选择性催化还原过滤器研究进展

选择性催化还原过滤器(Selective Catalytic Reduction Filter, SCRF)是具有很大发展潜力的发动机污染物处理手段，作为兼具SCR和DPF两部分功能的后处理装置，能够帮助减小后处理装置体积和费用，或者在不缩减体积的情况下获得更好的污染物处理效果。但SCRF内部多种组分构成的复杂的反应体系和较宽的工作温度窗口导致对系统污染物处理效果的预测难度提高很多。全面梳理了近年来SCRF在以下两个方面的研究成果：一是影响DeNO_x效率和被动再生效率的表观因素，一是SCRF微观化学反应与传质机制，有利于研究者开展微观机理和SCRF配套优化研究。     

切向射流对垂直管旋流载料输送的影响特性

为了提高非球形颗粒垂直液压输送系统的效率和安全性，采用一种新型带切向射流入口的管道输送系统。基于计算流体力学-离散元法（CFD-DEM）耦合方法，采用改进的非球形曳力系数模型对液固两相流动特性进行分析。研究不同切向流动比例对不同形状颗粒浓度和曳力的影响。根据颗粒的浓度来衡量输送效率，依据颗粒的曳力来评估输送安全性。结果表明：在旋流作用下，不同形状颗粒之间的浓度间隙和轴向阻力间隙减小，颗粒浓度增大，各组分颗粒混合输送均匀。     

掺废旧橡胶颗粒的水泥混凝土路面和易性及力学性能研究

废旧轮胎带来了极大的环境负面效应，将废弃轮胎胶粉掺入混凝土路面中进行再利用是解决废弃轮胎的有效途径之一。现将轮胎颗粒等质量替代天然骨料掺入混凝土中以探究其工作性能和力学性能。结果表明：胶粉颗粒的掺入虽然能降低普通混凝土的密度，增加其延性和抗弯强度，但是对拌和料的工作性能、力学性能如抗压强度等都有不同程度的影响，胶粉的加入增加了混凝土的稠度使得其坍落度降低，掺入适量的胶粉颗粒(低于7.5%)能增加混凝土抗压和抗折强度，此后随着胶粉骨料的增加，混凝土的强度迅速衰减，研究为废弃轮胎在混凝土路面中的应用提供了一定的参考依据。     

纳米陶瓷铝合金在汽车上的应用

纳米陶瓷铝合金是采用物理或化学的方法，以铝或铝合金为基体，由一种或多种不同性质的增强物质组合而成的一种多项固体材料，该材料不仅具有基体铝合金高塑性的优点，同时具备了增强颗粒高硬度、高模量的优点。纳米陶瓷铝合金具有良好的综合性能，可广泛应用于航空航天、电子电气、汽车等领域。重点介绍了一种通过化学方法在铝合金基体中原位自生出纳米陶瓷颗粒，该方法制备出的纳米陶瓷铝合金具有轻质、高刚度、高强度、高抗疲劳、耐高温的优越性能，其力学性能远高于铝合金，同时保持了铝合金良好的加工制造性能。     

基于响应曲面法的DPF捕集性能多目标优化

以提高整体捕集性能为目的开展柴油机颗粒捕集器(DPF)结构参数多目标优化设计，利用GT-Power建立DPF捕集模型，通过发动机台架试验验证了仿真模型的可靠性。以最大压降和初始过滤效率为优化目标，以孔隙率、孔直径、壁厚、过滤体长度和直径5个结构参数为优化变量，基于Box-Behnken试验设计方法构建了DPF捕集性能二阶响应面模型，通过三维响应面图对结构参数显著性与交互作用进行仿真分析，采用满意度函数法进行多目标参数优化。结果表明，孔直径对最大压降的影响较小，较小的孔隙率与壁厚、较大的过滤体直径有利于降低DPF最大压降，而适当增大过滤体直径与壁厚可提升DPF初始捕集效率。协同优化后的DPF压降较优化前下降51.34%,优化后的DPF初始过滤效率趋近于100%。     

