苏珂,林雨萌,李小川

2020, 40(6): 561-568. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.001

摘要 ( 394 )

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求解极大极小问题的灵活非单调滤子方法与传统的滤子方法相比,对于试探步的可接受性,该方法具有更大的灵活性,而且与单调型方法相比,计算量更小.此外,还利用一个自适应参数来调整接受准则,从而在一定程度上避免了Maratos效应.在合理的假设下,该算法具有全局收敛性,并且通过数值实验验证了该方法的有效性.

弦支穹顶结构预应力张拉摩擦损失影响分析

郄禄文,徐辰昱,刘静,赵若旭,陈宗学

2020, 40(6): 569-577. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.002

摘要 ( 491 )

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弦支穹顶结构采用张拉环索方式施加预应力时,在索撑节点处因滑移摩擦产生预应力损失值大小的确定是结构成形理论中重要内容之一.以河北北方学院体育馆弦支穹顶屋盖为研究对象,基于改进的冷冻升温环索预应力摩擦损失算法,建立索撑节点摩擦因数为0.03、0.1、0.2、0.3、0.4的5种计算模型,探究索撑节点滑移摩擦大小对弦支穹顶结构内力及变形等参数的影响.研究结果表明:弦支穹顶结构张拉全过程中,取5种不同摩擦因数时各圈环索预应力变化趋势基本一致;结构第1~2两内圈环索因相邻索段间夹角较小使得索撑节点处滑移摩擦力增加,导致索撑节点平均预应力损失分别高达20.50%、15.19%,此值均大于取相同摩擦因数时的3~5圈环索;下部索撑体系的撑杆和拉杆最大应力随摩擦因数增加均逐渐增大且皆出现在屋盖短轴两端;索撑节点摩擦因数取值大小不影响上部网壳竖向位移分布规律,且对网壳下凹和上凸最大位移值影响很小;上部网壳采用类圆角矩形拓扑结构导致网壳节点竖向位移在张拉过程中,位于第3圈环索以内沿环向和径向上凸且呈均匀对称发展,周边支座至第3圈环索区域的网壳节点位移由长、短轴两端上凸向45°方向逐渐凹陷.

基于COMSOL的沥青混凝土路面车辙预估

高语,滕旭秋

2020, 40(6): 578-584. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.003

摘要 ( 739 )

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模拟了基质沥青路面和高模量沥青路面在高温温度场下的蠕变,借助有限元软件(COMSOL)引入温度场和受温度诱导的蠕变模型,对基质沥青混凝土路面和HMAC(高模量沥青混凝土)路面进行热辐射和固体力学耦合作用,分析对比其在车辆荷载作用下的永久变形,研究外界环境温度、太阳辐射和车轮荷载等因素对路面车辙变形发展的影响,能够对路面车辙深度进行精确地预估,研究分析车辙产生的蠕变变形,针对路面车辙提出合理的防治措施,减小路面永久变形,为路面的材料选择和结构优化提供参考价值,延长沥青路面使用寿命.

CsPbI₃量子点在不同极性溶剂的光学特性

孙春雨,李婧,王新占,郭成锁,于威

2020, 40(6): 585-590. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.004

摘要 ( 365 )

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全无机钙钛矿CsPbI₃量子点具有发射谱线窄、荧光量子产率高和稳定性强等特点,在红光LEDs和新型太阳电池领域具有广阔的应用前景.本文通过热注入法在正己烷溶剂中合成了CsPbI₃ 量子点, 并对其结构和光学特性进行表征,结果表明,量子点主要的发光机制是量子限制区自由激子复合.通过改变溶剂的种类(正己烷、甲苯、乙酸乙酯、乙酸甲酯)对量子点的光学特性进行了调整,研究发现随着溶剂极性的增加,发光峰位从615 nm红移至660 nm,这是因为极性溶剂对量子点表面具有修饰作用,通过改变溶液极性实现CsPbI₃量子点发光峰位调节的条件为制备波长可调的光电器件提供了一定的实验参考.

