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

  • 模型再生混凝土单轴受压性能细观数值模拟

    肖建庄;李文贵;刘琼;

    提出了模型再生混凝土的概念,根据各相介质细微观力学参数和本构关系建立了数值模型,对再生混凝土的破坏机理进行了仿真分析.通过变化再生粗骨料取代率、新硬化水泥砂浆强度、老硬化水泥砂浆强度、老硬化水泥砂浆厚度以及界面过渡区(ITZ)强度等参数,对模型再生混凝土单向受压性能进行了对比分析.结果表明:新硬化水泥砂浆和老硬化水泥砂浆强度对混凝土的初始弹性模量和峰值应力有较大影响,老硬化水泥砂浆厚度对模型再生混凝土的初始弹性模量和峰值应变有一定影响,界面过渡区的强度对再生混凝土的初始弹性模量、峰值应力和峰值应变的影响不显著.

    2011年06期 v.39 791-797页 [查看摘要][在线阅读][下载 931K]
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  • 柱体限制失稳形态的统一挠度曲线方程

    武秀根;郑百林;贺鹏飞;刘曙光;

    在大变形框架下,基于点接触和线接触状态,分析轴向受压失稳柱在不同接触状态下的挠度曲线方程.将柱整体的失稳形态分解为多个典型柱的变形,引入各个典型柱反弯点处的截面转角作为变量,推导得到了相应典型柱的挠度曲线表达式.结果表明,柱的限制失稳形态可用统一的挠度曲线方程描述,截面转角变量的不同取值范围决定了柱与限制失稳构件之间不同的接触状态.

    2011年06期 v.39 798-801页 [查看摘要][在线阅读][下载 329K]
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  • 新型棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪性能试验与比较

    丁春林;张国防;张骅;

    针对最新引进日产棒状聚丙烯纤维和喷射混凝土衬砌中常用的钢纤维,通过18组72个混凝土试样的双面剪切试验,研究了不同基体强度、不同纤维掺量混凝土抗剪强度变化特性.试验结果表明:①棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度随着纤维掺量增加呈现先增大后减小的趋势,钢纤维混凝土抗剪强度随着纤维掺量增加而增大;②纤维掺量在0.5%以内,棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度增大幅度接近钢纤维混凝土,纤维掺量在0.5%以上,棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度增大幅度低于钢纤维混凝土;③两种纤维对C30混凝土抗剪强度的改善一般比C50混凝土大.最后,基于回归分析理论得到纤维混凝土抗剪强度拟合计算公式,公式计算结果与试验结果比较一致.

    2011年06期 v.39 802-806页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K]
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  • 受土体侧移作用既有轴向受荷单桩的简化算法

    梁发云;于峰;黄茂松;

    基于弹性桩的挠曲微分方程,结合Winkler地基模型和Poulos两阶段法,提出了一种近似考虑土体侧移和既有轴向荷载耦合作用的单桩简化算法,采用有限差分方法进行求解,求解过程简便并可应用于分层地基中.通过与典型算例的对比,验证了该方法的合理性.参数分析表明,在土体侧移与轴向荷载耦合作用下,由于P-Δ效应,将在桩身内产生一定的附加位移和弯矩,根据桩身材料性质、土体弹性模量和桩顶约束条件等的不同,其影响程度有所不同,其中桩顶约束条件对桩的位移和弯矩分布特性具有显著影响,而桩顶约束的存在可以明显降低土体侧移与既有轴力耦合作用所带来的不利影响.研究结论对于实际工程具有借鉴意义.

    2011年06期 v.39 807-813页 [查看摘要][在线阅读][下载 778K]
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  • 水泥土重力式围护结构水平变形简化计算方法

    王卫东;王浩然;黄茂松;徐中华;

    根据上海地区具体工程实例,通过归一化得到了水泥土重力式围护结构墙体的水平位移函数表达式,然后采用最小势能原理,推导了上海地区水泥土重力式围护结构墙体水平位移的简化计算公式,并对影响墙体位移的若干因素进行了分析.采用该墙体位移简化公式对上海地区十个工程进行了计算,结果表明计算值与实测值之间的平均相对误差为13.5%,从而验证了该方法的适用性.

    2011年06期 v.39 814-818页 [查看摘要][在线阅读][下载 419K]
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  • 水泥膨润土泥浆固结体渗透性与微观结构的关系

    徐超;李丹;黄亮;

    采用压汞试验测定了水泥-膨润土泥浆固结体的孔隙结构特征,通过室内渗透试验测定了固结体的渗透系数.在试验结果基础上,分析了水泥、膨润土用量及固结体微观孔隙特征参数与其渗透性之间的联系.研究结果表明:水泥-膨润土泥浆固结体的渗透性主要受其临界孔径的控制,临界孔径越小,抗渗性越好.其余孔隙结构特征参数与固结体的渗透特性关系不大.随着水泥、膨润土用量的增加,固结体的临界孔径会逐步减少,并且,水泥用量对临界孔径的影响比膨润土更显著.

