最新刊期
      2011 年 第 43 卷 3 期

        水利与土木工程

      • 2011, 43(3): 1-6.
        摘要：中文摘要: 为解决高水头、大流量、出口尾水位低导流洞改建洞塞泄洪洞的布置和消能问题，提出了“垂直洞塞+压坡洞塞+水平洞塞组”这种新型的洞塞布置和消能形式，并采用RNG k－ε双方程模型和VOF方法，对采用该种新型洞塞布置形式的洞塞泄洪洞的流场进行了3维紊流数值模拟，得到了压强、流速、消能率等重要水力特性的分布规律，且将部分计算结果与试验结果进行对比分析，结果吻合良好，验证了采用该数值方法计算强紊动、强剪切射流以及大尺度漩涡流动的可行性。同时，研究结果也表明，某水电站非常泄洪洞采用“垂直洞塞+压坡洞塞+水平洞塞组”的消能模式消能，洞内能形成较强的紊动，消能效果好，满足工程要求。  
        关键词：洞塞泄洪洞;消能;数值模拟;水力特性   
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      • 2011, 43(3): 7-11.
        摘要：中文摘要: 为了研究溃坝水流在山区河道中的传播,采用SPH方法来求解2维浅水方程，建立了溃坝水流数值模型。SPH方法由于是拉格朗日法，在处理对流主导的问题具有很好的稳定性与精度，且是无网格方法，无需划分网格和判定干湿网格，很好地解决了山区河道溃坝水流流速急，水位变幅大，动边界变化频繁，计算区域难确定等问题。采用该模型模拟了山区河道的溃坝水流，初步再现了溃坝水流的流动过程，分析表明模拟结果是合理的，因而采用SPH方法对溃坝水流进行模拟是可行的。  
        关键词：山区河流;浅水流;SPH;溃坝   
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      • 2011, 43(3): 12-17.
        摘要：中文摘要: 为了建立科学合理、简洁直观、普适通用和使用方便的地面水水质评价模型，在设定地面水水质指标规范变换式基础上，提出一个适用于多项指标的水质评价的对数型幂函数普适指数公式，并采用粒子群算法优化公式中的参数。将普适指数公式用于实例分析，并与其它多种评价方法评价结果对比。研究表明：该公式不受指标种类和数目限制，计算简便，具有通用性、实用性，为评价普适化、简单化提供了一条新途径。  
        关键词：地面水;水质评价;对数型幂函数;指数公式;普适公式;粒子群算法;参数优化   
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      • 2011, 43(3): 18-25.
        摘要：中文摘要: 为了分析低应变检测时有缺陷的现浇混凝土大直径管桩在瞬态集中荷载作用下的动力响应问题，基于径向不变假定建立了任意段变阻抗大直径管桩的计算模型和波动方程，采用Laplace变换法求得了波动方程的频域解析解，采用Fourier逆变换求得了时域响应。将计算结果与3维有限元、1维波动理论和3维解析解的结果进行了对比分析。研究结果表明：本文解析方法的计算结果和3维有限元结果较为接近；在90°测点，3维有限元、本文解析解和1维波动理论的速度响应差别不大。通过桩顶不同点的动力响应分析可知，入射波峰到达的时间随测点与激振点夹角不同而变化，夹角越小，到达时间越早；深度较浅缺陷反射波峰到达的时间随测点与激振点夹角而异，但达到一定深度后，缺陷反射波峰到达时间差别较小；高频干扰最小的点在夹角90°的点；对工程实测曲线的较好拟合表明该频域解析解具有一定的工程实用价值。  
        关键词：大直径管桩;低应变检测;动力响应;3维效应;解析解   
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      • 2011, 43(3): 26-32.
        摘要：中文摘要: 在河流糙率反演过程中，由于水文观测信息比较稀缺，一般都是欠定或混定模型，容易由于观测噪声造成反演计算不稳定或反演结果偏离实践经验较大的问题。针对该问题，以糙率估计值作为正则化条件，构造了一个兼顾水文观测信息和糙率经验信息的反演模型，用来改善反演结果合理性、提高数值计算稳定性。应用河网数值仿真和实例分析了模型的数值稳定性、解的唯一性和结果可靠性等特征。结果表明：基于先验信息的河流糙率广义反演方法，能够有效地进行河流糙率的率定，较好地解决了信息量不足所引起的数值稳定性问题，且率定结果接近真实解。  
        关键词：河流糙率;先验信息;反演模型   
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      • 2011, 43(3): 33-38.
