2018年  40卷  第1期

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2018, 40(1).
摘要:
数学
随机FitzHugh-Nagumo系统的随机吸引子的分形维数
李雪丽, 尹福其, 朱雪珂
2018, 40(1): 1-11. doi: 10.7540/j.ynu.20170411
摘要:
在给定的Hilbert空间中研究了具可加白噪音的非自治FitzHugh-Nagumo系统的解的渐近行为.首先,证明经变换后相等价的动力系统的随机吸引子的存在性.然后,在可分的Banach空间上,提出了估计随机动力系统的随机不变集的分形维数上界的方法.最后,利用随机变量的期望和上述条件,证明了具可加白噪音的随机FitzHugh-Nagumo系统的随机吸引子的分形维数的有限性.
分数阶广义Bagley-Torvik方程的各种精确解及其动力学性质
黄潇, 芮伟国
2018, 40(1): 12-21. doi: 10.7540/j.ynu.20170350
摘要:
分数阶广义Bagley-Torvik方程作为松弛-振动模型中的一个广义模型,具有较好的物理背景,它在研究复杂介质中的振动问题以及牛顿粘弹性流体中刚性板块浸入的振动问题方面有很好的应用.利用Laplace变换,研究了分数阶广义Bagley-Torvik方程的精确解,在不同的参数条件下获得了该模型的各种解析解,并讨论了这些解的动力学行为.为了能够直观地展示这些精确解的动力学性质,利用Maple软件绘出了几个具有代表性的精确解随时间演化的坐标图形.
矩阵Hadamard积和Fan积的特征值界的改进
何建锋, 李耀堂
2018, 40(1): 22-28. doi: 10.7540/j.ynu.20170394
摘要:
给出非负矩阵Hadamard积谱半径只涉及矩阵元素的上界计算公式和M-矩阵Fan积最小特征值只涉及矩阵元素的下界计算公式.数值例子表明,这些估计式在一定条件下改进了现有的一些结果.
计算机、信息与电子科学
面向WSN的移动锚节点路径规划算法
黄冰倩, 杜庆治, 龙华
2018, 40(1): 29-35. doi: 10.7540/j.ynu.20170249
摘要:
针对无线传感器网络中使用移动锚节点辅助未知节点定位问题,提出了一种动态路径规划算法.该算法首先引用相关图论知识,把无线传感器网络看成一个连通的无向图,将传感器节点转化为图的顶点选取虚拟信标节点,通过蚁群算法遍历所选取的节点获得移动路径.并对传统宽度优先搜索算法中节点选取冗余和经典蚁群算法中存在的收敛速度慢等问题提出改进.仿真实验结果表明,改进算法能在保证一定通信覆盖率的情况下减少节点重复遍历以及锚节点的移动距离.
基于BP算法的线性分组码译码研究
姜恩华, 窦德召, 赵庆平
2018, 40(1): 36-42. doi: 10.7540/j.ynu.20170181
摘要:
在压缩感知理论中,基追踪BP算法用于求解l1范数的最小值问题,采用原对偶内点法实现对稀疏信号的重构.在线性分组码译码中,把差错图案E看作一维稀疏信号,借助压缩感知理论,提出了重构差错图案E的方法.把伴随式S和校验矩阵H分别作为测量信号和测量矩阵,代入基追踪BP算法重构出差错图案E.验证了重构的差错图案E是正确的.对线性分组码译码进行仿真实验,通过基追踪BP算法和最大似然算法实现了汉明码的译码,通过基追踪BP算法和Berlekamp算法实现了BCH码的译码.通过比较译码的误码率BER和码字C估值的成功率,可以看出,采用压缩感知理论和基追踪BP算法较好地实现了对汉明码和BCH码的译码.
基于改进PCNN模型的对称中值滤波方法
吴海龙, 柏正尧, 张瑜, 檀磊
2018, 40(1): 43-49. doi: 10.7540/j.ynu.20170216
摘要:
为滤除灰度图像中椒盐噪声同时保留图像细节,提出了一种椒盐噪声滤波算法.首先利用改进PCNN模型执行一次点火操作从而定位灰度图像中噪声像素点位置,然后利用提出的对称检测中值滤波算法对已定位的噪声点进行滤波而其他位置像素信息保持不变.实验仿真表明,新提出的方法对噪声密度低于60%的椒盐噪声图像较已有的滤波算法有更优异的滤波性能.该算法能有效滤除噪声而且对图像的边缘细节保留完整,实验结果证明了算法的有效性.