    2011年06期 v.39 819-823页 [查看摘要][在线阅读][下载 398K]
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  • 成层地基中静压单桩挤土效应试验

    李镜培;李雨浓;张述涛;

    采用室内模型试验研究了成层地基中静压桩沉桩过程,对模型桩整个沉桩过程中的挤土效应进行了分析研究.通过模型试验对在均质不同软硬地基中静力压入单桩过程产生的位移场进行了比较分析,获得了浅层土体、桩身周围、桩端处土体不同的位移变化模式,并揭示了桩周不同位置特别是软硬土层交界处土体位移随水平和深度方向的变化规律.试验结果表明,均质地基挤土位移的最大值与压桩深度存在滞后效应;对于成层地基,最大径向、竖向位移均出现在软硬土层交界面处,由于软硬土层力学性质的差异,土体位移主要表现为,软层处位移变大,硬层处位移变小.试验获得的结果便于进一步明确静压桩沉桩过程中挤土效应的内在机理,对预估沉桩的施工影响和指导沉桩设计都具有现实意义.

    2011年06期 v.39 824-829页 [查看摘要][在线阅读][下载 1101K]
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交通运输工程

  • 基于博弈论的道路交叉口信号灯设置标准

    陈富坚;郭忠印;柳本民;陈富强;

    交叉口相互冲突交通流之间的关系实质是各方争夺有限的时空资源的博弈关系,因此,可利用博弈论研究交叉口信号灯的设置标准.分两人对称博弈和两人非对称博弈分别提出了无信号交叉口相互冲突机动车之间、机动车与行人或非机动车之间的斗鸡博弈模型,提出各自的混合策略纳什均衡解,并证明混合策略纳什均衡解的整体效率不如纯策略纳什均衡,说明了引入信号灯轮换均衡机制的必要性.采用现实性很强的有限理性进化博弈的大群体成员随机配对复制动态分析方法,得到了斗鸡博弈模型的进化稳定策略,说明了混合策略纳什均衡解的合理性.从斗鸡博弈模型混合策略纳什均衡解得到的交叉口博弈交通冲突率及由此换算来的年交通事故数可作为信号灯的设置标准.以上海市为算例,得到了本地化的交叉口信号灯设置标准.最后分析了交叉口斗鸡博弈模型参数变化的影响,阐述了相应的现实意义及对我国道路交通安全管理立法的意义.

    2011年06期 v.39 830-836页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K]
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  • 交叉口信号控制方案评价指标动态估计模型

    高云峰;徐立鸿;汪涛;韩皓;

    对评价指标在周期内的实时变化进行动态估计是交叉口交通信号动态控制的关键.应用计算机仿真模拟方法,以仿真步长为间隔,建立停车延误、停车次数、排队车辆数等常用控制目标与信号灯状态及持续时间之间的动态迭代估计模型.机动车流在路段上的运行特征用元胞传输模型(CTM)描述,在交叉口上的演化规律用微观交通状态描述.以单个进口道的直行车流为研究对象,对经典延误模型对比分析,发现随着饱和度增大,各个模型的估计偏差有逐渐增大的趋势,基于仿真步长的迭代估计累积结果基本上处于经典延误模型计算结果的变化范围内.对于单个交叉口而言,迭代算法的时间复杂度为线性阶O(n).

    2011年06期 v.39 837-841页 [查看摘要][在线阅读][下载 336K]
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  • 面向交通控制的实时在线仿真参数标定

    吴伟;时柏营;谢军;

    提出了在信号交叉口建立面向交通控制的实时在线微观仿真及仿真模型标定的方法.采用车队离散图示作为拟合指标,通过不断调整待标定参数使仿真与实地中车队离散的差异值减少至合理的误差范围.利用粒子群算法,以上海市嘉定区的曹安路嘉松北路交叉口为研究对象进行实地验证,结果表明,该方法仅通过11次迭代便求解出误差在2%以内的参数解,证明该方法可行及有效并为信号交叉口交通控制模型的研发或优劣的检验提供了基础条件.

