江苏大学学报（自然科学版）

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秸秆二次压缩中的比能耗试验

黄文城, 王光辉, 王德成

2012, 33(2): 125-129. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.001

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农业纤维物料在二次压缩过程中的比能耗受物料本身特性和压缩条件的影响．为探究不同因素对农业纤维物料二次压缩比能耗的影响,对秸秆捆在不同的压缩方向、初始压缩密度和含水率条件下进行压缩试验和分析.结果表明:不同压缩方向对压缩比能耗没有显著影响;对应相同的压缩量,存在最适宜初始压缩密度使得压缩比能耗达到最小值;当压缩密度小于500 kg·m-3时,压缩比能耗和压缩密度具有正比例关系;在安全含水率范围内,压缩比能耗随含水率的增大而减小．

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脉冲超声波对黄粉虫幼虫水溶性蛋白结构的影响

代春华, 汤坚, 顾小红, 马海乐

2012, 33(2): 130-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.002

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采用功率1 000 W的脉冲超声波处理黄粉虫幼虫水溶性蛋白,并对蛋白的结构变化进行研究．结果表明:在脉冲超声波处理时间25 min内,蛋白的紫外吸收随着处理时间的延长而增强;蛋白的表面疏水性在处理10 min时达到最大,随后逐渐降低;游离巯基的含量在脉冲超声波处理5 min时稍有降低,随后逐渐增加;蛋白粒径随着处理时间的延长而减小,当处理时间达到20 min时,粒径显著增大;蛋白二级结构中α-螺旋的含量降低,β-链及无规则卷曲的含量升高;脉冲超声波处理后蛋白的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱未发生改变,表明蛋白的一级结构未受到影响．

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集成筒体振动信号的球磨机出力在线监测

王恒, 贾民平, 黄鹏, 陈左亮

2012, 33(2): 134-138. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.003

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针对球磨机出力在线监测的不足,提出了一种基于机理模型和黑箱模型相结合的球磨机出力软测量算法．首先,分析了制粉出力的影响因素,并通过与传统的轴承振动法比较,证实筒体振动信号更能反映料位,在此基础上,确定了出力混合模型的辅助变量;其次,基于机理模型获得球磨机出力方程和理论值,并基于最小二乘支持向量机算法对机理模型进行校正,弥补它的不精确性;最后,制粉出力的建模结果表明:该算法能够有效地反映出实际运行中出力的变化趋势和动态特性,比单纯机理模型具有更高的精度和适用性．

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铝合金地铁车内低频结构噪声特性预测

左言言, 耿烽, 李树栋

2012, 33(2): 139-143. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.004

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针对轨道不平顺引起地铁车辆车体壁板振动产生的车内低频结构噪声问题,建立了铝合金地铁车辆车体结构有限元模型、车内声场边界元模型和车辆轨道耦合模型,进行了动力学分析,得到轨道随机不平顺激励下,车体所受激励载荷并施加于车体结构的有限元模型,在ANSYS软件中进行了车体结构谐响应分析,得到车体振动响应．将得到的车体振动响应作为边界条件传递给车内声场边界元模型,在SYSNOISE软件中计算了频率0～200 Hz范围内车内不同位置的低频结构噪声分布特性．结果表明:车内最大声压级超过75 dB;车体结构特点以及激励载荷情况直接影响车内结构噪声特性;减少轮轨激励载荷或优化车体结构,均可降低车内结构噪声．

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边缘特征与局部纹理特性融合的阴影消除算法

蔡英凤, 张为公, 王海

2012, 33(2): 144-149. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.005

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针对视频分割中的阴影消除问题,提出了一种以置信度为桥梁,前景边缘投影特征与局部纹理特性相融合的阴影提取算法．采用自适应高斯法获得动态背景,提取包含阴影的前景,计算出当前帧和背景帧在前景最小外接矩形坐标范围内的边缘差异,得到低干扰的车辆和阴影边缘信息．利用大津阈值算法进行投影分割,在阴影连续性前提下,高置信度区域确认为阴影,低置信度区域确认为车辆,而一般置信度区域,进一步结合局部纹理在当前帧和背景帧间的跳变程度,搜索出与车辆相连的阴影．结果表明:该方法能够去除导致前景严重变形的大面积阴影,去除有效率在90％以上,保障了车辆的有效提取;算法实时性好,可应用于智能视频监控的目标检测及跟踪中．

