江苏大学学报（自然科学版）

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阻尼多状态切换减振器的性能仿真与试验

陈龙, 喻力, 崔晓利

2013, 34(3): 249-253. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.001

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传统的阻尼可调减振器,主要通过改变节流口面积实现阻尼可调,工作模式比较单一,阻尼可调范围有限．为了增加阻尼可调的工作模式和调节范围,以某被动式液压减振器为基础,设计出一种具有多状态特性的阻尼可切换减振器．为了分析该减振器的性能,结合流体力学及热力学理论,建立了阻尼多状态切换减振器系统的数学模型,运用Simulink仿真分析了减振器输出力与减震器行程、频率的关系,并与减震器的台架试验结果进行对比验证.结果表明:阻尼力试验值与仿真值的偏差较小,所建的减振器数学模型具有较高的精度,且减振器阻尼状态变化明显,阻尼切换控制准确,为汽车半主动悬架的控制提供了理论依据．

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城市道路轻型汽油车细颗粒物的排放特性

陈许冬, 李铁柱, 严振兴

2013, 34(3): 254-260. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.002

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为研究轻型汽油车在南京市区道路上的细颗粒物排放特征,建立了车载测试系统．通过对比实际道路和底盘测功机测试结果探讨了机动车速度、加速度及行驶工况对细颗粒物排放的影响．实际道路下,加速状态下的车辆颗粒物数量、质量浓度明显高于其他行驶状态;在低速情况下,核模态(Dp<50 nm)细颗粒物数量浓度较大,高速条件下积聚模态(50 nm<Dp<565 nm)的颗粒数量较多．底盘测功机试验的颗粒物平均数量浓度为车载试验下的162倍,但质量浓度仅为车载试验的018倍．粒径100 nm以下的细颗粒物数浓度占整个测试的绝大部分．高速及急加速下,车辆会产生更多细颗粒物．结果表明：实际道路轻型汽油车的细颗粒物排放特性可用该车载系统来描述．

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新型机械弹性车轮的力学传递特性分析

汪伟, 赵又群, 姜成, 武健

2013, 34(3): 261-266. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.003

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为了提高轮胎的防刺破、防爆胎及其安全性能,提出一种用于某型越野车的新型机械弹性车轮,其主要创新点在于车轮的无充气弹性结构．深入分析了车轮的系统构成及工作原理,通过对车轮驱动与制动2种工况下进行的装车试验,得出车轮结构中各部件的变形关系与其工作原理基本一致．在驱动与制动2种工况下,分别对新型机械弹性车轮内轮和外轮进行了力学分析,得出车轮内部结构的力学传递关系．最后通过ADAMS软件分别对车轮在驱动与制动2种工况下进行力学传递特性动态仿真,并对仿真结果进行了分析,验证了该新型车轮能够有效地进行力的传递,保证了汽车的正常行驶．

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柴油机微粒过滤体内部温度梯度的数值模拟

孟忠伟, 覃宗胜, 付锐

2013, 34(3): 267-271. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.004

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基于一维非稳态模型,在最优的流量条件下,研究了在无颗粒层时,过滤体参数(孔目数(CPSI)、壁面厚度δw、过滤体长度L、导热系数λ)和再生条件(再生持续期td、最高再生温度Tmax)对过滤体再生时壁面温度梯度(dT／dx)的影响．研究结果表明:随着CPSI的增加,壁面温度梯度极值((dT／dx)max)逐渐增加;壁面厚度δw对温度梯度有显著影响,当δw<03 mm时,(dT／dx)max随δw的增大而减小,且变化显著,而当δw≥03 mm时,(dT／dx)max随δw的变化趋于平坦;随过滤体长度L的增加,(dT／dx)max显著下降;当λ<10 W·(m·K)-1时,(dT／dx)max随λ的增大而减小且变化显著,而当λ≥10 W·(m·K)-1时,随λ的增大(dT／dx)max接近于线性减小;随再生持续期td和最高再生温度Tmax的增大,(dT／dx)max逐渐增大．