    2011年06期 v.39 842-847页 [查看摘要][在线阅读][下载 616K]
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  • 单车辆物流配送决策模型及其遗传算法

    朱伟;徐克林;佀占华;周娜;

    从提高装配运输系统运作效率及效益的角度出发,综合考虑配送时窗、配送重量、体积及车辆装载力等约束因素,建立了单车辆配装运输决策模型.通过遗传算法应用在模型中的适应性分析及可能存在的问题或缺陷分析,采用自然数编码、最大保留交叉及自适应交叉变异等技术以遗传父代优良特性、改善算法的早熟及进化停滞现象并增强其寻优性能.算法中嵌入配送重量、体积及配送时窗约束检验子程序以减小编码难度并提高解的精准度.最后以实例说明模型的应用,并指出进一步的研究方向.

    2011年06期 v.39 848-852页 [查看摘要][在线阅读][下载 203K]
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  • 基于道路骨架性的城市道路等级划分方法

    叶彭姚;陈小鸿;

    首先在总结现有城市道路分级理论存在的不足基础上,从道路在路网中承担的结构功能角度指出,道路骨架性是城市道路分级方法的重要依据.然后提出了道路骨架性的定义,采用介数中心度作为定量描述道路骨架性的计算指标,并建立了依据道路骨架性定量划分道路等级的计算分级法;最后采用多个城市的现状与规划道路网数据,比较了计算分级法和传统道路分级方法所得到的道路分级结果的相似程度,验证了所提出的计算分级法的合理性和可行性.

    2011年06期 v.39 853-856+878页 [查看摘要][在线阅读][下载 231K]
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  • 城市轨道交通线路客流分布的实时预测方法

    徐瑞华;徐永实;

    为准确计算轨道交通线路客流实时分布的各项参数,首先提出了各时段进站乘客的起讫点(OD)分布预测方法,然后在分析了站台与列车之间客流交换规律的基础上提出了站台—列车客流交互模型.最后,提出了轨道交通线路客流分布的实时算法,并通过实例验证了该算法的实用性.

    2011年06期 v.39 857-861页 [查看摘要][在线阅读][下载 151K]
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  • 路基不均匀沉降对有砟轨道沉降影响的模型试验

    邹春华;周顺华;王炳龙;韦凯;

    为研究路基不均匀沉降对有砟轨道沉降变形的影响,设计了1∶1有砟轨道模型试验系统.通过人为设定的空隙模拟路基不均匀沉降,采用激振器模拟列车振动荷载作用,研究了在有砟轨道变形稳定后,轨枕空吊前后路基不均匀沉降对有砟轨道沉降变形的影响.试验结果表明,余弦型路基不均匀沉降引起的轨道沉降变形曲线可用余弦型函数描述;当路基的纵向不均匀沉降槽面积较小且未引起轨枕空吊时,轨面与路基纵向不均匀沉降槽的面积比为1,并据此明确了轨枕不发生空吊情况下路基不均匀沉降与有砟轨道轨面沉降变形之间的计算关系及其主要影响因素;随着路基不均匀沉降继续增加,当轨面与路基纵向不均匀沉降槽的面积比小于1时,有砟轨道将出现轨枕空吊现象,并且面积比将随路基不均匀沉降的增加而减小.

    2011年06期 v.39 862-869页 [查看摘要][在线阅读][下载 882K]
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  • 融合粗糙集和证据理论的车地无线通信设备故障诊断

    涂继亮;潘洪亮;董德存;罗艳芬;

    针对车地无线通信设备故障诊断信息不一致的情况进行故障推理和诊断,提出了一种融合粗糙集与证据理论综合集成的车地无线通信设备故障诊断方法.该方法首先利用粗糙集剔除故障特征数据的冗余成分,提取互不相关的必需特征,将车地无线通信设备故障诊断问题用一个不同简化层次的故障决策网络表示,由网络节点根据定义出的规则置信度和覆盖度可推导出对应有效的故障诊断规则集合.在建立规则库的基础上,引入基于证据理论的信息融合技术,解决多传感器故障监测数据与诊断规则准确匹配的问题,建立故障推理机制,便可方便得出车地无线通信单元故障诊断结果,实例分析表明该方法能有效提高模型故障诊断能力,具有较强实用性.

    2011年06期 v.39 870-873+923页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K]
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环境科学与工程

  • 铜离子抑制作用下的硝化菌群amoA mRNA动态特征

    王峰;刘易;杨海真;

    研究考察了不同质量浓度Cu2+离子(10,20,50mg.L-1)对活性污泥硝化菌群活性的抑制作用,采用RNA反转录结合Real-Time PCR(实时聚合酶链式反应)定量测定技术,分析了受到金属离子抑制后,硝化菌群在短期内(10h)氨单加氧酶编码信息核糖核酸(ammonia mono-oxygenase encoding messenger ribonucleic acid,amoAmRNA)的受抑变化特征,结果表明Cu2+可以显著抑制活性污泥硝化菌群的amoAmRNA水平,且抑制程度随金属离子浓度的升高而增强.amoA mRNA显著抑制出现的时间要先于硝化速率抑制.抑制作用在从amoA mRNA传导至代谢活性存在一定的滞后时间,根据实验结果推断amoA mRNA合成受抑可能是Cu2+生物硝化抑制的分子途径之一.

