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• 2013年, 34卷, 第6期
  刊出日期：2013-11-10

    

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  NTP喷射系统再生泡沫陶瓷PM吸附体的试验

  蔡忆昔, 施蕴曦, 李康华, 李小华, 江飞, 董淼

  2013, 34(6): 621-625. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.001

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  建立了NTP喷射系统再生泡沫陶瓷PM吸附体的试验系统,以氧气为气源,研究了当温控区域温度和氧气流量不同时, NTP发生器产生的活性物质再生泡沫陶瓷PM吸附体的规律．结果表明:当氧气流量保持不变时,PM吸附体的再生时间随温控区域温度的升高呈先缩短后延长的趋势,当温控区域的温度为225  ℃时,再生时间较短;当温控区域的温度保持不变时,PM吸附体的再生时间随氧气流量的增加呈先缩短后延长的趋势,当氧气流量为4 L·min-1时,PM吸附体的再生效果较好;间接低温等离子体技术可以在较低温度下有效去除PM,实现PM吸附体的离线再生,为NTP喷射系统高效再生DPF提供理论和试验依据．
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  微型DMFC用新型双催化层膜电极的制备

  索春光1,2, 张文斌3, 王华4, 文斯1

  2013, 34(6): 626-630. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.002

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  膜电极是直接甲醇燃料电池的核心部件,其制备工艺直接影响膜电极的微观结构,进而影响电池性能．采用质子交换膜担载催化剂方法制备含有内催化层的膜电极,同时采用气体扩散层上喷涂催化剂的方法制备含有外催化层的气体扩散电极,再用热压的方法将含有内催化层的薄型膜电极与含有外催化层的气体扩散电极热压在一起,从而制备含有双催化层结构的膜电极．结果表明:采用质子交换膜双侧同时化学镀铂／铂钌的方法,催化剂镀层与质子交换膜结合力良好,镀层纯净均匀无皲裂;在新型双催化层膜电极中从质子交换膜到扩散层方向形成了催化剂浓度梯度、孔隙率梯度和疏水／亲水性梯度3个梯度,有利于传质及反应物的电化学反应,从而提高微型直接甲醇燃料电池MEA的性能．
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  采用相继增压改善船用柴油机排放的数值模拟

  高占斌1,2, 王银燕1, 何清林1, 王贺春1

  2013, 34(6): 631-636. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.003

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  为了减少船舶柴油机的有害排放,在TBD234V12船用柴油机原机常规增压系统的基础上,进行了大小涡轮增压器3区相继增压设计,建立了TBD234V12船用柴油机采用大小增压器3区相继增压的准维仿真模型．应用试验实测的标况缸压曲线验证了计算模型的有效性,且在该柴油机作为船舶主机推进特性工况下, 对常规增压系统原机的油耗、涡前排温的计算结果与试验结果进行对比,吻合较好,验证了模型在变工况条件下的准确性．对采用大小增压器3区相继增压柴油机推进特性工况的排放进行数值模拟研究,结果表明:在1TC-S,1TC-L和2TC区相继增压NOx和Soot值比原机常规增压在中低负荷工况下的排放浓度都有明显的降低,燃油消耗率也有所下降,为船用柴油机采用大小增压器相继增压降低排放提供了理论依据．
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  半主动空气悬架多模式切换控制模型的分析

  汪少华, 陈龙, 孙晓强

  2013, 34(6): 637-642. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.004

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  为提高半主动空气悬架车辆的综合性能,结合半主动空气悬架的性能特点,提出了符合车辆实际行驶工况的高度和阻尼联合控制模式.针对车身高度控制和阻尼自适应调节之间的耦合问题,采用了基于车身高度切换优先的模式控制策略.应用切换系统理论对半主动空气悬架的控制模式和模式切换过程进行了描述,并采用逻辑判断方法制定了各模式之间的切换规则.根据车辆的燃油经济性和行驶通过性,确定了各模式之间的主要切换参数,在此基础上,基于Simulink／Stateflow进行了切换控制系统的建模和仿真,仿真结果表明:所设计的半主动空气悬架多模式切换控制系统能够对车辆运行状态进行有效的识别,符合系统多模式切换控制要求.
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  先导式疏水阀阀芯组件动力特性分析

