同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 基于网络缩减的递推分解算法

    刘威;李杰;

    根据生命线工程网络的特点,介绍了串联边缩减、并联边缩减和源点合并这三种有效的网络缩减规则,并将这些网络缩减规则引入到改进最小路递推分解算法和改进最小割递推分解算法之中,大大简化了上述算法分解出来的子网,减少了网络可靠度分析的复杂程度.实例分析表明,通过引入网络缩减技术,可以有效地降低网络的复杂程度,并能大幅度地提高计算效率.

    2009年02期 v.37 143-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 293K]
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  • 格式塔空间中空间差异对寻路和方向感的影响

    徐磊青;黄波;汤众;

    现场调研某新建商场,通过记录轨迹、录音、访谈、问卷的研究方式,发现尽管空间差异与识别性之间没有显著关联,但是有助于形成平面构形认知图,能帮助人们回想起两个特征之间的相对位置关系,从而重新建立起方向感.在空间差异不明显的情况下,虽然外部地标对空间识别性、方向感和平面构形三者也没有必然联系,但对与之相连的内部地标的空间认知有帮助,对寻路也有一定的帮助.室内寻路策略的优先等级依次为:定向、平面构形和路径.采取定向方式找到目的地是一种更便捷的选择.

    2009年02期 v.37 148-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 499K]
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  • 非流线型截面气动导纳识别的零点分离法

    陈斌;葛耀君;项海帆;

    抖振响应是大跨度桥梁风致振动研究中的一个重要部分,而气动导纳是抖振力表达式中的重要参数.目前,仅对于流线型截面存在气动导纳的解析表达式,而对于非流线型截面的气动导纳研究,尚处于探索阶段.利用静力三分力系数零值点,分离顺风向脉动风作用和横风向脉动风作用,分批识别6个气动导纳,即零点分离法.首次实现了6个气动导纳函数的完整识别,为气动导纳研究探索了一条新思路.其中,抖振力测量采用模型表面压力测量积分的方法,取得了良好的效果.

    2009年02期 v.37 155-158+186页 [查看摘要][在线阅读][下载 305K]
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  • 振动对拱桥短吊杆截面应力分布的影响

    李元兵;张启伟;

    研究了桥面振动对拱桥短吊杆截面应力不均匀分布规律的影响.假定短吊杆两端与拱肋及桥面均为固结,通过对桥面竖向及纵向振动作用下吊杆截面应力的理论推导及参数分析,探讨车速、车辆振动频率、修正的驱动频率等主要参数对吊杆截面应力的影响,概括出桥面振动荷载作用下吊杆不均匀应力分布情况及应力动态增大系数的范围.

    2009年02期 v.37 159-163+233页 [查看摘要][在线阅读][下载 595K]
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  • 带旋转自由度的四边形平板壳单元

    康澜;张其林;

    基于Kirchhoff假设,运用广义协调技术,将线位移和转角位移相互独立的位移场引入面内旋转自由度,构造出任意四边形4节点24自由度的平板壳单元;运用U.L.列式,建立了该单元的切线刚度矩阵.算例表明,该单元在板壳结构几何非线性分析中具有良好的精度,且能很好地解决梁单元和板壳单元的连接过渡问题.

    2009年02期 v.37 164-168+196页 [查看摘要][在线阅读][下载 494K]
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  • 偏压错台小净距隧道力学性态相似模型试验

    张辉;张子新;黄宏伟;杜菊红;

    试验研究了浅埋、偏压、错台条件下的小净距隧道力学性态相似模型,模拟不同的施工顺序(先开挖左洞和先开挖右洞)对隧道围岩及中间岩柱应力和沉降的影响.试验结果表明,在浅埋、偏压尤其是错台条件下,左洞和右洞开挖对中间岩柱的应力和位移均产生较大的影响;右洞先开挖引起整个上覆岩体的地表和深层沉降量比左洞大3%~48%,引起的两线隧道围岩中的应力释放量比左洞大3%~46%.左洞先开挖对隧道安全有利,应先开挖左洞.因此,针对平行的偏压小净距隧道应先开挖浅埋侧隧道的经验方法,对于错台不完全适用.数值分析和现场监测数据有力地验证了模型试验结果的合理性.

