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当期目录

    2010年, 第44卷, 第11期 刊出日期:2010-11-30 上一期    下一期
    自动化技术、计算机技术
    一种改进的多项式实根隔离算法
    刘栋,冯勇,张彩环,赵向辉
    2010,44 (11):  1477-1480. 
    摘要 ( 3286 )  
    基于Maple软件包Discoverer中Trealroot算法,提出了一个整系数一元多项式实根隔离的改进算法.采用以Descartes法则和一个特殊的高效区间牛顿算法为根数法则的二分法,彻底抛弃了泰勒平移,避免了泰勒平移在高次稀疏情况下对性能的拖累;同时避免使用Trealroot中2个经验值.改进算法对于高次稀疏多项式特别有效,而且越是稀疏,算法的效率越高.对大量随机多项式进行测试,并与Trealroot和realroot(Maple中的实根隔离程序)进行比较.实验数据表明,该算法对高次稀疏多项式的实根隔离有很高的效率.
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    四次带参Bézier曲线曲面的光滑拼接
    胡钢,戴芳,秦新强,张素霞
    2010,44 (11):  1481-1485. 
    摘要 ( 3331 )  
    针对复杂自由曲线曲面难以用单一曲线曲面表示的问题,研究了一种四次带参Bézier曲线曲面的拼接技术.在对四次带参Bézier曲线基函数及端点性质分析的基础上,给出了该曲线间G1、G2和C1、C2光滑拼接的充要条件.利用四次带参Bézier曲线与CBézier曲线间的拼接技术,解决了该曲线造型中圆弧和椭圆弧的表示问题.分析了2张双四次带参Bézier曲面片间G1光滑拼接的几何条件,并通过合理选取形状参数,进一步简化了该曲面的拼接条件.实例结果表明,该方法简单、直观、易实现,有效增强了四次带参Bézier曲线曲面表达复杂曲线曲面的能力,可广泛应用于各种CAD/CAM造型系统中.
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    二维布尔运算
    2010,44 (11):  1486-1490. 
    摘要 ( 2914 )  
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    基于优化CANDIDE模型的人脸动画
    葛美玲,姚莉秀,李鹃,杨杰
    2010,44 (11):  1491-1500. 
    摘要 ( 3252 )  
    使用CANDIDE模型,实现模型与照片人脸的快速自动匹配.在模型与人脸初步匹配后,对模型局部进行网格优化,提高了模型的表征力同时并不影响匹配速度.用基于薄板样条插值方法(TPS)的网格形变取代传统的移动网格结点的动画方法,有效提高了动画的真实感.实验结果显示,自动模型匹配让动画角色的更换工作变得快速易行,优化的网格形变产生的动画更加生动、自然.
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    基于LDA话题关联的话题演化
    楚克明,李芳
    2010,44 (11):  1501-1506. 
    摘要 ( 3287 )  
    话题演化可以帮助人们快速获取信息和了解趋势.提出了一种挖掘话题随时间变化的方法,通过话题抽取和话题关联实现话题的演化.对不同时间段的文集进行话题的自动抽取,话题数目在不同时间段是可变的;计算相邻时间段中任意2个话题的分布距离和话题的特征向量相似度实现话题的关联.实验结果证明,该方法不但可以描述同一个话题随时间的强度变化,还可以描述新话题的产生,旧话题的消失以及话题内容随时间的演化.
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    基于视觉结构相似度的离焦图像融合方法
    曹寅,蔡云泽,韩瑜
    2010,44 (11):  1507-1512. 
    摘要 ( 3483 )  
    针对融合多张部分聚焦图像的问题,从离焦图像质量评价角度出发,提出了一种基于视觉结构相似度的图像质量评价标准,并以此标准将离焦图像融合转化为一个优化问题.通过特殊设计进化算法,从源图像出发,优化出一个质量评价最好的图像作为融合结果.结果表明,通过该方法能够得到较好的融合结果,并在继承性和可靠性方面优于流行的多尺度方法和特征组合方法.
