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

  • 基于整体刚度参数的空间结构模态推覆分析

    相阳;罗永峰;郭小农;沈祖炎;

    由于空间结构具有三维受力特性,用静力推覆方法计算其地震反应存在如下问题,结构代表性节点荷载-位移关系难以选择、结构荷载-节点位移-支座反力之间的对应关系不够直观、结构能力曲线难以确定.利用振型形态确定荷载模式,对空间结构进行静力弹塑性分析;引入结构整体刚度参数,得出不依赖于支座反力变量的各主要模态的等效单自由度(ESDOF)体系力-位移关系;结合模态周期值,确定ESDOF体系等效质量,并将该体系应用于模态推覆分析.数值算例分析结果表明,基于整体刚度参数的模态推覆分析方法可避免空间结构能力曲线难确定的问题,计算耗时仅为时程分析方法的10%,沿地震输入方向计算得到的结构节点位移结果相对时程分析结果的平均误差为28%.

    2015年12期 v.43 1771-1776页 [查看摘要][在线阅读][下载 992K]
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  • 配体外预应力钢束的曲线箱梁桥抗扭设计

    沈殷;宋泰宇;李国平;

    为了抵抗曲线箱梁桥的扭转效应、改善结构的受力状态,在不增加预应力钢束数量的前提下,提出一种利用体外预应力钢束形成空间抗扭作用的方法.基于空间解析几何关系推导了体外预应力扭矩计算公式,以此建立了以最小扭矩为目标的体外预应力钢束的抗扭设计流程,并利用非线性规划方法给出钢束最优平面线形参数的数值解法.分析结果表明,与体内预应力钢束相比,通过合理的体外预应力钢束空间布置,能大幅降低扭矩峰值,抗扭效果明显,且不影响抗弯、抗剪能力;扭矩计算数值解与有限元分析结果吻合良好,能方便地用于实际设计.

    2015年12期 v.43 1777-1783页 [查看摘要][在线阅读][下载 1006K]
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  • 钢筋混凝土桥梁的钢筋锈蚀与疲劳耦合损伤

    杨良;孙立军;

    钢筋混凝土桥梁在运营过程中同时承受环境侵蚀作用和荷载疲劳作用,导致承载力衰变.通过对钢筋混凝土梁的钢筋锈蚀损伤和疲劳损伤过程的相互影响分析,建立了钢筋锈蚀与疲劳损伤耦合效应下的钢筋截面综合损伤计算模型.对空心板梁的计算分析表明,锈蚀作用造成钢筋疲劳寿命显著减小.因此,钢筋截面综合损伤计算模型可为钢筋混凝土桥梁结构时变承载力评价提供依据.

    2015年12期 v.43 1784-1787+1800页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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  • 大直径焊钉连接件抗剪性能试验

    蔺钊飞;刘玉擎;

    为了解决部分情况下组合结构桥梁钢-混结合面焊钉布置过密的问题,通过直径22mm,25mm和30mm焊钉的抗剪承载性能模型试验比较分析了直径25mm和30mm大直径焊钉相对于直径22mm常规焊钉破坏模态、承载力、刚度和变形性能的差异,并对国内外桥梁规范中焊钉抗剪承载力设计式对于大直径焊钉的适用性进行了评估.研究结果表明,相对于直径22mm焊钉,直径25mm和30mm焊钉的抗剪承载力平均增大约14%和42%,抗剪刚度平均增大约35%和106%.《公路钢结构桥梁设计规范(送审稿)》、规范Eurocode 4和规范AASHTO LRFD中的抗剪承载力设计式均可较为保守地计算大直径焊钉的抗剪承载力,其中Eurocode 4最为保守.试验值与设计值的比值随焊钉直径的增加而减小.

    2015年12期 v.43 1788-1793页 [查看摘要][在线阅读][下载 754K]
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  • 基于独立覆盖的高阶流形方法

    蔡永昌;刘高扬;

    提出了一种基于独立覆盖的高阶流形方法(ICMM).该方法基于完全独立的物理覆盖,在物理覆盖上可以定义一至高阶的覆盖位移函数,在独立的物理覆盖间采用具有真实物理意义的弹簧(区别于DDA(Discontinuous Deformation Analysis)和DEM(Discrete Element Method)方法中为迭代需要而设置的虚拟弹簧),避免了一般流形方法需要复杂的覆盖生成等前处理算法的困难,消除了高阶流形方法特有的线性相关性带来的总体刚度矩阵奇异性的问题,可以方便地应用于连续体分析、从连续到非连续破坏以及完全非连续问题的统一分析.算例分析初步验证了本文方法的正确性和有效性.