        摘要：中文摘要: 流变是高堆石坝变形的重要特征，过大的后期变形将对大坝的安全运行产生影响。采用幂函数流变本构模型，对双江口300 m级心墙堆石坝长期变形进行了3维有限元仿真分析，根据堆石料尺寸效应的流变试验资料，初步探讨尺寸效应对高堆石坝长期变形的影响。分析结果表明：双江口心墙堆石坝在大坝满蓄后3年大坝变形基本趋于稳定，变形量在可控制范围之内；尺寸效应对高堆石坝长期变形影响明显，与实际堆石体相比，缩尺后的室内堆石试样表现出较小的长期变形，对大坝变形的预测精度有一定影响。  
        关键词：水利工程;长期变形;数值计算;300 m级高堆石坝;流变;尺寸效应   
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      • 2011, 43(3): 39-43.
        摘要：中文摘要: 提出了一种时间有限元全域算法来计算结构动力响应。基于五次Hermite插值,采用加权残值伽辽金法在时间域离散构造了求解结构动力学2阶线性微分方程组的全域时间有限元算法。该方法稳定性好、正确性和可靠性高,无需复杂中间计算过程。此外，该方法的一个重要特点是建立在整个时间域上来求解结构动力响应，严格按照有限元的基本思想，是真正意义上的时间有限元法。利用本法求解了2个典型的算例，计算结果表明本方法的结果是可靠和精确的。  
        关键词：动力学响应;时间有限元全域算法;五次Hermite插值   
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      • 2011, 43(3): 44-48.
        摘要：中文摘要: 废弃轮胎破碎后与土混合可改善土的工程特性，为提高废旧轮胎的循环利用和解决膨胀土工程问题提供了新途径。取湖北荆州膨胀土，掺入废弃轮胎橡胶颗粒形成改性膨胀土，完成了素膨胀土和改性膨胀土的物理特性、胀缩特性、强度特性试验。结果表明，当轮胎橡胶颗粒的掺量(质量百分数)小于23%时，改性膨胀土的液限和塑性指数随掺量的增加而增大，但塑限基本不变；最大干密度较素膨胀土降低，最优含水率基本不变化；改性膨胀土的粘聚力和抗剪强度较素膨胀土明显下降；粘聚力总体上随掺量的增加而减小，但抗剪强度和内摩擦角随掺量的增加变化不大；改性膨胀土的胀、缩性明显减弱，当橡胶颗粒的掺量为23%时，对胀缩特性的改善效果最佳。  
        关键词：废弃轮胎橡胶颗粒;膨胀土;改性;胀缩特性;抗剪强度   
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      • 2011, 43(3): 49-55.
        摘要：中文摘要: 为研究矿渣聚丙烯纤维混凝土的抗压性能，采用Φ101.6 mm×203.2 mm圆柱型试样，应用LVDT计算机自动数据传输采集系统测试了矿渣聚丙烯纤维混凝土试样的轴心抗压强度、弹性模量和泊松比,进行了SEM电镜扫描分析。结果表明，聚丙烯纤维降低了混凝土抗压强度和弹性模量，增加了泊松比；然而，矿渣提高了混凝土的抗压强度和弹性模量;聚羧酸系超塑化剂与水泥的相容性较好;聚丙烯纤维、矿渣和聚羧酸系超塑化剂的复合效应明显。基于实验数据提出弹性模量和抗压强度之间的关系式Ec=5 103fc′0.433 3，经误差分析，适用于矿渣聚丙烯纤维混凝土。电镜扫描测试分析表明，配比不同的混凝土产生了不同形状和性能的水化物，对混凝土宏观抗压强度影响显著。  
        关键词：复合材料;混凝土;抗压强度;弹性模量   
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      • 2011, 43(3): 56-60.
        摘要：中文摘要: 基于实际工程的带冷却水管的混凝土长方体非绝热温升试验，结合反问题求解的遗传算法和3维有限单元法，识别包括绝热温升和不同保温条件下的放热系数等在内的混凝土温控参数。试验结果表明，反分析所得温控参数能真实反映混凝土的热学性能。采用试验和反分析相结合的方法，既经济、简单，又能获得多个温控参数，具有较高的工程应用推广价值。  
        关键词：反分析;混凝土试验;水管冷却;温控参数;绝热温升   
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      • 2011, 43(3): 61-67.
        摘要：中文摘要: 根据监测成果，试图提出一种较为合理可行的分析围岩是否稳定的非线性方法。通过R/S分析法定性分析与BP网络定量预测，不仅确定了潜在的开裂剖面与受波及剖面，而且预测了安装在上述剖面的3套仪器各测点20 天内的围岩位移情况，在此基础上，基于突变理论，探讨了潜在的危险剖面是否可能出现开裂、开裂的具体时间以及裂缝深度等问题，提出了围岩开裂的时空判据。研究结果显示，基于突变理论的测点位移-时间序列满足条件Δ<0，则测点所处剖面为潜在开裂剖面。另外，开裂剖面的连续位移-时间序列的Δ出现最大正峰值是围岩即将开裂的征兆与警示，出现最小负峰值的时间则是围岩的可能开裂时间。  
        关键词：围岩位移;位移-时间序列;突变理论;R/S分析法;BP网络   
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        化学工程

      • 2011, 43(3): 161-165.
