江苏大学学报（自然科学版）

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混合动力电动汽车动力切换协调控制综述

何仁, 束驰

2014, 35(4): 373-379. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.001

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针对混合动力电动汽车工作模式的多样性带来模式之间切换及协调控制等问题,研究了混合动力电动汽车动力切换及协调控制技术,分析了混合动力电动汽车动力切换协调控制问题的产生机理,从发动机转矩参数实时获取、建模工具、控制策略、试验方法等方面分析了国内外有关混合动力电动汽车动力切换协调控制技术的研究现状,研究了动力切换协调控制的具体控制方法,提出了今后需要研究的关键技术:能够反映并联混合动力电动汽车动力切换瞬态特性的整车动力学建模;基于模型预测的电动机转矩补偿控制技术;动力切换及协调控制的试验研究;动力切换时的瞬态稳定性分析方法．

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低温等离子体降低柴油机多环芳香烃的试验

蔡忆昔, 董淼, 李小华, 江飞, 韩文赫

2014, 35(4): 380-385. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.002

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在186FA单缸柴油机上,采用玻璃纤维滤纸及XAD2吸附管采集低温等离子体(nonthermal plasma,NTP)作用前后多环芳香烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)样品,结合气质联用分析技术,研究了不同工况下NTP对PAHs的作用效果.结果表明:原机中二环和三环PAHs的质量浓度随负荷的增加呈先升高后降低的趋势,四环及五环PAHs的质量浓度随负荷的增加先降低后升高;NTP对屈(Chrysene)的去除效果最好,去除率最高可达78.63％;NTP作用后,PAHs排放总量明显降低,最大降幅达到37.87％;NTP作用前后各环PAHs平均排放质量浓度均随环数的增加而降低,二环PAHs所占百分比最大,NTP作用后各环的PAHs平均排放质量浓度均比原机有所降低,降幅为17.9％～31.0％.

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发动机缸内环境下二甲醚喷雾特性的试验

孙敬1,2, 张光德1, 三村昂2, 金野满2, 若林大辉2

2014, 35(4): 386-390. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.003

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采用只能拍摄液态喷雾形态的背景散射法,在定容容器内模拟增压发动机实际压力和温度条件,利用超高速摄像机,观察二甲醚喷雾形态．研究了缸内环境、喷射压力、喷孔直径等因素对二甲醚喷雾特性的影响．结果表明:受喷射速度影响,喷雾贯穿距离随着喷射压力的增加而增大;喷雾液态贯穿距离随喷孔直径的增加而增加;在增压发动机高温、高压条件下,由于缸内气体密度和温度增加,喷雾贯穿距离减小;只在常温条件下,二甲醚喷雾周围才出现液滴;与柴油喷雾相比,二甲醚喷雾蒸发更迅速;2种喷雾的外缘处均呈现卷吸状,柴油喷雾分裂是液滴不断破碎微粒化,二甲醚喷雾分裂则是从喷雾液核开始直接迅速蒸发．

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FFU内部结构优化的数值模拟和试验

王军锋, 胡维维, 张铮, 吴琦

2014, 35(4): 391-396. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.004

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采用数值模拟和试验相结合的方法对风机过滤单元(fan filter unit,FFU)的内部结构进行了优化.利用CFX软件获得内部流场分布,对比模拟结果与实测结果,发现误差在可接受范围内,证明了模拟结果的可靠性.基于节能和均匀送风的原则对FFU的内部流场进行了分析,提出了优化方案.对造成漩涡的流道突扩结构进行了修改,通过模拟发现漩涡明显消失,流动更加顺畅.重新设计了导流装置,解决了导流板出口的切线方向的速度远大于其他区域的问题,实现了均匀送风.改进了实际设备,并用FFU性能测试台进行了测试,结果表明:优化之后的FFU出风更均匀,静压更高,在高风速工况下空气动力效率也得到提升.