    2015年12期 v.43 1794-1800页 [查看摘要][在线阅读][下载 808K]
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  • 软黏土中静压沉桩引起的侧向挤土位移分析

    张亚国;李镜培;

    将软黏土中桩体贯入过程看作不排水条件下圆柱孔的扩张.弹性和塑性区分别采用小应变和大应变理论,考虑传统超固结比与各项同性超固结比的不同,推导了修正剑桥模型土中单桩挤土位移的解析解;并与文献离心模型试验结果进行了比较,验证了理论解答的可靠性.在此基础上,采用叠加原理对排桩的侧向挤土位移进行了估算,并分析了沉桩数目、桩间距、预钻孔孔径以及土体超固结比对侧向挤土位移的影响规律.研究结果表明,随着沉桩数目的增加,挤土影响范围增大;当桩间距、预钻孔孔径增大时,挤土位移快速减小;土体超固结比增加时,侧向挤土位移略有增加,但总体影响不明显.

    2015年12期 v.43 1801-1806页 [查看摘要][在线阅读][下载 458K]
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  • 基于空间与业态的高层商业空间人流分布

    夏正伟;徐磊青;万朋朋;

    引导购物人流较为合理地分布在高层商业空间是高层商业综合体设计需要解决的关键问题之一.对上海2个龙之梦轨道交通商业综合体的人流分布情况进行了调研分析,对影响人流分布的功能业态、空间因素(组构、与建筑入口关系、与扶梯关系、所处楼层、通道宽度等)进行了测量,并尝试将功能与组构分析结果进行了整合,提出了业态的空间系数与业态的深度系数2个组合变量,利用SPSS(Statistical Product and Service Solutions)软件进行了人流分布的综合分析模型研究.分析结果发现,1高层商业综合体中的个体空间选择行为具有潜在的规律性,不同行为主体的目的性、功能业态和空间因素等共同作用决定了人流分布状态;2基于业态深度系数、空间深度、与建筑入口关系以及与扶梯关系建立的综合分析模型可以对人流分布进行有效解释,2个案例中的决定系数分别可达71.6%与78.2%.

    2015年12期 v.43 1807-1814+1822页 [查看摘要][在线阅读][下载 2965K]
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  • 社区日常服务设施可步行性评价系统开发与应用

    王德;卢银桃;朱玮;张健;

    在步行城市目标指引下,着眼于社区日常服务设施,探讨其布局对步行出行可能性的影响,即可步行性.以日常服务设施的步行使用特征为基础,指出使用频率、使用多样性、使用的距离衰减规律是影响步行可能性的主要因素并进一步构建了可步行性的评价方法,同时借助计算机辅助系统开发了可步行性评价系统软件WES1.0.以上海市新江湾城街道为例展示了该软件在社区可步行性规划中的应用过程,并给出了可步行性的日常服务设施布局方案.

    2015年12期 v.43 1815-1822页 [查看摘要][在线阅读][下载 1992K]
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交通运输工程

  • 环氧沥青道面高温足尺加速加载动力响应

    冉武平;凌建明;赵鸿铎;

    利用MLS66加速加载试验系统对某军用机场试验段2种典型的环氧沥青道面进行足尺加速加载试验.考虑到高温环境影响,将道面加热至60℃,研究2种道面的环氧沥青面层以及沥青混凝土下卧层的动力响应特性.环氧沥青面层响应在加载初期均为拉压交替变化,而加载后期半刚性基层道面以拉应变为主,复合道面以压应变为主;沥青混凝土层均以压应变为主.通过响应结果分析可知,在高温条件下受沥青黏弹性和流变性影响,道面的力学行为和状态随加载次数的增加发生变化;不同力学响应导致环氧沥青道面结构高温条件破坏机理不同,因而设计控制指标亦不同,复合道面控制压应变,半刚性基层道面控制拉应变.

    2015年12期 v.43 1823-1828+1840页 [查看摘要][在线阅读][下载 681K]
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  • 优化BP_AdaBoost算法及其交通事件检测

    刘庆华;丁文涛;涂娟娟;方守恩;

    为了及时检测出高速公路上发生的交通事件,减少由于交通事件带来的损失,提出了一种基于遗传优化的BP_AdaBoost算法用于交通事件检测.提取高速公路上下游的车流量、车速与占有率作为BP(back propagation)神经网络的输入值,利用遗传算法全局搜索的性能优化BP神经网络初始连接权值和输出阈值,再通过多个新的BP神经网络弱分类器构建成AdaBoost强分类器,设计基于遗传算法优化BP_AdaBoost算法的交通事件分类器.以在东京高速公路采集的真实数据进行性能验证,试验结果表明,该算法可以提高BP弱分类器的性能,检测率达到97%,误报率降至3.34%,适用于高速公路交通事件的检测.