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柴油机燃用小桐子油的喷油及燃烧过程模拟

王子玉, 罗福强, 梁昱, 郭健

2012, 33(2): 150-154. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.006

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运用三维CFD软件,建立柴油机分别燃用纯柴油和小桐子油的计算模型．分析了柴油机燃用2种燃油的燃烧过程,模拟了喷雾的发展历程,通过在一台单缸直喷式柴油机上燃用柴油、小桐子油的试验来验证模型,模拟所得结果与试验结果较为吻合．通过对2种燃料的油滴颗粒发展和缸内燃油质量分数分布进行比较,对喷雾特性差异的成因进行了探讨．结果表明:不同燃油的质量分数分布变化的趋势大体相同,与柴油相比,小桐子油在喷射的初始阶段的喷射速度较柴油的略大,但主喷射期的喷射速度较低,油束的贯穿距离较小,小桐子油的喷射时间较早,在开始喷射后,小桐子油的质量分数分布变化速度明显小于柴油,到了燃烧后期,其燃油质量分数较高的区域较大．

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基于ROP的含氧燃料PAHs形成分析

王忠, 李铭迪, 李立琳, 陈林, 许广举

2012, 33(2): 155-159. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.007

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利用反射激波管模型,采用生成速率法(ROP)对含氧燃料燃烧过程中PAHs中的主要物质苯、萘、菲、芘进行了模拟分析,探讨了含氧燃料PAHs形成的途径．结果表明:在当量比1.0、初始温度1 600 K的初始条件下,乙醇、二甲醚和碳酸二甲酯燃烧过程中,苯、萘、菲、芘的生成速率在数量级上依次递减;苯主要通过炔丙基的聚合反应形成;萘生成的主要反应是苯基的二次脱氢加乙炔及苯基与乙烯基乙炔的化合反应;菲和芘的形成主要是通过脱氢加乙炔反应;H和OH自由基对PAHs的氧化起着重要的作用;对于第3体“M”参与的反应,燃用乙醇抑制PAHs的形成,燃用DME对PAHs的形成影响不大,燃用DMC促进PAHs的形成．

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附壁振荡射流元件频率范围的试验

向清江, 恽强龙, 李红, 吴燕兰

2012, 33(2): 160-164. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.008

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对比了流量计射流元件、涡腔自激振荡射流元件和附壁振荡射流元件的结构和工作原理,其中附壁振荡射流元件具有振荡频率可调节的特点,为了将该元件应用到液气射流泵内,以振荡射流这种新的形式进行工作,对该射流元件产生的振荡射流频率范围进行了分析，由测量元件壁面压力脉动的方法获得附壁振荡频率.结果表明:射流元件在结构尺寸固定,工作压力一定时,信号水流量和信号水导管长度存在合适的范围使元件正常工作,当超出该范围时,射流元件的主射流散乱;当工作压力范围为200～450 kPa,信号水导管长度范围为300～1 000 mm,信号水流量范围为160～425 g·min-1时,获得的附壁振荡频率范围为0.8～2.7 Hz;提高附壁振荡频率方法之一是减小元件的结构尺寸．

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液力透平的数值计算与试验

杨孙圣, 孔繁余, 邵飞, 薛玲

2012, 33(2): 165-169. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.009

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设计了液力透平试验台,对一单级液力透平进行了试验,得到了外特性曲线．采用全流场和结构化网格技术对液力透平内部流动进行了数值计算．分析了液力透平在不同流量下的压力场和速度场,得到了内部流场的分布规律．应用速度三角形对液力透平叶轮和尾水管内部速度场随流量变化规律进行了研究．结果表明:离心泵反转可用作透平运行,并具有较高的效率;最高效率的数值计算与试验结果相对误差为4.85％;透平内部的压力从蜗壳进口经叶轮到尾水管逐渐减小,进出口压差随流量增加而逐渐增加;在透平叶片背面和工作面存在漩涡区域,漩涡位置和区域大小随流量而变化;在尾水管横截面上存在的圆周速度分量随流量而变化．

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基于AMG法及多块非正交网格的三维

蒋光彪, 何永森, 舒适

2012, 33(2): 170-175. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.010

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为了将AMG法与多块非正交结构网格结合起来,应用于求解基于多块格离散的三维N-S方程离散系统,针对经典算例三维顶盖驱动直方腔和45°倾斜方腔流动问题,构建了三维多块非正交结构网格系统,设计了三维N-S方程块结构网格离散系统系数矩阵CSR存贮格式;根据非正交同位网格SIMPLE耦合算法,建立了N-S方程的AMG数值求解方法,编制了用AMG法计算的三维数值仿真程序,并采用AMG法求解控制方程中所有流动参数;同已有的结果做了比较,给出了三维方腔流场内复杂的涡系图像,并对算法的有效性进行了验证．结果表明:AMG法及相关算法可用于复杂区域流动问题的数值模拟,为大规模的CFD数值模拟问题奠定了基础．