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二维后向台阶层流传热特性的数值模拟

仲敏波1, 谢纬安2, 袁银男1,2, 喜冠南1，2

2014, 35(4): 397-402. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.005

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建立了二维不可压缩后向台阶流动的数值模型,在Re=100～400内研究了雷诺数、台阶高度(S)、平板间高度(H)变化对台阶下游底面努塞尔数Nu分布的影响．结果表明:台阶扩张比ER一定,台阶下游上壁面出现次回流区后,Nu分布曲线下降段的曲折点位置固定,增大Re能提高曲折点上游的Nu,但对曲折点下游Nu影响不大;保持S不变,减小H,ER由1.33增加到3.00,Nu的变化范围增大,峰值向上游移动;保持H不变,增大S, NuH变化分成2部分,ER由1.33增加到2.00, NuH峰值基本不变,位置向下游移动,ER由2.00增加到3.00,NuH峰值快速增加,位置基本不变．

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阶梯型百叶窗翅片的热力性能分析

王迎慧, 薛成成, 胡自成, 李昌烽, 王谦

2014, 35(4): 403-407. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.006

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针对阶梯型百叶窗和百叶窗翅片分别建立三维模型,通过数值模拟方法得到两类翅片流动传热单元内的空气流场、温度场与压力场分布,据此比较分析二者的热力性能差异．结果表明:阶梯型百叶窗翅片的传热因子j和摩擦因子f均高于普通百叶窗翅片,雷诺数Re在558～2 510范围内,前者j因子较后者高出29.8％～18.6％,f因子增加39.7％～58.9％;雷诺数较低时,阶梯型百叶窗翅片的热力性能指标j／f 1／3高出百叶窗翅片最高达16％;雷诺数高于2 232时,二者的差别则低于3.2％;阶梯型百叶窗翅片在低雷诺数条件下热力性能提高明显,对于较高的雷诺数,其优势减弱显著．

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农业用地土壤重金属综合评价方法

王圣伟1,2, 刘刚2, 冯娟2, 张天蛟2

2014, 35(4): 408-415. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.007

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利用6种重金属元素Pb,Cd,Cu,Cr,Zn和类重金属As构建综合评价标准,提出生态毒性和健康因子相结合的模糊修正综合评价模型．利用Hakanson毒性系数修正方法进行生态和人体健康毒性因子的权重归一化,对比验证表明模型具有较高的分辨率和有效性．引入农田土地分等AEZ方法进行重金属评价比较,对比研究区域47个农用地土地分类图斑的综合评价结果,其中有一定重金属污染程度的土地占总数29.8％,面积比例为32.1％,土地分类级别与重金属污染具有一定的正比效应．研究结果表明所提出的方法适用于农田土壤的重金属综合评价决策．

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基于骨架驱动的网格模型变形方法

陆友太1,2, 周来水1, 李运平1, 王志国1

2014, 35(4): 416-421. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.008

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为更好地实现网格模型的约束变形,结合仿射变换思想和广义元球变形技术,提出了一种基于骨架驱动的网格模型变形方法．在确定兴趣区域后,通过创建兴趣区域网格模型的骨架模型,将兴趣区域上的网格顶点映射到骨架线上;然后,根据需要选择相应的带势函数的变形模型(旋转、平移或缩放),并给出变形目标;最终根据兴趣区域网格顶点与骨架的映射关系,计算出网格顶点变形后的新位置,得到变形结果．针对平移变形出现的失真问题,运用旋转修正方式进行了修正．试验结果表明,该方法直观、有效,并能很好地保持网格模型的局部特征,可灵活地实现网格模型的旋转、平移、缩放等变形操作．

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基于Fisher判别的分布式K-Means聚类算法

彭长生

2014, 35(4): 422-427. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.009

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为了解决集中式聚类算法不能处理海量大数据的问题,提出基于Fisher 判别确定置信半径的分布式聚类算法．应用网络上各个节点的计算、存储能力,以及网络的带宽,将聚类所需的时间复杂度和空间复杂度平摊到各个节点．通过应用Fisher线性判别找到节点在同一子类数据上的稠密和稀疏分布,从而快速确定聚类的置信半径并指导下一步的聚类过程,使得保持聚类精度的同时能提高分布式聚类的速度．对算法进行了数值模拟,并使用真实数据完成了试验．结果表明,所提出算法相比DFEKM聚类算法,能根据数据分布的不同在聚类结果和聚类速度上达到很好的平衡,这表明该算法具有更好的健壮性．

