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  • 2013年, 41卷, 第4期
    刊出日期:2013-08-25
      

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    陈 勇,章金红,鲁建厦
    2013, 41(4): 355-358.
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     针对多装配线流水车间调度问题,考虑遗传算法的早熟收敛特性和禁忌搜索算法具有记忆能
    力的局部寻优特性,将遗传算法和禁忌搜索算法进行结合,提出基于遗传算法和禁忌搜索算法的多
    装配线混合调度优化算法.先用遗传算法进行全局搜索,改善种群质量,再以改善后的种群作为禁
    忌搜索算法的初始解,进行局部搜索.依据最小化总延迟和总完工时间的调度目标,建立了一个混
    合整数线性规划模型,并通过实例演算验证了该混合算法求解多装配线调度问题的可行性和有
    效性.
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    杨庆华1,罗鑫远1,邵铁锋2,鲍官军1,王志恒1
    2013, 41(4): 360-363.
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    介绍了一种新型大柔性灵巧手指,该手指弯曲性能好、易于控制但数学建模复杂.基于BP神
    经网络基本理论,建立预测该手指弯曲角度的BP神经网络模型.通过大柔性灵巧手指弯曲特性实
    验获得样本数据,借助于MATLAB仿真软件中的神经网络工具箱作为开发平台,将实验样本数据
    用于BP网络训练.利用训练好的BP网络模型对手指弯曲角度进行预测,预测误差范围控制在
    3%以内.研究结果表明:这种神经网络模型能够准确预测手指的弯曲角度.
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    潘柏松,陈栋栋,韩 斌,强 华
    2013, 41(4): 364-368.
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    针对基于风能成本得到兆瓦级风力机不同厚度叶片的动态特性问题,考虑离心动力刚化、风
    剪切耦合影响,利用ANSYS软件对三种叶片模型进行动态特性分析.比较不同厚度叶片在常运行
    风速U0=10m/s时的动态响应情况.研究表明,离心动力刚化对不同厚度叶片固有频率产生较大
    影响;在低阶情况下,随着叶片厚度增加,其同阶固有频率增加;不同厚度叶片在同阶固有频率附近
    处位移响应振幅不同.风力机叶片动态特性的研究为工程人员合理设计不同厚度的叶片结构提供
    了一定的理论依据.
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    杨芳儿,沈 涛,郑晓华,郑晋翔,陈占领
    2013, 41(4): 369-374.
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    利用脉冲激光烧蚀CNx 靶,在室温至450 ℃基片温度时沉积CNx 薄膜.利用扫描电镜
    (SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)等对CNx 薄膜的表面形
    貌、化学成分、结晶性以及价键状态进行了分析.结果表明:所得CNx 薄膜呈非晶状态,表面形貌与
    沉积温度密切相关,基片温度高于150℃时薄膜表面较为光滑.随着基片温度的增加,薄膜中C—N
    键的面积分数从31.2%逐渐减少至14.1%,N—sp3C和N—sp2C键的面积分数随之减少,300℃
    时最利于形成sp3 键.Raman光谱中比值ID/IG 总体呈上升趋势,G峰的位置向高波数(高频)方向
    移动且半高宽(FWHM)下降,薄膜由CNx 薄膜的无序结构逐渐向高有序化程度类石墨结构转变,
    石墨化程度增加.
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    梁利华,韩 斌,陈栋栋,郑 暾
    2013, 41(4): 375-379.
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    针对带锯床锯切过程的力学问题,通过静力平衡方程和微段受力分析,提出了一种新的带锯
    床锯切过程力学模型,建立了初始预紧力与临界工作状态、初始预紧力与正常工作状态下各力学参
    量的关系.基于实验数据,验证了力学模型的正确性,研究了锯切过程中各力学参量的相互关系及
    影响因素.研究表明,带锯床锯切系统在锯切过程中,初始预紧力决定了带锯条的临界锯切力;正常
    工作过程中,带锯条紧边段拉力和松边段拉力的比值随锯切力的变化而变化;锯切过程的力学模型
    及相关结果为带锯床的结构设计提供了重要的理论基础.
