上海大学学报(自然科学版)

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1. 脉冲电磁场在金属熔体中的电磁效应及其应用

徐燕祎, 翟启杰

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 1-20. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2206

摘要（1337）

HTML （406）

PDF（pc）（12142KB）（260）

人类社会的发展对金属材料的质量提出了更高的要求, 洁净化和均质化成为金属制品质量的共同追求目标. 物理科学与技术的发展为材料制备技术的进步提供了新的机遇. 脉冲电流和脉冲磁场由于瞬时能量高且线路负荷小, 近年来在金属制备中的应用受到普遍关注. 首先介绍了脉冲电流和脉冲磁场在金属熔体中的电磁效应, 然后重点介绍了电流、磁场、电磁力在金属熔体中的分布以及脉冲电磁场对熔体流动的影响, 最后简要介绍了脉冲电磁场在金属洁净化和细晶化方面的研究与工业应用.

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2. 基于异或解密的$(k,n)视觉密码方案

郭松鸽, 吕东辉, 戴玉静, 任艳丽

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 21-32. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.1997

摘要（1001）

HTML （210）

PDF（pc）（6553KB）（173）

传统的视觉密码方案是通过直接叠加分享份来恢复秘密图像的,这种解密方式实质上是对分享份进行逻辑或运算, 白像素无法完全恢复,解密效果不理想. 利用异或运算的自反性改进加密方式,并使用与数字图像相同的颜色表示方式,提出一种基于异或解密的(k,n)随机网格视觉密码方案.该方案有两种解密方式: 当没有计算设备时, 使用传统的叠加解密,解密过程简单; 当有计算设备时, 使用异或解密, 需少量计算,但具有更好的视觉质量, 并且当所有分享份都参与异或解密时,可以无损恢复秘密图像. 与已有的视觉密码方案相比,该方案提高了解密图像的视觉质量.

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3. 基于Takenaka-Malmquist系的语音信号压缩与降噪方法

雷娅, 方勇, 张立明

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 33-46. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.1996

摘要（721）

HTML （33）

PDF（pc）（4819KB）（161）

语音信号的稀疏表示是语音压缩与降噪等语音处理的关键技术之一. 在匹配追踪(matching pursuit, MP)、正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit, OMP)等算法的基础上, 提出了一种基于Takenaka-Malmquist系的贪婪权值算法(a greedy weight algorithm based on the Takenaka-Malmquist system, TMGW). 采用TMGW对语音信号进行重构时只需要较少的分解项数, 从而达到语音压缩的目的. 同时, 根据稀疏分解后信号与噪声在时频面上能量分布不同的特点, 该算法可实现对含噪语音的降噪. 实验结果表明, TMGW比基于自适应Gabor子字典的匹配追踪算法(matching pursuit algorithm based on the adaptive Gabor sub-dictionary, GMP)更适用于语音信号的稀疏表示.

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4. 不同电池利用率模型下 OOK 信号能耗性能

沈婷婷, 王涛, 孙彦赞, 吴雅婷

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 47-57. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2019

摘要（823）

HTML （29）

PDF（pc）（1927KB）（44）

目前, 对于无线传感网节点能量受限问题的研究,主要以平均每 bit 电池能耗作为性能评价标准.以电池供电的采用开关键控 (on-off keying, OOK) 调制的发射机为研究对象, 考虑基于瞬时放电电流 (instaneous discharge current, IDC) 与平均放电电流 (average discharge current, MDC) 两种非线性电池利用率模型, 在瑞利信道中保证指定误码率的条件下, 推导两种模型下电池能耗性能的解析表达式.在此基础上理论分析了归一化电池利用率因子和节点距离对电池能耗性能的影响,并用仿真实验验证了两种电池利用率模型下的能耗均随归一化电池利用率因子和节点距离的增大而增大.基于IDC的电池利用率模型对应更大的电池能耗.当归一化电池利用率因子和节点距离较大时,两种模型的能耗显著高于理想电池. 当 $\gamma =0.015$, $d=90$m 时,基于IDC电池利用率模型的能耗相比理想电池增加了近 60%,而基于MDC电池利用率模型的能耗增加了25%.

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5. 压电智能薄壁结构电致材料和几何非线性建模与分析

张顺琦, 张书扬, 陈敏, 赵国忠

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 58-68. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2014

摘要（777）

HTML （35）

PDF（pc）（1744KB）（170）

随着压电智能薄壁结构在航空航天领域的广泛应用,对计算模型准确性的要求也越来越高.压电智能结构在强致动电压下会同时发生电致材料非线性和几何非线性,为了给压电智能薄壁结构的设计和应用提供更准确的模型,基于一阶剪切变形假设,同时考虑压电材料非线性本构关系以及多种几何非线性理论 (包括冯卡门非线性、中等转角非线性以及大转角非线性),建立了压电智能薄壁结构在强致动电压下的几何非线性有限元模型,并通过已有研究的实验数据验证了模型的准确性. 最后,基于电致材料非线性和不同几何非线性模型,进行了平板结构和半圆形压电壳体结构的仿真和分析,显示了同时考虑电致材料和几何非线性的必要性.

