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2010年 第46卷 第6期 刊出日期：2010-11-20

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焊接过程有限元分析

高耀东,何建霞,乔云芳

2010, 46(6):  1007-1009. 

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从简单模型出发, 研究焊接模拟中移动热源、相变潜热、材料特性参数、焊缝的依次生成等问题的处理方法。利用有限元软件对焊接过程的温度场、残余应力场进行了分析,计算结果与理论分析一致。其中用到的先计算温度场, 再用间接法计算结构场的方法,减少了分析的非线性, 极大地提高了计算效率, 该方法在复杂模型中表现更加显著。

社会认知神经科学关于自我的研究

贺熙,朱滢

2010, 46(6):  1021-1024. 

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过去 10 年间, 神经科学运用脑成像技术, 如功能性磁共振成像( functional magnetic resonance imaging, fMRI) 和事件相关电位( event-related potentials, ERP), 开始了在社会认知神经科学领域关于自我的研究, 并取得重要进展。作者首先回顾了重要的研究成果, 包括自我参照加工的神经机制、关于自我的自动加工与控制加工的区分以及文化对自我结构相关脑区的影响; 然后从实验范式、自我和他人的差别以及我国文化神经科学研究现状 3 个角度, 探讨了未来的研究方向。

环境矿物学及其统一性研究

凌辉,孙洋

2010, 46(6):  1032-1036. 

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介绍环境矿物学这一新兴交叉学科的发展历史与理论体系, 发现环境矿物学的内涵与外延研究中存在的统一性。提出环境矿物学的内涵研究应该实现理论研究与实际应用的统一, 追求环境矿物材料天然作用与人工合成的统一的观点。从环境科学与矿物法双重角度, 剖析了环境矿物学的外延研究的主要作用:促进无机界矿物法与有机界生物法在污染治理与环境修复领域的统一, 推动矿物学的资源属性和环境属性的统一。

复合金属氧化物正极材料 Li(Co_xNi_yMn_1-x-y)O₂高功率锂离子动力电池的试制及电化学性能的研究

其鲁,江卫军,王剑,毛永志,晨晖,吴宁宁,雷向丽

2010, 46(6):  863-869. 

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用化学方法合成用于锂离子动力电池正极的新型高电压高容量复合金属氧化物材料Li(Co_xNi_yMn_1-x-y)O₂试制了具有良好热稳定性的高功率 8 Ah 锂离子动力 电池。在研究了该电池的电化学性能后, 研制了用于混合动力电动车辆的电池系统并进行了车载实验。结果表明该 电池系统在深度放电条件下不仅显现出十分优越的循环性能和一致性, 经过模拟工况测试后的数据还表明单体电池升温最高仅为 5℃, 即电池系统还具有良好的热稳定性, 因此该电池系统是适合用于混合动力电动汽车的。

额尔古纳河流域秋季浮游动物群落结构特征

姜英,姚锦仙,庞科,王昊,刘松涛,吕植

2010, 46(6):  870-876. 

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2008年8?9月对额尔古纳河流域的重要水体呼伦湖、二卡湿地、乌兰泡、根河、伊敏河和哈乌尔河中的浮游动物进行调查, 共鉴定浮游动物52种42属。其群落特征如下:1) 轮虫共 18 种 15 属, 占总种数的34. 6% , 枝角类9 属 14 种, 占26.9% , 原生动物 11 属 12 种, 占23.1% , 桡足类 7 属 8 种, 占15.4% ; 2)呼伦湖和二卡湿地浮游动物种类最多, 分别为 36 种和 34 种, 根河和哈乌尔河物种数均小于 10 种; 3)浮游动物的密度和生物量均以二卡湿地最高, 分别为 4650. 5ind/L, 2.29mg/L, 其次是呼伦湖和乌兰泡, 分别为 2274.5ind/L,1. 35 mg/ L和 4180. 1ind/ L, 1. 18 mg/ L, 根河、哈乌尔河和伊敏河均较低。根据种类数、密度和生物量对额尔古纳河流域重要水体的水质状况进行评价: 二卡湿地、呼伦湖和乌兰泡为中营养水体, 根河、伊敏河和哈乌尔河为贫营养水体; 呼伦湖浮游动物群落组成的改变显示其富营养化程度增加。

二维细杆的变结构动力学

蔡惠平,赵振

2010, 46(6):  877-881. 