    2011年06期 v.39 874-878页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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  • 胞外分泌物对铜绿微囊藻混凝去除的影响

    乔俊莲;董磊;徐冉;胡颖慧;

    以铜绿微囊藻为对象,研究了胞外分泌物(EOM)对不同类型混凝剂混凝除藻的影响,并初步探究了其影响机理.结果表明,不同类型的混凝剂具有不同混凝特性和混凝除藻效果.EOM对混凝的影响具有利弊双重性,即在混凝初期由于优先结合混凝剂,减小了有效投加量并阻碍电中和,具有一定的负面效应;而在混凝后期,初期与混凝剂结合的EOM具有增强架桥和网捕卷扫作用,起到了提高絮体密实性和改善沉降性能等有利作用.综合而言,当EOM质量浓度处于3~5mg.L-1时,混凝剂的除藻效果最好.因此,合理利用EOM是提高混凝除藻效果、减少药剂投加量的重要因素.研究结果为不同环境条件下除藻剂及其工艺条件的选择提供了重要的参考依据.

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机械、车辆与热能工程

  • 不同燃料对压燃发动机燃烧及关键组分的影响

    范钱旺;李理光;邓俊;胡宗杰;

    采用计算流体动力学(CFD)模拟技术研究了直喷式柴油机燃用不同燃料(柴油、甲苯、十二烷、十六烷、正庚烷及异庚烷)的燃烧特性以及燃烧过程中关键反应组分的变化历程,分析了不同燃料燃烧反应组分与放热率之间的关系.研究结果表明:缸内压力计算值与参考文献中实验值较吻合,验证了模型的正确性;燃用甲苯缸内压力、放热率以及累积放热量最大;燃用甲苯缸内燃烧反应产生的H,N,OH与O活性基量级最大.此外,燃用6种不同燃料,均是OH活性基生成较多.

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  • 1kW自呼吸PEMFC堆控制因素试验

    张传升;陈凤祥;高昆鹏;周苏;

    自呼吸质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极侧湿度和温度耦合严重,且空气流量对湿度和温度影响不同,从而使得对电池输出电压的控制变得复杂.以氢气压力和提供阴极空气流量的风扇转速为影响因素,对相应的工作点集进行了正交试验研究.分析结果表明,风扇转速高于极值电压转速时,空气会带走更多的水分,从而使得质子交换膜逐渐干燥,阻抗增大,电池性能衰减;风扇转速低于极值电压转速时,空气流量带走的热量减少,使得阴极表面温度升高,阴极端相对湿度迅速减低,从而导致质子交换膜迅速干燥,电池性能衰减迅速.因此,每个工作点存在一个使电池电压最高的风扇转速值.

    2011年06期 v.39 890-894页 [查看摘要][在线阅读][下载 314K]
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  • 1:5滚动实验台轮轨力连续测量系统

    任利惠;黄磊;周劲松;潘建壮;

    轮轨作用力是评价铁道车辆安全性的主要指标.针对1∶5小比例滚动实验台,开发了轮轨力连续测量系统.首先使用有限元分析和应变实验,得到小比例轮对的最佳测点位置.根据测点的应变输出特性,提出小比例滚动台的轮轨力连续测量方案:轮轨横向力采用轮测法测量,再结合轴测法测量轮轨垂向力.在横向力测量中,一侧车轮采用简易余弦桥,另一侧车轮采用直流桥.研制了小比例测力轮对,静态试验结果说明简易余弦桥的测试精度较高.论文最后给出了1∶5滚动实验台轮轨力的测量结果.

    2011年06期 v.39 895-900页 [查看摘要][在线阅读][下载 661K]
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电子电气与控制工程

  • 随机零矢量分配空间矢量PWM的谐波分析

    吴志红;陈国强;朱元;田光宇;

    分析了在空间矢量脉宽调制下电机磁链误差产生的本质原因,给出了理论上的磁链误差带;根据纹波电流推导出了随机零矢量分配空间矢量脉宽调制(RZDPWM)策略下磁链/电流谐波在微观(开关周期)和宏观(基波周期)上畸变率的理论表达式.最后,对理论表达式进行了分析讨论,揭示了RZDPWM的一些本质性特征,并用仿真实验对理论分析进行了部分验证.得出:在调制比较大时RZDPWM的随机效果降低,均方值对随机数的数字特征具有较大的依赖性,误差三角形沿着磁链圆形轨迹的随机前进是频谱展开的本质原因.

