运动锻炼对鲤鱼幼鱼游泳能力及代谢的影响 (动物科学)

以鲤鱼(Cyprinus carpio)幼鱼为研究对象,在25℃条件下将90尾体重为(8.12±1.30)g的实验鱼平均分成0 h锻炼组(对照组)、6 h锻炼组和12 h锻炼组,以60%临界游泳速度(Ucrit)持续运动锻炼15 d,每天锻炼时间分别为0、6和12 h;随后对实验鱼进行Ucrit、耗氧率(MO2)和快速启动(Fast-start)的测定。结果显示,经过运动锻炼鲤鱼幼鱼的Ucrit和Fast-start与对照组相比,均没有显著提高,但6 h锻炼组的实验鱼在30和36 cm.s-1的流速下MO2显著降低,而12 h运动锻炼组的MO2始终处于较高水平。研究认为可能是由于在低于Ucrit流速下的适度的运动锻炼可能会提高鱼类在该流速下的能量利用效率,而高强度的锻炼则会使它们的基础代谢处于较高水平。     

基于全球定位系统的典型重车行驶性能

通过基于全球定位系统的实际调查,得到了不同比功率、不同装载情况下的重车行驶性能曲线.研究发现,当坡度为2%、坡长为800m时,空载、实载、超载的重车速度分别下降5,13,20km·h-1;坡度为3%时,对应的数值分别为5,25,44km·h-1.与美国通行能力手册中的典型重车行驶曲线对比发现,在相同的比功率、坡度为2%情况下,我国重车的速度比美国重车小10km·h-1,而超载车辆的速度则较美国重车小30km·h-1;在坡度为3%情况下,对应的数值分别是11,36km·h-1.     

高速列车等效通过时间预测

建立了300～380 km·h~(-1)运行高速列车等效通过时间预测模型,并编制了计算程序.基于高速列车车外噪声试验和声源分析,在理想偶极子声源声传递关系基础上考虑指向性修正、多声源模型和时间延迟效应,结合京沪铁路噪声测试数据优化预测模型,预测结果与实测值在不同速度和不同距离下都有很好的一致性.高速列车等效通过时间系数随速度的增大逐渐增加,在近点与远点位置呈现不同的变化规律,以往认为等效通过时间在近点位置等于l/v的结论在高速下已不成立.     

驾驶人空间距离判识规律心理学分析

为了研究驾驶人心理因素在信息认知过程中的作用机理,根据模糊数学和拓扑心理学原理,以数名驾驶人的驾驶信息为样本,分析了道路空间距离对驾驶人驾驶心理的影响程度,研究了在道路空间距离变化规律形成过程中,驾驶人心理量生成基础和变化原因。当实际道路空间距离分别为25、75、125m,车辆速度分别为0、20、40、60、80、100km/h时,进行了道路空间距离判识试验,并分别计算了在不同条件下的隶属函数模型。计算结果表明：随着车速的增大,驾驶人的判识距离与道路实际空间距离的差值不断减小,下降速率不断增大;当车速大于40km/h时,随着道路实际空间距离的增大,判识距离下降速率逐渐减小;随着道路实际空间距离的减小,驾驶人心理疆域边界接触允许时间也在不断变小,碰撞风险增大。     

Travel at low energetic cost by swimming and wave-riding bottlenose dolphins.

Over the past 50 years there has been much speculation about the energetic cost of swimming and wave-riding by dolphins. When aligned properly in front of the bow of moving ships in the stern wake of small boats, on wind waves, and even in the wake of larger cetaceans, the animals appear to move effortlessly through the water without the benefit of propulsive strokes by the flukes. Theoretically, body streamlining as well as other anatomical and behavioural adaptations contribute to low transport costs in these animals. The economy of movement permitted by wave-riding has been perceived as an energetic advantage for the swimming dolphin, but has been hard to prove in the absence of physiological data for exercising cetaceans. Here we determine the aerobic and anaerobic costs of swimming and wave-riding in bottlenose dolphins and find that the minimum cost of transport for swimming dolphins is 1.29 +/- 0.05 J kg-1 m-1 at a cruising speed of 2.1 m s-1. Aerobic costs are nearly twice as high for swimming seals and sea lions, and 8-12 times higher for human swimmers. Wave-riding by dolphins provides additional benefits in terms of speed. The results indicate that behavioural, physiological and morphological factors make swimming an economical form of high-speed travel for dolphins.     

