上海大学学报(自然科学版)

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1. 基于联合对抗训练的鲁棒度量迁移

杨乾成, 罗勇, 胡晗, 周昕, 杜博, 陶大程

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 1-9. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2460

摘要（1176）

HTML （296）

PDF（pc）（3162KB）（174）

迁移度量学习旨在从强大且可靠的距离度量中迁移知识来改善目标度量的效果, 这些度量往往来自于学习目标相关的任务. 现有的迁移度量学习算法仅关注于如何迁移知识, 而这些知识容易过拟合到源域中. 首先研究如何在源域中训练一个适合于迁移的源域度量, 然后设计了一种通用的深度异质迁移算法来进行高效的迁移学习. 值得注意的是, 将源域度量以联合对抗学习的方式进行训练, 再以深度神经网络的方式将其参数化表示并对其进行迁移. 迁移中通过表征模仿的方式来学习源域度量中的知识, 这种方式允许源域和目标域中的知识来自于异质域. 此外, 严格限制目标度量网络的大小, 使得目标网络更够进行高效的推理计算. 在人脸识别数据集上的实验展现了本方法的有效性.

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2. 抗深度取证的多粒度融合图像修复网络

窦立云, 冯国瑞, 钱振兴, 张新鹏

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 10-23. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2456

摘要（1319）

HTML （243）

PDF（pc）（11465KB）（140）

数字图像的真伪判别是图像安全领域中的基础问题, 因数字媒体极易被攻击篡改, 针对图像的取证技术得到了广泛的研究. 另一方面, 对图像篡改反取证技术的研究, 不仅追求更逼真的图像篡改操作, 也从相反的方向促进了取证技术的发展. 图像修复作为基础的图像篡改操作, 一直是国内外学者的研究热点. 针对被修复篡改后的图像会被深度取证网络取证的问题, 提出了一种抗深度取证的多粒度融合图像修复(multi-granularity fusion-based image inpainting network resistant to deep forensics, MGFR) 网络. MGFR 网络包括编解码器、多粒度生成模块以及多粒度注意力模块. 首先, 输入的破损图像被编码器编码成深度特征, 深度特征通过多粒度生成模块生成3 个不同粒度中间特征; 然后, 采用多粒度注意力模块来计算不同粒度中间特征之间的相关性并将其融合; 最后, 融合特征通过解码器生成输出结果. 另外, 所提出的MGFR 网络被重建损失、模式噪声损失、深度取证损失以及对抗损失联合监督. 研究结果显示, 所提出的MGFR 网络在拥有较好的修复性能的同时能成功规避深度取证网络的取证.

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3. 基于增量方法的卷积语音情感识别网络

朱永华, 冯天宇, 张美贤, 张文俊

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 24-40. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2332

摘要（1388）

HTML （235）

PDF（pc）（503KB）（163）

提出了一种新颖的语音情感识别结构, 从声音文件中提取梅尔频率倒谱系数(Mel-scale frequency cepstral coefficients, MFCCs)、线性预测倒谱系数(linear predictive cepstral coefficients, LPCCs)、色度图、梅尔尺度频谱图、Tonnetz 表示和频谱对比度特征, 并将其作为一维卷积神经网络(convolutional neural network, CNN) 的输入. 构建由一维卷积层、Dropout 层、批标准化层、权重池化层、全连接层和激活层组成的网络, 并使用Ryerson 情感说话/歌唱视听(Ryerson audio-visual database of emotional speech and song, RAVDESS) 数据集、柏林语音数据集(Berlin emotional database, EMO-DB)、交互式情绪二元运动捕捉 (interactive emotional dyadic motion capture, IEMOCAP) 数据集这3 个数据集的样本来识别情感. 为提高分类精度, 利用增量方法修改初始模型. 为解决网络自动处理情感信息在话语中分布不均匀的问题, 采用了一种基于注意力机制的加权池方法来生成更有效的话语级表征. 实验结果显示: 该模型在RAVDESS 和IEMOCAP 数据集上的性能都优于已有的方法; 对于EMO-DB, 该模型仅次于一种基线方法, 但其在通用性、简单性和适用性方面都具有优势.

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4. MR中融合语义特征传播模型的前景对象感知定位算法

方哲, 张金艺, 姜玉稀

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 41-55. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2413

摘要（1199）

HTML （4）

PDF（pc）（3293KB）（107）

移动主体获得准确的定位信息是构建稳定的混合现实(mixed reality, MR) 系统的关键, 然而MR 中的前景对象对传统定位算法的精度影响较大. 现阶段基于深度学习的定位算法可以通过识别前景对象来提升精度, 但深度学习模型耗时过高, 导致算法实时性下降. 针对该问题, 提出了一种MR 中融合语义特征传播模型的前景对象感知定位算法. 该算法依托语义分割网络与一种快速旋转的二进制独立稳定描述子特征(oriented fast and rotated binary robust independent elementary feature, ORB) 提取算法构建了语义特征传播模型, 实现高速语义特征提取; 融合该模型和几何特征检测方法实现算法中的前景对象感知层, 并依赖该感知层剔除MR 中前景对象的特征点, 构建了背景特征点集, 实现高精度、高实时性的定位. 实验结果表明: 在慕尼黑工业大学(Technical University of Munich, TUM) 公共数据集的高动态前景对象场景中, 相比动态语义视觉同步定位与建图(dynamic semantic visual simultaneous localization and mapping, DS-SLAM) 算法, 该算法相对位姿误差降低了60.5%, 定位实时性提升了39.5%, 可见该算法在MR 中具有较高的应用价值.

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5. 基于注意力和反馈机制的 HDR 视频重建

杨英杰, 王永芳, 张涵

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 56-67. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2307

摘要（1720）

HTML （3）

PDF（pc）（13684KB）（165）

对基于深度学习的高动态范围(high dynamic range, HDR) 重建进行研究, 提出一种基于注意力和反馈机制的HDR 重建方法. 首先, 将时间上连续、循环曝光的3 张图像作为网络的输入, 通过引入注意力模块生成注意力图像, 对获取的特征进行自适应的加权, 以优化网络的特征提取和减少鬼影现象的出现; 然后, 将反馈机制引入到网络中, 进一步提高特征信息的利用率, 优化网络在特征融合和重建方面的性能; 最后, 在L1 损失函数的基础上, 考虑色彩相似度损失函数和VGG (Visual Geometry Group) 损失函数以增强重建后HDR 图像的色彩表现及高频细节. 实验结果表明, 本方法不仅可获得更好的主观和客观重建质量, 而且优于目前存在的主流算法.