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    一个适合分布式网络的属性基加密方案
    张磊,曹珍富
    2010,44 (11):  1507-1512. 
    摘要 ( 2173 )  
    阐述了分布式网络中用加密方法保护交换数据的必要性,结合Ganglia网络,提出了一个适合于分布式网络的基于属性的加密方案.与其他方案比较表明,本方案定长的密文、高效的加解密流程以及良好的灵活性等特点在实际部署引用中具有实用价值。
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    异结构超混沌系统的同步控制策略
    刘玉良,朱杰,张华
    2010,44 (11):  1513-1518. 
    摘要 ( 3110 )  
    基于非线性动力学和李雅普诺夫稳定性理论,研究了异结构混沌系统及超混沌系统的同步控制策略,推导了异结构三维混沌系统及四维超混沌系统的同步控制器公式.该同步控制策略从信号产生和硬件实现两方面提高了混沌同步的灵活性, 符合混沌保密通信的要求,其作用效果均得到计算机仿真验证.
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    一种以SU-8为流道材料的集成微流体
    芦琦,陈翔,肖丽君,陈迪
    2010,44 (11):  1519-1523. 
    摘要 ( 3336 )  
    根据微流量传感器测热式原理,利用Comsol多物理场模拟仿真软件,对微流量传感器进行模拟仿真,分析了流量传感器的关键参数对其灵敏性的影响.在此基础上,设计了一种集成在微流体管道内的微流量传感器.以离子束刻蚀方法制作微电极,SU8负光刻胶直接制作流道,将该负光刻胶与聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行键合封装.最后,对该微流量传感器进行了流速测试.
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    动态环境下智能轮椅的路径规划与导航
    王丽军,王景川,陈卫东
    2010,44 (11):  1524-1528. 
    摘要 ( 3377 )  
    针对智能轮椅应用的动态环境,提出了一种自主规划和导航算法.采用分层递阶体系结构,设计了基于地图匹配的自定位方法,将路径全局预规划和在线重规划相结合,获得动态环境下导航的次优路径,并且设计了基于局部观测地图的行为控制与行为选择算法.智能轮椅样机的实验结果表明,所提出的方法在动态环境下具有较好的路径优化特性和安全性.
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    基于MRDS仿人机器人仿真平台设计
    尹航,言勇华
    2010,44 (11):  1529-1533. 
    摘要 ( 3910 )  
    为了辅助仿人机器人双足步行的步态实验研究,基于微软机器人开发工作室(MRDS),探讨了一种仿人机器人仿真平台的设计和实现.对虚拟环境中仿真机器人实体进行了建模,研究了面向服务思想下机器人应用程序的一般设计模式,实现了平台服务对机器人行为的并发协调控制.双足步态规划及基本视觉识别的测试表明,平台有效实现了仿人机器人多种基本行为的仿真,为步行及其他控制算法的研究及实验提供了支持和基础.
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    施工中隧道与运输车辆动态耦合的并行计算方法
    曹露芬,金先龙,吴惠明,杜新光,
    2010,44 (11):  1534-1538. 
    摘要 ( 3345 )  
    在隧道施工过程中为准确模拟运输车辆运行时对周围隧道的影响,建立了隧道及运输车辆的三维有限元模型.通过三维动态接触方法模拟轮轨、轨道隧道、隧道土体等的动力相互作用.利用显式非线性有限元法进行数值模拟,分析了运输车辆每节车通过工作井时隧道的动态响应.由于轮轨接触计算十分耗时,在递归坐标二分分区方法(RCB)基础上,结合上海超级计算机曙光5000A高性能计算机的体系结构,设计了基于轮轨接触均衡分区算法(WRCBB).分析并比较了两种并行算法的加速效果.结果表明,对于考虑接触的大型结构动力分析问题,接触均衡的分区方法具有更好的加速比与并行效率.
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    半开放式多车场车辆路径问题
    刘冉,江志斌,耿娜,刘天堂
    2010,44 (11):  1539-1544. 
