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

  • 基于改进随机减量法和小波变换的结构模态参数识别

    刘剑锋;李元兵;张启伟;

    基于改进随机减量法和小波变换提出了一种新的结构模态参数统计识别方法.随机减量法改进后可直接处理零均值非平稳响应信号,得到自由衰减响应,小波变换的时频域特性可解耦密频、低阻尼系统,自助分布的统计估计能力考虑和降低模态参数识别的不确定性.对提出的方法进行了完整的理论推导,并通过一个四自由度系统的数值算例验证了该方法可靠性.相比较传统的时域方法和直接小波变换方法,该方法具有更高的识别精度,尤其是阻尼比系数.随后的抗噪能力验证结果表明该方法在15dB噪声干扰下仍能够稳定、准确地识别出系统的模态参数,可适用于环境激励下模态参数识别.

    2015年10期 v.43 1447-1453页 [查看摘要][在线阅读][下载 382K]
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  • 环境因素对斜拉桥模态频率影响的周期特性

    孙利民;周毅;谢大圻;

    利用东海大桥主航道斜拉桥5年的结构健康监测以及收费站数据,从周期性的角度研究了温度、交通荷载对结构竖弯、侧弯基频以及高阶频率的影响规律,并在1年,1周,1天和0.5天模态频率变化的主要周期上通过逐步回归分析比较了温度、交通荷载对结构频率变化的影响程度.结果表明,温度、交通荷载和结构频率的变化存在明显的周期特征,且在不同的时间周期温度和交通荷载对频率变化的影响程度不同.基于长期实测数据的分析有助于加深对结构频率变化特性的理解,并把握其周期性变化规律,从而对结构状态进行更准确地评估.

    2015年10期 v.43 1454-1462页 [查看摘要][在线阅读][下载 2195K]
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  • 碳纤维布加固梁柱式胶合木结构抗侧性能试验

    熊海贝;刘应扬;姚亚;李冰阳;

    为研究震损梁柱式胶合木结构在节点外包碳纤维布加固后的抗侧力性能,对3榀单层单跨梁柱式木框架足尺试件进行了低周反复加载试验.试验首先通过低周反复加载模拟框架结构的地震损伤,其后用碳纤维布进行节点加固,并进行与前期相同的低周反复加载试验.结果表明,碳纤维布加固方法可以有效抑制裂缝开展,恢复受损结构的强度、刚度、延性等抗侧力性能,改善耗能能力.

    2015年10期 v.43 1463-1470页 [查看摘要][在线阅读][下载 1063K]
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  • 地下结构地震反应的振动台模型试验研究

    殷琳;楼梦麟;康帅;

    进行了土-地下结构动力相互作用的大型振动台模型试验,分别测出了模型土中不同部位的加速度反应和地下结构的加速度与应变反应.对模型体系的加速度反应实测值进行整理分析了模型箱效应、试验各阶段系统的自振频率及阻尼比的变化情况和地下结构的加速度和应变反应规律.试验结果表明:相对于仅有水平加速度激振,峰值约为水平加速度峰值三分之二的竖向激振的参与,可使结构的反应增加,且应变反应的增量大于加速度反应的增量,地下结构横断面的变形仍以剪切变形为主;地下结构的加速度反应和应变反应的频谱分布有较大差异,应变反应中竖向振型的贡献较大.

    2015年10期 v.43 1471-1479页 [查看摘要][在线阅读][下载 483K]
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  • 胶结型深海能源土升温降压联合分解离散元分析

    蒋明镜;付昌;贺洁;朱方园;

    将一个新近提出的考虑温度-水压-力学综合影响的二维微观胶结模型引入离散元商业软件PFC2D中生成水合物胶结型能源土,通过在双轴试验过程中同时改变温度与反(水)压,在良好排水、排气的条件下模拟了被认为有较好开发前景的升温降压联合开采法,为探索可燃冰开采新方法提供参考.试验结果表明,偏应力小于净砂样破坏偏应力时,开采完成后土体未发生破坏;偏应力大于净砂样破坏偏应力时,开采完成后土体内会产生若干条未充分发展的剪切带;此外,对分解四个不同阶段的微观变量,如接触分布、平均纯转动速率及准静态速度场,进行了较为详细地分析.

    2015年10期 v.43 1480-1486页 [查看摘要][在线阅读][下载 1212K]
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  • 爆炸模拟地震作用埋地供水管网原型试验

    王闯;刘威;李杰;

    利用土中引爆TNT炸药产生模拟地震波.首次通过试验研究了带有柔性接头球墨铸铁管网的动力响应.详细阐述了试验设计思想与方法,给出了主要试验结果.对试验结果的初步分析表明:试验设计思想合理、有效;接头变形与管网系统结构关系密切;接头变形超过一定界限时,必须考虑接头变形的塑性发展.