    2015年12期 v.43 1829-1833页 [查看摘要][在线阅读][下载 462K]
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  • 个体特征对步行通道行人最大通过量的影响

    叶建红;陈小鸿;俞梦骁;

    选取年龄、性别、携带行李状况作为表征行人个体特征的3个要素.首先分析了这3个要素对个体空间占用和步行速度的影响,进而利用Legion仿真工具研究这三要素对行人最大通过量的作用.研究表明,年龄、性别和携带行李状况都对行人最大通过量有不同程度的影响.随着行人流中个体年龄增加,行人流的最大通过量呈下降趋势,尤其是由老年人构成的行人流,其最大通过量较青年人下降23%~30%;性别对最大通过量的影响总体较小,在10%以内;随着个体携带行李尺寸的增加,最大通过量也显著下降,由携带小行李组成的行人流其最大通过量较不携带行李约下降35%,携带中等行李较不携带行李约下降60%,携带大行李较不携带行李约下降75%.研究成果有助于加深理解行人个体特征与交通流群集移动特性的联动关系,并为由不同个体行人组成特征下的通行能力修正提供参考依据.

    2015年12期 v.43 1834-1840页 [查看摘要][在线阅读][下载 978K]
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机械、车辆与能源工程

  • 双线法与横摆角速度法联合的车辆稳定性判据

    余卓平;冷搏;熊璐;冯源;

    车辆稳定性判据决定了车辆稳定性控制系统的介入与退出时机,是车辆稳定性控制的基础.设计了一种基于相平面法的车辆稳定性判据,在传统双线法确定的稳定区域中引入横摆角速度法确定的稳定区域,设计联合车辆稳定性判据,协调对质心侧偏角和横摆角速度的控制,并获取稳定性判据的相应阈值变化的数据库,用于在控制过程中查表获得车辆的稳定区域边界.利用质心侧偏角和横摆角速度偏离函数表征控制变量偏离参考值的程度和车辆状态相对稳定区域边界的位置.极限工况下,当车辆状态超出稳定区域边界时,车辆稳定性控制应迅速介入,控制车辆状态回到稳定区域.

    2015年12期 v.43 1841-1849页 [查看摘要][在线阅读][下载 2279K]
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  • 模态耦合及摩擦系数速度斜率与黏滑运动的关系

    张立军;吴军;孟德建;

    摩擦尖叫的理论目前主要有摩擦系数-速度负斜率、模态耦合、黏-滑运动和锁-滑理论,但没有一种理论可以完全解释摩擦尖叫等现象.因此,深入探讨各个理论之间的内在联系对于统一摩擦振动和噪声机理的认识至关重要.以摩擦系数及其速度特性为切入点,基于考虑摩擦系数及其速度斜率的单点接触集总参数柔体-刚体组成的二自由度非线性摩擦振动动力学模型,通过理论推导和数值计算研究摩擦系数-速度斜率对模态耦合不稳定的影响,并根据摩擦系数及其速度斜率的符号形成4个区域,分析了4个区域的黏-滑运动的特点和极限环及工况依赖性,并指出在摩擦系数-速度正斜率情况下系统参数改变会导致Hopf分岔.

    2015年12期 v.43 1850-1859页 [查看摘要][在线阅读][下载 1173K]
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  • 基于Morlet小波变换的振动特性参数识别

    张济民;周俊华;王开文;陶建兰;

    传统的振动系统特性参数识别方法对于非线性、非平稳信号的处理能力差,尤其对于阻尼比的识别精度较低.将Morlet小波变换和随机减量技术相结合识别振动系统的特性参数,首先利用随机减量技术提取振动的自由衰减响应信号,进而由Morlet小波变换对信号进行连续的小波变换处理得到小波能量谱,结合参数识别的基本理论及对时间-幅值坐标面曲线的半对数拟合结果得到振动系统的频率及阻尼比,数值仿真结果表明,提出的方法能有效识别系统的固有频率和阻尼比.将该方法应用于罐车模型流固耦合冲击试验研究,较好地识别出充液工况下振动系统的固有频率和阻尼比.