功率分流式混合动力系统结构优化与性能验证

对某具有双行星排的功率分流式混合动力系统进行了结构优化,并对优化后的系统进行运动学、动力学和效率分析,随后介绍了系统的工作模式及特点.基于Matlab/Simulink与LMS AMESim软件建立联合仿真平台,进行整车性能仿真.结果表明,整车能量消耗和动力性能均得到改善.纯电动模式下,城市工况(UDC)整车电能消耗降低8%;混动模式下,新欧洲行驶工况(NEDC)整车油耗降低6%.纯电动模式最高车速从110 km·h~(-1)增加到160 km·h~(-1).混动模式0～100 km·h~(-1)加速时间从14.5 s减少到10.0 s.     

面向侧翻试验的线控主动转向试验台架构建

为了研究通过线控主动转向系统实现的侧翻控制,需要建立合适的试验台架.首先分析了面向侧翻的线控主动转向硬件在环实验平台结构,建立了整车模型、实验管理软件和硬件平台.硬件平台中包括转向器、磁粉制动器转矩模拟加载装置和数据采集装置.分别在75°方向盘角脉冲、25°方向盘角阶跃、20km·h~(-1)车速紧急调头、80km·h~(-1)车速双移线和70km·h~(-1)车速蛇形工况下,对仿真和实验下的表征整车侧翻程度的车身侧倾角进行了监测,得到两种结果相近,说明了该试验台架的侧翻实验的适用性.     

路面行驶质量差异的当量出行时间费用

以国际平整度指数为中间指标,构建路面行驶质量指数与出行时间费用之间的定量关系,给出路面行驶质量变化带来的当量出行时间费用差异.通过已有四分之一车模型的动力方程,以高速公路为研究对象,对选定的50条道路在13个速度下的国际平整度指数进行仿真计算.以国际平整度指数为中间指标,利用已有不同速度下平整度指数与行驶质量指数的关系,给出每条道路在不同速度下的行驶质量指数.以80km·h-1的路面行驶质量指数为基准,给出了路面行驶质量指数差异与达到相同行驶质量时的行驶车速差异之间的关系.分析结果表明,两者具有良好的相关性.路面行驶质量变化对出行时间费用有显著影响,在出行选择行为分析、道路维修养护效益评估等相关研究中应予以考虑.     

基于心生理反应的山区高速公路线形安全分析

山区高速公路受地理环境限制呈现地形高差大、线性组合多等特点,其复杂的线形使驾驶人的心生理发生变化,行车风险增大。为提高山区高速公路的行车安全性,选取16名驾驶员在典型山区高速公路纵坡路段、平曲线路段和弯坡路段进行驾驶试验,结合驾驶模拟技术和计算机仿真技术采集心率、速度等参数,探究心率增长率与坡度、平曲线半径、线形组合指标、速度差和交通量之间的关系。结果显示：纵坡路段坡度＞3%时,在下坡速度差大于17.6 km·h-1、上坡速度差大于18.5 km·h-1条件下驾驶员心率增长率均超过舒适阈值,处于紧张状态;平曲线路段平曲线半径>0.65 km时,心率增长率处于舒适阈值范围内,平曲线半径<0.65 km时,心率增长率处于紧张阈值范围内;弯坡路段上坡方向线性组合指标大于6、速度差大于14.8 km·h-1,下坡方向线性组合指标大于4.7、速度差大于16 km·h-1时,驾驶员均处于紧张状态。建立道路线形安全评价模型,并通过实测数据对模型进行验证,为山区高速公路的交通安全建设与管理提供了理论依据。     