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6. 基于损失加权的实时篮球裁判手势识别系统

李忠雨, 孙浩东, 李娇

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 68-81. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2422

摘要（1184）

HTML （9）

PDF（pc）（7771KB）（179）

为了方便观众更好地在观看比赛直播和录像时理解裁判手势的含义, 或帮助录像分析师分析比赛视频, 设计了一种实时篮球裁判手势检测与识别系统Yolov5-BR(Yolov5-Basketball Referee). 首先, 采用目标检测中的Yolov5 算法为基础模型, 对其边界框的交并比(intersection over union, IoU) 损失函数完全交并比(complete intersection over union, CIoU) 进行加权处理, 增强预测框的鲁棒性; 其次, 在C3 模块后加入注意力机制, 产生更具分辨性的特征表示, 从而提升网络识别性能; 此外, 在检测层头部融入自适应特征融合机制, 充分利用图像高层语义信息; 最后, 对目标置信度损失函数进行不对等加权处理, 从而提高对小目标检测的鲁棒性. 在自制的裁判手势数据集上, Yolov5-BR 取得了95.4% 的mAP 值, 本地视频检测速率为55.5 帧/s, 外接摄像头分辨率为$1 280\times 960$, 检测速率为25 帧/s. 实验结果表明, Yolov5-BR 相对于原始模型在检测裁判手势的性能上有所提升, 保持了较高的准确率、稳定性与实时性.

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7. 基于3次握手改进机制和SVM的无人机网络协作邻居发现协议

王涛, 陈银豪, 李平, 吴雅婷, 孙彦赞, 王瑞

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 82-94. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2347

摘要（1155）

HTML （4）

PDF（pc）（1363KB）（144）

无人机在军事和民用领域都得到了广泛的应用, 无人机的组网也成为研究热点之一. 邻居发现作为组网完成的前提步骤, 发挥着至关重要的作用. 首先提出了基于3次握手改进机制的非协作邻居发现 (3-handshake non-cooperation neighbor discovery, 3-NCND) 协议; 然后融入支持向量机 (support vector machine, SVM) 算法, 提出了基于3次握手改进机制和SVM的协作邻居发现(3-handshake and SVM cooperative neighbor discovery, 3-SVMCND) 协议, SVM作为分类器加入到邻居协议中, 智能地将自身邻居节点信息发送给目标节点, 减少了邻居节点推荐的数量, 提高了邻居发现的速度. 通过仿真实验比较了邻居发现时隙数、邻居发现率和能量消耗这3个性能指标. 研究结果表明, 相较于3-NCND协议, SVM-CND协议具有更快的发现速度和更高的邻居发现率.

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8. 一种新型高效能量收集三频整流天线

刘久春, 杨雪霞

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 95-104. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2356

摘要（1189）

HTML （6）

PDF（pc）（23120KB）（207）

提出了一种应用于能量收集的新型三频微带整流天线, 该接收天线为一种新型高增益三频贴片天线. 首先, 在贴片两侧刻蚀U字形槽, 延长表面电流路径, 使天线谐振频点向低频偏移, 从而使天线小型化; 其次, 在矩形贴片刻蚀H型槽和倒U型槽, 改变天线上的电流分布来产生2个新的谐振点; 最后, 合理调节H型槽和倒U型槽的长度, 灵活改变天线的谐振频率. 整流电路由阻抗匹配网络、整流二极管、直通滤波器和负载组成. $\Pi $型和T型二级阻抗匹配网络, 用于接收天线和整流二极管输入阻抗的匹配; 四分之一波长微带线和滤波电容组成的直通滤波器, 用于抑制二极管非线性产生的高次谐波, 以避免能量的损失. 将接收天线和整流电路集成为整流天线, 实验结果表明, 在接收功率为3 dBm左右时, 整流天线在3个频点2.06、3.43和5.25 GHz处的最大整流效率为54.1%、 43.9%和39.9%, 可用于物联网中的低功耗电子设备供电.

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9. 具有优先级的深度确定性策略梯度算法在自动驾驶中的应用

金彦亮, 刘千红, 季泽宇

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 105-117. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2365

摘要（1275）

HTML （7）

PDF（pc）（27332KB）（94）

深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient, DDPG)算法在自动驾驶领域中应用广泛, 但DDPG算法因采用均匀采样而导致低效率策略比例较高、训练效率低、收敛速度慢等. 提出了基于优先级的深度确定性策略梯度(priority-based DDPD, P-DDPG)算法, 通过优先级采样代替均匀采样来提升采样利用率、改善探索策略和提高神经网络训练效率, 并且提出新的奖励函数作为评价标准. 最后, 在开源赛车模拟(The Open Racing Car Simulator, TORCS) 平台上对P-DDPG算法的性能进行了测试, 结果表明相对于DDPG算法, P-DDPG算法的累积奖励在25回合之后就有明显提升而DDPG在100回合之后训练效果才逐渐显现, 提升约4倍. P-DDPG 算法不仅训练效率提升且收敛速度加快.

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10. 基于BERT 的金融文本情感分析模型

朱鹤, 陆小锋, 薛雷

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 118-128. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2308

摘要（1946）

HTML （59）

PDF（pc）（365KB）（956）

在金融领域, 越来越多的投资者选择在互联网平台上发表自己的见解. 这些评论文本作为舆情的载体, 可以充分反映投资者情绪, 影响投资决策和市场走势. 情感分析作为自然语言处理(natural language processing, NLP) 中重要的分支, 为分析海量的金融文本情感类型提供了有效的研究手段. 由于特定领域文本的专业性和大标签数据集的不适用性, 金融文本的情感分析是对传统情感分析模型的巨大挑战, 传统模型在准确率与召回率上表现较差. 为了克服这些挑战, 针对金融文本的情感分析任务, 从词表示模型出发, 提出了基于金融领域的全词覆盖与特征增强的BERT(bidirectional encoder representations from Transformers) 预处理模型.