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    张 玮1,2,吴东阳1,马 琦1
    2013, 41(4): 380-384.
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    在圆棒试样上加工出不同类型的缺口来模拟焊接凹坑,并采用慢应变速率(SSRT)应力腐蚀
    试验研究含该缺陷的Q345R钢焊接接头在湿硫化氢环境下的应力腐蚀行为.结果表明:在204,
    612mg/L的湿H2S环境中,焊缝区无缺口试样的应力腐蚀敏感性明显小于含缺口试样.含缺口试
    样在拉伸过程中,受湿硫化氢和应力集中的协同作用,随焊缝区试样缺口半径的增大,其对应的应
    力腐蚀敏感性指数逐渐减小,断裂所需时间和延伸率均逐渐增大;断口均呈现明显的应力腐蚀断裂
    特征;相同缺口半径的试样,在612mg/L湿H2S环境中的应力腐蚀敏感性较高.
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    金寿松1,杨东坡1,张 宇1,王振荣2
    2013, 41(4): 385-389.
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    由于滚刀廓形参数计算不够严谨,国内很多滚刀厂家定制的滚刀往往加工不出给定的渐开线
    齿轮廓形.通过给出渐开线齿轮留剃(磨)余量,讨论滚刀触角各参数之间的关系及其取值问题和槽
    底参数的约束条件,基于齿轮啮合原理分析齿轮廓形参数和滚刀廓形参数之间关系,提出了一套可
    用于生产给定渐开线齿轮的滚刀廓形参数计算方法,并通过实例验证该算法计算结果与目前尚未
    技术公开却被国内很多滚刀用户看好的台湾陆联算法所给出结果基本一致.
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    宁方勇,胡艳军,钟英杰
    2013, 41(4): 390-394.
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    以杭州城市污水处理厂脱水污泥为原料,基于正交试验设计的理论基础,开展了污泥低温热
    解制取固、液、气三相燃料产物的反应条件优化研究.以三相产物的产率和热值为评价指标,确定了
    影响低温热解性能的因素主次关系依次为:热解终温、反应时间、升温速率;并获得了制取三相产物
    的最佳热解工况条件.影响污泥热解效率的因素多而复杂,正交试验设计方法可以简便、可靠地阐
    明各因素对污泥热解制取三相产物的影响程度并确定最佳组合,为该技术工艺的工业化实施提供
    可靠的运行参数.
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    李思文,李 华,杨臧健,任建莉,钟英杰
    2013, 41(4): 395-399.
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    通过湍流条件下光管内流体脉动传热的实验研究,分析了流体脉动参数对强化换热的影响规
    律。用无量纲参数A0 和Womersley数描述脉动振幅和脉动频率,并利用最小二乘法拟合得到了
    实验范围内脉动振幅与Nu 数之间的关系。结果表明:在实验范围内(16≤v≤40m/s,0≤f≤
    100Hz),雷诺数、脉动振幅和脉动频率对流体脉动强化换热都有显著的影响,随着雷诺数和脉动
    振幅的增加,换热效果将增强;而当脉动频率在0~20Hz以下和80~100Hz两个频率区间内脉动
    传热存在最优值;在实验条件下,利用A0 和W 数可以较好的表征脉动振幅和脉动频率特性。
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    潘志彦1,胡方明1,金赞芳1,孙 勤2
    2013, 41(4): 400-404.
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    为考察自制以焦末为载体的生物流化床水力学与传质性能,研究了不同流化料焦末量、表观
    气速、表观液速对床层压降、气含率以及体积氧传质系数KLa 的影响.结果表明:随着表观液速的
    增加,床型依次分为固定床、膨胀床、传统流化床和循环流化床.在传统流化床区域,床层压降最大
    且基本保持不变.气含率随着流化料焦末量的增加而增大,随表观液速的增加而减小,随表观气速
    增大呈指数增大.在实验范围内,气含率与表观气速的拟合方程为ε=2.60U0.88.KLa 随着流化料
    焦末量的增加先增大后减少,随着表观气速的增加而增大.
