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2012年 第48卷 第3期 刊出日期：2012-05-20

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北京大学学报

吸气式脉冲爆震发动机钝体气动阀的设计与实验研究

郑殿峰,杨义勇,王家骅

2012, 48(3):  347-353. 

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在吸气式液体燃料脉冲爆震发动机(PDE)协调工作基础上, 为了保证进气效率、减小阻力、提高爆震性能、增加推力, 设计了一种钝体气动阀。该钝体气动阀的进气道和钝体推力壁直径与爆震管直径相同, 推力壁设置圆柱形凹槽, 在钝体外侧设置环形通道, 钝体与环形通道出口保持合理间隙。实验证明: 不同爆震管直径的钝体气动阀PDE能够协调工作, 其爆震燃烧性能优于旋流气动阀, 在气动阀前方供油的爆震燃烧性能优于后方供油。

选择性湿法刻蚀制备内嵌碳纳米管的沟槽结构

赵华波,张朝晖

2012, 48(3):  354-358. 

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提出一种“自下而上”的纳米结构的制备方法。在生长有碳纳米管的氧化硅表面沉积数纳米的钯金属膜后, 用氢氟酸刻蚀, 得到完全由碳纳米管引导的沟槽结构, 并且碳纳米管沿沟槽分布在其底部。通过导电原子力显微镜对沟槽内的碳纳米管的表征, 发现其仍然具有良好的导电性。在碳纳米管和钯金属膜之间增加一层磁控溅射沉积的氧化硅, 可以增加沟槽的深宽比。通过降低钯金属膜的致密程度, 沟槽的开口宽度可降至100 nm左右。该方法制备的结构可以进一步用来构建基于碳纳米管的纳电子器件。

ZnO纳米线PL光谱性质改善的研究

王晓伟,孙杨慧,王伟,朱瑞,朱新利,侯玉敏

2012, 48(3):  367-370. 

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采用CVD方法在管式炉中生长了ZnO纳米线, 并通过SEM、TEM和PL光谱仪表征了其形貌、结构及光谱性质。利用Au表面等离激元共振与材料的相互作用, 在ZnO纳米线表面镀上Au膜, 发现其对ZnO纳米线的PL光谱有明显的改善, 纳米线本征发光增强20倍左右, 缺陷发光有显著的减弱。通过高温退火, 结果显示ZnO纳米线的本征发光和缺陷发光之间存在很强的竞争, 在入射光功率一定的条件下, 高温退火后ZnO纳米线的本征发光明显地减弱, 缺陷发光显著地增强。对退火后的ZnO纳米线镀上Au膜, 发现其本征发光增强了30倍左右。这些结果比现有的报道有显著提高。

具有四自旋交换作用的自旋梯子模型中二聚化相

文瑞,刘光华,田光善

2012, 48(3):  359-366. 

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利用玻色化方法和重整化群技术, 研究了一个具有四自旋交换作用以及链间次近邻阻挫相互作用的自旋梯子模型的相图。在考虑了量子涨落效应以后, 发现体系的相图变得非常复杂。除了存在所谓Haldane相和Rung-Singlet相以及它们之间的SD型二聚化(staggered dimerized)相之外, 亦可能出现一个新的CD型二聚化 (columnar dimerized)相。

HVPE异质外延GaN的函数控制方法研究

杜彦浩,罗伟科,吴洁君, John Goldsmith, 韩彤,杨志坚,于彤军, 张国义

2012, 48(3):  371-375. 

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提出新的生长控制方式“函数控制方法”并将其应用到HVPE异质外延GaN中。函数控制方法是指外延生长参数随时间按照特定函数变化来实现生长控制的方式。采用函数控制方法设计了两个实验方案, 解决了HVPE获得GaN衬底面临的两个主要问题。1) 异质外延高质量无裂纹GaN厚膜的实验方案: 生长条件按照渐变函数变化保证了外延材料质量的稳定性和应力释放的均匀性, 生长条件按照周期函数变化将材料的厚膜外延问题转化为薄膜外延问题。2) GaN厚膜的自分离实验方案: 生长条件按照跃变函数变化实现了在外延材料特定位置形成弱连接层, 生长条件按照渐变函数变化实现了弱连接层两侧出现较大应力差, 这种应力差在生长结束后的降温过程中得到进一步放大, 进而实现外延材料在弱连接层处的自分离。结合以上两个实验方案, 成功获得无色透明表面平整光滑1 mm厚的高质量GaN衬底, 证明了函数控制方法的有效性。借助于生长参数规律化的函数变化, 函数控制方法建立了材料性质和数学函数之间的对应和联系, 丰富和发展了材料的生长控制方式。

兰州鲇线粒体基因组序列结构及系统发育分析

王庆容,许昌,许崇任,王戎疆

2012, 48(3):  376-380. 

