2016年  38卷  第3期

数学
一类由Lambert W函数确定的差分方程的定性分析
谭学文, 王刚, 唐三一
2016, 38(3): 351-361. doi: 10.7540/j.ynu.20150601
摘要:
将一类差分方程的解转化为Lambert W函数的不动点进行研究,探讨其正平衡态的存在性条件、局部稳定性条件和全局稳定性条件,并将其应用到药物动力学模型.
相依多险种模型的扩散逼近与最优投资
张节松, 肖庆宪
2016, 38(3): 362-368. doi: 10.7540/j.ynu.20150219
摘要:
以保险公司经营3类经济业务为例,研究共同冲击(common shock)型相依多险种模型的扩散逼近与最优投资问题.首先,通过模型转换,证明了此类相依风险模型可扩散逼近为漂移Brown运动,从而获得了累积索赔的近似分布.然后,根据所得结果,利用条件在险价值(CVaR)控制整体风险(索赔风险和投资风险)并同时考虑保险基金的监管因素,研究最大化终期期望财富的最优投资问题.利用约束最优化原理,得到了最优策略的显式表达式.在当前险种多元化并彼此关联的背景下,以期为保险公司估计和控制风险提供一些参考.
计算机、信息与电子科学
基于前向与后向扩散模型的变分去噪
黄欢, 聂庆文
2016, 38(3): 369-375. doi: 10.7540/j.ynu.20150248
摘要:
基于偏微分方程的算法是近年来图像增强中广泛运用的去噪技术.对于图像去噪,单一地采用ROF算法无法有效地保留图像的细节信息,也会产生局部的阶梯效应.针对这个问题,提出结合全变分和前向与后向扩散模型的算法,不仅有效地锐化边缘效果,而且控制了阶梯效应的产生.最后实验结果表明两种方法的结合对于图像有更高的峰值信噪比,改善了单一方法对图像去噪的局限性.
基于OpenMP的并行集合包含查询算法
李孟娟, 贾连印, 陈文焰, 吕晓伟, 章露露
2016, 38(3): 376-382. doi: 10.7540/j.ynu.20150685
摘要:
集合包含查询分为子集、等值和超集3种查询,在多个领域有重要的研究意义和应用价值.随着集合数据集规模的不断增大,迫切需要提高集合包含查询的效率.集合包含查询并行化是解决这一问题的一条途径,基于OpenMP提出并行子集、等值和超集查询算法,这些算法采用反向索引结构,通过for循环并行化实现查询间的并行执行.为提高算法效率,设计2个高效的并行共享数据结构:①PVEC结构:用于存储并行查询结果.②CountArr数组:针对超集查询,用于对反向列表中的元素计数,并行线程可异步地对这两个结构进行访问.在MSWEB和DBLP 2个数据集上进行扩展实验,结果表明,实现的3种并行集合包含查询具有较高的效率,对3种查询在MSWEB数据集上均可达到4X以上的加速比.
基于AR和HMM的锅炉泄漏声发射信号识别方法
张寿明, 于蕊, 毕贵红, 何冬康
2016, 38(3): 383-391. doi: 10.7540/j.ynu.20150266
摘要:
声发射信号普遍存在于锅炉泄漏事故中,若能在事故发生时及时对泄漏声发射信号分类,采取相应补救措施,则可以有效减少损害.提出一种基于自回归模型(AR)和隐马尔科夫模型(HMM)的锅炉泄漏声发射信号识别方法,首先采集敲击、砂纸和断铅3种模拟泄漏声发射信号,对信号进行分帧处理,然后提取每帧信号AR特征值,最后利用HMM对特征参数进行训练和测试.试验结果表明,该方法识别正确率高达91.1%,证明将AR和HMM相结合可以有效识别敲击、砂纸和断铅3种模拟声发射信号,为锅炉泄漏故障的可视化诊断奠定了一定的基础.