        摘要：中文摘要: 根据地热水中高浓度硅酸盐含量、调节硅垢抑制剂的添加量，可防止地热发电废水回补管道中硅酸盐的结垢。所以，开发了一种自动测定高浓度硅酸盐的新系统。地热水样在流路中与NaOH溶液混合、反应(使聚合硅转化成活性硅)后，进入样品定量环自动定量，此时显色剂也同时定量；然后，同时被注入到载流中，以合并带中试剂包裹试样方式进行汇合、反应；生成的产物经过干扰消除盘管掩蔽干扰物后，进入流通检测器在405 nm波长下进行定量。优化的测定条件为：钼酸铵浓度为2%(w/v)，NaOH 浓度为 0.1 mol·L-1；草酸浓度为1.0%，预混合盘管长度为 350 cm，反应盘管长度510 cm，干扰消除盘管长度为300 cm，载流流量为5.0 ml·min-1；该方法每次测定所需的样品用量仅为25 μl，显色剂用量仅为120 μl，测定范围为25~800 mg· L-1(SiO2)，相对标准偏差小于0.81%，回收率为 96.2%~117.0%，分析速度为 180个样 ·h-1；该系统的特点是重现性好、分析速度快、测定成本极低，高浓度硅酸盐测定时无需预稀释处理、自动化程度高，可用于地热水中高浓度硅酸盐的监测。  
        关键词：流动注射分析;分光光度法;高浓度硅酸盐;地热水   
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      • 2011, 43(3): 166-170.
        摘要：中文摘要: 针对软锰矿浆烟气脱硫脱硝尾液中MnS2O6的存在会影响副产品质量的问题，对MnS2O6在液相中的分解特性进行了研究。基于液相中MnS2O6的分解产物及碘量法测定SO2的原理，通过测定SO2生成速率表征MnS2O6的分解速率，探讨了H2SO4浓度、MnS2O6浓度、温度及MnSO4、Mn(NO3)2浓度对MnS2O6分解速率的影响。结果表明，MnS2O6分解速率随H2SO4浓度、MnS2O6浓度和温度的升高而增大，随MnSO4浓度的增大而减小，与Mn(NO3)2浓度无关。本征动力学研究结果表明，MnS2O6、H2SO4浓度的反应级数分别为0.8、1.2，活化能为96.9 kJ·mol-1，指前因子为1.61×10^10 s-1,研究结果可为软锰矿浆烟气脱硫脱硝尾液中MnS2O6的去除提供理论依据。  
        关键词：软锰矿;脱硫脱硝;MnS2O6;分解速率;动力学   
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      • 2011, 43(3): 171-175.
        摘要：中文摘要: 采用γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)、苯基异氰酸酯(PI)和十八烷基异氰酸酯(ODI)对超细羽绒粉体进行表面疏水化改性，制备了不同改性剂处理的超细羽绒粉体。通过FTIR、TG、水接触角实验、吸湿性实验研究了改性前后羽绒粉体的结构、热稳定性以及亲疏水性能。结果表明：PI和ODI可以化学结合在羽绒粉体表面，改性后的超细羽绒粉体保留了良好的吸湿性能，表面由亲水性变为疏水性，且初始热降解温度提高了约4~7 ℃；KH590偶联剂处理对羽绒粉体的热稳定性、吸湿性以及亲疏水性没有明显影响。PI和ODI改性是改善超细羽绒粉与非极性基体（如聚丙烯等）界面性能，提高非极性纤维材料吸湿性的有效方法，且对于这类复合材料的热加工是有利的。  
        关键词：羽绒粉体;表面改姓;疏水性   
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      • 2011, 43(3): 176-181.
        摘要：中文摘要: 采用WO3/ZrO2固体超强酸作为催化剂，研究了H2O2/WO3/ZrO2体系催化氧化柴油深度脱硫性能，考察了氧化剂用量、催化剂用量、反应温度、反应时间等工艺参数对脱硫率的影响；在此基础上，引入功率超声进一步强化反应，并考察了超声频率、超声功率、超声时间等因素对脱硫效果的影响。实验结果表明，在反应温度60 ℃，反应时间90 min，氧化剂加入量V(H2O2)∶V(柴油)= 1∶10，催化剂用量15 g/L柴油的最佳氧化脱硫条件下，氧化柴油经萃取后脱硫率可达91.0%。超声强化后，氧化反应时间缩短为40 min，柴油脱硫率提高至95.6%。  
        关键词：柴油;氧化脱硫;固体超强酸;萃取;超声   
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      • 2011, 43(3): 182-187.
