A multi-objective design optimisation of eco-friendly aircraft: the impact of noise fees on airplanes sustainable development

The current work deals with multi-objective optimisations including financial merit factors in the multi-disciplinary conceptual design of a commercial aircraft with a specific focus on noise social cost. The results of optimisations using financial and performance-oriented objective functions have been analysed and combined in a multi-objective optimisation problem using a three-dimensional objective vector. The main novelty of the present work is the analysis of social cost noise fees effectiveness integrated in financial models embracing a wider group of stakeholders’ interests. The foundations of this research lie on the air traffic increase envisaged in the next decades and the contextual growth of the urban areas nearby airport facilities. This scenario requires the aeronautical industry to handle the environment challenge taking into account all the social and economic effects. Indeed, the consolidated technology has approached a saturation point, therefore breakthrough concepts and configurations are mandatory. This matter is addressed as a highly multi-disciplinary problem within conceptual design framework. The financial model proposed is shown to highlight the need of appropriate noise fees as instruments to push all stakeholders towards a technology radical renewal and encourage the aeronautical industry towards a shared strategy in the development of an eco-friendly commercial aviation system.     

Effects of EGR on performance and emissions of a diesel engine fuelled with balanites aegyptiaca/diesel blends

In this study, balanites Aegyptiaca (L.) Del biodiesel was blended in proportions of 10% and 20% on the volume basis with diesel fuel and tested in a single cylinder, VCR diesel engine under measured load conditions with varied EGR rates (0, 10 and 20%). The results showed that B10 and B20 blends shown a significant reduction rate in terms of NO_x emissions that were familiar with biodiesel blends. At peak load conditions, BTE increased slightly for test fuel blends compared with pure diesel fuel while the BSFC rate and EGT suffered from increasing and decreasing nature with respect to blending percentage. From the emissions point of view, with the increase in blends percentage, a significant reduction rate is observed in terms of CO and HC concentrations (up to 12.34 and 17.5%, respectively) while NOx emissions decreased at peak load conditions (up to 24.34%). HC and CO emissions decreased with increase in blends percentage. However, lower levels of NO_x and EGT (up to 21.37 and 8.47%, respectively) and the average increase in terms of BTE and BSFC (up to 2.83 and 2.9%, respectively) can be realised with B20 test fuel blend under 20% EGR rate.     

密相塔半干法烟气脱硫塔内加湿降温及其对脱硫效率的影响

为了实现密相塔半干法脱硫工艺的精确加湿进一步提高系统脱硫效率,利用推导出的传热传质计算方法,得到烟气温度降低和加水量的关系.结合3组密相塔半干法工程实际数据,发现理论计算值和实测值误差区间仅为2.9％ ～5.4％.通过选取河北某钢厂210 m2烧结烟气密相塔半干法脱硫项目实际在线检测数据,发现循环脱硫灰含湿量为3％的系统脱硫效率整体高于含湿量为5％和4％的样品,最大值达93.56％.通过粒度分析、扫描电镜、X射线衍射及差热-热重对2种不同含湿量的循环脱硫灰进行表征,结果表明,含湿量为3％的循环脱硫灰较含湿量为5％的样品粒径小、比表面积大,无团聚现象,物相分析还证实相对于含湿量为5％样品,其Ca(OH)2和结晶水含量少,几乎都是CaSO4和CaS03干态物质,因此脱硫反应进行彻底,脱硫效率较高.     

渤海湾入海溶解无机氮总量控制研究

基于渤海湾近岸海域的实际调查结果,采取生态物理耦合模型,对渤海湾的主要污染物-溶解无机氮(DIN)的基准环境容量和极小剩余海洋环境容量进行了计算。结果表明,渤海湾DIN的极小剩余海洋环境容量在Ⅰ类和Ⅱ类水质标准下均为负值,渤海湾的DIN已经超标。结合实际的海水功能区水质管理目标,应重点控制非点源的排放,加强上游携带入境污染物的处理,从总量上控制DIN入海污染通量,改善渤海湾水质。     

火灾发生率空间分异及影响因素研究

为了探究我国火灾空间聚集特征与影响因素的空间异质性，采用全局莫兰指数、局部莫兰指数、逐步回归模型、地理加权回归模型、地理探测器方法对我国地级市单元进行研究。研究结果表明:我国火灾发生率具有显著的聚集性；我国火灾发生率较低的“冷点”区域有1个，火灾发生率较高的“热点”区域有4个；人均GDP、城镇居民人均可支配收入、人口密度、年平均气温4 个因素的影响效应具有空间异质性。人均GDP与火灾发生率为正相关，另外3影响因素对火灾发生率的作用表现出正负2种相关关系；2因素交互作用要比单因素作用于火灾发生率时影响力更显著，各影响因素的交互作用类型有非线性增强型和双因子增强型2种。     