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11. 基于改进蚁群算法的个性化学习路径推荐

夏瑞玲, 李国平, 王国中, 滕国伟

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 129-139. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2342

摘要（1402）

HTML （12）

PDF（pc）（619KB）（284）

目前已有的学习路径推荐领域多为学习资源推荐, 而课程知识图谱应用率较低, 与蚁群算法的结合普遍缺乏对学习者知识水平的精确建模. 因此, 提出将知识图谱技术、深度知识追踪模型以及蚁群算法三者相结合, 同时分类蚁群改进传统的蚁群算法: 首先, 抽象出课程知识点图谱作为路径基础, 将深度知识追踪应用于不同水平学习者的分类, 并与知识点难度权重相结合; 然后, 采用蚁群算法进行相应的路径规划, 将蚁群按照不同的学习者类别进行划分, 在保障相对最短学习路径的同时考虑不同学习群体客观知识水平情况, 从而得到个性化的高效率学习路径推荐; 最后, 在ASSISTment 数据集上验证了本方法的有效性.

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12. 压缩模量融合 CPT 数据的贝叶斯空间插值方法

董济涵, 王长虹

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 140-154. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2272

摘要（8146）

HTML （7）

PDF（pc）（910KB）（257）

大规模现代化展览场馆对基础不均匀沉降较为敏感, 持力层压缩模量的空间分布特征对于控制地基变形至关重要. 常规工程勘察钻孔仅提供少量精确的压缩模量土工试验值, 但原位测试可提供大量随机的静力触探值, 为了融合室内试验和原位测试的数据, 提出压缩模量的贝叶斯空间插值方法. 核心研究内容包括: 根据岩土工程勘察的数据精度, 将测试数据分为硬数据和软数据; 使用空间随机函数描述压缩模量的空间变异性; 利用最大熵理论分析软数据的不确定性, 基于贝叶斯理论, 建立随机场插值方法, 对未知点压缩模量的后验分布进行估计. 为了验证该方法的有效性, 将贝叶斯空间插值方法应用于上海国家会展中心浅部持力层 (粉质黏土层) 的压缩模量空间变异性分析. 与普通克里金插值方法比较, 贝叶斯方法能融合多源勘察数据进行空间插值, 精度更高.

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13. 换热直管内外流诱导振动频率漂移特性

张新, 李孝伟, 毛方赛, 李春欣

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 155-165. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2322

摘要（1187）

HTML （4）

PDF（pc）（468KB）（105）

采用二维圆柱绕流模型, 得到换热直管在较大范围雷诺数的横掠外流场作用下的升力和阻力函数, 将其作为激励, 同时考虑管道在非定常流动中的附加质量, 建立了一种改进的内外流固耦合计算模型. 计算结果表明: 横掠外流带来的附加质量会导致管道固有频率的漂移, 雷诺数也会影响外部激励的频率. 由于内流雷诺数也会影响管道的固有频率, 因此在特定的内外流共同作用下管道可能发生共振. 本模型可以预测发生共振时内外流雷诺数的范围, 为合理设置内外流的安全运行工况提供理论依据.

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14. 四川乐山大佛地衣与苔藓群落中的微生物多样性

陈学萍, 白法妍, 余娟, 陆永生, 宋绍雷, 董海燕, 彭学艺, 黄继忠

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 166-174. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2295

摘要（1673）

HTML （15）

PDF（pc）（3565KB）（546）

为了探究生物侵蚀微生物的种类, 通过高通量测序手段对乐山大佛地衣(lichen, LI)和苔藓样本进行了微生物(细菌、古菌和真菌)多样性分析. 结果发现: 地衣、活苔藓(living moss, LM)和苔藓残体(dead moss residue, DM)样本中的细菌和真菌组成在组内样本之间能进行聚类, 组间差异也能良好区分; 在细菌群落中, 地衣与活苔藓样本中的细菌组成较为相似, 两个样本的优势细菌均为蓝细菌(Cyanobacteria)和醋酸菌(Acetobacteraceae); 在真菌群落中, 地衣样本的优势真菌是煤炱目(Capnodiales), 但其在活苔藓样本中含量较少, 活苔藓样本的优势真菌是子囊菌门(Ascomycota), 且其在地衣和苔藓残体样本中也有一定含量(7.47%$\sim $52.6%); 古菌群落的组内差异较大, 其中与氮转化相关的泉古菌(soil Crenarchaeotic group, SCG)总体丰度占比较高, 并发现了较多未归类古菌(unclassified-k-norank).

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15. 闵可夫斯基空间$ R^{{\bf 1\textbf{+}}\textbf{(}{\bf 1}\textbf{+}\ n\textbf{)}}$中的Faddeev模型

刘思杰, 刘见礼, 盛万成

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (1): 175-184. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2298

摘要（1652）

HTML （13）

PDF（pc）（297KB）（159）

Faddeev模型是经典场论中用结状拓扑孤子来模拟重基本粒子的重要模型, 是粒子物理中经典非线性Sigma模型的推广, 与著名的Skyrme模型也有密切的关系. 给出了闵可夫斯基空间$R^{1+(1+n)}$中Faddeev模型的方程推导, 证明了方程具有一些重要的性质, 并给出了一些精确解.

