最新刊期
      2007 年 第 39 卷 3 期

        水利与土木工程

      • 2007, 39(3): 1-6.
        摘要：中文摘要: 三点弯曲梁被广泛应用于测试材料的断裂性能，但对准脆性材料难以制作尖锐的裂纹，因此考虑三点弯曲梁具有U形切槽，此时可以用应力集中系数来表征切槽端部的应力峰值。用有限单元法计算了三点弯曲梁的U形切槽顶部的应力集中系数，给出了应力集中系数随切槽深度和切槽宽度变化的规律，弥补了现有应力集中系数手册的欠缺。将U形切槽梁三点弯曲的应力集中系数与对应的U形切槽梁纯弯曲的应力集中系数作比较，发现前者比后者小，最大相对偏差达到-7.3%。将所得的应力集中系数应用于三点弯曲梁的无量纲最大承载力和挠度的分析，可以全面考虑切槽深度和切槽宽度的影响。  
        关键词：应力集中系数;三点弯曲梁;U形切槽;切槽深度;切槽宽度   
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      • 2007, 39(3): 12-18.
        摘要：中文摘要: 拱坝开裂长期困扰着工程界，特别是中国早期建造的砌石拱坝。为了找出坝体开裂的根本原因并合理地加固，采用传统的结构力学方法和三维有限单元法分析了思德水库大坝坝身不对称开裂的成因。研究认为：地形地质条件不对称、溢洪道和拱坝体形设计不合理是拱坝出现不对称开裂的重要原因。同时提出了相应的裂缝处理和坝区加固措施，即：对称上游岩体、修补裂缝并控制施工温度，以及在灌浆平台以上的上游坝面浇筑一层钢筋混凝土面板。  
        关键词：拱坝;不对称开裂;结构力学法;有限元法   
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      • 2007, 39(3): 19-23.
        摘要：中文摘要: 对于锚网支护的煤巷来说，顶板离层是潜在的安全威胁。为确定锚网煤巷的顶板离层临界值，分析了煤巷顶板离层的发生机理，建立了锚网实体煤巷道和锚网沿空巷道的顶板临界离层的力学模型；在此基础上通过近似和简化，求解了两类锚网煤巷的离层临界值数学表达式。最后根据一回采工作面的基本条件，试算了两类煤巷的顶板离层临界值，并与实际观测数据进行了对比和分析。结果表明沿空巷道的顶板离层值远大于实体煤巷道的顶板离层值，建立的沿空巷道离层值表达式能够很好的与实测值吻合，实体煤离层值表达式与实测值虽有差距，但能够用于巷道掘进期间的顶板离层预测。  
        关键词：锚网支护;实体煤巷道;沿空巷道;顶板离层   
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      • 2007, 39(3): 24-28.
        摘要：中文摘要: X型宽尾墩＋阶梯联合消能工已被应用于实际工程。当第一级阶梯高于其它阶梯时，水舌底部与阶梯之间存在气腔，从而水流底部实现掺气，在单宽流量超过30 m3/(ｓ·m)时阶梯可避免空蚀危害。研究了气腔尺度与堰上水头、堰顶至宽尾墩出口高程差、挑坎高度、堰面末端坡度、阶梯坡度之间的关系，并导出气腔长度的计算公式，计算结果与模拟及试验数据比较吻合。研究结果表明，除了水力要素外，阶梯坡度、堰面末端坡度与挑坎高度是气腔形成的关键原因，也是影响气腔大小的主要因素。  
        关键词：X型宽尾墩;阶梯溢流坝;掺气空腔;数值模拟   
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      • 2007, 39(3): 29-33.
        摘要：中文摘要: 尝试将集对原理用于洪峰和洪量关系分析，以岷江上游紫坪铺站的洪水为例进行计算，并将集对分析中的联系度和常用的相关系数、隶属度和灰色关联度作了对比分析。结果表明，尽管集对法与传统法分析结果一致,但集对法计算简单,使用方便，特别是能清晰和形象地显示关系的结构，在实践中具有潜在优势。 关键词：集对分析；相关系数；隶属度；灰关联度  
        关键词：集对分析;相关系数;隶属度;灰关联度   
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      • 2007, 39(3): 34-40.