    2009年02期 v.37 169-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1118K]
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  • 大规模围垦对香港维多利亚港水动力环流的影响

    匡翠萍;李行伟;刘曙光;

    运用一个已校正的珠江口三维水动力数学模型,研究现存的大规模围垦和进一步最大可能的中环围垦对香港维多利亚港(维港)水动力环流的影响.数值计算显示,与1975年(大规模围垦前)海岸线相比,现存的大规模围垦使维港的水动力有几点关键性变化:①流量峰值降低了8%~17%,平均降低约11.5%;②维港东部流速峰值由于流量的减少而减少,维港西部,尽管流量减少,但由于横断面剧减,流速峰值反而增加;③雨季由于珠江径流的作用,盐度垂向分布呈明显的二层结构,而在枯季则比较均匀;④枯、雨季的潮流冲洗时间分别增加约30%和50%.在现存的海岸线下,维港枯、雨季的潮流冲洗时间分别为5~7d和1.5~2.5d.进一步的中环围垦不会对维港潮流冲洗率和流量产生明显影响.

    2009年02期 v.37 176-181+252页 [查看摘要][在线阅读][下载 907K]
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  • 混凝土流场的简易化拟流固两相模型

    王安麟;虞晓华;王剑皖;杨兴;

    针对组成复杂的混凝土流固多相流体建模及求解的难题,提出简易化拟流固两相流场的数值模拟方法.即将混凝土中颗粒物(石子与沙砾)近似处理成拟流体相,在欧拉-欧拉模型的基础上,两相拥有各自的动量方程和连续方程以求解,相间通过压力相、体积系数和液面交换系数耦合,实现了对组成复杂的混凝土多项流体的简易化拟流固两相流场数值模拟.将此模型用于混凝土搅拌运输车搅拌筒数字化设计过程中,为提高搅拌性能提供了定量化、可视化的设计模型.同时,通过实验结果,间接验证拟流固两相模型的正确性.

    2009年02期 v.37 182-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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  • 粘质土壤的膜性能研究进展

    席永慧;冯世进;

    阐述了化学渗透的概念.简要综述了实验室测定粘质土渗透效率系数σ的装置及对各类粘质土的试验结果,总结影响σ的因素.详细叙述了考虑化学渗透的复合的水渗流及溶质迁移的模型,模型预测和试验的液体流动及溶质迁移的结果,证明粘土化学渗透对环境科学和岩土工程的重要性,化学渗透能显著改变化学环境下低渗透性土壤中水的流动和溶质的迁移.综述了化学渗透的工程应用,包括作为垂直和水平围堵屏障能减少污染物质的流动,能用于稳定软弱、高活性粘土等.指出了今后的研究方向,如对粘质土的膜性能的研究还局限于研究室试验阶段,对于土工合成材料(GCL)、原状土样的膜性能的研究还不多.

    2009年02期 v.37 187-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 193K]
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  • 轻钢轻板住宅体系的标准化与多样性

    胡向磊;颜宏亮;

    针对工业住宅技术标准化与市场多样性的矛盾,分析轻钢轻板住宅体系集成化、模块化、装配化技术及生产模式,总结预制混凝土装配住宅建设经验,提出在标准化前提下,轻钢轻板住宅吸收制造业发展经验、加速技术改造和更新的措施.

    2009年02期 v.37 192-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 444K]
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交通运输工程

  • 沥青加铺层温度应力研究(Ⅱ):内力及层间反力近似解

    谈至明;熊军;姜艺;周玉民;

    将旧水泥混凝土路面板温度变化引起的沥青加铺层路面结构的变形效应,分解为旧水泥混凝土路面板收缩引起的拉压效应、翘曲引起的弯曲效应,以及已知层间水平摩阻应力引起的弯曲效应三种,推导这三种效应的解析解;讨论旧水泥混凝土路面板收缩和翘曲时上述三种效应的组合及相互影响,给出沥青加铺层截面内力、层间接触应力的计算显式,并论证用这种先分解后组合的方法求解旧水泥混凝土路面板上沥青加铺层温度应力是可行的,且具有足够精度.

