上海交通大学学报

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平板流固耦合振动的数值分析

胡世良a，鲁传敬a,b，何友声a,b

2013,47 (10): 1487-1493.

摘要 ( 1162 )

采用了一种基于紧耦合的流固耦合算法，对流场与柔性平板之间的耦合运动进行了数值模拟.流场部分通过有限体积法求解任意拉格朗日欧拉描述下的不可压缩N-S方程，而结构则由有限元法离散求解拉格朗日坐标下的弹性动力学方程.在一个时间步内，流场与结构计算区域的交界面上进行多次的数据传递和插值，以保证满足耦合面边界条件.计算了在静止流场中弹性板的自由振动和方柱后部平板的涡激振动现象，监测了平板的振幅和频率以及水动力载荷.通过与前人结果的比较，验证了所采用的流固耦合算法的可靠性.同时，分析了不同的材料参数对于平板耦合运动的影响.流体黏性越大对平板振动的阻尼作用越明显，而流体密度的增加会加速振动的衰减，并降低振动的频率.对于具有较低固有频率的结构，在耦合运动中的振动幅度和频率也较小.

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张力腿平台内孤立波载荷及其理论模型

黄文昊，尤云祥，王竟宇，胡天群

2013,47 (10): 1494-1502.

摘要 ( 1130 )

在大型重力式密度分层水槽中，对内孤立波作用下张力腿平台的载荷特性开展了系列实验.基于两层流体内孤立波KdV(Kortewegde Vries)、eKdV(extended KdV)和MCC(MiyataChoiCamassa)理论，建立了张力腿平台内孤立波载荷的理论模型，给出了该理论模型中三类内孤立波理论的适用性条件.研究表明，张力腿平台的内孤立波水平载荷包括立柱与沉箱部分的拖曳力和惯性力，可由Morison公式进行计算，而其竖向载荷主要为竖向FroudeKrylov力，可以通过内孤立波诱导动压力在立柱底部及沉箱上下湿表面进行积分计算.系列实验结果表明,在Morison公式中的拖曳力系数与内孤立波诱导速度场的雷诺数之间为指数函数关系，惯性力系数与KC(KeuleganCarpenter)数之间为幂函数关系，而且基于所建立理论模型获得的张力腿平台水平力、竖向力及其力矩的计算结果与系列实验结果吻合.本项研究在系列实验基础上，为海洋工程张力腿平台的内孤立波载荷预报提供了一个实用的理论计算模型.

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静水压力下橡胶动态力学参数的声管测量方法

黄修长a，朱蓓丽a，胡碰b，华宏星a

2013,47 (10): 1503-1508.

摘要 ( 1192 )

建立了利用水声声管进行静水压力下橡胶材料动态力学参数测量的方法.基于含均匀圆柱空腔结构中弹性波传播的等效复波数近似解和水声声管中等效复波数的测量、求解方法，通过制作均匀实心结构和含均匀圆柱空腔结构两种试样，分别获取其纵波波数和等效复波数，联合求解反演出橡胶材料的动态力学参数.对某橡胶材料常压和静压下的动态力学参数进行测试，总结出静水压力对橡胶材料动态力学参数的影响规律，对测试误差产生的原因进行讨论分析.对比静水压力下某声学覆盖层的吸声系数测试结果和采用实测橡胶材料参数进行有限元分析的结果，表明该方法具有较高的精度和潜在的应用价值.

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低温管路中Taylor气泡形成位置预测公式

刘亦鹏1，王平阳1，蔺帅南1，赵先林2，杜朝辉1

2013,47 (10): 1509-1514.

摘要 ( 1221 )

使用粒子图像测速技术（PIV）和高速摄像技术对低温管路中由漏热产生的Taylor气泡形成过程进行了实验研究.将传统的流型转变理论和实验获得的流场结构相结合，建立了低温管路中Taylor气泡形成位置的预测公式，考虑了湍流强度、漏热、气泡上升速度和管路倾角等众多因素的影响.公式适用范围较广，其计算值与文中实验结果最大误差不超过±7.9%，与文献结果的最大误差也在±20%以内.