        摘要：中文摘要: 应用模糊C均值(FCM)和自组织映射网络(SOM)两种方法将洪水流量过程线进行分解，并聚成不同的类别，结合多层前馈神经网络(MFN)建立了两个综合神经网络模型(FCMMFN和SOMMFN)，进行洪水预报。在王家厂水库流域洪水预报的应用结果表明，两种聚类方法能够将流量过程分解为具有不同内在规律的若干过程，两种综合神经网络模型预报精度均优于单一的多层前馈网络模型，而且FCMMFN的精度高于SOMMFN。  
        关键词：模糊C均值;自组织映射网络;洪水预报;聚类分析;人工神经网络   
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      • 2007, 39(3): 41-46.
        摘要：中文摘要: 为了研究隧道对成层软土地基上不同基础形式建筑物地震反应的影响，构建了结构-基础-土-隧道体系动力相互作用的非线性完全有限元计算模型，在考虑土体重力的前提下，对筏片基础、桩筏基础相互作用体系进行了时域内数值分析。计算结果表明，当隧道紧靠建筑物时，筏基-结构相互作用体系的基础和结构顶层水平位移均发生了向无隧道一侧的偏移，而桩筏基础-结构相互作用体系的基础和结构顶层水平位移均未发生偏移。隧道在建筑物正下方时框架各对应柱的剪力峰值均最大，隧道紧靠建筑物时次之，隧道距建筑物10 m和无隧道时框架柱剪力几乎相等，并且最小。隧道距建筑物10 m时，其对两种基础形式的建筑物地震反应几乎无影响。  
        关键词：隧道;成层软土;相互作用;时域;偏移   
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      • 2007, 39(3): 47-51.
        摘要：中文摘要: 提出了应用于板结构多位置损伤诊断的组合优化方法。证明了多位置损伤状态下的振型变化具有可叠加性，引入了结构的一阶振型变化率作为结构的损伤诊断标识量并证明了具有可叠加的性质，最后提出应用组合优化方法求解板结构多位置损伤诊断问题。四边固支矩形板的多位置损伤诊断的算例证明了该方法是有效可行的，它不仅可以准确的完成板结构的损伤诊断，并且可以简化整个损伤诊断的过程。  
        关键词：组合优化方法;振型变化率;多位置损伤;损伤识别;损伤标识量   
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      • 2007, 39(3): 52-56.
        摘要：中文摘要: 为揭示表面活性剂减阻水溶液在边界层中的减阻力学特性，使用二维激光多普勒测速仪（LDV）对十六烷基三甲基溴化铵和伴随盐水杨酸钠的减阻水溶液在零压梯度紊流平板边界层中的流动结构进行实验研究。结果发现，与水流相比，减阻水溶液的主流方向脉动强度峰值出现位置远离壁面，在靠近边界层中部，出现第二峰值，并处于非“剪切诱导状态（SIS）”；雷诺应力的象限构成中，上喷流（Ejection）和下扫流（Sweep）的贡献明显被抑制以致使雷诺应力沿整个边界层内部基本为零；在主流速度脉动能谱中，低频运动强度大于水流，而高频运动强度低于水流。结果说明表面活性剂减阻水溶液具有降低紊流脉动各个成分相关度、提高流动结构尺度的作用。  
        关键词：表面活性剂减阻水溶液;紊流边界层;雷诺应力;紊流强度;象限分析   
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      • 2007, 39(3): 57-61.
        摘要：中文摘要: 日前现货市场环境下，合理申报段电量和段电价是提高发电企业利润的重要报价策略。为了制定满足风险要求的这一策略，从发电企业的角度出发，通过分析历史预测出清价的误差，统计其概率分布，最后得到误差在不同置信度下的VaR值，并且通过VaR值来指导发电企业进行段电量和段电价的申报。计算实例表明，该法不仅满足独立发电企业所要求的简单、实用原则，并且能够满足日前现货市场竞价要求。  
        关键词：电力市场;竞价;出清价;在险值;段电价   
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      • 2007, 39(3): 62-66.
