• 2021年第58卷第5期文章目次
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    • >数学
    • 可压缩Navier-Stokes-Poisson方程的线性稳定性

      2021, 58(5):051001. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.051001

      摘要 (340) HTML (0) PDF 5.75 M (463) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文利用稳定性交换准则理论(PES)研究与磁场耦合的可压缩~Navier-Stokes-Poisson~方程的线性稳定性.研究表明稳态解的稳定性依赖于无量纲马赫数.

    • 反向II型fold-fold的正则化系统的动力学分析

      2021, 58(5):051002. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.051002

      摘要 (237) HTML (0) PDF 9.77 M (231) 评论 (0) 收藏

      摘要:Sotomayor和Teixeira提出了一种可以将逐段光滑系统解析化的方法, 即S-T正则化,本文研究具有反向II型fold-fold的逐段光滑系统的正则系统动力学. 在散度非退化时,本文证明了正则系统的平衡点要么为结点,要么为焦点, 进而证明了焦点的阶数与稳定性随着参数变化而改变, 并给出参数空间中的退化焦点曲线. 本文最后讨论了焦点阶数对正则函数的依赖关系.

    • 对数非线性薛定谔方程基态解的数值解法

      2021, 58(5):051003. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.051003

      摘要 (244) HTML (0) PDF 8.02 M (231) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对对数非线性薛定谔方程构造了一种求其基态解的数值解法, 该方法首先对原始能量泛函进行正则化处理,然后使用归一化梯度流方法来求正则化后的基态解,其中在求解的每个时间步采用后向欧拉傅里叶谱方法的隐式数值格式,并通过不动点迭代求解. 本文分析了该方法的能量误差,并通过数值模拟验证其可靠性.

    • Logistic扩散过程中漂移系数的序列极大似然估计

      2021, 58(5):051004. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.051004

      摘要 (207) HTML (0) PDF 7.77 M (208) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究了logistic扩散过程中未知漂移参数的序列极大似然估计量的性质, 给出了序列估计量及其均方误差的显式表达式. 并证明该估计量是闭、 无偏、 一致正态分布的且强相合的. 最后本文用数值算例验证了理论结果.

    • 态射范畴中的极大rigid对象

      2021, 58(5):051005. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.051005

      摘要 (192) HTML (0) PDF 4.94 M (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:对任意的域k上的有限维代数A, 记M为A的有限生成投射模的态射范畴.本文利用A的支撑t-倾斜模给出了M 的极大rigid对象的分类.特别地, M中的任意的基本的极大rigid对象的不可分解直和项个数恰为2|A|.

    • >计算机科学
    • 一种轻量级文本蕴含模型

      2021, 58(5):052001. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.052001

      摘要 (263) HTML (0) PDF 15.64 M (414) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有主流文本蕴含模型大多采用循环神经网络编码,并采用各种注意力推理机制或辅以手工提取的特征来提升蕴含关系识别准确率,由于复杂的网络结构和RNNs网络串行机制导致这些模型训练和推理速度较慢.本文提出轻量级文本蕴含模型,采用自注意力编码器编码文本向量,点积注意力交互两段文本,再采用卷积神经网络对交互特征推理,整个结构可根据不同数据的推理难度叠加不同模块数量.在多个文本蕴含数据集实验表明,本文模型在保持较高识别准确率情况下仅用一个块参数仅为665K,模型推理速度相比其他主流文本蕴含模型至少提升一倍.

    • 基于亮度感知的前景提取

      2021, 58(5):052002. DOI: 10.19907/j.0490-675.2021.052002

      摘要 (245) HTML (0) PDF 17.32 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:前景提取是在图像整体认知基础上将感兴趣对象分离出来,本文联合图像亮度视觉感知和水平集方法提出了一种基于亮度感知的前景提取模型。该模型依据像素对的亮度视觉相关性,联合视觉区域内相似性和区域间的差异性,设计了亮度感知能量泛函,运用瑞利熵求解能量泛函得到视觉区域,利用视觉区域特征驱使初始曲线演化至前景轮廓。相对于传统算法,该模型运用图像视觉特征有利于从图像的整体认知上提取前景,提高了水平集方法的前景提取质量。