    摘要 ( 3293 )  
    基于现代物流业发展的实际需要,提出半开放式多车场车辆路径问题,并建立了数学模型.由于半开放式多车场车辆路径问题具有NP-hard性质,为了有效求解,基于车辆路径问题中的经典路径构造算法和局域搜索算法,设计了求解所提出问题的节约算法、顺序插入算法和并行后悔插入算法.利用标准算例进行数值试验,分析了3种算法中的参数和所嵌入局域搜索方法对求解结果的影响,并对不同算法的求解结果进行了对比分析.
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    环境科学
    水环境中头孢他啶降解行为规律探讨
    顾佳萍,王朋华,袁涛,李金花,周保学
    2010,44 (11):  1546-1549. 
    摘要 ( 2942 )  
    利用高效液相色谱分析技术,研究了水环境中头孢他啶的降解行为规律,考察的影响因素包括温度、pH、水体类型、水体是否灭菌及光照等.结果表明,头孢他啶在试验条件下的降解过程符合一级动力学方程,半衰期为1.83 d.温度从5 ℃升高到45 ℃,头孢他啶降解速率加快了38.27倍;pH值从5升高到9,其降解速率加快了13.03倍;在污水中降解也较快.本研究为头孢他啶在水环境中的行为规律探讨和生态风险评价提供了基础数据.
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    污水厂头孢类抗生素去除规律及潜在风险评估
    王朋华,袁涛
    2010,44 (11):  1550-1555. 
    摘要 ( 3307 )  
    利用固相萃取高效液相色谱紫外检测(SPEHPLCUVD)分析方法,研究了不同季节5种头孢类抗生素在上海市两污水厂(MH和XZ污水厂)进水及出水中的含量水平及去除规律,并初步评价了其对受纳水体的潜在风险.结果显示,5种头孢类抗生素在污水厂进水(出水)中检出浓度(均值)为 1.12~2.75 μg/L(0.01~1.32 μg/L).综合MH污水厂的季节采样分析,发现7月份的检测浓度均低于其他3个月份,这可能与头孢类抗生素使用量的季节波动和温度升高促进其降解有关.比较分析两污水厂数据,结果提示氧化沟工艺对头孢类抗生素的去除效果比A2/O工艺好.另外,出水中的日流量计算结果表明,在不同时期,不同头孢类抗生素的排放负荷不同,对受纳水体的影响也不同.
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    硝基苯及其主要降解中间产物对发光菌联合急性毒性的影响
    朱骏,黄洋,赵浩,丁竹红,徐炎华
    2010,44 (11):  1556-1560. 
    摘要 ( 3286 )  
    研究了硝基苯及其主要降解中间产物邻硝基苯酚、间硝基苯酚和对硝基苯酚对明亮发光杆菌的单一毒性及多元混合联合毒性的影响.采用毒性单位法(TU)、加和指数法(AI)以及混合毒性指数法(MTI)进行了评价.实验结果表明,硝基苯、邻硝基苯酚、间硝基苯酚和对硝基苯酚半致死浓度的-log EC50值分别为3.21、3.40、3.30和4.15.这4种有机物二元、三元和四元混合溶液的生物毒性主要表现为部分相加或协同作用.
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    微针肋阵列通道中水的层流摩擦系数的模拟
    董丽宁,全晓军,郑平
    2010,44 (11):  1561-1565. 
    摘要 ( 3690 )  
    在Re数为5~400时,对22组不同几何尺寸及排列的方形叉排微针肋阵列通道中水的层流流动进行了模拟计算.研究了微针肋几何结构对层流流动摩擦系数的影响,简化了通道的几何参数,拟合出包含孔隙率、弯曲度、宽高比和Re数的摩擦系数关联式.与其他实验关联式相比,可以较为准确地预测摩擦系数值.
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    分段喷射对柴油机噪声与排放影响的试验和模拟分析
    石秀勇,乔信起,倪计民,郑媛媛
    2010,44 (11):  1566-1572. 