        摘要：中文摘要: 采用“两级上流式厌氧污泥床（UASB）-缺氧/好氧(A/O)-序批式反应器（SBR）工艺”对城市生活晚期垃圾渗滤液进行了深度处理。运行模式如下：首先在一级UASB（UASB1）中反硝化，UASB1出水中的亚硝态氮和硝态氮利用残余COD在二级UASB（UASB2）中被进一步去除，在A/O反应器中利用残余COD进行反硝化以及将NH4+-N硝化，在SBR中去除硝化产生的亚硝态氮、硝态氮。试验中首先采用原渗滤液进入处理系统（20 d），然后采用原渗滤液与生活污水1∶1混合进入系统实现和维持稳定的短程硝化（60 d），最后采用原渗滤液与A/O反应〗器出水1∶1混合进入系统实现和维持稳定的短程硝化（60 d）。140 d的试验结果表明： 原渗滤液的总氮浓度为 2 300 mg·L-1，氨氮浓度在2 000 mg·L-1左右时，通过将原渗滤液与生活污水或A/O反应器出水1∶1混合，可以在A/O反应器中实现稳定的短程硝化，其中亚硝态氮积累率为70%~88%。后续的SBR工艺，可彻底去除产生的亚硝态氮和硝态氮。最终出水的氨氮浓度不到2 mg·L-1，总氮浓度为18~20 mg·L-1，系统氨氮和总氮去除率分别为99.7%和98%。  
        关键词：晚期垃圾渗滤液;短程硝化;厌氧污泥床   
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        材料科学与工程

      • 2011, 43(3): 188-183.
        摘要：中文摘要: 研究了8种协效剂（双噁唑啉、热塑性酚醛树脂、二氧化锰、蒙脱土、硼酸锌、4A分子筛、氧化锌和凹凸棒）对APP膨胀阻燃ABS/PET合金的影响，并探讨了ABS/PET/APP体系的降解成炭行为。研究表明，APP主要促进了PET分解成炭从而与其成为一种新型膨胀阻燃体系。通过氧指数（LOI）和UL-94标准测试燃烧性能，除凹凸棒外，其它7种协效剂均提高了ABS/PET/APP体系的氧指数，并使其通过V-0级测试；热失重分析（TGA）表明， ABS/PET/APP/协效剂体系具有更高的成炭率；通过扫描电子显微镜（SEM）对炭层表面进行观察，除凹凸棒体系外，其它7种协效剂体系的炭层表面均具有更好的致密性。  
        关键词：ABS/PET;APP;协效剂;膨胀阻燃   
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      • 2011, 43(3): 194-197.
        摘要：中文摘要: 以高纯单质为原料，按AgGa1-xInxSe2（x=0.4）化学计量配比配料(富1%Se)，在双层石英安瓿中，用机械和温度振荡相结合的方法，合成出高纯单相多晶料。差热分析表明，其熔点和凝固点分别为804.3 ℃和775.6 ℃。采用带有籽晶袋、内壁镀碳的双层石英安瓿，用改进的垂直布里奇曼法生长出尺寸为Φ20 mm×60 mm、结构完整的AgGa0.6In0.4Se2单晶体。经X射线衍射仪和红外分光光度计等分析表明，晶体为黄铜矿结构，晶格常数为a=0.602 32 nm,c=1.118 33 nm，其显露面和易解理面为（112）面；厚度约为2 mm的晶片在波长0.836~19.65 μm范围内透过率接近或超过60%，禁带宽度约为1.48 eV。结果表明,改进方法生长的AgGa1-xInxSe2晶体的结构完整，光学质量高，可用于中远红外非线性光学器件制备。  
        关键词：硒铟镓银;单晶;性能表征;光学材料   
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        发布时间：2023-11-14
      • 2011, 43(3): 198-203.
        摘要：中文摘要: 应用实验与数值模拟相结合的方法研究了多孔介质的有效导热系数。将分形理论与孔道网络模型相结合的分形孔道网络模型用于研究多孔介质的有效导热系数，为太阳池储热、地源热泵传热、食品干燥等方面打下了基础。模拟计算结果与实验结果吻合较好，证明了分形孔道网络模型适用于计算多孔介质的有效导热系数。研究了孔喉比、配位数、垂直热流方向喉道比例、喉道长度、孔隙率、固体骨架导热系数(Ks)及流体导热系数(Kf)等多方面对多孔介质有效导热系数的影响。结果表明,垂直热流方向喉道会增大多孔介质的热阻，降低多孔介质的有效导热系数。当Ks大于Kf时，随着孔喉比的增大以及喉道长度的减小，多孔介质的有效导热系数越大。当平行热流方向喉道数目相等时，多孔介质的有效导热系数随着配位数的减小而增大；当垂直热流方向喉道数目相等时，多孔介质的有效导热系数随着配位数的增大而增大。  
        关键词：多孔介质;有效导热系数;分形孔道网络模型   
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        发布时间：2023-11-14
      • 2011, 43(3): 204-208.