        摘要：中文摘要: 为了解决水电复杂巨系统的优化问题，借鉴遗传算法和量子算法，提出一种新的全局优化方法——三角旋回算法（Triangle Gyration Algorithm，TGA），其具有结构简单、鲁棒性强和快速收敛的特点。算法的寻优过程采用历史最优目标函数值进行指导，利用三角变换进行迭代使其能够快速收敛到全局最优。用一个典型的算例对三角旋回算法进行了性能分析，并且将该算法应用在水电站日前现货市场优化调度中，通过与其他几种常见算法结果进行比较，该算法的优化结果日收益比动态规划增加8.58％，同时通过计算过程可以看出，该算法具有灾变机制，能够防止其过早陷入局部最优；算法结构简单，克服了随机搜索的盲目性，算法的迭代机理和选值与传统优化算法具有本质的差别；目前该算法研究处于初级阶段，具有巨大的可塑性。  
        关键词：水电系统;三角旋回算法;优化调度   
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        化学工程

      • 2007, 39(3): 67-71.
        摘要：中文摘要: 采用四圆衍射仪对培养的1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯（简称FOX-7）单晶进行测试，结构解析结果：晶体属单斜晶系，空间群P21/n，a=0.69283 nm，b=0.66201 nm，c=1.13230 nm，α＝89.948°，β＝90.533°，γ＝89.894°，V＝0.5193 nm3，Dx=1.893g·cm-3，Z＝4，F(000)=304。FOX-7分子呈层状构型，分子内存在大量的氢键，分子间依靠范德华力结合。利用变温X射线衍射仪得到了FOX-7在加热时的相变，结果发现了两个相变温度点，获得了α、β、γ三相的衍射图，并且确定了α和β相的晶胞参数。此外当温度降低时，γ相可以不经过β相直接转变成α相，只是需要的时间较长。  
        关键词：1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯;晶体结构;相变   
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      • 2007, 39(3): 78-82.
        摘要：中文摘要: 猪皮经酶脱毛、酶和硼氢化钠等前处理,在稀醋酸体系中酸松弛，组织匀浆后，经中和、冷冻干燥制备了酸松弛胶原纤维。对所制得的胶原纤维进行分析测试。结果表明，用该方法制备的酸松弛胶原纤维产率达47.8%，电泳和氨基酸分析结果显示酸松弛胶原纤维纯度高，但有少量的胱氨酸存在。热变性温度为58.2 ℃，Zeta电位方法测得其等电点为7.44，园二色谱及红外分析结果显示其保持了胶原的天然三股螺旋构象。  
        关键词：胶原纤维;酸松弛;天然性;猪皮   
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      • 2007, 39(3): 83-90.
        摘要：中文摘要: 研究了大型海藻龙须菜在不同培养介质中的生长状况及对不同浓度重金属镉（Cd ）胁迫的响应，并探讨了磷（P）、乙二胺四乙酸（EDTA）对龙须菜生理生化特性的影响。结果表明，在未加P和EDTA的天然海水组，随Cd浓度升高，龙须菜生长逐渐受到抑制，藻体藻红素 (PE)含量明显减少，叶绿素a (Chla) 和可溶性蛋白含量总体呈下降趋势，但变化幅度均不大，过氧化物酶（POD）活性出现先上升后下降趋势，并在Cd浓度为4.5mg/L时达到最大值。当培养介质加了P和EDTA，随Cd浓度升高，龙须菜出现先增长随后逐渐受到抑制，叶绿素a和可溶性蛋白含量总体呈先上升后下降趋势，其中Chla在Cd浓度为3.0 mg/L或4.5 mg/L时达到最大值，POD活性在培养初期总体呈上升趋势，而在大于6 d后则逐渐下降，天然海水+EDTA组在培养时间小于6 d，POD活性总体呈上升趋势，当培养时间大于6 d且Cd浓度大于4.5 mg/L时，POD活性又开始逐渐下降。研究显示龙须菜对低浓度Cd胁迫具有一定的抵抗能力，且Cd对龙须菜的毒害受时间和浓度双重因子的制约；营养元素P和解毒络合剂EDTA对龙须菜抵抗重金属Cd胁迫有一定促进作用。  
        关键词：镉胁迫;龙须菜;乙二胺四乙酸（EDTA）;可溶性蛋白;过氧化物酶   
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        材料科学与工程

      • 2007, 39(3): 91-95.