  李树勋1,2, 胡建华1, 李连翠1, 徐晓刚1, 张兴1

  2013, 34(6): 643-649. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.005

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  针对高温高压大排量下先导式蒸汽疏水阀内流体作用下阀芯组件振动强烈的问题,运用顺序耦合法研究了流固耦合和弹簧力预应力作用下先导式疏水阀阀芯组件动力学特性．建立静态与预应力条件的阀芯组件动力学方程,采用ANSYS／Workbench有限元软件,计算阀芯组件的频率和振型;探讨了不同细长比、不同约束方式对阀芯组件模态的影响趋势．结果表明:在预应力作用下,阀芯组件频率与振型的变化不大;阀芯直径越大,其模态频率越大;采用一端固定一端自由约束时其频率最小,两端固定约束时频率最大．
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  三种设施蔬菜生产方式的生命周期评价

  沈军1,2, 高丽红1, 张真和3, 王仲4, 陈青云1

  2013, 34(6): 650-657. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.006

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  为了确定设施蔬菜生产对环境的影响程度及影响因素,应用生命周期评价(LCA)方法对3种蔬菜生产方式的生产过程进行了分析评价．结果表明:3种蔬菜生产方式对环境影响较大的是能源消耗、水资源消耗、全球变暖、环境酸化和水体富营养化;农作环节对环境的影响要大于农资生产环节,但无公害生产方式的农作环节对环境的影响只占农资生产环节的47.2％;运输环节对环境的影响较小．芬洛温室蔬菜生产在能源消耗、全球变暖、环境酸化和水体富营养化方面影响较大,其中,全球变暖、环境酸化和水体富营养化分别是中国人均基准值的58.3,32.5和15.1倍;而日光温室蔬菜生产在水资源消耗、人体毒性、水体毒性和陆生毒性方面影响较大;从整体上来说,芬洛温室蔬菜生产对环境的影响是最大的,是日光温室和无公害生产方式的101倍和740倍.
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  分子印迹-固相萃取分离／富集EGCG试验

  张海晖1, 段玉清1, 秦宇1, 闫永胜2, 孙晓波3

  2013, 34(6): 658-662. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.007

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  为实现表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)的分离富集,研究了表面分子印迹聚合物对EGCG的吸附性能．以EGCG为模板分子,γ-氨丙基三乙氧基硅烷为功能单体,正硅酸四乙酯为偶联剂,以热聚合的方式在微米硅胶表面制备分子印迹聚合物(MIPs),采用红外光谱、元素分析和扫描电子显微镜对其表征,并通过静态和动态固相萃取研究MIPs的性能．结果表明:当以pH 5的去离子水为吸附溶剂、吸附温度25 ℃时,MIPs的吸附量是NIPs的2.8倍,且该吸附过程符合Scatchard模型;MIPs对EGCG的吸附在4 h内即可达到平衡,该动力学过程符合准一级速率方程;MIPs对EGCG的选择性系数分别是其结构相似物EGC,C,EC,GCG和ECG的13,26,12,9和11倍,对其结构类似物的选择性大小的顺序为C,EGC,EC,ECG,GCG;MIPs-固相萃取能实现实际样品中EGCG的分离与富集．
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  可见／近红外半透射结合CARS方法在线检测脐橙SSC

  孙通, 林金龙, 许文丽, 饶洪辉, 刘木华

  2013, 34(6): 663-668. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.008

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  为了实现赣南脐橙按内部品质分级,对赣南脐橙可溶性固形物 (SSC)进行快速在线检测研究．利用USB4000微型光纤光谱仪在0.3 m?s-1的输送速度下在线采集赣南脐橙的半透射光谱 (470～1 150 nm),并采用CARS变量选择方法对波长变量进行优选,对优选的波长变量应用偏最小二乘 (PLS)回归建立脐橙SSC在线预测模型,最后利用脐橙SSC在线预测模型对完全独立的预测集样本进行预测．研究结果表明:CARS能有效筛选有用的波长变量,提高预测模型的预测精度;与全光谱PLS模型相比,CARS-PLS模型的交互验证相关系数由0.871上升为0.934,交互验证均方根误差(RMSECV)由0.560％下降为0.412％;独立预测集样本SSC的预测均方根误差(RMSEP)为0.649％,SSC预测残差落在±1.0％界限以内的样本占总预测样本数的86.3％,基本可以满足脐橙SSC在线检测分级的需要．
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  基于非线性可鉴别的稀疏表示视频语义分析方法

