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      2011 年 第 43 卷 4 期

        水利与土木工程

      • 周浩澜,陈洋波
        2011, 43(4): 1-6.
        摘要：中文摘要: 为了探索城市洪水模拟中各种城市建筑物处理方法效果及可行性，归纳了边界法、设定高程法、人工加糙法以及容积率方程法4种方法。最后，构建了一个模拟城市建筑群算例，采用4种方法进行计算并对比结果分析。研究表明，边界法模拟效果最好，但前期数据处理复杂，并且计算耗时长；容积率系数法前期数据处理简单，计算耗时短，并且模拟效果能满足大尺度城市洪水演进模拟要求。  
        关键词：水动力;有限体积法;数值模拟;城市洪水;浅水方程   
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        发布时间：2024-04-19
      • 何鹏,刘长武,王琛,犹爽,王万千,李黎
        2011, 43(4): 7-12.
        摘要：中文摘要: 岩石单轴抗压强度和弹性模量之间存在有模糊的正相关性。作者的研究工作力图使两个指标间以往较为模糊的关系变得明确，并以此估算取值较为困难的弹性模量值。在岩石结构、构造特征研究的基础上，统计、整理了不同结构、构造特征的300余个沉积岩岩石试件的测试结果。从统计结果可见，随着结构、构造分类的细化，沉积岩单轴抗压强度与弹性模量之间的相关性也随之提高。表明在对岩石的力学指标间的相关性进行研究时，不应将岩石试件视为均质材料，而应按照其结构、构造的不同分类归纳整理。以分类统计结果为依据，建立了10个针对不同结构构造分类的沉积岩单轴抗压强度与弹性模量间的相关关系。相较以往的类似研究成果，文中所建立的关系式更加合理。而且，在缺乏必要的试验条件，或是初步应用时，所建立的这些关系式还可用于通过抗压强度对弹性模量的估算。  
        关键词：沉积岩;单轴抗压强度;弹性模量;相关关系   
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      • 张乾兵,黄凯珠
        2011, 43(4): 13-20.
        摘要：中文摘要: 通过地质力学模型试验研究了逆断层活动在沉积层中的传播模式、以及引起沉积层变形和破裂的特征。试验中采用数字散斑相关方法计算沉积层表面变形的位移场，并采用高精度数码摄像系统捕捉和记录活动断层在沉积层中的破裂扩展过程。逆断层在沉积层中向上扩展时形成了一个剪切带，且断层倾角越小，沉积层中的剪切带就越宽；而基岩断层的抬升位移和滑移速度越大时，沉积层中的剪切带也越宽、变形越强烈。当断层抬升位移达到某一临界值时，沉积层表面的隆起将会出现拉张裂缝。在相同的沉积层厚度和断层抬升位移条件下，基岩断层抬升速度越大时，沉积层表面形变带的宽度越小，变形和破坏程度却更强烈。实验结果表明,断层倾角、滑移速率和沉积层厚度对于确定逆断层活动引起的地表变形和破坏特征具有重要意义。  
        关键词：逆断层;地质力学模型试验;数字散斑相关方法;断层传播模式;地表破裂特征   
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      • 宫经伟,周宜红,严新军,徐千军,侍克斌
        2011, 43(4): 21-26.
        摘要：中文摘要: 针对边坡稳定分析中采用的强度折减有限元法，提出用温度场控制强度参数折减和变形参数调整的有限元法，对结构复杂的水库进水塔-地基3维结构进行稳定分析，较于传统的强度折减有限元法大大提高了计算效率。用考虑变形参数调整和不考虑变形参数调整的温控强度折减有限元法，分别对算例进行分析，并将其和水压超载法计算进行对比计算，综合不同部位测点的位移时程线、结构中等效塑性应变分布变化和计算的敛散性，从多个角度判定结构的极限状态，得出结构的安全系数，分析结构失稳的可能原因。计算结果表明：考虑变形参数调整的温控强度折减有限元法计算结果更合理，与水压超载法的计算结果有着较好的一致性。  
        关键词：温控参数折减有限元;φ~ν不等式;极限状态;安全系数;失稳原因   
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      • 马林建,刘新宇,方秦,马淑娜,李二兵
        2011, 43(4): 27-31.
        摘要：中文摘要: 盐岩储气库在极端条件下压力失控工况的分析对储库运营安全控制有重要意义。基于理想气体1维定常流动理论，引入时间变量分别建立了井管管壁无摩擦和有摩擦两种情形下储库溶腔内部压力随时间变化的数学模型，用分离变量法求出井喷失控状态下储库腔内压力变化的解析表达式，并通过实验进行了对比验证。分析表明，盐岩储库腔压降时程曲线呈指数型衰减，其衰减系数是管道长度、直径、摩阻系数、储腔容积以及腔内气体初始状态参数的函数。通过井喷失控工况的分析为进一步研究压力失控条件下盐岩储气库稳定性提供理论依据。  
        关键词：盐岩储气库;压力失控;定常流动;解析解;时程曲线   
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      • 张孝远,周建中,曹广晶,王毅华,王军周,黎育红
        2011, 43(4): 32-38.