基于LO-EKF算法对矿井人员定位跟踪的优化研究
刘云, 房飞翔
2016, 38(3): 392-398. doi: 10.7540/j.ynu.20150530
摘要:
无线传感网(WSN)在矿井人员定位应用中受到多径干扰与机电噪声的影响,其定位精度不高.针对常规定位跟踪算法的抗干扰技术进行优化处理,提出了一种用于矿井中对工作人员定位跟踪的滤波优化算法(LO-EKF).结合惯性测量系统(IMU)和加权质心定位算法(WCL)来估计目标人员的状态参量,再通过经统计协方差矩阵配置过的扩展卡尔曼滤波器(EKF)对状态参量进行优化处理,得出最终的目标位置.仿真表明,对比定位误差累积分布函数图,LO-EKF算法相对于传统EKF算法在矿井定位中不仅能保障短期精度,而且能有效提高长期精度.
基于RBFNN的薄煤层采煤机截割性能的评价
赵丽娟, 王建勇, 刘旭南
2016, 38(3): 399-405. doi: 10.7540/j.ynu.20150692
摘要:
采煤机由于其高产高效,适应性强,被广泛地应用于各种地质条件的煤矿开采,因此十分有必要对采煤机的可靠性进行有效地分析.通过建立径向基神经网络,利用虚拟样机技术提取的样本数据,结合模糊数学对采煤机的截割性能进行评价分级并进行评价预测,预测的结果和实际评价效果十分接近.结果表明该模型有较高的准确性,具有一定的应用价值.
物理学
事件空间中Birkhoff系统的Mei对称性与守恒量
张晔, 张毅, 陈向炜
2016, 38(3): 406-411. doi: 10.7540/j.ynu.20150641
摘要:
为了进一步揭示对称性与守恒量的内在关系,作者研究了事件空间中Birkhoff系统的Mei对称性与守恒量.首先,建立事件空间中Birkhoff系统的参数方程;其次,基于该参数方程中出现的动力学函数在经历无限小变换后仍然满足原方程的一种不变性,给出事件空间中Birkhoff系统Mei对称性的定义和确定方程;最后,得到由Mei对称性导出的守恒量并举例说明结果的应用.该文研究方法和结果可进一步拓展到事件空间中其它约束力学系统.
封闭单壁碳纳米锥吸附氢性能的模拟计算研究
祝菲霞, 向文丽, 颜茜, 孙坤
2016, 38(3): 412-417. doi: 10.7540/j.ynu.20150497
摘要:
为了研究封闭单壁碳纳米锥(SWCNC)吸附氢性能,采用雷纳德-琼斯势 (L-J)12:6势能模型和巨正则蒙特卡罗方法(GCMC),模拟了5种锥度封闭SWCNC的吸氢过程.在室温高压情况下,顶角分别为112.9°、83.6°、60.0°、38.9°、19.2°,对应高度为0.48、0.65、0.62、0.96、1.28nm的封闭SWCNC,内部与氢的结合能对应分别为0.187、0.165、0.166、0.148、0.103eV时,得到最大氢吸附量质量分数分别为5.62%、6.47%、7.56%、6.87%、6.65%.结果表明封闭SWCNC的氢吸附量与结构有较大关系,优于在同等条件下的碳纳米管、富勒烯,在吸附存储方面有一定应用价值.
气象学
秦巴山区地形对一次西南涡大暴雨过程影响的数值试验
王沛东, 李国平
2016, 38(3): 418-429. doi: 10.7540/j.ynu.20150765
摘要:
利用CFSv2再分析资料和中尺度数值模式WRF V3.7.1对1次西南涡大暴雨过程进行数值试验,重点研究了秦巴山区地形对此次暴雨过程的影响.结果表明:地形通过对低涡本身和对山脉两侧南北气流的阻挡作用不利于低涡向东北方向移动;地形通过影响水汽输送和垂直运动改变降水强度及分布,随着地形的升高,雨量增大,雨带西移;地形的阻挡使水汽聚集于四川盆地,在迎风坡形成较强的水汽通量辐合,雨带的位置和强度与水汽通量辐合区相对应;地形强迫的垂直运动在迎风坡较强,其中以地形抬升作用为主,但边界层摩擦辐合作用也有贡献;降水量大值中心位于上升运动中心以南,降水区外围的弱下沉运动和其北部的强上升运动在迎风坡形成一个局地垂直环流圈,从而影响低涡与切变线的相互作用以及暴雨过程演变.