    2009年02期 v.37 197-202页 [查看摘要][在线阅读][下载 417K]
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  • 城市停车诱导信息板显示优化的双层目标模型

    黎冬平;陈峻;晏克非;

    针对单目标函数可能难以获得最优显示结果的缺点,以驾车者的停车等待时间最少和到达停车场的总时间最短为双层目标函数,建立了停车诱导信息板的显示优化模型.通过算例计算,对比单目标函数模型与双层目标函数模型的优化结果,表明后者的优化结果具有唯一性,能更好地实现诱导效益的最大化,且更加符合驾车者的停放行为,证明本双层目标模型具有更好的适用性和可行性,能够更加准确地优化停车诱导信息板的信息显示.

    2009年02期 v.37 203-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 233K]
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  • 基于ALINEA算法的上海快速路入口匝道控制方法

    陆克丽霞;杜豫川;孙立军;

    通过分析上海典型匝道——内环内侧武夷路上匝道,将国外运用较为成功的单点控制方法——ALINEA算法,在附加考虑匝道排队长度限制的基础上,运用于实际的工程实践.经过离线模拟,发现主线速度得以提高,同时匝道流量的脉冲性被一定程度地平滑了.故认为:以ALINEA算法为基础的控制方法,适用于上海快速路入口匝道控制.

    2009年02期 v.37 207-213页 [查看摘要][在线阅读][下载 1267K]
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  • 城市局域路网交通量与OD估计集成仿真方法

    徐天东;孙立军;耿媛婧;

    为利用有限的交通采集设备,实现全面掌握城市路网交通运行状况、快速有效制定管理措施的目的,提出了一种"封闭环"式检测线圈布设方式和城市局域路网交通量与OD矩阵估计方法.以交叉口转弯比例稳定性实证研究为基础,建立理论模型,并探讨路段分配流量和OD估计唯一性问题.采用蒙特卡罗法设计车辆转弯行为仿真模型,并提出了局域路网交通量与OD矩阵估计的集成仿真方法.实例研究结果表明,其在实际路网上有良好的适用性和可靠性,可为先进交通管理系统相关交通模型的建立和交通采集设备的布设提供依据.

    2009年02期 v.37 214-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 513K]
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  • 山区公路小半径曲线事故黑点改善效果评价

    潘晓东;隋永芹;杨轸;林涛;

    通过现场行车实验,利用动态视角、车辆加速度、横向力系数、驾驶员心率变化等评价方法,对黑点路段改善前后的行车安全水平进行评价分析.结果表明,采取的改善措施使驾驶员视觉感知效果明显增强,车辆行驶稳定性显著提高,降低了驾驶员心理生理负荷.改善措施有效抑制了交通事故,验证了横向超高变坡设计预防交通事故的有效性.

    2009年02期 v.37 220-223+284页 [查看摘要][在线阅读][下载 446K]
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环境科学与工程

  • 亚硝酸积累条件下反硝化脱氮过程动力学模型

    谢丽;蔡碧婧;杨殿海;周琪;

    采用序批式反应器,对以乙酸钠和新鲜生活垃圾沥滤液为外加碳源的反硝化系统进行了反硝化过程动力学研究,为优选碳源提供理论依据.在系统亚硝酸盐暂时积累条件下,分别采用分段零级动力学模型和基于Monod方程的动态模型,拟合试验数据,并求算相应的动力学参数.结果表明,乙酸钠碳源系统反应初始阶段,脱氮速率要比以垃圾沥滤液为碳源高出38%.分段动力学得到的表观碳氮比(速率比)表明,亚硝酸盐降解阶段是反硝化的限制步骤.基于Monod方程的微分方程组模型,能够很好地拟合两种不同碳源条件下反硝化过程硝酸盐、亚硝酸盐质量浓度的变化,参数值与实际运行效果一致,所得动力学参数能够反映碳源利用效率.