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通过约束加载和卸载的变结构方法来处理由接触、碰撞和摩擦导致多刚体系统在速度水平的非光滑动力学问题, 并从接触、碰撞和摩擦等方面介绍二维问题的变结构方法,最后提供了二维细杆在粗糙水平面上运动的动力学算例。

一种自动发现、分割与标注引文元数据的方法

高良才,汤帜,陶欣,房婧

2010, 46(6):  893-900. 

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在总结现有的引文元数据抽取方法的基础上, 针对引文的排版惯例???引文在文档内部风格一致, 提出了一种新的引文元数据抽取方法。重点描述了以往研究中很少涉及的引文元数据的自动发现和分割, 探讨了风格一致性在引文元数据标注中的应用。实验结果表明此方法在引文元数据发现、分割和标注方面均取得了较好的效果。

基于用户分组和频率复用的STBC-OFDMA上行传输技术

郭俊奇,尚勇,任术波,项海格

2010, 46(6):  882-892. 

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针对 WiMAX 系统中各用户端采用空时分组编码( STBC) 的正交频分多址(OFDMA) 上行链路, 提出一种基于用户分组( UG) 和频率复用( FR) 相结合的UGFR-STBC-OFDMA 上行传输技术。首先, 将基于波达方向( DOA) 的小区内用户分组模型与小区间频率复用思想相结合, 设计出一种可同时满足小区内分组约束条件和小区间频率复用规划的UGFR-STBC-OFDMA 上行接入方案; 其次, 设计了基于 Capon 波束形成技术的智能天线接收方案以实现基站对分组信号的方向性接收和对多址接入干扰(MAI) 的抑制。理论分析和仿真结果均表明:相对于几种传统的上行传输技术, UGFR-STBC-OFDMA 技术实现了理想平均频谱利用率、误比特率和计算复杂度的良好折中, 同时在无须功率控制条件下依然能够部分抑制上行传输时相邻小区间的干扰。

白云石化机理与白云岩成因问题研究

赫云兰,刘波,秦善

2010, 46(6):  1010-1020. 

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通过统计大量白云岩成因的例子, 追溯其离子来源, 得出: 地质环境中白云石化所需Mg²⁺主要来源于成岩流体、岩浆岩及其他固体矿物和生物, 这些Mg经特定的流体动力学机制交代方解石中的Ca²⁺使之转化为 白云石。根据Mg²⁺来源和流体动力学机制, 目前较成熟的白云石化成因模式主要有蒸发模式( 萨布哈模式)、渗透回流模式、混合水模式、海水模式、埋藏模式以及热液成因模式。根据不同的埋藏条件, 可将白云石化分为3 类: 浅层白云石化(<1000 m)、中深层白云石化( 1000 ～2000 m) 和深层白云石化(> 2000 m)。

社会性疼痛的存在: 来源于生理性疼痛的证据

舒敏,刘盼,吴艳红

2010, 46(6):  1025-1031. 

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社会性疼痛是指当个体觉察到自己所渴望的社会联结面临威胁或社会关系遭受贬损时, 所产生的一种特定的情绪情感反应。这一社会认知领域中的新概念属于情感性疼痛的范畴, 与生理性疼痛之间关系紧密。作者以生理性疼痛为基点, 介绍了社会性疼痛的概念、功能、相关心理因素及神经生理机制, 并探讨了未来的研究方向。

双耳时间差和强度差与声源距离线索关系的研究

曲天书,曹松潍,吴玺宏

2010, 46(6):  901-906. 