地铁普通扣件钢轨波磨特性

通过分析上海某地铁线路上普通扣件轨道区段钢轨波磨实测数据,得到该区段波磨的典型通过频率.然后建立三维实体有限元模型并进行模态分析,发现实测波磨的典型通过频率均与轨道结构某几阶弯曲振型的频率相接近.最后基于摩擦功理论,建立磨耗计算模型并进行仿真计算,对波磨频率特征及发展特性进行分析研究.结果表明普通扣件轨道低频处峰值较大,而且不同车速下峰值频率基本吻合.结合磨耗叠加图及1/3倍频程等级图,可得相同速度下,随着叠加次数的增加,波磨波峰、波谷叠加位置相同,特征频率相同;不同速度下,波磨的特征频率并未随速度的改变而发生改变,体现了波磨固定位置和固定频率的特性.在车速80km·h~(-1)和60 km·h~(-1)下,波磨在40 Hz、80 Hz频带内发生的可能性较大;而在车速40 km·h~(-1)下,轨道上主要表现为均匀磨耗.同时车速对波磨的增长有一定影响,速度越大,总体磨耗量越大;但磨耗的发展速度并不完全随车速的增大而增大.     

胡杨异胚发育叶片碳平衡研究

胡杨成熟个体植株上的叶片可大概分为3种叶形,即阔卵圆形(BO)、过渡形(O)及披针形(L).叶片尺度的碳平衡取决于光合作用和呼吸作用,但机理尚不明.作者研究了胡杨异形叶的气体交换、形态学和生化特性.结果显示:① 胡杨3种叶形比叶面积(SLA)存在显著差异,阔卵圆形叶比叶面积SLA=(6.69±0.24)m2·kg-1显著低于其余两者(过渡形叶SLA=(7.36±0.09)m2·kg-1,披针形叶SLA=(8.09±0.16)m2·kg-1),叶片单位质量氮含量(Nmass)存在差异但不具显著差异;② 阔卵圆形叶单位面积碳同化速率(Aarea=(11.92±1.22)μmol·m-2·s-1)显著高于过渡形叶(Aarea=(10.21±1.43)μmol·m-2·s-1)和披针形叶(Aarea=(9.98±1.04)μmol·m-2·s-1),然而,单位质量(Amass)和单位氮碳同化速率(AN)在3种叶形中并不具显著差异,披针形叶的Amass=(80.37±7.07)μmol·kg-1·s-1(DW)和AN=(80.37±7.07)μmol·kg-1·s-1(DW)略高于其它2种叶形;③ 阔卵圆形叶单位面积及单位质量暗呼吸速率(Rn-area=(1.90±0.17)μmol·m-2·s-1和Rn-mass=(12.58±0.77)μmol·kg-1·s-1(DW))显著高于过渡形叶(Rn-area=(1.60±0.19)μmol·m-2·s-1和Rn-mass=(11.85±0.15)μmol·kg-1·s-1(DW))及披针形叶(Rn-area=(1.57±0.29)μmol·m-2·s-1和Rn-mass=(11.25±0.92)μmol·kg-1·s-1(DW)),另外,3种叶形叶片光下线粒体呼吸速率(RL)均大于暗呼吸速率,说明光对暗呼吸有抑制作用,且不同叶形抑制程度也不同,从披针叶形50.37%到阔卵圆形叶的80.67%;④ 不同叶形叶片水平碳平衡(Ag/R)差异不显著,但披针形叶的Ag/R=7.90±1.39高于其余2种叶形(阔卵圆形叶Ag/R=6.19±0.87,过渡形叶Ag/R=7.65±1.71).由此推测,阔卵圆形叶片可能具更强结构支持能力和更高呼吸速率,利于个体的生理维持,而披针形叶具更高的碳同化能力则用于支持生长.     

2.5维有限元分析高铁荷载诱发非饱和土地面振动

开发一种非饱和地基2.5维有限单元方法研究高速列车荷载引起的地面振动.对时间进行Fourier变换并沿轨道方向进行波数变换将三维空间问题降为二维平面问题,结合边界条件和Galerkin法推导控制方程2.5维有限元格式.轨道结构视为非饱和地基上的Euler梁,所得频域-波数域内解答通过快速Fourier逆变换得到三维时域-空间域内结果.分析了车速和路基液体饱和度对地面振动及超静孔隙水压力的影响.结果表明,路基从完全饱和转为近饱和状态轨道中心处地面振动位移幅值变化显著;非饱和路基地面振动位移随时间衰减更快.距轨道中心8 m远处,同一速度下饱和路基路面振动持时大于非饱和路基;车速提高非饱和土振动持续时间变短,而饱和土地面振动持时变长.近轨道处200 km·h~(-1)下地面振动位移幅值大于其他速度且均以相当速率快速衰减;地面振动加速度级在某些车速下的衰减会出现反弹增大现象,其位置与车速密切相关.轨道中心处超静孔隙水压力主要分布在地表下4.5 m内,最大幅值出现在1.5～2.0 m深,且随路基饱和度降低显著减小.     

