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   科技导报
2009年 27卷 0902期
刊出日期:2009-01-28

研究论文
综述文章
专题论文
本刊专稿
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本刊专稿

探究传播科学的智慧

张开逊
科技导报. 2009, 27 (0902): 19-20. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (182 KB)  ( 762 )
摘要 ( 835 )
传播与普及是科学影响社会的必由之路,没有被传播与普及的科学技术对人类活动是没有意义的。探索与普及,是人类科学活动永恒的主题。科学工作者的责任,应该是丰富人类的知识,增加人类的能力,帮助人类解决面临的实际问题;与公众分享对科学的感悟,热忱地传播科学,为公众提出有益的建议。科学工作者应该探究传播科学的有效途径,努力提高自己的学术素养,为科学传播赋予崇高的人文涵义。科学发展观是人类能在这个星球上繁荣昌盛的重要行为准则,是一种超越现实、思虑未来的智慧,在实践过程中将会涉及各种复杂的问题,激励公众思索实践科学发展观的途径,是科学传播的重要使命。
专题论文

简支矩形薄板横向激励非线性振动特性的实验研究

张伟;何运成;曹东兴;姚明辉
科技导报. 2009, 27 (0902): 21-24. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (612 KB)  ( 549 )
摘要 ( 876 )
对四边简支且受横向集中简谐载荷作用矩形薄板的非线性振动响应进行实验研究。利用捶击实验测得薄板的固有频率,在固有频率区域内对矩形薄板进行振动实验,对采集到的振动信号进行了相图和频谱分析,结果发现在矩形薄板的共振频率附近,在一定的激励幅值作用下,系统会产生倍周期分岔和混沌运动等复杂非线性现象。

基于非线性变速轴向运动黏弹性梁稳态响应

王波;陈立群;王洪伟;刘玉敬
科技导报. 2009, 27 (0902): 25-28. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (569 KB)  ( 389 )
摘要 ( 867 )
研究了非线性变速轴向运动梁稳态幅频响应。变速轴向运动梁的控制微分方程被建立,黏弹性本构关系引入了物质时间导数,考虑了由均匀轴向运动梁变形的影响而导致梁轴向伸长而引起的附加力,并以轴向张力平均值代替梁上各点的精确值,建立了积分-偏微分非线性轴向运动梁的控制方程。轴向运动梁两端的边界为带有扭转弹簧的套筒铰支的混杂边界条件,同时认为轴向运动速度在平均速度附近做微小简谐脉动。应用渐进摄动法直接求解非线性变速轴向运动梁的控制方程并导出了当扰动速度的频率接近未扰系统任意两个固有频率之和时所发生的组合参数共振的稳态幅频响应方程和振幅方程。数值结果给出了轴向运动梁的黏弹性、扰动振幅、非线性对稳态幅频响应的影响。结果显示,轴向运动梁的材料的黏弹性增大时,零平衡位置的失稳区域会减小;当梁的轴向扰动速度幅值增大时,零平衡位置的失稳区域随之增大;稳定及非稳定的两条非零解曲线的振幅都会因为非线性系数的增大而减小。零解失稳范围则不受非线性项的影响。

基于非线性输出频率响应函数的转子系统碰摩故障的定位方法研究

韩清凯;杨英;郎志强;闻邦椿
科技导报. 2009, 27 (0902): 29-32. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (523 KB)  ( 480 )
摘要 ( 772 )
提出采用一种新的基于非线性输出频率响应函数(NOFRFs)的方法,进行转子系统碰摩故障的定位识别。NOFRFs由非线性系统的Volterra级数理论发展起来,对多自由度振动系统中的非线性环节具有定量的检测能力。对不同碰摩位置的转轴横向振动进行有限元仿真,进而计算NOFRF函数的值,用于对碰摩所处的区间位置进行判定。