    2015年10期 v.43 1487-1496页 [查看摘要][在线阅读][下载 3010K]
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交通运输工程

  • 公路桥梁长加载区间的多车道车辆荷载概念模型

    阮欣;周军勇;石雪飞;周可攀;

    高速公路多车道荷载及其响应的差异一直是桥梁设计与研究关注的重点,目前的多车道荷载模型对这种差异表述不合理,特别是长加载区间效应.选取2009~2013年实测的2车道和4车道28d自由通行的WIM(Weigh-in-motion)数据,研究车辆的车道选择和荷载的空间分布特性,分析长加载区间的多车道荷载响应,提出了考虑多车道荷载模型的新思路,并校核了该概念模型的系数取值.研究表明,应选用至少3周以上数据进行车辆及荷载分析才具有统计意义,多车道中各分车道的车辆及荷载分布具有显著差异,我国规范基于车道荷载同分布的假定不成立.车道荷载分位值差别显著,而最大值却大致相同,说明多车道荷载模型无法兼顾不同加载区间的修正要求.长加载区间上分车道荷载响应之间的比值趋于稳定数量关系,表明各车道不仅不能达到相同水平极值,且不能同时达到.推荐的多车道概念模型能科学考虑长加载区间上分车道及总车道响应极值的关系,更具工程意义,校核的系数表明推荐模型合理可用.

    2015年10期 v.43 1497-1502页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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  • 基于MMLS3的沥青路面结构模型的尺寸研究

    李淑明;吴小虎;苏志翔;

    通过在室内试槽中铺筑并振动碾压成型路面结构模型,然后使用小型加速加载试验设备1/3行车荷载模拟系统(MMLS3)进行加载,采集结构内多点的应变并加以分析,据此判定结构模型的合理尺寸.目前主要对水泥稳定碎石基层沥青面层结构模型进行了测试.初期试验结果表明:在荷载影响区内,沥青层底的任一点上的横向拉应变远大于纵向的应变;随着荷载的移动,纵向应变发生压-拉-压的变化,横向应变始终为拉应变;根据面层底的应变分布情况,考虑到MMLS3轮载的特点,建议结构模型的纵向尺寸不少于100~120cm,横向尺寸不少于50~60cm.

    2015年10期 v.43 1503-1509页 [查看摘要][在线阅读][下载 553K]
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  • 设屏蔽门的岛式地铁车站站台宽度设计方法

    吴娇蓉;马山;刘学丽;

    通过视频识别和实地观测,基于乘客候车行为提出岛式站台乘客候车6个阶段站台功能区域转变的方式,遵循乘客安全候车和顺利流通的原则,提出上、下行列车等待区和流通区互不重叠、相互独立的要求,确定考虑等待区长度和流通区宽度的站台宽度设计方法,并与现行规范站台宽度设计方法对比,说明现行方法在实际运行中存在的问题.而新方法符合加设屏蔽门的站台运行特点,可以为轨道站设计提供参考.

    2015年10期 v.43 1510-1515页 [查看摘要][在线阅读][下载 1658K]
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  • 城市轨道交通接触网焦耳能耗分析与改善研究

    张明锐;李启峰;龚晓冬;唐贾言;

    分析城市轨道交通接触网系统发热原理及能耗情况,总结接触网能耗计算的基本方法和影响接触网能耗的主要因素,提出基于列车运行调整的改善触网电压、降低触网能耗的优化策略.进而以触网焦耳能耗最小为目标,考虑列车运行图和牵引特性等多重约束条件,运用蚁群算法,对基于无线通信列车自动控制原理的列车运行建立优化调整控制模型.最后根据上海地铁2号线一期实际参数进行仿真实验,验证优化策略的有效性和可行性.该策略对于计划运行图的改进及列车运行安排的实时调整优化均具有一定的指导价值.

    2015年10期 v.43 1516-1522页 [查看摘要][在线阅读][下载 362K]
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  • 基于大样本的上海市乘用车行驶工况构建

    胡志远;秦艳;谭丕强;楼狄明;

    进行了10辆车12个月连续道路行驶数据采集,获得7 137 017条有效行驶数据,从中提取13 789个实际道路行驶运动学片段,通过主成分分析和聚类分析将运动学片段特征值进行降维和分类处理,利用相关系数提取代表性行驶工况,构建了基于大样本、符合上海市交通特征、长度为1 163s的上海市乘用车行驶工况.结果表明:上海市乘用车行驶工况具有平均速度低、怠速比例高、匀速比例低等特点,与新欧洲测试循环(NEDC)存在较大差异,采用NEDC工况开展的污染物测试不能完全反映上海市的实际交通状况,应建立反映上海市交通特点的乘用车行驶工况.