基于尾涡强度的无人机与民机纵向安全间隔评估研究

为了解决无人机频频入侵机场净空，与民航客机发生危险接近的问题，以碰撞风险为量化指标，对无人机与民机需要保持的纵向安全间隔进行评估研究。分析民机尾涡流场对无人机运行的影响，利用Crow近场涡强度消散理论，得到实际尾迹影响区改进Reich碰撞模板，据此建立CNS/GPS性能环境下的纵向间隔评估模型，通过Matlab进行间隔值求解。研究结果表明:模型可以较为准确地反映民机起飞初始爬升阶段无人机尾随运行时导航性能和尾涡迹对所需最小间隔值的影响，并得到给定安全目标水平的计算结果。     

基于ACF-AMDF的气井环空液面回波特征提取方法

为了精确有效地提取声波法检测气井环空液位的回波周期，在分析环空中测试波的传播特征及基音周期检测的基础上，提出1种基于检测信号短时自相关函数(ACF)及平均幅度差函数(AMDF)的液面回波周期提取方法；利用自主搭建的室内模拟实验系统开展了不同初始环空压力下环空液位检测实验；对检测信号进行中心削波处理并计算ACF/AMDF，提取出液面回波周期并与理论计算值对比分析；同时分析了现场环空液位检测信号，提取其回波周期。研究结果表明:提出的新方法能有效地用于提取环空液面回波周期；室内实验中，该方法最大误差绝对值为1.54%；该方法能够有效抑制液面回波信号中的随机噪声及接箍反射波等，处理后的信号曲线在回波周期处峰值更加突出、集中，而在其他位置更加平滑，提高了对液面回波周期特征的辨识能力。     

供水管网震后流量监测点的动态分级优化布局研究

为了提高管网地震监测点布局的准确性和合理性，基于管网微观水力计算模型和动态分级法，提出供水管网震后流量监测点的动态分级优化布局模型。首先，利用管网微观水力计算模型计算管段流量的影响系数，构建管段的影响系数矩阵，并利用信息熵确定管段权重；其次，标准化处理影响系数矩阵，通过聚类迭代提出供水管网地震流量监测点优化布局的动态分级方法，对供水管网震后流量监测点进行优化布置分级评定；最后，根据工程实例进行方法实践，结果表明:供水管网中的管线分类较为科学合理，地震监测点在供水管网上分布也比较均匀，而且该模型在一定程度上消除了人为因素的影响，保障了震时管网的监控效果和日常建设的合理性。     

连续流双室微生物燃料电池处理工业废水

以实际中药废水作为阳极基质、实际含镉废水作为阴极电解液,构建了连续流双室微生物燃料电池(MFC),考察了其产电性能及对两种废水的处理效果。78 d的运行数据表明:系统可实现最大输出电压417mV、最大体积功率密度11.8 W/m3,最大体积功率密度运行条件下的库伦效率为18.5%;在阳极进水有机物浓度变化较大的情况下,实现了阳极对中药废水中有机物的有效去除,平均COD去除率为81.5%;阴极对含镉废水中Cd2+的去除率为79.4%～84.8%。这表明MFC同步处理中药废水及重金属废水具有一定的可行性。     

海洋平台圆柱体坠落运动轨迹及落点分析

传统的角度偏差经验值方法导致落物风险评价过程中的落点和危险区预测存在较大误差，科学化、立体化、完整化、多因素概化的落物轨迹和落点分析方法及工具缺位。为此，以海洋平台圆柱体落物为研究对象开展先导研究，在2D运动理论模型基础上，考虑3维、6度受力与运动参数，引入粘性拖曳力系数经验公式、海流运动、旋转升力和力矩项，建立了具有普适性的落物水下3D运动轨迹预测模型，并以现场实验数据校验表明模型方法可行、结果更可信；据此以Matlab 2016为程序设计平台编制了海洋平台圆柱体坠落运动预测分析工具（MREDP），分析了坠落运动落点分布规律。研究结果表明:随着初始倾斜角度的增大，落点偏移距离呈现先增后降的趋势，于62°时达到最大值，运动轨迹整体呈现螺线曲率减小、向轨迹曲线外开口侧偏移趋势；落点分布变化可分为Y轴偏移稳定主导阶段、X轴偏移实力型快速主导阶段和X轴偏移机会型主导阶段3个阶段；相对MREDP预测结果，DNVGL-RP-F107经验性角度偏差推荐结果较为保守，MREDP可为DNVGL-RP-F107提供更加准确、可信的轨迹曲线和落点取值。基于分析结果，提出了采用Monte Carlo方法表征实际工程中起始运动参数随机性和入水撞击产生的不确定性等建议。