    2015年12期 v.43 1860-1864页 [查看摘要][在线阅读][下载 673K]
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  • 汽车燃油经济性及动力性与驾驶性客观评价体系

    章桐;刘普辉;

    在传统的汽车燃油经济性和全负荷动力性客观评价基础上引入汽车驾驶性客观评价指标体系,重点阐述了驾驶性评价的4个主要方面,即部分负荷特性、加速踏板感觉、换挡平顺性和瞬态急踩/松加速踏板响应.详细分析了纵向加速度响应曲面、加速踏板-加速度线性度、加速度增益、换挡冲击度、加速度均方根值和振动剂量等驾驶性客观指标,并通过线性相关分析验证客观指标与主观评价的一致性.基于多目标性能平衡,构建了整车级别燃油经济性、动力性与驾驶性综合评价体系.以某6速自动挡柴油车型为例,利用AVL CRUISE软件建立车辆纵向动力学性能计算模型,借助AVL GSP(gear shifting program)工具快速生成最佳燃油经济性换挡策略和兼顾油耗、动力与驾驶性约束的综合性换挡策略,对比分析2种不同换挡策略下的燃油经济性、动力性与驾驶性部分客观评价指标,通过定量分析表明了客观评价体系的有效性和实用性.

    2015年12期 v.43 1865-1872页 [查看摘要][在线阅读][下载 1077K]
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  • 火积理论在高炉冷却壁性能评价中的应用

    徐迅;吴俐俊;陆祖安;

    基于火积理论分析得出了高炉冷却壁的火积平衡方程式以及冷却壁中的火积耗散.在此基础上定义了高炉冷却壁的热阻.根据最小热阻原理,提出用高炉冷却壁的热阻来评价其传热性能的优劣的观点,通过实例说明了高炉冷却壁热阻的计算方法,比较了不同冷却水管间距下冷却壁热面最高温度及热阻之间的关系.结果表明,随着冷却水管间距的改变,冷却壁热阻与热面最高温度有相同的变化趋势.在一定的边界条件下,高炉冷却壁的热阻可以评价其传热性能的优劣.

    2015年12期 v.43 1873-1876页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K]
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电子、计算机、控制与系统

  • 孤立微网中微源的黑启动能力

    牟龙华;夏明栋;刘仲;

    从各微源特性出发对微源的黑启动能力进行了深入的研究,应用贝叶斯决策网制定了根据效用值选取微网黑启动主参考源的优化策略.在MATLAB/Simulink平台搭建了燃气轮机、蓄电池、光伏和风力发电模型,通过仿真试验对比了各个微源的黑启动能力,并通过算例验证了贝叶斯优化决策方法的可行性.分析结果表明,微型燃气轮机与蓄电池由于其良好的功率输出能力与输出电压的稳定性,是良好的微网黑启动源,光伏发电与风力发电由于受外界影响较大而不适合作为黑启动源.

    2015年12期 v.43 1877-1882+1887页 [查看摘要][在线阅读][下载 976K]
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  • 基于改进的粒子滤波的红外视频行人跟踪

    张绍明;胡建平;施扬;

    提出了一种基于改进的粒子滤波的红外视频行人跟踪算法,实现了在传统粒子滤波算法的框架下,使用有向梯度直方图(histograms of oriented gradients,HOG)来描述跟踪目标的特征.算法在粒子权值和相似度计算中使用HOG,替代现有的颜色空间欧式距离测度,克服了红外视频中颜色信息缺失的困难.试验表明,与传统的粒子滤波算法相比,本文算法更能准确有效地跟踪复杂场景中的行人,提高了跟踪的鲁棒性.

    2015年12期 v.43 1883-1887页 [查看摘要][在线阅读][下载 655K]
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测绘科学与技术

  • 基于Sketch Token的异源雷达影像匹配适应性分析

    叶勤;陈宏敏;张绍明;

    将异源影像间的共性信息提取与描述作为研究重点,提出了一种基于Sketch Token中层特征的异源影像适配性评估方法.该算法利用监督学习策略获取异源雷达影像之间共性特征的先验知识,据此训练Sketch Token特征分类器,并将其作为影像间共性特征的描述子对基准图进行特征提取.利用提取结果的各项统计量训练支持向量机分类器,并以此评估异源影像对中基准图的适配性.利用星载SAR(synthetic aperture radar)影像作为基准图、机载实孔径雷达影像作为实时图进行适配性评估试验,试验结果表明了该算法的有效性.

    2015年12期 v.43 1888-1894页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K]
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  • 4种全球卫星导航系统实时动态定位效果评估

    李博峰;项冬;

    提出对流层去相关的实时动态定位(RTK)方法,有效降低单历元对流层参数与高程的相关性,实现对流层延迟与高程的有效分离,从而实现毫米级RTK定位.采用上海连续运行参考站(CORS)网的11条长度从23km到90km的基线,比较忽略对流层延迟与估计对流层延迟的单历元最小二乘解、动态卡尔曼滤波与对流层去相关4种RTK方法,重点分析对流层去相关RTK方法分离对流层参数与高程的效果,结果表明,对流层去相关方法在平面与高程方向定位精度均为毫米级,且高程相比平面精度更高.

