同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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  • 土冻结过程中的水热力三场耦合数值分析

    许强,彭功生,李南生,刘卓

    冻土在冻结、融化的过程中,未冻区和正冻区发生的物理过程均涉及温度场、水分场、应力场三场的耦合作用问题.尤其在土体的冻胀变形和分凝冰的形成过程中,冻胀应力对冻土地区结构物具有不容忽视的影响.为此,提出了“三场”耦合分析的一般数学格式,采用有限元思想导出相应的时空离散化方程,并给出了非线性数值求解的迭代计算步骤.另外,还给出具体的数值算例,以验证方法的可靠性、有效性和计算精度.

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  • 高强预应力索节点锚环设计计算方法研究

    罗永峰,何德彦

    根据国家大射电望远镜项目和厂方需要,利用非线性有限元理论以及国内外经验公式,对锚环受力进行数值分析,并与作者最新严密理论推导的厚壁锥壳理论公式进行对比分析,修正得到计算锚环内应力的一组公式.该修正公式可为工程中锚具设计和计算提供较为准确的依据和数据资料.

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  • 基于规范的上海高层建筑风和地震作用的比较

    洪小健,顾明

    根据中国建筑荷载规范(GBJ50009—2001)和抗震规范(GB50011—2001),比较了风、地震作用在质量、刚度均匀高层建筑上的总作用荷载、总基底弯矩响应,讨论了上海地区两种荷载作用效应相等的临界高度.比较中考虑了建筑物所在场地地貌、建筑高度、结构材料、风荷载的空间相关性等因素,对于风、地震作用的相对强弱,得出了一些有参考意义的定性结论.

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  • 三节点变轴力平面梁柱单元的推导和验证

    罗兴隆,邓长根

    为了考虑平面框架结构中梁柱构件在变化轴向荷载作用下的P—Δ效应,采用三节点平面梁柱单元,选用三点插值的Hermite多项式作为其形函数,根据最小势能原理推导了单元线性刚度矩阵和初应力刚度矩阵,并分别阐述了应用该单元求解结构屈曲荷载因子及迭代计算荷载—位移反应的方法.通过两个简单算例,验证该单元比常规的二节点常轴力梁柱单元更有效,精度更高.

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  • 超长斜拉索的参数振动

    杨素哲,陈艾荣

    研究了斜拉桥中拉索的参数振动,利用三维有限元模型计算了苏通大桥的全桥动力特性和单根拉索的动力特性,得出了可能发生参数振动的拉索;分析参数振动时,取单根索模型(索端受随时间变化的位移激励);计算了在同一激励下不同拉索的响应;对与主梁成一定频率匹配关系的斜拉索进行分析;讨论了各种因素(阻尼、激励幅值、激励频率)对参数振动的影响;指出在一定条件下,拉索可能由于桥面振动的激发而发生参数振动,对桥梁的安全性带来不利影响.在大跨桥梁中,由于拉索和主梁的低频特性,非常有可能发生参数振动.这意味着在大跨斜拉桥设计中出现一个新的研究趋势.

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  • 交叉口延误的概率统计模型

    蒲琪,黄启超,杨佩昆

    根据交叉口延误具有随机性的特征,建立了交叉口延误的概率统计模型,同时考虑有初始排队存在情况下对模型进行修正,给出了通用性算式.对该模型进行了实用性分析,说明模型的有效性和实用效率.在算例分析中,对比了该模型与美国道路通行能力手册(HCM)中给出的模型的计算结果,并与实测数据进行了比较,初步得出该模型计算结果更为接近实测数据的结论.

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  • 基于车流到达波动分析的协调控制评价方法

    王浩,彭国雄,杨晓光

    着重分析了周期不同的两交叉口之间车辆到达分布的周期性波动现象.以此为依据,揭示了协调控制产生效益的机理,并提出了协调控制效益评价的初步思路,以及在实际中的应用.