    2015年10期 v.43 1523-1527页 [查看摘要][在线阅读][下载 171K]
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材料科学与工程

  • 水泥混凝土板水分迁移模型的近似解析解

    张翛;赵鸿铎;赵队家;

    为了研究早龄期混凝土板的水分迁移规律,建立了早龄期混凝土路面板在外部干燥条件下的1维水分迁移模型,推导了基于Adomian分解法的求解任意边界条件下的非线性水分迁移模型的初边值问题的近似解析解,并与早龄期混凝土板的干燥过程试验数据和Crank-Nicolson有限差分法数值解的结果进行了比较.结果表明,Adomian分解法的收敛速度非常快,是一种有效的求解任意边界、初始和扩散系数下的混凝土板干燥过程的偏微分方程的方法.

    2015年10期 v.43 1528-1535页 [查看摘要][在线阅读][下载 1036K]
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  • 水泥-聚苯乙烯轻质材料的准静态压缩力学行为

    朱洪波;李晨;吴梦雪;吴凯凡;

    根据Gibson-Ashby模型中的多孔材料力学行为理论,对水泥-聚苯乙烯轻质材料的准静态压缩应力-应变曲线进行了预测,并通过试验对其进行验证,分析了纤维、乳胶粉、压缩比及养护方式对应力-应变曲线的影响.讨论了脆性抗压强度的变化规律,根据Gibson模型的强度理论拟合、分析了抗压强度与密度的关系.结果表明:材料的压缩应力-应变曲线可根据Gibson理论中弹性多孔材料和弹脆性多孔材料的应力-应变曲线进行复合,预测结果与实验结果基本一致;纤维、乳胶粉、压缩比和养护方式对曲线的线弹性、平台、密实化三个阶段均有一定的影响,也影响材料的脆性抗压强度;纯水泥组、加纤维组和高压缩比组脆性抗压强度的拟合相关性较高,而由于乳胶粉和蒸汽养护影响了孔壁的破坏强度,所以该两组的拟合相关性较低.

    2015年10期 v.43 1536-1541页 [查看摘要][在线阅读][下载 386K]
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机械、车辆与能源工程

  • 锂离子动力电池内阻模型与实验研究

    魏学哲;杨静;刘耀锋;朱建功;

    首先,根据多孔电极理论,建立了锂离子动力电池的仿真模型.对仿真模型的分析可知,影响电池内阻的内部因素为锂离子在电极活性材料中的固相扩散系数及由极片的电子电导率、电解液的离子电导率和活性材料的电子电导率组成的电池总电导率.分别设计制作磷酸铁锂和石墨半电池,使用恒电流间歇滴定法(GITT)对半电池进行固相扩散系数的测量.使用交流阻抗法(EIS)对半电池进行总电导率的测量.对比半电池实验数据和磷酸铁锂锂离子动力电池实验数据可知,电池的极化内阻由锂离子在电极活性材料中的固相扩散系数决定;电池的欧姆内阻由电池的总电导率决定.

    2015年10期 v.43 1542-1549页 [查看摘要][在线阅读][下载 662K]
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  • 基于效率优化的四轮独立驱动电动车转矩分配

    谷成;刘浩;陈辛波;

    对某款四轮独立驱动电动汽车转矩分配控制策略对车辆经济性影响进行研究,基于理论与试验数据,建立关键零部件数学模型及整车能耗的MATLAB/Simulink仿真计算模型.以降低系统能耗为目标,提出一种基于驱传动系统效率优化的转矩分配控制策略,得到转矩分配系数MAP图,从而避免了在线计算的时效性问题.不同行驶工况下的仿真结果表明,与固定比例的转矩分配方法相比,基于转矩分配优化算法的系统能耗可降低约5%.

    2015年10期 v.43 1550-1556页 [查看摘要][在线阅读][下载 1226K]
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  • 有界噪声激励下汽车悬架迟滞非线性系统的响应

    牛治东;吴光强;

    研究了具有迟滞非线性特性的单自由度汽车悬架非线性模型在有界噪声激励下的响应.推导了两个有界噪声共同激励下系统的随机梅尔尼科夫(Melnikov)过程,得到系统发生混沌运动的临界条件.然后分析了悬架迟滞参数对混沌运动的影响.运用庞加莱截面(PoincaréSection)、功率谱和最大李雅普诺夫(Lyapunov)指数对系统的混沌运动进行了数值验证.研究结果表明,悬架迟滞非线性系统在两个有界噪声的共同激励下,存在混沌运动,且发现在有界噪声激励幅值较小时,系统不会出现混沌运动,当有界噪声激励幅值较大时,系统才有可能出现混沌运动.