  詹永照, 张珊珊, 成科扬

  2013, 34(6): 669-674. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.009

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  为了提高视频语义分析的准确性,提出一种基于非线性可鉴别的稀疏表示视频语义分析方法．该方法在K-SVD稀疏表示字典优化算法中引入了核函数和类别矢量,将稀疏表示特征映射到高维空间并使之满足类内离散度小、类间离散度大的Fisher准则,建立了可鉴别模型．使用该模型对字典的优化求解产生约束,形成了优化字典．将该字典用于求解视频特征的稀疏表示,同时提出了视频特征稀疏表示的分类鉴别准则来分析视频语义．在TRECVID 2007的新闻视频库上进行了视频语义概念分析．试验结果表明,该方法显著提高了视频特征稀疏表示的鉴别性,从而提高了视频语义分析准确性．
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  数字集群通信中GMSK信号的捕获

  蔡凡1, 黄佩诚2

  2013, 34(6): 675-680. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.010

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  针对国内某数字集群系统无法准确估计载波频率偏差,无法使用优于差分解调的准相干解调的问题,设计了一种捕获算法．该算法包含频率估计和符号同步两部分,前者根据集群系统中无线信号的特点及信号的帧格式针对性的设计,使得准相干解调算法得以采用．在频率估计算法中,采用导频信号进行频率估计,比较了多种频率估计算法的性能并给出相关仿真结果．在符号同步算法中,根据准相干解调对位同步性能的要求,利用训练序列完成最佳采样点的检测,保证最佳采样点的检测成功率．结果表明:捕获算法能够保证系统的频率估计性能和位同步性能,提高了系统的解调性能．
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  一种在机场视频中实现飞机自动挂标牌的新方法

  唐勇1,2, 胡明华1, 吴洪刚2, 王正宁3, 徐自励2, 何东林2

  2013, 34(6): 681-686. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.011

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  针对机场视频监视只能提供飞机图像信息无法提供航班号等标牌信息的问题,提出了一种视频与ADS-B数据融合实现在视频中对飞机自动挂标牌的新方法．首先对视频进行图像跟踪获得飞机图像坐标,再通过在机场地图与视频图像上分别选取4个及以上点、线对应计算出两个投影平面之间的单应矩阵把图像坐标映射成地图坐标,最后把图像跟踪数据与ADS-B监视数据融合实现视频中飞机自动挂标牌．在图像上选取点时存在图像坐标测量误差,对由此导致的坐标转换误差进行了推导,并分析了点对应的几何布局对目坐标映射误差的影响．用成都双流国际机场的实测数据进行了试验．结果表明,该方法能有效实现在视频中对飞机自动挂标牌．
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  集成边缘和区域信息的格子波尔兹曼模型图像分割

  温军玲1,2, 严壮志1, 孙玉彪1, 林笑曼1

  2013, 34(6): 687-692. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.012

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  针对传统水平集方法计算耗时、需要重新初始化等问题,提出一种基于格子波尔兹曼(LB)模型的图像分割方法．该方法引入图像的边缘信息作为LB演化方程的松弛因子,引入区域统计信息作为LB的有源项,二者作为内力和外力共同控制活动轮廓的演化．为了验证该模型,分别对合成图像和真实图像进行了分割试验,并与活动轮廓模型的GAC和CV模型进行了比较,采用面积交迭度和误分率两种指标进行客观评价．结果表明,所提出的算法具有编程简单、计算快速、无需重新初始化的优点,且能实现可选择的全局或局部分割．
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  高升限战机座舱压力的调节策略

  高海朋, 刘猛, 王浚

  2013, 34(6): 693-698. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.013

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  为了解决国内高升限战斗机因座舱高度超出减压病阈限高度,不能满足座舱环境基本要求的问题,提出了座舱压力的调节策略．分析典型型号战斗机座舱压力现状,将目前余压29.4 kPa提高到34.4 kPa,可满足高升限座舱环境基本要求．若适应“下降救生”到“继续飞行”的战略战术转变,保证战斗机具有座舱减压后仍能在高空飞行的能力,保证战时空中优势,座舱压力环境须满足更高要求,故基于减压病评定指标和迅速减压评定指标,提出余压44.4 kPa座舱压力控制方案．结合战斗机飞行剖面,对座舱压力调节系统进行动态仿真,对比不同余压值对飞行过程座舱压力环境的影响．结果表明,余压44.4 kPa座舱压力控制方案满足战略战术转变要求,能够保证战时空中优势．
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  基于SUKF的海洋溶菌酶发酵菌体浓度软测量