基于损失制轮询调度的频谱接入机制研究
王若男, 常俊, 宗容, 和家慧, 罗文君
2018, 40(1): 50-56. doi: 10.7540/j.ynu.20170266
摘要:
动态频谱接入技术在确保授权用户权利的同时,允许认知用户暂“借”空闲频谱,可有效解决频谱资源匮乏问题.针对认知无线电网络,只有一个信道但有多种数据需要发送的情况,提出基于损失制的多优先级轮询动态频谱接入机制.通过运用马尔可夫排队论理论,求解平衡状态下系统平均排队队长、平均排队时间等重要参数结果.数值分析和仿真实验结果表明,该机制提高了认知无线电网络系统的排队性能,可有效减少频谱空洞.
基于状态分布式传感网络的多播路由算法研究
唐菁敏, 周旋, 张伟, 王朝阳, 王红彬
2018, 40(1): 57-65. doi: 10.7540/j.ynu.20170218
摘要:
针对在无线传感网中存在的延迟等待时间、节能比、吞吐率等参数会限制多播路由的问题,提出基于状态分布式传感网络的多播路由算法(SDSMR).算法结构中包含簇头(CH)节点、核心节点(CNs)与传感器节点(SNs),其中CH节点和CNs构成核心节点网络,核心节点网络中的CNs与SNs构成核心节点网络支持的多播树,CH节点可以进行拓扑控制、路由和监视SNs的能量状态,CNs存储多播路由状态信息,可以最小化链路故障期间的路由复杂性,SNs参与核心节点网络支持的多播路由,节约了CNs的能量消耗,从而提高整个网络的性能.将SDSMR算法与HGMR算法、DCAMEM算法进行对比仿真实验,结果表明采用SDSMR算法能够有效减少延迟等待时间,提高节能比与吞吐率,并表现出良好的系统性能.
物理学
基于非标准Lagrange函数的动力学系统的Lie对称性与Mei对称性
周小三, 张毅
2018, 40(1): 66-73. doi: 10.7540/j.ynu.20160721
摘要:
提出并研究在非标准Lagrange函数下动力学系统的Lie对称性与Mei对称性.基于系统的Lagrange方程,引入无限小变换及其生成元向量,给出了Lie对称性和Mei对称性的定义,建立了两类非标准Lagrange函数(指数Lagrange函数和幂律Lagrange函数)下动力学系统的Lie对称性结构方程和Mei对称性结构方程,导出了Lie对称性导致的Noether守恒量和Mei对称性导致的Mei守恒量,并结合算例说明结果的应用.
单面完整约束系统Tzénoff方程Mei对称性的共形不变性与守恒量
郑世旺
2018, 40(1): 74-81. doi: 10.7540/j.ynu.20170614
摘要:
研究了单面完整约束系统Tzénoff方程Mei对称性的共形不变性及其守恒量,在给出Mei对称性定义和判据方程的基础上,进一步给出了系统Mei对称性共形不变性的定义和判据方程,并分析了二者的关系.探究了单面完整约束系统Tzénoff方程Mei对称性共形不变性存在守恒量的条件,导出了存在守恒量的结构方程及其守恒量的具体形式.
脉冲沿不同方向入射时的脉冲俘获现象研究
张晓娟
2018, 40(1): 82-87. doi: 10.7540/j.ynu.20170398
摘要:
数值模拟分析了泵浦脉冲和信号脉冲分别沿快轴和慢轴入射到一种高双折射光子晶体光纤时,泵浦脉冲入射条件对脉冲俘获效应的影响.结果表明:选择合适的时域中心延迟可以得到最佳的脉冲俘获效果;增加泵浦脉冲的峰值功率,泵浦脉冲红移量和信号脉冲蓝移量增加,但功率增加到一定程度,信号脉冲输出频谱很窄,不容易实现脉冲俘获;增加泵浦脉冲半宽度,信号脉冲输出频谱强度越来越小,俘获效果变差;泵浦脉冲中心波长的选择直接影响信号脉冲和泵浦脉冲的群速度差,如果波长的改变导致群速度差变大,则脉冲俘获效果变差,甚至消失.
APDL语言优化设计复合超声变幅杆
崔晓娟, 贺西平, 蒙永红, 卫相润
2018, 40(1): 88-93. doi: 10.7540/j.ynu.20170510
摘要:
为得到大振幅比的复合型变幅杆,研究了优化设计的方法.以窄端带有圆锥杆复合指数形变幅杆为例,在给定谐振频率和变幅杆大端及小端直径条件下,以谐振长度为设计变量,谐振频率为状态变量,放大系数为目标函数进行APDL语言优化设计.以得到的最佳设计序列,与传统解析法和程序结合的优化设计方法进行比较.结果表明,有限元优化方法与传统解析优化法得到的最大放大系数值相同.文章提供了一种有限元优化设计变幅杆的方法.