考虑交通拥堵效应的大城市私家车出行成本分析

以大城市私家车为研究对象，建立考虑拥堵效应的出行成本测算模型。以北京市为例，测算北京市由于交通拥堵导致的出行成本随速度的动态变化情况。结果表明，总出行成本随路网速度的降低而增加，外部成本所占比例随路网速度的降低而增大。当路网速度为35 km/h时，未出现拥堵现象，北京市私家车出行成本为7.42 元/（辆·km），其中外部成本约占总成本的1/3；而当路网速度降低为25 km/h时，出现拥堵现象，出行成本增加至11.86 元/（辆·km），外部成本占总成本的比例接近1/2。     

快速真空变压吸附制氧的排放气充压过程研究

测试了微型制氧吸附剂的平衡吸附特性,在此基础上选出适合快速真空变压吸附制氧的吸附剂. 针对传统的单塔两步快速变压吸附制氧含量低问题,提出了提高产品气氧含量的单塔快速变压吸附制氧的排放气和原料气组合充压流程,并对该流程进行实验研究. 结果表明:在单塔快速真空变压吸附制氧过程中,采用排放气和原料气组合充压流程可以有效提高产品气氧含量. 充压前排放气的压力和氧含量是影响产品气氧含量的关键参数,采取合适的排放气压力和较高氧含量的排放气可获得更高的产品气氧含量. 在吸附和解吸压力分别为240 kPa和60 kPa时,采用排放气和原料气组合充压的快速真空变压吸附流程可获得氧体积分数90%的产品气,其产氧率为325. 08 L·h-1·kg-1 .     

基于交通状况的道路停车时空管理方法研究

为科学制定道路停车管理方法,通过观测典型一幅路12 m路宽设置两侧停车条件下道路机动车和非机动车不同流量下的速度变化情况,探究机动车和非机动车混行时流量与速度的互动规律,根据影响程度提出设置道路停车的非机动车和机动车流量阈值;然后利用软件搭建仿真场景,探究了停车位数量的分组情况和每组停车带之间的距离对道路交通的影响大小。结果表明：当单向每车道非机动车流量大于420 bic/h的时候,机动车速度变化率较大,比自由流状态时降低了15%左右;当非机动车流量小于420 bic/h,机动车流量大于368 veh/h的时候,机动车速度变化较明显,速度降低了30%左右;当停车位数量分组为每6个一组且每组停车带之间的距离为18 m时,道路停车对交通状况的影响最小。因此得到停车位最佳的布置方式及流量阈值,即分别以非机动车流量420 bic/h、机动车流量368 veh/h作为道路停车管理时间层面的约束条件,不满足约束条件的时段不宜允许道路停车,以达到既不影响正常的交通运行又可以解决停车需求的目的。     

基于多相质点网格法的大气污染仿真模拟

为了准确估计不同风速条件对单点源排放的污染物浓度时空分布、粒子抬升高度、污染物扩散范围产生的影响,本文使用以多相质点网格方法（Multi-Phase Particle-In-Cell,MP-PIC）为基础的拉格朗日粒子追踪模型对污染物扩散进行大涡仿真模拟。结果表明:低风速下,受污染源阻挡作用,污染源周边形成方柱绕流现象,污染物在下风方向分裂为两股,污染物随湍流作用在计算域内波动,且计算域内分裂状况始终存在。随着风速的增大,污染物分裂情况逐渐消失,且污染物扩散范围、粒子最大抬升高度随风速增大而减小。风速为2 m·s-1时,分裂的两股污染物之间距离为5-20 m,流场稳定时下风向1 000 m至1 300 m污染物最大数浓度为70-87个·m-3;风速为5 m·s-1时,分裂的两股污染物距离为2-10 m,流场稳定时下风向1 000 m至1 300 m污染物最大数浓度为212-300个·m-3;风速为10m·s-1时,分裂情况消失,流场稳定时下风向1 000 m至1 300 m污染物最大数浓度为407-502个·m-3。     

