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2009年第32卷第8期文章目次

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    • 1  标准CMOS工艺的外层型人工视网膜芯片设计
    彭承琳 ,  夏露 ,  侯文生 ,  王星 ,  郑小林 ,  阴正勤
    2009, 32(8):859-863. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.001
    [摘要](2086) [HTML](0) [PDF 5.45 M](386)
    摘要:
    针对外层型视网膜修复技术中芯片像素密度难以提高的问题，设计了一种具有更小尺寸及更高像素密度的视网膜芯片。芯片采用CHRT公司0.35 μm标准CMOS工艺，选用双向驰张振荡器电路作为基本像元电路，在Cadence软件平台上进行了电路的调试及版图制作和后仿真。实验结果表明，像元电路能够随光电流大小变化输出幅值及频率可调的脉冲信号对视网膜神经细胞进行有效刺激，版图制作后仿真得到像元电路脉冲宽度为0.26 ms，频率为18～503 Hz，版图大小为65 μm×65 μm，初步设计的芯片大小为1.1 mm×1.1 mm。芯片各项参数均能满足生理学上对视网膜神经细胞进行有效刺激的要求，实验结果为芯片后续研究提供了良好的基础。
    2  煤气化炉动态数学模型的建立与分析
    杨晨 ,  孔德峰
    2009, 32(8):864-868. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.002
    [摘要](2125) [HTML](0) [PDF 3.77 M](966)
    摘要:
    以Texaco气化炉为研究对象，分析气化炉内流动、燃烧和气化反应特性，将Texaco气化炉膛分成3个模拟区域，即燃烧区、气化区和回流区，分别对各区运用质量守恒和能量守恒方程，得到集总参数动态数学模型。该模型考虑了气固两相流动、煤热解、辐射换热及包括均相和异相在内的气化反应过程。在模型基础上进行动态与静态仿真，并进行参数化研究和仿真结果分析，得出了一些重要参数的变化趋势和结论。模型的优点在于能对气化炉内喷动区的组分及温度分布进行更加准确的预测，从而具有较好的工程应用价值。
    3  COREX工艺系统模拟的数学模型
    王成善 ,  肖兴国 ,  王文忠
    2009, 32(8):869-875. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.003
    [摘要](1947) [HTML](0) [PDF 5.29 M](369)
    摘要:
    对COREX 工艺进行系统模拟，不仅为进一步开发该工艺提供信息预测服务，而且为实际生产中其工艺控制系统的设计奠定基础。在对各反应器内化学反应和热交换作必要假设的基础上，分别对熔化气化炉、还原竖炉和热旋风除尘器等设备进行单元模化。对每个反应器均利用1组物料和(或)热量平衡式、所需的化学反应平衡式和其它有关约束式，计算物料、燃料消耗量或各种生成量。以反应器间物流和能流走向关系进行各反应器衔接匹配情况计算，形成对COREX工艺的系统模拟。
    4  ADP点状籽晶(100)面的生长
    喻江涛 ,  李明伟 ,  曹亚超 ,  程旻 ,  石航
    2009, 32(8):876-881. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.004
    [摘要](2166) [HTML](0) [PDF 4.70 M](368)
    摘要:
    ADP晶体点状籽晶生长实验结果表明：生长温度处于20~40 ℃，相变驱动力介于0.005 KT/ωs ~ 0.03 KT/ωs之间时，籽晶 (100)晶面的生长速率随过饱和度的增加而线性增加；在相变驱动力一定时，晶面生长速率随温度的升高而呈指数增加；晶面的生长动力学规律与体扩散输运机制下的螺位错生长机制相符；相变驱动力低于临界驱动力时，晶体生长存在着热力学因素造成的死区。相变驱动力介于相变驱动力介于0.05 KT/ωs ~ 0.11 KT/ωs之间时，(100)晶面的生长速率随过饱和度的增加而呈非线性增加，晶面生长趋近于多二维核生长，但同时也有其它生长机制并存。
    5  一种统计特性的数字水印算法
    廖晓峰周庆 ,  金渊智 ,  张艳珂 ,  周庆
    2009, 32(8):882-886. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.005