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典型钢质海洋渔船目标强度及海面的影响

王新宁1,2，范军1

2013,47 (10): 1515-1519.

摘要 ( 860 )

根据农业部水产司出版的《中国钢制海洋渔船图集》，利用UG软件建立了6种不同尺度和吨位典型捕捞渔船的参数化数字三维模型，提出了基于虚源的板块元方法，并对渔船水声目标强度进行了理论预报，分析了海面对船舶声纳目标强度的影响.

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微通道中细胞平动对其周围化学微环境的影响

季丽娜，胡延东，李沛晔

2013,47 (10): 1520-1524.

摘要 ( 784 )

主要通过数值模拟研究运动细胞在直通道中对周围浓度梯度场的影响,及对流传质Peclet数、细胞运动速度、细胞运动方向以及细胞大小对细胞周围浓度场的影响.研究发现,细胞在匀速运动一定距离后其周围的最大浓度差的大小和方向与相同位置静止情形下的值的偏差是一个常数，且此常数与传质Peclet数、细胞运动速度及方向、细胞直径等相关.该结论对细胞趋化效应的进一步量化研究具有重要意义.

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波流及自由面对跨海桥隧预制结构水动力性能影响的数值分析

张永涛1，傅慧萍2，杨炎华1

2013,47 (10): 1525-1531.

摘要 ( 1039 )

为提高静水和波流共同作用下的沉管和沉井浮运阻力计算效率，基于通用CFD软件StarCCM+和FLUENT及其二次开发，采用了包括叠模方法、VOF定常和非定常算法在内的几种水动力CFD计算方法并结合数值造波法，探讨了波流、自由面及流向角等因素对浮运阻力的影响.研究表明：对于静水计算，沉管可以忽略自由面的影响，沉井则不然；对于沉井，由于具有中空的内腔，VOF定常算法会抹掉由于初速影响产生的内部流体晃荡，而非定常算法则可以模拟出该晃荡现象.

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水下固体壁面湍流边界层流场测试方法

胡海豹，杜鹏，宋东，王鹰，黄苏和

2013,47 (10): 1532-1536.

摘要 ( 1041 )

基于热线测速技术，研究了水下固体壁面湍流边界层流场的精确测试方法，并从稳定低速流实现、探针杆密封及探针测距等方面给出了提高测试水平的可行措施.搭建起一套重力式低速水槽系统，实现了0~1.0 m/s水速范围内连续可调的稳定流场，其中心湍流度低于2.5%；采用探针杆密封滑筒和双组密封套等部件，实现3 m水头下的动密封；基于光学经纬仪角度测量原理，总结出一种微距的精确测量方法，其测量误差小于0.3%；采用普朗特尼库拉兹公式计算摩擦系数，替代了壁面摩擦系数的实验测量.测试结果表明，该套测试方法能准确测得水下湍流边界层的流场分布，具备用于水下固体壁面边界层流场测试的能力.

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紧邻基坑同步施工下坑间隧道的变形特性

张抗寒, 陈锦剑, 王建华, 杜毅

2013,47 (10): 1537-1541.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2013.10.009

摘要 ( 936 )

HTML ( 700 )

PDF(437KB) ( 517 )

采用非线性平面有限元方法研究紧邻基坑同步施工下坑间土体与隧道的变形特性．将该方法运用到上海某基坑工程中的隧道位移预测，实测数据与有限元结果比较吻合，验证了其可行性．通过参数分析，讨论了基坑之间的距离、开挖宽度对坑间土体竖向位移的影响，并由此推算出了使得坑间地表土体平均竖向位移接近零的最优基坑间距与开挖宽度的关系．同时讨论了盾构隧道、明挖暗埋隧道与基坑的距离对于隧道竖向位移、支护结构侧移的影响．研究表明，开挖完成后，坑间盾构隧道的沉降比周围土体的沉降略小，而有围护结构的明挖暗埋隧道则表现为上抬，距离基坑越远，上抬量越小．

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H型梁与矩形钢管柱单板简支连接性能

张龙a，李国强b，陆烨a，刘玉姝a

2013,47 (10): 1542-1547.