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不锈钢冲压潜水井泵的数值计算与试验验证

王川, 陆伟刚, 施卫东, 周岭, 李辉

2012, 33(2): 176-180. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.011

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为了提高数值模拟的精度及验证Fluent软件对冲压潜水井泵计算的可行性,结合冲压泵的工艺特点,针对4SP8不锈钢冲压潜水井泵进行了基于Fluent软件的数值模拟．考虑用不同的网格数、不同的收敛精度、不同的粗糙度、不同的湍流模型及不同的算法,对不同级数冲压潜水井泵模型作了数值模拟,从而找出最适合不锈钢冲压潜水井泵的数值模拟设置方法,并将性能预测与样机试验的结果进行对比．结果表明：采用网格尺寸大小为1.4 mm,收敛精度为10-5,粗糙度为0,标准k-ε湍流模型,SIMPLEC算法,对两级不锈钢潜水井泵的全流场进行数值模拟最为合适;模拟值与试验值有较小的差别,但趋势基本相同．该研究对不锈钢冲压潜水井泵的数值模拟具有一定的参考价值．

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采用三音校准法的星载多波束天线校准系统

赵星惟, 龚文斌, 梁旭文

2012, 33(2): 181-186. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.012

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为了解决宽带多波束天线系统中常规校准不能兼顾工作频带的低频段和高频段的问题,根据星载多波束天线系统的特点,提出了三音校准法．采用3个单音信号作为校准信号对多波束系统的通道进行测量,以二次拟合得到全工作带宽内的通道幅相特性曲线,并采用多次测量形成拟合点,降低了测量误差的影响;再以拟合的特性曲线的逆函数进行通道幅相补偿,使全带宽内通道特性曲线成为水平直线,从而完成了单通道的校准;最后以补偿项补偿通道间幅相差异,从而达到通道间误差校准的目的．并将三音校准法应用到卫星天线的近场校准和内部校准2种校准系统中．结果表明:三音校准法比传统的单点校准和分段式校准更利于通道间误差的校准,能够有效地抑制通道的不一致性．

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线型无线传感网低能耗协议设计和分析

段世红, 王沁, 万亚东, 于彦伟

2012, 33(2): 187-192. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.013

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为了可靠监控长输管道阴极保护设备的状态,基于线型无线传感器网络建立了远程辅助监控系统,并提出了适合线型无线传感网的低能耗、高可靠协议组．协议组包括数据上行时采用的分簇融合链式多跳协议(CMCH),以及数据下行或报警发布时采用的单步唤醒泛洪协议(SRWF)．CMCH协议基于线型无线传感网的能耗特征,在可靠传输的同时控制功率、融合数据以实现节能;SRWF协议在不同频段上利用射频唤醒机制依次启动相关睡眠节点完成信息转发,保证控制或报警信息发布的实时性．在OMNet++仿真平台上模拟了CMCH协议,并且监控系统已部署在某石油长输管道运行了2个月．结果表明,协议关键参数的选择对低能耗实现有重要影响;现场运行的传输可靠性达到了99％;无线传感网节点簇能量消耗相对均衡．

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深槽鼠笼异步磁力联轴器瞬态气隙磁场有限元分析

杨超君, 芦玉根, 李志宝, 胡友, 管春松

2012, 33(2): 193-198. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.014

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为得到深槽式鼠笼异步磁力联轴器工作时的扭矩变化情况,对其瞬态气隙磁场进行了模拟研究．基于对磁力联轴器的瞬态理论分析,借助Ansoft对影响深槽式鼠笼异步磁力联轴器瞬态气隙磁场的主要因素:永磁体磁极数、永磁体厚度、气隙厚度、内转子槽数以及槽的长宽比(槽深与槽宽的比值)进行了二维和三维模拟分析,并通过试验验证了三维模拟分析的正确性．结果表明:在一定的外形尺寸条件下,取磁极数为14极,永磁体厚度为8 mm,槽数为24槽,槽的宽长比0.42时,输出转矩达到最优;在宽长比中槽深对转矩值的影响较为显著,当槽深为18 mm时,达到最大输出转矩．该结果对深槽式鼠笼异步磁力联轴器的进一步优化具有指导意义．

