2024年，第30卷

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1. 基于 EMD-LSTM 人工神经网络的云冈石窟环境参数预测 卢宝明, 徐金明 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 1-016.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2409 摘要 （161）      PDF（pc） （747KB）（172）    可视化    收藏 环境参数会直接影响石窟的风化过程, 因此, 预测环境参数是进行云冈石窟有效保护 的重要内容. 以云冈石窟第十窟为例, 将壁温、环境湿度、环境温度的实测时序数据作为环境 参数, 使用经验模态分解 (empirical model decomposition, EMD) 对实测时序数据进行分解, 研究了固有模态函数 (intrinsic mode function, IMF) 分量与实测时序数据的相关性, 建立了 基于 EMD-长短期记忆 (long short-term memory, LSTM) 的人工神经网络 (artificial neural network, ANN) 组合模型. 使用平均绝对误差 (mean absolute error, MAE)、均方根误差 (root mean square error, RMSE)、平均绝对百分比误差 (mean absolute percentage error, MAPE)、决定系数 (R2) 作为评价指标, 对比分析了使用组合模型与使用单一 LSTM 的 ANN 模型进行环境参数预测的效果. 结果表明: IMF 分量的变化速率越大, 与实测时序数据的相 关性就越强; 对于组合模型中的 LSTM 网络模型, 当隐藏层层数和初始学习率分别取 2 和 0.001 时, 组合模型预测效果最优; 与单一 LSTM 的 ANN 模型相比, 使用基于 EMD-LSTM 的 ANN 组合模型, 环境参数的 MAE、RMSE、MAPE 值减小、R2 值增大, 模型预测精度提 高; 环境参数预测效果主要受环境参数变化幅度的影响, 变化幅度越小, 组合模型预测效果越 好. 研究成果对于石窟文物保护具有一定的参考价值. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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2. 冻融作用下云冈石窟砂岩损伤特性与风化评估 甘志鑫, 黄继忠, 张 悦, 罗清洋, 张若愚, 杜后孟, 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 17-030.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2485 摘要 （93）      PDF（pc） （9666KB）（108）    可视化    收藏 在冻融条件下云冈石窟砂岩风化现象严重, 为深入了解砂岩在冻融作用下的物理力学 特性损伤与风化程度变化, 针对云冈石窟砂岩开展了室内冻融循环模拟风化试验. 在饱和条件 下通过设置不同冻融循环次数得到不同风化程度的砂岩, 采用实验室内多种原位宏观无损检 测技术对循环前以及每 5 次循环后的砂岩进行测试, 得到砂岩在冻融循环过程中的破坏特征 以及各物理力学特性参数. 结合微观检测技术从细观角度探讨了砂岩内部结构损伤机制及性 能指标变化原因, 并根据波速比值变化判断砂岩风化程度. 试验结果表明, 砂岩风化特征表现 为颗粒脱落, 结构逐渐破坏并产生裂隙, 砂岩风化程度逐渐加深, 经 60 次循环试验后砂岩达到 中等风化程度. 多种检测方法的测试结果均表现出一定的规律性: 砂岩的质量、超声波速、硅、 钙元素含量、抗压强度等均随冻融循环次数的增加而降低; 砂岩孔隙率随冻融循环次数的增加 而增大; 砂岩冻融循环次数、超声波速以及抗压强度之间存在一定的关联性, 建立了三者数值 关系式并可直接应用. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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3. Y3+ 掺杂二氧化硅磨料的合成及其在氧化锆陶瓷中的 化学机械抛光行为 代三威, 雷 红, 付继芳 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 31-042.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2390 摘要 （80）      PDF（pc） （5790KB）（123）    可视化    收藏 为了提高氧化锆陶瓷的抛光效率, 在二氧化硅表面掺杂 Y3+ 得到改性磨料. X 射线 光电子能谱 (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) 分析表明, Y 元素以 Y(OH)3 的形式 存在于改性磨料中. 扫描电子显微镜 (scanning electron microscope, SEM) 和粒度分析结果 表明, 复合磨料呈球形, 粒度均匀, 无聚集体和 2 次颗粒出现. 