氨载氢技术经济性分析

液氨做为一种含氢质量分数为17.6%的富氢物质,是氢能的理想载体.从目前氢气存储和运输的瓶颈问题出发,设计了以液氨为储氢和输氢载体的供氢方案,并以单位质量的氢气供应成本做为评价指标,对该路线与天然气、电解水和甲醇裂解制氢供氢路线进行了经济性的比较分析.结果表明,在中等制氢规模和近距离运输的模式下,氨载氢供氢方案一次投资单位供氢成本仅为51.2元.kg-1,明显低于其他制氢路线,具有较强的经济性和技术可行性.     

盾构下穿及列车荷载作用下既有高铁桥梁动力响应分析

以盾构下穿某高速铁路简支梁桥为工程背景,运用有限元软件Midas/GTS建立盾构隧道先后下穿高铁桥梁模型,分析盾构下穿时列车荷载作用下高速铁路简支桥梁动力响应。研究首先分析了当盾构开挖至桥梁近侧,列车以不同速度200～350km.h-1、不同轴重110～220kN运行时对高速铁路简支梁桥墩顶沉降的影响。接着探讨在不同开挖阶段下,速度200 km.h-1轴重110kN的列车动荷载冲击下高铁桥梁墩台顶变形规律。结果表明：盾构开挖至桥梁近侧时,不同速度、轴重列车荷载冲击下,高铁桥梁墩台顶的变形规律基本一致,其沉降在一定时间达到峰值,其后迅速降低并稳定在某一波动范围内;随着列车速度与轴重的增加,墩台顶沉降峰值越大;盾构开挖时,列车时速低于200 km.h-1、轴重小于110kN时其墩台顶沉降峰值当满足高铁桥梁单墩顶竖向沉降控制标准,与列车速度相比,列车轴重对桥梁的动力响应影响更大;列车动荷载作用下,盾构隧道开挖对高铁桥梁墩顶变形的影响主要为盾构开挖至桥梁近侧的初开挖阶段,盾构开挖远离桥侧后墩顶变形基本处于稳定状态。     

高速电动列车受电弓的主动控制

在高速(可至400km·h~(-1))电动列车的设计中,为了确保动力采集装置正常运行,若采用传统的的被动受电弓,需配置复式链形悬挂系统;而若配置简单链形悬挂系统,则需采用主动控制的受电弓。由于接触网系统是固定设备投资的主要部分,因此,有必要研究受电弓的主动控制,以使列车能运行于现行简单链形悬挂系统从而降低成本。文中受电弓弓头高度与接触力的模拟结果以计算程序FAST(Fahrleitung-Stromabnehmer)在时速直至360km·h~(-1)的情况下得到。与采用传统的被动受电弓所得的结果比较,主动控制受电弓显示了优越性。     

液液射流装置的搅拌混合效果分析

以活性污泥、消化污泥为研究对象,分析液液射流搅拌装置对这两种污泥在搅拌槽内混合效果。同时利用计算流体力学软件Ansys Fluent 15.0模拟了在入射压力为226043Pa工况下,射流搅拌装置的工作性能。该入射压力下,液液喷嘴泵送活性污泥时入射流量314.57 m3?h-1,入射速度为3.37 m?s-1,消化污泥入射流量为312.05 m3?h-1,入射速度为3.20 m?s-1。模拟结果表明在液液喷嘴内部搅拌混合效果不受流体性质的影响,均得到很好的搅拌混合。但在搅拌槽内活性污泥的搅拌混合效果明显优于消化污泥,搅拌槽内活性污泥流速方差加权平均值?为144.24,死区的体积分数 为13.33%,平均流速为0.1082m?s-1,消化污泥在搅拌槽内的平均流速为0.0318 m?s-1。