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    潘理黎,许红檑,赵 静,杨一理,张 朋
    2013, 41(4): 405-408.
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    通过一种新型的NaClO/NaClO2 复合吸收剂,在小试级别的喷淋塔装置内进行同时脱硫脱
    硝试验研究.通过考察各种工艺运行参数对脱除效率的影响,确定了NaClO/NaClO2 复合吸收液
    同时脱硫脱硝的工艺条件:NaClO浓度为4mmol/L,NaClO2 浓度为2mmol/L,吸收液初始pH
    值为5.5,液气比为25L/m3,烟气流量为20m3/h,反应温度为50℃.最佳工艺条件下,平均脱硫
    脱硝率可分别达到99.7%,93.9%.NaClO/NaClO2 复合吸收剂成本比单纯使用NaClO2 要低,而
    脱硝效率有较大提高.
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    王 普1,任 峰1,黄 金1,何军邀1,
    2013, 41(4): 409-413.
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    以含离子液体共溶剂体系为反应介质,采用脂肪酶Novozym 435生物拆分2,2-二甲基环丙
    烷甲酸乙酯(DMCPE)制备S-(+)-
    2,2-二甲基环丙烷甲酸(S-(+)-
    DMCPA).研究表明:Novozym
    435在含离子液体[BMIM]OTF体系中的催化活性和立体选择性最好.通过对离子液体体积分数、
    缓冲液pH 值、底物浓度及反应时间等因素的考察,确定最佳反应条件:[BMIM]OTF体积分数
    6%,Novozym 435用量16g/L,DMCPE浓度100mmol/L,缓冲液pH 7.2,30℃,反应52h.在优
    化的条件下,产率达47.4%,ee值为97.4%.考察了脂肪酶Novozym 435的重复利用情况,结果发
    现:脂肪酶可重复使用4次.与水相拆分相比,采用含亲水性离子液体[BMIM]OTF共溶剂体系进
    行DMCPE的生物拆分,底物浓度可由65mmol/L提高到100mmol/L,反应时间缩短12h,有效
    地提高了反应效率.
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    李 乐1,尚 好1,陶厚权2
    2013, 41(4): 414-417.
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    研究贯叶连翘提取物(Hypericum perforatum extract,HPE)对扩张型心肌病(Dilated cardiomyopathy,
    DCM)大鼠血流动力学的影响.雄性Wistar大鼠,随机分为正常对照组(n=10)和模
    型组(n=46),模型组i.p 盐酸多柔比星建立DCM 模型,对照组给予等量生理盐水;8周后DCM
    模型组存活大鼠随机分为治疗组(HPE组,n=13)和DCM 模型组(n=17).治疗组i.g100mg/
    kg,每天2次,连续30d,对照组及DCM 模型组给予等量生理盐水,MPA心功能分析仪测大鼠血
    流动力学指标.结果,DCM 模型组大鼠一般情况恶化;治疗组大鼠死亡率显著下降,左心室收缩压
    (Left ventricular systolic pressure,LVSP)、左室内压最大上升速率(+dp/dtmax)、左室内压最大下
    降速率(-dp/dtmax)均明显高于DCM 组(p<0.05),左室舒张末压(Left ventricular end-diastolic
    pressure,LVEDP)明显低于DCM 组(p<0.05).提示HPE能对抗DCM 大鼠心衰,提高生存率,
    改善大鼠心脏的收缩及舒张功能.
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    林陈水,陈 洪
    2013, 41(4): 418-421.
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    将N-利用基质(NusA)和人骨形态发生蛋白-2成熟肽(hBMP-2m)的编码基因进行基因融
    合,实现了hBMP-2m在大肠杆菌中的融合可溶表达.以大肠杆菌基因组DNA为模板PCR扩增得
    到NusA基因,通过NdeⅠ和AflⅡ酶切位点将其置换出重组融合表达载体pDsbA-hBMP-2m中
    的DsbA基因,使hBMP-2m基因重组于NusA基因的下游,重组质粒转化E.coli BL21(DE3),获
    得工程菌.在30℃条件下,经IPTG诱导表达后,融合蛋白占细胞总蛋白的45%左右,并且主要以
    可溶形式存在,可溶部分达90%以上.经过简单的Ni 2+柱一步纯化即可得到纯度较高的融合蛋白.