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利用GenBank中欧洲鲇的线粒体基因组序列, 设计出6对引物, 通过PCR扩增产物直接测序和引物行走(primer walking)法测定了兰州鲇的线粒体基因组序列, 并对其进行结构分析。兰州鲇线粒体基因组序列全长16524 bp, 包括37个基因(2个rRNA基因、22个tRNA基因和13个蛋白质编码基因)和1个非编码区。用最大似然法对鲇形目11种鲇鱼线粒体基因组的13个蛋白质编码基因的核苷酸序列进行系统发育分析。结果显示, 兰州鲇首先跟其他鲇科鱼类聚为一支, 形成一个单系群, 位于系统发育关系树的中部。

一种基于累积分布函数的抖动测量方法

郭健,冯建华,叶红飞

2012, 48(3):  381-385. 

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提出一种基于累积分布函数(CDF)的抖动测量方法, 以解决在测试高频时钟信号抖动中遇到的延迟器件不匹配、占用芯片面积过大和受高频振荡信号限制等问题。采用65 nm CMOS工艺完成了测试电路的设计和功能模拟, 模拟结果表明该电路可用于测量2.5 GHz时钟抖动值, 抖动测量精度达到1 ps。

一种快速测量高粒径分辨率气溶胶活化率曲线的方法

邓兆泽,赵春生,马楠,张蔷,黄梦宇

2012, 48(3):  386-392. 

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基于扫描粒径的原理, 介绍了测量高粒径分辨率气溶胶活化率曲线的方法。给出了改进的数据反演算法, 能较好地反演出气溶胶和云凝结核的数浓度谱分布, 以及气溶胶分档活化率。在大气气溶胶的外场观测中对该方法进行了检验。

基于EEMD的中国地区1956?2005年日照变化的趋势分析

李慧群,付遵涛

2012, 48(3):  393-398. 

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根据国家气象信息中心给出的逐日日照时数资料, 利用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)方法, 得到中国地区日照时数的非线性趋势变化特征。对各气象台站日照时数的非线性变化趋势类型做了分类以及分区域和季节研究, 并与线性趋势进行对比。结果表明: 近50年来中国地区绝大部分气象台站(占总气象台站数的67.5%)日照时数呈现下降的趋势, 尤其是在中国南部和东北地区, 呈现明显的区域特征和季节特征。日照时数的年代际变化整体上在1980年前后出现气候转型, 即呈现前期日照较长、后期较短的气候形态。

中国地区相对湿度与温度多分形特征对比分析

高力浩,付遵涛

2012, 48(3):  399-404. 

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应用多分形去趋势涨落分析(MF-DFA)方法, 研究了中国地区相对湿度和温度序列的多分形特征差异, 并对比分析了其对应的奇异谱3个参数(奇异谱宽度Δα、奇异谱不对称性Δα_as和长程相关性α₀)的特征。结果表明: 1) 相对湿度序列的多分形强度弱于温度序列; 2) 相对湿度序列多分形性强的地区与温度序列有较大差异, 前者主要位于我国西南地区, 后者主要在华南和黄河以北地区; 3) 相对湿度序列的多分形不对称性强于温度序列; 4) 相对湿度序列的奇异谱均为左偏, 温度序列则基本是对称的; 5) 相对湿度序列的长程相关性大于温度序列。奇异谱的3个特征参数的组合完整地刻画了特定的长程相关特性, 相对湿度和温度序列多分形特征的不同, 揭示了其生成动力过程的差异。

基于Malvar窗时频谱的反Q滤波方法

资礼波,盖增喜

2012, 48(3):  405-410. 

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基于非弹性介质衰减模型, 将衰减和频散表示为振幅和相位的算子, 把补偿看成带衰减传播的逆传播过程, 理论计算得到补偿需要的反算子。通过构造满足Malvar小波条件下的时窗, 得到符合信号特征的时 间?频率谱, 再利用最小二乘方法计算品质因子Q值, 得到振幅和相位补偿需要的反算子, 作用于时频谱, 达到补偿的目的。 数值试验结果显示, 利用时频变换计算得到的Q值与先前设定Q值基本相符, 反Q滤波补偿后的信号与无衰减信号对比, 振幅和相位都得到很好的恢复。

运用EO-1 Hyperion数据和单类支持向量机方法提取岩性信息

张西雅,徐海卿,李培军

2012, 48(3):  411-418. 