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多孔介质内稀氢气／空气预混过滤燃烧不稳定性

夏永放, 李本文, 于春梅, 史俊瑞, 徐有宁

2013, 34(3): 272-275. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.005

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在不同过滤速度和氢气体积分数试验参数下观测超绝热燃烧波传播过程中火焰面倾斜不稳定性演变过程及热斑组成的胞状结构燃烧波的特点,分析导致过滤燃烧不稳定性发生的动力学因素,确认低速过滤燃烧不稳定性的演变机理及其特点．结果表明:在火焰面有一个初始轻微的倾斜角时,这种倾斜不稳定性演变持续性发展;改变试验工况参数,在燃烧器上游可能会出现胞状结构体燃烧波;在主燃烧波传播过程中,胞状结构燃烧波显著影响着主燃烧波火焰面传播的稳定性并且抑制主波的传播速度;当主燃烧波离开燃烧器后,胞状结构燃烧波随机分布驻定在燃烧器内部．

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磨料水射流冲击材料壁面的模拟与试验

康灿, 周亮, 王育立, 龚辰

2013, 34(3): 276-280. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.006

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为了在小尺度范围内揭示磨料水射流的作用机理,对工作压力为250 MPa时磨料射流在靶距为30 mm处的断面上的射流中心、射流外缘以及两者平均速度进行计算．利用有限元软件对不同厚度的钢板在上述3个速度下进行冲击计算.结果表明:边缘处由于磨料速度较小,对钢板的冲击产生较小的形变,钢板表面出现微小的破坏,磨料被反弹;磨料速度在平均速度附近时对钢板的冲击使钢板出现较大的形变,且表面的破坏较明显,此时磨料颗粒嵌入到钢板内;在射流中心处由于磨料的速度较高,直接将钢板穿透,钢板的形变量比边缘处磨料作用时的更小．在相同条件下进行试验,利用光学轮廓仪对实际切割断面的粗糙度进行显示以验证模拟结果,模拟结果与试验结果基本吻合．

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轴径向支架安放角对灯泡贯流式水轮发电机通风结构的影响

宋厚彬, 李伟力, 杨逢瑜

2013, 34(3): 281-286. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.007

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为了研究支架结构形式对灯泡贯流式水轮发电机轴径向通风结构散热效果的影响,根据风力机工作原理,设计了前弯式支架通风结构,在增加径向安放角的基础上,调整轴向安放角,应用流体流动理论进行分析,对模拟数据进行试验可靠性验证．结果表明:合理的增加轴径向安放角能提高灯泡贯流式水轮发电机组的散热和单面进风的径向进风;径向安放角为15°时比径向安放角为0°时绕组的最高温度低34％;在径向安放角为15°,轴向安放角为20°时比轴向安放角为40°时绕组的最高温度低5.0%．径向安放角15°,轴向安放角20°时,散热效果最佳,使得整机主要产生热量部件发电机的温度不超过55 ℃．

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割草调制机的调制机构设计与试验

高东明, 王德成, 郝丽颖, 孙婕, 付作立

2013, 34(3): 287-292. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.008

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针对割草调制机的压扁辊在机械调制作业过程中出现的不易调节问题,设计了一种新型割草调制机构．以提升作业效果和作业可靠性为主要设计目标,保证农艺要求为约束条件,采用理论分析的方法研究了该机构的作业要求、工作机理和机械性能,并对压扁辊的几何外形和传动机构进行了参数设计,最后进行了不同设计参数下的作业效果试验．试验结果表明:采用凹凸纹啮合间隙较小的压扁辊,以较大的压缩比并交错喂入时压扁比例达到5371％,为各项试验因素水平中最优作业效果．

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基于TOF成像技术的柑橘实时识别与定位

孙力, 蔡健荣, 李永平, 赵杰文, 袁雷明

2013, 34(3): 293-297. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.009

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通过分析TOF(time of flight)成像信息,将场景反射光强度与深度信息采用图像表示,应用各向异性扩散与冲击滤波耦合的滤波模型,滤除深度图中的噪声,采用阈值分割、区域生长、区域最小外接圆等算法将柑橘从背景中分割出,并以区域距离极差、距离方差和识别柑橘半径值为约束条件,对识别的柑橘区域进一步筛选,再结合三维数据库信息提取柑橘的基本特征参数,最后实现树上柑橘的实时识别与定位．自然生长状态下柑橘的识别正确率达867％,误判率为0,深度误差小于12 mm,实际半径误差小于13 mm,图像实时采集与处理耗时小于100 ms．

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基于面向对象Petri网的BPM系统建模

李孝忠, 张德龙

2013, 34(3): 298-303. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.010

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为满足业务流程管理(BPM)系统在面对外界变化时对流程可变性的需求,提出了基于规则库的支持流程运行可变的BPM系统架构.利用面向对象Petri网(OOPN)建立了该BPM架构的OOPN模型,其中库所中的托肯表示各个规则库和流程.通过CPN Tools对该模型进行了仿真.使用创建过程得到具体系统模型,利用状态空间分析法给出了此模型的活性、各个库所有界性的分析报告,采用监控工具得出了主要库所的托肯流动分析报告.最后利用Gnuplot对此报告数据分析显示系统满足稳定性要求.仿真分析结果表明,此模型简单直观地表现出系统的运行过程,真实地反映了各个规则库在系统运行过程中的存取比例,为企业构建BPM系统提供了参考.