        摘要：中文摘要: 高混凝土坝施工中不同的浇筑方案在保证施工进度和质量的可靠性、施工组织难度、施工成本等方面的差异较大，如何确定最优浇筑方案，保证施工进度和质量，并使技术经济综合指标最优，是水电工程设计施工部门迫切需要解决的难题。针对这一问题，利用高混凝土坝施工过程计算机仿真所得到的参数构建了高混凝土坝施工方案优选评判指标体系，而后采用模糊多属性决策理论对指标属性值进行了量化，基于互补两两比较赋权法确定了指标体系中各层的权值，最后结合实例对两个高混凝土坝各自的多个可选浇筑方案进行了排序，证明了所提方法的实用、有效和易操作性。  
        关键词：高混凝土坝;模糊多属性决策;施工方案优选   
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      • 陈大川,唐利飞,张成强
        2011, 43(4): 39-46.
        摘要：中文摘要: 为研究带构造柱和圈梁的多层砌体结构在竖向差异荷载作用下的力学性能，对1个按1/4缩尺比例建造的6层试验墙体模型进行试验和非线性有限元分析，获得了模型墙体在竖向差异荷载作用下整体强度和变形的试验参数，以及墙体顶部的裂缝反应，并将模拟结果与试验结果进行了对比，结果比较吻合。同时，研究了均匀竖向差异荷载作用下不同因素如结构高度、构造柱间距、砌体弹性模量及抗剪强度等对多层砌体结构整体强度和变形的影响，提出了该种荷载作用下带构造柱墙体剪应力的计算公式，给出了竖向阻力系数工程推荐值。  
        关键词：砌体结构;裂缝;竖向荷载差;模型试验;有限元分析   
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      • 郭利霞,陈守开,钟凌
        2011, 43(4): 47-51.
        摘要：中文摘要: 为研究混凝土的温度和湿度变形及开裂机理，采用热质耦合传导理论、混凝土水化理论等对混凝土的热湿、应力状态进行计算。热湿耦合方程组算法在空间域采用有限元格式,在时间域采用两点差分格式，建立数值计算式，并编制了3维有限元多场耦合计算程序。用该程序对混凝土结构不同浇筑过程进行模拟，从计算结果得知，内外湿度变化的不均匀引起的干缩加大了混凝土表面出现裂缝的几率，整体干缩增大了后期强约束区应力，但如果需要采取适当的措施，如早期洒水养护，表面保温，通冷却水管等可以防止裂缝的产生。  
        关键词：相对湿度;干缩;防裂   
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      • 王琛,何鹏,詹传妮,张建卫
        2011, 43(4): 52-56.
        摘要：中文摘要: 为分析掺砾量、围压和应力水平对掺砾黏土蠕变性质和规律的影响，对以不同黏土和砾混合比备制的掺砾黏土进行了不同围压和不同应力水平下的三轴排水蠕变试验。土样掺砾量分别为30%、40%、50%和70％，试验围压50~200 kPa，应力水平0.21~1.04。试验结果表明掺砾黏土受荷后发生较明显的瞬时变形和蠕变变形，其蠕变变形将趋于一稳定值；蠕变变形随应力水平和围压的增大而增大，随掺砾量的增加而减小。提出一个三参数经验蠕变方程以表示掺砾黏土的应力水平-轴向应变-时间关系，其中轴向应变-时间关系和应力水平-轴向应变关系以双曲线方程表示。  
        关键词：黏土;砾;蠕变;双曲线方程   
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      • 刘建锋,徐进,裴建良,张茹
        2011, 43(4): 57-62.
        摘要：中文摘要: 利用MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统，对盐岩和大理岩进行了单轴压缩下的7级加卸载试验和低周循环加卸载试验测试，对盐岩和大理岩的卸载模量进行了探讨。低周循环试验加载波形采用正弦波，频率1 Hz，循环应力幅值小于其平均抗压强度，单级应力幅值为30个振动循环。通过试验，得到了盐岩应力应变滞回环均为条带状，大理岩则均为尖叶状；盐岩在加卸载部位具有较大不可逆变形，对应弹性响应较慢，大理岩则反之；盐岩卸载模量变化趋势受加载测试方法影响较大，而大理岩在2种试验条件下得到的卸载模量变化趋势相似；加载应力幅值比加卸载循环数对盐岩不可逆变形增量影响更加显著。损伤变量研究结果表明，利用低周循环加卸载方法测试具有显著时间效应变形岩石的损伤弹性模量，能更真实反映其损伤特征。  
        关键词：损伤变量;卸载模量;粘性变形;盐岩   
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      • 涂国祥,邓辉,黄润秋
        2011, 43(4): 63-70.
        摘要：中文摘要: 水位变动期间库区岸坡堆积体渗流场及稳定性的变化是一个动态过程，如何评价水位变动速度对堆积体稳定性的影响是工程上一个重要课题。采用有限元计算与刚体极限平衡分析相结合的方法，探讨了水位变动速度对堆积体渗流场及稳定性的影响机理和规律，研究成果表明,水位变动速度对堆积体在水位变动期间瞬时渗流场有着较大的影响，较大水位上升速度对堆积体稳定性有利，但水位下降速度增大对堆积体稳定性不利，水位下降速度由0.5增大至5 m/d，堆积体稳定性系数可降低15％～20％，水位下降期间堆积体危险水位往往出现在堆积体坡脚以上1/3～1/5坡高处。  
        关键词：水位变动速度;渗流;稳定性;堆积体   
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      • 张先伟,王常明
        2011, 43(4): 71-76.