    2015年10期 v.43 1557-1561页 [查看摘要][在线阅读][下载 593K]
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  • 模态耦合与能量馈入两种摩擦尖叫机理关系

    张立军;吴军;孟德建;

    模态耦合和能量馈入是当前重要的两个摩擦尖叫发生机理理论,但是对于两种理论之间的关系尚未有针对性的开展研究.针对一种典型的集总参数柔体刚体组成的摩擦振动副,建立2自由度摩擦振动动力学模型;推导了系统产生不稳定模态耦合的条件,并分满足模态耦合条件、满足临界模态耦合条件和不满足模态耦合条件3种情况分析了模态耦合理论与能量馈入理论之间的关系.结果表明:能量馈入依赖于模态耦合理论,而不是一种摩擦噪声机理理论.

    2015年10期 v.43 1562-1569页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
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  • 干式离合器半联动滑磨热载荷控制

    王阳阳;李南;

    离合器半联动是汽车在拥堵路况下的常用操纵方式,频繁的半联动产生大量热易使干式离合器失效.首先分析了离合器半联动过程中的热载荷,建立了干式离合器接合模型、发动机模型和滑摩阻力模型.提出了通过使离合器的接合程度在单次跟进的过程中保持不变并刚好可以克服行驶阻力的控制策略,以降低频繁的半联动操作次数.分别在水平良好和2%以及5%坡度路面上,对控制前后的离合器滑摩功进行了比较,结果显示采用该控制策略将半联动跟进10m产生的滑摩功分别降低了3.72%,36.00%和71.35%.

    2015年10期 v.43 1570-1574页 [查看摘要][在线阅读][下载 416K]
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  • 滑移网格法在滑阀三维瞬态流场解析的适用性分析

    姜涛;夏明杰;王安麟;

    在滑阀换向过程的三维有限元解析中,由于流固耦合造成其网格大变形,出现三维瞬态流场解析发散的问题.提出了面向滑阀三维瞬态流场解析的滑移网格法,即通过在静止网格与动态网格间用平行滑移网格连接构建三维解析模型,以避免瞬态流场解析中动态网格反复重构所造成的计算发散问题,实现滑阀换向过程的三维瞬态流场解析.研究以某液压挖掘机多路阀回转联为对象,以液压元件动态特性试验台试验结果为基准,对比平稳工况条件下的解析值与实验结果,验证了滑移网格法在滑阀三维瞬态流场解析中的适用性,为建立挖掘机动态载荷与其阀芯结构形态间的动力学映射关系提供了工程化表达路径.

    2015年10期 v.43 1575-1581页 [查看摘要][在线阅读][下载 1677K]
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  • 风电叶片多点加载系统的机电耦合特性及试验研究

    廖高华;乌建中;来鑫;

    针对风电叶片加载多点激振时出现耦合问题,对多点疲劳加载系统进行合理简化,以两点摆锤激振加载为对象建立动力学数学模型,构建系统的机电耦合方程.在共振条件下的对机电耦合关系进行求解,通过相平面法得到振动系统的机电耦合特性、平衡奇点处的谐振同步性及稳定性条件,揭示加载系统出现耦合现象的机理.试验研究系统动态分岔耦合、主共振机电耦合特性及机电耦合作用下的同步控制,验证理论分析的正确性及控制算法的有效性,为疲劳加载系统的工程应用提供指导及试验参考.

    2015年10期 v.43 1582-1587页 [查看摘要][在线阅读][下载 361K]
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下期文章摘要预报

  • 再生混凝土早期抗开裂性能试验研究

    肖建庄;胡博;丁陶;

    <正>采用刀口约束法试验,研究了再生粗骨料取代率及粉煤灰、矿粉的掺量对再生混凝土早期抗开裂性能的影响.以单位面积平板上的总开裂面积为主要指标评价了试件的抗开裂性能.研究表明,随着再生粗骨料取代率的增加,试件总开裂面积逐渐增大;取代率为100%的再生混凝土试件的总开裂面积是普通混凝土试件的1.5倍左右.掺入粉煤灰可以有效改善再生混凝土的抗开裂性能,当粉煤灰掺量达到30%时,试件的总开裂面积相比不掺矿物外加剂的对照组下降了72.1%.矿粉对于再生混凝土开裂面积的抑制作用不及粉煤灰有效,但其有助于减小裂缝分布的离散性.