    通过融合表达的方式表达出可溶性的目的蛋白,有望复性后通过肠激酶酶切得到hBMP-2m单体,
    进一步二聚体化得到具有生物活性的hBMP-2m.
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    石海芳1,黄 金1,王 普1,何军邀1,2
    2013, 41(4): 422-427.
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    利用纤维床生物反应器固定耐酪氨酸冢村氏菌(Tsukamurella tyrosinosolvens)E105细胞不
    对称水解(R,S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯制备左乙拉西坦关键手性中间体(S)-α-乙基-2-
    氧代-1-吡咯烷乙酸.考察了载体的化学修饰、缓冲液pH 和离子强度等对棉纤维载体吸附细胞的影
    响,确定了最优的菌体吸附条件;在此基础上研究了纤维床生物反应器细胞动态吸附动力学以及利
    用纤维床生物反应器固定化细胞不对称水解(R,S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯制备左乙拉
    西坦关键手性中间体(S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸反应的过程曲线、细胞负载量对产率和ee值
    的影响,继而,考察了纤维床反应器中固定化细胞的重复利用性能.结果表明:在1.115mol/L,pH
    7.0的磷酸钾缓冲液中,以聚乙烯亚胺修饰棉纤维为固定化载体,细胞最大吸附量可达185mg/g;
    细胞在纤维床生物反应器上的动态吸附符合一级动力学,动力学方程为Ln(C/C0)=-0.947t;以
    细胞负载浓度为50g/L的纤维床生物反应器进行不对称水解反应,反应36h后产率和ee值分别
    为43.2%和98.2%,且纤维床反应器固定化细胞具有一定的重复利用性能.研究结果为纤维床反
    应器与发酵罐偶联进行半连续化制备左乙拉西坦手性中间体奠定了一定的理论基础.
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    丁成荣1,王现刚1,杨志香2,张国富1,张朝阳1
    2013, 41(4): 428-431.
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    研究了以廉价易得的邻甲酚为起始原料,经邻位甲酰化,达金反应得到中间体3-甲基邻苯二
    酚,然后与二氯甲烷反应生成4-甲基苯并二恶茂,再最后经氯化得到4-甲基-2,2-二氯苯并二恶茂.
    产品及重要中间体结构经1 H-NMR,MS表征确认.在最佳优化条件下,反应总收率达到75%.该工
    艺简单经济,绿色,条件温和,适合工业化生产.
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    李肖华,吴 杰,刘学军,李育敏,姚 文,高 升,计建炳
    2013, 41(4): 432-435.
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    喷射式超重力旋转床是一种新型高效的气液传质设备,旋转床的气相压降是旋转床应用和设
    计的一项重要指标.以空气-水体系在常压条件下,对喷射式旋转床的气相压降进行了实验研究.实
    验表明:喷射式旋转床的气相压降随F 因子和转速的增大而增大,喷淋密度的增加对气相压降影
    响不明显.当转速为800r/min,F 因子为1.24kg0.5/(m0.5·s),喷淋密度为11.76m3/(m2·h),
    压降为800Pa时,回归的气相压降模型表明:气相压降与转速的平方、F 因子的平方和液量的负四
    次方有关.
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    陈国定,饶 宁
    2013, 41(4): 436-439.
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    针对混凝投药(Coagulant dosing)的大惯性、大时滞、非线性、时变及随机干扰多等特点,提出
    了一种混凝投药系统的双层结构模型预测控制策略.采用模型预测控制(MPC)稳态目标计算和动
    态优化控制两级结构,通过目标函数来体现经济性能,实现卡边控制.该方法只需较少被控对象的
    信息,且算法简单,易于实现.理论分析和仿真结果表明:该方法降低了运行成本,实现了经济效益
    的最大化.
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    周 晓,李 杰,边裕挺
    2013, 41(4): 440-443.