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6. 量子绝热捷径技术在三波导耦合器设计中的应用

韩知勇, 施解龙, 兰自轩, 陈玺

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 69-75. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2192

摘要（816）

HTML （35）

PDF（pc）（1896KB）（214）

通过将量子无摩擦动力学与绝热消除结合实现了量子绝热捷径技术在光波导耦合器中的设计. 为了使该方案更实际可行, 引入了幺正变换,以便对波导的宽度以及相邻波导之间的间距进行设计,并利用光束传播法对三波导耦合器进行模拟验证. 模拟结果表明,相比于绝热耦合,利用绝热捷径设计的耦合器可以在传输长度缩短4倍的情况下实现能量的有效耦合.该方案可适用于量子信息处理和集成光学领域.

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7. 双锥构型三维点阵材料压缩特性

丁莉, 满孝颖, 解维华, 张宇民, 曹海琳, 梁小林

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 76-84. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.1983

摘要（740）

HTML （28）

PDF（pc）（4401KB）（207）

对空心杆双锥构型点阵材料的压缩性能进行研究,对比了点阵材料与均质材料的压缩性能.点阵材料及均质材料的试件都采用多喷头光固化树脂增材制造技术制备,通过试验测试了均质材料件及 2 种元胞尺寸点阵材料件的压缩性能,获得了不同应变率载荷下的压缩应力-应变曲线,探索了元胞尺寸、加载应变率对材料压缩性能的影响,得到了材料破坏前的应力-应变关系预测表达式,应力预测结果与试验结果相吻合. 研究结果表明:点阵材料的元胞尺寸对材料压缩性能影响显著;不同应变率下点阵材料的屈服应变变化不大, 屈服强度差异相对较大;制备的点阵材料屈服应变大于均质材料屈服应变, 但屈服强度不具备优势.

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8. Fe含量对有序态Ni₄Mo合金晶体结构及性能的作用

王滕, 陈业新, 谢亚茜

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 85-94. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2022

摘要（922）

HTML （1370）

PDF（pc）（5495KB）（158）

研究了Fe含量对有序态Ni₄Mo合金晶体结构及力学性能的作用,结果表明: 当在有序态Ni₄Mo合金中添加的Fe含量小于10%时,合金的晶体结构仍为单相有序D1$_{\rm a}$结构;而当Fe含量为10%时,Ni$_{70}$Mo$_{20}$Fe$_{10}$合金的晶体结构变为单相有序面心立方结构;如果继续增加合金中的Fe含量, 则在合金中析出了密排六方结构的第二相.Fe元素通过改变合金的晶体结构显著提高了有序态Ni₄Mo合金拉伸时的延伸率,有序态Ni$_{70}$Mo$_{20}$Fe$_{10}$合金在真空中的延伸率达到了30.9%, 比有序态Ni₄Mo合金的延伸率提高了12倍.Fe合金化也有效降低了有序态Ni₄Mo合金在氢气环境中的脆性敏感性.

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9. 石墨烯复合 beta-Zn₄Sb₃材料的热电性质

刘风采, 高鹏飞, 孟庆飞, 秦娟, 史伟民, 王林军

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 95-101. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2011

摘要（792）

HTML （31）

PDF（pc）（1755KB）（132）

将不同比例的石墨烯粉末和beta-Zn₄Sb₃ 粉末混合, 通过热压法制备出复合材料样品, 并对其结构和热电性质进行检测.X 射线衍射结果表明,样品的主要成分仍然是 beta -Zn₄Sb₃ 相, 晶粒尺寸随石墨烯浓度的增加略有减小.这说明石墨烯浓度在 5.0% 以内时对样品的物相形成没有明显影响.另外, 复合石墨烯后样品的 Seebeck 系数变化不大,但电导率降低、热导率略有增大, 从而使热电优值有所降低,主要是由于石墨烯的掺入在样品中引入了电子补偿效应,使原来受主能级上的空穴减少, 进而降低了样品中的载流子浓度,同时也改变了 beta -Zn₄Sb₃ 中 Zn 原子无序结构.

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10. 石墨烯/氧化锆复合材料的分散液工艺优化及润湿性能

邹虹荣, 石磊, 林成辉, 张亚萍, 刘立起

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 102-112. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2021

摘要（929）

HTML （29）

PDF（pc）（5206KB）（288）

将石墨烯分散液浸渍到氧化锆基体中,利用微波烧结法制备石墨烯/氧化锆陶瓷复合材料,提高了氧化锆陶瓷的润湿性. 首先,通过优化球磨机的工艺参数(球料比、转速、研磨时间), 制备出粒径为200.3 nm 的石墨烯分散液, 然后通过X射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)、Raman光谱仪、透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)分析了石墨烯的微观结构, 最后分析了石墨烯/氧化锆陶瓷复合材料的润湿性. 结果表明, 石墨烯分散液能够长时间存放, 且具备较好的单层或少层片状结构, 添加石墨烯能够明显提高氧化锆陶瓷的润湿性, 使氧化锆陶瓷润湿角减小, 表面能增加, 润湿性能变好.