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16. 骨/软骨类器官构建策略及应用前景

白龙, 苏佳灿

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 185-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2458

摘要（1386）

PDF（pc）（19464KB）（196）

骨/软骨损伤是骨科临床中的常见病和多发病, 其治疗是骨科临床难题, 更是再生医学研究热点. 目前, 骨组织工程被广泛应用于骨/软骨修复, 其中生物活性支架材料搭载种子细胞可促进骨/软骨修复, 但该技术在骨/软骨新生过程中缺乏多维度、多层次的机制解析和有序调控, 无法有效诱导空间化骨/软骨微环境特征, 成骨/软骨活性不足, 临床修复效果有限. 因此, 亟须开发新的研究工具和技术, 以较小成本和简单方式模拟骨/软骨结构和生理功能, 复制其病理特点, 用于发病机制研究和促进骨/软骨再生修复. 近年来, 类器官技术的迅猛发展为再生医学研究提供了独特的解决方案. 骨/软骨类器官是近几年涌现出的概念, 在国内的研究亦刚刚起步. 系统地介绍了骨/软骨类器官的发展历程、构建策略、评价表征、机制探索以及临床前应用等方面的前沿进展, 旨在为对该领域感兴趣的学者提供参考, 推动骨/软骨类器官临床应用, 提升骨/软骨损伤修复效果, 为促进骨/软骨损伤组织有序再生修复提供全新干预策略.

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17. 维生素 E 稳定型高交联聚乙烯人工膝关节磨屑的分离提取

郑晔, 黄秀玲, 冯景, 朱俊俊, 华子恺

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 200-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2475

摘要（1207）

PDF（pc）（5137KB）（191）

维生素 E 稳定型高交联聚乙烯 (vitamin E stabilized highly cross-linked polyethy-lene, VE/HXLPE) 是一种抗氧化、低磨损的材料, 该材料磨屑是否可以用现有标准方法提取还未知. 基于标准, 采用酸消化法降解体外磨损实验中的润滑介质, 通过设置不同的消化液取样量指标, 探究其对磨屑数量、体积、形貌特征的影响. 结果表明, 改变磨屑提取方法中的取样量会影响提取的磨屑数量、体积及形貌分布. 采用现行标准提取到的磨屑 VE/HXLPE 较少, 难以达到表征数量, 而增加消化液取样量可有效改善这一问题, 更适用于提取低磨损的VE/HXLPE 磨屑.

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18. 非编码 RNA 调控肝癌的研究进展

杨芊芊, 田慧, 王广志, 马中良

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 211-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2457

摘要（1177）

PDF（pc）（1204KB）（155）

肝癌是全球领先的致命恶性肿瘤. 缺氧是肿瘤微环境(tumor microenvironment, TME) 的显著特征, 缺氧诱导因子-1a (hypoxia-inducible factor 1a, HIF-1a) 是缺氧反应中重要的转录调节因子. 非编码RNA (non-coding RNA, ncRNA) 在调控肝癌的发病机制和进展方面起着重要的作用. 综述了缺氧环境下ncRNA 在肝癌发生、上皮间质转化和血管形成中的病理作用, 并讨论了ncRNA 作为人类肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC) 诊断工具和治疗靶点的潜在应用.

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19. Wnt/b-连环蛋白通路在免疫检查点抑制剂耐药中作用的研究进展

王晨越, 吴莉沙, 汤承博, 王进, 解伟,

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 224-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2476

摘要（1226）

PDF（pc）（1806KB）（157）

Wnt/b-连环蛋白信号通路是癌症领域最热门的分子靶点之一, 与许多恶性肿瘤的发生和发展密切相关. Wnt/b-连环蛋白信号通路还广泛应用于肿瘤免疫调节, 异常活化的 Wnt/b-连环蛋白与肿瘤免疫抑制微环境密切相关. 目前, 免疫检查点抑制剂的研究和应用已相当广泛, 但是以靶向程序性死亡受体1 (programmed cell death protein 1, PD-1)/程序性死亡配体1 (programmed cell death ligand 1, PD-L1) 和细胞毒性T 淋巴细胞抗原4 (cytotoxic T lymphocyte antigen-4, CTLA-4) 为代表的免疫检查点抑制剂存在患者响应率低和耐药的问题. Wnt/b-连环蛋白的激活会抑制肿瘤微环境CD8+ T 细胞的浸润, 抑制抗肿瘤免疫反应并诱导免疫检查点抑制剂耐药. 重点讨论了Wnt/b-连环蛋白信号通路与免疫检查点的关系, 并对Wnt/b-连环蛋白抑制剂联合免疫检查点抑制剂治疗恶性肿瘤的研究进展进行综述.

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20. 3D 打印器官源脱细胞外基质血管支持补片重建腹壁的组织工程方法

张海光, 汪辉, 胡庆夕

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 234-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2468

摘要（1181）

PDF（pc）（6677KB）（131）

以脱细胞真皮基质(acellular dermal matrix, ADM) 和聚乳酸(polylactic acid, PLA) 为材料制备3D 打印血管支撑补片(又称支架), 用于动物模型腹壁缺损的修复. 优化了3D 打印可植入补片的设计和实验工艺条件. 对制备的3D 打印补片的机械强度、表面形态、细胞毒性和生物相容性进行了测试, 并与猪小肠黏膜下层(porcine small intestinal submucosa, PSIS) 补片和PLA 补片进行了比较. 结果表明, 3D 打印补片的缝合载荷、抗拉强度、亲水性和降解率均显著高于PSIS 补片和PLA 补片. 同时, 对3D 打印补片的细胞相容性进行体外评价, 结果表明细胞活力好且无毒. 以大鼠作为动物模型, 对3D 打印补片的生物相容性和腹壁重建效果进行体内评价. 结果表明, 缺损区域修复良好, 无明显感染、血清肿、血肿等情况发生. 综上, 证明了所制备的3D 打印ADM-PLA-ADM 补片比PSIS 补片和PLA 补片具有更好的组织再生性能, 3D 打印补片可实现腹壁缺损的无张力闭合. 因此, 3D 打印 ADM-PLA-ADM 补片有望应用于腹壁重建.