  朱湘临1, 何裕俊2, 孙谧3, 王跃军3

  2013, 34(6): 699-703. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.014

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  为准确、实时地测量海洋生物酶制剂发酵过程中的菌体活性浓度，提出了基于SUKF(scale unscented transformation kalman filter)算法的非线性状态估计软测量.算法采用Kalman滤波框架，嵌入非敏变换，通过变尺度变换有效解决发酵高维非线性模型采样的聚集劣化效应.在σ点集对称采样策略中，根据发酵各维均值的先验信息增加了均值点.通过采用交叉检验办法选择模型参数，并将算法与支持向量机、径向基神经网络算法进行了试验比对.结果表明，SUKF软测量的训练和测试最小方均根统计误差减少2%左右.该软测量方法不需要建立精确的发酵模型和观测模型.对于非线性系统辨识，SUKF具有更好的泛化性能，且方法精度高.
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  制备方法对聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液性能影响

  辛华, 李小瑞, 沈一丁, 陈杰

  2013, 34(6): 704-708. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.015

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  以物理共混、物理复合、引入双键交联3种方法分别制备阳离子聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液,重点研究制备方法对PUA乳液及乳胶膜性能的影响．粒度分布结果表明:物理共混所得PUA乳液平均粒径最大,为178.7 nm;物理复合所得最小,仅为50.9 nm．透射电镜扫描结果表明:引入双键交联改性所得PUA乳胶粒为球形,呈明显的核-壳结构;物理共混及物理复合所得乳胶粒也呈球形,但粒径分布较宽,且粒子边缘模糊．引入双键交联改性所得PUA乳胶膜的力学性能、耐水性高于物理共混和物理复合改性,其结晶度介于物理复合与物理共混之间．热失重分析表明物理共混方法所得PUA热稳定性弱于其他2种方法．
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  摩擦氧化物在钢的高温磨损中的形成和作用

  杨子润1, 王树奇2, 孙瑜1, 庞绍平1

  2013, 34(6): 709-714. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.016

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   采用销盘式磨损试验机对3Cr3Mo2V铸钢和3Cr13钢在环境温度200 ℃和400 ℃进行干滑动磨损试验．研究结果表明:摩擦氧化物对高温磨损行为和磨损机制有显著的影响,而摩擦氧化物的减磨作用取决于其数量和基体状况,并与钢的成份和显微组织密切相关．3Cr3Mo2V铸钢在200 ℃形成少量摩擦氧化物,对于回火屈氏体和回火马氏体可以完全阻止金属-金属粘着,为氧化轻微磨损;对于回火索氏体,由于基体硬度低导致大量塑性变形,加速氧化物剥落,为氧化磨损;3Cr13钢中高的铬含量阻碍摩擦氧化物的形成,200 ℃为粘着磨损,400 ℃由于基体的热软化,为氧化磨损．回火屈氏体磨损量最低,回火索氏体最高．
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  2.25Cr-1Mo-0.25V钢的凝固行为及铸态组织

  张永涛1， 尚海龙1， 刘和平2， 胡朝备3， 黄丽琴1

  2013, 34(6): 715-718. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.017

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  为研究新一代加氢反应器用2.25Cr-1Mo-0.25V钢在制备过程中显微组织的演变行为,借助激光共聚焦扫描显微镜、扫描电镜、透射电镜及X射线衍射仪等,研究了钢的凝固行为和铸态组织．结果表明:钢在自液相冷却的过程中,首先凝固析出δ铁素体,随后δ铁素体与残留液相进行包晶反应生成奥氏体,最后剩余的δ铁素体同素异构转变为奥氏体,黑色裂纹同时伴随生成．铸态试样的显微组织为由贝氏体铁素体基体和岛状M-A组元构成的粒状贝氏体,并含有少量细小的 ε-碳化物、M7C3、M3C及MC型碳化物;铸态组织中合金元素虽有一定偏聚,但未与贝氏体铁素体和M-A组元所在相区联系．
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  基于磁控溅射制备的纳米铜薄膜的激光微冲击试验