    [摘要](2099) [HTML](0) [PDF 4.54 M](1063)
    摘要:
    提出一种鲁棒的DCT域盲水印算法，将DCT系数进行特殊的自定义排列分组，并根据奇偶差实现水印的最优化嵌入。该算法突破了传统的分块、寻找合适中频系数模式，解决了合适中频系数难找且嵌入容量小的问题。实验表明该算法计算简单，且具有良好的不可见性，并且在抵抗噪声和JPEG压缩攻击方面具有较强的鲁棒性。
    6  微通道内甲醇重整反应的LB方法
    曾建邦 ,  李隆键 ,  崔文智 ,  陈清华 ,  王锋
    2009, 32(8):887-891. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.006
    [摘要](2683) [HTML](0) [PDF 3.81 M](1217)
    摘要:
    利用格子Boltzmann方法对微通道内甲醇水蒸汽重整制氢反应过程进行模拟，建立了双速率动力学平行反应机理的格子演化模型。分析了边界温度和进口流速的变化对甲醇转化率，氢气和一氧化碳的出口含量以及通道中的最大温差的影响。当边界温度和进口速度一定时，分析了整个反应过程中各组分的变化情况。结果表明，在水醇比，边界温度以及进口速度分别为1.3、523 K、0.1 m/s的情况下：甲醇出口转化率最高达94.36%；氢气的含量为0.098 9；CO的含量为0.009 5%。发现随边界温度升高，进口流速的减小，CO的含量会进一步增加。
    7  齿轮箱动态响应及辐射噪声数值仿真
    林腾蛟 ,  廖勇军 ,  李润方 ,  刘文
    2009, 32(8):892-896. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.007
    [摘要](1897) [HTML](0) [PDF 4.74 M](1258)
    摘要:
    建立了齿轮箱传动系统及结构系统的动力有限元分析模型，综合考虑轮齿刚度激励、误差激励和啮合冲击激励等内部动态激励的影响，应用ANSYS软件对齿轮箱的固有模态和内部激励下的动态响应进行有限元数值仿真。以动态响应结果作为边界激励条件，建立了齿轮箱箱体的声学边界元分析模型，利用SYSNOISE软件中的直接边界元法求解箱体表面声压及场点辐射噪声，并对齿轮箱进行空气噪声测试。比较辐射噪声的测试结果与数值仿真结果，两者吻合良好。
    8  模糊神经网络的自动变速汽车换挡规律分析
    刘振军 ,  胡建军 ,  李光辉 ,  秦大同
    2009, 32(8):897-903. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.008
    [摘要](2353) [HTML](0) [PDF 6.36 M](1257)
    摘要:
    在分析目前汽车自动变速器换挡规律制定方法优缺点的基础上，提出了基于模糊神经网络的最佳挡位判断方法，研究了基于TakagiSugeno模型的神经网络结构及其算法。根据熟练驾驶员的经验和专家知识制定了汽车自动变速器换挡规律的两参数模糊逻辑推理规则和隶属度函数，利用人工神经网络的学习训练机制并按照试验样本修正了模糊系统的隶属度函数和模糊控制规则，进行了模糊神经网络的训练和仿真，仿真结果表明该基于TakagiSugeno模型的模糊神经网络的汽车自动变速器换挡规律制定方法的正确性和可行性。
    9  空间网络的轴线模型分析
    曾旭东 ,  姜莉莉
    2009, 32(8):904-909. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.009
    [摘要](1770) [HTML](0) [PDF 5.58 M](1866)
    摘要:
    针对城市空间网络不易言表的复杂特性，提出运用空间句法中的轴线模型分析机制，通过对城市空间网络的拓扑关系及其功能属性的量化与图解式的定性描述，挖掘城市空间网络的内在结构逻辑——组构，进一步阐明自下而上的内在规则与自上而下的强制规划设计，可以通过对城市空间网络整体性关联的研究搭建起沟通的桥梁，使城市设计者的设计成果在顺应城市空间发展的系统性与自组织性的同时，发挥正向的、积极的、高效的推动力。
    10  烟气脱硫亚硫酸钙铁催化氧化动力学实验
    杨剑 ,  刘清才 ,  郑慧敏 ,  董凌燕 ,  夏克菲
    2009, 32(8):910-914. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.010
    [摘要](1650) [HTML](0) [PDF 5.40 M](1140)
    摘要:
    烟气脱硫中亚硫酸钙的氧化程度直接影响到烟气中的最终脱硫量，但其速率表达式的研究结果存在一定差异。采用内径为1.2 m，高为1.2 m的反应器氧化实验装置进行了亚硫酸钙的铁催化氧化实验，实验所得亚硫酸氢根离子的反应级数约为1，铁离子反应级数约为0.5，溶解氧的反应级数约为0，氧化反应的活化能为54.52 kJ·mol-1。结合菲克定律及双膜理论建立了烟气脱硫亚硫酸钙的氧化过程动力学模型。利用模型计算得到亚硫酸氢根离子反应级数约为1，铁离子反应级数约为0.5，溶解氧反应级数约为0，氧化反应的活化能为53.85 kJ·mol-1。实验结果表明，模型精度高，相对误差为1.22%。
    11  光照波长影响光合细菌生物膜生长特性实验
    朱恂 ,  党楠 ,  田鑫 ,  廖强 ,  王永忠 ,  李俊 ,  石泳 ,  丁玉栋
    2009, 32(8):915-919. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.011
    [摘要](2600) [HTML](0) [PDF 5.21 M](1476)
    摘要:
    在平板式生物膜反应器内，研究波长范围为420~590 nm的3种不同单色光源对高效光合产氢细菌生物膜生长特性的影响进行实验，讨论了不同光照波长对沼泽红假单胞菌生物膜表面覆盖率、膜厚、干重和密度的影响。实验结果表明，不同的光照波长对生物膜生长速率及结构具有重要影响，在相同的时间间隔内，生物膜表面覆盖率随着光照波长的增加而增加，而光照波长对生物膜干重影响很小，在实验运行4 d后，生物膜厚度随着波长的增加而减小；光照波长越长，生物膜密度越高，这是由于较短的光照波长抑制了细菌的分裂及胞外高聚物的生成。
    12  空间地震动作用下大跨度拱桥地震响应分析
    李正英 ,  李正良
    2009, 32(8):920-924. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.012
    [摘要](2089) [HTML](0) [PDF 6.59 M](1405)
    摘要:
    基于空间非平稳地震动场模型，应用谐波合成法模拟生成了用于空间地震动输入的地震动加速度时程。在此地震动输入下，以重庆菜园坝大桥作为模型原型，采用时程分析方法详细研究了此种大跨度拱与刚构组合桥在一致输入、行波输入和多点输入下的地震响应特性。分析结果表明，地震动空间变化对主拱的轴力和拱桥跨中构件对称反应影响显著，使其大部分反应明显增大；而刚构的大部分内力都有减小。
    13  螺蜷天线特性的数值分析
    张承畅 ,  李长勇 ,  康小平 ,  陈于平
    2009, 32(8):925-930. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.013
    [摘要](1826) [HTML](0) [PDF 6.34 M](1173)
    摘要:
    利用基于RWG（raowiltonglisson）基函数的矩量法求平面螺蜷天线和圆锥螺蜷天线表面电流,并进一步计算出天线的输入阻抗、方向性、增益、辐射功率、空间电场大小。分析结果显示这两种天线的输入阻抗值约为自互补结构天线的输入阻抗的理论值（满足巴比涅原理），即空间本征阻抗1/2,188.5 Ω；方向性、增益和辐射功率大小在这一频带内也比较稳定。在高斯微分脉冲激励下，结合傅立叶反变换方法得到时域的辐射脉冲电场波形，从波形可知螺蜷天线用作脉冲辐射天线时，辐射电场波形具有高斯二次微分特性。
    14  双向挤压后AZ31镁合金的微观组织与性能
    张力 ,  卢立伟 ,  刘天模 ,  李楠 ,  孙朝勇
    2009, 32(8):931-936. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.014
    [摘要](2088) [HTML](0) [PDF 8.40 M](1531)
    摘要:
    采用了100T挤压机对AZ31镁合金在不同温度不同挤压比下双向挤压成型。结果表明，挤压比为4.5时，显著地细化镁合金晶粒，晶粒尺寸可由铸态的400 μm减小到挤压态的6 μm；挤压比为10.125时，晶粒尺寸可以减小到3 μm；变形材料的硬度、伸长率、压缩率和屈服强度值有了很大程度的提高，随着挤压温度的升高，硬度、压缩率、伸长率和屈服强度值呈降低趋势(250 ℃除外)。
    15  气流组织评价指标的修正
    连之伟 ,  戚大海
    2009, 32(8):937-942. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.015