        摘要：中文摘要: 为了研究软土蠕变特性与蠕变参数的变化规律，对漳州软土进行不同固结压力下的直接剪切蠕变试验，并通过陈氏法处理蠕变试验数据。结果表明，漳州软土具有非线性蠕变特性，应力水平越高，非线性特征越显著。相同剪应力下，剪切模量G的最大值与稳定值随固结压力的增大而增大；相同固结压力下，剪切模量G的最大值与稳定值随剪应力的增大而减小。瞬时剪切模量G0与长期剪切模量G∞关系可通过G0=at-b+G∞来确定。粘滞系数随剪应力的增大达到峰值，固结压力越大峰值体现越明显，峰值对应的剪应力也越大，这主要是微观结构随剪应力增大逐渐破损所引起的。得到漳州软土的C∞=6.71 kPa，φ∞=9.66°。剪切模量系数K=（0.424~0.56），长期强度与瞬时强度比值C∞/C=86.3%，φ∞/φ=72.4%，说明工程中需要考虑蠕变影响时，变形与强度参数应采用长期剪切模量与长期强度。研究结果对掌握软土蠕变参数变化规律，快速预测模型参数具有一定理论意义。  
        关键词：蠕变;蠕变参数;剪切模量;粘滞系数;长期强度   
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      • 徐强,陈健云,白卫峰,刘智光
        2011, 43(4): 77-82.
        摘要：中文摘要: 针对现有的混凝土弹塑性损伤本构模型的缺陷，利用能够反映混凝土拉压方向不同强度特性的Hsieh-Ting-Chen四参数屈服函数，基于热力学耗散原理提出了一种新的混凝土弹塑性损伤本构模型，并且进行单轴拉伸和单轴压缩下，应力-应变关系的数值试验。和其它混凝土弹塑性损伤本构模型相比，提出的弹塑性损伤本构模型有其优点：只有一个未知参数，其余的参数都和Hsieh-Ting-Chen混凝土四参数屈服函数的参数相同，易于确定未知参数；并且拉压损伤演化定律采用相同的计算公式，能够较好地反映混凝土在复杂应力状态下的拉压不同的损伤特性及应力-应变曲线。  
        关键词：混凝土;塑性;本构模型;热力学耗散;应力-应变本构关系   
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        信息工程

      • 郭兵,曾蜀芳,沈艳,王继禾,伍元胜,刘云本
        2011, 43(4): 83-88.
        摘要：中文摘要: 针对C语言描述的嵌入式软件功能模型在时间和成本约束下以降低能耗为目标的软/硬件划分问题，提出一种面向划分的层次化控制数据流图（简称PO-HCDFG）方法。首先，对PO-HCDFG进行了形式化描述，然后，分析了C语言程序向PO-HCDFG的转换方法，包括节点层次数的设置、数据依赖分析、划分对象的建立与粒度变换等关键问题，最后，通过实验验证了PO-HCDFG在软/硬件划分建模中的有效性。  
        关键词：软/硬件划分;控制数据流图;粒度变换;能耗优化   
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      • 李伟生,王卫星,罗代建
        2011, 43(4): 89-94.
        摘要：中文摘要: 为克服图像在旋转及分辨率不一致时自动配准的困难，提出了一种新的自动配准方法：包括新的尺度空间投影算法和新的特征匹配算法。基于Harris-Laplace（H-L）特征的尺度不变性，新的尺度空间投影法运用H-L方法提取图像特征，然后将特征空间建立在依据特征点主方向的图像投影信息上，使得特征空间具有对图像旋转和分辨率大小不变的特性。新的特征匹配法则采用特征空间k-d树欧氏距离匹配和RANSAC一致性位置检验相结合的方法，实现了高效率无差错的特征匹配。通过比较分析与实验证明，该自动配准方法能够对不同分辨率、不同旋转角度的图像精确地实现自动配准。  
        关键词：图像自动配准;Harris;Laplace;尺度不变   
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      • 陈立平,曹丽萍,黄增喜,刘春玲
        2011, 43(4): 95-100.
        摘要：中文摘要: 针对智能视觉分析中视频场景状态检测问题，提出了一种鲁棒的方法。首先，用高斯金字塔算法预处理输入帧；对比3种帧间差计算方法，其中，先灰度化再差分的帧间差计算方案性能最佳。通过分析帧间差灰度图中高亮点在空间分布和形态学上的差异，提出了基于腐蚀-膨胀比的场景状态检测算法REDP。将算法应用于不同场景、亮度、天气条件下的视频序列，实验结果说明了算法不仅可指示获取场景中运动对象位置和轮廓信息的时机，而且，验证了算法对于场景状态检测的有效性。通过增大参与帧间差运算的帧间间距，可进一步提高算法对场景状态检测的鲁棒性。  
        关键词：智能视觉;运动分析;场景状态检测;腐蚀-膨胀比   
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      • 尹建芹,田国会,姜海涛,周风余
        2011, 43(4): 101-107.