        摘要：中文摘要: 研究了TiO2含量对大气等离子喷涂Al2O3基涂层的晶体结构组成相、显微硬度、摩擦磨损性能和磨损机制的影响。选用重量百分比为0,13%,40%这3种TiO2含量参量,即纯Al2O3,Al2O3-13%(wt)TiO2和Al2O3-40%(wt)TiO2陶瓷涂层。采用XRD分析涂层的晶体结构组成相,Vickers显微硬度计评价显微硬度。 采用SRV摩擦磨损试验机,通过AISI52100钢球和Al2O3陶瓷球2种材料本质差异甚大的对摩副,在干摩擦条件下评价涂层的摩擦磨损性能,并通过扫描电镜观察涂层磨损机制。结果表明,Al2O3基涂层的显微硬度随TiO2含量增加而降低;Al2O3基涂层皆显示出抗磨性能随TiO2含量增加而降低,而与对摩副材质无关。 涂层中含有TiO2无益于提高Al2O3基涂层的摩擦磨损性能。  
        关键词：陶瓷涂层;氧化铝;氧化钛;摩擦磨损性能;显微硬度   
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      • 2011, 43(3): 209-213.
        摘要：中文摘要: 使用新型扭动摩擦磨损试验机，在林格溶液（Ringer’s solution)条件下，对牛髋关节软骨/Φ28 mm Al2O3摩擦副进行了扭动角位移幅值为0.5°~10°和法向载荷为5~50 N的扭动摩擦磨损试验。在摩擦动力学行为分析的基础上，使用扫描电镜(SEM)、苏木素-伊红(HE)染色法对磨痕进行了观察，分析了软骨的磨损机理。结果表明,牛髋关节软骨在扭动磨擦条件下存在2种T-θ曲线,即椭圆和平行四边形，分别对应扭动摩擦的部分滑移和完全滑移状态。在扭动摩擦处于部分滑移状态时，牛髋关节软骨表面损伤轻微，主要损伤机理为表面褶皱。处于滑移状态时，沿半径方向，磨痕可依次分为粘着区、褶皱区、微裂纹区和剥落区，其主要损伤机制为表面裂纹与剥落。  
        关键词：摩擦磨损;扭动磨损;关节软骨;磨损机制   
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        发布时间：2023-11-14

        信息工程

      • 2011, 43(3): 68-75.
        摘要：中文摘要: 针对蛋白质相互作用的预测问题，提出了集成学习的方法。该方法使用人工神经网络和支持向量机为成员分类器的集成学习方法，并分别用自协方差编码方式和二肽组成来表示蛋白质序列的特征集合，预测的准确率和ROC曲线面积分别达到92.16%、94.38%和0.972 5、0.981 5。通过对成员分类器、集成学习方法以及集成学习方法之间的预测效果进行比较，结果表明，集成学习方法可获得更优的预测效果，并能有效提高预测精度,避免采样学习带来的不稳定性。  
        关键词：集成学习;人工神经网络;支持向量机;蛋白质相互作用   
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      • 2011, 43(3): 76-80.
        摘要：中文摘要: 主要解决了如下形式的程序的终止性判定的问题：while(x∈Ω) do {x:=f(x)} end,其中,x为程序变元，Ω(Ω=(a1,b1‖∪‖a2,b2‖∪…∪‖an,bn)，其中,‖∈{(,),［,］}，n∈N*)是间段并集，f是一个多项式函数。证明了：当φ(b1)φ(a2)>0,…,φ(bn－1)φ(an)>0(其中,φ(x)=f(x)－x)时，这类区间上的非线性程序不终止的必要条件是：在Ω内部或者边界上存在不动点。如果不动点仅仅在Ω内部，则上述结果是充要条件。通过添加一定的约束条件，对于仅区间边界有不动点的情况，也给出了判定的方法。对一类多项式函数的终止性给出了完备性的算法（TNPSI）。  
        关键词：程序验证;计算机代数;非线性程序;不动点   
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        发布时间：2023-11-14
      • 2011, 43(3): 81-89.
        摘要：中文摘要: 针对现有直方图平移算法嵌入容量偏低、不适合彩色图像等缺点，提出一种基于预测误差差值直方图平移的彩色图像可逆信息隐藏算法。除使用双分量差值以外，还加入了第3分量计算差值，根据预测误差之间的关系，将差值分成5种，从而有效地减小差值，提高嵌入容量和图像质量。通过扩展像素值嵌入信息，利用像素值可扩展性定位不可扩展像素，并嵌入少量的标志信息代替溢出定位图，采用两轮嵌入避免使用最坏测试法判断像素值可扩展性，以减少辅助信息量，进一步提高嵌入容量。实验结果表明，本文算法在嵌入容量和图像质量两方面均有较大优势，与其它可逆嵌入方法相比，算法整体性能更高。  
        关键词：可逆信息隐藏;差值直方图平移;预测误差差值;直方图平移;像素值可扩展性   
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      • 2011, 43(3): 90-95.