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21. 基于网络药理学探究虎杖治疗糖尿病心肌病的作用机制

陈怡晴, 周蕾

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 244-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2459

摘要（1300）

PDF（pc）（3129KB）（99）

采用网络药理学的方法探究虎杖 (Polygonum cuspidatum) 治疗糖尿病心肌病 (di-abetic cardiomyopathy, DCM) 的关键靶点和潜在作用机制. 通过检索中药系统药理学数据库与分析平台 (traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform, TCMSP) 和查阅文献, 获得虎杖的主要活性成分并预测其潜在的作用靶点. 利用GeneCards 和在线人类孟德尔遗传(online Mendelian inheritance in man, OMIM) 数据库获得DCM 的作用靶点, 并绘制Venn 图获得二者的交集靶点. 使用String 数据库和CytoScape软件构建虎杖-有效成分-交集靶点网络和蛋白相互作用 (protein-protein interaction, PPI) 网络. 通过注释、可视化和集成发现数据库 (the database for annotation, visualization and integrated discovery, DAVID) 在线分析工具进行基因本体论 (gene ontology, GO) 富集分析和京都基因与基因组百科全书 (Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG) 富集分析, 共筛选出 15 个虎杖有效活性成分以及 214 个治疗 DCM 的潜在作用靶点, 主要涉及脂质和动脉粥样硬化通路、糖尿病并发症中的 AGE-RAGE 信号通路、IL-17 信号通路、HIF-1 信号通路、胰岛素抵抗通路、PI3K-Akt 信号通路及凋亡通路等. 这说明虎杖通过多成分、多靶点、多通路来发挥治疗 DCM 的作用.

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22. 补骨脂乙素治疗溃疡性结肠炎的分子作用机制

杨提, 李珊, 邓生琼

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 253-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2470

摘要（1124）

PDF（pc）（9295KB）（94）

利用网络药理学方法联合 GEO 基因芯片及分子对接探索补骨脂乙素治疗溃疡性结肠炎 (ulcerative colitis, UC) 的潜在作用机制. 通过 PubChem 等数据库预测补骨脂乙素靶点;在 GeneCards、DisGeNET 等数据库检索 UC 作用靶点合并 GEO 芯片提取的差异基因去重后得到 UC 靶点, 对药物与疾病交集基因进行富集分析; 构建交集基因蛋白互作网络筛选出核心靶点, 分子对接初步验证药物与核心靶点的结合活性. 结果: 筛选出交集基因 107 个; 富集分析显示基因功能多与炎症相关; 筛选得到核心靶点 AKT1、MMP9、EGFR、IGF1、SRC;分子对接模拟验证显示药物与核心靶点之间有较好的结合活性. 提示补骨脂乙素可能通过作用于核心靶点调节炎症相关信号通路进而发挥抗 UC 的作用, 可为后续深入研究提供数据支持.

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23. 典型抗抑郁药对人乳腺癌 SKBR3/MCF-7细胞的生物学效应

赵浩然, 彭玮, 雷炳莉, 许澜冰, 于蒙杰

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 264-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2310

摘要（1626）

PDF（pc）（983KB）（111）

新型选择性 5-羟色胺再摄取抑制剂类药物氟西汀、三环类药物阿米替林和多虑平以及选择性去甲肾上腺素再摄取抑制药物米安色林等是目前常用的抗抑郁药, 但目前对这类药物的非靶点毒性研究较少. 选取雌激素敏感型人乳腺癌细胞 SKBR3 和 MCF-7 为研究对象,检测了以上 4 种抗抑郁药对细胞的增殖能力、氧化应激能力、胞内 Ca2+ 浓度变化及 DNA损伤等生物学效应终点的影响, 并评估其综合毒性效应. 对 SKBR3 细胞的研究结果表明, 在低浓度 (0.001∼10 µmol/L) 暴露 24 h 后, 仅氟西汀明显促进了 SKBR3 细胞增殖, 但当浓度高于 10 µmol/L 时, 氟西汀、阿米替林和米安色林均对细胞活性产生了抑制作用. 低浓度下,氟西汀和阿米替林暴露 24 h 后, 可诱导细胞内活性氧 (reactive oxygen species, ROS) 水平显著升高; 而米安色林和多虑平在暴露 3 h 时, 即可提高细胞内 ROS 水平. 4 种抗抑郁药在低浓度 (0.001∼1 µmol/L) 暴露 24 h 时对细胞内 Ca2+ 水平均没有显著影响, 但当浓度大于1 µmol/L 时, 细胞内 Ca2+ 水平显著升高. 彗星实验表明, 氟西汀在 0.1 和 1 µmol/L 时促进了细胞内 DNA 损伤. 作为对比研究, 采用 MCF-7 细胞进一步评估了氟西汀和阿米替林对细胞增殖能力、氧化应激能力、胞内 Ca2+ 浓度变化等生物学效应终点的影响. 发现类似于SKBR3 细胞, 低浓度下仅氟西汀对 MCF-7 细胞的增殖产生了促进作用. 在较高的浓度下氟西汀和阿米替林均诱导了细胞内 Ca2+ 水平显著升高. 而氟西汀和阿米替林仅在两个最高的暴露浓度 25 和 50 µmol/L 导致了细胞内 ROS 水平的显著升高, 这与它们在低浓度下即可诱导 SKBR3 细胞内 ROS 水平的升高的结果是不同的. 这些研究结果能为评估抗抑郁药化合物的非靶点毒性效应危害提供实验数据.

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24. 含氢空位氢化金刚石 2 维原子晶体体系与硫酸吲哚酚和水分子相互作用的第一性原理计算

耿俊杰, 张兆春, 鄢奇桢, 郭海波, 王洋

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 277-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2447

摘要（1089）

PDF（pc）（4883KB）（87）

基于立方金刚石晶体结构构建了 2 种 2 维原子晶体: 氢化立方金刚石 (hydrogenated cubic diamond, HCD) 和含氢空位氢化立方金刚石 (hydrogen vacancy-HCD, Hv-HCD); 将含氢空位氢化立方金刚石与单层六方氮化硼 (h-BN) 和石墨烯 (graphene, G) 组装构建了 2种 2 维原子晶体范德华异质结构: h-BN/Hv-HCD 和 G/Hv-HCD. 根据第一性原理, 对含氢空位氢化立方金刚石 2 维原子晶体体系、硫酸吲哚酚和水分子的 Fukui 函数进行了计算. 研究结果显示, 含氢空位氢化立方金刚石 2 维原子晶体体系的氢空位碳原子具有较大的 f+(r)和 f−(r) 值, 表明氢空位碳原子的亲电和亲核反应趋势较为显著. 有关能量效应的计算结果表明: 水分子与含氢空位氢化立方金刚石2 维原子晶体体系的氢空位碳原子形成氢键; 硫酸吲哚酚分子在氢空位碳原子位点发生化学分解, 生成 3-吲哚酮和二氧化硫, 原磺酸基羟基与氢空位碳原子结合形成醇羟基. 该体系可以作为基于2 维原子晶体研发生物活性分子、人体血液毒素分子吸附清除以及检测分析核心材料的参考依据.