    摘要 ( 3355 )  
    研究了重型柴油机上有无预喷射、不同预喷油量和预喷间隔对燃烧噪声与污染物NOx和颗粒PM排放的影响,以及不同后喷油量和后喷间隔对NOx和颗粒PM排放的影响情况;利用CFD三维数值模拟分析了各参数的影响原因.结果表明:预喷射的引入,改善了燃烧噪声和燃烧过程的剧烈程度,并存在1.0 mg油量与/或45°CA间隔的预喷射方案而降低NOx生成且不增加颗粒PM的排放;后喷射的引入,降低了颗粒PM排放而对NOx生成影响很小.数值模拟结果揭示了后喷射引起的湍流运动是促进碳烟氧化的一个主要因素.
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    航空、航天
    电动力绳系离轨系统中绳索动力学研究
    孔宪仁,徐大富,廖俊,王本利
    2010,44 (11):  1573-1578. 
    摘要 ( 2971 )  
    基于电动力绳系离轨系统动力学建模问题,提出了一种考虑绳索弯曲变形特性的柔索模型.该模型可以反映在电动力拉力和重力梯度力作用下绳索的弯曲变形情况,以及绳索变形后对感应电动势和电动力拉力的影响,利用算例比较了柔索模型和其他常用哑铃模型的差异.同时,借鉴海底拖曳系统中绳索的建模方法,建立反映电动力绳系在离轨过程中振动情况的绳索振动模型.仿真结果表明,横向振动是电动力绳系在离轨过程中的主要振动形式.
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    进口导向叶片热气防冰系统试验
    董葳,侯玉柱,闵现花
    2010,44 (11):  1579-1582. 
    摘要 ( 3068 )  
    通过设计导向叶片热气防冰试验方案,开展了针对不同的外部结冰来流参数条件下导向叶片的防冰试验研究.得到了不同防冰热气引气流量下导向叶片表面温度的变化情况,通过摄像记录了整个试验过程.了解了防冰热气引气流量不足情况下导向叶片前缘以及叶盆的结冰情况.试验结果对于分析叶片结冰状态下表面流动换热机理,优化设计叶片内部热气流道,提高进口导向叶片的防冰能力有重要参考价值.
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    平流层平台柔性飞艇结构弹性分析理论
    高海健,陈务军,付功义,何艳丽
    2010,44 (11):  1583-1587. 
    摘要 ( 3017 )  
    基于工程弹性理论,对平流层平台柔性飞艇进行了结构分析.分别运用无矩薄壳理论和虚功原理推导了柔性飞艇应力和总体变形的计算式;将薄膜充气梁挠度计算式进行推广,运用叠加原理推导了柔性飞艇总体变形的解析表达式,计算结果验证了变形计算方法的正确性.给出了飞艇正常设计极限状态临界弯矩与最小气压计算公式.最后,对25 m验证飞艇进行计算,得到了浮心、重心等参数,进行了柔性飞艇的最小压力设计,讨论了飞艇承受的弯矩及其作用下的变形,为验证飞艇的设计提供依据.
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    生物医学工程
    可摘局部义齿不同加载条件下的三维有限元分析
    崔雯,王冬梅,王成焘,黄庆丰,张富强
    2010,44 (11):  1588-1594. 
    摘要 ( 3226 )  
    为分析对比3种可摘局部义齿修复重建肯氏I类缺失牙列的生物力学效果,对中国力学虚拟人数据库中现有模型进行改建,以此为基础形成三臂卡环固位、RPI卡环固位和种植体支持的RPI卡环固位3种不同方案的几何及有限元模型,导入ABAQUS6.51完成相应有限元分析,采用垂直载荷和斜向载荷,较好地模拟了口腔咀嚼过程.分析结果表明,RPI卡环固位义齿对抗垂直载荷与斜向载荷能力均优于三臂卡环固位义齿;有种植体支持的RPI卡环固位义齿对抗斜向载荷能力优于无种植体支持的RPI卡环固位义齿.