        摘要：中文摘要: 为了提高家庭服务机器人的智能，提出了一种面向家庭服务的人体动作识别算法。首先，提出了利用运动历史图像自适应更新背景的方法，对家庭环境进行背景建模；然后，利用YCbCr图像与灰度图像二值化的综合消除阴影，从而实现人体分割与定位；最后，提出了基于高熵变化量的时空特征方法，并结合环境信息对人体进行动作识别。实验结果表明，提出的背景模型能较好的克服暂时停止运动的物体被背景吸收的问题，并能有效地对背景的纯净度进行评价，同时，根据提出的动作识别机制，结合家庭环境的布置知识总体识别率可以达到95%。基本可以满足机器人家庭服务的要求。  
        关键词：时空特征;背景建模;动作识别;家庭服务   
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      • 谷科,贾维嘉,姜春林
        2011, 43(4): 108-115.
        摘要：中文摘要: 针对目前已有的群代理签名方案不具有强不可伪造性和无法抵抗代理者自身合谋欺骗等问题，提出了一种基于密钥矩阵的抗合谋欺骗的群代理签名方案，在依赖于CDH问题的困难性以及双线性映射的基础上，运用密钥矩阵的秩的特性对传统的秘密共享方案进行了改进，并对其正确性、安全性和效率进行了分析。该方案提高了系统的容侵性，具有强不可伪造性、强不可否认性、抗合谋欺骗等性质，是一种具有前向安全性的群代理签名方案。  
        关键词：代理签名;密钥矩阵;CDH问题;双线性变换   
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      • 谭骏,陈兴蜀,杜敏
        2011, 43(4): 116-123.
        摘要：中文摘要: 针对新的P2P协议以及加密P2P协议无法使用传统方法进行识别的问题，提出一种新的基于流量统计特征的识别方法。首先定义了网络协议特征矢量的概念，并在此基础上使用类内、类间距离与遗传算法定量地对特征子集进行选择，同时由于不同属性所起的作用不同，提出了网络协议特征加权的概念，并使用粒子群优化算法计算特征权值。为了提高识别率，针对TCP协议与UDP协议分别建立了相应的特征空间。实验结果表明该方法能够有效地从多种属性特征中选择出最能够体现P2P协议之间以及P2P协议与非P2P协议之间区别的特征子集，且通过粒子群优化算法计算出的特征权值使识别率得到提高。实验证明通过该算法，对常见的P2P协议平均识别率达到了96%。  
        关键词：网络协议;特征加权;遗传算法;粒子群优化;K最近邻法   
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      • 彭利民,肖文俊
        2011, 43(4): 124-130.
        摘要：中文摘要: 由于无线网络中的资源受限性和拓扑动态性，有线网络上的已存在P2P系统很难直接应用到无线网络中。基于代数群论中的半直积方法，构造了一个具有Cayley图特性的常数度结构化P2P系统。Cayley-4DHT利用节点标识符将网络中的节点按照位置进行分组，使覆盖网络上邻近的节点在物理拓扑上也是相邻的，另一方面，通过在Cayley-4DHT的路由算法中嵌入无线网络中的跨层方法，使无线网络的广播特性在P2P资源搜索中得到了充分的利用。理论分析和模拟实验结果表明，Cayley-4DHT在无线mesh网络中，能提供较好的资源搜索性能。  
        关键词：无线Mesh网络;Cayley图;P2P;跨层   
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        发布时间：2024-04-19
      • 张彩环,刘栋,冯勇
        2011, 43(4): 131-134.
        摘要：中文摘要: 为了解决当前存在的区间运算复杂性高、普通区间迭代程序运算量大、花费机器时间长等问题，提高区间迭代的运算效率，针对单变元多项式方程的求解展示了一个高效的区间Newton迭代算法。该算法利用1维问题多维化的思想加快迭代的收敛速度，改进了多维化过程中出现的性能拖累，极大地提高了算法在实际应用中的执行效率。算法已经被实现为Maple程序，实验数据表明，与现有的算法相比，这个算法的迭代次数和运行时间都大幅减少，充分显示了它的高效性。  
        关键词：区间算术;牛顿迭代;零点;单变元多项式方程;Maple 程序   
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        发布时间：2024-04-19
      • 詹瑾瑜,陈忠湘,郝宗波
        2011, 43(4): 135-142.
        摘要：中文摘要: 为了产生高质量和高可靠性代码，提出一种指针解引用静态检测方法，该方法给出了指针状态转换的有限状态机定义。通过对源代码进行语义分析，得到指针指向信息，建立指针与内存单元之间的映射关系，并根据有限状态机中的指针状态判断指针解引用是否合法。本方法不仅记录了变量的作用域和指针集，还分析了指针的确定指向和可能指向，并对部分控制块采取延迟写入指向的方法，提高了指针解引用分析的精度，同时还可以检测内存释放异常的问题。实验结果表明该方法能有效检测非法指针解引用和内存释放异常。  
        关键词：有限状态机;指针解引用;指针状态;延迟写入;内存释放异常   
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        发布时间：2024-04-19
      • 胡险峰
        2011, 43(4): 143-148.