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将扩展的单类支持向量机方法运用到高光谱岩性识别中, 并分析和评价该方法的性能。利用单类支持向量机分别提取各个感兴趣的岩性类别, 对于被识别为多个岩性类别的像元, 根据该像元与每个单类支持向量机所确定的分类超平面的距离来确定属于哪一类别, 这样, 利用扩展的单类支持向量机来可提取多个感兴趣的岩性类别。将该方法运用到新疆准噶尔地区的EO-1 Hyperion高光谱数据岩性分类中, 并与传统的光谱角制图方法进行比较。结果表明, 扩展的单类支持向量机方法的岩性分类精度显著高于光谱角制图方法, 是一种新的可用于高光谱数据的岩性分类方法。

中国黑龙江东部鸡西盆地白垩纪多期砾岩特征及古地理意义

赵学钦,杨树锋,陈汉林,章凤奇,张云鹏,杨承志,孙明道

2012, 48(3):  419-432. 

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对鸡西盆地白垩纪不同时期砾石统计结果显示: 下白垩统城子河组和穆棱组砾石主要成分为石英岩和花岗岩, 与盆地周缘露头前中生代基底主要岩性相吻合; 上白垩统猴石沟组砾石成分流纹岩、安山岩、凝灰岩增多, 出现石英砂岩和少量泥岩, 砾石很大一部分来源于下白垩统。 6个统计点的砾石主要为次棱角状到圆状, 长短轴之比集中在1~2, 粒径以小砾为主, 粒径长度符合正态分布; 沉积环境判别函数显示砾石主要属于河流(三角洲)成因。研究表明城子河组沉积时期, 盆地西部的张广才岭和盆地内的古隆起为盆地提供物源, 城子河组到穆棱组的沉积过程是一个水体不断扩大的过程; 穆棱组沉积中晚期, 盆地西部成为盆地主要物源区。晚白垩开始, 在强烈的逆冲作用下, 盆地及周缘发生区域抬升, 抬升区遭受强烈剥蚀, 为盆地提供物源, 低洼处沉积猴石沟组。

塔北西部岩浆热液?地层水流体系统及碳酸盐岩储层的成岩作用响应

崔欢,关平,简星

2012, 48(3):  433-443. 

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通过对塔北地区多个碳酸盐岩露头的深入研究, 认为该区域碳酸盐岩依次经历了硅化→热液白云石化→方解石化3个主要的后期成岩作用改造。通过对包裹体、同位素及稀土元素地球化学的研究, 发现硅化流体具有高温度、高盐度特征; 热液白云石化流体具有相对基质白云石明显的Eu正异常以及更高的轻重REE的分异度, 而对方解石化流体的平衡水的计算可知, δ¹⁸O_SMOW主要分布在+5.5‰～+12‰区间内, 与岩浆热液流体的同位素值相一致。综合分析认为, 存在岩浆热液对塔北地区碳酸盐岩的后期成岩改造。此外, 通过对各露头碳、氧、锶同位素等的分析发现, 后期成岩流体具有复杂性和叠加性, 存在有机碳的影响以及大气淡水、壳源富⁸⁷Sr地层水的混溶。岩浆活动为热液循环提供了大量的热源, 异常的热事件驱动成岩流体进行广泛的循环流动, 对碳酸盐岩地层进行热液成岩改造, 同时岩浆热液也为成岩流体提供了诸如Si, REE等物质组分。晶洞内大量石英、硬石膏的发现说明研究区域的碳酸盐岩经历了广泛的酸性溶蚀作用, 具有岩浆活动背景的开启性断层发育带成为有利的勘探靶区。

基于EMD的剖分空间关系计算模型初探

董芳,程承旗,郭仕德

2012, 48(3):  444-450. 