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25. 考虑多主体博弈的海上风电场接入系统规划方法

刘璐洁, 李传文, 刘智彬, 黄玲玲, 马世伟

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 287-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2448

摘要（1099）

PDF（pc）（866KB）（97）

海上风电可提供高效清洁的新能源, 是我国能源结构转型的重要战略支撑, 但其接入系统的规划存在对不确定性市场竞争环境下多利益主体间交互行为的影响考虑不充分的问题.提出了一种考虑多主体博弈的海上风电场接入系统规划模型, 结合海上风电接入系统投资主体、运营模式多样的特点, 兼顾多个参与主体的利益, 通过优化接入系统的接入方式和投资运营合作模式, 得到最优的海上风电接入系统规划方案. 该方法可为多主体投资运营下海上风电场接入系统的科学灵活规划和有效运营管理提供参考.

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26. 原位凝胶体系 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 的制备及其电化学性能

胡瑶, 贡建阳, 尤万里, 刘洪江, 陈国荣, 施利毅,

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 302-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2305

摘要（1138）

PDF（pc）（4646KB）（78）

为了进一步提高锂离子电池的能量密度, 高镍三元正极材料 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 正受到广泛关注. 利用淀粉在水中高温形成溶液、低温凝结成凝胶的特性, 将制备 NCM811 的原料以溶液形式均匀分散在高温的淀粉溶液中, 通过降低温度得到金属离子分散均匀的凝胶, 经过干燥、在空气气氛下煅烧即可制备出 NCM811(常规制备方法为氧气气氛下煅烧). 研究了淀粉质量比对电极材料晶体结构、颗粒大小以及电化学性能的影响. 研究结果表明: 在淀粉凝胶体系下, 合成材料的粒径较小, 电化学性能较好. 当淀粉质量比为10% 时, 合成出的材料粒径约为 500 nm, 首次库伦效率为 82.88%, 1.0 C 下放电比容量为146.0 mA · h · g−1, 1.0 C 下循环 100 圈容量保持率为 80.14%. 材料粒径的变小是由于淀粉凝胶的空间限域作用和在煅烧过程中颗粒的聚集增大得到了抑制, 粒径小促进了电解液与电极的相互作用, 缩短了锂离子的迁移距离; 同时淀粉的存在使材料表面含有微量的碳, 增强了材料的导电性, 提升了电化学性能.

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27. ALD 反应沉积超薄 TiO₂改性 LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料及其电化学性能

朱明原, 刘文博, 李瑛, 刘杨, 李文献, 张久俊

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 312-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2319

摘要（1422）

PDF（pc）（18043KB）（113）

高镍三元正极材料 LiNixCoyMn1−x−yO2(NCM, ω(Ni)>60%)由于粉体颗粒表面的相变, 电解液副产物 HF 的侵蚀, 过渡金属离子的溶解等问题, 其循环性能及安全稳定性一直不理想. 通过原子层沉积 (atomic layer deposition, ALD) 反应在高镍 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 正极材料表面均匀沉积了超薄 TiO2 涂层, 用于改善其电化学性能. 研究结果表明: 通过 ALD 反应沉积 TiO2 后, 改性 NCM811 的性能明显改善; 超薄 TiO2 涂层阻碍了 NCM811 活性颗粒与电解液的直接接触, 提高了材料的循环稳定性; 在循环过程中, 超薄涂层不会影响锂离子的传输. 通过 ALD 反应沉积超薄涂层为改性电极材料提供了新思路.

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28. 不同过冷度条件下HCP-Mg凝固过程中的空位捕获

付佳豪, 张伯阳, 张开, 周涛, 汪昊, 吴永全

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 323-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2318

摘要（1373）

PDF（pc）（6503KB）（90）

采用不同的分子动力学(molecular dynamics, MD) 技术模拟了密排六方(hexagonal close-packed, HCP) 金属Mg 在深、中、浅过冷度条件下的凝固及退火过程, 并利用新建的时间平均原子体积谱(time-averaged atomic volume spectrum, TAVS) 方法对空位进行了标定分析. 结果表明: 凝固过程中的空位捕获效应非常明显, 即过冷度越大, 捕获空位的浓度就越高, 且远高于对应的平衡空位浓度. 同时发现, HCP-Mg 在凝固过程中存在一定量的自间隙原子. 这与对称性更高的面心立方(face-centered cubic, FCC) 金属Al 完全不同. 此外, HCP-Mg 的空位原子(vacancy atoms, VA) 笼存在外扩位移, 而不是目前普遍公认的金属空位原子的内缩位移.

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29. 多原子掺杂蜜胺泡绵基碳电极的制备及其电化学性能

吴艳玲, 鄢浩, 戴扬, 张宝华

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 336-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2358

摘要（1102）

PDF（pc）（2837KB）（71）

利用五氯化铌 (niobium pentachloride, NbCl5) 对碳化后的蜜胺泡绵 (melamine foam, MF) 进行活化处理, 实现杂原子富集, 再进行热处理, 获得多原子掺杂的蜜胺泡绵基碳海绵 (NbNOCSs). NbNOCSs 具有良好的自支撑三维网状结构, 可直接用作单片电极, 无需任何添加剂. 实验结果表明, NbCl5 的活化对提高 NbNOCSs 电极的电化学性能有着重要作用. 与未经 NbCl5 活化的 NbNOCS 相比, NbNOCS-1/3 (NbCl5 与一次碳化的 MF 的质量比为 1∶3) 因其独特的孔隙结构、丰富的赝电容活性物质和良好的离子转移特性而表现出更优异的电化学性能. NbNOCS-1/3 在电流密度为 0.5 A·g −1 时表现出 173.4 F·g −1 的高比电容; 在 50 A·g −1 时有 59.49% 的高容量保持率; 在 10 A·g −1 电流密度下循环 10 000 次后仍有 90.78% 的容量保持率, 显示出良好的电化学循环性能.