        摘要：中文摘要: 从外腔长度高频调制的自混合干涉信号解调出外腔反射面低频振动信号的波形。为了实现外腔长度相对外腔反射面振动的高频调制，提出一个激光源振动方案，将激光二极管模块安装在长约23 mm，直径约13 mm的电磁激励振子上，用正弦信号激励电磁振子驱动激光源做振幅约四分之一波长，频率约7 kHz的正弦振动。采用傅里叶变换相位解包裹方法和数字信号处理从自混合干涉信号中解调出正弦波、三角波和方波激励外腔反射面振动的信号波形，最小可分辨振幅约0.02波长的振动波形。正弦振动的激光源的光束强度或偏振方向不随调制信号变化，优于外腔中插入相位调制器件的方法。实验测量表明,激光源正弦振动可以实现激光自混合干涉的外腔调制。  
        关键词：振动分析;激光二极管;自混合干涉仪;外谐振腔;调制;多普勒效应;光源   
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        发布时间：2024-04-19
      • 郭春凤,苏显渝,雷柏平,伍凡
        2011, 43(4): 149-153.
        摘要：中文摘要: 为了较高精度地检测大型非球面面形，需要分析检测装置对测量误差产生的影响。基于Ronchi检测法，将正弦光栅代替Ronchi光栅应用在非球面反射镜的检测上，采用同步相位探测技术和几何原理获得所有被测点的面形偏差梯度信息，然后利用区域波前重构法恢复面形偏差，进而重建被测面形。利用此方法首次分析了叠栅条纹图、非球面度、光栅对比度对重建被测面形的影响。数值结果表明，条纹图的重叠和光栅的对比度均对非球面的检测精度有影响，重建面形误差随着被测面形非球面度的增加而增大。对测量误差的分析可为Ronchi检测装置的设计提供有效、可靠的依据。  
        关键词：光学测量;误差分析;Ronchi检测;非球面镜;同步相位探测技术   
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        发布时间：2024-04-19
      • 王会琦,吕王勇,史思红,马洪
        2011, 43(4): 154-159.
        摘要：中文摘要: 为了能给实际下行LTE系统接收器设计提供有效的先验信息，考虑下行4×2高阶MIMO天线配置，首先给出了LTE系统下行混合MIMO传输模式的接收信号模型，并且根据MMSE准则和MRC准则分别设计出不同均衡器来抑制这种混合干扰；同时为了提高系统仿真效率，推导出了基于信道响应矩阵随机扰动的信干噪比修正公式。最后通过仿真给出混合MIMO传输模式下，不同模式目标用户的吞吐量变化曲线，结果表明,MMSE均衡器相比MRC均衡器有更大的性能增益，对实际LTE系统的性能分析有较高的参考价值。  
        关键词：通信传输技术;LTE;MIMO   
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        发布时间：2024-04-19

        化学工程

      • 楚英豪,刘超,宋鹏,尹华强,郭家秀
        2011, 43(4): 160-164.
        摘要：中文摘要: 采用浸渍法制备了一系列的Ce/AC催化剂，以C3H6为还原剂，通过程序升温反应考察其选择性催化还原NO的催化性能。着重探讨Ce含量以及焙烧温度对催化剂催化性能的影响，并用BET、XRD、XPS和SEM对催化剂进行了表征。结果表明，Ce的氧化物能在载体表面呈现出高度分散状态；随着Ce含量的增加，催化剂的比表面积逐渐降低，而NO转化率却得到提高；Ce(0.07)/AC-400的催化剂能在270 ℃到330 ℃的温度区间内保持70%以上的NO转化率；过高的焙烧温度则会对催化剂载体结构造成严重破坏，在400 ℃焙烧制得的催化剂具有较宽的反应温度适应范围。  
        关键词：低温;烃;SCR;活性炭;CeOx   
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        发布时间：2024-04-19
      • 王训遒,庄新亮,贠莎莎,陈泥程,陈静波,蒋登高
        2011, 43(4): 165-168.
        摘要：中文摘要: H2O2氧化环己烯生成1,2-环氧环己烷有很多副产物，如环己醇、环己酮等，为了获得较纯的1,2-环氧环己烷需采用精馏提纯的方法将副产物分离出来。而精馏提纯需要相关体系的汽液平衡数据，为此用改进的EC-2汽液平衡釜测定常压（101.33 kPa）下1,2-环氧环己烷-环己醇二元体汽液平衡计算值与实验值进行比较，发现二者偏差较小，可以满足工程上分离设计的需要。  
        关键词：汽液平衡;1,2-环氧环己烷;环己醇;Wilson方程;NRTL 方程   
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        发布时间：2024-04-19
      • 黄健盛,杨平,郭勇
        2011, 43(4): 169-173.
        摘要：中文摘要: 为了探明厌氧流化床微生物燃料电池（AFB-MFC）产电及有机基质降解之间的关系，基于AFB-MFC阳极系统物料平衡和微生物的增长建立了有机基质降解数学模型，并基于进水流量、外电阻及有机基质浓度建立了产电模型，通过AFB-MFC系统处理高浓度有机废水试验对有机基质降解模型和产电模型进行了验证。AFB-MFC系统有机基质降解动力学模型为q=0.607S/398.82+S，产电模型为：U=96485S/8·Q·(6×10－6S－0.0133)·Rex。  
        关键词：厌氧流化床;微生物燃料电池;产电;有机基质;降解   
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        发布时间：2024-04-19
      • 刘海峰,薛洪宝,焦艳娜,杨甲甲,庞国伟,李晖
        2011, 43(4): 174-178.