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一种半/全桥PWM切换策略电动车能量回馈法

成立, 奚家健, 李宁, 严鸣, 王振宇

2013, 34(3): 304-308. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.011

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为了增大电动车制动模式下铅酸蓄电池充电接受率(充受率),提出了一种基于半／全桥PWM切换策略的能量回馈方法.借助无刷直流电机(BLDCM)整流电路,通过判断制动信号来切换半／全桥PWM波形,以实现正常行驶和回馈能量两种工作模式. 当处于回馈能量模式时利用全桥PWM序列脉冲,控制对蓄电池瞬时快充并间歇放电,以较多地回收能量,获取较佳的储能效果. 将所提出的PWM切换策略能量回馈法与Boost升压电路回馈法作了试验比较,分析了回馈模式的电流波形,并对比了两种方法回馈能量的效果. 结果表明:在相同的行驶条件下,采用所提出能量回馈法的电动车,其蓄电池平均内阻比Boost回馈法降低了216 mΩ,同时增大了蓄电池充受率约62％,且延长了行驶里程约6.6％.

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标准模型下高效的强不可伪造短签名方案

刘振华, 胡予濮, 张襄松

2013, 34(3): 309-313. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.012

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针对现有在标准模型下强不可伪造签名方案效率不高的问题,提出了1个新的高效签名方案. 利用椭圆曲线上的双线性对,基于计算性DiffieHellman数学困难问题假设,证明新方案具有强存在性不可伪造. 在新方案中,用户的公／私钥分别包含6个和1个乘法循环群G中的元素,签名中含有2个群G中的元素,在签名阶段需要3个指数运算,在验证阶段需要2个双线性对运算和1个指数运算. 结果表明,与现有的标准模型下强不可伪造签名方案相比,新方案具有更短的公／私钥长度和签名长度,降低了签名和验证阶段的计算耗时,具有高效性,适用于资源受限的环境.

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一种基于随机线性网络编码的卫星网抗毁路由协议

郝选文, 马建峰

2013, 34(3): 314-319. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.013

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针对卫星节点由于空间通信的开放性容易遭受各类攻击而失效,导致通信链路不可用的问题,通过对卫星网路由协议的研究, 基于随机线性网络编码设计了一种适用于GEOLEO双层卫星组网的抗毁路由协议.针对卫星安全管理和通信问题,采用GEO卫星组对LEO卫星进行分组管理和密钥管理,由LEO卫星担任主要通信任务.为提高路由的抗毁性并提高路由效率,提出在每个LEO卫星上维护一张单步邻接表, 路由时若目的节点在单步邻接表中, 则直接进行消息转发,否则对RREQ报文采用随机线性网络编码路由查找产生路由表.仿真分析结果表明：所提出的路由协议能有效提高路由的抗毁性,减少路由消息传输次数．

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一个双线性对下高效的基于证书签名方案

黄振杰, 郭亚峰

2013, 34(3): 320-325. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.014

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为了提高基于证书签名方案的效率和保证其不可伪造性,利用k双线DiffieHellman求逆问题的困难性和计算DiffieHellman问题的困难性构造了一个新的高效基于证书签名方案,并且在随机预言机模型下,形式化证明了其安全性. 方案中,利用k双线DiffieHellman求逆问题的困难性来设计用户公钥和用户证书生成算法,保证用户公钥和用户证书的单向性质;利用k双线DiffieHellman求逆问题的困难性和计算DiffieHellman问题的困难性来设计签名算法,保证签名的单向性质和不可伪造性.所构造方案的签名生成算法不需要任何双线性对计算,签名验证算法仅需要一个双线性对计算. 与已有的基于证书签名方案进行了效率比较．结果表明：所提出的基于证书签名方案具有较大的效率优势.