摘要 ( 974 )

对H型梁和矩形管柱的单板简支连接的受力性能进行分析,着重研究节点连接对矩形管柱壁的影响.通过建立理论计算模型，提出了该连接节点的设计原则，并通过试验和有限元分析来验证理论模型的正确性，探讨该种连接形式的优点和缺点，得到了适合工程设计人员使用的该连接节点的设计公式.

关键词：
中图分类号：文献标志码： A

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降雨影响下高边坡渗压神经网络监测模型

黄铭1，刘俊2

2013,47 (10): 1548-1551.

摘要 ( 801 )

为准确揭示高边坡在降雨影响下的渗压变化规律，掌握其安全状态，在降雨作用分析基础上，提出以积分型降雨因子进行边坡渗压分析；以径向基函数(RBF)神经网络为建模工具，构建渗压降雨监测模型结构，并根据高密度采集的实测序列与模糊C均值聚类（FCM）算法进行RBF计算中心的比较选择.应用表明，积分型降雨因子能有效反映降雨的作用，以实测数据建立的渗压监测模型取得了理想效果.

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短型浮置板轨道减振系统振动响应分析

王颖轶1，刘学文2，黄醒春1

2013,47 (10): 1552-1556.

摘要 ( 1014 )

利用自行编制的有限元程序VehicleStructure Dynamic Analysis Program（VSDAP），从振动响应入手，同时结合短型浮置板的传递特性，研究短型浮置板轨道结构板下结构物理参数对于整个系统，包括车辆结构、轨道结构以及基础结构振动响应的影响.研究结果表明：当质量比例系数ξm、阻尼比例系数ξc和刚度比例系数ξk三者有2个取定的情况下，另外一个值可以通过分析给定一个建议区间；随着ξk增大，共振时传递率最大值降低，但截止频率升高；车体振动加速度最大值下降，浮置板自身振动幅度下降，但桥梁振动加剧；随着ξc的增大，共振时其传递率最大值下降速度由快至缓，当ξc达到某一值时，对隔振效果的影响已不是很明显.

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面波勘探和台阵地脉动观测相结合的地基调查法及其在松江古照壁保护中的应用

陈梦a,b，冯少孔a，车爱兰a,b，喻春平a

2013,47 (10): 1557-1561.

摘要 ( 920 )

通过对高密度面波勘探和台阵地脉动勘探的频散分析算法的理论分析，推导出了2种勘探数据频散分析目标函数的统一表达式.根据该结果，用加权函数将2个目标函数结合起来，联合分析2种数据得到一条由高频到低频的完整的频散曲线；反演该频散曲线就可得到由地表到大深度的地下构造.将该方法应用于松江古照壁文物保护之地基勘查，为建立地震响应分析模型提供了由地表到40 m深处的横波速度构造.该方法是一种简便快速并兼顾浅层精度和勘探深度的工程地质调查方法.

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缺陷桩的旁孔透射波法检测分析原理

杜烨1,2，陈龙珠1，张敬一1，杨宇3，马晔3

2013,47 (10): 1562-1568.

摘要 ( 1355 )

以均质弹性地基中具有低速缺陷段的基桩为研究对象，利用基于Snell定律的射线理论，对旁孔中首至透射P波的时深关系推导了一套简化理论计算公式，并由此提出了采用旁孔透射波法检测分析桩身缺陷的方法.对饱和地基中具有低速缺陷段的基桩，采用轴对称有限元法模拟计算了旁孔透射波法测试信号，对其按上述方法分析推算桩身低速缺陷段的位置、长度和波速以及桩长，以检验本文方法的可靠性.结果表明，本文方法具有良好的实用潜力，值得开展进一步的验证和试用工作.

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一种裂隙岩体力学参数的评价方法及应用

李科1，2，王颖轶3，黄醒春3

2013,47 (10): 1569-1573.