交联点官能度和网络缠结效应对凝胶薄膜屈曲失稳的影响

李涛,杨庆生

2020, 40(6): 591-596. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.005

摘要 ( 824 )

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对于响应型水凝胶薄膜屈曲失稳行为的研究一直是水凝胶薄膜应用中的重点.本文考虑水凝胶拓扑网络结构以及构成水凝胶的高分子网络缠结效应凝胶耦合大变形中的影响,引入了一种将Edwards-Vilgis的slip-link模型与Flory-Huggins理论相结合的自由能方程,旨在还原水凝胶在化学-力学耦合场作用下发生大变形时真实高分子网络的作用.通过解析方法求解了二维水凝胶薄膜单向非线性屈曲的临界应力和波长,探讨了外部溶液环境变化时,构成水凝胶的高分子网络微结构对凝胶薄膜屈曲的影响.结果表明:水凝胶的微结构参数在较小数值变化时对水凝胶增量模量以及凝胶薄膜屈曲的临界应力和波长有显著影响,当微结构参数不断变大这种影响逐渐减弱.

硼元素含量对非晶态合金Co-Ni-B磁性的影响

方志刚,秦渝,张伟,廖薇,许友

2020, 40(6): 597-605. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.006

摘要 ( 401 )

PDF (1609KB) ( 149 )

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为探究不同B元素含量对非晶态合金Co-Ni-B体系磁学性质的影响,在已有Co-Ni原子比例基础上分别构建出单硼模型Co₃NiB与双硼模型Co₃NiB₂.基于密度泛函理论在B3LYP/Lanl2dz水平下运用Gaussian09和Multiwfn程序对各团簇模型进行相关理论计算,通过着重分析不同团簇模型s、p、d轨道上未成对电子数和态密度图发现,无论是单硼模型还是双硼模型,团簇的磁性均主要由d轨道中自旋向上的α成单电子贡献;仔细研究团簇的态密度图发现,α电子与β电子在一定条件下可以相互转化,且针对不同的轨道使电子自旋方向发生改变的能量值不同;从电子自旋态密度入手对团簇进行分析发现,所有构型s轨道一定会在某处发生电子自旋方向的改变,d轨道则无此现象,而从未被探究过的p轨道同s轨道一样,其上电子的自旋方向一定会在某处发生改变,这从理论上对Stern-Gerlach实验的结论进行了有力的论证与补充.

花椒碳点荧光探针的制备及对牛奶中溴代乙酰胆碱的检测

李志英,段亚琴,张慧,雷嘉昕

2020, 40(6): 606-611. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.007

摘要 ( 435 )

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以食用花椒为原料,采用热解法制备了荧光碳量子点(CDs),加入β-环糊精修饰CDs.用荧光表征CDs的光学性质,透射电镜观察了CDs的外貌特征.结果表明:荧光激发和发射波长分别为315 nm、429 nm,荧光量子产率为0.60,碳点平均直径为4.2 nm,由于溴代乙酰胆碱(ACH)对碳量子点的荧光具有增敏作用,可以用于牛奶中ACH的分析检测.在pH值为7,25 ℃条件下,(ACH)的加入量与CDs荧光强度的增加成正比,其线性回归方程为ΔF=314.72c+134.54,线性0.08~1.6 μmol/L,相关系数 r=0.997 9,标准偏差为1.75,检出限(3σ/K)为1.62×10^-8 mol/L.将此方法用于牛奶和酸奶中ACH含量的测定,回收率为98%~102%.

隆尧鸡腿葱矿物元素含量分析

王庭欣,肖萌,史梦凡,赵杰,刘峥颢

2020, 40(6): 612-617. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.008

摘要 ( 324 )

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为了研究隆尧鸡腿怱的矿物元素含量,以莱芜鸡腿葱作对比,采用火焰原子吸收光谱技术,对两种地理标志产品的鸡腿葱及其对应产地土壤中K、Ca、Na、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn 8种元素进行了含量对比分析.结果显示,隆尧鸡腿葱中人体必需的矿物质元素含量(Ca、K、Mg等)明显高于莱芜鸡腿葱中的含量.8种矿物质元素的标准曲线均呈良好的线性相关性,相关系数R²>0.997 8,精密度为0.90%~3.61%,回收率为88.86%~105.56%,隆尧鸡腿葱中8种矿物质元素和对应土壤中的矿物质元素呈现显著相关性.隆尧鸡腿葱中Ca、Mg、Fe、Cu等元素含量与其土壤中对应元素含量呈极显著正相关.本研究结果将为隆尧鸡腿葱的种植提供科学根据.