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激励电流对MGH956合金超声电弧TIG焊接头性能的影响

雷玉成, 承龙, 李猛刚, 梁申勇

2013, 34(3): 326-330. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.015

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通过外加激励源方式对TIG焊电弧进行高频调制从而激发出超声电弧,以自制的焊料作为填充材料,在不同激励电流下对MGH956合金进行超声电弧TIG焊,研究了超声电弧对焊缝气孔分布、微观组织和接头性能的影响．结果表明:随着激励电流的增大,焊缝中的气孔尺寸发生了明显变化,气孔数量也较为减少;超声电弧能够打断或者细化熔合线附近粗大的柱状晶的生长;超声电弧对焊缝区晶粒有细化的作用,在一定的范围内,随着激励电流增大,晶粒变得更加细小,但激励电流增大到30 A时,过大的热输入量反而使得晶粒过分粗化．比较拉伸试验结果表明:在施加激励电流为23 A的超声电弧时,接头抗拉强度最大,为623 MPa,达到了母材强度的86.5％．

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激光冲击强化对熔覆后TC4钛合金性能的提高

汪诚, 赖志林, 安志斌, 何卫锋, 周留成

2013, 34(3): 331-334. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.016

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对TC4钛合金的熔覆试样进行激光冲击强化试验,比较了激光冲击强化前后试样的显微硬度、表面残余应力、显微组织和疲劳性能．TC4钛合金熔覆后,修复区表面残余拉应力为225 MPa,激光冲击强化消除了熔覆产生的拉应力,产生了449 MPa的残余压应力,在基体残留的压应力高达672 MPa;激光冲击强化后,修复区硬度由强化前的333 HV提高到381 HV.TEM显示:3次冲击后,在TC4材料表面形成了纳米晶层.对强化前后的激光熔覆试样进行高周疲劳试验,结果表明:激光冲击强化提高熔覆后钛合金疲劳强度达158％．经分析,冲击后细化晶粒和残余压应力对高周疲劳性能的提高起到了关键作用．

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二氧化钛改性环氧树脂胶黏剂的性能

陈宇飞, 张旭, 孙佳林, 林彩威

2013, 34(3): 335-339. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.017

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以聚氨酯增韧环氧树脂为原料,有机化的纳米TiO2作为改性剂,制备了TiO2／PU-EP胶黏剂．扫描电子显微镜的扫描结果表明:聚氨酯与环氧树脂之间形成了“海岛结构”,且无机相在聚合物基体中的相容性较好,可均匀分散在“海岛结构”中．利用电子拉力机、差热分析仪、介电谱仪以及耐压测试仪等手段,测试了复合材料的力学性能、耐热性能、介电常数、介电损耗和击穿场强．测试结果表明:掺杂一定量的纳米TiO2有利于提高复合材料的综合性能;当TiO2的掺杂量为3％时,剪切强度和热分解温度达到最大,分别为27.14 MPa和39782 ℃,较掺杂前分别提高22.6％和17.48 ℃;在工频下,介电常数和介电损耗分别为427和002,击穿场强为1403 kV·mm-1．

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H6P2W18O62／SiO2的制备、表征及其对四氢呋喃的催化合成

曹小华, 任杰, 柳闽生, 徐常龙

2013, 34(3): 340-344. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.018

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通过溶胶-凝胶法制备了SiO2负载Dawson型磷钨酸H6P2W18O62／SiO2催化剂．表征结果表明:负载后磷钨酸仍保持Dawson结构,负载量为30％;磷钨酸比较均匀地分散在SiO2载体上．以催化1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃作为探针反应,考察催化剂的酸催化性能．正交试验和单因次试验结果表明:催化剂对1,4丁二醇环化脱水合成四氢呋喃反应具有良好的催化性能;最佳反应条件为催化剂用量占1,4-丁二醇质量的6.6％,反应温度为185～190 ℃,反应时间为40 min,四氢呋喃平均收率为91.70％；催化剂重复使用5次后,催化活性基本保持不变,四氢呋喃收率仍可达90.90％．