摘要 ( 833 )

针对裂隙岩体的力学参数选取问题，提出了一种两阶段评价方法.通过裂隙岩体力学参数的三维空间分布情况，评价其各向同性与各向异性状态，对两类情况采用不同的计算模型处理；采用Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验法对力学参数的概率分布模型进行假设检验，对检验合格的试验数据分布进行置信区间选取，在给定的置信区间内获取计算参数.在某地下硐室工程中运用该方法进行了开挖模拟计算，计算位移与实测位移吻合较好.

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高密度面波法在堆石体结构密实度检测中的应用

王千年1，车爱兰1，冯少孔1，寿晨2

2013,47 (10): 1574-1579.

摘要 ( 1058 )

针对高密度面波法在堆石体结构密实度检测中的检测指标及评价标准问题，基于堆石体结构的典型功能层结构建立2维有限元模型，综合考虑了不同密实度类型，模拟高密度面波检测过程，并对数值模拟结果进行频散分析，建立在不同密度堆石层中波的传播速度与堆石体结构密实度的相关关系.以吴淞导堤堆石坝为对象，实施高密度面波法现场数据采集及分析，详细介绍了堆石体结构检测中的实施过程及数据处理方法，通过频散分析及构造反演，得到导堤结构的速度深度分布，并利用速度-密实度相关关系对导堤结构密实度的空间分布进行了评价.

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椭圆余弦波作用下海床的响应

徐云峰, 夏小和, 王建华, 陈锦剑

2013,47 (10): 1580-1584.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2013.10.017

摘要 ( 1109 )

HTML ( 11 )

PDF(320KB) ( 580 )

根据椭圆余弦波理论，计算了在滨浅海区域波浪作用下海床表面的波压力．通过参数分析，研究了海床弹性参数、渗透性以及孔隙水的压缩性对椭圆余弦波作用下海床孔压响应的影响．研究表明：孔隙水的压缩性、海床的渗透性、剪切模量、泊松比对海床的孔压响应有明显的影响，海床的渗透各向异性对孔压响应影响较小．

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针对立管重入井过程中等路径段加速度的改进型蚁群优化算法

王盛炜，徐雪松，姚宝恒，连琏

2013,47 (10): 1585-1590.

摘要 ( 735 )

在自由悬垂立管动力学分析的基础上，提出了一种针对等路径段内的加速度进行优化的改进型蚁群算法.通过该算法得出的立管顶端的优化运动策略，可以有效地减小立管底端在平移结束时同海底井口的距离，同时缩短重入井作业需要的时间，使得钻井立管重入井作业更加便捷.通过对比在优化后的运动策略下和在普通的运动策略下自由悬垂立管的不同动力学响应和型态变化，说明针对等路径段加速度进行优化的蚁群优化算法可以有效地优化立管重入井过程中的立管型态和运动，使重入井作业更加便捷.

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新型浮式生产系统的开发和研究

季春群

2013,47 (10): 1591-1596.

摘要 ( 926 )

讨论了一种新型浮式生产系统的开发和研究.该系统具有潜在的市场开发经济性和可行性，特别是对深海及远海石油天然气的开发.新型的浮式生产系统是一种BMFPSO系统（Buoy Moored Floating Production Storage and Offloading system)，该系统应用一个垂直的浮式圆柱取代传统的应用在FPSO上的转塔(turret)系统且仍具有风标效应.BMFPSO的船体在风、浪、流的作用下可以围绕垂直的浮式圆柱作360°的旋转.浮式圆柱可以设计在船体内(或船体外)的悬臂中.除此之外，船体还可以沿着垂直的浮式圆柱作垂向移动，从而消除了传统的转塔式FPSO纵摇和垂荡耦合运动，减小了系统在极端海况以及正常作业情况下锚泊线及立管的张力.由于BMFPSO具有以上特征，采油树布置在平台上的干式立管系统和常规的钢管悬链线立管可以在BMFPSO上得到应用，从而使得立管系统的投资和维修更加经济和方便.除此之外，BMFPSO系统也可以用来作为液化天然气终端.

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波浪在半球上绕射的解析解

周华伟1，张洪生1，2

2013,47 (10): 1597-1600.