大气科学
河北省7个主要极端温度指数时空变化特征及原因分析
姜国艳, 祁莉, 陆桂荣, 吴云龙, 刘灵会, 党红凯
2016, 38(3): 430-438. doi: 10.7540/j.ynu.20150629
摘要:
为了揭示河北省近34年来主要极端温度指数的变化规律和形成原因,提高该区域极端温度事件的预测,为全区农业气象灾害的防治提供科学依据,利用河北省21个观测站1980—2013年的日平均气温、日最高气温和日最低气温的观测资料,选取7个主要极端冷(暖)指数,研究了其时空变化特征,并进一步探讨了其特征差异的原因.结果表明:①极端暖指数均呈增加趋势,极端冷指数均呈减少趋势.其中炎热日数增加速度最慢,闷热日数增加速度最快,冰冻日数减少速度最慢,霜冻日数减少速度最快.②3个极端暖指数中,炎热日数和闷热日数的线性趋势都是正值,前者从东北到西南在逐渐增大,而后者恰好相反.极端高温事件日数线性趋势有正有负,且除了沿海地区外,从东北到西南线性趋势逐渐减小.③4个极端冷指数线性趋势均有正有负,且负值区均大于正值区.冰冻日数线性趋势除了秦皇岛地区外从东北到西南递增,而其余3个指数日数线性趋势变化复杂.④极端冷(暖)指数的变化受区域气候的影响很大,特别是近年来对区域气候增暖停滞现象的响应.⑤海拔是极端冷(暖)指数日数及线性趋势变化的重要原因,湿度也是影响因素之一,只不过影响程度较海拔要小得多.
基于地理信息技术支持下的干旱趋势分析研究——以云南普洱市为例
吕志强, 许新惠, 周星宇, 姜娜
2016, 38(3): 439-446. doi: 10.7540/j.ynu.20140710
摘要:
在地理信息技术支持下,结合云南省普洱市10个区县气象观测站1981—2010年逐月降水观测数据,运用Mann-Kendall 趋势检验、线性倾向估计、降水距平百分率等方法,对云南省普洱市气象干旱特征进行了分析.研究结果表明:普洱市总体降水量呈下降趋势,除春季降水量呈较小的上升外,夏、秋、冬3个季节均呈下降趋势,减少速度总体为10.286mm/a.四季中西南地区降水总体呈增加趋势,中部地区总体呈减少趋势,具有一定的区域特征.2009年干旱程度最为严重的景东县和镇沅县都处于气象干旱指标中的中度干旱,同时在降水量趋势值上表现为负值呈现出加重的趋势.
投影寻踪技术在乡镇校舍雷击风险等级评估中的应用与思考
樊盛, 郑焙文, 郝璐
2016, 38(3): 447-454. doi: 10.7540/j.ynu.20150653
摘要:
投影寻踪技术具有可体现研究者目的、可处理高维、非正态数据分类的独特优势,是统计思想与高性能计算机结合应用的新型统计技术.但由于投影寻踪技术本身的参数设定、寻优算法的选择、计算程序编写、最终排序等方面具有特殊性与复杂性,给实际研究工作造成困难.该文以乡镇为评价单元,对县域中小学校舍的防雷装置进行优劣判断,并梳理投影寻踪方法在实际应用中的难点,给出可行的解决方案.
材料科学
超临界甲醇中CuO-ZnO/Al2O3催化微晶纤维素的液化研究
马依文, 包桂蓉, 陈新怡, 王青青, 李法社
2016, 38(3): 455-463. doi: 10.7540/j.ynu.20150555
摘要:
在超临界甲醇中使用CuO-ZnO/Al2O3复合氧化物催化液化微晶纤维素,考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、甲醇填充率对微晶纤维素转化率的影响,并通过正交实验确定其最佳反应条件:反应温度280℃,反应时间90min,催化剂用量125%、甲醇填充率60%.通过FT-IR和GC-MS对其催化液化产物进行分析,结果表明在超临界甲醇中,微晶纤维素主要发生热解与醇解反应,纤维素大分子分解形成小分子化合物,添加催化剂可促进小分子化合物脱水并进行加氢重整,得到C2~C7醇类为主要液化产物.