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11. 多环芳烃在新安江河流-水库体系表层沉积物中的分布、来源及生态风险评估

刘烨, 王玉洁, 汪福顺, 梁霞, 陈学萍, 杨明, 马静

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 113-122. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2017

摘要（690）

HTML （26）

PDF（pc）（1963KB）（143）

利用气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)分析了新安江河流-水库体系表层沉积物样品中16种优控多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的含量. 结果表明,16种PAHs在表层沉积物样品中均有不同程度的检出, 总浓度($\sum_{16}$PAHs)范围是260~1 652 ng/g dw (dry weight, 干重),平均值为 973 ng/g dw, 以高分子量的PAHs为主. $\sum_{16}$PAHs值最高的区域是兰江(1 530 ng/g dw),最低值出现在水库中心库区(600 ng/g dw). PAHs源解析表明,底泥中PAHs可能主要来源于煤和木材的燃烧. 参考已有研究的分类标准,发现新安江上游、水库中心库区和富春江表层沉积物中PAHs处于中等污染水平,而水库回流区和兰江沉积物受到PAHs的污染较大. 通过生态风险分析,发现所有底泥样品均可能存在急性毒理效应, 但不存在频发性急性毒理效应.

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12. 一步水热法制备 Ni₃S₂ 纳米空心球及其在超级电容器中的应用

蒋晓濛, 胡亦杨, 林成辉, 程伶俐, 皮宗新, 焦正

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 123-131. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2008

摘要（800）

HTML （34）

PDF（pc）（2495KB）（75）

将四水合醋酸镍和 L-半胱氨酸分别作为镍源和硫源, 采用一步水热法成功制备出了 Ni₃S₂ 纳米空心球材料. 分别利用 X 射线衍射仪、X 射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜以及透射电子显微镜等仪器分析材料的形貌、组分和物相结构. 结果表明: 制备出的 Ni₃S₂ 为尺寸均一的空心球, 直径约 300 nm, 且具有良好的分散性. 将制备出的 Ni₃S₂ 压在泡沫镍上制成电极, 研究其超级电容器的性能, 结果显示: Ni₃S₂ 纳米空心球具有优良的倍率性能和循环性能, 这归因于材料优异的稳定性和特定的空心球状结构, 不仅为电极反应提供了丰富的活性位点, 还有效缩短了电子以及离子的扩散路径.

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13. MnO₂@ZnO/C 复合材料的制备及电化学性能

罗志刚, 李琦, 陈大勇, 黄守双, 胡张军, 陈志文

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 132-142. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2012

摘要（810）

HTML （30）

PDF（pc）（4902KB）（181）

金属有机骨架 (metal-organic frameworks, MOFs) 化合物是一类由金属离子和通过配位键连接在一起的有机配体组成的晶体材料. 作为一种具有立体空间结构的功能材料, 凭借其较大的比表面积、较高的孔隙率及品种的多样性, 引起了各领域研究者的广泛关注. 以 $\beta $-MnO₂ 纳米棒为模板制备出 MnO₂@ZIF-8 杂化纳米结构, 在惰性气氛中分步煅烧处理, 得到 MnO₂@ZnO/C 复合材料. ZIF-8 中的有机配体由于高温煅烧发生裂解而产生孔道, 进而为锂离子的嵌入和脱出提供更多离子传输路径. 同时, 由于高温裂解伴随着碳的产生, 因此当使用这种复合结构物质作为电极材料时, 可以提高材料的导电率. MnO₂@ZnO/C 纳米复合材料的首次放电比容量为 1 873 mA$\cdot$h$\cdot$g^-1, 在电流密度为 100 mA/g 的条件下完成 100 次充放电后比容量维持在658 mA$\cdot$h$\cdot$g^-1, 展现出了优良的电化学储能特性.

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14. 双连续相微乳液制备纳米 TiO₂/P(MMA/BMA)复合材料与表征

贾少晋, 鲍沂沂, 李记伟, 陈俊聿, 吴伟, 杨少华

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 143-152. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.1998

摘要（700）

HTML （29）

PDF（pc）（5066KB）（133）

研究了油酸对纳米二氧化钛(TiO$_{2})$改性后的纳米二氧化钛与聚甲基丙烯酸酯(poly (methl methacrylate/butyl methacrylate), P(MMA/BMA))聚合得到复合材料的性质.红外光谱、分散性能分析和接触角分析表征结果表明, 改性后二氧化钛疏水性增强. 采用双连续相微乳液法制备 TiO₂/P(MMA/BMA)复合材料, 并利用红外光谱表征 TiO₂ / P(MMA/BMA)复合材料. 由能谱仪(energy dispersive spectrometer, EDS)分析表明, 油酸改性纳米 TiO₂在复合材料中分散均匀, 并且讨论了二氧化钛添加量对产物热稳定性和紫外线屏蔽的影响, 随着 TiO₂含量的增加(最高5%), 热分解温度升高, 紫外吸收区域变强, 能阻挡400 nm以下的紫外光.

