 μg/L质量浓度范围内, 双酚A的质量浓度与色谱峰面积呈良好的线性关系, 检出限为0.3 μg/L, 加标回收率在91.6%~97.5%之间, 相对标准偏差小于6%. 这说明该方法的准确度和重现性较好, 具有可行性, 适用于对市售豆浆饮品中双酚A质量含量的测定.

双流体模型在高浓度含沙水流模拟中的应用

梁成鹏, 陈红勋, 钱涛

2016, 22(6): 753-762. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.01.007

摘要 ( 930 )

PDF (4012KB) ( 201 )

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在水利水电工程中, 泥沙经常会带来负面影响, 需采用合适的研究方法来分析泥沙运动规律. 针对高浓度水沙流动的特殊性, 选择双流体模型统一描述悬移质和推移质泥沙的运动. 该模型不仅考虑了水沙两相之间的相互作用, 同时考虑了颗粒之间的相互作用及两相体积分数的脉动效应. 以Coleman 实验结果为参考, 验证了模型的可靠性. 最后使用模型预测了某引水式电站沉沙池泥沙的沉降情况.

Brunn-Minkowski不等式的一个新证明

廖婷

2016, 22(6): 763-774. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.03.001

摘要 ( 1779 )

PDF (760KB) ( 385 )

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证明了Knöthe映射的基本性质, 计算了几个特殊凸体间的Knöthe映射. 作为应用,利用Knöthe映射给出了Brunn-Minkowski不等式的一个新证明.

负载氢氧化镧的膨胀石墨除磷剂的制备、性能及再生

苏阳, 靳苏皖, 张玲

2016, 22(6): 776-783. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.02.017

摘要 ( 616 )

PDF (3402KB) ( 223 )

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采用浸渍法成功制备了负载LaOH 的膨胀石墨除磷剂(expanded graphite-LaOH, EG-LaOH), 探讨了制备过程中的最优工艺条件, 考察了初始磷浓度、投加量、干扰离子和再生对吸附剂除磷性能的影响. 制备EG-LaOH 的最优工艺条件如下: 镧浓度为0.10 mol/L, 浸渍时间为40 min. 随着初始磷浓度的增加, EG-LaOH 的除磷吸附容量逐渐增大, 继而保持恒定. 随着吸附剂投加量的增加, 其除磷吸附容量逐渐降低. 溶液中F⁻, Cl⁻的存在对该吸附剂的除磷效果有一定的干扰. 该吸附剂在25 和90 ℃下再生一次后, 其除磷吸附容量分别为9.48 和14.40 mg/g.

上海市某区域PM_2.5及其重金属对居民健康的影响

张纯淳1,2, 何池全1

2016, 22(6): 784-792. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.05.006

摘要 ( 778 )

PDF (7570KB) ( 154 )

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跟踪监测上海某典型工业居民混合区夏、秋、冬三季的PM_2.5及其重金属成分的质量浓度, 分析污染物质量浓度变化趋势, 通过人体暴露健康风险评价模型对居民健康进行风险评估. 结果显示, 调查区域内居民区的PM_2.5的质量浓度与全市均值相当; 各点位PM_2.5及其重金属成分的污染水平均呈现明显的季节性特征, 其中冬季明显高于夏秋季; 重金属中铅、镉的质量浓度均未超过国家标准, 各点位的砷的质量浓度均超过国家标准1倍; 调查区域内致癌和非致癌重金属成分的健康风险处于“可接受”水平, 不会增加当地居民的健康风险.

不确定条件下基于遗传算法的作业车间调度问题

彭运芳1, 高雅1, 夏蓓鑫2

2016, 22(6): 793-803. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.05.008

摘要 ( 912 )

PDF (2210KB) ( 235 )

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考虑到产品不同的交货期, 研究了不确定条件下的作业车间调度问题, 用三角模糊数表示产品处理时间, 建立了调度问题的模型, 并结合模糊理论设计了一种改进的遗传算法进行求解. 该算法通过整数编码的方法产生初始种群, 结合轮盘赌方法和精英保留策略进行选择操作, 采用基于优先工序交叉(precedence operation crossover, POX)算子和互换变异方法进行交叉和变异操作, 并通过动态调整交叉概率和变异概率的方法来提高算法的性能以及计算效率. 最后, 通过算例和企业实例验证了该模型和算法的有效性.

海上丝绸之路东南亚航运网络的复杂性分析

陈芙英, 胡志华

2016, 22(6): 804-812. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.04.017

摘要 ( 695 )

PDF (3250KB) ( 254 )

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为推进海上丝绸之路战略的建设, 构建海上丝绸之路东南亚航运网络数据平台, 基于复杂网络理论的方法, 从节点的度及度中心性、接近度中心性和中介中心性等方面分析了海上丝绸之路东南亚航运网络特征. 结果表明: 海上丝绸之路东南亚航运网络具有较大的平均集聚系数和较小的平均路径长度, 度分布近似符合幂指数分布规律. 该网络具有小世界特性和无标度特性, 符合复杂网络特征. 在东南亚沿线港口中, 新加坡港、巴生港、丹戎帕拉帕斯港等港口的度及度中心性、接近度中心性和中介中心性值较大. 这些港口对于中国在“一带一路”中建设核心港口群具有重要的参考意义.

盾构叠交穿越施工引起的既有隧道变形分析

蔡伟阳1, 张孟喜1, 吴惠明2

2016, 22(6): 813-820. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.02.021

摘要 ( 757 )

PDF (9663KB) ( 323 )

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针对上海新建11 号线盾构隧道夹穿地铁4 号线的工况, 采用数据监测的方法, 分析了先下后上穿越施工引起的既有隧道变形规律, 采用三次样条插值法对变形曲线进行了拟合, 并得出了穿越段全长纵向的变形曲率. 基于改进的隧道纵向等效化连续模型, 得出了隧道纵向变形曲率与环缝张开量的关系, 并结合行业规范, 对先下后上多层次穿越引起的既有隧道变形提出了建议控制指标. 研究结果表明: 新建隧道先下后上夹穿既有隧道时, 应控制开挖工程中的最大变形量; 内外圈的变形集中在上行线隧道中心线左右2.5 倍盾构外径范围内; 下穿施工时,外圈由于先期扰动, 沉降量较内圈更大, 先期扰动影响主要集中在外圈中心区域. 研究成果为地铁叠交穿越, 尤其是先下后上穿越既有隧道的保护提供了一定的理论基础.

水利护岸结构施工对临近地下已有原水管线的影响

蔡育

2016, 22(6): 821-828. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.05.014

摘要 ( 638 )

PDF (1903KB) ( 253 )

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结合大芦线航道整治二期工程, 研究分析了水利护岸结构施工对临近地下已有原水管线的影响. 分析结果表明, 除了桩基的挤土效应外, 施工还会对结构沉降、土体振动、预钻孔塌孔、上部荷载变化等产生影响. 考虑采用相应的工程措施来减轻影响, 包括原位监测、控制沉桩速率、桩基跳打、限制日打桩数量、预钻孔打桩、考虑前排桩基遮帘作用施工、预钻孔护壁等. 工程实践证明, 当采用以上措施后, 对已有原水管线的影响减弱, 效果良好. 相关措施可供类似工程参考.

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