摘要 ( 1181 )

基于线性势流理论，推导了无限水深中波浪在半球上绕射问题的解析解.给出了球坐标系下无限水深入射波速度势的表达式；利用多极子展开法，以包含未知系数和连带勒让德函数的无限序列的形式给出了流场中绕射速度势的表达式；通过物面边界条件建立了方程组，进而求解了未知系数.计算了作用在半球上总的波浪激励力，并通过与利用Haskind关系得到的结果以及他人的数值结果进行比较，验证了文中结果的正确性.

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通勤出行时间与方式选择

鲜于建川1,2a，隽志才1，朱泰英2b

2013,47 (10): 1601-1605.

摘要 ( 1429 )

针对不同方式通勤出行者在出行时间上的差异性，从通勤出行方式对通勤出行时间的影响出发，将通勤出行方式选择和出行时间选择纳入同一模型系统，建立由离散选择模型和线性回归模型组成的离散连续模型，对通勤出行方式和出行时间选择及其相互影响模式进行了深入分析.研究表明，通勤出行方式对出行时间选择有显著影响，通勤者年龄、性别及其家庭成员结构、工作活动属性及通勤途中的非工作活动安排等都是出行方式和出行时间选择的重要影响因素.本研究对准确预测通勤出行选择行为及其对交通管理工作的影响有重要意义.

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沉管浮运检测和监测系统构建

郭强1，梁志伟2

2013,47 (10): 1606-1610.

摘要 ( 1020 )

将沉管拖运过程作为一个融合了研究对象和周围环境的系统，重点从管段结构、地形等关键数据处理、模拟系统框架搭建方法及相关算法等方面进行研究，解决了管节拖运的过程模拟、路线优化、事故预报和追踪等问题.通过工程应用及与已有方法的成果进行对比，验证了该方案及其所用方法的可行性、正确性和优越性.

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有限元/离散元耦合分析方法及其工程应用

俞韶秋1,汤华2

2013,47 (10): 1611-1615.

摘要 ( 1926 )

基于有限元/离散元（FEM/DEM）耦合分析方法，引入单一裂纹和弥散裂纹的综合模型作为节理单元的应力应变关系及破坏准则，通过节理单元的起裂、扩展和失效来实现岩体裂纹的萌生和扩展的模拟.以巴西劈裂试验对该模型进行了验证.并以罗富高速公路典型边坡为工程背景，分析了其在暴雨和地震作用下的滑坡发生机理.计算表明，暴雨作用下该边坡易发生局部破坏，暴雨和地震综合作用下会发生整体滑动.

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不同环境温度下照明光源对人体体温调节的影响

石路

2013,47 (10): 1616-1620.

摘要 ( 1297 )

研究人在不同环境温度下，光源照度和色温对人体体核温度、皮肤平均温度和皮肤血流量的影响，探索光源照明对人体体温调节的作用.对8名受试者在人工气候室不同环境温度(18，30 °C)、光源照度(300，1 000 lx)和色温(3 000,6 000 K)下的体核温度、平均皮肤温度和皮肤血流量进行了60 min的测量和记录.结果表明：无论在高温还是低温条件下，当人体暴露于低色温光源下时人的体核温度较高色温光源下时高；在较低的环境温度下，平均皮肤温度和皮肤血流量在冷色温光源下的值高于低色温光源下的值；在较高温度下，平均皮肤血流量和皮肤温度在低色温光源下的值高于冷色温光源下的值.因此，在环境温度发生变化时，光源照明对人体的热调节起着一定的作用，在环境高温下以运用高色温光源为宜，反之亦然.这提示人们在不同的环境温度下对于光源照度和色温的选择是一个值得重视的问题，除视觉需要外，选择时还应考虑人体生理功能的平衡和舒适感.

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新型水下自重构机器人水下机电对接技术

吴超,庄广胶,刘建民,葛彤,吴小辉

2013,47 (10): 1621-1625.

摘要 ( 984 )

研究了一种应用于水下自重构机器人的新型水下湿式机电对接技术.采用多卡爪机械锁紧机构和充油密封方式，实现了水下可靠的机械与电气连接；利用机器人逆运动学方法实现关节的协调控制，进行对接过程末端模块的轨迹规划；利用对光电引导传感器组信号的优化来辅助水下对接；成功研制了该水下连接装置和基于该装置的水下自重构机器人样机.通过在样机上的实际应用，验证了该技术的有效性.