    [摘要](1919) [HTML](0) [PDF 5.84 M](445)
    摘要:
    运用质量权重法对原有的各气流组织评价指标进行修正，以充分发挥数值模拟技术的优势来评价气流组织的性能。建立了数值模型并通过实验验证了模型的准确性。用该数值模型模拟嵌入式空调室内机4种不同工况下的室内气流组织，计算、比较了这4种工况下的原气流组织评价指标值与修正后的指标值，发现修正前、后指标值差异显著，且这些差异导致了评价这4种气流组织结果的不同。分析结果表明，用修正后的评价指标来评价气流组织更加准确、科学。
    16  横掠二维串列双圆柱绕流气动噪声的数值模拟
    赵良举 ,  杨南奇 ,  吴朵 ,  苏成功
    2009, 32(8):943-949. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.016
    [摘要](1742) [HTML](0) [PDF 9.21 M](404)
    摘要:
    对横掠串列双圆柱绕流噪声问题进行数值模拟，首先通过二维大涡模拟（LES）求解非定常不可压缩NS方程捕获瞬时流场声源数据；然后运用基于Lighthill’s 声学类比的FWH方程及其积分解，计算由流体流动诱发产生的噪声。通过比较不同流速、直径、间距比对绕流流场以及由其产生的气动噪声的影响发现：流速、直径增加，辐射噪声级相应增大；流速增加，旋涡脱落频率增大；不同间距比对圆柱旋涡脱落有一定影响，从而影响到辐射噪声，存在噪声最大的临界间距比；同时辐射声场具有较明显的指向性。
    17  利用压电补片修补裂纹板的效能分析
    严波 ,  刘成 ,  柳军 ,  赵莉
    2009, 32(8):950-954. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.017
    [摘要](2072) [HTML](0) [PDF 4.13 M](325)
    摘要:
    采用有限元方法分析多层压电补片修补裂纹板的应力强度因子，研究压电补片的电压、压电片层数、几何尺寸等参数对裂纹板应力强度因子的影响，并据此评价采用压电补片修补中心裂纹板后的修补效能。结果表明，利用压电补片修补后的裂纹板，其裂纹尖端的应力强度因子显著降低。适当增大电压可以获得理想的修补效果，但过高的电压可能不利；在电压相同和补片厚度一定的条件下，增多补片的压电片层数有利于提高修补效能；在一定范围内增大补片的几何尺寸也可提高修补效能，但尺寸超过一定限度后继续增大，对修补效能的进一步提高效果甚微。
    18  利用训练序列的OFDM时频同步算法
    谭晓衡 ,  王梅梅
    2009, 32(8):955-959. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.018
    [摘要](1946) [HTML](0) [PDF 3.86 M](393)
    摘要:
    针对正交频分复用(OFDM, Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)系统中频偏和定时误差对系统性能影响很大,基于对称结构的特殊导频序列和已有的频率同步方法，此文提出了一种改进的时频联合同步算法。该算法利用一个OFDM导频符号可同时实现符号同步和频率同步，因此能提高无线传输的数据传输效率。仿真分析表明，由于时频联合同步算法采用了具有很好相关特性的对称结构的特殊导频序列来实现精确的定时同步，相对S&C算法提高了频偏估计精度。
    19  木材导热系数的支持向量回归预测
    蔡从中 ,  温玉锋 ,  朱星键 ,  裴军芳 ,  肖婷婷
    2009, 32(8):960-964. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.019
    [摘要](2443) [HTML](0) [PDF 3.79 M](349)
    摘要:
    根据木材在不同影响因素(密度、含水率和比重)下沿横纹方向(包括径向和弦向)的导热系数的实测数据集，应用基于粒子群算法(PSO)寻优的支持向量回归(SVR)方法，建立了木材沿不同方向的导热系数的预测模型，并与通过类比法(ANA)导出的理论模型和BP神经网络(BPNN)模型进行了比较。结果表明：基于相同的训练样本和检验样本，木材导热系数的SVR模型比其ANA模型或BPNN模型具有更高的预测精度；增加训练样本数有助于提高SVR预测模型的泛化能力；基于留一交叉验证法(LOOCV)的SVR模型预测的最大绝对百分误差(MPE)、平均绝对误差(MAE)和平均绝对百分误差(MAPE)均为最小。因此，SVR是一种预测木材导热系数的有效方法。
    20  高压电缆中间接头局部放电统计特性分析