紫色红曲霉的微波诱变及其产红曲色素发酵条件的优化

武金霞,王琰,谭政浩,刘爽,隋思强,张贺迎

2020, 40(6): 618-624. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.009

摘要 ( 375 )

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以紫色红曲霉S1为出发菌株进行微波诱变,筛选出产红曲色素能力最高的突变株紫色红曲霉S1-29,其红曲色素值达3 240 U/g,比出发菌株提高了57%.针对菌株S1-29固态发酵培养产红曲色素的条件进行优化,添加不同的碳源、氮源以及无机盐,研究添加物对产红曲色素能力的影响,并进行正交实验,得到最佳发酵条件:在大米基质中添加葡萄糖、蛋白胨、硫酸镁和磷酸氢二钾,使其质量分数分别为4%,6%,0.4%和0.3%,32 ℃培养11 d,菌株S1-29红曲色素值达到4 003 U/g,比优化前提高23.55%.

拮抗菌HT-6引起致病疫霉菌体的生理变化

侯宁,申芬,田荟遥,李成斌,孟翠丽,蒋继志

2020, 40(6): 625-630. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.010

摘要 ( 458 )

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为了解核桃内生细菌HT-6对致病疫霉的抑制作用机理,采用对峙培养和传统培养相结合的方法检测了受拮抗菌HT-6抑制不同阶段后致病疫霉菌丝体内部分活性物质、抗性相关酶活、电导率以及溶氧量的变化.结果显示,随对峙培养时间延长,受抑制组与对照组中致病疫霉菌丝体内可溶性糖和淀粉含量虽然均呈增加趋势,蛋白质含量均呈下降趋势,但受抑制组可溶性糖、淀粉及蛋白质含量均远低于对照组,且均在对峙培养第15天时差异最大(P<0.01);受抑制组和对照组菌丝体内苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶和过氧化物酶3种酶活的变化趋势与上述3种物质的变化趋势相似,但均在培养的第12天达到最高,且受抑制组菌体内3种酶活均远高于对照组,与对照达到极显著差异(P<0.01).此外,受拮抗菌HT-6抑制后致病疫霉菌丝体内的电导率(162.77 μS/cm)显著高于对照组(60.03 μS/cm),而溶氧量(47.13%)显著低于对照组(56.1%).这些结果表明:HT-6菌株可通过抑制或大量消耗致病疫霉菌丝体内部分活性物质,同时增加细胞膜透性、降低呼吸作用实现对致病疫霉菌丝体生长的抑制作用.

诺氟沙星对水生生物细胞色素P450作用机制研究进展

王宏伟,崔铁峰,张蒙,孙枭琼,方楠

2020, 40(6): 631-636. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.011

摘要 ( 445 )

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环境中的抗生素主要来源于生活污水、医疗废水以及水产养殖废水等.2013年中国抗生素总使用量约为1.62×10⁵ t,其中48%为人用抗生素,其余为兽用抗生素.大量具有活性的抗生素经地表径流和城市排污管道最终积聚到河流湖泊中.这些活性物质会对水生生物产生危害,尤其是在较长的时间跨度上,这种危害会进一步扩大.文章概述了近几年基于细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)作为检测指标,诺氟沙星(norfloxacin,NFLX)对一些水生生物的生态毒理效应.同时介绍了NFLX对于选取的指标CYP450的影响机制,以及检测这些指标的可行性方法.

