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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土木工程与建筑学

  • 罕遇地震下上海中心超高层的性能化抗震设计

    罗永峰;王磊;李海锋;陈文辉;

    参照CECS160(《建筑工程抗震性态设计通则》)和ASCE41(《American Society of Civil Engineers/SEI 41—06》),研究确定拟建的上海中心超高层建筑结构的性能化抗震设计目标,提出了直接用于该结构的基于材料本构关系的性能化抗震设计方法,以及基于位移的性能化抗震设计控制指标,选取合适的结构单元模型与合适的非线性动力分析技术相结合的方法,对上海中心超高层结构进行整体抗震性能评估.为该结构设计提供了有益的建议,并为基于位移的性能化抗震设计方法积累了资料.

    2011年04期 v.39 467-473+613页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
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  • 风力发电高塔系统抗风动力可靠度分析

    贺广零;李杰;

    介绍一种基于广义概率密度演化理论的动力可靠度分析方法.结合随机脉动风场物理模型和"桨叶-机舱-塔体-基础"一体化有限元模型,分别分析1.25 MW风力发电钢塔和钢筋混凝土风力发电高塔的抗风动力可靠度.研究表明,广义概率密度演化方法可以有效地分析风力发电高塔系统抗风动力可靠度.相比风力发电钢塔,钢筋混凝土风力发电高塔具有更高的可靠度.

    2011年04期 v.39 474-481页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K]
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  • 腹板嵌入式组合梁抗剪性能试验

    李国强;司林军;李现辉;李亮;

    通过6个嵌入式组合梁抗剪试件的试验,观测组合梁受剪破坏过程,研究腹板嵌入式组合梁竖向抗剪承载力的各影响因素.试验表明,嵌入式组合梁的抗剪承载力和钢梁腹板截面、混凝土翼板截面、混凝土强度等级、混凝土翼板剪跨比有关.基于试验结果,通过参数回归分析,拟合出混凝土翼板的抗剪承载力的计算公式.考虑到弯剪相互作用,提出了嵌入式组合梁受剪承载力简化计算方法;分析了钢板连接件在嵌入式组合梁受剪时的实际受力.结果表明.钢板连接件具有较高的承载力,易于在组合梁中实现完全抗剪连接.

    2011年04期 v.39 482-487页 [查看摘要][在线阅读][下载 478K]
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  • 环境温度对斜拉桥动力特性的影响分析

    闵志华;孙利民;仲政;

    基于东海大桥健康监测系统测得的一年的环境温度和结构响应的数据,分析环境温度对结构动力特性的影响.首先,基于环境温度的监测数据对环境温度的分布特点进行分析,环境温度沿桥梁纵向具有较强的一致性,沿箱梁截面具有明显的温度梯度.接着对环境温度对结构动力特性的影响机理进行理论分析,并通过实际监测数据进行验证,表明理论分析与实际监测数据具有很好的一致性.最后,基于ARX模型对于环境温度对结构动力特性影响的惯性效应进行分析,表明环境温度的影响具有明显的时间滞后效应,同时基于多点温度能够等效表示环境温度的惯性效应.

    2011年04期 v.39 488-494页 [查看摘要][在线阅读][下载 693K]
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  • 千米级斜拉桥结构静力行为试验研究

    李元兵;张启伟;季云峰;

    以苏通大桥斜拉桥为背景,通过实桥荷载试验及理论分析,研究千米级斜拉桥在静力荷载作用下结构的整体力学行为.研究表明,在相当于设计汽车荷载水平的试验荷载下,大桥结构处于线弹性工作状态,变形增量与荷载增量呈线性关系;结构总体变形、应力、索力的理论与实测结果较接近,中跨跨中最大挠度达1.388 m,梁端最大位移达0.107 m,塔顶最大位移达0.222 m;试验荷载下钢梁应力水平较低,受剪力滞效应、横坡及车轮局部效应等影响,钢梁顶、底板应力沿横截面呈纵向应力不均匀分布,尤其顶板U肋出现拉压应力交替现象.这在钢箱梁疲劳损伤评估中值得关注.