    • 符号网络中融合聚集系数与符号影响力的链路预测算法

      2021, 58(5):052003. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.052003

      摘要 (197) HTML (0) PDF 24.60 M (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:为快速、准确地实现符号社会网络中的链接预测与符号预测双重目标,提出一种融合共同邻居节点的聚集系数与连边符号影响力的链路预测算法。基于结构平衡理论,有效利用节点的度、聚集系数、路径上的中间传输节点、连边符号及其影响力等信息,分别定义了两节点基于一阶共同邻居和二阶共同邻居的相似性,最终得到两节点的总相似性得分,用其绝对值度量两节点建立链接的可能性,通过其符号获得链接的符号预测结果,从而实现符号网络中的链路预测。在6个有代表性的符号网络数据集上进行了实验,以AUC、调整的Precision’、Accuracy等为评价指标,对比了多个符号网络链接预测算法,并进行了可调步长参数的敏感性分析。实验结果表明,所提算法在符号网络链接预测与符号预测两方面均达到了较好的性能,无论是稀疏网络还是负链接预测,准确性均高于其他算法。

    • >电子信息科学
    • 机场共享自助值机托运服务资源配置研究

      2021, 58(5):053001. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.053001

      摘要 (229) HTML (0) PDF 11.50 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:共享自助值机托运系统能够有效缓解未来机场资源有限的紧张状况,其资源的有效配置才是提升该自助协同工作系统性能的关键. 本文建立了一个静态资源整数规划模型和动态调整策略,模型考虑了值机和托运设备之间的协同关系,并约束配置方案能提供稳定的服务水平,策略则针对不同规模的初始配置方案增减设备数量来提升设备利用率. 离散时间仿真结果表明,相比传统值机系统,该模型应用到机场共享自助值机托运系统中产生的静态配置方案既可提高132%的设备利用率,又可缩短62.5%的旅客排队等待时间,动态调整策略又在其基础上提升了8%~15%的设备利用率,可全面提升未来机场航站楼的性能.

    • 基于数学形态学分形理论与PNN的轴承状态监测与故障诊断

      2021, 58(5):053002. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.053002

      摘要 (142) HTML (0) PDF 19.76 M (334) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对滚动轴承状态监测实时性差、故障诊断准确率低的问题,提出一种基于改进局部均值分解(ILMD)和数学形态学分形理论的特征提取算法,并结合概率神经网络(PNN)完成对轴承状态的智能化识别分类.该算法首先通过ILMD分解轴承原始振动信号,选取相关性系数最大的两阶分量,求取其分形维数作为特征向量;其次,结合盒维数理论,将“形态学覆盖面积”作为第三维特征向量,同时构建起三维特征矩阵;最后将特征矩阵输入PNN以完成状态的识别分类.使用西储大学实测轴承数据验证算法,结果表明,该算法不仅能够精确识别不同状态的轴承,还能有效分类同种故障下不同损伤程度的轴承状态,平均识别率超过99.6%,平均识别时间0.21s.

    • 基于自动编码器和长短时记忆网络的智能汽车故障诊断方法研究

      2021, 58(5):053003. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.0453003

      摘要 (213) HTML (0) PDF 18.63 M (304) 评论 (0) 收藏

      摘要:智能汽车故障诊断技术对于保障智能汽车安全行驶具有重要意义,本文针对智能汽车传感器数据异常检测和车辆运动的异常检测提出了一系列故障诊断方法. 针对非时序传感器数据,采用基于超限学习框架的自动编码器,对正常数据进行特征压缩学习其特征表示,再利用压缩的特征重构数据,根据重构误差的大小判断数据是否异常. 针对时序传感器数据,采用多层长短时记忆网络学习时序数据之间的时间依赖关系来预测当下时刻的数据值,根据预测误差的大小判断数据是否异常. 提出一种阈值随误差大小动态变化的自适应阈值确定方法,使得决策变量对于异常值相对敏感. 进一步地,采用车辆自行车运动学模型和Kalman滤波,利用Jarque-Bera测试对预测值和量测值残差的正态性进行检验来检测车辆运动是否异常. 实际场地测试验证了本文所提出的方法可以有效检测非时序或时序传感器数据的异常,并对车辆运动是否异常进行检测.