大气科学
地基微波辐射计资料质量定量分析
谢慧玲, 朱克云, 张杰, 范广洲, 范艺, 欧映瑜
2018, 40(1): 94-103. doi: 10.7540/j.ynu.20170383
摘要:
为了评估新型气象遥测设备微波辐射计对气球探空的气象业务可替代性和民航机场气象服务中对局地中小尺度系统监测预警的适用性,利用2015年6—12月在昆明试验的北京爱尔达电子公司的HTG-4型微波辐射计温湿数据,以同址气球探空作为基准,经时空同步方法处理数据后,采用分时次和分天气类型的方法并结合航空气象服务的需求,进行辐射计资料质量的定量分析,并对添加云雷达信息前后的辐射计数据进行了质量改善分析.结果表明:①辐射计低层探测温湿数据优于高层,温度数据优于湿度数据.②温度数据与气球探空相关性好,相关系数可达0.998,整体平均偏差为0.8℃.③汛期14:00低层探测误差较大,20:00探测效果优于08:00.在易成云的高度上辐射计遥感测值会受影响.④温度、相对湿度、水汽密度的相关系数在4种天气类型下均大于0.812,误差均较小,廓线一致性好,但对逆温层的识别效果较差.因探测原理的差异,辐射计的局部湿度特性敏感性不如气球探空.⑤加入云信息后,相对湿度数据相关系数从0.899提高至0.929,温度数据相关系数从0.996提高至0.997,辐射计温湿数据高层改善更明显.若在气象业务中使用加入云信息后的辐射计温湿数据,除了能有效地补充气球探空时空分辨率的限制外,还能显著提高温湿数据精度,为民航机场气象服务增加一种解决途径.
昆明中心城区夏秋季大气VOCs的污染特征及来源解析
刘寅, 向峰, 韩新宇, 施择, 王成辉, 黄云, 史建武, 宁平
2018, 40(1): 104-112. doi: 10.7540/j.ynu.20170177
摘要:
2014年7月和10月,在昆明市中心城区东风广场采样点用苏玛罐采集了大气VOCs样品,并且利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对大气中57种VOCs进行分析.结果表明:昆明夏季和秋季大气中VOCs的日平均质量浓度分别为(14.95±3.91)μg/m3和(45.48±6.26)μg/m3,夏季各类VOCs对臭氧生成潜势(OFP)的贡献率表现为:烷烃>烯烃>芳香烃,秋季各类VOCs对总OFP的贡献率表现为:芳香烃>烯烃>烷烃.源解析结果显示:昆明中心城区夏季大气VOCs的最主要来源为工业过程源,贡献率为40.59%,其次为交通工具尾气排放(19.33%),溶剂使用(19.19%),LPG/NG和汽油挥发(10.02%).秋季大气中VOCs最主要来源为工业过程源,其贡献率为32.34%,其次为溶剂使用源和LPG/NG挥发(27.68%),交通工具尾气排放(23.26%)和汽油挥发(8.12%).
2008年初昆明准静止锋生消及移动成因分析
张亚男, 段旭
2018, 40(1): 113-124. doi: 10.7540/j.ynu.20170240
摘要:
利用2008年1—2月常规观测数据、ERA-Interim 再分析数据和DEM地形高度数据,从环流形势、天气系统及锋生函数诊断3方面分析了2008年初昆明准静止锋生消及移动的成因.结果表明:锋面位置和锋面前后冷暖气团的相对强弱、锋后东风的强度、南支槽强度和位置、西太平洋副热带高压和各系统配置有关;锋生初期,风场的变化快于温度场,东风的强度和厚度可指示冷空气的强度和厚度;锋生区东西跨度约2~3个经度,可视为静止锋的锋区宽度,当锋生区整体西进至104°E以西,锋面可越上云贵高原西部,西进时锋生区向上可超过700hPa;水平辐散项对锋生和锋面西进更有预见性,水平变形项中切变变形起主要作用,垂直运动倾斜项对锋消的作用较大,非绝热加热项对锋面的生消及西进均有正的贡献.
化学
茚并[1,2-b]吡咯-4(1H)-酮类化合物的合成
罗大云, 杨昌龙, 资全兴, 林军, 严胜骄
2018, 40(1): 125-131. doi: 10.7540/j.ynu.20170361
摘要:
以N,N'-二烷基-2-硝基乙烯-1,1-二胺(1)和水合茚三酮(2)为原料,在乙醇介质中,50℃条件下反应并以优异的产率 (92%~98%) 合成了茚并[1,2-b]吡咯-4(1H)-酮类化合物3a~3k.该反应具有操作简便、条件温和和产率高等特点.