    2011年04期 v.39 495-500+523页 [查看摘要][在线阅读][下载 890K]
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  • 液化后土体的流态化特性研究进展

    黄雨;毛无卫;

    简述近年来对液化后土体流体性质的认识过程,分析液化后土体的流态化现象及其发生机制,重点介绍目前常用于液化变形分析的宾汉姆模型和假塑性模型的相关研究成果.指出应结合工程实践,开展针对液化土体的流体动力学特征的研究,修正相关流体模型;提出在液化变形研究中,未来发展应该考虑建立基于固-液-气多相流理论的综合分析模型.

    2011年04期 v.39 501-506页 [查看摘要][在线阅读][下载 347K]
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  • 岩体分级的多分类有序因变量Logistic回归模型

    张菊连;沈明荣;

    将多分类有序因变量的Logistic回归分析引入到岩体质量分级问题中.从工程岩体实测数据出发,以影响岩体质量的单轴抗压强度、岩体声波纵波速度、体积节理数等6个因素为自变量,有序多分类的岩体级别为响应变量,建立岩体分级判别公式.检验模型拟合优度及预测能力.结果表明,Logistic回归模型性能良好,回判估计的误判率为零,预测准确率高.相比距离判别分析和线性回归分析,Logistic回归分析对变量分布无要求,理论上更适于响应变量为有序多类别的岩体分级问题;模型可以输出岩体属于各级别的概率,为工程设计人员提供更多的岩体质量信息.因而Logistic回归模型是一种更优的工程岩体分级方法.

    2011年04期 v.39 507-511页 [查看摘要][在线阅读][下载 195K]
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  • 考虑拉压模量及主应力顺序的隧洞应力解析解

    饶平平;李镜培;张常光;张飞;

    针对圆形水工隧洞,采用统一强度理论和弹脆塑性模型,考虑了不同工况下主应力顺序变化、不同拉压模量、中主应力以及软化等因素的综合影响,推导了圆形水工隧洞问题的弹塑性解答,探讨了不同拉压模量比、中主应力等对隧洞临界压力以及极限压力的影响.算例分析结果表明,对于圆形水工隧洞应正确考虑不同工况下第一主应力的变化,且应重视拉压模量差异的影响,传统的压力隧洞弹塑性解答假定岩土体具有相同的拉压模量,使得工程设计偏于保守,考虑拉压模量的不等可以更真实的反映岩土材料的力学特性,以期达到设计经济和安全.该结果为水工压力隧洞的弹塑性分析提供了理论依据,对工程设计具有一定参考价值.

    2011年04期 v.39 512-516页 [查看摘要][在线阅读][下载 307K]
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  • 中心城区紧凑型住宅的内部平面尺度解析

    庄宇;张莹;

    以核心家庭为例,探讨紧凑型住宅平面尺度的两个主要影响因素:家庭生活行为的细分对尺度变化的要求,现代家居产品的尺度导致的空间尺度变化.通过家庭生活行为的解析、行为单元的尺度分析以及行为的组合三个渐进的分析步骤,探求面向核心家庭的中心城区紧凑型住宅平面不同层次的尺度要求.

    2011年04期 v.39 517-523页 [查看摘要][在线阅读][下载 983K]
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交通运输工程

  • 考虑远端停靠站的交叉口公交优先控制方法

    马万经;谢涵洲;

    建立了考虑交叉口端停靠站排队的公交到站时间计算模型.在此基础上,提出以交叉口和停靠站构成的系统为对象的信号优先控制总体逻辑和优化模型.模型以公交车辆在出口道停靠站时刻表偏差最小和社会车流延误最小为优化目标,能够响应公交车辆"早到"和"晚点"两种情形,同时考虑了相位长度约束、优先策略适用条件约束、公交停靠站排队长度约束和相位饱和度约束.算例针对不同停靠车辆数下信号优先进行了分析,结果表明,不考虑远端停靠站排队和公交运行状态无条件提供优先,可能导致更大的公交运行时刻表偏移值;缺乏对远端停靠站排队的考虑,可能导致交叉口的信号优先策略失效.而本模型能够较好地解决上述问题,取得信号优先的满意解.