    2009年02期 v.37 224-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
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  • 沉淀池一维分层水力模型参数校核及模拟应用

    周振;吴志超;顾国维;王志伟;

    通过在沉淀池一维分层模型中纳入弥散项和异重流,建立沉淀池一维分层水力模型,并选用Takács模型描述沉淀池中悬浮固体的沉降速率.根据沉淀池的运行特性,结合污泥层高度的算法,建立模型参数校核的评价指标.针对模型中参数较多、校正困难的问题,利用经验公式率定结合灵敏度分析的方法,提出了通用的参数校核方案.参数校核后的沉淀池模型,能够很好地模拟中试试验实测的悬浮固体曲线、出水和底流的悬浮固体质量浓度和污泥层高度.

    2009年02期 v.37 229-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 370K]
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材料科学与工程

  • 放射切除滑膜用镝锂硼玻璃的成玻区域及结构

    黄文旵;余静;周萘;王德平;

    应用通常的熔融-淬冷法,测绘Dy2O3-Li2O-B2O3(简称DyLB)三元系统的成玻相图,显示其成玻区约为(0~31%)Dy2O3.(3%~13%)Li2O.(97%~60%)B2O3(括号内数字表示质量分数).在玻璃形成区里,采用差热分析、红外光谱、X衍射等分析方法,从组成与结构的关系上分析Dy2O3取代B2O3对DyLB系统玻璃结构和性能的影响.研究表明,玻璃中的[BO3]转变为[BO4],且Dy2O3对网络单元有积聚效应,能使网络中B2O3链/环之间的结合键能增加,从而使玻璃网络空间连接程度提高,玻璃转变温度tg和析晶温度tc升高.

    2009年02期 v.37 234-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 520K]
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  • 活化煤矸石对减水剂塑化效果的影响

    孙振平;蒋正武;金彗忠;于龙;

    试验研究了经活化处理并磨细的煤矸石(AG)以不同比例等量替代部分水泥后,对掺减水剂水泥净浆流动度的影响规律,并将AG与常用的活性矿物掺合料矿渣粉(Slag)、高钙粉煤灰(HCFA)进行比较.结果表明,所选用的三种品牌硅酸盐系列水泥和三类减水剂,用AG等量替代部分水泥均会对减水剂的塑化效果产生负面影响;与此相反,Slag和HCFA有助于改善减水剂的塑化效果.初步分析了AG,Slag和HCFA等矿物掺合料对减水剂塑化效果的影响机理.

    2009年02期 v.37 239-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 444K]
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机械、车辆与热能工程

  • 燃料电池轿车动力系统及其零部件道路模拟试验

    张立军;司扬;余卓平;

    利用远程参数控制技术,在实验室内复现实际道路行驶状况的振动载荷谱,分别利用4通道道路模拟试验台和6自由度振动试验台,进行燃料电池轿车整车、动力系统关键零部件,包括动力蓄电池、动力控制单元、燃料电池电堆和燃料电池发动机支持系统的振动加载室内试验.试验中,考察振动强度、系统故障、动力系统和关键部件性能衰退,发现动载会引起所研究的燃料电池轿车整车燃料经济性下降17.59%,且会引起动力系统与关键部件的结构破坏与部件故障.

    2009年02期 v.37 244-248页 [查看摘要][在线阅读][下载 501K]
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  • 四气门汽油机进气道流动特性的CFD分析

    杜爱民;段亮;田永祥;

    为提高某四气门汽油机的进气道性能,利用三维流体动力学软件AVL-Fire,模拟计算其稳流试验台的三维数值.通过对原气道的分析,发现结构不合理之处,并依据实际要求提出了改进方案,然后对新方案进气道重新模拟分析.结果表明,初步改进后的气道在流通特性上有明显的提高.

    2009年02期 v.37 249-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 455K]
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  • 开口式汽车气动声学风洞的低频颤振现象

    郑志强;王毅刚;杨志刚;

    通过上海地面交通工具风洞中心的1/15模型风洞,按破坏喷口涡流(噪声源)、收集口反馈以及驻室结构三种极限状况,对风洞中的低频颤振现象开展试验研究.通过对比不同状况下声压频谱、压力脉动系数及低频颤振现象主要频率随风速的迁移,更加认清产生低频颤振的机理.对于本模型风洞来讲,产生低频颤振的耦合因素主要是:喷口剪切层涡流激发了驻室Helmholtz共振;喷口剪切层涡流频率与全回路声学模态发生耦合;涡流剪切层及其收集口尖劈反馈共振,构成气流自激系统.