    • >物理学
    • 氢等离子体特性及其对钨的辐照行为研究

      2021, 58(5):054001. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.054001

      摘要 (128) HTML (0) PDF 18.48 M (129) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文依托四川大学直线等离子体装置(SCU-PSI)产生高通量氢等离子体,采用朗缪尔探针对氢等离子体特性进行诊断,研究了氢等离子体特性随放电电流、气体流量等输入条件的演变规律;并利用调控产生的氢等离子体对纯钨进行了相应的辐照研究. 实验结果显示, 在磁场0.1~0.2 T、气流量1 000~2 200 sccm和电流180~228 A范围内,氢等离子体通量密度、热负荷密度及电子密度、温度等参数与磁场和电流呈正相关关系,而与气体流量呈负相关关系. 在该范围内,最高等离子体密度达到2.6×1019 m-3,等离子体通量达到8.8×1022 m-2?s-1,热负荷达到6.5×104 W/m2. 利用调控产生的等离子体对纯钨样品进行初步辐照实验,结果显示随着入射等离子体特性的不同,样品表面出现不同程度的尺寸和密度不均匀颗粒状辐照损伤结构,并且颗粒尺寸随氢等离子体离子通量的增加而增大. 本文结果显示SCU-PSI可以产生理想的氢等离子体环境,因此可以作为未来聚变领域,研究氢等离子体和托卡马克装置面向等离子体材料钨以及相应结构材料相互作用的有效实验装置.

    • 一种快堆边界下的裂变气体释放数值模型

      2021, 58(5):054002. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.054002

      摘要 (163) HTML (0) PDF 17.82 M (152) 评论 (0) 收藏

      摘要:裂变气体释放(FGR)对燃料元件的热力演化过程有着极其重要的影响,准确地模拟反应堆中裂变气体释放是燃料元件性能分析程序开发的最基本内容之一, 也是重要的评价准则. 本文围绕快堆边界下的裂变气体释放行为展开详细论述,基于气体原子与气泡行为模型,模拟了晶内气体原子的产生、自由扩散、俘获-再溶解等行为,以及晶内气泡的形成、生长、融合、移动等行为.模拟了晶界气泡的生长、连接、通道形成与气体释放等过程. 通过数值方程组离散和迭代计算,建立了一种快堆边界下的裂变气体释放数值模型. 经过与理论及实验数据对比,结果显示该模型能准确预测燃料元件的裂变气体释放份额与气体肿胀量,能较好地模拟晶内气泡浓度与尺寸. 表明该模型可以用于快堆燃料元件性能分析.

    • 外场作用下CO2分子结构及特性研究

      2021, 58(5):054003. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.054003

      摘要 (211) HTML (0) PDF 10.13 M (157) 评论 (0) 收藏

      摘要:以CC-PVDZ为基组,采用筛选的B1B95密度泛函方法研究了不同外电场对CO2分子结构和特性的影响. 研究发现:CO2的结构参数与电场有明显的依赖关系;CO2分子体系的总能量、偶极矩及HOMO与LUMO能级均会受电场的影响;基于外电场对能隙的影响,可以发现外电场会影响CO2参与化学反应的能力;同时CO2红外光谱的特征峰与光谱强度均会受到外电场的影响,且在外电场作用下CO2还会产生新的红外特征峰,因此可通过外电场对分子红外光谱进行调控,进而便于捕捉相关谱图信息;最后通过考察CO2分子中1C-2O键的解离势垒受外电场的影响情况,发现1C-2O键解离势垒与外电场具有极高的相关性,研究结果为电场降解CO2提供了重要的理论依据.

    • 汽车爆炸毁伤特征的实验研究

      2021, 58(5):054004. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.054004

      摘要 (164) HTML (0) PDF 12.84 M (161) 评论 (0) 收藏

      摘要:汽车爆炸在涉爆案事件中越来越常见. 为有效打击国内外恐怖分子,支持汽车爆炸案预防、刑侦与破案工作,本文针对轿车车型进行了爆炸毁伤特征的现场实验研究. 实验分别在汽车底部中心,后备箱中心,驾驶座下引爆炸药. 爆炸过程中两个高速摄影通道记录爆炸毁伤动态过程,同时利用冲击波超压测试系统分析外场不同方向的超压分布规律,并进行了车身壁面压力测试. 实验获得大量汽车爆炸毁伤图像及碎片落点数据,得到较为准确的超压分布数据和部分车身壁面超压状态. 本研究获得了不同炸点位置对汽车爆炸毁伤的影响,以及超压分布等信息,可有效支撑汽车爆炸案事件的现场还原和侦破工作.

    • CeAuGa3的力学性质及磁性的第一性原理计算

      2021, 58(5):054005. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.054005

      摘要 (221) HTML (0) PDF 10.87 M (182) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文基于第一性原理计算研究了铈基金属间化合物CeAuGa3的结构性质与力学稳定性,获得了弹性常数、宏观弹性参数(包括体弹模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比)以及声子色散曲线,结果表明I4mm结构不仅力学稳定,且动力学稳定.通过计算铈离子之间的自旋交换相互作用,我们分析了CeAuGa3几种可能的有序自旋态,并发现该材料的基态可能是铁磁结构.位于ab面内的第一近邻和第二近邻的正(铁磁)交换耦合起主导作用,而位于相邻平面的铈离子之间的第三近邻铁磁相互作用则非常微弱.