        摘要：中文摘要: 利用毛细管电泳建立了中药苦蒿和青蒿及其制剂中11种酸性化合物的同时定量分析方法。其最佳电泳条件为：熔融石英毛细管50 cm(40 cm处检测窗口)×75 μm i.d.；分离电压：+15 kV；分离温度：25 ℃；缓冲液（含：35.7 mmol/L 磷酸钠，2.86×10-5mol/L 荧光素钠，少量甲醇，pH=11.42）；进样压力：0.5 psi(3.45 kPa)，进样时间5.0 s；荧光素钠为激光诱导荧光响应试剂；LIF激发光波长：488 nm，检测波长：520 nm。该方法线性范围宽、相对标准偏差低、精密度高、重现性好，用于实际样品的测定，获得满意结果。  
        关键词：毛细管电泳;间接激光诱导荧光检测;酸性成分;苦蒿;青蒿   
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        发布时间：2024-04-19
      • 刘书亮,姚开,贾冬英,赖文,赵楠,袁怀瑜
        2011, 43(4): 179-183.
        摘要：中文摘要: 针对霉菌降解体系中氯氰菊酯HPLC检测结果重复性差的问题，系统研究了HPLC法检测米曲霉降解体系中氯氰菊酯的前处理方法。结果表明，采取培养液全量取样方式可以解决降解体系中氯氰菊酯分散或分布不均的问题；超声辅助乙腈提取法可使菌体内蓄积或菌体表面吸附的氯氰菊酯得到有效释放。HPLC法对经前处理后降解体系中氯氰菊酯含量进行检测，具有精密度高、重复性和稳定性好、加标回收率高的特点。该方法的建立为微生物降解体系中拟除虫菊酯类农药的准确检测提供了方法参考。  
        关键词：氯氰菊酯;降解体系;米曲霉;HPLC;前处理方法   
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        发布时间：2024-04-19
      • 许航,陈卫,孙敏,王维红,许旻
        2011, 43(4): 184-188.
        摘要：中文摘要: 为研究有机物极性对超滤膜过滤性能的影响，用超滤膜过滤有机物含量相当，有机物极性成分不同的5种水样，基于滤饼堵塞过滤模型和中间堵塞过滤模型对试验结果拟合。研究表明，超滤膜对不同极性有机物去除率由高到低为：VHA＞SHA＞NEU＞CHA，在膜的浓水、正冲水、反洗水及化学清洗废液中，疏水性有机物的比例也相对较高。疏水性有机物浓度由高到低的水样1、水样2、水样3、水样4和水样5，过滤结束时通量分别为起始通量的91%，80%，69%，56%和45%，滤饼层过滤阻力系数kp和膜孔吸附系数kc均随水样中疏水性有机物含量的升高而增大，说明疏水性有机物在膜表面沉积和在膜孔的吸附性能都比亲水性有机物强，疏水性有机物是造成超滤膜有机污染的主要因素。  
        关键词：超滤膜;有机物极性;膜污染;滤饼堵塞过滤模型;中间堵塞过滤模型   
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        发布时间：2024-04-19
      • 桑世华,曾晓晓,王丹,曲树栋
        2011, 43(4): 189-193.
        摘要：中文摘要: 采用等温蒸发法研究了Li+，K+//CO32-，SO42--H2O四元体系在低温273 K时的介稳固液相平衡关系，测定了介稳平衡液相的溶解度和密度。研究发现，该四元体系273 K时的介稳平衡相图有3个共饱和点，7条单变量曲线，5个固相结晶相区分别为K2SO4·Li2SO4, K2SO4, Li2SO4·H2O, Li2CO3和K2CO3·3/2H2O。研究结果表明在低温273 K时，K2CO3溶解度大，并对其他盐类有强烈的盐析作用。  
        关键词：水盐体系;介稳相平衡;溶解度;钾盐   
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        发布时间：2024-04-19

        材料科学与工程

      • 董世明,夏开文
        2011, 43(4): 194-198.
        摘要：中文摘要: 掌握玻璃陶瓷MACOR的拉伸性能，对于其在航空航天和其它工程中的应用，以及材料科学本身而言具有重要价值。巴西圆盘实验方法被用于研究加载速率对MACOR拉伸强度的影响。静态实验是在MTS试验机上完成的，动态实验是在6.35 mm SHPB实验装置中完成的。脉冲整形技术被用于实现试件两端力的动态平衡，以消除惯性效应的影响，从而实现准静态应力分析。实验结果表明,MACOR的拉伸强度与加载率相关，拉伸强度作为加载率的函数，当加载速率从0增加到5 780 GPa/s时，MACOR的拉伸强度从26 MPa增大到50 MPa。  
        关键词：拉伸强度;率相关性;玻璃陶瓷(MACOR);巴西圆盘;霍普金森压杆（SHPB）   
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        发布时间：2024-04-19
      • 刘礼华,王蒂,欧珠光,魏晓斌
        2011, 43(4): 199-204.