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    为满足环境温度监测系统远距离,低成本,部署灵活等要求,设计并实现了一种树型结构的无
    线传感网络,通过无线传感网络采集环境温度数据并上传监控主机,实现远距离检测和监控.首先
    介绍了节点硬件设计,然后根据环境温度监测的应用需求进行软件设计,采用休眠机制以降低节点
    的功耗,最后将系统进行实地部署与测试.结果表明:该系统具有较高的实用性和可靠性.
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    刘 志1,姜 帆1,冯晓斐2
    2013, 41(4): 444-451.
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    字符二维条码不同于传统图形二维条码,字符二维条码是将信息编号后存储在一个字符矩阵
    中,以文本信息进行传输,降低了传输的成本,提高了传输效率.在传统图形二维条码编码技术基础
    上,修改了传统的编码模式,提出了字符二维条码的编解码方案,并使用动态规划方法解决编码模
    式优化选择问题,缩短了编码长度.着重讨论了编码规则、编码模式选择,以及字符二维条码的编码
    容量和差错控制等关键技术,并给出了字符二维条码的优化选择实例.
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    张新军,傅国宁
    2013, 41(4): 452-457.
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    与通常采用的双塔悬索桥相比,三塔悬索桥因中间桥塔缺乏有效的纵向约束而导致结构整体
    刚度的下降,在地震作用下结构的动力反应问题可能会更加突出.以已建成的1 080m主跨的三塔
    双跨悬索桥-泰州长江公路大桥为工程背景,利用MIDAS/CIVIL有限元软件对其抗震性能进行分
    析,揭示了三塔悬索桥抗震性能的特点,在此基础上进行了主缆矢跨比、中塔刚度以及主梁约束方
    式等主要结构设计参数对大跨度三塔悬索桥地震反应的影响分析,并从抗震性能角度提出大跨度
    三塔悬索桥适宜的结构体系.研究结果表明:大跨度三塔悬索桥横桥向地震反应非常显著,尤其是
    边塔,因此应重视结构的横桥向和边塔的抗震性能.采用较大的矢跨比、柔性的中塔、中塔与主梁之
    间设置弹性索都可以有效地提高大跨度三塔悬索桥的抗震性能.
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    罗 元1,谢 波2,彭卫兵2,成赟凌2,任爱珠1
    2013, 41(4): 458-463.
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    基于虚拟车辆坐标和车辆运动状态对比实现了车辆运动控制方法,通过研究车辆自由行驶、
    跟驰和变道实现了车辆的虚拟车辆相应的运动策略,利用Vega Prime相关碰撞检测机制,实现了
    车辆信号控制,并在Vega Prime平台上使用VC++编程实现了虚拟车辆的智能运动模拟,最后
    采用北京五道口区域交通流实际算例验证了模拟方法的有效性.研究结果表明:通过对Vega
    Prime进行二次开发,可以实现高沉浸感、高人机交互的虚拟车辆智能运动模拟,模拟仿真结果与
    交通实际情况相符.
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    潘晓东1,叶 剑1,邹胜勇2,王 勇1
    2013, 41(4): 464-467.
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    为更好的对疏港公路沿线沉降进行管理和控制,满足工程施工需要,有必要对沉降计算方法
    进行研究.在分层总和法公式的基础上,将抛石路堤等效为梯形荷载,引入附加应力计算模式,通过
    积分变换,可得到软土最终沉降量计算公式,从而推导出沉降量的解析解.通过算例,比较规范法和
    解析法所得沉降值的差异,可用图表直观表现疏港公路路堤截面的沉降变化曲线.得到各个路堤断
    面的沉降量后,可计算出工程整体沉降方量,为抛石工程量的计算提供理论基础.
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    徐志君,苏艳平,陈传书
    2013, 41(4): 468-472.
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    基于半经典近似(kBTω),提出了考虑有限尺度和相互作用叠加效应条件下新的态密度解
    析表达式.在各项异性势阱中,基于新的态密度公式,计算了玻色-爱因斯坦凝聚临界温度、凝聚比
    率、原子平均能等热力学量.计算表明:所得的理论值与实验测量数据相吻合,也与其他理论计算结
    果相一致.