不同岩石和围压下刃形对滚刀破岩性能的影响

滚刀位于全断面隧道掘进机（TBM）最前端，与岩石直接发生接触，是执行破岩掘进的关键零部件.研究TBM滚刀截面轮廓（刃形）对其破岩性能的影响机理和规律，对指导工程实际中滚刀选型与设计、提高TBM掘进效率具有重要意义.首先建立二维颗粒流离散元模型，针对工程中最常用的平头滚刀和圆弧滚刀，选取两种强度不同的岩石并对其中一种施加固定10 MPa围压；然后，开展滚刀破岩仿真，通过分析比能、破岩体积、刀具载荷、裂纹数量等结果，对滚刀刃形与岩石破碎的关联性进行研究；最后，通过缩比滚刀破岩实验验证数值分析所得结论的正确性.分析结果表明：滚刀刃形对其破岩性能影响显著，在本文所涉及参数范围内，对于多数岩石强度与围压组合，圆弧滚刀比能均低于平头滚刀比能，平均降低19.8%；圆弧滚刀破岩力比平顶滚刀破岩力平均低32.6%，表明破岩过程中圆弧滚刀做功较少，而二者产生的岩石碎片总体积相差不大（平均差值7%），则圆弧滚刀破除单位体积岩石所消耗的能量更少.综上所述，两种常用滚刀刃形相比，在岩石强度与围压较高的地层中可考虑优先选用圆弧滚刀.     

透水型级配碎石基层填料强度演化特征的离散元模拟

骨架空隙型级配碎石填料因其较好的渗透性能而广泛应用于透水型基床结构层，但其在不同级配下的抗剪强度特征及演化规律仍不明确。首先针对6种不同级配类型的碎石填料试样开展了不同围压下的室内单调加载三轴压缩试验，进而采用考虑颗粒真实不规则形状的三维离散单元方法对室内试验结果进行了数值模拟研究，从颗粒间接触、微观组构和颗粒运动等角度揭示了透水型级配碎石基层(UPAB)填料抗剪强度机理及其随级配变化的演化特征，验证了室内试验得出的级配影响规律及级配优化设计方法。研究结果表明：细颗粒通过改变颗粒体系的内部排列结构(即各向异性程度)而直接影响级配碎石填料宏观抗剪强度，细颗粒含量对试样的剪切破坏形态有直接影响，随着细颗粒含量的减少，试样整体发生较大变形时表现为内部颗粒发生转动的比例下降但发生颗粒间滑动的比例增加；试样失稳的主要原因是由于颗粒拓扑结构的改变，最终发展成不可逆的塑性变形；级配控制参数G/S=1.8时试样表现出最低的各向异性特征，相同应变条件下的颗粒旋转角均值最小，表明此时试样内部的颗粒堆积排列最优且抗剪强度最高，G/S=1.8可取作“填充密实”型与“残余空隙”型结构的分界；不同级配的试样内部颗...     

DPF不同累炭方式对比研究

研究了柴油车用颗粒物捕集器(DPF)采用不同累炭方式进行加载时，累炭速率、积炭分布和颗粒物排放随工况和炭载量的变化规律。试验结果表明：对于累炭速率曲线较为平缓的工况，更适合通过控制时间长度来制备不同累炭比例的DPF,对于累炭速率不稳定的工况，不适宜制备低比例累炭量的DPF; DPF内部颗粒物的分布与工况呈现很强的相关性，相似的稳态工况下，无论是用发动机台架试验还是整车试验，DPF内部颗粒物分布规律相似；稳态和瞬态累炭工况下，颗粒物数量和质量排放均随着炭载量的增加出现先高后低的变化规律。     

铁路隧道内道床机械化清筛作业通风技术

以一座长500 m既有铁路单线隧道为工程依托，对隧道内清筛机组加装射流风机，通过理论推导计算和流体仿真分析，确定与隧道通风要求匹配的射流风机参数。结果表明：隧道内风机组中轴线处最高风速约13.6 m/s，随距风机出口距离加长风速逐渐减小，距风机出口40 m处风速已减少至2.9 m/s；将两组射流风机以间距40 m安装，可形成长距离通风传导，明显改善通风效果。经工程现场测试，清筛机组加装单组射流风机作业3 h，隧道内一氧化碳、氮氧化物、颗粒物浓度分别为18.0、4.6、2.9 mg/m³，均符合规范要求。     

DPF降怠速再生温度场及碳载量分析

基于柴油颗粒捕集器(DPF)降怠速再生特性，对比研究了碳化硅载体在不同碳载量下通过降怠速再生时的温度特性，得出了碳化硅载体的最大碳载量。试验采用HORIBA SPC-2300颗粒计数器和AVL 472部分流颗粒分析仪测量颗粒物数量(PN),通过对比降怠速再生后的PN与法规限值来判断DPF状态。试验结果表明：随着碳载量的增加，DPF的最高温度和最大温度梯度逐渐增大，而再生效率会随之提升，残余碳载量减少。降怠速再生时，碳化硅载体后端温度高于前端温度，中心温度高于四周边缘温度。碳载量11 g/L时DPF后端中心温度达到1 171℃,再生后进行法规认证循环，DPF对颗粒物的过滤效率显著降低，碳化硅载体出现裂纹，表明碳载量过大，已超过碳载量上限值。