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  • 人因工程在先进交通管理系统设计中的应用

    干宏程,孙立军

    提出人的因素与先进交通管理系统(ATMS)融合设计的思想,并以上海市延安路高架交通监控系统为ATMS实例,对闭路电视系统(CCTV系统)和交通信息系统(ATIS)设计中应用人因工程进行了实例研究.通过研究,在CCTV系统人机界面设计方面,给出了关于摄像机的选择、操作和控制模式的建议;在交通信息系统人机界面设计方面,给出了关于ATIS主界面和可变信息标志的驱动、文字诱导信息发布、图形诱导信息发布等的建议.研究成果可供交通管理部门设计和开发ATMS参考.

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  • 国际平整度指数与行驶车速的关系

    周晓青,孙立军

    基于1/4车辆模型国际平整度指数的理论推导,通过分析了考虑粘性阻尼的两自由度车辆强迫振动模型的振动特性,得到简谐激振力下国际平整度指数的数学解析式.通过分析典型路面波长国际平整度指数与行驶车速的关系图,发现国际平整度指数与速度之间不是单调增长关系,除路面因素外,两者之间的变化趋势主要受车辆系统自振频率的影响.

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  • MSBR系统污泥周期性变化及其数学模拟研究

    刘华波,杨海真,顾国维

    采用处理能力为0.96 m3.d-1的小规模试验设备,以模拟的城市污水作为处理对象,对改进型序批式反应器(MSBR)系统各功能区的污泥周期性变化进行了研究.试验结果表明,系统各功能区混合液污泥(MLSS)质量浓度呈现明显的周期性变化,这种周期性变化主要是由于内回流的切换所致.此外,在试验的基础上推导了主曝区和序批区MLSS质量浓度变化的分段周期函数.

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  • 光纤反射型传感器测量污水浊度的方法

    黄菊文,李光明,韦鹤平

    测量污水排海稀释扩散模型试验中污水浊度,目的是研究和计算污水在水体中的稀释度.光纤反射型传感器正是这种试验中测量浊度的好方法.对传感器结构、测量原理以及响应特性进行了分析和研究.其不仅能单线测量,而且通过计算机数据采集可以实现多路实时在线测量.试验表明,此方法具有灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强、操作简单、适用于远距离多路检测等优点;其传感器具有体积小、机械强度大、制作成本低等特点.

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  • 聚对二甲苯防潮薄膜的研究

    汪国庆,姚兰芳,沈军,吴广明

    采用原子力显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见-近红外分光光度计的测试方法,对聚对二甲苯薄膜的表面形貌、组成和光学性能进行研究.实验结果表明:真空气相沉积工艺制备的聚对二甲苯薄膜表面光滑均匀.薄膜主要由含氯取代基的苯环和亚甲基组成,表面有微量的C—O键生成.薄膜在可见-近红外波段的光透过率超过80%.聚对二甲苯薄膜包覆的变色硅胶浸入水中的防潮变色时间可达150 d,防潮性能明显优于传统的环氧树脂、聚氨酯等材料.薄膜的激光损伤阈值为4 J.cm-2(1 064 nm,1 ns).

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  • 压电材料圆环位移和电势边值问题的精确解

    杨昌锦,李尧臣

    采用在半径方向有极化时的横观各向同性的线性本构关系,对压电材料圆环在给定位移边界条件和电势边界条件的情况下,得出了问题的一般解.推导了外壁固定、接地,内壁沿垂直方向有一微小位移,内壁上电势为均匀分布问题的精确解.计算了该问题的量纲一位移、电势、应力、电位移沿径向变化的数值结果,并将差分解和精确解的结果进行了比较.

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  • 纤维类型及参数对砂浆抗渗性能的影响

    刘丽芳,王培铭,杨晓杰

    水泥基材料的抗渗性能与其耐久性直接相关.采用测试不透水性提高率的方法,研究了纤维类型及纤维参数对水泥砂浆抗渗性能的影响.结果表明:掺加纤维能够显著提高砂浆的抗渗性能,纤维类型及纤维掺量、长度、直径、截面形状、表面处理方法等对砂浆的抗渗性能都有所影响.