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基于人工免疫有序聚类的视频关键帧提取方法

詹永照, 汪满容, 柯佳

2012, 33(2): 199-204. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.015

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针对现有的基于无监督聚类的视频关键帧提取方法没有考虑镜头内容的时序性、对初始类的划分较敏感、易陷入局部最优等问题,提出了一种新的基于人工免疫的有序样本聚类算法．在传统人工免疫聚类算法的基础上引入了抗原记忆识别机制及改进了抗体的克隆与超变异机制,并在此基础上给出了基于人工免疫有序聚类的视频关键帧提取方法．该方法将镜头帧序列看成一个入侵机体的抗原序列,然后基于首次应答与再次应答机制依次为每个抗原产生记忆细胞池,最终每个记忆细胞池能识别的邻近抗原对应一个类别并选取距其类中心最近的帧为关键帧．对大量不同类型的视频进行了试验．结果表明,该方法能得到较高的保真度和压缩率,能够十分有效地提取出反映镜头内容变化的关键帧．

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可实现特殊激光微加工工艺的控制系统

符永宏, 潘国平, 华希俊, 符昊, 高兴东

2012, 33(2): 205-208. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.016

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以发动机气缸内表面作为激光微加工对象,基于半导体二极管泵浦YAG激光器的声光调Q技术,研制出可满足特殊激光微加工工艺要求的激光微加工设备控制系统．通过对运动控制卡MC8041A及自制的激光调Q控制卡的软件编程,实现对设备机械运动系统以及激光调Q信号输出的控制．运动控制卡控制各轴伺服电动机运转;激光调Q控制卡接收安装在旋转轴上的高精度增量式旋转编码器的反馈脉冲,对其进行计数、分频后,输出所需激光调Q信号．借助于激光调Q控制卡对激光头旋转运动和激光器单个激光脉冲输出的协调联动控制,形成单脉冲同点间隔多次激光微加工工艺,实现对发动机气缸内表面高效、高质量的微加工．

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Cu薄膜的瞬态反射率及退火处理的影响

任乃飞, 王荣校, 顾佳方, 陈秋月

2012, 33(2): 209-213. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.017

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为了研究激光辐照金属薄膜后的超快热化动力学过程,利用磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了Cu薄膜样品,同时取部分样品进行不同温度的退火处理．运用飞秒激光泵浦-探测技术观测了薄膜表面的反射率变化,研究了薄膜退火处理对反射率的影响．结果表明:飞秒激光作用下,Cu薄膜的瞬态反射率曲线分为稳定、快速上升、衰减和恢复4个阶段;退火处理对反射率曲线的峰值和衰减阶段的时间有影响,退火温度越高,反射率变化的峰值越小,衰减阶段所用的时间越长,即电子的冷却速率越慢;基于双温模型预测的电子温度与试验结果大致吻合,但是预测的电子冷却时间比试验要长．

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X65管线钢板交替与连续控冷工艺的计算与比较

张德丰, 陆建生, 吕建国, 宋鹏, 杜重麟

2012, 33(2): 214-218. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.018

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为减小X65管线钢板控制冷却后的残余应力和翘曲,通过开发线性混合热膨胀模型、拓展Avrami相变动力学模型和应用Leblond的相变诱发塑性(TRIP)模型建立了热力耦合有限元模型,考虑了控冷时的弹塑性变形、热膨胀、相变潜热、相变膨胀、TRIP等所有物理效应．用该模型研究了2种控制冷却工艺下X65管线钢板的温度、残余应力、残余应变及翘曲．结果表明:与连续控冷相比,交替控冷使板的温度进一步降低7 ℃;上表面一侧的残余拉应力峰值进一步减小44 MPa;下表面一侧的残余总压应变峰值进一步增加0.001;翘曲由0.54×10-3减至0.09×10-3;故交替控冷可降低板内的残余应力,并减小翘曲．

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屋面初期雨水弃流装置的设计及试验

黄勇强, 徐明力, 吴春笃, 吴涛

2012, 33(2): 219-222. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.019

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针对暴雨径流及屋面初期雨水水质较差,不能满足雨水利用的要求,采用初期雨水弃流的水质控制技术,设计了一种组合式屋面初期雨水弃流装置．根据雨水污染物冲刷的规律和降雨的强度,确定了所需弃流池的容积;设计中,将截留在弃流装置中的雨水由底部透水部件直接渗入地下;装置结构主要采用再生树脂复合材料,底部透水土工布主要采用骨料和粘结剂的合成材料．试验结果表明:弃流量为3 mm时,该装置可以截留屋面初期雨水50％～70％的污染物,以SS、浊度、COD为主,最高的去除率分别达到74.95％,50.00％,60.90％;装置不需要进行雨后管理,只需进行定期维护．