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15. 氮掺杂多孔 MOF 衍生碳电极的构筑及其电化学性能

刘翔, 曹玲, 姚伟伟, 李珍, 吴明红

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (1): 153-162. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2020

摘要（716）

HTML （27）

PDF（pc）（5872KB）（113）

通过两步法成功将氮掺杂石墨烯量子点 (N-doped graphene quantum dots, N-GQDs) 与金属有机骨架衍生碳材料 (cZIF-8) 组合制备出 N-GQDs@cZIF-8 超级电容器. 1 mol/L H₂SO₄ 电解质中, 该电极在 0.5 A · g^-1 电流密度下具有 246.6 F · g^-1 的比容量, 在循环 8 000 次时仍然保持 83.7% 的容量保留率, 展现了优异的循环稳定性. 同时, N-GQDs@cZIF-8 超级电容器在 104.5 W · kg^-1 的功率密度下获得了 8.2 W · h · kg^-1 的优异能量存储能力, 这样显著的电化学性能主要因其具有高比表面积的三维结构和高赝电容活性的氮掺杂水平 (10.13%), 使其在超级电容器、锂离子电池等能量存储领域具有潜在的应用前景.

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16. 2020年第26卷第2期电子期刊

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 0-0.

摘要（478）

PDF（pc）（25964KB）（288）

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17. 油井管螺纹接头力学特性的研究进展

狄勤丰, 王楠, 陈锋, 王文昌, 牛新明, 张金成

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 163-180. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2208

摘要（1013）

HTML （546）

PDF（pc）（2790KB）（199）

随着油藏埋深增加, 石油钻采条件日益苛刻,油井管柱受到的载荷工况(包括拉伸、压缩、弯曲、内压、外压以及温度等)愈来愈复杂,油井管(包括钻杆、油管、套管等)螺纹接头失效已成为各油田遇到的主要问题之一.开发连接强度和密封性能更优越的螺纹接头已备受重视.作为特殊螺纹接头开发的瓶颈问题之一,螺纹接头力学性能分析方法亟待攻关.在介绍油井管螺纹接头发展进程的基础上,从解析法、试验法和数值模拟方法 3 个方面阐述了油井管螺纹接头力学性能的研究进展,并对与之相关的试验方法、设备以及数值模拟方法进行了描述,明确了当前研究存在的不足, 提出了油井管螺纹接头力学性能的研究新方向.

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18. 缺失数据下滑动平均模型的估计方法

陈博, 何幼桦

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 181-188. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2035

摘要（1124）

HTML （354）

PDF（pc）（860KB）（124）

针对含有多个连续缺失数据的滑动平均 MA($q$) 序列,基于 EM 算法得到其模型的参数估计, 并给出了序列缺失值估计及其协方差矩阵的表达式. 通过数值模拟验证了该算法的有效性, 同时得到如下结论: 参数估计整体均方误差随着模型阶数的增加而增加, 随着模型特征根模长的增加而增加, 随着样本缺失比例的增加而增加, 随着序列长度的增加而减少. 对于缺失值估计整体均方误差而言, 随着模型阶数的增加而增加, 随着模型特征根模长的增加而增加, 但对于序列长度与样本缺失比例并不敏感. 通过实例计算, 在缺失数据下该算法能够较好地给出 MA 模型的参数估计.

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19. 多项式 xⁿ-1 在有限域 F_p 上的因式分解

丁洋, 王永超

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 189-196. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2026

摘要（838）

HTML （152）

PDF（pc）（266KB）（189）

令 p 为奇素数,给出了多项式 xⁿ-1 在有限域 F_p 上的一个不可约分解的有效算法.考虑 n=d(p+1) 的情形, 其中 d|(p-1) 且 d＜p-1.在此类情况下, 其分解问题可以借助 F_p 上的一个本原多项式,由 Dickson 多项式完全给出. 最后用实例对算法加以说明.

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20. STM 分子结中电流非对称性的定性分析

钱利江, 李惟驹, 张义邴, 陈竞哲

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 197-206. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2028

摘要（982）

HTML （192）

PDF（pc）（1061KB）（122）

分子器件的量子输运特性实验(上大部分)是通过扫描隧道显微镜(scanningtunneling microscopy, STM)来完成测量的,其测量结果经常会出现非对称的电流-电压(asymmetric I-V, AIV)曲线、负微分电导(negative differential conductance,NDC)等区别于宏观器件的一些输运特性. 基于有限元方法和参数建模,给出了一个有局域态存在情况下的输运体系的哈密顿量.同时结合非平衡格林函数方法, 对输运体系的电子密度展开自洽场的计算,并在自洽收敛之后分析器件的隧穿电流. 用模型参数描绘了分子结的配置,包括分子结的电极耦合强度、分子能级、局域态的能级等因素的作用,定性分析了器件中局域态及其几何结构的非对称性对纳米器件输运性质的影响.结果显示, 采用 STM 的分子结实验中出现 AIV 和 NDC,其本质原因是体系本征的局域态的偏置.