    2011年04期 v.39 524-528页 [查看摘要][在线阅读][下载 371K]
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  • 恶劣天气条件下车辆换车道的安全模型

    蒋锐;郭忠印;李振楠;

    考虑雾天对驾驶员能见度的影响,提出雾天驾驶反应延迟时间模型.依据车辆换车道的行车特征,提出基于连续反向圆曲线的换车道几何描述模型.结合车辆跟车行驶模型,建立恶劣气象条件影响下车辆换车道的安全模型,制定了不同天气条件和能见度范围下禁止换车道的车道流量控制标准.采用历史事故资料分析和现场实验的方式,验证了换车道时距比与事故比之间的良好关系.

    2011年04期 v.39 529-533页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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  • 城市道路网络演变模型

    杨超;王燚;曾鹏;

    为了探寻城市道路网络的内在演变规律,基于叶脉生长模型,提出了道路网络演变模型,分析路网中节点的生成规律;根据道路网络的特点,提出生成节点与已有路网的连接规则.以上海市浦东新区为研究对象,研究节点新增比例与经济、人口等指标的关系,提出了节点新增比例模型.按照提出的演变模型,模拟研究年的道路网络,对比实际路网和模拟路网的一些复杂网络指标.结果表明,该模型能较好地模拟实际路网的变化.

    2011年04期 v.39 534-539页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]
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  • 旧水泥路面沥青加铺改造中弯沉指标研究

    单景松;郭忠印;

    使用有限元方法建立旧水泥混凝土路面模型,采用弹簧单元模拟水泥路面接缝处荷载传递性能,分析了接缝两侧水泥混凝土板的弯沉差和平均弯沉随弹簧单元弹性系数的变化规律.在此基础上,建立水泥路面沥青加铺层模型.计算发现,沥青加铺层底部在原水泥路面接缝处存在剪应力集中现象,进而分析了旧水泥路面接缝处沥青加铺层底部的剪应力随弯沉差的变化规律.根据莫尔-库仑强度理论,以沥青加铺层底部的剪应力不大于其容许剪切强度为判断标准,提出旧水泥混凝土路面的弯沉差指标.此指标在旧水泥路面沥青加铺改造时可作为评价接缝传荷能力的参考依据.

    2011年04期 v.39 540-545页 [查看摘要][在线阅读][下载 650K]
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  • 排水沥青混合料最大理论相对密度确定方法

    陈华鑫;矫芳芳;林楠;

    为了准确地测试排水沥青混合料最大理论相对密度,通过片麻岩和玄武岩两种石料的混合料试验,比较了理论计算法、真空实测法、溶剂法,以及沥青浸渍法几种不同的测试方法对排水沥青混合料最大理论相对密度的影响,分析了各试验数据的准确性和平行试验误差.结果表明,采用真空实测法测试排水沥青混合料最大理论相对密度是比较合理的.同时分析了影响真空实测法试验结果的主要因素,提出该试验的关键:松散沥青混合料试样要充分分散,抽真空时间15 min.

    2011年04期 v.39 546-550+555页 [查看摘要][在线阅读][下载 386K]
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  • 路基工作区的确定方法研究

    黄琴龙;凌建明;

    通过应用BISAR软件,详细比较路基工作区深度的确定结果与原路基教材上的方法,全面分析了道路铺面结构的刚度效应、道路路基的刚度效应、车辆荷载的效应对路基工作区深度的影响.通过分析,发现原工作区深度确定方法中关于铺面结构层厚度当量换算方法存在不当之处,以及按车辆荷载附加应力与道路自重应力之比的应力比来确定路基工作区深度将带来的某些不合理之处,提出以车辆荷载附加应力与路基土单轴压缩强度之比的应力比作为衡量路基工作区深度的改进建议.