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沉积物和生物膜吸附阿特拉津的灰色关联分析

李鱼, 王倩, 高茜, 王岙

2012, 33(2): 223-227. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.020

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借助灰色关联度筛选出复合污染体系Cd2+／AT,Cu2+／AT中沉积物和生物膜吸附阿特拉津(AT)的主要吸附位,包括活性组分铁氧化物(Fe)、锰氧化物(Mn)、有机质(OMs)及其交互作用,并建立主要吸附位与AT吸附量的多元线性回归模型．多元线性回归模型结果表明:Cd2+对AT的吸附表现为协同作用,Cd2+质量浓度为02 mg·L-1时协同效应最显著;Cu2+对AT的吸附表现为拮抗作用,抑制效应随Cu2+质量浓度增大呈逐渐增强趋势．Cd2+,Cu2+显著影响了活性组分及其交互作用对AT的吸附行为,活性组分之间的交互作用在AT迁移转化方面发挥着至关重要的作用．

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堤坝劈裂灌浆浆液的固结效应

武科, 马明月

2012, 33(2): 228-232. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.021

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针对堤坝劈裂灌浆防渗加固中浆液固结机理,结合实际劈裂灌浆施工过程,采用了有限差分数值计算方法开展数值模拟,基于应变硬化-渗流耦合模型,探讨了浆液渗流固结的变化规律,分析了浆液在灌浆、停灌和复灌不同阶段的孔隙水压力、坝体应力水平增量等变化特征,得到了浆液在不同阶段的扩散形态和应力水平增量沿不同路径的分布特征,揭示了堤坝劈裂灌浆浆液在土体内渗流固结机理．计算结果表明:堤坝劈裂灌浆过程中浆液以灌浆轴线为中心线,向坝体四周扩散,对称分布;随着灌浆次数的增加,浆液在坝体内渗透所产生的孔隙水压力也逐渐增大,浆液扩散区域也逐渐增大,从而更为有效地填充坝体内所存在的病害体,改善坝体内应力状态,提高坝体防渗效果．

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单调荷载下体外预应力钢-混凝土组合梁的受力性能

杨涛, 薛伟辰

2012, 33(2): 233-238. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.022

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基于3根模型梁试件的单调静力试验,对体外预应力钢-混凝土组合梁的受力性能进行了研究．研究表明:施加体外预应力可以有效提高组合梁的抗弯承载力,但试件的延性有所降低;试件纯弯段截面应变分布符合平截面假定;增大栓钉间距可以提高试件的极限变形能力,但对其抗弯承载力的影响不大;试件的抗剪连接程度越低,达到极限荷载时栓钉滑移值越大．结合试验并通过有限元建模,分析了混凝土强度等级、有效预应力、预应力筋线型、栓钉间距等对体外预应力组合梁受力性能的影响．最后,在考虑了预应力筋作用的基础上,提出了体外预应力组合梁抗弯承载力的简化计算方法,该方法可为体外预应力组合梁的设计计算提供参考．

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拓扑结构时变的多时滞耦合供应链复杂网络的牵制控制

王树国, 姚洪兴

2012, 33(2): 239-243. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.023

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为研究具有时变拓扑结构的多时滞耦合供应链复杂网络的牵制同步问题, 以实现供应链复杂网络的同步运作,减少供应链的运作成本,提高运行效率; 通过运用Lyapunov稳定性理论,采用牵制控制和反馈控制的方法得到了具有多时滞延迟耦合的供应链复杂网络的新的网络同步准则;根据供给、库存、销售和价格之间的关系,建立了一个新的具有丰富动力学行为的供应链复杂网络单节点的混沌动力系统模型,并用该模型进行数值仿真,进一步验证了结论的有效性.

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带关闭期和启动期及负顾客的工作休假排队

徐祖润, 朱翼隽, 罗海军

2012, 33(2): 244-248. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2012.02.024

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在M／M／1工作休假排队模型中,引入负顾客和关闭期及启动期．启动时间相当于依照信号协议建立一个虚拟连接所延误的时间,工作休假期则可以认为是具有较低服务率的延误期,负顾客可视为外来干扰信号,并带RCE抵消策略．利用拟生灭过程和矩阵几何解法得到了系统稳态队长和稳态等待时间的分布．证明了稳态条件下的队长和等待时间的随机分解结果,得到了附加队长和附加延迟的分布．得到的结论将为ATM网络排队的优化设计提供依据．

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