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21. HSP 含量对 EVA 发泡材料微观结构和力学性能的影响

刘丽, 涂多想

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 207-215. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2030

摘要（892）

HTML （25）

PDF（pc）（1215KB）（42）

采用注射成型工艺制备了一系列不同配比的乙烯-乙酸乙酯共聚物 (ethylene-vinyl acetate, EVA) 汉麻秆芯粉 (hemp stem powder,HSP) 发泡材料. 通过扫描电子显微镜 (scanning electron microscopy,SEM) 观察了 HSP 的结构形貌和 EVA/HSP 发泡材料的泡孔形貌;通过哈克转矩流变仪和旋转流变仪测试了 EVA/HSP 共混物的熔体强度和储能模量;探究了 HSP 含量对 EVA/HSP 发泡材料力学性能的影响规律.研究结果表明: HSP 表面含有大量的裂缝和凹槽; 随着 HSP 含量的增加,EVA/HSP 发泡材料的泡孔尺寸由 79.64 um 下降到 69.85 um,EVA/HSP 共混物的熔体强度由 3.7 Nm 提升到 4.5 Nm,EVA/HSP 发泡材料的密度、硬度、拉伸强度和回弹性下降,断裂伸长率和压缩永久变形提高.

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22. Al 液诱导凝固过程的分子动力学模拟

余熔刚, 赖琴梅, 汪昊, 吴永全

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 216-226. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2038

摘要（725）

HTML （29）

PDF（pc）（1109KB）（95）

采用分子动力学(molecular dynamics,MD)方法模拟了嵌入不同半径(0.37~2.4nm)固态 Al 晶核的 Al 液诱导凝固过程. 结果表明,体系临界温度和嵌入晶核半径的倒数呈线性关系,符合吉布斯-汤姆森(Gibbs-Thomson, G-T)效应,得到的 G-T 系数 Γ 为 1.4*10^-7 Km,体材料熔点 T_m^bulk 为 (985.36±11.25) K.借助 Γ 计算出固液界面能为 (140.35±9.05)mJ/m², 与通过毛细波动法获得的 149 mJ/m²比较接近,再次证实了 Turnbull 的实验值(93 mJ/m²)$较低.外推得到诱导凝固失效半径为 0.91 nm,此时体系温度已达到临界温度极限值. 在该极限值下, 体系可以自发形核,孕育时间呈现随机性, 微观结构表现为不稳定的层错互相交织.在有效晶核尺寸范畴内, 孕育时间随嵌入晶核半径的增大而增加,长大速度却随半径的增大而降低, 微观结构是稳定的 lamellar 结构.

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23. 在线液相色谱-气相色谱/质谱联用快速分析烟叶中的西柏三烯二醇

黄志, 毕艳玖, 沙云菲, 谢雯燕, 吴达, 刘百战, 刘太昂

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 227-233. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2078

摘要（1274）

HTML （36）

PDF（pc）（574KB）（199）

西柏三烯二醇是重要的中性香味物质——茄酮及其衍生物的前体物,对烟叶的香气风格和品质具有重要影响. 建立了以超声波辅助溶剂萃取技术,结合在线液相色谱-气相色谱/质谱(liquid chromatography-gaschromatography/mass spectrometry,LC-GC/MS)联用法对烟草中的西柏三烯二醇进行快速分析的方法.该方法的前处理操作快速简便, 检测灵敏度高, 重复性好,在对不同地区 K326 青烟叶中西柏三烯二醇含量的比较分析中也取得了良好的结果,适用于烟草中西柏三烯二醇含量的大规模分析.

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24. SiC/UHMWPE 复合装甲板抗侵彻性能的试验与数值模拟

刘迪, 肖依, 江旭伟, 李红, 俞鸣明, 任慕苏, 孙晋良

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 234-243. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2037

摘要（1127）

HTML （45）

PDF（pc）（805KB）（172）

采用碳化硅(SiC)陶瓷结合超高分子聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE)硬-软结构, 设计出 4 种不同配比的轻型复合装甲板.研究了不同类型小口径子弹对不同配比复合装甲板的侵彻性能,同时运用 LS-DYNA 软件对侵彻过程进行了数值模拟分析,模拟结果与试验结果具有较好的一致性. 结果表明,该硬-软结构的轻型复合装甲板能有效防护 7.62 和 5.8 mm 小口径弹药的进攻, 极大地提升了防护性能.

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25. 一种新的表面张力测定方法——真球气泡法

郭杰, 余仲达, 郑少波, RYO Moriyasu, HIROMICHI Takebe, KUSUHIRO Mukai

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 244-254. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2024

摘要（1105）

HTML （30）

PDF（pc）（1062KB）（213）

设计了一个新的表面张力测定装置,通过实时测定液膜气泡的半径及其内外压差来获得被测液体的表面张力.该测定液体表面张力的方法简称为真球气泡法(real sphere bubblemethod, RSBM). 对十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)溶液的表面张力进行了测定, 结果与文献值吻合,且测定装置的绝对精度为98.2%.通过检测到的液膜气泡突然长大所需要的最大压差值Δ P_m及其表面积随时间的变化过程, 定量分析了ΔP_m与溶液起泡难易程度及气泡大小的关系.