        摘要：中文摘要: 针对现有图像去噪算法丢失图像纹理信息的问题，将基于Riemann-Liouville定义的分数阶积分应用于数字图像的噪声去除，提出8个方向上的图像任意阶积分掩模，给出运用该掩模进行图像去噪的数值运算方法及相应的算法实现电路模型。仿真实验结果在定性和定量的方面表明本文的算法对灰度图像和彩色图像同样适用，具有能够一次性完成积分，去噪精度高，同时能最大限度保持图像的纹理细节信息的特点。该算法特别适用于高精度的图像实时去噪。  
        关键词：分数阶积分;分数阶掩模;图像去噪;纹理保持;分数阶插值   
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      • 2011, 43(3): 96-103.
        摘要：中文摘要: 针对低剂量CT图像的低信噪比的问题，提出了一种新的基于MCMC方法的低剂量CT投影图像的自适应降噪算法。该算法是在对投影图像先验模型中的平滑参数以及噪声方差进行自适应估计的基础上，求解理想投影图像在观察投影图像条件下的期望值，以此期望值作为理想投影图像的估计值，从而达到图像降噪的目的。其中对先验概率模型中的平滑参数以及非平稳噪声的方差在运用EM算法进行估计过程中，引入MCMC技术中的Gibbs采样，很好解决了参数估计中的计算问题，并在此基础上，通过再一次运用MCMC的Gibbs采样，以获得理想数据的条件期望值。计算机仿真实验以及真实投影图像的实验均表明了本文所提出的算法在低剂量CT图像降噪中能够取得良好的效果。  
        关键词：低剂量CT;图像降噪;参数估计;MCMC算法;EM算法   
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      • 2011, 43(3): 104-108.
        摘要：中文摘要: 在区域变化检测中，为了克服配准误差或噪声引起的伪变化，从多尺度融合的角度出发，对多尺度分析应用于遥感图像变化检测进行了探讨。首先利用小波变换对原始图像进行多尺度分解，然后利用马氏距离判决函数对不同尺度图像进行变化检测，最后利用马尔科夫随机场将不同尺度变化检测结果进行融合。由于马尔科夫随机场融合方法充分考虑了相邻像素间的相关性和不同尺度检测结果的联系，从而使融合结果更细致和精确。一系列图像的实验结果证明本方法具有很好的实用性和鲁棒性。  
        关键词：变化检测;多尺度;马氏距离;马尔科夫随机场;图像融合   
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      • 2011, 43(3): 109-112.
        摘要：中文摘要: 基于免疫危险理论，针对网络入侵检测应用，提出了一种危险区域的产生机制，给出了危险区域半径的计算方法，设计了抗原直接坏死危险信号signal_0和抗原检测危险信号signal_1的计算公式，并根据危险信号signal_0和signal_1提出了危险区域内抗原检测算法。实验表明，选取适当的危险区域半径，有助于提高入侵检测系统的检测效率，使漏检率和误检率都保持较低水平。  
        关键词：危险理论;危险区域;血亲类;网络入侵检测   
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      • 2011, 43(3): 113-117.
        摘要：中文摘要: 针对快速存储器(QAR)数据特征提取问题，首先给出适用于一类分类的最大间隔判别分析方法，并通过增加正交约束，给出适用于一类分类的最大间隔特征提取算法；在此基础上，针对QAR数据大样本的特性，给出正交约束的一类分类问题的最大间隔判别分析问题的修改形式，并将该修改形式转化为闭包球问题，进而给出了基于正交约束闭包球的最大间隔QAR数据特征提取方法，通过实验表明该方法对某一机型的飞行纪录数据取得了良好的实验结果，有效解决了QAR数据大样本特征提取的问题。  
        关键词：空中交通;特征提取;最小闭包球;快速存取纪录器   
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      • 2011, 43(3): 118-122.
        摘要：中文摘要: 导航通信中断等问题经常导致电子地图中的自动寻路功能失效。为了实现分布式导航系统的有效容灾和寻路优化，提出了基于道路残迹数据融合的高可用分布式导航算法；给出了该算法的主要思想、算法模型、数据结构以及运行流程。该算法应用了蒙特卡罗方法进行道路可通行度评估；采用了2维叠加空间进行“道路信息-寻路需求”匹配方法。最后进行了算法效能分析与仿真。仿真实验结果证明，该算法具有较好的容灾性能、响应速度和较好的适应能力。  
        关键词：导航;残迹;信息融合;容灾   
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      • 2011, 43(3): 123-132.