    • >化学与材料科学
    • 四种基材国产厚型气体电子倍增器的模拟与性能研究

      2021, 58(5):055001. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.055001

      摘要 (168) HTML (0) PDF 20.23 M (260) 评论 (0) 收藏

      摘要:陶瓷基材厚型气体电子倍增器(THGEM)已被成功运用于中子探测. 用Geant4软件模拟研究和对比了陶瓷(Ceramic)、Kapton(聚酰亚胺)、PTFE(聚四氟乙烯)和FR4(环氧树脂)基材对热中子散射和吸收. 基于国内电路板(PCB)厂生产的陶瓷-THGEM、Kapton-THGEM、PTFE-THGEM和FR4-THGEM具有相同的几何参数,孔径为200 μm,孔间距600 μm,厚度200 μm,绝缘环宽度75 μm,灵敏面积50 mm×50 mm,用能量为5.9 keV的X射线源55Fe对他们分别都做了增益、长期稳定性和能量分辨率等方面的性能测试,结果显示出四种基材的THGEM都能正常工作. 单/双层陶瓷-THGEM在Ar + CO2 = 80:20的工作气体中的最大增益分别为1.2×104和4×104,在Ar + iC4H10 = 97∶3工作气体中双层陶瓷-THGEM能量分辨率好于24.4%,在100 h的连续测试中具有良好的增益稳定性. 用239Pu α源,测试了陶瓷-THGEM的α粒子能量沉积和增益.

    • 球磨工艺调控碲化铋基材料微结构及热电性能研究

      2021, 58(5):055002. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.055002

      摘要 (169) HTML (0) PDF 14.86 M (265) 评论 (0) 收藏

      摘要:碲化铋基化合物是室温附近性能最佳的热电材料,在余热回收以及固态制冷领域具有重要的应用价值. 其主要的制备方式是球磨法,各类参数的细微变化都可能影响材料的微结构和热电性能. 球磨时间作为重要的球磨参数既能影响粉末粒径的细化,也对材料的热电性能有所调控,因此亟需逐步分析球磨时间对晶体结构、粒径尺寸及产物热电性能的影响. 本文采用恒定的球磨转速,调节不同球磨时间制备碲化铋基材料. 通过晶体结构及粉体粒径的分析发现了晶粒对球磨时间的响应. 后续热电性能测试结果表明,增加球磨时间后粒径发生变化并导致了电子、声子输运模式的协同改变. 最终,有效提升了n型与p型碲化铋的最大ZT值,分别达到了0.91和1.11. 本研究工作系统总结了球磨工艺中关键参数对碲化铋材料微结构及热电性能的影响,为粉末冶金及热电学的交叉融合及热电转换技术的商业化应用提供了实验和理论参考.

    • >生物学
    • 鲜菌草工厂化栽培银耳物质转化特性研究

      2021, 58(5):056001. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.056001

      摘要 (201) HTML (0) PDF 15.59 M (211) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明以鲜菌草为主要原料工厂化栽培银耳的机理,利用气相色谱-质谱联用法分析银耳菌丝生长期G1(接种后12 d)、原基分化期G2(接种后24 d )和子实体生长期G3(接种后36 d )的物质转化特性,经主成分、偏最小二乘法判别、正交偏最小二乘法判别分析,结果显示, G2比G1 、G3比G2 、G3比G1分别有426、423和466种差异代谢物;G2与G1的糖类含量高于G3;G3比G 1的脂肪类、萜类等含量增加;对差异代谢物进行筛选和代谢通路匹配,差异途径为脂肪酸合成、乙醛酸和二羧酸代谢及柠檬酸循环,G2与G1、G3与G2、 G3与G1分别在不饱和脂肪酸,丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸,甘油酯代谢存在明显差异. 以上实验结果表明,鲜菌草工厂化栽培银耳不同生长期物质转化及代谢物质差异明显.