化学
多壁碳纳米管固相萃取-气相色谱法测定水样中毒死蜱、丙溴磷、三唑磷
杨敏, 海莱安佳, 刘芳, 宋建平, 李杨梅, 谭伟, 王红斌, 李桂镇
2016, 38(3): 464-470. doi: 10.7540/j.ynu.20150612
摘要:
通过优化固相萃取条件,建立了多壁碳纳米管固相萃取-气相色谱检测水样中毒死蜱、丙溴磷和三唑磷农药残留的分析方法.该方法在0.005~1.0mg/L范围内具有良好的线性关系,相关系数大于0.9993,3种农药的检出限在2.69×10-4~7.43×10-4mg/L之间.采用该方法对实际水样进行检测,在0.005、0.01、0.05mg/L 3个添加水平下,3种农药的平均回收率在72.3%~116.7%之间,RSD值小于13.6%,符合农药残留分析的要求.
高效液相色谱-原子荧光联用测定食用菌中无机汞、甲基汞、乙基汞
毛永杨, 舒平, 赵浩军, 郭启新, 张燕, 徐幸, 彭飞进
2016, 38(3): 471-476. doi: 10.7540/j.ynu.20150697
摘要:
建立了高效液相色谱与原子荧光联用技术测定食用菌中无机汞、甲基汞、乙基汞形态的分析方法.对试样的前处理方法及液相色谱和原子荧光的最佳参数进行了优化,结果表明:在优化条件下,3种汞化合物的线性范围在0~50μg/L时,相关系数均优于0.999,检出限在0.008~0.024mg/kg之间;方法的RSD均小于7%,加标平均回收率在75%~97%之间.该方法前处理简单、检出限低、准确度高、杂质干扰少、检测费用低、耗时短,适用于普通实验室对食用菌中不同形态汞的检测分析.
蒙顶山黄茶“酶促闷黄”加工品质的审评及成分分析
李丹, 杜晓, 边金霖, 李品武, 李明月
2016, 38(3): 477-486. doi: 10.7540/j.ynu.20150680
摘要:
在蒙顶山黄茶加工的“闷黄”过程,添加茶鲜叶PPO粗酶液进行“酶促闷黄”,并制得新工艺黄茶;对该黄茶试样采用感官评价法、常规成分测定与及微量组分检测相结合的方法,系统分析比较其品质特征.结果表明,“酶促闷黄”加工黄茶色泽更加嫩黄、明亮,香味更加清甜、醇爽,带有“轻发酵”香的品质特征;其内含成分特征是茶黄素(TFs)和茶红素(TRs)含量分别增加50%和10%,茶多酚和儿茶素总量适度减少,游离氨基酸总量略有增加,茶汤苦涩味降低、口感醇和、鲜爽度增加;HPLC检测表明,苦涩味较强的酯型儿茶素组分EGCG和ECG的质量分数分别降低了12.86%和6.19%,促进茶汤滋味转醇和;GC-MS检测表明,“酶促闷黄”加工黄茶中新检出的香气组分有30种,相对含量较高的组分中带发酵香的植醇相对质量分数高达10.64%,是对照的10.04倍.这说明酶促“轻发酵”作用所引起的“酶促闷黄”,会使黄茶产生特征色香味.同时,“酶促闷黄”加工黄茶不仅可以改善黄茶品质,还可以提高加工效率约2.83倍,促进黄茶标准化和规模化生产.
生物
荣昌猪肝组织全长cDNA文库的构建和EST测序及分析
甘玲, 黄庆洲, 梅宏远, 杨滨宇
2016, 38(3): 487-493. doi: 10.7540/j.ynu.20150537
摘要:
研究旨在为荣昌猪种质资源的保存、开发和挖掘提供重要的分子信息,同时也为荣昌猪作为生物医学模型,代谢疾病的研究提供基础数据.运用SMART法构建了荣昌猪肝组织的cDNA文库,并从文库中随机挑取部分克隆进行EST测序和功能注释.经检测,构建的原始文库滴度为4.19×106pfu/mL,重组率为96.31%,平均插入片段长度主要在400~2000bp之间.总共获得了226条有效EST序列,共计161个unigenes,包括19个重叠群(contigs)和142条单一序列(singlets).101(62.73%)条为已知功能基因序列,60(37.27%)条为未知功能序列,其中40条为新基因序列.GO分类和KEGG途径分析揭示大量荣昌猪肝组织表达基因主要与细胞质部分、细胞外的区域、受体结合,化学反应及细胞分解代谢过程等相关;表达的基因主要涉及代谢、补足物和凝固级联和核糖体等功能信号途径.研究采用SMART法成功构建了荣昌猪肝组织全长cDNA文库,并进行EST测序及分析,综览了荣昌猪肝组织基因表达及功能分类特征.