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26. 丙酸和乳酸插层的 LDHs 制备及其载碳量比较

生亮, 姜莉, 叶敏, 刘建勇, 钱光人, 李玉友, 许志平

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 255-262. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2023

摘要（786）

HTML （361）

PDF（pc）（718KB）（79）

在模拟体系下,采用共沉淀法分别合成了丙酸、乳酸以及二者组成的混酸插层的层状双金属氢氧化物 (layereddouble hydroxides, LDHs). X 射线衍射 (X-ray diffraction,XRD) 图谱和傅里叶红外 (Fourier transform infrared,FTIR) 光谱分析结果表明,3 种 LDHs 样品均符合 Ni/Fe-LDH 的结构特征,并且丙酸和乳酸都成功插层进入 LDHs 层间.C₂H₅COO-LDH 和 C₂H₅COO-C₃H₅O₃-LDH 层间丙酸的载碳量分别为 (2.38±0.07) 和 (2.27±0.05) mmol/g LDH,C₂H₅COO-LDH 和 C₂H₅COO-C₃H₅O₃-LDH 层间乳酸的载碳量分别为 (1.57±0.04) 和 (0.84±0.03) mmol/g LDH.这表明无论是单酸还是混酸插层的 LDHs, 丙酸都比乳酸的插层效果好.

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27. 基于 PM_2.5中的黑碳变化探究上海冬季典型污染过程

陈奇, 方引, 冯艳丽, 张帆, 朱文杰, 汪午, 陈颖军

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 263-274. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2025

摘要（838）

HTML （21）

PDF（pc）（1349KB）（62）

2016 年 11 月 29 日—12 月9日, 上海连续发生两起大气污染事件,最高小时 PM_2.5 质量浓度分别达到 119 和 179 ug/m³. 利用黑碳 (black carbon, BC) 仪的在线观测数据,结合大流量 PM_2.5 滤膜样品的化学组成数据——有机碳 (organiccarbon, OC)、元素碳 (element carbon, EC)、水溶性离子、金属元素,观察两次污染过程中 PM_2.5 的化学组成和来源变化. 结果表明,在两次污染过程中,污染期的平均 PM_2.5 质量浓度分别是洁净期的 4.2 和 3.9 倍,而平均黑碳质量浓度仅为洁净期的 1.6 和 1.9 倍.污染期的最高黑碳质量浓度为 8.94 ug/m³,占 PM_2.5 的百分比为 22.0%. 在两次污染过程中,洁净期的平均黑碳质量浓度占 PM_2.5 的百分比分别为 11.8% 和 7.5%,显著高于污染期的 4.4% 和 3.7%. 污染期的二次污染严重,平均二次污染物分别占 PM_2.5 的百分比为 41.8% 和 31.9%,平均二次有机碳 (secondary OC,SOC) 占有机碳的百分比分别为 42.5% 和 34.9%.在两次污染过程中, 燃煤、机动车、船舶排放和生物质燃烧均有显著贡献.

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28. 景观河道病原微生物污染来源与分布特征

徐晓璇, 康丽娟, 叶建锋, 焦正, 浦娴娟

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 275-282. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2036

摘要（831）

HTML （33）

PDF（pc）（1144KB）（107）

以上海市徐汇区 3 条景观河段为研究对象, 在不同的天气情景下,调查分析了河道病原微生物的分布情况与主要来源. 结果显示:河道 1 在晴天的粪大肠菌群平均浓度为 1.31*10⁵ MPN/100 mL, 在雨天的为 2.49*10⁵ MPN/100 mL;河道 2 和河道 3 在晴天和在雨天的粪大肠菌群平均浓度保持在 10⁴ MPN/100 mL; 3 个河道在晴天的大肠菌群平均浓度相差两个数量级,其中河道 1 为 3.6*10³CFU/mL, 河道 2 和河道 3 分别为 29和 98 CFU/mL; 3 个河道在雨天的大肠菌群平均浓度也相差两个数量级.降雨和雨水泵站放江均会导致粪大肠菌群和大肠菌群浓度的增加,但大肠菌群浓度增加的程度明显高于粪大肠菌群. 这表明降雨是景观河道病原微生物的主要来源之一.景观河道水虽然不直接接触人体, 但仍存在潜在的健康风险,因此需要加强对河道病原微生物的监控与治理.

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29. 基于卷积神经网络的多肉植物细粒度图像分类

黄嘉宝, 朱永华, 周霁婷, 高文靖

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 283-291. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2029

摘要（848）

HTML （1397）

PDF（pc）（981KB）（175）

多肉植物分类是植物栽培管理中的一项重要任务,通常需使用大型数据集和领域独有的特性. 由于没有现成的多肉植物数据集,需收集大量的图片自制数据集. 研究了多肉植物的细粒度图像分类.为了识别不同视角、背景、光效和成长阶段的多肉植物,对卷积神经网络 AlexNet 和 GoogLeNet 的最后三层进行微调,对原创数据集进行了强监督分类和弱监督分类的测试、训练. 实验结果表明,微调 GoogLeNet 的强监督分类达到了最佳效果, 精准率为 96.7${\%}$.