        摘要：中文摘要: 考虑橡胶类止水材料性能对水封设计的重要作用，为了全面描述材料的超弹性性能，采用不同的Rivlin公式对橡胶类止水材料的单向拉伸、单轴压缩和纯剪实验数据进行曲线拟合与研究。结合工程实例，将各模型的拟合参数应用于充压伸缩式水封自由外伸量的非线性有限元计算中，并将计算结果与该水封自由外伸量模型实验进行对比研究。结果表明,2阶5项Rivlin模型能较好地反映橡胶类止水材料的超弹性性能，具有良好的工程适用性，将其应用于闸门水封非线性有限元计算能有效提高精度，这为闸门水封结构的设计和计算提供了有益的参考依据。  
        关键词：橡胶类止水材料;超弹性性能;非线性有限元;Rivlin公式   
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        发布时间：2024-04-19
      • 朱基亮,杜翀,何亮明,刘静,蒲云体,李绪海,朱建国,徐明
        2011, 43(4): 205-208.
        摘要：中文摘要: 利用电池测试系统和电化学工作站研究了DLG IRC18490柱形锂离子电池（LiCoO2/石墨C）不同温度及不同电流充电条件下的稳定性，结合阻抗分析软件Zview对得到的不同测试条件下的电化学阻抗谱进行了拟合，对锂离子电池内部电化学反应重要参数I0进行了理论计算。结果表明，当温度从室温升高到60 ℃时，固体电解质膜(SEI)的电阻Rsei和电荷传递电阻Rct均增大，体电阻相对稳定。在不同的荷电状态下，Rct随荷电量的增加而减小。并对I0进行了定量的计算，揭示了锂离子电池在不同充电电流和不同荷电状态下出现的不稳定性。研究结果对锂离子电池在常温下的应用具有重要指导意义  
        关键词：锂离子电池;电化学阻抗谱;充电   
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        发布时间：2024-04-19
      • 缪宏,左敦稳,王珉,张瑞宏,王树宏
        2011, 43(4): 209-214.
        摘要：中文摘要: 根据冷挤压内螺纹的成形过程，研究冷挤压内螺纹的表层组织结构，并从腐蚀后冷挤压内螺纹表层状况发生变化的角度来研究其耐腐蚀性能。结果表明，冷挤压内螺纹表层晶粒被破碎和细化到难以分辨出晶粒的程度，金属组织呈流线型沿牙面法相分布。冷挤压内螺纹表面硬化层对腐蚀能够产生抑制作用，在相同腐蚀环境下冷挤压内螺纹表面硬化层可减轻试样表面的腐蚀破坏程度，使其不易形成腐蚀坑而造成局部应力集中，具有较好的疲劳性能。  
        关键词：螺纹;冷挤压;显微组织;腐蚀   
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        发布时间：2024-04-19
      • 曹建国,高雪芹,王朝虹,申开智
        2011, 43(4): 215-219.
        摘要：中文摘要: 针对传统方法成形管材周向强度低的问题，利用自制的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置,在向相对低分子量的通用级高密度聚乙烯中添加少量相对高分子量的高密度聚乙烯（HMWPE）进行诱导结晶的方法自增强管材的周轴两向强度。拉伸测试表明,添加6%(wt)HMWPE混合体系管材的周向和轴向力学性能分别提高了49.0%和6.9%。差示扫描量热法（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线广角衍射（WAXD）测试表明：管材周轴两向自增强的产生是由于在复合应力场下大分子发生取向和结晶度提高所致。  
        关键词：塑料管;剪切应力;高密度聚乙烯;诱导结晶;增强   
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        发布时间：2024-04-19
      • 吴悦梅,熊计,陈云,郭智兴,范洪远
        2011, 43(4): 220-226.
        摘要：中文摘要: 传统的Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料广泛采用Mo2C来改善粘结相对硬质相的润湿性，近年来Mo的价格不断上涨，寻找低成本金属代替Mo已成为Ti(C,N)基金属陶瓷的发展趋势。为了探讨WC代替Mo2C添加的可行性及其效果，研究了WC和Mo2C添加对Ti(C,N)基金属陶瓷切削性能的影响，采用电子扫描显微镜（SEM）观察刀具的磨损形貌，通过能谱分析（EDS）分析磨损表面的元素分布，并对刀具的主要磨损机理进行分析。实验结果表明，添加WC的金属陶瓷的切削长度和添加Mo2C的相当，将原始WC粉末粒度细化后，不仅切削长度显著增加，切屑也由带状缠乱型变为螺旋型，并且大大减少积屑瘤的形成，有利于切削的进行。切削磨损机理主要为扩散磨损和氧化磨损，伴有轻微的磨粒磨损。  
        关键词：Ti(C,N)基金属陶瓷;WC;Mo2C;切削刀具   
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        发布时间：2024-04-19
      • 毛健,李利华,张晓敏,卢锦德,涂铭旌
        2011, 43(4): 227-231.
        摘要：中文摘要: 研究了Al-Cu-Mn铸造铝合金在（540±5） ℃保温14 h固溶处理后，在175 ℃下时效时间对其强度、塑性和微观组织结构的影响。研究结果表明：Al-Cu-Mn铸造合金获得较高的拉伸强度（σb﹥455 MPa）和较好的延伸率（δ﹥8%）的时效时间范围是3～8 h，其中5 h时效的拉伸强度σb达到最高480 MPa，对应的延伸率为8.2%。时效时间对试样的拉伸强度影响不大，其原因在于强化方式主要以时效沉淀相θ′和二次T相的弥散强化为主。材料的延伸率随着时效时间的延长而下降，时间大于10 h后，延伸率明显下降（<5.0%），其原因在于时效时间过长，导致了晶界沉淀相从链条状分布变为粗大块状，晶界无析出带过宽，二次T相偏聚严重，晶内出现明显的空白区域，以及晶界呈网状割裂基体等微观组织结构。这些因素的综合作用使得Al-Cu-Mn试样的塑性下降。  
        关键词：Al-Cu合金;时效强化;拉伸强度;延伸率;微观组织   
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        发布时间：2024-04-19
      • 包一红,张田瑶,陈和春,庞秀炳,白威,熊成东
        2011, 43(4): 232-235.
