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中南大学学报（英文版）
中南大学学报（英文版）

黄伯云

月刊

2095-2899

zngdxb@mail.csu.edu.cn

0731-88879765

410083

湖南省长沙市中南大学内

中南大学学报（英文版）/Journal Journal of Central South UniversityCSCDCSTPCD北大核心EISCI
查看更多>>《Journal Central South University of Technology》（即《中南大学学报（英文版）》ISSN 1005-9784,CN43-1231/TD）是国家教育部主管、中南大学主办的以材料、选矿、冶金、化学化工、机电、信息、地质、采矿、土木等专业学科为主的科技期,1994年创刊,双月刊。自2007年第1期起与世界著名德国科技出版集团施普林格(Springer-Verlag)联合出版。本刊已被《科学引文索引》（SCI-E）；《EI Compendex》(即EI核心版)；《化学文摘》；《金属文摘》；《铝工业文摘》等知名检索刊物收录：
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    不同含量的固体颗粒对喷嘴内空化流动特殊演化影响的研究

    韩向东员康于方艳李超...
    4197-4206页
    查看更多>>摘要：本文研究了不同含量的固体颗粒对喷嘴内空化流动特殊演化的影响.固体颗粒含量从1%变至6%,平均粒径从0.0015 mm增加至0.070 mm.修正适用于清水介质空化流动的Schnerr-Sauer空化模型用于含固体颗粒空化流动的数值模拟.结果表明:含固体颗粒空化流动的含汽量高于清水介质空化流动下的.不同含量的固体颗粒促进空化流动的演化.随着固体颗粒含量的增加,平均粒径的促进范围逐渐变小.研究含固体颗粒空化流动的流动参数与作用于固体颗粒上的力用于揭示机理.最大滑移速度与最小滑移速度的绝对值均高于清水介质空化流动下的.最大与最小湍动能均高于清水介质空化流动下的.含固体颗粒空化流动的混合动能高于清水介质空化流动下的.它们是降低压力促进空化流动发展的主导影响因素.计算所得的萨夫曼升力的量级是10-2,对空化流动的影响相对较弱,是次要影响因素.这些因素共同作用,促进喷嘴内含固体颗粒空化流动的特殊发展.

    含固体颗粒空化流动固体颗粒含量含汽量滑移速度湍动能

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    压剪荷载作用下双隧道围岩的剪切型岩爆:对比分析

    辛杰江权翟迪丰光亮...
    4207-4229页
    查看更多>>摘要：认识剪切型岩爆的触发机理对地下工程科学设计与安全施工具有重要意义.为揭示隧道围岩(DTR)的剪切触发型岩爆机理,进行了砂岩的双矩形隧道和双圆形隧道物理模型剪切试验.在剪切试验过程中,利用高速摄像机和声发射监测仪对DTR的岩爆过程进行监测和记录,揭示了压剪下DTR的宏观和细观断裂特征;进而建立了5种隧道间距数值模型,分析了压剪下含隧洞试样连续-非连续剪切过程及其触发的岩爆机理;提出了一种新的能量冲击指数(S)来评价剪切型岩爆倾向性.试验结果表明,在剪切试验中,DTR的实时剪切特征、内外破裂特征和微裂纹数演化特征可划分为4个典型阶段:整体剪切压缩阶段(I阶段)、以裂纹萌生为主的弹性阶段(Ⅱ阶段)、以裂纹扩展-贯通和剪切岩爆为主的剪切破裂阶段(Ⅲ阶段)和剪切摩擦阶段(Ⅳ阶段).此外,试验结果还表明DTR在剪切型岩爆发生后可形成对称猫耳形缺口;微裂纹演化过程中DTR经历了裂纹预备阶段(Ⅰ阶段)、裂纹初始增长阶段(Ⅱ阶段)、裂纹快速增长阶段(Ⅲ阶段)和裂纹稳定阶段(Ⅳ阶段).更重要的是,综合分析发现,双矩形隧道和双圆形隧道触发剪切型岩爆机制存在差别的本质是截面形状导致的结构效应,即双矩形隧道和双圆形隧道应力场分布差异导致断裂行为不同.研究结果有利于加深对剪切型岩爆机理的认识,为岩土工程防治提供理论依据.