采用改进Bingham模型的两自由度汽车悬架动力分析

李韶华;杨绍普;郭树起
科技导报. 2009, 27 (0902): 33-37. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (848 KB)  ( 448 )
摘要 ( 1565 )
采用一种改进的Bingham模型描述汽车悬架中的磁流变阻尼力,采用平方非线性模型描述轮胎刚度,通过平均法得到了两自由度汽车悬架系统振动的一次近似解和幅频响应曲线,并进行了数值验证。研究了系统参数对动态轮胎力的影响,结果表明,增加改进的Bingham模型中的参数C1、Fy、V0都会减小动态轮胎力,但是C1、Fy的影响较大,而V0的影响较小;平方非线性轮胎刚度系数对动态轮胎力的影响非常小。研究结果可为减小汽车振动、防止道路破坏提供理论参考。

延迟-星形连接H-R神经网络的同步

于洪洁;童伟君
科技导报. 2009, 27 (0902): 38-42. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (840 KB)  ( 493 )
摘要 ( 860 )
利用施加时间延迟耦合项的方法,研究Hindmarsh-Rose (H-R)神经元在星形连接网络下的同步情况。分别将耦合强度与时间延迟作为控制参数,探讨4个H-R神经元在星形连接网络下的理想同步情况,给出能实现同步的耦合强度和时间延迟的取值范围。研究发现H-R星形网络具有独特的同步现象。

一类带非线性对数项的拟线性椭圆方程解的存在性

崔周进;徐兵
科技导报. 2009, 27 (0902): 43-46. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (379 KB)  ( 535 )
摘要 ( 1668 )
研究了球内带非线性对数项的拟线性椭圆方程-div(|?塄u|p-2?塄u)=logu+h(x)uq带纽曼边值问题解的存在性,推广了De Queiroz的相关结论,De Queiroz研究的是p=2时解的存在性。利用双摄动理论,首先对参数0<ε<1考虑一组逼近问题-div(|?塄u|p-2?塄u)= log■+h(x)uq解的存在性。由于不能直接利用Poincaré不等式去求解上述逼近问题,所以对于每个0<r<R,定义另外一个区域ArR:=BR\Br,考虑在ArR上逼近问题解的存在性,当r→0+时可以得到逼近问题解的存在性。最后令ε→0,求出逼近问题解的极限,得到所研究问题存在一个径向的正解u∈C1(BR\{0})∩C(BR)。

时间分数阶Klein-Gordon型方程的解析近似解

郭鹏;王艺红;陶春兴;李常品
科技导报. 2009, 27 (0902): 47-52. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (774 KB)  ( 411 )
摘要 ( 906 )
采用Adomian分裂方法,给出在Caputo导数意义下的时间分数阶Klein-Gordon方程的解析近似解,并举例说明了Adomian分裂方法在求解上的高效性,通过4个表给出的近似解和精确解的误差,可以看出Adomian分裂方法在求解时间分数阶Klein-Gordon方程时能得到很高的精度。

机翼颤振的非线性动力学和控制研究

丁千;陈予恕
科技导报. 2009, 27 (0902): 53-61. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (1741 KB)  ( 607 )
摘要 ( 1042 )
介绍应用现代非线性动力学和控制的理论和方法对机翼颤振问题进行的一些研究,主要包括3部分:① 针对用活塞理论建立的(高)超音速流中机翼的颤振方程,首先进行稳定性分析,证明Hopf分岔导致系统颤振失稳。然后应用规范型直接法推导出Hopf分岔的规范型,分析其系数表明,随着飞行马赫数提高,Hopf分岔由超临界形式变成亚临界形式,对结构的危害性增大;② 针对不可压缩流中具有立方非线性俯仰刚度的二元机翼颤振,应用wash-out滤波器技术进行主动控制。对于引入的wash-out滤波控制器,先按Hopf分岔条件确定线性控制增益,再用规范型直接法得到受控系统的规范型,由分岔类型与规范型系数的关系确定非线性控制增益,从而可以将危害性较大的亚临界Hopf分岔变为危害性较小的超临界Hopf分岔;③ 基于空间Poincaré截面并引入轨迹追踪技术,改进胞映射方法,分析初始条件对含双线性结构刚度因素的机翼颤振的影响。结果显示,初始条件对系统动力学行为有着很大的影响。当两段刚度之比小于某临界值时,不同的初始条件会导致平衡点、极限环振动、复杂的周期运动、混沌和发散运动等不同的运动形式。