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30. 哑铃型氧化硅磨粒的制备及其化学机械抛光性能

董越, 雷红, 刘文庆

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 345-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2329

摘要（1170）

PDF（pc）（6781KB）（208）

通过阴离子诱导辅助生长法制备哑铃形氧化硅磨粒, 并对哑铃形氧化硅磨粒进行表征, 研究该磨粒对氧化锆陶瓷化学机械抛光 (chemical mechanical polishing, CMP) 性能的影响. 实验结果表明: 哑铃形氧化硅磨粒稳定性好、分散性好, 具有优异的化学机械抛光性能. 与球形氧化硅磨粒相比, 用哑铃形氧化硅磨粒对氧化锆陶瓷抛光时, 材料去除率提高 39%, 抛光后陶瓷表面平整光滑, 表面粗糙度为 1.960 nm. 这是因为哑铃形氧化硅磨粒抛光液润湿性好, 可以与氧化锆陶瓷表面充分接触, 有利于固相化学反应的发生. 此外, 哑铃形氧化硅磨粒的摩擦系数更大, 这使得机械效应显著增强.

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31. 静脉血液流动非线性双曲系统的基本波

杨月颖, 盛万成

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (2): 355-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2362

摘要（1126）

PDF（pc）（319KB）（107）

研究了静脉血液流动非线性双曲系统的基本波. 静脉血液流动可以由一个 3 × 3 的非线性偏微分方程系统描述. 它是一个非严格的双曲系统. 通过特征分析方法, 给出了静脉血液流动的基本波——疏散波、激波和驻波. 特别地, 对于血液流动中的驻波, 证明了状态空间存在一个区域 Ω. 当给定状态在该区域以外时, 存在驻波连接该状态.

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32. 制造商-供应商关系对成本信息披露的影响机制

张川, 邹彩凤, 黄夏燕

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (3): 367-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2482

摘要（224）

PDF（pc）（415KB）（208）

在全球制造业竞争格局重塑之际, 中国制造业既要抓住历史机遇奠定可持续竞争优势, 又要接受疫情带来的冲击, 传统的生产方式已难以满足激烈的竞争. 商业模式的整合是提升制造业竞争力的方式. 企业竞争力的提升离不开供应商间的合作, 而供应链上成本信息披露也已成为制造业供应链上协作水平与竞争力的重要途径. 因此, 分析制造商-供应商关系对成本信息披露具有重要意义. 将制造商-供应商关系分为联合依赖、不对称依赖和社会关系嵌入, 并研究了这3 种关系对成本信息披露的影响机制. 结果发现: 制造商-供应商关系会影响供应商成本信息披露和制造商成本信息使用; 联合依赖和社会关系嵌入对供应商成本信息披露具有显著的促进作用, 但不对称依赖只能增加供应商的成本信息含量, 不能提高成本信息质量; 不对称依赖和社会关系嵌入能够促进制造商成本信息使用程度, 但联合依赖对此没有显著影响. 该研究对制造商通过\关系" 降低成本来提升竞争优势具有重要意义.

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33. 数字化转型与供应链商业信用融资

娄祝坤, 高丽蕊

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (3): 386-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2488

摘要（259）

PDF（pc）（426KB）（369）

以2007|2021 年沪深A 股上市公司为研究样本, 研究了企业数字化转型(digital transformation, DT) 对供应链商业信用融资的影响及内在机理. 研究结果发现, 企业数字化转型程度越高, 从上游供应商处获取的商业信用融资越多, 且这一关系在一系列稳健性检验中均存在. 从机制检验中可以发现, 数字化转型通过提高企业信息透明度、促进企业供应网络多元化和改善市场预期这3 条渠道增加供应链商业信用融资; 从异质性分析发现, 当企业的融资约束程度较高以及所在地区市场化水平较低时, 企业数字化转型对供应链商业信用融资的促进作用更加显著. 该工作为企业数字化转型影响供应链商业信用融资提供了直接的经验证据, 丰富了企业数字化转型经济后果和商业信用融资影响因素的相关研究.

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34. 绿色信贷下供应链低碳策略的演化博弈分析——碳减排挂钩贷款视角

李婷, 李远勤

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (3): 407-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2489

摘要（256）

PDF（pc）（1435KB）（107）

绿色信贷作为构建绿色低碳供应链的助推器, 将贷款利率与企业碳减排量挂钩, 是加速绿色由浅入深的有效工具. 本工作构建了静态 Stackelberg 均衡和动态演化博弈联动模型,并探讨各参与方的低碳策略和影响因素. 研究结果表明, 碳减排挂钩贷款能够强化制造商和零售商的减排努力, 增加企业利润; 零售商“漂绿” 行为短期可以增加制造商和零售商的利润, 但长期不是最优策略; 消费者绿色消费偏好、宣传和推广碳减排挂钩贷款、适当放宽贷款优惠比例、提高银行数字化水平, 能够促进供应链和银行的低碳行为.

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35. 国有企业引领推动供应链绿色转型

李施宇, 唐松

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (3): 421-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2497

摘要（259）

PDF（pc）（415KB）（418）

在 “碳达峰、碳中和” 的远景目标下, 如何加快推动企业的绿色转型是我国目前面临的重要课题. 以供应链为着眼点, 系统阐述了国有企业引领推动上下游企业绿色转型的动因、能力、作用机制及具体方式. 认为出于执行国家重大战略、完成环保绩效考核以及提高国有资本核心竞争力的需要, 国有企业可以借助自身在市场地位和基础资源上的优势, 通过竞争选择机制、供需匹配机制和资源协同机制推动上下游企业绿色转型. 从供应链的角度为如何发挥国有资本在生态环境建设中的引领示范作用、加速中小企业绿色转型、协调政府和市场在环境治理中的作用提供政策参考.