    唐炬 ,  朱黎明 ,  龚宁涛 ,  张晓星 ,  魏钢
    2009, 32(8):965-970. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.020
    [摘要](2080) [HTML](0) [PDF 5.09 M](643)
    摘要:
    设计制作了高压电缆中间接头内部4种典型绝缘缺陷物理模型，并构建了相应的局部放电（Partial Discharge，PD）试验研究平台，利用内置宽频带圆环型传感器获取了不同绝缘缺陷模型下的大量PD数据。通过放电统计特征分析表明，4种放电形式在相位分布和偏斜度、峭度、不对称度等统计特性上有显著的区别，可作为反映不同绝缘缺陷的有效特征。此外，沿面滑闪和导电微粒两种放电对电缆接头绝缘性能的破坏较为严重，建议现场运行应给予高度重视。
    21  涡流管的流道特性及制冷能力实验
    王志远 ,  童明伟 ,  原如冰
    2009, 32(8):971-974. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.021
    [摘要](2333) [HTML](0) [PDF 13.39 M](509)
    摘要:
    以常温定压下的压缩空气为介质，对不同流道数目和轨迹的涡流管喷嘴内的温度分布及能量分离特性进行了实验研究，得到涡流管内的温度分布及制冷能力曲线；实验结果表明：在常温和入口气流压力为0.7 MPa下，4流道喷嘴制冷效应最佳，6流道喷嘴的制冷效应最差，3流道、5流道喷嘴的制冷效应介于两者之间；3种型线中阿基米德螺线喷嘴的制冷效应最好。实验发现涡流管内0.7R处存在着一个冷热两股气流的分割面，界面以内是冷气流，界面以外是热气流。
    22  交流接触网导线带电磨耗检测仪
    陈小强 ,  刘京诚
    2009, 32(8):975-978. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.022
    [摘要](2491) [HTML](0) [PDF 3.11 M](361)
    摘要:
    针对铁路交流接触网导线传输电压27.5 kV，导线磨耗面为空间非平行（对大地）任意平面的特点，利用光纤隔离高压、传输测量信号，光栅式远端自适应自动机械测头实现离地高7 m左右的交流接触网导线磨耗带电检测的方法以及基于此方法的系统设计与校正,实现了带电高压导线磨耗的测量,实测表明该方法x及系统完全满足接触网导线磨耗检测的需要,对其他高压带电体几何量检测也有借鉴意义。
    23  高选择性5HT3受体拮抗剂盐酸格拉司琼离子选择性电极的研制与含量测定
    曲中堂 ,  袁若 ,  柴雅琴 ,  叶光荣
    2009, 32(8):979-982. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.023
    [摘要](2348) [HTML](0) [PDF 3.05 M](348)
    摘要:
    研制了盐酸格拉司琼离子选择性电极。利用正交设计法综合研究了活性物质的含量以及增塑剂等因素对PVC膜电极响应性能的影响。结果表明，以盐酸格拉司琼四苯硼钠离子缔合物(膜中含量为4.8 %)为活性物质，邻苯二甲酸二辛酯为增塑剂制成的PVC膜电极的性能最佳。该电极在5.0×102～1.0×105 mol·L-1范围内呈现能斯特响应，斜率为58.7 mV/pc，检测下限为8.0×10-6 mol·L-1。该电极可直接用于盐酸格拉司琼片剂的含量测定，回收率为99%～102%，其结果与高效液相色谱法一致。
    24  多阶段聚类—朴素贝叶斯的异常检测
    姜立标 ,  马乐 ,  余建伟 ,  刘永花
    2009, 32(8):983-986. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2009.08.024
    [摘要](2387) [HTML](0) [PDF 3.04 M](408)
    摘要:
    针对异常检测手段用来标定数据集中明显的不同于其他数据的对象，提出多阶段聚类旨在解决噪声数据的引入和缺失属性样本的处理，并改变传统的贝叶斯分类的被动学习为主动学习的方式来构造性能优越的分类器。在数据预处理阶段，利用密度聚类滤去噪声点，密度聚类的输出作为下一阶段的Kmeans聚类的输入，提高了Kmeans的分类准确率。Kmeans负责对缺失属性的样本进行处理。在分类阶段，利用adaboost学习算法优化朴素贝叶斯分类器，使其获得较好的分类效果。

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