  刘海霞1, 叶云霞2, 薛青2, 陈瑞芳2, 花银群1,2

  2013, 34(6): 719-722. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.018

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  应用激光微冲击强化处理技术,对不同磁控溅射参数下制备的纳米铜薄膜进行了强化处理,并对其表面形貌、硬度、弹性模量进行了测试和分析．结果表明:纳米铜薄膜经激光微冲击处理后,SEM显示薄膜表层的铜晶粒发生了明显的塑性形变,在厚度方向上被压平,晶粒边界处的细小空隙被填充,表面变得致密,颗粒尺寸明显增大．在每组试样的冲击区和非冲击区进行了多组纳米压痕试验,以确定冲击后铜薄膜力学性能的变化．经测试,各组试样冲击处理的条件不同,薄膜力学性能变化有所差异;硬度最小的也增加了38.84％,硬度增加最大的达到106.58％;弹性模量最小提高了14.62％,弹性模量最大提高了134.82％．
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  预制夹芯保温墙体FRP连接件的力学性能试验

  杨佳林1, 薛伟辰1, 栗新2

  2013, 34(6): 723-729. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.019

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  针对预制夹芯保温墙体中FRP连接件的受力性能直接影响到墙体安全性的问题,以上海市某安居工程为背景,通过FRP连接件的拔出试验和抗剪试验,对FRP连接件的抗拔承载力、抗剪承载力、破坏形态、荷载-滑移关系与荷载-应变关系进行了研究．结果表明:FRP连接件的抗拔承载力为23.5 kN,平面内和平面外两种不同布置方案的抗剪承载力分别为19.6 kN和12.6 kN,满足工程设计要求,并具有较大的安全储备．并对预制夹芯保温墙体的热工性能进行了研究,结果表明:采用FRP连接件的预制夹芯保温墙体的传热系数K=0.407 W?(m2?K)-1,满足国家建筑节能标准要求．
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  粉煤灰对磷酸钾镁水泥性能的影响

  周序洋1,2, 杨建明3

  2013, 34(6): 730-735. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.020

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   测试了不同粉煤灰掺量和酸碱组份比例的磷酸钾镁水泥(MKPC)浆体的抗压强度、水养护剩余强度和初始水化温度,分析了MKPC硬化体的物相组成和显微结构．结果表明:由于复合缓凝剂有效延缓了MKPC浆体的早期水化反应速度,MKPC最佳酸碱组份比例较掺硼酸盐的MKPC降低50％以上;掺适量的粉煤灰(FA)可使MKPC的水稳定性明显提高,其中酸碱组份质量比为1.0∶3.0、m(FA)/m(FA+MgO)=20%的MKPC硬化体,在水养护条件下的剩余抗压强度率超过90％．酸碱组份质量比的降低可减少MKPC硬化体中磷酸盐的溶解和水化产物的水解,FA对MKPC浆体的物理、化学作用使MKPC硬化体的结构更加致密,从而使硬化体早期水稳定性明显提高．
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  有限链环R=Fp［u］/<uk>上长为psn对偶码结构

  韩牟1, 田立新2, 赵加1

  2013, 34(6): 736-740. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.021

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  为促进有限链环上循环码的编、译码在工程上的应用,研究了有限链环R=Fp［u］/<uk>上长为psn重根循环码的对偶码的结构,利用有限链环R中的MS多项式,给出了扩环中的埃尔米特内积与环R中离散傅里叶变换系数之间的关系,并证明了码C的对偶码为C的零化子在共轭映射下的像,最终获得了环R上长为psn对偶码的结构．从而为有限链环R=Fp［u］/<uk>上的编码和译码应用研究提供了理论依据,同时也为利用纠错码构造在实际应用中可行的具有抗量子特性的轻密码算法奠定了基础．
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  可列非齐次循环马氏链的遍历性

  王蓓, 石志岩

  2013, 34(6): 741-744. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2013.06.022

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  研究了一类特殊的非齐次马氏链——循环马氏链的C-遍历性.首先给出了非齐次马氏链强遍历和C-强遍历的概念,同时考虑非齐次马氏链的转移概率矩阵是循环的情形,引入可列非齐次循环马氏链的概念.若从初始时刻开始的d步转移矩阵是C-强遍历于某常数矩阵T1,则从任意时刻开始的d步转移矩阵都是C-强遍历的,且收敛到的常数矩阵均可由T1和转移矩阵给出.最后在d步转移矩阵C-强遍历的条件下,结合转移矩阵循环的性质,分段讨论后,得到可列非齐次循环马氏链的C-强遍历性质.