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循环预剪作用对饱和粉土抗液化强度和孔压发展的影响

丰土根, 王飞, 张福海

2013, 34(3): 345-350. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.019

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利用DDS-70微机控制电磁式振动三轴仪,在均等固结条件下,对黄河口饱和粉土进行了不同预剪应力和预剪振次的循环三轴试验,探讨了循环预剪作用对饱和粉土的抗液化强度和孔隙水压力发展规律的影响．试验结果表明:低水平的循环预剪应力不会使饱和粉土在循环预剪阶段破坏;随着循环预剪应力和循环预剪振次的增加,饱和粉土的抗液化强度得到提高,但当循环预剪振次达到某一值时,抗液化强度趋于稳定．对振动孔隙水压力比-振次比进行归一化后发现:无循环预剪作用时饱和粉土孔压发展模式为双曲线,有循环预剪作用时为反正弦曲线,反正弦曲线拟合参数较小,约为0.2～0.4．

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非均质填土刚性挡墙的地震土压力分析

刘礼标, 张永兴, 陈建功

2013, 34(3): 351-355. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.020

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针对目前采用剪切梁模型计算挡墙地震土压力时,均假定墙后土层为均质土层,提出了采用离散化剪切梁的分析模型,计算墙后土层为非均质时刚性挡墙的地震土压力．首先,假定剪切模量随深度成幂函数分布,推导了非均质土层中连接弹簧的剪切刚度;再对不同剪切模量情况下地震引起的土压力增量的分布形式、土压力合力增量和合力增量作用点等进行分析讨论;最后,对该模型与Veletsos模型和Scott模型的计算结果进行对比分析．结果表明:土层的剪切模量分布形式对土压力增量的分布形式、土压力合力增量和墙底剪力增量影响显著,对合力增量作用点和墙底剪力增量的放大倍数影响很小．

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表面印迹磁性壳聚糖对水溶液中钍离子的吸附行为

黄国林, 陈中胜, 梁喜珍, Shi Jeffrey

2013, 34(3): 356-360. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.021

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以壳聚糖为原料,纳米Fe3O4为磁性核心,钍离子为模板剂,环氧氯丙烷为交联剂合成表面印迹磁性壳聚糖 (SIMC)．红外光谱和X射线能谱分析表明:钍成功地被吸附在SIMC上．研究吸附剂用量、溶液pH值及振荡时间对吸附过程的影响,得到最佳工艺条件．吸附数据用Langmuir等温式拟合优于Freundlich等温式,最大吸附容量为95.2 mg·g-1．与拟一级动力学模型相比,拟二级动力学模型能更好地拟合本吸附过程．吸附在SIMC上的钍,可采用1 mol·L-1的H2SO4溶液进行有效回收处理．

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蓝藻消亡过程中DMTS的产生及水质变化特性

王国芳, 李先宁, 方洋, 黄瑞, 吕锡武

2013, 34(3): 361-366. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.022

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监测了静态、恒温及遮光条件下不同藻密度藻水中典型致臭物二甲基三硫醚(DMTS)的质量浓度及其他常规水质指标的变化特性．在表观现象观察及嗅味物质分析的基础上,以1.0×106 cells·L-1藻密度藻水作为对照,着重分析了2个特征藻密度藻水中水质变化与水体发臭、发黑的响应关系．结果表明:蓝藻在死亡分解过程中产生的DMTS质量浓度最大值与初始藻密度表现出明显相关性,拟合模型符合线性模型与二次模型．当藻密度达到 1.0×107 cells·L-1时,DMTS质量浓度最大值达到891.8 ng·L-1,约为嗅阈值的90倍,水体散发明显臭味;当藻密度达到1.0×108 cells·L-1时,有机物浓度逐渐升高,溶解氧降为0,氧化还原电位降至-300～-400 mV,呈现极强的还原性,可导致FeS等黑色物质生成,使水体呈现微黑色.

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N-策略带负顾客的M／M／c部分工作休假排队

朱翼隽, 徐鸿洋

2013, 34(3): 367-372. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.03.023

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在经典M／M／c排队模型的基础上考虑部分工作休假策略．在休假期,部分服务台并不完全停止服务而是以较正常服务率低的服务率服务新到顾客,其他服务台正常休假．考虑负顾客因素,并且引入N-策略作为休假终止策略．负顾客到达系统时,一对一地抵消处于正常服务期正在接受服务的任意一个正顾客,若系统中无处于正常服务期的正顾客,到达的负顾客自动消失,负顾客不接受服务．1次休假结束时,系统中顾客数大于等于N时结束休假,否则继续休假．利用拟生灭过程和矩阵几何解方法,得到了系统稳态下的队长分布,并且建立了在服务台全忙条件下的随机分解结构．

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