武汉理工大学学报

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钱耀，李鹏，罗琦，张辉，刘媛媛，吴刚，汤迪，陈慧玲，张清杰

. 2016, (9): 1-9.

摘要 ( )

设计了一种基于热管冷却回收技术的高倍聚光太阳能电/热（CPV/T）复合系统，主要包括第三代ⅢV族高倍聚光太阳能电池实现太阳能高效低成本光电转化和极高导热性能的热管冷却回收技术带走电池废热实现高效热利用；建立了CPV/T系统的理论模型，编写了基于Matlab的模型求解程序，并根据实测的武汉太阳辐照等环境数据，对该系统全天发电量、产热量、系统转换效率、出水温度等性能进行了模拟仿真，对聚光倍数等影响CPV/T系统性能的因素进行了理论研究。

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原位合成堇青石结合刚玉莫来石高温除尘多孔陶瓷的研究

徐晓虹，范静，吴建锋，张晨，周士翔，米凯峰，田江洲

. 2016, (9): 10-16.

摘要 ( )

以煅烧铝矾土为骨料，以星子高岭土、桂广滑石、工业氧化铝原位合成堇青石为结合剂，采用颗粒堆积成孔法制备了堇青石刚玉莫来石多孔陶瓷支撑体，采用阿基米德原理静力称重法、XRD、SEM等现代测试技术测试了样品的性能，研究了样品的物相组成及显微结构。探讨了煅烧铝矾土颗粒级配、烧成温度和陶瓷结合剂含量对样品的气孔率、抗折强度及显微结构的影响。结果表明：D1（结合剂质量含量50%，粗骨料质量含量30%）样品的综合性能较佳，经1 300 ℃烧成的样品的气孔率为25.99%，抗折强度达27.58 MPa，样品相组成为堇青石、莫来石和刚玉，显微结构呈多孔状，气孔分布均匀，气孔连通。多孔陶瓷支撑体的颗粒级配应选为w(粗颗粒)∶w(中颗粒)∶w(细颗粒)=30∶50∶20左右，粗颗粒含量不宜过高。

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利用熔融态高炉渣制备微晶玻璃的研究

裴可鹏，梅书霞，何峰，刘小青，方德，杨虎，谢峻林

. 2016, (9): 17-23.

摘要 ( )

将高炉渣与辅料分别熔化，以在高温条件下混熔的方式制备性能稳定的基础玻璃。通过对基础玻璃的微热分析（DSC）确定玻璃的热处理工艺制度。结合X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(FESEM)对微晶玻璃的结构与性能进行了研究。结果表明：基础玻璃中F含量的增加，有利于促进微晶玻璃成核和晶体长大，降低微晶玻璃的形核结晶温度。在低温热处理条件下得到微晶玻璃的主晶相为萤石，高温热处理得到的微晶玻璃同时析出了霞石和萤石两个微晶相。熔融态高炉渣微晶玻璃中，晶相的含量、种类对其抗折强度和硬度有显著影响，该实验条件下试样的抗折强度最高可达166.12 MPa，显微硬度最高可达672.13 MPa。

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耐酸碱汽车玻璃油墨的制备及其性能研究

李宏，唐小喆，姚亚蕊

. 2016, (9): 24-28.

摘要 ( )

采用自制的Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2系统无铅低熔点玻璃粉和调墨油（树脂和溶剂组成）与无机颜料和分散剂、流平剂等助剂混合制备了耐酸碱汽车玻璃油墨。通过测试低熔点玻璃粉的热膨胀系数和TGDSC曲线，树脂的TG曲线，溶剂的挥发干燥速率等，研究、分析了低熔点玻璃粉和调墨油的工艺性能。结果表明：低熔点玻璃粉的热膨胀系数为85.2×10-7℃-1，软化温度为532 ℃，与汽车玻璃热膨胀系数及其钢化工艺相匹配；当松油醇和一缩二乙二醇的质量比为4∶1时，溶剂的挥发和干燥速率适宜；选用聚酮高羟树脂为调墨油树脂，其最终分解温度为540 ℃左右；合适的调墨油配方为94%的溶剂和6%的树脂。由此低熔点玻璃粉和调墨油所制备的汽车玻璃油墨具有良好的耐酸碱性能，符合实际生产需求。

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β-磷酸三钙与透明质酸钠复合交联支架材料的生物相容性研究

薛先亚，王友法，赵瑞民

. 2016, (9): 29-35.