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基于头传递相关函数库开展对双耳时间差和强度差与声源距离线索关联的研究。采用三组头相关传递函数库(基于KEMAR人工头的PKU&IOA HRTFs 库、基于 KEMAR 人工头但不包括耳廓的PKU&IOA HATFs 库和基于球模型的HRTF 库) , 研究了距离对双耳定位线索的影响( 包括 ITD 和 IID) 。分析结果表明, 距离在双耳定位中有非常重要的作用, 尤其在近场环境下, 距离对双耳线索的影响是明显的。

基于多级特征提取的中文文本图像压缩算法

胡奎,汤帜,高良才

2010, 46(6):  914-920. 

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针对中文文本图像的特点, 提出了一种改进的压缩算法MC-JBIG2 。该算法首先对中文字符进行多级特征提取, 然后将提取到的特征数据用于一个级联聚类算法中以替代传统 JBIG2 中的模式匹配过程。实验表明, MC-JBIG2 改进了传统 JBIG2 算法对中文文本图像压缩的不足, 能够保证在内容无损的情况下提高对中文文本图像的压缩率, 同时该算法对英文本图像的压缩也有一定的改进。

高灵敏度GPS接收机捕获电路的优化与实现

路卫军,黄永灿,于敦山,张兴

2010, 46(6):  907-913. 

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基于传统的时域并行相关的能量检测技术提出一种资源优化方法, 通过两步相关法和分时共享技术进行相干积分, 对某一估计频率下的 1023 个不同的码相位进行并行处理, 在采样频率为 16. 368 MHz 的条件下所需相关器数量减少为未优化前的 1/ 102. 3。用 Verilog 硬件描述语言实现了采用优化技术的能量检测器, 给出了FPGA 实现结果和 Design Compiler 的综合结果。测试结果表明, 在预检测积分时间为 2s, C/N₀ = 21dB-Hz, 虚警概率为0. 097% 时, 捕获概率可达到90%。

用于微悬臂梁红外焦平面读出电路的片上ADC设计

曹君敏,陈中建,鲁文高,张雅聪,于晓梅,赵宝瑛

2010, 46(6):  921-925. 

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设计了一种用于微悬臂梁红外焦平面读出电路的片上 ADC。该 ADC 采用流水线结构实现, 采用带溢出检测的多位第一级和后级功耗逐级缩减的方案优化系统功耗, 提高线性度。该设计采用 0.35 μm 的 CMOS 工艺流片验证。测试结果表明: 5V 电源电压、10M 采样率时电路总功耗为98 mW, 微分非线性和积分非线性分别为 -0.8/0. 836 LSB 和 - 0. 9 / 1. 6 LSB; 输入频率为 1 MHz 时, SFDR 和 SNDR 分别为82 和 67 dB。

基于网络广义极值模型的居住地和通勤方式同时选择模型研究

李霞,邵春福,曲天书,杨励雅,王江峰

2010, 46(6):  926-932. 

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基于随机效用最大化理论, 选取个人属性、社会经济属性、出行特性和土地利用属性因素为联合选择模型影响变量, 以居住地区位选择集合和通勤出行方式选择集合的组合作为模型的选择项, 构建居住和出行方式联合选择的网络广义极值模型, 刻画日益增长的交通拥堵情况的影响变化及其在不同的就业地模式下对居住再选址和出行方式转变的潜在影响, 从微观角度研究居住就业与城市通勤交通出行关系。利用 Biogeme 软件, 对模型参数进行估计和检验, 同时对模型进行弹性分析, 分析不同影响因素的变化引起的方式选择概率的变化。结果表明, 相比郊区的通勤者, 中心区的通勤者对出行时间的增加更为敏感, 更易于改变出行方式和居住区位, 以抵消交通拥挤引起的负效用。

横波分裂研究方法分析及中国大陆地区横波分裂的构造含义

王锐,马知途,李飞,周仕勇

2010, 46(6):  933-941. 