        摘要：中文摘要: 采用Gleeble-1500D热模拟机，探讨电场下电流大小(1.0×104~2.3×104 A)对Fe-V-C体系燃烧合成的影响。结果表明,在电场作用下,采用此体系可以在较低温度(632~740 ℃)下燃烧合成VC/Fe复合材料,其硬度为60～67 HRC。随电流增大，体系点火温度降低，点火延迟时间缩短，试样的致密性提高，硬度提高。在1.0×104~1.6×104 A电流范围内，产物颗粒尺寸相差不大;在1.6×104~2.3×104 A电流范围内，随电流增大，产物颗粒变大。  
        关键词：Fe-V-C体系;燃烧合成;电场;复合材料   
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      • 2007, 39(3): 96-100.
        摘要：中文摘要: 以铌铁矿预产物合成法制备氟化物（LiF、MgF2、CaF2）助烧0.68Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.32PbTiO3弛豫铁电陶瓷。采用XRD和SEM分析陶瓷相组成和显微结构，并对介电和压电性能进行测试。结果表明,所有陶瓷样品均为纯钙钛矿相，没有检测到其它杂相； LiF和MgF2助烧PMN-PT陶瓷的晶粒较大（约3~4 μm），而纯PMNT陶瓷和CaF2助烧PMN-PT陶瓷的晶粒较小（约0.5~1 μm）；LiF和MgF2的添加使陶瓷峰值介电常数增大，压电性能提高，相变弥散程度减小，而添加CaF2使其峰值介电常数减小，压电性能下降，相变弥散程度增大。  
        关键词：PMN-PT陶瓷;铌铁矿预产物合成法;氟化物;介电与压电性能   
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      • 2007, 39(3): 101-106.
        摘要：中文摘要: 用挤出-拉伸-注塑法制得了增强HDPE/PA66原位成纤复合材料，以不拉伸的普通共混材料作对照，研究了PA66质量含量(cm)对PA66成纤性和材料拉伸强度（σt）及模量（E）的影响及其作用机制。结果表明，当cm由0增至25%时，原位形成的PA66纤维数量增多，纤维横向尺寸及其分散性在cm=15%前减小在其后增大；材料的σt、E在cm =15%时分别比纯HDPE提高45%和60%。熔体拉伸时分散相液滴的聚结-形变成纤是PA66纤维形态随cm变化的关键因素，分散相对基体增强效应与两相界面缺陷效应综合作用，分散相对基体增刚效应受分散相形态控制，分别是决定材料的σt~cm、E~cm关系的支配因素。  
        关键词：聚酰氨66;高密度聚乙烯;原位复合材料;组成比;成纤性;增强效应   
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      • 2007, 39(3): 107-112.
        摘要：中文摘要: 采用炭黑和氧化锌两种光屏蔽剂对共聚甲醛进行耐老化改性。研究了改性前后聚甲醛在紫外光老化及热氧老化过程中的表面层及内部发生的微观物理化学变化，包括熔点、结晶度、表面羰基量及分子量变化等。结果表明，紫外光的照射主要导致聚甲醛试样表面层发生晶体破坏和无定形部分分子链降解，内层则主要发生非晶区重整结晶；热氧作用下聚甲醛发生氧化降解的同时整体较均匀地发生非晶区重整结晶，以上情况均导致聚甲醛结晶度上升、拉伸强度提高，但抗冲击韧性及断裂伸长率显著下降，如经过1000 h紫外光辐照后，聚甲醛表面层结晶度由42.06% 上升至 76.27%，而简支梁缺口冲击强度由6.74 kJ/m2 迅速下降至1.85 kJ/m2。通过添加1.5%~3%的炭黑或氧化锌可以有效地抑制紫外光对聚甲醛的降解和重结晶过程，从而提高材料老化后的性能保持率，但炭黑对抗氧剂过强的吸附力导致聚甲醛的热氧稳定性下降。  
        关键词：光屏蔽剂;聚甲醛;结晶;耐老化   
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        信息工程

      • 2007, 39(3): 124-132.