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半主动式结构的蓄电池-超级电容器复合电源

王琪1,2, 孙玉坤1,2,3, 陈坤华1,2, 黄永红1,2, 嵇小辅1,2

2014, 35(4): 428-433. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.010

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为减弱脉动负载对蓄电池循环寿命的影响,设计了一种应用于脉动负载的半主动式蓄电池-超级电容器复合电源．将蓄电池组经过一个双向DC-DC功率变换器与超级电容器组并联,从而向脉动负载供电．复合电源系统的控制目标是:在负载脉动的情况下,使得蓄电池的输出电流几乎恒定,其幅值等于负载的平均电流,而超级电容器主要承担负载电流中的动态分量,从而延长蓄电池循环寿命．分别对半主动式和被动式蓄电池-超级容器复合电源在MATLAB 7环境下进行建模和仿真．仿真结果表明,采用半主动式结构的复合电源相比于被动式结构,其蓄电池组的放电电流更平滑、放电过程得到了优化．

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使用串联有源滤波器降低直流电源纹波

李辉

2014, 35(4): 434-437. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.011

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将串联型有源滤波器用于降低直流电源纹波,以满足高精度大功率稳压直流电源的低纹波供电需求．分析已有直流电源中有源滤波方案的优缺点,在此基础上将有、无源滤波措施结合,提出一种新的串联混合型直流有源滤波器．无源器件滤除主要直流纹波成分,有源模块用于提高滤波效果．电路结构保证滤波器中有源模块不承受直流电压,不流过直流电流,易于实现．基于传递函数理论建立有源滤波器S域数学模型,并分析控制系统性能．将单环反馈控制和阻抗合成技术结合,这种复合控制策略能够有效提高有源滤波器的滤波效果,并通过仿真和试验结果验证提出方案的有效性．

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组合箱梁的栓钉剪力连接件的受力性能分析

冯剑平1, 黄平明1, 王树来2, 朱郑3

2014, 35(4): 438-443. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.012

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为验证有限元分析方法研究栓钉剪力连接件受力性能的可行性和准确性,首先介绍了栓钉剪力连接件的受力机理;其次应用有限元软件ANSYS建立了某大桥组合箱梁的栓钉剪力连接件的实体模型;最后基于有限元模型,对影响栓钉剪力连接件抗剪承载力的混凝土强度等级、栓钉的直径、栓钉的长度、栓钉的材料强度、是否设置贯穿钢筋等5个相关参数进行相应的分析.通过将其计算结果与经验公式进行对比分析,得到了栓钉连接件极限抗剪承载力的建议公式,为以后的实际应用和设计计算提供参考．

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长大纵坡沥青路面车辆动载响应黏弹性分析

曹卫锋1,2, 吕彭民1

2014, 35(4): 444-451. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.013

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为研究车辆载荷作用下长大上坡沥青路面的动力响应规律,以东风EQ1108G6D13车辆作为代表车型,通过上坡车辆载荷计算模型以及研究路面的黏弹性本构关系在有限元分析中的实现,建立路面的三维瞬态黏弹性有限元模型,并进行非线性求解,分析坡度、载荷大小和环境温度变化时的动力响应规律,并根据仿真分析结果,进行动力响应现场实测试验．结果表明:随着坡度的增加,动力响应增加的幅度很小;动力响应随载荷和温度的增加有明显的增加,增加幅度较大,尤其在高温时增加幅度很大;对于所研究的路面结构,纵向剪应变最大值出现在路表下方5 cm附近,横向剪应变最大值出现在路表下方5～17 cm处．因此,中面层最易遭到剪切破坏,应提高其抗剪切能力．仿真数据与试验实测数据误差基本在20％以内,表明该模型能较好的模拟爬坡车辆作用下沥青路面的动力响应．

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RPC构件的宏观裂缝和微观结构关系分析

金凌志1, 何培1, 付强1, 陈敏2

2014, 35(4): 452-456. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.014

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为了研究活性粉末混凝土(RPC)构件良好的内部结构组织,分别对不同温度下的3根RPC梁进行静载试验,观察其裂缝的开展情况．利用扫描电子显微镜(SEM)对活性粉末混凝土的微观结构进行研究分析．结果表明:高温养护的RPC更具有良好的内部结构组织,在同级荷载下,高温养护的RPC构件比常温养护的裂缝开展宽度相对小些;RPC中的水泥水化产物中主要的是C-S-H凝胶、其次是Ca(OH)2,没有发现钙矾石等其他水化产物;RPC中没有粗骨料,颗粒之间没有明显的界面过渡区,所以抗裂性更好;钢纤维的加入,填充了RPC的内部缺陷,减少了微裂缝数量,提高了RPC的界面强度．