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利用中国国家台网2001?2005年的数据, 采用 SC1991 和 WS1998 的方法, 通过分析SKS和SKKS震相, 获得了中国大陆地区国家地震基准观测台的分裂参数。各台站的结果差异较大。西南部、南部、西北部分裂时间比华北及中西部的分裂时间要少。快方向与 GPS 速度场的一致性表明岩石圈与软流圈的耦合现象。快方向在板块会聚带平行于板块边界, 在走滑断层处平行于断层走向。这些都可能表明地壳与地幔的一致变形。讨论了时间窗的截取长度、射线分裂的可能性和快方向随后方位角的变化。

利用MODIS数据直接估算晴空区干旱与半干旱地表净辐射通量

叶晶,刘辉志,李万彪,蔡双彭,李宇明,曹丽霞

2010, 46(6):  942-950. 

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通过对地表处向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和 向上长波辐射通量的4个能量收支分量的参数化, 利用多个MODIS 陆地和大气产品, 给出一个不需要地面观测气象数据, 仅用卫星遥感数据来计算晴空条件下干旱与半干旱地表上的净辐射通量计算方案。方案计算了2003 年7?10 月、2004 年 7?11 月及 2005 年 6?10月期间退化草地 89 个晴空数据和农田85个晴空数据, 与地面观测数据对比表明方案能有效计算净辐射通量, 均方根误差达到 47. 5 和49. 2 W/m², 优于国内外同类研究的精度。

花岗质岩石中矿物含量和粒径对代表性样品的约束

杨宗锋,罗照华,黄丹峰,周久龙

2010, 46(6):  951-959. 

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为了获得代表性样品的大小和其约束条件, 基于全晶质岩石结构的特征, 以理想的花岗岩成分为基础, 利用模拟统计的方法, 初步探讨了代表性样品与矿物含量和矿物粒径之间的关系, 获得了矿物含量和粒径变化时, 样品大小对矿物实际含量和真实含量间最大可能差值的影响。统计样品截面视域中斑晶数目的多少, 可以获取样品中矿物实际含量与真实含量的最大差距。利用斑晶的平均粒度可以近似获得代表性样品的大小。相同大小样品下, 粒径大的样品偏离真实含量的程度更高, 斑晶或等粒结构中的粗粒矿物含量是20% 时, 所需代表性样品最大。最后以麻棚岩体和房山岩体为实例进行了验证和应用说明。

房地产交易价格微观驱动力分析???以北京市为例

何成杰,郭怀成,王真,杨永辉,刘慧,盛虎

2010, 46(6):  985-990. 

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采用特征价格法, 分析了北京市 2003?2006 年包括楼盘所在区域的土地交易价格、容积率、公交线路数及楼盘距商业中心、火车站、医院和学校等的距离 10 项参数指标, 以及 3 项非参数指标对房地产交易价格的影响。利用相关分析和 t 检验筛选出主要影响因素, 并通过因子分析和多元统计分析识别出各主要影响因素对于房地产交易价格的影响程度。研究结果表明, 北京市房地产交易价格主要受土地交易价格、到市中心距离、容积率、轨道交通和文体配套设施 5 种因素的影响。其中, 土地交易价格对楼盘交易价格具有十分明显的提升作用, 而容积率则是导致交易价格下降的最主要因素。

深圳湾海域氮磷营养盐变化及富营养化特征

孙金水,WAI Onyx Wing-Hong,王伟,雷立,毛小苓

2010, 46(6):  960-964. 

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根据 1986?2007 年深圳湾海水水质监测资料, 阐述了氮磷营养盐的变化趋势及其相互关系, 并探讨了深圳湾海域富营养化程度。结果表明, 深圳湾海域水体溶解态无机氮含量年际变化幅度较大, 但总体呈上升趋势。氨氮是溶解态无机氮的主要组成形态, 表明深圳湾无机氮处于热力学不平衡状态。深圳湾海域水体中活性磷酸盐值含量变化幅度比较小, 总体呈下降趋势。深圳湾水体 DIN/ P 值在 1998 年以前呈不断上升趋势, 1998?2002 年之间呈现波动变化, 从 2002 年开始降低, 营养盐含量和组成的改变导致浮游植物群落结构的改变, 深圳湾海域发生的赤潮生物种类有从硅藻向甲藻过渡, 然后从甲藻 向硅藻过渡的趋势;相关分析表明, 溶解态无机氮以及氮磷营养盐之间的相关关系显著( r = 0. 769,p < 0. 01) , 说明氮磷营养盐间有一定程度相似的生物地球化学过程;水体营养状态质量指数显示深圳湾海水富营养化程度很高, 高度富营养化的水体使得深圳湾海域的赤潮日趋频繁, 控制入湾水体污染刻不容缓。