外来入侵动物在中国的分布格局及增长预测

陈凤新,蒙彦良,陈名清,张风娟

2020, 40(6): 637-646. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.012

摘要 ( 518 )

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通过调研期刊、专著和数据库等资料,并结合实际调查,首先获知中国27个省(区)入侵动物数量及贸易数据,然后分析其进出口总额与外来入侵动物数量的相关性,筛选出拟合度最佳的模型作为预测模型,并采用S型曲线对各省(区)2018—2021年进出口总额进行模拟,最后基于模拟结果预测各省(区)外来入侵动物的数量,获知各省(区)外来入侵动物的数量增加量.结果表明:1)中国外来入侵动物数量随着贸易量的不断增加也在迅速增长,至2018年底已有260种,其中96%是由贸易有意和无意引入的;外来入侵动物的分布呈现东部和南部省(区)高,而西部和北部省(区)低的空间格局.2)中国进出口额累积量与外来入侵动物数量之间存在相关关系,曲线估计结果为对数模型拟合效果最佳.3)预测结果表明中国在未来仍面临大规模的外来动物入侵风险.截至2021年,安徽、福建、广东、广西、贵州、海南、河南、湖北、湖南、陕西、四川和云南12省(区)入侵种增量最高,将高于20种,而青海、甘肃、西藏、新疆和宁夏5省(区)入侵种增量将低于10种,并且入侵热点地区呈现出由南方及沿海地区向中部地区扩散的趋势.

基于pinball损失的一对一加权孪生支持向量机

李凯,李洁

2020, 40(6): 647-656. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.013

摘要 ( 607 )

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孪生支持向量机通过求解2个较小二次规划问题得到一对非平行超平面,从时间和准确率方面提高了分类器的性能.由于此方法使用Hinge损失函数,造成孪生支持向量机对噪声较为敏感以及重采样的不稳定.为此,针对多分类问题,将pinball损失函数与样本权重引入到孪生支持向量机中,采用一对一方法组合二分类器,提出了基于pinball损失的一对一加权孪生支持向量机,较好地解决了孪生支持向量机对噪声的敏感性以及重采样的不稳定性.另外,对于样本的不同影响,给出了多种求取样本权重的方法.实验中选取标准数据集和人工合成数据集对提出的算法进行了验证,并与一对一孪生支持向量机(OVO-TWSVM)、一对多孪生支持向量机(OVA-TWSVM)以及基于pinball损失的一对一加权孪生支持向量机(Pin-OVO-TWSVM)进行了比较,表明了提出方法的有效性.

一种古籍汉字图像的多属性模糊检索模型

齐艳媚,田学东,张充,李亚康

2020, 40(6): 657-665. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.014

摘要 ( 425 )

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针对古籍汉字结构复杂、风格多变以及字形图像降质所导致传统文字图像检索技术在应用于古籍汉字图像时性能不佳的问题,引入犹豫模糊集理论,提出了一种古籍汉字图像检索模型.首先,设计面向古籍汉字图像的重叠模糊规范化双弹性网格划分,通过考察当前网格与其近邻网格间各种字形要素间的几何和统计特征,定义相应的犹豫模糊元素,进而构成古籍汉字查询图像和目标图像的犹豫模糊集合;其次,以犹豫模糊集合的加权距离测度作为古籍汉字查询图像和目标图像的相似性测度,得到古籍汉字图像检索结果的有序输出.本文算法在11 574幅古籍汉字图像上的检索查准率和查全率分别为78.9%和76.5%.

改进的永磁同步电机模型预测直接转矩控制策略

苏丹丹,李浩东,尹延周,李志远,苏建文

2020, 40(6): 666-672. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2020.06.015

摘要 ( 685 )

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针对永磁同步电机直接转矩控制逆变器开关频率不固定、转矩和定子磁链脉动大等问题,以及模型预测直接转矩控制计算工作量大的缺点,提出了改进的模型预测直接转矩控制策略.该策略只需预测零电压矢量作用下的转矩和定子磁链,当转矩和定子磁链误差在阈值以内时,零电压矢量为最优电压矢量;否则,基于传统直接转矩控制理论中定子磁链的分区和电压矢量选择表确定最优非零电压矢量.由于只有零电压矢量作用下的转矩和定子磁链需要预测并取消了评价函数,因此计算工作量大大降低.最后,基于MATLAB建立了仿真模型.仿真结果表明,永磁同步电机采用改进的模型预测直接转矩控制策略时,电机转矩和定子磁链均能快速准确地跟踪参考值.

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