        摘要：中文摘要: 针对克隆选择算法自适应能力和多值搜索能力较弱的不足，提出了一种基于危险理论的自适应免疫算法。算法中引入种群环境和抗体危险信号引导自适应免疫应答过程，增强了种群多样性，避免了算法过早收敛。利用Markov链证明了算法的收敛性，分析了算法的复杂度。针对经典benchmark函数的仿真实验结果表明，相比克隆选择算法，本算法具有良好的全局收敛能力和多值搜索能力，且具备较快的收敛速度和求解精度。  
        关键词：危险理论;免疫网络;人工免疫系统;进化算法   
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      • 2011, 43(3): 133-138.
        摘要：中文摘要: 特征参数的提取是通信信号调制识别中的关键环节,对信号特征提取问题进行了研究。首先提出了一个新的参数——功率谱紧致性,该特征从信号功率谱中提取,具有较好的稳健性和抗噪声性能且无需任何先验知识。然后对信号相位特征进行差分处理，给出了一种改进的绝对无插叠差分相位标准差的提取方法,该方法不依赖于信号载波频率,具有更加实用的工程价值。还重新定义了单频分量的检测方法,重定义后的方法和原方法相比所提取的特征具有更好的可分性和稳健性。最后设计了信号调制识别系统,完成了AM、SSB、2FSK、4FSK、8FSK、BPSK、QPSK和8PSK的分类。实验仿真表明,当信号信噪比大于5 dB时,正确识别率达92%以上。  
        关键词：调制分类;特征提取;无插叠差分相位标准差;单频分量   
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      • 2011, 43(3): 139-144.
        摘要：中文摘要: 针对人体组织衰减超声波所引起的超声图像整体亮度不均匀、组织结构模糊、难以辨别问题，首次提出一种基于图像纹理分析的自适应超声衰减能量补偿技术。首先描述超声波在软组织传播时能量的衰减模型，并引入组织的声衰减系数以及深度方向衰减能量的补偿量等概念。在介绍2维共生矩阵以及1维和差直方图表示的图像纹理参数后，阐述了准确估计组织声衰减系数及合理补偿超声衰减能量的基本原理。最后，通过已知声衰减系数的仿组织超声体模和人体组织超声影像做试验验证。实验结果不仅估计出准确的组织声衰减系数，亦可得到灰度值一致的超声影像。  
        关键词：超声成像;衰减;增益控制;图像分析;纹理   
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        电气工程

      • 2011, 43(3): 145-149.
        摘要：中文摘要: 为了在3阶Colpitts振荡器模型框架下获得网格涡卷混沌吸引子，基于混沌吸引子形成机理，提出了通过引入2个单位锯齿波函数改造模型方程生成网格涡卷混沌系统的方法，使改造后的3维系统形成网格分布的指数2平衡点，从而获得了(2M+1)×(2N+1)网格涡卷混沌吸引子。采用常规的动力学分析方法，研究了该系统的动力学特性，并作离散化处理后基于微控制器进行了数字电路实现和相应的实验验证，实验输出与数值仿真结果一致，由此说明了在Colpitts振荡器模型框架下生成网格涡卷混沌吸引子的可行性和实现性。  
        关键词：混沌系统;锯齿波函数;Colpitts振荡器;微控制器   
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      • 2011, 43(3): 150-154.
        摘要：中文摘要: 针对电力市场PAB竞价中发电商可通过多次报价学习提高其市场力行为问题，提出一种基于电力市场PAB竞价的最优概率随机匹配机制，以市场成交均价最小化为目标制定了最优信息干扰下的概率分配方法，利用概率信息干扰影响发电商的学习能力，削弱其市场力。仿真证明，对比价格高低匹配机制和完全随机匹配机制，最优概率随机匹配机制下的电力市场PAB竞价机制能有效干扰发电商的学习能力，达到削弱其市场力行为的目的。  
        关键词：信息干扰;概率随机匹配;信号传递;按报价支付;电力市场   
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      • 2011, 43(3): 155-160.
        摘要：中文摘要: 针对含多个串补的大规模交直流输电系统，为了保障电网安全稳定运行，需要对其发生次同步谐振（SSR）的风险进行快速有效的评估。以2009年南方电网迎峰度夏阶段的实际情况为例，将计及电阻的两点等值法和频率扫描法相结合，实现了对复杂大电网多个串补SSR风险的快速评估，然后针对有发生SSR风险的汽轮机组采用PSCAD/EMTDC程序搭建详细的电磁暂态模型（包括轴系模型），并进行了故障仿真验证。分析结果表明，该快速评估方法效果很好，具有很强的实用性。  
        关键词：次同步谐振(SSR);串补;SSR风险快速评估   
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        机械工程

      • 2011, 43(3): 214-218.