    2011年04期 v.39 551-555页 [查看摘要][在线阅读][下载 252K]
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环境科学与工程

  • 水力停留时间对溶解性有机物特性的影响

    吴志超;何磊;王志伟;

    借助凝胶过滤色谱(GFC)和三维荧光光谱,研究膜-生物反应器处理餐饮废水中水力停留时间thr对溶解性有机物特性的影响.研究表明,随着thr的减少,膜出水GFC图谱中的第二个峰值不断向小分子量方向迁移,且分子量分布范围逐渐变宽;thr对污泥胞外聚合物的分子量分布影响较小;进水中主要荧光物质是高、低激发波长类色氨酸,出水中主要荧光物质是紫外区和可见区类富里酸,且随着thr的减少,4号和5号装置的膜出水中出现高激发波长类色氨酸,同时峰值的发射波长较进水分别红移5 nm和10 nm.

    2011年04期 v.39 556-561页 [查看摘要][在线阅读][下载 503K]
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  • 曹妃甸海域磷酸盐容量控制

    匡翠萍;霍蕊;孙晓明;杜东;

    首先,建立曹妃甸海域潮流和污染物输运数学模型,并用实测资料对模型进行验证;然后,应用验证好的数学模型,计算六种典型水文条件(洪季大、中、小潮,枯季大、中、小潮)下该海域8个河流排污口和曹妃甸围填区混合区半径上的磷酸盐浓度,并与功能区要求的水质标准进行比较分析;最后,计算出磷酸盐的允许排放量和削减率.结果表明:磷酸盐超标的枯季为陡河和沙河,洪季为双龙河和围填区,应加强对这些河流相应季节磷酸盐排放量的控制.

    2011年04期 v.39 562-566页 [查看摘要][在线阅读][下载 549K]
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材料科学与工程

  • 22MnB5钢板不等温拉深成形的影响因素研究

    林建平;孔庆华;徐洲;闵峻英;

    建立了高温下方盒形件不等温拉深成形的有限元模型.利用正交试验,研究热冲压过程中模具温度对22MnB5钢板的不等温拉深成形能力的影响,并分析零件几何参数对22MnB5钢板的不等温成形能力的影响.结果表明,模具温度越高,22MnB5钢板的成形能力越好;其中凹模温度对成形能力的影响最大,压边圈影响次之,凸模温度影响不大.方盒形件的凸、凹模圆角半径越大,22MnB5钢板在高温下不等温拉深成形能力越好;转角半径越大,转角区域越不易起皱.

    2011年04期 v.39 567-571页 [查看摘要][在线阅读][下载 515K]
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  • P_2O_5对氟镓铟基玻璃析晶稳定性和结构的影响

    朱基千;杨智杰;周凯;

    以20GaF3-15InF3-20CdF2-15ZnF2-10SnF2-20PbF2(GICZSP)为基玻璃,用P2O5替代等摩尔含量CdF2,以改善玻璃的抗析晶能力.利用差示扫描量热分析、拉曼光谱和X射线衍射分析手段,表征不同含量P2O5对玻璃抗析晶性能及结构的影响.结果表明,P2O5的引入提高了玻璃的析晶稳定性.P2O5在玻璃中以不含P O双键的[PO44-,Q0]四面体存在.随着P2O5量的增加,新出现了M[O,F]6八面体结构.

    2011年04期 v.39 572-575页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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机械、车辆与热能工程

  • 基于遗传算法的白车身机器人焊接路径规划

    张春伟;刘海江;姜冬冬;

    分析了轿车白车身制造过程中机器人拼焊工位焊接路径规划的特征,将焊点与机器人的工具原点抽象为空间点,根据图论理论建立各点的关系图.将约束条件转化为局部有向关系矩阵,以机器人空间运动最短距离为目标,建立货郎担问题数学模型,利用遗传算法求解.依据关系矩阵产生合法初始种群,并确定选择、交叉、变异等遗传算子,以MATLAB语言编程计算.行李箱盖补焊工位焊接路径规划结果表明,该方法能够对机器人焊接路径合理规划,规划方案已成功用于工程实际.