    2011年06期 v.39 901-907页 [查看摘要][在线阅读][下载 524K]
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  • 电活性聚合物的力学性能及发电应用

    林桂娟;宋德朝;陈明;王克胜;

    依据电活性聚合物机械能向电能的转换机理,研究电活性聚合物发电原理.采用Mooney-Rivlin模型建立了电活性聚合物变形特性的数学模型,分析了材料在不同状态下的力学特性.并分析了电活性聚合物在静电场中的受力情况,能量收集方程及运动学方程.采用丹佛斯生产的电活性聚合物材料,构建电活性聚合物风力发电机实验平台;通过大量的实验研究,分析实验数据和现象,结果证实了电活性聚合物发电的原理.

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基础科学

  • 一种全局收敛的线搜索滤子SQP方法

    金中;王玉青;

    对于求解不等式约束优化问题,将线搜索和滤子方法相结合提出了一种新的线搜索滤子序列二次规划(filterSQP)方法.该方法克服了传统的SQP方法二次子问题不相容的困难,并利用滤子避免了罚函数的使用.同时在合理条件下证明了此方法具有全局收敛性质.

    2011年06期 v.39 914-918页 [查看摘要][在线阅读][下载 2364K]
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  • 含双参数的非线性二阶脉冲微分系统的正解

    蔡静静;

    研究一类带有双参数的非线性二阶m点脉冲微分系统正解的存在性并讨论正解不存在的情况,其中非线性项可有不同性质,系数a1(t)和a2(t)均Lp可积.通过构造一个特殊的锥,结合不动点指数理论,得到了参数λ和μ在不同条件下正解存在性定理,并在λ很小时得到了正解不存在性定理.

    2011年06期 v.39 919-923页 [查看摘要][在线阅读][下载 174K]
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  • 完备非紧流形上的热方程

    赵成兵;

    研究了完备非紧有非负全纯双截曲率的Khler流形上的热方程,在一个较弱的条件下得到了它的正解的梯度估计和复Hessian估计.

    2011年06期 v.39 924-925+940页 [查看摘要][在线阅读][下载 144K]
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  • 二维阵列亥姆霍兹共鸣管的声带隙性能

    许震宇;卢强;李斌;

    亥姆霍兹共鸣器是一种最基本的声共振系统,可受外面声场的激发并消耗其能量,形成重要的吸声体结构.其最典型的应用就是音乐厅、电影院吸音墙的微结构.设计了二维的亥姆霍兹共鸣管周期阵列结构,并应用有限元方法计算该结构的声传输特性.计算结果表明,该结构可以利用布拉格散射效应、局域共振效应以及亥姆霍兹共鸣管对声波的吸收效应.与无开口圆管构成的周期结构相比,该结构具有更大的声带隙带宽.因此,该结构可用来设计声屏障、声透镜等声学器件.

    2011年06期 v.39 926-929页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K]
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经济与管理科学

  • 大型复杂项目组织网络模型及实证分析

    李永奎;乐云;何清华;卢昱杰;

    将大型复杂项目组织视为一种动态和复杂关联的社会网络,分析了社会学视角和传统视角下项目管理理念的区别;利用社会网络分析(SNA)方法,分析了复杂项目组织的网络模型元素,研究了大型复杂项目组织网络的基本模型和建模方法;通过2010年上海世博会案例实证分析,建立了相应模型,利用Ucinet软件进行了计算分析并与传统正式组织结构模型下的计算进行了比较,给出了组织管理和控制的结论.

    2011年06期 v.39 930-934页 [查看摘要][在线阅读][下载 649K]
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  • 一类创新型权证的数学模型

    刘易;任学敏;

    为了解决中国证券市场股权分置这一体制性矛盾,一些上市公司推出了派发创新型权证的股改方案,该创新型权证将股票与权证相捆绑,从而不能假定股票收益呈现几何布朗运动.为了对该创新型权证定价,利用研究信用风险的结构化方法,以公司资产作为基本变量,对有担保与无担保的情况分别计算出该创新型权证的定价公式,对不同市场变量对于创新型权证价格的影响作了理论和数值分析.

    2011年06期 v.39 935-940页 [查看摘要][在线阅读][下载 338K]
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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多个国内外权威检索系统收录。本刊目前采用网络投稿与审稿,不接收纸质稿件

    2011年06期 v.39 941页 [查看摘要][在线阅读][下载 513K]
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