I2负载蒙脱土催化Mannich反应
吴小云, 龚维, 陈治明, 陈卓, 尹晓刚
2018, 40(1): 132-138. doi: 10.7540/j.ynu.20170169
摘要:
以蒙脱土负载I2为催化剂,芳香醛、苯乙酮、苯胺为原料进行Mannich反应.单因素法筛选最优催化剂、溶剂、反应时间、温度及原料摩尔比.获得的最优条件为:反应时间5h,温度25℃,原料芳香醛(1)-苯乙酮(2)-芳香胺(3)摩尔比为1.0:1.0:0.9,产率在85.1%~98.8%之间,产物通过红外、核磁、熔点进行表征.
7种常用加香物质的酮式-烯醇式互变异构计算
尚善斋, 高莉, 何靓, 雷声, 李源栋, 蒋举兴
2018, 40(1): 139-147. doi: 10.7540/j.ynu.20170322
摘要:
为了解7种可能发生酮式-烯醇式互变异构的常用加香物质存在形式,在气相和水相B3LYP/6-311++G (2d,2p)水平进行了结构优化和过渡态计算,并在MP2/6-311++G (2d,2p)∥B3LYP/6-311++G (2d,2p)水平计算了单点能.结果显示:①甲基环戊烯醇酮、3,4-二甲基-1,2-环戊二酮、1-甲基-2,3-环己二酮、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、麦芽酚的过渡态活化能较高,在室温甚至水催化条件下都不能发生酮式-烯醇式互变异构,这5种物质烯醇式能量低于酮式;②在室温水催化条件下2,3-丁二酮和α-当归内酯可以发生酮式-烯醇式互变异构,这2种物质酮式能量低于烯醇式;③这7种物质酮式-烯醇式互变异构时,2分子水催化的八元环过渡态活化能都显著低于无水催化的四元环过渡态和1分子水催化的六元环过渡态.
玉龙乌头的化学成分研究
尹田鹏, 陈阳, 舒燕, 蔡乐, 丁中涛
2018, 40(1): 148-153. doi: 10.7540/j.ynu.20170340
摘要:
运用色谱分离材料和手段,结合现代波谱分析技术,从乌头属植物玉龙乌头中首次分离鉴定了12个非生物碱成分:4-hydroxy-4-(5-(hydroxymethyl)furan-2-yl)butan-2-one(1),(E)-4-[5-(hydroxymethyl)furan-2-yl]but-3-en-2-one(2),5-羟甲基糠醛(3),E-3-carboxy-2-petene-dioate 5-methyl ester(4),Z-3-carboxy-2-petenedioate 5-methyl ester(5),对羟基反式肉桂酸(6),对羟基顺式肉桂酸(7),藜芦酸甲酯(8),环氧松柏醇(9),酪醇(10),连翘脂素(11)和β-sitosteryl-3-O-β-D-glucopyranoside-2'-O-palmitate(12).其中化合物1是一个新天然产物,其数据经2D NMR进行了归属并首次报道.
生物学
拟南芥盐敏感突变体EMS85的快速基因定位与分析
罗兰迪, 关艳龙, 柯学, 胡向阳, 孔祥翔
2018, 40(1): 154-163. doi: 10.7540/j.ynu.20170282
摘要:
土壤盐碱化是造成农作物减产的主要原因.作者通过对拟南芥(Arabidopsis thaliana)野生型种子Col-0进行甲基磺酸乙酯(EMS)诱变,筛选到1株盐敏感突变体EMS85.通过杂交和后代性状分离比确定该突变体的不耐盐性是受隐性单基因控制.采用图位克隆的方法,通过对拟南芥5条染色体上的SSLP标记的筛选,挑选了24对均匀分布于染色体上的SSLP标记作为基因初定位,同时设计了一系列精细定位分子标记,通过粗定位和精细定位发现,该基因位于拟南芥第5条染色体下臂的分子标记LUGSSLP847和5-13.58之间,进而测序结果表明该突变体是SOS2基因的等位突变体,突变位点为该基因1521~1522bp处两碱基的缺失,造成移码突变,使SOS2基因功能丧失.本实验室建立的图位克隆体系加快了克隆基因的进程,对EMS85突变体的定位只在短短半年时间就已完成,为其他突变体的快速确定候选基因,加速基因分离进程奠定了基础.