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  • 锌铁摩尔含量对温敏锰锌铁氧体性质的影响

    逄锦涛,周萘,黄文旵,周何铤

    以硫酸锰、硫酸锌和硫酸亚铁为原料,草酸铵为沉淀剂,采用共沉淀法制备了纳米级锰锌铁氧体粉体,研究了铁氧体的晶相及其磁性质,并分析了材料组成对其性质的影响.实验结果表明,锰锌铁氧体具有良好的铁磁性,并且随Zn摩尔分数的降低、Fe摩尔分数的增加,铁氧体的磁化率逐渐增大,居里温度逐渐变低.

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  • 四驱电动车经济性改善的最优转矩分配控制

    余卓平,张立军,熊璐

    阐述了转矩分配控制实现四轮驱动电动车经济性改善的思路,采用效率最大化方法优化确定了转矩分配系数矩阵作为最优转矩分配控制策略核心.针对各种驾驶循环进行了能量消耗的仿真分析.仿真分析表明,最优转矩分配控制方法能够明显减少驱动能量消耗,增加反馈制动能量回收,总体能效提高约3%.同时能够大大降低轮毂电机的发热功率,延长其使用寿命.转矩分配最优化的控制方法能够应用于采用轮毂电机的纯电动车、前轴机械驱动,以及后轴电驱动的混合动力四轮驱动汽车的能量消耗经济性改善控制.

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  • 建材吸放湿条件下室内环境的实验及数值研究

    刘京,姜安玺,李振海

    通过模型小室进行模型实验,定量评价研究具有吸放湿性的建材在不同加热加湿工况下的吸放湿规律及其对室内热湿环境的影响.利用简化的松本卫热水分同时传递理论,建立了考虑建材吸放湿的动态室内温湿度计算模型,该模型在模拟考虑建材吸放湿的室内热湿环境变化时与实验结果吻合较好.另外,通过具体算例发现,室内建材吸放湿性能对室内湿度环境的变动有很大影响.

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  • 用于电动汽车的电机和驱动器一体化冷却系统

    张舟云,徐国卿,沈祥林

    一种电机和电机驱动器的一体化散热系统能够很好地解决电动汽车中电机和电机驱动器的冷却问题,同时可以解决电机和电机驱动器的分离布置带来的一系列问题.将电机和电机驱动器各自作为一个均质发热体,以热阻等效电路的形式分析电机和电机驱动器冷却系统热阻,并分别给出了电机和电机驱动器的发热过程和冷却过程动态温升计算公式,分析和计算系统的流阻和能量损失,进而设计水泵的功率等级和冷却水流量.计算结果与实验结果都证明该系统能够满足电动汽车电机和电机驱动器的冷却系统要求.这种一体化的冷却系统已在实际电机驱动系统中得到了成功的应用.

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  • 一种改进算法的光学运动捕捉系统

    黄波士,陈福民,张金剑

    对光学运动捕捉系统中关键技术进行了论述.为了得到无需后期手工标注的三维数据,需对二维标记点预测和跟踪,提出了利用先验数据准确跟踪标记点的算法.采用非线性和线性结合的方法标定摄像机,计算出摄像机的外部参数和内部参数.三维重建时利用多个摄像机融合重建,提高了重建的准确率,并利用对摄像机分组的方法,降低了运算的复杂度.实验结果证明,本系统能够得到较为精确的人体运动数据.

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  • 自适应预失真射频功率放大器线性化

    贾建华,刘洋

    提出了新的带外信号检测方法和自适应模拟预失真线性化技术,并应用于CDMA直放站的5 W自适应射频线性功率放大器.通过自适应检测和自适应预失真控制,有效抑制临信道频谱再生,使输出信号的3阶和5阶交调失真分别改善8 dBc和6 dBc.

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  • 基于协作体的电子政务协同工作模型的研究

    张建,胡克瑾

    在分析了电子政务协作关系的基础上,根据协同工作的具体特点,提出了以协作体为基本单位,构建了基于协作体,由组织模型、任务模型、过程模型和资源模型组成的四层协作模型组成的电子政务协同工作模型.模型的建立解决了已往协同工作模型对电子政务协同工作方式,以及组织、任务、过程和资源各协作因素相互支持不足等问题,反映了电子政务中嵌套层次式协作关系,为建立高效的电子政务协同工作环境奠定了良好基础.