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    超定独立分量分析及其在结肠压力信号分析中的应用
    潘城,田社平,颜国正
    2010,44 (11):  1595-1599. 
    摘要 ( 3019 )  
    针对传感器个数大于源信号个数的情况,提出了一个超定独立分量分析(ICA)方法,并将其应用到人体结肠压力信号分析中.首先对结肠压力信号运用主成分分析(PCA)估计源信号个数,并将观测信号进行降维使其维数与源信号相等,从而将超定ICA问题转化为一个完备ICA问题;最后通过快速ICA算法估计出源信号.实验采用26组人体结肠压力数据,成功提取出结肠活动中具有生理意义的动力模式信号.
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    基于知识的模糊神经网络临床路径变异分析方法

    杜刚,江志斌,刁晓娣,姚阳
    2010,44 (11):  1600-1604. 
    摘要 ( 3709 )  
    探索了基于Mamdani、TakagiSugeno模型的模糊神经网络,以及BP神经网络在临床路径控制中的应用.提出了基于知识的模糊神经网络临床路径变异分析方法,以骨肉瘤化疗临床路径肝中毒变异为例进行了实例验证.分析了几种方法的有效性以及各自的优缺点.结果表明,在处理临床路径变异方面,基于知识的模糊神经网络与标准的BP神经网络相比,具有明显的优越性.
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    化学工程
    可降解血管支架的动态力学性能
    王一涵,窦红静,孙康,孙锟,冯其茂
    2010,44 (11):  1605-1609. 
    摘要 ( 3317 )  
    聚对二氧环己酮(PDO)编织成的可生物降解血管支架比传统金属材料支架有着生物相容性好、不易引起血管栓塞再狭窄等优点.利用动态力学实验(DMTA)方法测试PDO纤维动态力学性能,并对3种不同方法编织的支架进行动态力学测试,通过实验结果,指出了支架编织方法对力学性能的影响.
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    聚氨酯/环氧树脂互穿网络硬泡循环压缩
    花兴艳,赵培仲,朱金华,王源升
    2010,44 (11):  1610-1614. 
    摘要 ( 3106 )  
    制备了聚氨酯(PU)/环氧树脂(ER)互穿聚合物网络硬泡,研究了互穿聚合物网络(IPN)硬泡的化学结构及微观结构形态.傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明,IPN硬泡的网络间存在接枝反应.扫描电子显微镜(SEM)分析发现,IPN硬泡泡孔结构形状都比较均一.循环压缩实验研究表明:随循环次数增加,应力下降,单次循环的能量损耗下降;随ER含量增加,IPN硬泡的压缩模量和强度提高,相同应变下应力增加,每次循环耗能增加;循环压缩的加卸载应力应变曲线可用改进的Ogden模型表示;累积能量损耗可用Weibull方程表示.
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    对称三取代的功能化α环糊精衍生物的合成与表征
    梁涛,艾婷婷,郑超,屠春来,舒谋海,
    2010,44 (11):  1615-1618. 
    摘要 ( 2910 )  
    将α-环糊精6-位羟基进行选择性修饰,使之与过量的2-巯基吡啶在N,N-二甲基甲酰胺/碳酸钾体系中反应,合成了一种新的具有C3v对称的α-环糊精分子主体,并用核磁共振谱、电喷雾质谱等方法对其结构进行了表征.
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    交通运输
    电磁式主动悬架模型预测控制器设计
    黄昆,喻凡,张勇超
    2010,44 (11):  1619-1624. 
    摘要 ( 3499 )  
    针对已开发的电磁作动器样机,通过对电机控制电路模型进行简化分析,得到电磁作动器往复运动时控制电流可实现范围.考虑作动器约束和悬架许用行程,基于模型预测控制方法设计1/4车辆电磁主动悬架控制器,并分别针对瞬时垂向冲击和随机不平路面工况进行仿真分析.结果表明,相对于线性最优控制主动悬架,模型预测控制可以使车辆获得更佳的行驶平顺性能.
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