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定侧压荷载作用下引气混凝土的强度性能

商怀帅1,2, 罗健林1

2014, 35(4): 457-462. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.015

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为准确认识复杂应力状态下,引气混凝土材料的性能特征,对强度等级为C30的引气混凝土进行了双向非等比例加载下的受压试验，观察了引气混凝土试件在双向非等比例荷载作用下的破坏模式和试件表面裂缝的特征．结果表明:与单轴强度相比,引气混凝土在定侧压应力下双轴抗压极限强度有较大程度的提高,提高程度在侧压应力系数为0.50时达到最大,然后提高程度会随侧压应力的继续增加而有所降低;将本试验结果与其他试验结果进行了比较分析;在此基础上,建立了考虑侧压应力比影响的强度准则,为处于复杂受力状态下的引气混凝土结构的有限元分析提供试验和理论依据．

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公路梁桥车桥耦合振动模型试验设计及校验

桂水荣1,2, 陈水生1, 万水2

2014, 35(4): 463-469. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.016

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根据公路桥梁车桥耦合振动特性及结构动力模型试验的相似理论,基于π定理,采用量纲矩阵分析方法,推导了车桥耦合振动模型试验相似律．几何相似比尺取10,计算了车桥耦合振动缩尺模型试验系统的相似常数;以30 m简支梁桥和330 kN载重汽车为原型,设计制作了包含有机玻璃模型桥、试验小车及附属部分的车桥耦合振动模型试验系统．通过试验测试与理论分析对比,校验了模型桥、试验小车动力特性;以单车荷载按正常行车道位置行驶在光滑桥面为例,研究了模型桥的静态和动态响应,并将模型桥测试结果与Matlab数值模拟结果对比,校验了车桥耦合振动相似理论．研究结果表明:提出的车桥耦合振动缩尺模型试验相似律关系正确,设计制作的车桥耦合振动模型试验系统可行,模型桥基频误差为0.01 ％,模型试验车基频理论值与实测值相差3％,试验测试结果可靠．

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不同品种水泥的光纤导光混凝土抗侵蚀性能

王信刚1, 王凯2, 陈方斌1, 叶栩娜1

2014, 35(4): 470-473. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.017

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分别用普通硅酸盐(P·O)水泥和快硬硫铝酸盐(R·SAC)水泥作基体制备光纤导光混凝土,进行了抗硫酸盐侵蚀和抗碱溶液侵蚀试验,采用X 射线衍射仪和环境扫描电镜,研究了不同品种水泥制备光纤导光混凝土的抗侵蚀性能和微观结构．结果表明:碱溶液养护对R·SAC水泥为基体的光纤导光混凝土的强度具有更为明显的破坏作用;R·SAC水泥为基体的光纤导光混凝土在碱溶液中养护后,其外观泛黄现象和腐蚀程度最为明显, 且碱溶液对光纤导光混凝土的腐蚀程度远大于盐溶液;光纤导光混凝土在碱溶液中养护后,其光纤与基体间界面处结合不够紧密,出现较明显缝隙或微缺陷,可导致光纤导光混凝土力学性能下降;光纤导光混凝土水化产物中存在团絮状C-S-H凝胶、针棒状钙矾石、柱状石膏、六方薄板状羟钙石和球状铝胶,它们相互交织,结合比较致密．

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球形NaLa(MoO4)2∶Eu3+的微波辐射合成与发光性能

戴沈华1,2, 彭富林3, 朱媛媛3, 何秀明2, 郭新立1

2014, 35(4): 474-478. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.018

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利用微波辐射加热的方法合成了均匀的球形NaLa(MoO4)2粉体颗粒,研究了CTAB对粉体形貌的影响,并用激光粒度仪测定了其粒径分布.结果表明:CTAB改善了粉体形貌,球形颗粒的均一性也得到了提高.当CTAB的加入量为20 mmol·L-1时颗粒分布窄,中心粒径D50=0.854 μm,有利于在芯片基底上形成致密的荧光粉涂层.使用XRD,TEM和EDS测定了结构和成分,表明粉体颗粒为纯四方相的NaLa(MoO4)2多晶颗粒,且未检测到杂质元素的存在.NaLa(MoO4)2:Eu3+的室温光致发光谱表明了样品可以被紫外、近紫外和蓝光有效激发,从而发射波长为616 nm的高强度红光,使其在 LED领域有潜在的应用价值.