        摘要：中文摘要: 利用差示扫描量热法（DSC），配带热台的偏光显微镜（POM）和X衍射法（XRD）研究了高分子量聚对二氧环己酮（poly p-dioxanone, PPDO）的结晶行为。研究结果表明，当分子量达到一定程度以后（Mw>30 000 g/mol），不但PPDO的结晶行为不受分子量的影响，同时PPDO的晶体结构也不会受到其影响，然而PPDO的球晶生长过程受却受到分子量的显著影响，其球晶生长速度与PPDO的分子量与等温结晶温度均成反比，当分子量达到277 300 g/mol时，其在高温100 ℃时就无法结晶。  
        关键词：聚对二氧环己酮;分子量;结晶性能   
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        发布时间：2024-04-19

        机械工程

      • 罗华,徐建柱,姚林,陈章平,刁燕
        2011, 43(4): 236-240.
        摘要：中文摘要: 针对微创手术对机器人提出的高灵活性要求，设计出一种具有混联结构的微创外科手术机器人，并通过灵活工作空间分析进行结构优化,为合理布置手术切口及规划手术路径，利用末端手术工具服务球和服务区进行工作空间灵活性分析，通过数值解得到混联机器人工作空间内任意点的灵活度，并绘制出工作空间水平截面灵活性分布图，为手术切口位置和工具杆末端运动路径提供工作数据；再以工作空间水平截面灵活度大于0.85的灵活点数目作为评价指标，定量分析了姿态机构腕关节转角范围及手术工具杆长度对灵活性的影响，为微创外科混联机器人的结构优化提供了计算依据。仿真对比和优化后的实物实际运动结果均证明了该混联机器人可满足微创手术的灵活性要求。  
        关键词：微创外科机器人;运动学;灵活工作空间;混联结构   
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        发布时间：2024-04-19
      • 阳红,殷国富,方辉,刘立新,张定金,徐德炜
        2011, 43(4): 241-248.
        摘要：中文摘要: 计算对流换热系数是机床有限元热分析中的一个关键问题。以龙门加工中心的Y向丝杠螺母进给系统为例，提出一种将实验数据与神经网络计算相结合的对流换热系数计算方法。该方法以丝杠螺母进给系统有限元分析模型为基础，利用有限元热分析数据建立了一种反映对流换热系数与温度场之间变化关系的神经网络，并以温度实测值作为该神经网络输入量，计算出对流换热系数的数值。从与实验以及相似性计算方法的比较中可以看出本文计算方法有较高准确性和实用价值。  
        关键词：对流换热系数;热分析;神经网络;龙门加工中心   
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        发布时间：2024-04-19
      • 彭必友,殷国富,姜华,胡腾,钟开英,郑裕来
        2011, 43(4): 249-253.
        摘要：中文摘要: 电主轴作为加工中心赖以实现高速精密加工的核心功能部件，其动态性能的高低决定了机床的整体发展水平。传递矩阵法是目前转子动力学分析建模最有效的数学方法。作者基于传递矩阵法对加工中心电主轴进行动力学分析，并基于MATLAB进行了实例的数值计算，最后利用物理模态实验验证了该数学模型的有效性。得到以下结论：1）第1阶固有频率的误差约为1.2%，第2阶固有频率相差较大，达到12.9%；误差较大的原因是传递矩阵法属于集中质量理论，原本连续的模型被离散后，高阶频率的计算误差较大，因此该模型对于求解低阶模态参数是可靠的；2）传递矩阵法在建立的简化模型忽略了螺钉孔和键槽等不对称细节，因此传递矩阵法得到的固有频率要比物理实验少，即得不到对称振型。  
        关键词：加工中心电主轴;动力学分析;传递矩阵法;模态实验   
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        发布时间：2024-04-19
      • 华才健,苏真伟,史晋芳
        2011, 43(4): 254-258.
        摘要：中文摘要: 现有的机器视觉系统利用CCD相机在可见光波段获取羊毛图像，识别并去除其中的污染物，但无法区分羊毛和严重影响毛纺织品质量的白色污染物。采用分光光度计在200~2 600 nm范围测量了羊毛和9种典型污染物的漫反射率，分析了羊毛与污染物的漫反射光谱随波长变化的规律，通过建立最优波段选择模型，确定了区分羊毛和9种污染物的最佳检测波段。在此基础上，利用红外光谱相机获取了羊毛和典型污染物的红外图像。实验发现红外图像呈双峰特性，便于二值化分割。这就为羊毛中白色污染物的机器视觉检测提供了一条新途径。  
        关键词：光谱分析;羊毛污物;最佳检测波段;红外成像   
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        发布时间：2024-04-19
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