    2011年04期 v.39 576-580+598页 [查看摘要][在线阅读][下载 399K]
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  • 基于图文法的可重构机床配置规划方法

    曾法力;李爱平;谢楠;徐立云;

    为提高制造系统的快速结构配置规划响应速度,提出了基于图文法的可重构机床配置规划方法.使用图文法直观而形像地刻画动态体系结构的配置行为,利用基于图文法的平行模块配置技术,实现了体系结构图模型在具体系统配置规划中的物理实施,并使得图文法模型的图转换操作可以自动映射到实际配置系统的动态配置上.全面表达了可重构机床在配置规划中的相关特征和目标任务的对应变化,实现了平行模块配置规划技术.通过实例验证了该方法.

    2011年04期 v.39 581-585页 [查看摘要][在线阅读][下载 606K]
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  • 柱塞泵配流结构与流动特性的动态响应关系

    王安麟;吴小锋;马博;周成林;

    以典型的斜盘式轴向柱塞泵为对象,为了降低柱塞泵工作过程中的压力冲击与倒灌回流,利用计算流体动力学方法,对柱塞泵吸排油过程进行动态模拟,可视化地解析了配流盘三角槽结构对冲击与回流特性的影响.针对配流盘局部结构建立参数化模型,借助于计算流体动力学的解析、试验设计、近似模型技术,对柱塞泵动态解析过程进行一体化集成;以2阶响应面函数的形式,表达动态过程中柱塞腔内压力、回流峰值与配流盘三角槽跨度、深度的响应面模型;最后,对三角槽结构参数进行优化设计,为斜盘式轴向柱塞泵降噪型配流盘的设计,提供再设计的理论依据.

    2011年04期 v.39 586-590页 [查看摘要][在线阅读][下载 614K]
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  • 基于PI模型的加速可靠性增长试验统计分析

    罗敏;王立志;姜同敏;

    针对加速可靠性增长试验中需要通过加速应力试验条件获得的故障信息,定量评价正常应力下产品可靠性增长所达到的可靠性水平问题.首先阐述恒定应力加速可靠性增长试验实施过程.其次,基于用于随机点过程的统计回归模型——PI(比例强度)模型,结合工程实际中广泛应用的可靠性增长模型—AMSAA,提出了模型和数据分析假设,建立了恒定应力加速可靠性增长试验的统计评估模型,给出了未知参数的极大似然估计方法.进一步,根据非齐次泊松过程的性质,得到了恒定应力加速可靠性增长试验故障数据的仿真抽样公式,通过对不同时间截尾下的仿真算例的统计分析,验证了该方法的可用性和合理性.

    2011年04期 v.39 591-594+619页 [查看摘要][在线阅读][下载 231K]
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计算机与信息工程

  • 三维非规则碎片的分块算法研究

    朱延娟;周来水;

    提出一种动态增长的平均法矢准则,采用宽度优先搜索的方法,对三维非规则碎片分块.首先,随机地选取碎片几何模型上任意一个三角片作为种子网格,通过法矢比较,将法矢方向一致的三角片加入到当前的种子网格;计算经过增长了的种子网格的平均法矢并继续上述的比较过程,得到碎片模型的初步划分结果;然后,对初步划分得到的相互混杂的大小区域分类、融合,进一步优化分块结果.应用实例证明了算法的有效性和可靠性.