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30. 基于区间值直觉模糊集的技术创新风险评价方法

田永超, 于丽英

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 292-300. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2034

摘要（734）

HTML （24）

PDF（pc）（505KB）（102）

降低企业技术创新风险是提高企业技术创新绩效的关键.首先以技术创新六阶段模型为基础,针对技术创新的全生命周期识别了 18 项潜在风险.之后基于区间值直觉模糊集构建了应用于企业技术创新风险评价的模糊失效模式与影响分析 (failuremode and effect analysis, FMEA) 方法.该方法利用区间值直觉模糊集来评价技术创新各潜在风险的严重度、发生度和检测度,通过基于逼近理想解排序法 (technique for order preference bysimilarity to ideal solution,TOPSIS) 的非线性规划模型获得风险优先级并进行排序,以此为依据确定潜在风险的优先处理次序.最后以 D 公司的座椅开发项目为例, 验证了该模糊 FMEA 方法的可行性.

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31. FRP 筋混凝土梁的抗剪承载力

张智梅, 陈刚, 王卓

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (2): 301-310. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2027

摘要（415）

HTML （17）

PDF（pc）（1244KB）（60）

利用《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》(GB50608—2010)建议的纤维增强复合(fiber-reinforced polymer,FRP)筋混凝土梁受剪承载力计算公式, 分析了收集到的171 根 FRP 筋试验梁(包括无箍筋梁和配 FRP 箍筋梁)的抗剪承载力.对比了各梁抗剪承载力的计算值与试验值发现,《规范》推荐的方法过于保守. 为此,采用灰度关联法分析了影响 FRP 筋试验梁受剪承载力的主要因素. 结果表明,截面有效高度对受剪承载力影响最大,其次分别为纵筋配筋率、混凝土抗压强度和剪跨比.据此分析了《规范》公式存在对截面有效高度估计不足、未考虑剪跨比影响等缺陷,并在此基础上对《规范》公式进行了相应修正.利用上述 171 根梁的试验数据验证了修正后的抗剪承载力计算公式的合理性.结果表明: 对于无箍筋梁,修正前后试验值与理论值之比的均值由 4.78 变为 1.49;而配 FRP 箍筋梁的均值则由 2.18 变为 1.40.

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32. 共享交通的运营与管理综述

葛颖恩, 陈志建, 张鹏

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (3): 311-327. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2214

摘要（1432）

HTML （439）

PDF（pc）（639KB）（236）

共享交通(shared mobility)是在共享经济日益红火的大背景下发展起来的, 为解决城市交通问题提供了一条新思路. 首先, 梳理了共享交通的内涵和外延; 其次, 就全球对共享交通问题的研究做一个总的概述; 在此基础上, 针对先前的综述型文献或特刊以及对各类主要共享交通方式的研究现状进行分析; 最后, 对共享交通今后的发展进行探索性分析.

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33.

2020年第26卷第3期电子期刊

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (3): 311-490.

摘要（19）

PDF（pc）（50301KB）（84）

“交通科学与计算”专栏

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34. 网约车出行需求预测方法

席殷飞, 刘钟锴, 杨佩云, 郁烨, 张奇, 刘志远

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (3): 328-341. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2211

摘要（1293）

HTML （267）

PDF（pc）（659KB）（291）

随着互联网出行方式的迅速变化, 城市居民快速增长的网约车 (Internet private hire vehicle, IPHV) 出行需求与服务车辆资源之间的供需矛盾日渐突出. 针对网约车出行需求预测基础理论的研究, 对国内外大量文献进行了梳理和分析. 首先分析了网约车用户出行影响因素; 然后从时间维度和事件维度详细综述了网约车出行需求预测的内容、方法和关键技术, 对比了各类预测方法的优缺点; 最后, 总结了既有研究存在的主要问题, 并进一步提出了未来的研究方向.

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35. 基于博弈的私营-公有混合路网定价

江楠, 郑煜, 张小宁

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (3): 342-352. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2213

摘要（820）

HTML （237）

PDF（pc）（946KB）（67）

对“私营-公有”混合路网的收费博弈问题进行了研究并建立了模型, 理论推导和证明了在由私营企业和公有企业控制的平行路网中, 私营-公有企业收费博弈的均衡解的存在性和性质, 比较了不同的博弈模式对社会福利、收费、流量等的影响. 研究结果表明: 寡头博弈下各路段将收取最高的费用, 产生最低的总出行流量和社会福利; 社会最优福利博弈各路段的收费最低, 但是流量和社会福利最高; 混合博弈的收费、总出行流量和社会福利介于其他 2 种博弈之间. 最后通过算例探讨了平行路网中所有路段为对称时不同博弈模式的效率.