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基于独立模型的非线性时间序列多步超前预测

杨臻明1,岳继光1,王晓保2,萧蕴诗1

2013,47 (10): 1626-1631.

摘要 ( 1192 )

提出一种非线性时间序列的多步超前独立预测方法. 对比逐步递归方法和独立预测方法, 分析了积累误差对多步超前预测性能的影响. 采用递归神经网络(RNN)实现了独立预测方法, 建立了城市轨道交通能耗预测模型. 通过MATLAB训练和测试该模型, 比较了两种方法下的多步超前预测输出. 结果表明，独立预测方法的误差优于逐步递归方法. 最后指出了独立预测方法的优缺点及适用范围.

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供应链质量管理与食品企业绩效的关系

洪江涛，聂清，邱婷

2013,47 (10): 1632-1637.

摘要 ( 878 )

构建了食品供应链质量管理核心要素对企业绩效影响的研究框架，通过向4家目标食品企业的供应链质量相关人员发放调查问卷的形式获取数据，以多案例分析方法进行供应链质量管理与企业绩效之间关系的验证，并得到：食品企业明确意识到供应链质量管理对提高企业绩效的重要性并付诸行动；食品供应链质量管理对企业绩效起到积极作用；食品供应链质量管理核心要素中，过程质量管理和质量检测技术应用相较于其他要素对企业绩效产生更显著影响.

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基于供应商回购担保的供应链融资策略

王文利1,2，骆建文1，张钦红1

2013,47 (10): 1638-1642.

摘要 ( 1105 )

通过供应商回购担保，可以激励厌恶风险的银行提高对资金约束零售商的贷款限额，增加零售商的购买力，提高供应链整体绩效.在银行下侧风险控制和供应商回购担保下，研究了零售商的最优运作和融资策略，分析了银行厌恶风险的程度、供应商的回购价格对供应链决策的影响.研究发现，银行采用下侧风险控制等价于银行通过贷款上限控制融资风险，且供应商承诺的回购价格越高，银行贷款限额就越高.存在回购价格的临界值，使得只有当供应商的回购价格低于该临界值时，零售商的订货才会受银行风险控制的影响.并且，通过数值分析研究了供应商的最优回购定价问题.

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中国国际贸易隐含的CO2评估——基于非竞争型投入产出模型

许源1，顾海英1，李南2

2013,47 (10): 1643-1648.

摘要 ( 1059 )

通过构建非竞争型投入产出模型精确地评估了1995~2005年中国国际贸易隐含的CO2.研究发现：国内生产所排放的CO2近1/4～1/3是由出口产生的，国内消费所隐含的CO2近1/5～1/4是由进口来满足的，中国净出口隐含的CO2占国内生产排放的CO2的比例不断上升，为国外承担了大量的CO2排放.另外，中间投入的进口为中国节省了越来越多的CO2；中国对外贸易结构有助于CO2减排，污染贸易条件略有好转，但2000年后对外贸易对CO2减排的贡献度在减小.因此，中国应适度控制出口规模，有针对性地调整贸易结构，从而减少CO2排放压力.

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区域协同创新模式在高校院系科研管理中的应用

戴智华1,2，夏露1

2013,47 (10): 1649-1654.

摘要 ( 1084 )

针对高校院系科研管理模式中存在的问题，以某高校（属985工程）的一个主体院系长期的科研创新管理实践为基础，结合区域协同创新体系理论，提出了一种优于传统科研管理模式的高校院系区域协同创新管理模式.对样本在2002~2011年中各项科研绩效指标进行案例分析，结果表明，各项科研绩效指标的变化总体呈上升趋势；随着考核方案从量化考核到模糊考核的改进，各项科研绩效指标从快速增长趋势逐渐放缓，但从国际评估及教育部学科评估的结果分析，样本的科研绩效水平有所提高，并获得了一批具有国际影响力的成果.结合样本的研究结果，给出了进一步促进科研绩效提升的政策建议.

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