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MGH956合金TIG焊接接头组织和性能

雷玉成1,2, 赵凯1, 黄巍1, 梁申勇1, 郁雯霞3

2014, 35(4): 479-483. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.019

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分别以自制的高镍焊丝和MGH956合金基体为填充材料,对1.3 mm厚的MGH956合金进行TIG焊接,对比分析两种情况下接头的微观组织及其力学性能．以高镍焊丝作为填充材料进行焊接时,与填加基体相比,焊缝晶粒得到细化,孔洞减少,焊缝中生成了TiC等增强相,保证了焊缝较好的力学性能;同时,基体中的纳米级增强相Al-Y-O复合氧化物团聚倾向降低．力学性能试验表明:填加基体材料的焊缝抗拉强度仅为母材的57％,焊缝出现软化;填加高镍焊丝的焊缝出现硬化,抗拉强度为581 MPa,达到母材强度的80.7％;两种情况下,热影响区硬度与母材相当,接头都表现为脆性断裂．

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SO42-／Zr-MCM-48和SO42-／Al-MCM-48的制备及催化性能

姜廷顺, 贾佳, 马艳, 王倩, 赵谦

2014, 35(4): 484-487. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.020

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水热法合成出M-MCM-48(M=Al, Zr)介孔分子筛,通过浸渍法用H2SO4对M-MCM-48进行修饰,得到SO42-／M-MCM-48固体酸催化剂．采用XRD、 N2吸附—脱附和NH3-TPD等方法对样品进行表征,并通过苯酚与叔丁醇烷基化反应考察了所制备固体酸催化剂的催化性能．结果表明:经H2SO4修饰后得到的SO42-／M-MCM-48样品仍然具有MCM-48典型的立方介孔结构,但其比表面积略有降低,介孔有序性均下降．烷基化反应结果表明:SO42- ／Zr-MCM-48催化剂显示出最高的催化活性,SO42-／Zr-MCM-48对苯酚的转化率和2,4-二叔丁基苯酚选择性要明显高于SO42-／Al-MCM-48,在反应温度为140 ℃时苯酚转化率高达91.6％．

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光磁耦合技术降解亚甲基蓝染料废水

吴春笃1,2, 蒋志辉1, 解清杰1, 郑坤1

2014, 35(4): 488-492. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.021

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针对偶氮类难降解有机物的染料废水具有色度大、难降解等问题,模拟了具有偶氮结构的亚甲基蓝染料废水,对光磁耦合技术降解亚甲基蓝染料废水进行了研究,讨论了二氧化钛投加量、磁场、亚甲基蓝溶液初始质量浓度、pH值和光照时间对降解亚甲基蓝溶液效果的影响．试验结果表明:磁场有助于加强改善光催化氧化作用,增强亚甲基蓝溶液废水的降解效果;在场强为250 mT的磁场作用下,二氧化钛投加量1 g·L-1,亚甲基蓝初始质量浓度10 mg·L-1,pH=11,光照时间90 min条件下,光磁污水处理技术对亚甲基蓝溶液COD去除率和脱色率分别为82.76％和86.02％．对比亚甲基蓝溶液处理前后紫外-可见光谱图的变化,发现经光磁耦合方法降解后,偶氮键及苯环都受到破坏,大部分亚甲基蓝已经被氧化分解．

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扰动变系数组合KdV方程的同伦映射解

卢殿臣, 陈婷婷, 洪宝剑

2014, 35(4): 493-496. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.04.022

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利用同伦映射法求解了扰动变系数组合KdV方程双周期形式的近似解．首先通过一个函数变换将所要研究的扰动变系数组合KdV方程简化为扰动常系数组合KdV方程,然后引入一个同伦映射,通过傅里叶分析等手段求出原方程在给定初始条件下的近似解析解,主要是Jacobi椭圆函数形式的近似解．这些解在极限情形下有的可退化为双曲函数形式的近似解,有的可退化为三角函数形式的近似解,有的存在2种形式的近似解．最后给出了在微扰情形下变系数组合KdV方程的一次近似解和二次近似解．

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