复杂地形湍流观测特征及通量代表性分析

王雪,蔡旭晖,康凌,张宏升,陈家宜

2010, 46(6):  965-971. 

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利用2006年湖南小墨山地区冬夏两个采样时段的湍流观测数据, 对当地湍流发展混合或扰动情况进行讨论。整体湍流特征量σ_{u, w}/u_*观测值与相似性函数计算值差别较大, 且与来流方向无明显关系, 表明当地湍流受扰动强、发展混合差。结合印痕计算进行的湍流通量观测空间代表性分析发现, 当地观测结果主要代表测点周边山地和平原两种地形的情况。冬季印痕主要分布于北方平原地区, 山地影响平均仅为 21%, 而夏季的印痕源区主要为南方的山地, 约占54%。

中国城市体系格局与演变: 航空流视角

李娜,于涛方,郭怀成

2010, 46(6):  972-984. 

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运用 1995 年以来的中国航空统计数据, 分析了中国城市体系格局和时间变迁。其主要方法包括数据描述及重力模型和模糊参数等定量方法。得到如下结论:目前中国城市体系中, 前两位的枢纽城市大多为中心城市或城市群;上海、北京两大全球城市强化了在全国的枢纽机场的地位; 特大城市群间的航空流反映了长三角地区的经济中心城市强盛的区域带动势头;机场的复合流量枢纽度方面, 北京的得分最高, 其次是厦门、西安等;1995?2004 年枢纽度变化情况也能够清晰反映出城市的竞争力。

中国华北和华南典型城市和农村站点降水化学特征

霍铭群,孙倩,谢鹏,白郁华,李金龙,刘兆荣,陆思华

2010, 46(6):  991-998. 

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分别在位于中国北方的北京和山东泰安郊区的马庄, 以及南方的深圳和福建南平的郊区茫荡山对降水进行了采集, 测定了其 pH 值、电导率和化学成分。北京、泰安马庄、深圳和南平茫荡山降水的pH 值分别为 6. 02, 5. 97, 4. 72 和4. 81。北方降水污染严重, 南方降水污染较轻但雨水酸度较高。SO^2-₄,NH⁺₄, Ca²⁺和NO^-₃是各地降水中主要离子组分, 不论是北方还是南方的降水中 SO^2-₄仍然是主要的致酸因子, NH⁺₄都是最主要的中和物质。应用富集因子法比较了不同地区海洋源、地壳源和其他来源对降水组分的贡献。应用后向轨迹横式分析了不同输送路径降水化学特征, 泰安马庄降水受不同路径的传输影响显著, 深圳和茫荡山降水受其影响较小。

城市化进程中北京市区县经济竞争力定量分析

隋欣,Bjorn Harsman,籍国东

2010, 46(6):  999-1006. 

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应用传统偏离份额分析法, 对北京市 18 个区县1993?2002年和2005?2007年的经济发展状况进行了比较分析;应用 SPSS统计分析方法, 构建了 18 个区县经济竞争力与其影响因子之间的计量模型。结果表明, 1993?2002 年间, 城八区经济竞争力高于郊区县。2005 年后, 郊区县经济竞争力的增长高于城八区。各区县经济竞争力与财政收入、就业、大气环境质量和人均工资成正比, 与人口成反比。这些计量模型可为北京市及各区县政府通过政策工具, 合理调整 自身产业结构, 实现区域可持续发展提供依据。