60个茶树品种夏秋叶主要生化成分分析
朱明珠, 齐桂年, 李建华, 陈盛相
2016, 38(3): 494-500. doi: 10.7540/j.ynu.20150544
摘要:
对种植于四川地区的60个茶树品种的夏秋鲜叶的主要生化成分进行测定,采用主成分分析和聚类分析进行系统评价.结果表明:通过主成分分析,得到4个主成分,累计贡献率达82.163%,涵盖原有指标大部分信息.通过聚类分析,可将60个茶树品种分为5个类群.类群Ⅰ、Ⅳ基本为绿茶适制品种,相同工艺比较下,所制绿茶品质类群Ⅰ优于类群Ⅳ;类群Ⅱ相对最适制红茶;类群Ⅴ基本为青茶适制品种;类群Ⅲ夏秋叶不适宜加工各茶类.对茶树夏秋叶进行研究,能了解不同品种的生化组成,确定其适合的夏秋茶加工工艺,避免资源浪费,促进茶产业健康发展.
不同pH、温度和储藏因素对云南松针叶碳酸酐酶稳定性的影响
王晓丽, 曹子林, 和润喜, 陈诗
2016, 38(3): 501-506. doi: 10.7540/j.ynu.20150504
摘要:
试验以5种不同pH缓冲液处理的4个不同年龄云南松针叶中的碳酸酐酶为研究对象,分析不同pH环境对云南松碳酸酐酶稳定性的影响;以4个不同年龄云南松针叶中的碳酸酐酶为研究对象,分析其在6种不同温度处理下的活性变化,探究云南松碳酸酐酶的热稳定性;对4个不同年龄云南松的针叶进行储藏,分析储藏温度和储藏时间对云南松针叶碳酸酐酶储藏稳定性的影响.结果表明:① 不同年龄的云南松针叶碳酸酐酶皆在碱性条件下能够保持较好的稳定性;② 在常温下,云南松针叶碳酸酐酶具有良好的热稳定性;③不同龄的云南松针叶碳酸酐酶相对活性随储藏温度和储藏时间的变化规律基本相同,4年、8年和14年生,处理组合5的相对酶活性皆最大,4年、8年和22年生,处理组合16的相对酶活性皆最小;4年、8年和14年生云南松,影响其针叶碳酸酐酶活性变化的主要因子是储藏时间,22年生云南松,影响其针叶碳酸酐酶活性变化的主要因子是储藏温度.
滇石栎叶片防御性状的种内变化及其对分布区边界范围的影响
赵冠华, 苏文华, 王玲玲, 施展, 霍冬芳
2016, 38(3): 507-514. doi: 10.7540/j.ynu.20150520
摘要:
对滇石栎物种自然分布区南北方向的8个种群进行采样,其中包括分布区最南和最北边缘的种群.分析其叶片厚度、硬度、总酚含量和缩合单宁含量的种内变异及其相关性,主要探讨叶片防御性状对物种自然分布区形成的影响.研究结果表明,滇石栎叶片4个防御性状的种内变异系数分别为19.31%、43.72%、20.83%和32.56%.这种变异主要来源于种群间和种群内个体间,是滇石栎适应不同生境的结果.叶片化学防御随分布区海拔升高而增强,存在生长与防御的权衡关系.滇石栎最北端冕宁种群综合防御投入最大,采取低生长高防御的生活对策,成为滇石栎分布区北部边缘种群.最南端的屏边种群表现出较弱的防御能力,但生长达到种内最大值,采取快速生长的生活对策,成为滇石栎分布区南部边缘种群.滇石栎叶片防御性状的变化对物种沿纬度方向分布区的范围形成具有一定的作用.