    2015年10期 v.43 1574页 [查看摘要][在线阅读][下载 54K]
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  • 混凝土梁桥动力特性对耐久性指标的灵敏度

    张立业;孙利民;

    <正>根据简支梁的振动频率和振型函数,建立了基于监测信息条件下的可靠度功能函数.采用可靠性的灵敏度分析方法,研究材料参数和截面几何参数对混凝土梁桥振动频率的影响.理论分析表明,振动频率对钢筋弹性模量的灵敏度低于对混凝土弹性模量的灵敏度,对混凝土截面惯性矩的灵敏度低于对钢筋截面惯性矩的灵敏度.算例表明,振动频率对钢筋腐蚀的灵敏度高于对跨中损伤的灵敏度;当钢筋腐蚀程度和跨中损伤程度分别为5%,10%,15%和20%时,钢筋腐蚀引起的1阶振动频率变化率是跨中损伤引起的1阶振动频率变化率的1.94,1.85,1.80和1.74倍.

    2015年10期 v.43 1581页 [查看摘要][在线阅读][下载 56K]
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测绘科学与技术

  • 基于人工免疫算法的光学影像与SAR影像配准方法

    冯甜甜;艾翠芳;王建梅;张绍明;

    提出了一种基于人工免疫算法的光学影像和SAR影像配准方法,该方法从影像上的面状地物入手,仅从识别性较好的光学影像上提取面状地物,先随机给定一组配准参数,将光学影像上面状地物的坐标经仿射变换获得新的坐标,以转换后新坐标在SAR影像上对应区域的均质性为评价标准,并利用人工免疫算法对配准参数进行优化,从而得到影像配准结果.最后,利用WorldView-2和RadarSat-2影像的配准实验验证该方法的有效性,结果表明该方法配准精度可优于2像素.

    2015年10期 v.43 1588-1593页 [查看摘要][在线阅读][下载 2268K]
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  • 基于蚁群优化的GPS/DInSAR三维形变监测方法

    何秀凤;史国强;肖儒雅;

    提出一种基于蚁群优化的GPS/DInSAR形变测量方法,将高精度地表散点GPS三维观测量与DInSAR视线向观测量进行深度融合,提取地表真三维形变量.以GPS约束与DInSAR约束基于Gibbs方程构建能量函数,利用蚁群优化算法在连续空间求解能量函数最小值.实验研究结果表明,该方法在连续地表三维形变测量中具有较高精度,特别是垂直方向上具明显优势.

    2015年10期 v.43 1594-1600页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K]
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经济与管理科学

  • 隐性知识对知识密集型组织绩效的跨层次影响

    李慧;尤建新;卢超;薛奕曦;

    从个体和组织两个层次,构建了隐性知识影响知识密集型组织绩效的跨层次模型,并以上海市八家医院为例进行了实证检验.研究发现个体、组织的隐性知识均对相应层次的绩效产生显著的正向影响;隐性知识共享在组织隐性知识和组织绩效之间发挥部分中介作用,并正向跨层次调节个体隐性知识与个体绩效之间的关系;个体绩效的平均水平与组织绩效有显著正向影响.最后,从充分挖掘隐性知识、促进隐性知识共享、提升组织整体水平三方面总结了提高组织绩效的建议.

    2015年10期 v.43 1601-1605页 [查看摘要][在线阅读][下载 229K]
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  • 基于贝叶斯网络模型的关键链项目进度管理

    尤建新;秦云;

    在工程项目工作分解(WBS)和贝叶斯网络技术的基础上,考虑了WBS各单元之间的时序关系和资源约束条件,结合实例建立了关键链项目管理贝叶斯网络模型(CCPMBN)。提出了相应的各项资源需用计划,并通过蒙特卡洛仿真项目施工完成时间。结果表明关键链项目管理贝叶斯网络在项目进度延期的情况下能很好地识别影响工期的关键工序,CCPMBN模型为控制施工建设进度与实现提供了重要参考.

    2015年10期 v.43 1606-1612页 [查看摘要][在线阅读][下载 413K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》投稿启事

    <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,主要刊登国内外工程建设领域的土木建筑、交通运输、环境、海洋、测绘、材料、机电、计算机、通信等学科的高水平创新研究成果。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,不接收纸质稿件和E-mail投稿。网络投稿请直接登录《同济大学学报(自然科学版)》编辑部网站(http://tjxb.cnjournals.cn),或登录同济大学网站→科学研究→同济大学学报界面。有关作者资格、注意事项与说明如下。

    2015年10期 v.43 1613页 [查看摘要][在线阅读][下载 831K]
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