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36. 3 维水翼非定常云空化结构分析和侵蚀风险预估

陈洋, 杨朴, 朱兵

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (3): 436-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2343

摘要（183）

PDF（pc）（11776KB）（9）

空化是在流体设备中经常发生的现象, 而云空化结构的溃灭会释放出极高的压力, 常被认为是造成材料空蚀破坏的主要原因, 因此研究云空化的演化、溃灭和对壁面的冲击作用具有重要意义. 采用隐式大涡模拟方法和基于局部流场修正的空化模型, 对不同空化数下的NACA0015 3 维水翼进行了数值模拟, 考察了空化流动结构的演化过程, 并采用基于能量输运的侵蚀风险预估模型对空蚀风险区域进行了预估. 主要结论如下: (1) 基于局部流场修正的空化模型可更好地预测空化体积; 隐式大涡模拟方法较好地捕捉到了多种形式的非定常空化流动结构. (2) 空化数 σ 对云空化发生的程度、演化特征和溃灭位置的影响不同: 当 σ = 1.19时, 空化结构较为稳定, 翼型表面附着型腔体最大长度约在 0.4 倍的翼型弦长处, 而脱落腔体溃灭的位置约在 0.6 倍处; 当 σ = 1.07 时, 翼型表面附着型腔体最大长度约在 0.5 倍处, 而脱落腔体溃灭的位置约在 0.7 倍处; 当 σ = 0.95 时, 空化结构演化剧烈, 会出现多尺度腔体共同脱落现象, 翼型表面附着腔体最大长度约在 0.7 倍处, 而脱落腔体溃灭的位置在翼型尾缘附近.(3) 基于能量输运的预估模型可用于预测因空化腔体发生溃灭引起的翼型表面发生侵蚀破坏的风险区域.

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37. 快充方式下考虑热辐射效应的锂离子电池热-力耦合分析

林明钜, 锁要红, 赖光辉, 肖军文

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (3): 450-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2424

摘要（184）

PDF（pc）（1634KB）（568）

锂离子电池充电过程中温升引起的热失控和过大的体积膨胀是电池爆炸、循环性能降低的主要原因. 同时, 充电效率低下使得充电时间过长. 为了提高充电效率并弄清锂离子电池充电过程中的温度和应力分布, 建立了快充方式下考虑热辐射效应的圆柱型锂离子电池热力耦合模型. 以 18650 锂离子电池为研究对象, 比较了快充和恒流充电方式下的充电效率、温度和应力分布, 探讨了初始温度、对流换热系数和热辐射系数对充电过程中电池温度、径向应力和环向应力的影响. 数值结果表明: 快充在电池温度和应力服役范围内减少了充电时间, 充电效率提高了 20.8%; 降低初始温度、提高对流换热系数或提高热辐射系数 3 种方案均可有效降低充电过程中锂离子电池的温度.

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38. 空间非合作目标捕获后的基座无扰轨迹跟踪控制方法

杨毅, 王舜, 徐佳, 郑华勇, 赵永健, 杨扬

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (3): 460-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2286

摘要（760）

PDF（pc）（787KB）（65）

空间机器人捕获动力学特性未知的非合作目标后的稳定控制具有极大的挑战性. 利用自适应反作用零空间 (adaptive reaction null space, ARNS) 算法设计机械臂动态路径, 实现了目标捕获后对基座的扰动最小. 利用变数据窗递归最小二乘法 (variable data-window-size recursive least square, VDW-RLS), 实现了对末端连杆参数的在线估计. 提出了基于奇异摄动理论的高精度轨迹跟踪控制方案, 将系统按照时间尺度分解为快慢 2 个子系统: 为快变子系统设计了弹性振动补偿器, 用于抑制柔性机械臂的弹性振动; 为慢变子系统设计了自适应鲁棒控制项, 用于高精度轨迹跟踪. 通过仿真实验验证了基于 VDW-RLS 的自适应轨迹规划方案以及奇异摄动组合控制器的有效性.

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39. 单层缓冲区多层网格的格子Boltzmann方法

杨子韬, 王良军, 朱文浩, 丁虎, 张武

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (3): 473-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2303

摘要（548）

PDF（pc）（10034KB）（118）

针对多层网格格子 Boltzmann 方法(lattice Boltzmann method, LBM), 发展了一种无需时间插值的、基于单层缓冲区的粗细网格信息传递优化算法. 该算法利用四叉树结构, 构建不同层级格点之间的父子关系, 简化了粗细网格交界面上的分布函数转换, 可以充分发挥LBM 的局部性与并行性. 基于该算法开发了一套通用的多层网格 LBM 并行程序, 对顶盖驱动方腔流、点声源扩散、NACA0012 翼型绕流问题进行了数值计算, 计算结果验证了该算法和程序的有效性及其良好的加速比、效率和可扩展性等并行性能. 与标准 LBM 相比, 本文基于单层缓冲区的多层网格 LBM 在计算稳定性、收敛速度和计算效率等方面具有明显优势.

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40. Winkler 基础上裂纹Euler-Bernoulli 梁弯曲解析解

杨骁, 刘昕, 郑超引

上海大学学报(自然科学版) 2023, 29 (3): 491-. DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2361

摘要（140）

PDF（pc）（712KB）（454）

基于梁横向贯通开裂纹的线性扭转弹簧模型, 采用Laplace 变换及其逆变换, 得到了 Winkler 基础上具有任意裂纹数目Euler-Bernoulli 梁弯曲变形的解析通解. 在验证解析解正确性的基础上, 研究了Winkler 基础上均布荷载作用下简支裂纹梁和悬臂裂纹梁的弯曲变形, 参数分析了裂纹数目和位置、地基反力系数和梁长高比等参数对裂纹梁弯曲变形的影响. 结果表明：在梁裂纹处, Winkler 基础上裂纹梁的挠度存在尖点, 转角存在跳跃; 基础反力系数及裂纹深度对裂纹梁弯曲的影响较大, 而裂纹数目、位置以及梁长高比对裂纹梁弯曲的影响相对较小. 这些结论对结构健康检测及监测具有一定指导意义.

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2023年，第29卷