    • 嗜麦芽糖寡养单胞菌H002对铀的生物吸附

      2021, 58(5):056002. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.056002

      摘要 (190) HTML (0) PDF 11.75 M (235) 评论 (0) 收藏

      摘要:为处理铀元素造成的大规模水体污染,本研究拟采取生物治理的策略,以微生物吸附的方法来达到去除铀污染的目的.本实验从142株具有辐射抗性的细菌分离物中,筛选并鉴定到一株对重金属铀具有高度耐受能力的菌株H002;经16s rRNA和生理生化鉴定,确定H002属于嗜麦芽糖寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia).通过不同参数条件下的吸附实验表明,该菌在TGY培养基中培养12 h的细胞,对铀的吸附量最大;其中细胞表面的羧基参与铀的吸附;此外,不同阴、阳离子和表面活性剂会影响H002细胞对铀的吸附,其中十二烷基硫酸钠(Sodium dodecyl sulfate)可以促进对铀的吸附,而高浓度CO22-和HCO3-离子则抑制铀的吸附.本研究最终得到了一株具有铀耐受能力并能吸附铀的菌株H002,具有作为清除铀污染生物材料的潜力.

    • 不同海拔区域内牦牛肠道菌群结构组成多样性研究

      2021, 58(5):056003. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.056003

      摘要 (136) HTML (0) PDF 15.68 M (191) 评论 (0) 收藏

      摘要:探索不同海拔牦牛肠道菌群结构组成,为不同海拔区域间牦牛的饲养交流提供帮助. 本研究随机采集海拔2 897~4 717 m的12头牦牛的新鲜粪便样本,用16s rDNA技术对样本宏基因组测定,比较分析高低海拔牦牛肠道菌群的OTU丰度差异,研究高低海拔区域的牦牛肠道微生物菌群结构组成. 结果显示,高海拔与低海拔地区牦牛肠道菌群在门、纲、目、科、属、种层面菌群结构组成不同. 高低海拔区域的牦牛肠道菌群有8个菌在属水平差异显著(P<0.05). 结果表明,高海拔与低海拔牦牛肠道菌群结构组成存在一定差异,低海拔地区牦牛肠道菌群OTU丰度比高海拔的更为丰富.

    • 磷硫代siRNA的YAP基因沉默活性研究

      2021, 58(5):056004. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.056004

      摘要 (151) HTML (0) PDF 12.13 M (186) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究RNA聚合酶酶促合成非对映体纯PS-siRNA(pPS-siRNA)的基因沉默活性,本研究针对潜在的癌症治疗靶点Yes相关蛋白(YAP),通过qPCR、Western blot等方法研究了其对YAP基因的沉默效果和对HeLa细胞的细胞毒性. 结果表明,与未修饰的siRNA(PO-siRNA)相比,pPS-siRNA可以更好地下调YAP基因表达(效率提高约30%),而没有明显的细胞毒性. 此外,MTT细胞增殖实验与流式细胞术的结果表明,经pPS-siRNA敲降YAP后,HeLa细胞的增殖受到了抑制. 说明pPS-siRNA在基因治疗方面具有优越性以及YAP作为肿瘤治疗靶点的潜力.

    • >教育教学研究
    • 稳金融背景下的大学生财经素养通识教育模式研究:基于大学生使用互联网消费信贷产品的调查

      2021, 58(5):057001. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.057001

      摘要 (218) HTML (0) PDF 11.68 M (294) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着经济的发展,互联网消费信贷产品所占市场份额也快速扩大. 随着大学生可支配资金越来越多,其使用互联网信贷产品的基数、频率也在快速上升,引发各类大学生金融风险事件层出不穷. 本文在“稳金融”的国家战略发展理念下,以当前互联网生态和财经通识教育现状为出发点,通过调查大学生使用互联网消费信贷产品的现状,发现大学生财经素养缺失可能会给国家金融稳定的可持续性带来严峻挑战,由此提出“三元?三层?三导”的高校财经素养通识教育优化方案.

    • 基于编程行为的学习者人格特质识别及应用探索

      2021, 58(5):057002. DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.057002

      摘要 (199) HTML (0) PDF 11.75 M (321) 评论 (0) 收藏

      摘要:如何进行个性化的编程教学是教学实践面临的重要问题,其中,如何有效地识别编程学习者的个性是一个关键. 本文提出了一种基于学习者编程行为的人格特质识别方法.具体来说,首先从多角度提取学习者编程行为特征,基于支持向量机建立分类模型,并采用多任务投票的策略来综合识别学习者的人格特质. 研究表明,该方法能够较好地识别学习者的大五人格特质,在一定程度上验证了采用编程行为来识别学习者个性的可行性. 此外,本文还探讨了基于编程行为的人格特质识别方法在未来编程学习、教学中的应用.