        摘要：中文摘要: 为了系统论述图像分数阶微分对纹理细节的增强能力及其侧抑制原理，提出数字图像分数阶微分掩模及其运算规则。论述了分数阶微分的动力学物理意义并推导了分数阶微积分与经典时-频分析之间的关系，分析了在一定条件下二维分数阶微分的可分离性；其次，从信号处理和生物视觉神经模型两个角度提出图像分数阶微分的高斯差感受野模型，并分析其产生的特殊马赫现象；最后，提出并论述了数字图像分数阶微分掩模及其运算规则。计算机数值实验结果表明，对于纹理细节信息丰富的图像信号而言，分数阶微分对灰度变化不大的平滑区域中的纹理细节信息的增强效果明显优于整数阶微分运算。  
        关键词：分数阶稳定系数;分数阶偏微积分;拮抗特性;运动模糊;分数阶微分掩模;多尺度分数阶微分   
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      • 2007, 39(3): 133-135.
        摘要：中文摘要: 为了有效解决广播加密系统中的密钥泄漏和密钥管理的问题，提出了一个新的实用的基于身份的广播加密方案。利用超椭圆曲线上的双线性对构造广播加密和解密算法，节省了广播通信传输带宽。引入了密钥自我强化保护机制，在分配用户密钥时通过用户的机密信息计算其解密密钥，降低了用户为保护自己的利益而泄漏其密钥的可能性。证明了方案在扩展的k元BDHI假设下对抗k用户合谋攻击的安全性  
        关键词：广播加密;密钥管理;双线性映射;公钥基础设施   
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        发布时间：2023-11-28
      • 2007, 39(3): 136-140.
        摘要：中文摘要: 检测分布式拒绝服务（DDoS）攻击的困难性在于攻击数据包与正常数据包并无本质上的区别，为了正确识别DDoS，需要找到它与正常流的根本区别。使用虚假源IP地址的攻击包能够耗尽目标主机的网络带宽和系统资源，却无法与目标机建立完整的双向通信。因此，用于直观反映网络流异常的单边连接密度(OWCD)概念被提出并用于识别DDoS攻击，同时对OWCD的时间序列的进行了分析，揭示了OWCD序列的性质，为利用这个指标来进行DDoS检测提供依据。实验表明，OWCD能直观地区分正常流和攻击流，其序列为白噪声序列，能够作为DDoS检测的独立指标。OWCD序列不仅能够检测DDoS攻击，还能反映攻击强度。  
        关键词：分布式拒绝服务攻击;单边连接密度;时间序列分析   
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        发布时间：2023-11-28

        电气工程

      • 2007, 39(3): 141-144.
        摘要：中文摘要: 在分数阶微积分的工程应用中，一个最重要的步骤是模拟分抗电路的实现，为此采用跨导运算放大器设计了可变阶次分抗电路，并利用有限数量的二端口网络级连，能够在电路设计形式固定的情况下，通过调节跨导运算放大器的控制电流，在一定的范围内改变分抗的运算阶数。模拟结果与理论分析结果相一致，证明该设计方案对于分数阶微积分的实际应用有着一定的工程意义。  
        关键词：分数阶微积分;分抗;分数运算;跨导运算放大器;函数逼近   
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        发布时间：2023-11-28
      • 2007, 39(3): 145-148.
        摘要：中文摘要: 为了节约通信信道资源，采用小波变换去掉反馈变量的细节信息从而压缩其频带的方法实现了两个5涡卷超混沌吸引子的同步。在发送端,将系统的z变量通过小波滤波器滤出高频成分，将低频成分重构后发送到接收端，接收端将该信号作为反馈信号，实现了收发系统的同步。应用本同步方法不仅可以节约信道资源，同时，由于发送的信号已不是完整的混沌信号，也提高了系统的保密性。  
        关键词：5涡卷超混沌吸引子;小波变换;同步   
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        发布时间：2023-11-28
      • 2007, 39(3): 149-154.