        摘要：中文摘要: 为了回收叉车负载下降的势能，构建出其新的液压系统。首先阐述了新液压系统的理论基础并分析了其工作过程，与现行液压系统进行比较后得出，新系统因采用了二次调节元件-液压变压器而减少了节流损失。随后建立新系统中2个主要元件液压变压器与液压蓄能器的数学模型，并仿真得出蓄能器的参数有效容积ΔV、充放效率η与液压变压器配流盘控制角θ间的特性关系。接着对比了新液压系统与现行液压系统回收势能方式的不同，并在叉车空载、半载、满载的工况下仿真得出了蓄能器回收负载势能的多少，结果表明新系统进一步提高了负载势能的回收能力，回收效果随着压力比λ的增加更加明显。  
        关键词：叉车;液压系统;势能回收;液压变压器;液压蓄能器   
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      • 2011, 43(3): 219-224.
        摘要：中文摘要: 传统的2维稳定性极限预测图反映不出进给量对切削稳定性的影响，针对这个问题，提出通过建立与进给量相关的切削力系数模型以反映进给量对切削稳定性的影响。该模型表示为以每齿进给量为变量的二次多项式方程。采用二次回归组合设计方法设计一组变进给量的中心复合试验，通过测量铣削力得到在特定切削条件下的切削力系数，根据最小二乘法估计回归系数。模型的可靠性通过其显著性检验证明，模型的预测能力通过预测铣削力和测量铣削力的拟合情况进行验证。基于该切削力系数模型，在稳定性极限预测中引入进给量因子，使2维稳定性图转化为3维稳定性图，表示出转速、进给量与临界稳定的轴向切深之间的非线性关系。  
        关键词：铣削力系数;进给量;二次回归组合设计;3D稳定性图   
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      • 2011, 43(3): 225-232.
        摘要：中文摘要: 研究滚齿机热变形对滚齿切削点位置偏差及齿向偏差的影响，是提高滚齿切削精度的重要方法之一。在金属材料热膨胀原理、构件轴线可伸长理论及温度分布不均匀梁的Euler-Bernoulli和Kirchhoff平截面假定理论基础上，提出了针对双柱立式数控滚齿机的床身与立柱弯曲热变形的一种计算新模型，并提出了基于变形微元与隔离体法的滚齿机立柱轴向变形与弯曲变形的耦合理论。经比较本文提出的热变形理论及实验测试数据，两者相对误差低于5%，表明该方法对双柱立式数控滚齿机结构优化、切削点位置偏移量预测及补偿具有指导意义。  
        关键词：双立柱;数控滚齿机;热变形;温度梯度;切削点;齿向偏差   
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        发布时间：2023-11-14
      • 2011, 43(3): 233-238.
        摘要：中文摘要: 基于用户对产品的心理感受是由其3维形态特征线决定，提出了一种基于感性工程的形态特征线量化的产品形态设计方法。采用感性工程技术将用户对产品的形态感性认知进行量化，综合运用语意差异法、因子分析和多元线性回归等方法处理产品意象数据，从而确定意象与特征线之间的关系。由此通过对产品形态特征线的操作，产生符合用户感性意象的产品造型设计方案。以手机为例验证了该形态设计方法的实效性。  
        关键词：感性工程;形态特征线;意象;形态设计   
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        发布时间：2023-11-14
      • 2011, 43(3): 239-243.
        摘要：中文摘要: 根据滚动剪切的剪切原理设计液压滚切剪的液压系统。在滚切方程基础上采用比例伺服阀加位移传感器控制液压缸位移的方法来实现滚动剪切的目的。通过建立液压系统3大方程的方法求解出整个液压系统的传递函数，用Simulink仿真分析液压缸的位置控制效果。通过仿真可以确定一些控制参数的范围，但在仿真过程中无法直观检测到液压系统在改变控制参数后产生的超调震荡，须在实际调试过程中做适当调整。液压系统采用的控制策略必须具有较强的鲁棒性和自适应能力，以确保对不同的情况具有比较稳定的补偿精度。现场生产样机液压缸的位置控制精度和高质量的钢板剪切断面证实了该液压系统设计的正确性。  
        关键词：液压滚切式剪切机;液压系统模型;位置控制;仿真研究   
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        发布时间：2023-11-14
      • 2011, 43(3): 244-250.
        摘要：中文摘要: 为了满足高速高精度运动控制的要求，研究了一种快速4阶轨迹规划及前馈控制算法。针对现有4阶规划算法计算繁琐、效率低下的不足，改进了整个算法的实现过程，通过预先计算实现轨迹分类，避免了大量无效的计算和比较判断，提高了算法的速度和效率，使之适合在线实时计算。同时对算法的实现问题进行了讨论，对离散化误差进行了分析并提出了补偿措施，建立了基于4阶轨迹规划的前馈控制结构。通过仿真验证了提出的快速4阶轨迹规划及前馈控制算法的有效性和可靠性。  
        关键词：4阶轨迹规划;点对点运动;前馈控制;误差补偿   
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