    2011年04期 v.39 595-598页 [查看摘要][在线阅读][下载 354K]
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  • 基于服务质量的Web服务优化选择算法及仿真

    王俊丽;柳先辉;卫刚;

    提出一种基于服务非功能属性的Web服务优化选择的多目标遗传算法.考虑到在服务选择时组合方案中的控制结构、具体服务之间的关联性和多个服务质量指标之间的折衷这三方面的约束,对服务选择建立分层模型给出优化选择的形式化定义.在此基础上,采用多目标遗传算法求解优化服务选择.首先设计了适合的染色体编码方式,以表示可行的服务选择方案,改进基本的遗传算子,采用两种遗传策略来避免算法陷入局部最优,以保证种群的收敛性.仿真结果表明,该方法能在有限进化代数内产生一组满足用户服务质量需求的非劣服务组合方案解,遗传策略在提高算法收敛性和维护种群多样性方面也发挥了作用.

    2011年04期 v.39 599-605页 [查看摘要][在线阅读][下载 460K]
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海洋地质与地球科学

  • 四川盆地古地温梯度和中-新生代构造热历史

    王玮;周祖翼;郭彤楼;许长海;

    根据27口井的镜质体反射率剖面,恢复了四川盆地早白垩世末—古新世时的古地温梯度.结果表明,古地温梯度介于20~25℃.km-1,总体呈南部略大于北部、东部大于西部的分布特征.根据古今地温梯度的对比,川西坳陷新生代早期以来地温梯度没有明显的变化,川东和川东北地区晚中生代以来地温梯度下降,而川中和川南地区晚中生代以来地温梯度升高.结合构造演化背景分析,盆地中新生代热历史主要受二叠纪末期的构造热事件、中生代晚期以来岩石圈厚度演化以及现今活动构造的影响.其中,二叠纪末期的构造热事件波及盆地大部分地区;现今活动构造对川南地区有明显的影响;中生代晚期以来的岩石圈厚度演化,可能是控制中新生代盆地大部分地区热历史的主要因素.

    2011年04期 v.39 606-613页 [查看摘要][在线阅读][下载 593K]
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  • 逆冲活动对准南前陆盆地层序构成的影响及意义

    纪友亮;潘春孚;高志勇;朱如凯;

    新近纪准噶尔盆地南缘是在北天山强烈逆冲构造背景下发育的前陆盆地.其新近系沙湾组-塔西河组可划分为1个二级层序,2个三级层序,均由角度不整合、平行不整合或沉积环境转换面所分隔.整个二级层序的沉积构成反映了从前陆逆冲挠曲沉降到回弹隆升的演化过程,层序1沉积构成明显受逆冲构造活动控制,而回弹隆起影响了构造相对宁静期的层序2内部沉积构成.新近纪逆冲构造活动阶段的内部演化,制约了同期的冲积扇-扇三角洲沉积体系.受逆冲构造活动影响,层序1(沙湾组)扇三角洲砂体不断向盆地推进,侧向连片,垂向上相互叠置形成厚度可观的储集体,其下伏前期深湖相烃源岩,离生烃中心近,上覆层序2(塔西河组)发育的大量细粒沉积物作为良好的盖层,易形成大型油气田.

    2011年04期 v.39 614-619页 [查看摘要][在线阅读][下载 675K]
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  • 低磁纬度磁界面反演

    雷文敏;吴健生;

    指出了低磁纬度地区化极存在的误差,研究了磁异常数据的模拟退火反演方法,以立方体单元剖分网格充填磁场参数后模拟磁界面,同时反演磁界面,并结合模拟退火非线性算法的特点,研究易于加入约束条件的、方式灵活的建模方法,设计磁异常结构较复杂的模型.通过模型试验和实际资料处理,验证了该方法的正确性.

    2011年04期 v.39 620-624页 [查看摘要][在线阅读][下载 869K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》征稿启事

    <正>《同济大学学报(自然科学版)》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊,主要刊登国内外土木建筑、交通运输、环境、海洋、测量、材料、机电、计算机、通信等学科的创新研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一,并被EI等40多个国内外权威

    2011年04期 v.39 625页 [查看摘要][在线阅读][下载 702K]
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