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  • 一种程序状态监测系统

    张卫山,PENG Chuan-ning

    为了有效地监测程序的运行状态(如变量值、方法调用、程序控制流等),提出了一个通用的程序状态监测系统(PSMS).PSMS可以指定收集何种程序状态信息,保存到信息库中,扩展了通常的断言系统和调试系统,可以在任意文件的任意位置声明断言,提供更多的运行时刻信息.PSMS采用了软件传感器技术来收集程序信息,并设计了一个专用的查询语言来进行状态收集后的分析工作.通过一个简单的计算器程序,演示了PSMS如何有效地监测和收集信息.

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  • 关于亚纯函数及其导数的Borel方向的一个注记

    朱经浩,陈志华

    讨论了有穷正级亚纯函数与其导数的Borel方向.利用亚纯函数值分布的基本方法,从集合关系的角度,探讨了Valiron猜想.证明了,相应于每个有穷正级亚纯函数存在一个含无穷多元素的有穷正级函数族,对其中每个函数Valiron猜想成立.

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  • 双参数复合泊松分布及其Esscher近似

    钱伟民,刘燕

    根据保险索赔量的实际情况,将复合泊松分布推广到双参数复合泊松分布,并讨论了双参数复合泊松分布的性质,给出了其Esscher近似公式.双参数复合泊松分布可用于保险中总索赔量的分布.

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  • N维椭球面中极小超曲面的第一特征值的估计

    李燕华,赵成宾,方涛

    考虑椭圆球面Ω中以极小超曲面Mn-1为边界的区域上Dirichlet问题的解,得到了相应的Poincare型不等式,进一步给出了Mn-1第一特征值的下界估计.

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  • 标量曲率衰竭的黎曼流形上的空隙定理

    阮其华,陈志华

    通过Yamabe流的研究,证明了对任一完备非紧局部共形平埋的黎曼流形,若Ricci曲率非负,标量曲率有界且它的平均值满足一定衰竭条件,则此流形是平坦的.

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  • 二(十二烷基苯磺酰胺喹啉)合铜(Ⅱ)的制备及表征

    杨勇,刘红阳,姚薇,陈秉倪

    用自行制备的磺酰氯与8-氨基喹啉反应,得到十二烷基苯磺酰胺喹啉,并制得了二(十二烷基苯磺酰胺喹啉)合铜(Ⅱ)配合物.配合物用红外1、H NMR和元素分析进行表征.

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  • 应用卫卫跟踪数据恢复地球重力场的模拟分析

    张兴福,沈云中

    探讨了应用卫卫跟踪(SST)卫星星历、星间距离和星间距离变率数据来恢复地球重力场的数学模型和算法,利用卫星动力学法恢复了直到40阶的地球重力场模型.结果表明:在仅模拟5 cm轨道误差、10μm星间距离误差及1μm.s-1星间距离变率误差的情况下,采用星间距离恢复的结果比采用星间距离变率恢复的结果精度要高,说明SST距离测量比SST距离变率测量对重力场的扰动更敏感.

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  • 中国境内IGS站数据处理及地壳运动研究

    陈俊平,王解先

    利用中国境内国际GPS大地测量和地球动力学服务(IGS)站的GPS单天数据,使用GAMIT软件对其进行基线解算.以单天解的基线结果作为输入量,利用所介绍的台站漂移数学模型,求解台站漂移速度,得到地壳运动信息;再根据板块运动欧拉定理,求解中国大陆整体的欧拉矢量.结果表明,在ITRF2000框架下,求解的台站漂移速度与IGS公布的结果相近,由此求解的中国大陆整体的欧拉矢量与采用IGS公布数据计算的结果相近.

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  • 海底液动冲击取样器的研究

    吴小建,荣耀,殷琨

    介绍了集抽吸泵抽吸作用形成局部负压和三重管结构设计等特性于一体的新型海底液动冲击取样器的工作原理,并建立起液动冲击取样器抽吸泵的数学模型,对抽吸泵进行了理论分析和数值计算.

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