    2015年12期 v.43 1895-1900页 [查看摘要][在线阅读][下载 837K]
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经济与管理科学

  • 建筑业全要素生产率的增长特征及其影响因素

    谭丹;王广斌;曹冬平;

    综合采用基于数据包络分析(DEA)的Malmquist生产率指数分析、β收敛回归检验、灰色关联度分析等方法构建了对建筑业全要素生产率(TFP)增长指数进行综合测算并分析其收敛性及影响因素的框架,对1993—2012年中国建筑业全要素生产率的增长特征及其影响因素进行了分析.研究发现该时期建筑业TFP的年均增长率为4.6%,技术进步是TFP增长的主要源泉,技术效率则未有明显提升;TFP的变动具有明显的阶段性特征,其增长速度在2004—2007年处于最高水平,随后呈下降趋势;全国及东部、中部地区各省份之间TFP增长具有绝对β收敛,西部地区各省份之间的收敛性则不显著;经济环境、行业科技能力、行业市场结构等3类因素的变动与TFP增长存在关联,其中,外资建筑企业比例指数与TFP增长指数具有最高的灰色关联度.

    2015年12期 v.43 1901-1907页 [查看摘要][在线阅读][下载 231K]
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  • 城市基础设施项目群集成控制系统评价与优化

    郑弦;卢昱杰;李永奎;乐云;

    为了实现系统模块的合理划分和科学评价,采用设计结构矩阵(design structure matrix,DSM)的理论和技术提出了城市基础设施项目集成控制系统模块化评价方法,包括系统功能依赖强度、数量的确定以及传递成本和聚类成本的计算等.针对该类系统的更新提出将遗传算法应用到DSM聚类算法中以寻找最优更新方案.以长春基础设施项目群集成控制系统作为典型案例,比较了更新前后两阶段系统版本的模块化程度,并提出了新一代系统的更新方案,该案例验证了DSM方法在系统模块划分、评价和方案优选方面的可行性和有效性,为同类大型集成控制系统的开发和维护提供了理论和实践参考.

    2015年12期 v.43 1908-1914+1922页 [查看摘要][在线阅读][下载 1013K]
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  • 非对称成本扰动信息下双渠道供应链的契约设计

    彭静;林杰;林正;

    研究由单制造商和单零售商组成的双渠道供应链系统在非对称的生产成本扰动信息下的契约设计问题.使用委托代理理论,通过求解零售商优化问题的Kuhn-Tucker条件,给出了非对称的生产成本扰动信息下的双渠道供应链的最优契约,并且分析了非对称成本扰动信息对于双渠道供应链定价决策、生产数量决策及供应链成员利润和整个系统性能的影响.研究表明,当生产成本扰动满足一定条件时,初始的生产计划仍然是最优的;制造商私有成本扰动信息不一定会给系统带来利润损失,并且明确给出了未造成利润损失的边界条件.

    2015年12期 v.43 1915-1922页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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  • 所有制性质对新兴产业技术创新效率的影响

    郭兵;罗守贵;宋燕飞;

    针对上海6 816家新兴产业企业数据采用分段规模报酬改进的超效率数据包络分析(DEA)模型,从微观视角探讨不同所有制企业的技术创新效率差异及造成该差异的深层次原因.研究发现,不同所有制性质企业技术创新效率差异明显,其中私有独资等3种所有制企业为高效率,私有合伙等12种为中效率,国有全资等5种为低效率;与已有文献得出的结论不同,外资和中外合资均为低效率,而港澳台资本的技术创新效率普遍较高;基于松弛变量的分析发现,国有全资、集体全资、国有独资和外资在政府科技资助上存在冗余,集体全资、国有全资和外资存在科技经费资源利用不充分的情形.

    2015年12期 v.43 1923-1928页 [查看摘要][在线阅读][下载 221K]
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  • 同济大学学报(自然科学版)总目次

    <正>~~

    2015年12期 v.43 1929-1936页 [查看摘要][在线阅读][下载 100K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》投稿启事

    <正>《同济大学学报(自然科学版)》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊,主要刊登国内外工程建设领域的土木建筑、交通运输、环境、海洋、测绘、材料、机电、计算机、通信等学科的高水平创新研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一,并被EI等40多个国内外权威检索系统收录。本刊目前采用网络投稿与审稿,不接收纸质稿件和E-mail投稿。网络投稿请直接登录《同济大学学报(自然

    2015年12期 v.43 1937页 [查看摘要][在线阅读][下载 2908K]
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