时滞系统稳定性与Hopf分岔的迭代法

王在华
科技导报. 2009, 27 (0902): 62-65. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (475 KB)  ( 551 )
摘要 ( 839 )
简要综述了迭代法在时滞系统稳定性与Hopf分岔研究中的若干新进展。在稳定性分析中,利用Lambert W函数,时滞系统的最大实部特征根可以用Newton-Raphson等迭代法求得。而在Hopf分岔分析中,利用迭代法求得了分岔周期解的近似表达式。对这两个问题,迭代法简便有效。
研究论文

20 MHz超声聚焦换能器的设计及其应用

连红运;王书双;王书双
科技导报. 2009, 27 (0902): 66-69. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (619 KB)  ( 763 )
摘要 ( 771 )
为提高工业超声显微镜的成像分辨率,需要用高灵敏度的超声聚焦换能器。本文对研制的聚焦换能器的等效电路进行了理论分析,利用Matlab软件,数值模拟了聚焦换能器沿轴线方向辐射的脉冲聚焦声场,讨论了聚焦换能器的脉冲声场特性。采用特殊工艺研制压电晶片,用环氧树脂和钨粉的混合物作背衬,由此研制的主频为20 MHz宽带窄脉冲有源自聚焦换能器,在实际检测中回波仅有一个波形,缺陷的成像分辨率达0.4 mm。

JZ-3 型水轮机修复机器人动力学建模

舒庆;朱捷;张晓光
科技导报. 2009, 27 (0902): 70-72. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (336 KB)  ( 461 )
摘要 ( 842 )
JZ-3是专门用于修复被气蚀和磨损的水轮机转轮的机器人,由在导轨上移动的小车、三节机械臂和两个转动关节组成,有包括1个移动和5个转动的6个自由度。本文基于拉格朗日方程的功能平衡法,构建了JZ-3机器人的动力学模型,对其中的惯量项、重力项和雅可比矩阵等参量进行了深入分析,建立了相应的算法,为实现机器人力的自适应控制奠定了基础,并对i-1g算式进行了修正。

住宅建筑中庭内自然通风的数值模拟

赵林;李念平
科技导报. 2009, 27 (0902): 73-77. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (567 KB)  ( 578 )
摘要 ( 1643 )
为了研究自然通风对住宅建筑中庭内环境以及住户的影响,以南向水平进入中庭的室外气流为研究对象,在夏季气候条件下,应用RNG ?资-ε湍流模型,对中庭内热环境和风环境用数值方法进行了模拟,并结合自然通风原理对计算结果进行了分析。研究表明,中庭外窗的充分开启,使得中庭内有较好的热环境和令人满意的风场,既提高了住户居住的舒适性环境,又达到了建筑节能的效果。

小波(包)滤波方法的GUI及其在深地震测深数据处理中的应用

樊计昌;刘明军;海燕
科技导报. 2009, 27 (0902): 78-82. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (867 KB)  ( 442 )
摘要 ( 837 )
在深地震测深数据处理中,仍多用基于傅里叶变换的滤波方法和小波二阶相关去噪方法。鉴于傅里叶变换方法对非稳态的地震信号不能提供在时频上的任何局部信息,而小波和小波包方法弥补了傅里叶变换的不足,能够提供时频上的任何局部信息,且高阶相关比二阶相关对随机噪声有更好的抑制和去除作用,本文结合小波和小波包去噪方法以及高阶相关去噪方法,编写了深地震测深数据处理的小波和小波包滤波方法的人机交互软件,用于抑制和去除地震信号中的加性高斯随机噪声。该软件可以方便快捷地显示深地震测深的地震记录截面,进行小波域的自适应阈值去噪、小波域和小波包域的二阶和高阶相关去噪以及基于傅氏变换的常规滤波。实例计算结果表明,方法和程序是有效且可行的。