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针对在空间关系计算中存在的经纬度坐标缺少区域信息的问题, 以及基于影像直接进行空间关系计算中存在的计算复杂的问题, 利用具有点面二相性的基于地图分幅的扩展模型(EMD)全球剖分面片作为空间关系计算的基本单位, 采用EMD全球剖分面片编码代替经纬度坐标进行空间关系计算, 提出EMD剖分空间关系计算模型的体系架构, 并在此基础上进行验证实验, 证实了该模型的可行性。

基于蓄积量和产量的中国天然源VOC排放清单及时空分布

池彦琪,谢绍东

2012, 48(3):  475-482. 

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以中国植被为对象, 基于森林、草地资源清查和统计年鉴提供的各类植被蓄积量、产量资料以及《中国植被图(1:1000000)》提供的植被构成资料, 通过将蓄积量、产量换算成叶生物量, 并应用Guenther提出的光温影响模型估算中国各植物的VOC排放量, 建立了中国天然源VOC排放清单, 并探讨了VOC的来源组分和时空分布规律。结果表明: 2003年中国植被VOC总排放量为12.83 Tg, 其中异戊二烯7.45 Tg (58%)、单萜烯2.23 Tg (17%)、其他VOC 3.14 Tg (25%); 不同植物的VOC排放量差异较大, 各类型植被排放贡献率为森林 (61%)>灌丛(27%)>农作物(7%)>草地(5%); 南部和东北地区为中国天然源VOC主要排放区域; 天然源VOC排放存在明显的季节变化, 夏季排放量最大; 不同龄级森林对VOC排放的贡献有所不同, 中龄林贡献最多。

时态GIS中动态网络建模及实现方法

刘岳峰,陆?,杨忠智

2012, 48(3):  451-458. 

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介绍了动态网络以及组成动态网络的主要单元?? 动态连接对象的数学描述, 分析了动态连接对象的演化特征, 将动态连接对象的演化分为生命演化、几何特征演化和拓扑关系演化3种类型, 其中生命演化可以支持表达对象演化的继承关系。定义了新增、分裂继承、合并继承、消亡、分裂、合并、形变、相遇和分离9个演化事件。在此基础上, 建立了以动态连接对象为中心的动态网络数据结构, 使得动态网络的数据操作与维护相对容易实现。设计了基于本文模型的面向动态连接对象的基本操作以及动态网络数据的完整性检验规则。

基于3S技术的扬州2500年间城市演变分析

杨静,张金池,庄家尧,毛锋

2012, 48(3):  459-468. 

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基于考古学及历史地理学的研究成果, 运用3S技术和历史地理学方法, 将河口变迁、河道变迁、运河变迁与城市空间演变相结合, 探讨古城扬州在2500年间城市空间演变的驱动力因素。首先基于行政区划图在2006年LANDSAT ETM遥感影像图上截取扬州市区边界; 然后以历史文献及考古资料为基础, 对关键点进行GPS定位, 利用ArcGIS9.3将位置点和影像数据叠加, 复原历史时期扬州附近长江河道的演变过程, 定量获取古城扬州在不同时期的属性数据, 由长江河道与邗沟的演变过程, 得到不同历史时期扬州城的水域面积、泥沙淤积面积及城市面积; 最后, 依据属性数据分析扬州城市演化的特征, 并探讨影响古城扬州空间演变的驱动力因素。结果表明: 扬州城市演变是多种因素作用的结果, 其中气候因素是城市演变的大背景; 长江河道和运河水系变化则引导城市演化的方向; 长江河道北岸由于大量泥沙淤积南移导致古城扬州的演变, 反过来又带动内河航运的延伸, 城市则依运河的方向拓展, 即使城市缩小了, 依然邻近运河的方向; 总体上看, 唐代之前, 城市演变受自然因素影响较多, 唐代之后则受人文因素影响较多。

淮南市水厂取水口水质指标预警研究

陈弘扬,任华堂,徐世英,夏建新

2012, 48(3):  469-474. 

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根据淮河淮南段河道水动力条件和污染物排放情况, 基于水环境模型模拟了淮南市取水口在不同季节水质指标的变化情况, 分析了出现污染事故时各水厂取水口的应急反应时间。结果表明, 在满足地表水三类水质标准条件下, 在枯水期和丰水期上游入口监测断面的水质指标要求分别为COD 27.5和21.0 mg/L, NH₃-N 0.65和0.97 mg/L, Ecoli 10490和10050个, TN 1.05和1.01 mg/L, TP 0.21和0.20 mg/L。上游入口污染负荷突然增加时污染物到达各取水口的应急反应时间不同, 其中最接近监测断面的李咀孜水厂在枯水期和丰水期分别为1.275和0.216天。研究成果可为淮南市水污染事故预警和应急反应提供决策支持。

二次近似完美需求体系的应用研究??以北京市城市居民用水需求弹性分析为例

马训舟,张世秋,穆泉

2012, 48(3):  483-490. 