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36. 考虑交通环境和纯电动汽车电池电量的动态路径规划方法

史云阳, 苗阳, 席殷飞, 张奇, 刘志远

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (3): 353-366. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2215

摘要（939）

HTML （240）

PDF（pc）（808KB）（252）

纯电动汽车作为替代传统燃料汽车的理想化交通工具, 凭借节能环保的优势得到了国内外业界的广泛关注. 但是由于纯电动汽车存在行驶过程中电量耗尽的风险, 故用户对于纯电动汽车电量不足的担忧成为制约其发展的一个重要因素. 对纯电动汽车进行合理的路径规划不仅有利于减少用户对电量不足引起的里程焦虑问题, 同时还对于提高道路资源利用率、缓解交通拥堵, 进而提升汽车能源利用率、减少温室气体排放等有重要意义. 当前的车辆路径规划问题通常仅基于用户在提出规划请求时的交通状态, 由于交通环境是一个动态变化的约束条件, 因此纯电动汽车用户在行驶一段时间后, 交通环境的变化可能会导致其需要实时更改行驶路径. 同时, 因行驶路径发生相应的变化, 车辆的剩余电池电量也会实时改变. 因此, 综合考虑交通环境的实时变化和汽车能源消耗的因素, 对研究纯电动汽车动态路径规划具有重要的意义. 根据当前国内外对路径规划的诸多研究, 结合对交通拥堵状态的预测, 以及纯电动汽车能源消耗估计这 3 方面进行了综述, 分析并总结了各个领域的技术难点与不足之处, 同时提出了未来进一步研究的方向.

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37. 斜坡道路考虑平均流量差预期效应的格子流体力学模型

魏麒, 常银银, 葛红霞, 程荣军

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (3): 367-381. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2209

摘要（798）

HTML （27）

PDF（pc）（5680KB）（62）

为了研究斜坡道路上平均流量差预期效应对交通流的影响, 提出了一种改进的格子流体动力学模型. 采用控制理论方法得到了改进模型的线性稳定条件, 并利用约化摄动法得到了稳定性临界点附近的 mKdV 方程, 用以描述交通密度波的演变特征. 通过数值模拟演示了考虑平均流量差预期效应的交通流的演变过程, 并验证了理论分析的结果. 模拟结果显示, 在坡度公路上考虑平均流量差预期效应有利于缓解交通拥堵.

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38. 有障碍物通道内双向行人流的自组织现象

吴成, 蓝冬恺, 董力耘

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (3): 382-392. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2054

摘要（906）

HTML （24）

PDF（pc）（1185KB）（105）

采用改进社会力模型研究了有障碍物的通道内双向行人流的自组织现象. 在模型的自驱力项中同时考虑了静态场和视野场的作用. 每个行人根据静态场确定期望运动方向, 并根据其视野场确定可行的路径. 通过数值模拟研究了周期性或开放性边界条件下圆柱和隔栏的不同放置方式对行人流的影响. 虽然存在障碍物, 自组织成行仍是双向行人流的主要特征, 而通道内则呈现了更丰富的行人流运动斑图. 模拟结果表明: 在周期性边界条件下障碍物往往会引起通道堵塞, 降低行人的平均速度; 在开放性边界条件下, 水平壁上设置短的垂直隔栏可以减少行人的行程时间, 并使发生堵塞的概率减小.

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39. 领导者驱动下频率权重耦合复杂系统的同步

金彦亮, 朱怀清, 齐崎, 周润滋

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (3): 393-400. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2047

摘要（711）

HTML （27）

PDF（pc）（763KB）（72）

大量振子相互耦合后形成的复杂系统广泛存在于现实世界中. 复杂系统不仅经耦合作用形成自发的同步, 还常常受到外界的影响而表现出复杂的动力学行为. 研究了当振子受到外界领导者节点的驱动时系统的同步这一重要的集体动力学行为; 给出了 Kuramoto 振子组成的频率权重耦合的系统在受外界领导者驱动时, 系统转变为驱动同步的条件. 被驱动的振子的数量和振子的频率权重会影响系统转变为驱动同步的难易度. 数值模拟结果证明了该成果的正确性.

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40. 一种用于自适应直方图均衡化的硬件加速器

陆申阳, 冉峰, 郭爱英, 沈华明

上海大学学报(自然科学版) 2020, 26 (3): 401-412. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2044

摘要（1083）

HTML （28）

PDF（pc）（2595KB）（153）

针对动态直方图均衡 (dynamic histogram equalization, DHE) 算法处理效果不理想和算法应用不灵活的问题, 提出了一种基于改进型自适应直方图均衡化算法的现场可编程逻辑门阵列 (field programmable gate array, FPGA) 硬件加速器的设计方法. 该硬件加速器对直方图均衡化算法做了改进, 实现了自适应地限制对比度拉伸; 并且充分利用 FPGA 的并行体系架构和丰富的块存储资源的优点, 采用规则的模块化的设计方法完成了设计. 实验结果表明: 改进的算法不会产生过度增强、放大噪声、丢失图像细节的现象; 设计的硬件加速器在充分节约硬件资源的前提下能较好地满足实际应用的需求; 在实时图像处理中一帧图像的处理时间约为 0.1 ms, 使图像增强算法在图像实时处理中的应用更加灵活方便.

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2020年，第26卷

2020年第26卷第3期 电子期刊

2020年第26卷第3期电子期刊