摘要 ( )

制备了透明质酸钠与β-磷酸三钙复合材料，对复合材料进行化学交联改性，将交联与未交联的HA/β-TCP复合支架与骨髓间充质干细胞共培养，研究支架材料调控BMSCs增殖或凋亡的过程，评价线粒体应激信号通路在调控过程中的作用。通过对样品细胞毒性的CCK-8试剂盒测试、细胞黏附实验、细胞Hoechst/PI染色实验、细胞凋亡率的流式细胞仪检测、以及线粒体机制Bax与Bcl2相关蛋白表达的Western Blot检测，发现交联HA/β-TCP复合支架材料与未交联材料相比，生物相容性更好，能从线粒体机制更有效地抑制细胞凋亡。 HA/β-TCP支架材料有望在软骨组织工程中得到广泛应用。

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新型非金属光催化剂石墨型氮化碳的研究进展

曹雪娟，杨晓宇，吴涛，郭鹏,

. 2016, (9): 36-42.

摘要 ( )

介绍了石墨型氮化碳的结构和其在催化方面的应用如光解水制氢制氧、光催化污染物分解、催化有机反应等，阐述了进一步提高g-C3N4光催化活性的方法，包括金属元素的掺杂、非金属元素的掺杂、半导体复合、贵金属沉积、形貌调控、非金属材料的复合等。最后展望了今后石墨型氮化碳g-C3N4的发展方向。

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冰临近过程中螺旋桨的水动力性能计算分析

常欣，封振，王超，孙盛夏

. 2016, (9): 43-50.

摘要 ( )

为了研究非接触工况下的冰桨干扰水动力载荷，以粘性流体力学为基础，运用重叠网格技术，开展了冰桨干扰的定常计算方法的研究。首先，通过与实验结果的对比，验证了方法可行性；其次，基于重叠网格技术，研究了干扰冰运动到不同空间位置时，螺旋桨水动力性能的变化趋势和规律；计算时，各计算域均采用切割体非结构化网格，各域之间通过重叠网格的嵌套进行数据的传递。为了更好地捕捉桨前流场的细节，在冰桨间隙处进行了多层网格的局部加密，同时结合SSTk-ω湍流模型进行冰桨近场水动力计算。总结出冰对螺旋桨的影响是由冰在桨前产生的干扰伴流区域位于桨盘面以内的面积以及与桨的相对位置共同决定的。计算结果具有一定的可靠性，可为冰区螺旋桨的设计与性能计算提供参考。

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对转桨水动力性能的数值模拟

胡健,郭婷婷,郭磊

. 2016, (9): 51-59.

摘要 ( )

为了研究对转桨的工作机理，采用CFD方法探讨了前桨和后桨之间的水动力干扰问题。计算过程中，利用komega SST模型分析了对转桨诱导的湍流流动。为了保证计算结果的精度和减少计算时间，计算域用全结构化网格进行划分。整体计算域被划分为大域、包含前桨的小域和包含后桨的小域3块。小域中用多重参考系坐标系方法模拟螺旋桨的旋转，采取交界面技术实现小域和大域之间的速度、湍流动能和耗散动能等数据传递。利用试验数据对数值计算结果进行了校核，在此基础上，分析了对转桨推力和转矩的脉动特性，并研究了前桨和后桨之间的水动力干扰问题，探讨了对转桨的节能机理。结果表明，旋向相反的前桨和后桨能够抑制流体的周向旋转速度，减小能量损失并达到节能效果。

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4WID电动车附着系数的实时估算算法与试验验证

付翔，唐秋云，黄斌，徐文利，孙威

. 2016, (9): 60-66.

摘要 ( )

为了研究四轮独立驱动(4 Wheels Independent Drive,4WID)电动车的驱动防滑系统，需要实时计算车轮附着系数。提出一种基于扩张状态观测器的估算方法，对4WID电动车的利用附着系数进行实时估计。首先对车辆的滑转状态进行动力学分析，将含有纵向力的项视为滑转系统的扩张状态，设计了二阶非线性扩张状态观测器。然后将轮毂电机转速信号和扭矩信号作为输入信号，实时估算车轮的纵向力，进而计算出车轮的利用附着系数。最后设计了4WID电动车四轮低附着系数路面实车打滑试验对该方法进行验证。结果表明：该方法能够实时估算出车轮的纵向力，计算出的利用附着系数与实际值相近。

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钡渣入场填埋前的预处理工艺条件研究

袁志宇，李祖荣，夏静

. 2016, (9): 67-71.

摘要 ( )

通过钡渣预处理正交试验，分析浸取时间、液固比、搅拌速度及Na2SO4投加倍数对钡渣浸取液中Ba2+浓度的影响，并对钡渣入场填埋前的预处理工艺条件进行初步探讨。结果表明，在浸取时间8 h、液固比8∶1、搅拌速度5 r/h、Na2SO4投加倍数为×2.2条件下，钡渣预处理脱Ba2+率高达90.65%，预处理后钡渣浸取液中Ba2+浓度为102.8 mg/L，满足钡渣入场填埋要求，减轻了后期淋溶液处理难度。

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顾及最佳搜索邻域的三维激光扫描变形监测方法

吴彩保，陈西江，吴浩

. 2016, (9): 72-76.