        摘要：中文摘要: 针对强分形噪声中微弱信号难于检测这一问题，提出了小波域多尺度模糊自适应Kalman滤波和Duffing振子相结合的方法。先对淹没在强分形噪声中的信号进行多尺度小波变换，根据分形噪声信号小波系数的平稳性，建立状态方程和观测方程，用模糊自适应Kalman滤波，对每一尺度估计出分形信号，然后将估计信号与观测信号作差得误差信号，把误差信号送入Duffing振子，利用Duffing振子对噪声的免疫性，来检测微弱信号。也给出了Duffing振子的免疫性一种新的统计解释。仿真实验结果表明：该方法能在低信噪比和低信干比下有效地检测出淹没在强分形噪声中的微弱谐波信号。  
        关键词：分形噪声;Duffing振子;微弱信号检测;Kalman滤波   
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        发布时间：2023-11-28

        机械工程

      • 2007, 39(3): 155-159.
        摘要：中文摘要: 针对直线感应加速器对中装配同轴度要求高的特点，考虑法兰、螺栓和密封垫相互作用，建立了加速器对中装配法兰－螺栓联接的三维有限元模型，分析了螺栓预紧力对加速器对中装配时同轴度的影响作用。水平面上的螺栓预紧力与其它螺栓预紧力的差异变化对组元轴线改变的影响最大，而处于竖直方向上的螺栓的预紧力差异对同轴度的影响较小。因此在实际装配中应更注意水平方向的螺栓预紧力的控制。研究结果为加速器对中装配同轴度提高提供依据。  
        关键词：法兰－螺栓联接;加速器;对中装配;同轴度;有限元分析   
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      • 2007, 39(3): 160-165.
        摘要：中文摘要: 综合考虑灰色系统理论和Bootstrap统计理论的信息预报特点，建立制造误差的灰自助动态预报模型GBM(1,1)，以解决信息预报中存在的一些问题。GBM(1,1) 在灰微分建模时进行Bootstrap再抽样，更多地挖掘系统信息，从而更准确地预报系统真值及其分布区间的瞬态变化状况。在计算机仿真中，研究了各种随机误差系统例如正态分布、瑞利分布、均匀分布、三角分布以及混合分布等系统的预报问题，也涉及到一些系统误差例如上升趋势、下降趋势和周期趋势等误差的预报问题。在实际试验中，研究了滚动轴承套圈磨削圆度误差的预报问题。计算机仿真和试验研究表明，GBM(1,1)允许小的数据样本以及各种类型的随机误差与系统误差存在，预报的准确率可以达到95%以上。  
        关键词：制造;误差;预报;灰色系统理论;自助法   
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      • 2007, 39(3): 166-169.
        摘要：中文摘要: 利用进气过程增加气缸内的进气量是提高发动机动力性能的有效途径,对发动机进气过程的动态特性进行了理论分析，并对进气管道和谐振器的结构参数进行了理论计算。在单缸摩托车汽油机上进行试验，结果显示，发动机输出的最大功率和最大扭矩提高了6%~8%，并且随着谐振器工作容积的变化，功率和扭矩的变化也呈现一定的规律性。因此，在一定的转速范围内，合理利用进气谐振可以有效提高发动机在该工况下的动力性能。  
        关键词：单缸发动机;谐振;动力性能   
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      • 2007, 39(3): 170-174.
        摘要：中文摘要: 柴油机排气微粒过滤器再生净化是汽车柴油发动机排气净化的有效方法之一。论述了柴油机排气微粒过滤器微波再生净化系统的构成、过渡器结构分析、再生腔结构分析，以及如何对过滤器再生效果的间接性评价指标。对设计制造柴油机排气微粒过滤净化装置具较好的指导意义。  
        关键词：柴油机;排气微粒;再生;净化过滤器   
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