夏季欧亚海平面气压场主要非线性模态的时空变化

杨秋明;谢志清;黄世成
科技导报. 2009, 27 (0902): 83-87. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (1004 KB)  ( 429 )
摘要 ( 839 )
用非线性主成分分析方法研究了欧亚地区1948-2007年60年夏季海平面气压距平场主要空间模态的非线性特征。结果表明,夏季欧亚地区海平面气压场异常变率具有显著的非线性特征, 非线性主成分分析法有能力表示出更一般的低维结构特征。当第一非线性主成分取不同异常值时,对应的海平面气压异常空间分布型具有显著的非对称性。其解释方差为47.5%,比线性PCA第一模态高出12.8%,因而非线性较强。同时,第一非线性主成分时间变化表现为不均匀的周期为2~4年的年际振荡,其强度在1967年以后迅速增强。这个主要非线性空间模态与东亚地区大气内部非线性相互作用密切相关,反映了夏季欧亚地区环流非线性低频波活动的时空不对称性。

西北寒燥证证候动物模型的生物学基础研究

高 振;阿地力江·阿布力米提;胡汉华;哈木拉提·吾甫尔
科技导报. 2009, 27 (0902): 88-93. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (846 KB)  ( 515 )
摘要 ( 926 )
为揭示西北干燥寒冷环境对机体产生影响的生物学基础,选用ICR小鼠,根据中医病因学说理论,用人工气候箱模拟新疆这种特有的干燥寒冷环境,并作用于小鼠,建立寒燥证证候模型,以正常喂养为空白对照组。试验处理第21天后,用摘眼球取血法和解剖法分别取出小鼠的血液和各种脏器,在HE染色光镜下观察其组织病理学改变,用透射电镜观察其细胞超微结构的改变,并用高效液相色谱-电化学检测法测定小鼠脑组织和外周血中单胺类神经递质的变化。和空白对照组相比,组织形态学方面的改变主要是中心血管的轻度扩张和淋巴细胞增多;超微结构方面主要以水肿表现为主;单胺类神经递质方面,外周血中的去甲肾上腺素(NE)、多巴胺(DA)明显低于对照组(P<0.01),5-羟色胺(5-HT)高于对照组(P<0.05),而脑中去甲肾上腺素、多巴胺和5-羟色胺含量均显著高于对照组(P<0.01)。寒燥环境可导致小鼠体内“寒燥之气”的产生,由此推论寒燥环境是西北寒燥证形成的主要原因;且西北寒燥证不是机体某一脏器的改变,而是整体性、全身性、系统性的改变。
综述文章

microRNA对肿瘤细胞增殖与分化的调控

张艳;徐广贤;贾浩;李娟;王玉炯
科技导报. 2009, 27 (0902): 94-98. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (361 KB)  ( 650 )
摘要 ( 987 )
microRNA(miRNA)是一种长度约为22 核苷酸(nt)的非编码RNA,其主要通过碱基互补与靶mRNA的3’端非翻译区(3’UTR)结合,导致靶mRNA降解或抑制蛋白质的合成,在转录后水平调节基因的表达。miRNA突变、缺失或表达水平的异常会导致生理的异常与疾病的发生,与人类肿瘤疾病密切相关,它具有类似于癌基因或抑癌基因的作用,可参与肿瘤细胞的增殖、分化和细胞凋亡等调控过程。miRNA在肿瘤诊断和治疗方面具有广阔的应用前景。

微/纳机电系统中的毛细黏附作用

朱豫晋;梁新建;金 磊
科技导报. 2009, 27 (0902): 99-101. ;  doi:
全文: HTMLnew PDF  (297 KB)  ( 643 )
摘要 ( 845 )
毛细作用在所有尺度中都存在,但是在微/纳尺度下尤为重要。随着微/纳机电加工技术的迅速发展及深入研究,微/纳机电器件得到广泛应用。在微/纳机电器件的加工和使用过程中,毛细黏附作用影响其可靠性,进而影响微/纳机电器件的商品化。鉴于毛细黏附问题对微/纳机电器件性能的重要影响,本文综述毛细黏附力对微/纳机电系统器件性能的影响效果,微/纳尺度的毛细黏附力作用规律,以及毛细黏附控制技术。
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