摘要 ( )

为了满足三维激光扫描精准形变监测的需求，针对三维激光扫描点云数据处理的最邻近点搜索模型，提出了一种定量确定最佳搜索邻域的方法，并利用实际工程案例和现场模拟手段，通过联合实验加以验证。结果表明，该方法对利用三维激光扫描来提取工程局部变形的准确性具有较大提高，有利于进一步发挥三维激光扫描技术在变形监测中的作用。

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钢框架混凝土核心筒结构的抗震性能分析

余细东，任志刚，付应兵，程书怀

. 2016, (9): 77-84.

摘要 ( )

运用大型有限元软件 ANSYS 建立了某超高层钢框架混凝土核心筒混合结构的精细有限元模型。对该结构进行静力分析和模态分析,以验证有限元模型的有效性,并得到该结构的自振特性。在模态分析和反应谱分析的基础上,选用Elcentro波、Taft波对该结构进行7度(0.1g)的多遇地震和罕遇地震作用下的时程分析。结果表明:该结构的结构平面布置较合理,层间位移角满足设计要求;在46～49层处,层间位移角较大,为结构的薄弱部位,在抗震设计时应予以重视;钢框架钢梁与钢筋混凝土核心筒外墙连接节点处，钢梁局部应力较大,建议通过构造措施予以加强;结构在第3层处的核心筒墙体和外框架钢柱应力均较大，在实际的结构设计中应予以重视;在重力荷载代表值分别与多遇地震、罕遇地震作用下，钢框架的钢材均未进入屈服阶段，该结构抗震性能良好。

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轻骨料混凝土断裂行为的细观数值模拟

沈少波，魏均，孔凡，李书进

. 2016, (9): 85-90.

摘要 ( )

基于细观尺度，将轻骨料混凝土看作由轻骨料、砂浆基质、两者之间的粘结界面层和气泡组成的四相复合材料。采用蒙特卡罗方法，随机生成轻骨料与气泡的位置和大小数据，在有限元计算软件ANSYS中建立二维的轻骨料随机分布数值模型，再将该模型导入ABAQUS中，在任意相连的两单元之间插入零厚度粘结单元，在单轴拉伸和压缩载荷作用下得到轻骨料混凝土数值试件的裂缝扩展路径及破坏形式。结果表明：通过该方法建立的数值模型，可模拟得出轻骨料混凝土试件的裂缝扩展路径，从而有助于在细观尺度上对轻骨料混凝土的力学性能进行深入研究。

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层理板岩巴西劈裂破坏模式的方向效应研究

叶海旺，宁卫星，雷涛，冉成，汪柳俊，蔡俊，龙梅

. 2016, (9): 91-97.

摘要 ( )

以贵州铜仁市某矿山层理板岩为研究对象，对其微观结构进行观测分析，然后选取7组不同θ角（加载方向与层理法向夹角）试样进行巴西劈裂试验。结果表明：在微观结构上，赤铁矿等刚性颗粒呈基底式胶结于黏土矿物中，层理面为软弱面；板岩的破坏模式存在显著方向效应，抗拉强度随夹角增大而减小；破坏模式总体上可分为4类，θ为0°时是基质拉伸型破坏，基质被逐层劈裂致使试样破坏，抗拉强度最大；θ为15°和30°时为基质拉剪型破坏，主要由于破坏面处的剪应力大于板岩基质的剪切强度致使试样破坏；θ为45°、60°、75°时为层理拉剪型破坏，层理面处的剪应力大于剪切强度时发生破坏；θ为90°时为层理拉伸型破坏，此时完全由于层面受张拉而破坏。

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鼠笼感应电动机离散变频软起动研究

胡红明,王文强，刘雪骄，肖寒，徐之文

. 2016, (9): 98-104.

摘要 ( )

针对鼠笼感应电动机全压起动时电流大、转矩小的缺点，在不改变电子式软起动器硬件基础上，研究一种离散变频技术，优化电机起动性能。对传统离散变频策略进行优化，采用恒压/频比和等效正弦相结合的控制策略，基于MATLAB/Simulink搭建仿真模型，分别对直接起动、基于固定触发角起动、基于等效正弦变换起动和利用四分频半波替换等效正弦变换起动进行仿真研究，利用四分频半波替换等效正弦变换起动明显降低了电压谐波含量，仿真结果证实改进的离散变频策略优化了起动性能。

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