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以北京市城市居民用水消费为例, 应用能更准确刻画恩格尔曲线的二次近似完美的需求体系(QUAIDS), 对用水需求弹性进行分析, 并与双对数和近似完美的需求函数(AIDS)所分析的结果进行对比。结果表明: 1) 对于收入较低的前两个群组, 用水消费的恩格尔曲线为线性, 而收入较高的其他群组的恩格尔曲线呈现非线性特征; 2) 应用二次近似完美的需求体系估计得到的不同收入群组的收入弹性要普遍高于其他两类需求函数的估计结果, 而价格弹性的估计结果则较接近。研究结果从一定程度上反映出二次近似完美的需求体系是针对收入弹性估计的改进, 对价格弹性的估计并不产生显著影响。

利用环境政策促进产业优化升级??基于深圳PCB行业的排污权交易制度设计研究

万薇,张世秋

2012, 48(3):  491-499. 

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基于实证研究, 探讨利用环境经济政策体现环境容量资源的经济价值, 使其不仅服务于环境质量的改善, 同时也成为产业优化升级的有效制度安排。基于深圳的水污染问题以及主要污染行业??电子设备制造业进行实证和案例分析, 根据深圳市环境管理制度需求以及发挥环境经济政策在改善环境、促进发展方面可能具有的独特优势, 对深圳市流域内实施排污交易政策的可行性及障碍进行分析, 并以电子设备制造典型行业为例对政策效果进行实证分析, 研究排污交易政策行业优化与减排成本节约等效果。研究表明, 采用改进的排污交易制度可以与深圳市已有的产业优化升级、中水回用、水污染控制等其他政策相结合, 形成灵活的污染控制与产业调整机制, 在实现污染企业退出、污染减排、促进技术进步等方面具有相对优势。

团队冲突、团队信任与组织公民行为: 组织公正感的中介作用

吕艾芹,施俊琦,刘漪昊,沈秀芹,苏永刚,陈晓阳

2012, 48(3):  500-506. 

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以241位医院工作人员为样本, 使用相关分析和多元线性回归技术检验了团队冲突、团队信任与组织公民行为之间的关系, 并检验了组织公正感的中介作用。结果发现组织公正感对于团队冲突和组织公民行为之间的关系起到部分中介作用, 对于团队信任和组织公民行为之间的关系则起到完全中介作用。

求职自我效能对求职行动的影响：情绪调节能力的调节作用

盛子桐,施俊琦

2012, 48(3):  507-512. 

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鉴于以往不同理论关于求职自我效能对求职行动的影响提出了不同的预期, 以338名不同地区的大学生被试为样本, 依据社会认知理论、目标层次理论和控制理论, 并结合动态求职理论和双维度求职模型, 试图对以往理论加以整合, 并探究求职自我效能对求职行动的影响机制。研究发现, 求职者的情绪调节能力在上述关系中起到调节作用。对于情绪调节能力较低的个体来说, 求职自我效能对求职行动存在显著的预测作用; 而对于情绪调节能力较高的个体来说, 求职自我效能对求职行动的预测作用并不显著。研究结果拓展了求职行为影响机制的研究, 发现对于不同情绪调节能力的个体, 自我效能对求职行为的影响不同。同时对大学生求职提出了一些建议。

信息扩散模型在自然灾害综合风险评估中的应用与扩展

毛熙彦,蒙吉军,康玉芳

2012, 48(3):  513-518. 

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通过对比信息扩散模型与概率统计、指标体系等常用方法, 归纳了信息扩散模型应用于灾害风险的适用性与优缺点。信息扩散模型具有可操作性强、数据需求较小、评价结果意义明确等优势, 符合灾害风险评价的要求且具有决策价值, 因而被广泛运用于自然灾害风险评估, 尤其是概率分布未知或样本量较少的情况下。但信息扩散模型在使用过程中仍存在部分问题有待进一步厘清, 并且模型在描述综合风险方面存在一定的局限。为此, 在明晰信息扩散模型特征的基础上, 引入情景分析方法, 构建了基于情景的信息扩散模型, 以期扩展信息扩散模型的适用范围, 为实现综合灾害风险评价提供方法参考。