基于Maxent模型的原种红椿适生区变迁预测及在引种区划上的应用
张春华, 和菊, 孙永玉, 李昆
2018, 40(1): 164-173. doi: 10.7540/j.ynu.20170013
摘要:
利用原种红椿(Toona. ciliata Roem. var. ciliate)在云南实际分布数据及19个生物气象因子数据MaxEnt软件对其在当代、未来(2050、2070s)气候条件下的适生区分布及面积(包括云南省和全国2种区域尺度)进行预测.原种红椿最大熵模型平均训练AUC值、测试AUC值分别为0.820、0.826,表明该模型对它们适生区的预测精度能达较好水平.最暖季度降水量、昼夜温差月均值、年均温变化范围、最暖季度平均温度、最湿季度降水量、最冷季度平均温度、最冷月最低温、最湿季度平均温度、年均温原种红椿分布的主要因子,在云南省尺度下原种红椿的适生区,特别是中、高度适生区与实际分布高度一致,对它们在该区域内的人工林发展区域的选择具有直接指导意义.在全国尺度下,适生区范围和面积可能大于实际分布,但中、高度适生区与实际分布记录相似度较高,可为其物种保护、异地引种保存提供借鉴作用.另外,与当代相比未来的适生面积变化不大,但有一定幅度增加,说明全球变暖有利于原种红椿繁衍(至少无负面影响).
滇西地区滇橄榄自然居群种实形态多样性与子代苗期生长变异
尹瑞萍, 黄佳聪, 尹光顺, 吴建花
2018, 40(1): 174-182. doi: 10.7540/j.ynu.20170255
摘要:
在全面调查滇西地区滇橄榄自然分布区的基础上,对9个自然居群的滇橄榄果实、种子、子代幼苗等12个表型性状进行比较分析,揭示居群间和居群内的表型多样性.结果表明:滇橄榄种实和子代幼苗表型性状在居群间与居群内存在极其丰富的变异,12个性状在居群间、居群内均达显著(P<0.05) 或极显著(P<0.01) 差异;其平均表型分化系数为 20.31%,居群内变异 (50.81%)远高于居群间 (12.67%),说明居群内变异是滇橄榄变异的主要来源.种子和幼苗性状与居群地理、环境因子及母树生长大多相关显著,而果实性状则与之相关不显著(P≥0.05);居群间表型性状的欧式距离与地理距离相关不显著.研究结果可为滇橄榄良种选育工作奠定基础,亦为制定持续健康的产业发展对策提供科学依据.
冬虫夏草无性型确证及其新的生物学特征研究
朵金玲, 唐凝, 刘海萍, 党立志, 莫明和
2018, 40(1): 183-191. doi: 10.7540/j.ynu.20170345
摘要:
冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis)由于被过渡挖采而濒临灭绝.人工培育其无性型作为冬虫夏草野生资源的替代品具有广阔的市场.由于已经报道的冬虫夏草无性型很多,确定冬虫夏草的真正无性型对于打击假冒伪劣产品和规范冬虫夏草市场非常关键.作者对采自迪庆藏族自治州的冬虫夏草子实体进行了微循环产孢研究,利用真实的产孢图片作为证据证明中国被毛孢(Hirsutella sinensis)是冬虫夏草菌的真正无性型;同时利用3株子实体及其来源的无性型菌株作为材料,基于ITS nrDNA区域的系统发育分析在此验证了中国被毛孢是冬虫夏草菌的真正无性型.此外,作者新报道了冬虫夏草的子座生长速率和子囊孢子生物量等新的生物学特征.
昆明长水国际机场飞行区鸟类飞行高度及鸟撞风险评估
廖峻涛, 吕鸿, 张峰, 任菲, 吴泓键
2018, 40(1): 192-200. doi: 10.7540/j.ynu.20170429
摘要:
鸟撞防范是当前世界各地机场亟待解决的热点问题.评估机场鸟类潜在的鸟撞风险,确定威胁性鸟类,有利于提高机场鸟撞防范的科学性和有效性.当前,昆明长水国际机场鸟撞压力巨大,有必要开展针对性的风险评估研究.通过2017年1月至6月的连续调查,共记录到昆明长水国际机场飞行区鸟类9目19科32种,其平均飞行高度在1.08~50m之间.鸟撞风险分析结果显示,32种鸟类的风险函数值在0.03~0.80之间,其中,对飞行安全具有重大影响的威胁性鸟类共有8种,分属于涉禽、昼行性猛禽以及具有飞捕昆虫习性的夜鹰、雨燕和燕类等三大类.此外,出没于机场草坪的数量众多的小型鸣禽也应当给予关注.在鸟撞防范中,应注意消除吸引上述威胁性鸟类的生境因素,特别应着重对机场西侧跑道区域进行环境整治.