    剪切岩爆物理模型双隧道围岩离散元法隧道间距应力场

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    岩爆刚度理论:研究进展与趋势

    肖亚勋万荣基丰光亮赵同彬...
    4230-4251页
    查看更多>>摘要：岩爆刚度理论基于刚度差判断岩爆的剧烈程度,在认识和防控岩爆方面有着至关重要的作用.刚度理论作为基础理论,广泛应用于矿山和深埋隧道等岩石力学领域,并以此延伸,形成了许多新型理论.本文从理论推导、室内试验以及现场应用多角度系统阐释了岩爆刚度理论的发展历程、应用现状和应用领域.分析总结了刚度理论中的重难点问题,着重阐释了刚度确认方法、峰后斜率影响规律以及岩爆判据研究三方面问题.发现现阶段刚度理论在刚度确定、岩爆孕育过程刚度变化、预测岩爆等级适应性等方面存在不足.基于此,提出了岩爆刚度理论需要深度研究的两个方向——针对岩爆烈度判别的刚度理论判据以及"爆体—围岩"刚度对岩爆时空特征、等级与机制的影响规律.

    岩爆刚度理论刚性试验系统模型判据

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    不同湿度条件下砂岩的单轴压缩力学特性及其劣化机理研究

    吴秋红杨毅张科学李逸婧...
    4252-4267页
    查看更多>>摘要：为了探究矿山高湿环境下围岩体的力学特性,基于自制的湿度环境控制模拟装置,研究单轴压缩条件下不同相对湿度条件(70%,80%,90%和100%)下的砂岩试样的力学特征及劣化机理.研究结果表明:1)随着环境相对湿度的增加,砂岩的孔隙度逐渐增加,而质量和强度均明显降低,但湿度对试件的腐蚀能力在达到一定时间后变弱;2)在单轴压缩条件下砂岩的声发射变化规律与应力演化特征较为一致,高湿环境下试样声发射事件数量比干燥条件下明显减少;3)随着环境相对湿度的增大,砂岩破碎的分形维数逐渐增大,分形位置参数和碎块尺度参数值逐渐变小,砂岩破坏后碎块尺寸和分布集中程度逐渐变小.4)砂岩钠长石和方解石峰值衍射强度及矿物含量均随相对湿度的增大而降低,而微裂纹大小及数量则随相对湿度的增大而增大,高湿环境下砂岩的损伤劣化机理包含了物理和化学侵蚀等联合作用结果.研究结果将为矿山高湿环境下围岩稳定性控制提供一定的参考.

    高湿环境砂岩分形维数劣化机理单轴压缩

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    电动公交车充电站光伏储能系统容量配置优化

    何佳闫娜张健陈亮...
    4268-4284页
    查看更多>>摘要：随着光伏产业的发展,利用太阳能低成本发电正在逐步实现.然而,由于用电需求不均衡导致电网中电价采用峰谷电价的模式.因此,有必要整合光伏和储能系统,为电动公交充电站提供低成本电能,这可以减少对电网的依赖,并减少公交公司的总运营成本.本文提出了三种充电站扩建模式,即带储能系统的充电站、带光伏系统的充电站和同时带光伏和储能系统充电站.这些模型考虑了峰谷电价、光伏输出功率和电动公交车充电需求的不稳定性以及设备投资成本.通过对实际案例分析,利用Gurobi求解这些模型,实现了每种补充方案下充电站的最优容量配置.研究结果表明,在给定实际的案例中,与没有扩展的充电站相比,包含储能系统、光伏系统或组合光伏存储系统的充电站分别节省了13.96%、21.44%和30.85%的成本.值得注意的是,集成光伏和储能系统的充电站是最具成本效益的选择.

    电动公交车光伏面板储能系统储能能力光伏输出

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    带挡板的预混氢/空气燃料微型燃烧室的热性能优化

    莫淞涵李玉强袁文华
    4285-4298页
    查看更多>>摘要：微燃烧室是微热光伏系统(MTPV)的重要组成部件.本研究中提出了一种能提高热性能的新型平板式带挡板的氢气/空气预混微型燃烧室,该燃烧室提升了平均壁温和理论辐射效率等性能,考虑了壁温均匀性,并优化了内置挡板的材料、数量、长度、厚度和布局等关键参数.研究结果表明,引入不锈钢材料的水平挡板将导致平均壁温明显升高约150 K,同时还能改善壁温分布使其更均匀.在考虑燃烧室和挡板的材料时,本文评估了不锈钢、氧化铝陶瓷、碳化硅和石英四种材料,其中不锈钢表现出最高的平均壁温和理论辐射效率,而碳化硅表现出最均匀的壁温.当微型燃烧室配备的挡板参数为:数量N=3,长度L=13.5 mm,厚度t=0.3 mm时,实现了最佳的热性能.值得注意的是,当微燃烧室内的挡板为以上结构参数时适合集群布局,这可以实现平均壁温、理论辐射效率和均匀性的更大改进.

    微热光伏系统微型燃烧器热性能挡板优化

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