    2009年02期 v.37 253-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 502K]
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计算机与信息工程

  • 基于复杂网络的本体结构分析

    张大陆;王志晓;刘雯;杨哲;

    将本体的结构特点与网络类比,本体中的概念与网络中的点对应,本体中的关系与网络中的边对应,借助现有的针对复杂网络的分析方法和性能指标,对本体的度分布、平均最短路径、聚集系数进行统计分析,考察本体结构特性.选取基因本体(GO)作为研究样本,分析结果表明,GO没有很高的聚类特性,具有小世界特性,不具有无尺度性质.该研究有助于评估本体中的概念,设置其权重,提高语义匹配的效率.

    2009年02期 v.37 258-261页 [查看摘要][在线阅读][下载 259K]
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  • 一种无线传感器网络覆盖的粒子群优化方法

    张轮;陆琰;董德存;陈岚;

    提出一种在无线传感器网络的布设中添加相对较少的汇节点,进而提高网络覆盖度的有效方法.通过引入粒子群优化方法,在既有的随机布设的无线传感器网络中,寻找最佳汇节点位置,同时通过添加汇节点的方法来优化网络的拓扑结构.理论数据和仿真分析表明,粒子群算法的引入,高效可靠,对现有网络的连通性有很大的提升,是一种较优的覆盖优化方法.

    2009年02期 v.37 262-266页 [查看摘要][在线阅读][下载 576K]
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测量科学与技术

  • 激光扫描数据的等值线分层提取和多细节表达

    吴杭彬;刘春;

    从地面三维激光扫描技术得到的点云,数据多,精度高,特征复杂,不能直接采用传统方法提取等值线.对此,首先提出点云的分层模型,并分析点云在Z坐标轴方向数据量分布以及分层点的空间分布情况,提出在高精度、高细节的采样下,将分层点云作为等值线的采样数据.然后,用迭代的凸包算法对无先验连接信息的分层点数据连接.结果表明,得到的等值线符合一般等值线的特点,不会产生边缘交叉等问题.最后,按照凸包算法的迭代次数,对等值线分类,可以表达不同细节程度的等值线,层次越高,等值线所表达的物体表面信息越多.最终通过实例说明方法的适用性.

    2009年02期 v.37 267-271+276页 [查看摘要][在线阅读][下载 447K]
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  • GIS系统中多维海洋数据可视化研究

    覃如府;叶娜;许惠平;陈华根;

    提出设计混合型GIS系统解决方案,可以在同一个视图窗体中分别从海洋表面、海洋内部、海底表面和海底深部四个空间层次来可视化显示2D,2.5D和3D矢量-栅格海洋数据.Geodatabase地理数据模型有助于统一组织、管理、可视化表达多维海洋数据,是构建海洋地理数据库的有效方式.基于ArcEngine软件开发设计混合型GIS,表明混合型GIS能够真实地表达数据几何位置,不仅能够表达空间对象之间的平面关系,而且能描述和表达它们之间的垂向关系,保证用户能够对多维海洋空间对象进行空间操作.

    2009年02期 v.37 272-276页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]
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基础科学

  • 一类不确定非完整系统的鲁棒镇定

    袁占平;王祝萍;陈启军;

    研究了具有强非线性干扰和强漂移项的链式非完整控制系统的镇定问题.设计出一种鲁棒状态反馈控制律,使得闭环系统全局收敛到原点.将Input-state scaling变换方式与Backstepping反推法相结合的技巧,应用于非完整控制系统的镇定,其中,Backstepping反推法以Lyapunov稳定为设计原则.系统的设计实现了系统全局镇定,同时具有良好的动静态性能.仿真结果验证了本设计控制律的有效性.

    2009年02期 v.37 277-280页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K]
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  • Cartan型李代数的不可约表示

    吴隋超;蒋志洪;濮燕敏;

    利用广义限制李代数的概念和性质,研究Cartan型李代数L=X(m,n)(X=W,S,H)的不可约表示,给出了特征标高度h(2≤h<p-2)的不可约L-模的结构.

    2009年02期 v.37 281-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 184K]
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