与纯胶体二氧化硅磨料相比, 材料去除率 (material removal rate, MRR) 提高了 33% 左右. MRR 增大的原因是掺杂的 Y(OH)3 改变了二氧化硅颗粒的 Zeta 电位, 减小了二氧化硅颗粒与氧化锆陶瓷之间的排斥力, 增大了二氧化硅颗粒和氧化锆陶瓷基体之间的接触概率, 导致摩擦系数增大. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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4. Bi2O3电致变色薄膜的膜厚甄选 吴浩, 赵加栋, 刘春雨, 俞圣雯 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 43-053.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2323 摘要 （184）      PDF（pc） （5356KB）（116）    可视化    收藏 为了得到能够呈现出合理电致变色性能的 Bi2O3 薄膜, 需要筛选其膜厚. 通过磁控溅射法制备得到厚度为 20∼300 nm 的 Bi2O3 薄膜, 并利用 UH4150 紫外可见 (ultraviolet-visible, UV-Vis) 分光光度计和 CHI-660e 电化学工作站测试薄膜的电致变色性能. 采用扫描电子显微镜 (scanning electron microscope, SEM) 和 X 射线衍射仪 (X-ray diffraction, XRD) 分别检测了薄膜的表面形貌和物相结构. 对变色对比度 (∆Tλ=550 nm)、电致变色效率 (η) 以及性能保留度 (R∆T 、Rη) 的表现进行综合甄别, 发现膜厚介于 60∼120 nm 之间的Bi2O3 薄膜的 ∆T 和 η 分别达到 25% 和 10 cm2/C, 并且具有较高的电致变色性能保留度(R∆T = 20%、Rη = 44.6%). 这可能与该厚度区间薄膜的主要物相为具有较高离子导电性的δ 相有关. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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5. 金属有机框架衍生的Co3O4/SnO2复合材料制备及其光催化性能 吴函鸿, 刘善鑫, 王大卫, 黄茹婷, 陈志文 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 54-067.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2330 摘要 （285）      PDF（pc） （3057KB）（136）    可视化    收藏 金属有机框架 (metal-organic framework, MOF) 材料 ZIF-67 衍生 Co3O4 十二面体纳米块在室温下与 SnO2 复合, 制备出立方体 Co3O4/SnO2 复合光催化剂. 煅烧后形成的Co3O4/SnO2 材料禁带宽度明显降低, 荧光淬灭明显, 说明 Co3O4 的加入拓展了 SnO2 的光响应范围至可见光甚至红外光区域, 同时促进了光催化反应过程中光生载流子的分离. 以罗丹明 B(Rhodamine B, RhB) 为目标反应物, 在可见光下考察了 MOF 衍生的 Co3O4/SnO2 的光催化降解活性, 发现 Co3O4/SnO2 在 60 min 内可以降解 89.6% 的 RhB, 分别是纯 SnO2和纯 ZIF-67 的 4.5 倍和 3 倍. 同时,  Co3O4/SnO2表现出了良好的光反应能力和稳定性. 基于以上实验结果并结合自由基淬灭实验, 提出了 MOF 衍生的  Co3O4/SnO2 复合材料光催化降解有机染料 RhB 的机理. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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6. 4-氟苯乙酮双取代紫精的合成及光致变色特性 张皓添, 柏跃玲, 韩香草, 安保礼, 徐甲强 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 68-076.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2301 摘要 （394）      PDF（pc） （4177KB）（43）    可视化    收藏 紫精材料在外界刺激 (如光、热、电) 下会表现出灵敏的变色行为, 在光学开关和分子传感识别中具有良好的潜在应用前景. 通过一步反应合成了 4-氟苯乙酮双取代紫精衍生 物 (VioF2·2Cl). 氟苯乙酮取代基的引入扩大了其共轭体系, 起到稳定自由基的作用, 使着色 更稳定持久. VioF2·2Cl 在紫外 (ultraviolet, UV) 灯的照射下可以快速地从白色转变为浅黄 色直至黄绿色, 显示出了灵敏的光致变色行为. 变色后晶体中的 VioF22+ 分子间具有更短的 π · · · π∗ 作用距离, 能够促进光致电子转移 (photoinduced electron transfer, PET) 过程的发 生, 并且起到稳定紫精阳离子自由基的作用, 使其能够在氧气环境下持续变色 3 d 而不被氧化 褪色. 这种新型的紫精衍生物表现出了更为灵敏的光致变色性能及自由基着色稳定性, 在光致 变色材料领域具有良好的潜在应用可能. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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7. 复合固相碳源材料强化生物绳脱氮效果 李子如, 王菲菲, 潘加郑, 胡玉琳, 何池全, 黄鑫 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 77-085.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2337 摘要 （328）      PDF（pc） （2697KB）（258）    可视化    收藏 总氮超标的微污染水体中有机碳源较少, 投加外部碳源可促进反硝化脱氮, 固体碳 源因能克服传统碳源缺点而备受关注. 以农业废弃物玉米芯和高分子材料作为碳源, 以聚乙 烯醇和海藻酸钠作为骨架载体, 利用交联法制备 2 种复合固相碳源 PSPC-Ⅰ和 PSPC-Ⅱ, 并 研究释碳特性及强化生物绳脱氮效果. 结果表明, 28 d 内两种固相碳源持续释碳且未达到释 碳平衡, 最高释碳量分别达 6.3 和 8.7 mg/g (以溶解性有机碳计); 三维荧光结果显示释放碳 源以微生物易降解的可溶性微生物代谢产物和芳香蛋白类物质为主; 与不投加碳源的生物绳 (生物量 6 200 ng/g, 以三磷酸腺苷计) 相比, 2 种固相碳源均显著增加了生物绳挂膜生物量 (PSPC-Ⅰ和 PSPC-Ⅱ的生物量分别为 400∼600 和 300∼500 ng/g, 以三磷酸腺苷计); 2 种固 相碳源均显著增强了反硝化作用, 对照组未脱氮, 2 种固相碳源脱氮率达 80.4% 和 75.0%. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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8. Cd污染河道底泥修复植物优选 沈佳怡, 藏学轲, 章长松, 高冰洁, 高铭晶, 李心怡, 张新颖 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 86-093.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2336 摘要 （290）      PDF（pc） （398KB）（95）    可视化    收藏 选用 12 种植物对上海市某 Cd 污染黑臭河道底泥进行了修复试验研究, 考察了修复植 物对 Cd 污染底泥的耐受性、富集转运特性和修复效果, 以期为实际开展植物修复 Cd 污染河 道底泥研究提供科学依据. 结果表明: 除移植的灯芯草 (Juncus effusus L.) 生长情况较差外, 其余 11 种植物对试验底泥均有良好的耐受性; 龙葵 (Solanum nigrum L.)、灯芯草、金盏菊 (Calendula officinalis L.)、八宝景天 (Hylotelephium erythrostictum (Miq.) H. Ohba) 以及 大吴风草 (Farfugrium japonicum (L. f.) Kitam.) 地上部分的 Cd 质量比均高于 4.50 mg/kg; 苘麻 (Abutilon theophrasti Medicus)、灯芯草、金盏菊、八宝景天、大吴风草以及美洲商陆 (Phytolacca americana L.) 对 Cd 的富集系数 (bioaccumulation factor, BCF) 与转运系数 (translocation factor, TF) 均大于 1; 龙葵、金盏菊、美洲商陆以及三叶鬼针草 (Bidens pilosa L.) 对 Cd 的提取量均高于 0.30 kg/hm2, 具有较好的修复效果, 其中龙葵对试验底泥中 Cd 的提取量为 2.84 kg/hm2, 提取效率可达 88.75%, 展现出了较大的修复潜力. 优选试验结果证 明, 龙葵可作为该地区 Cd 污染河道底泥的最佳修复植物. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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9. 基于改进 YOLOv5s 的轻量化交通灯检测算法 蔡管鸿, 李国平, 王国中, 滕国伟 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 94-105.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2411 摘要 （95）      PDF（pc） （7595KB）（89）    可视化    收藏 针对目前交通灯检测算法网络模型参数量过大、实时性差的问题, 提出了一种基于改 进 YOLOv5s 的轻量化交通灯检测算法. 首先, 用轻量化网络 MobileNetv3 替换原主干网络 并引入注意力机制, 在对检测精度影响不大的前提下降低模型参数量; 然后, 使用深度可分离 卷积替换颈部网络中的传统标准卷积, 进一步降低模型参数量; 接着, 针对交通灯尺度小的 特点, 删除检测大目标的检测层; 最后, 改进边框回归损失函数, 提升边框检测精度. 同时, 为 了能实时部署在嵌入式平台, 该算法对网络进行通道剪枝实现模型压缩和加速. 实验结果表 明, 该算法在嵌入式平台 NVIDIA Jetson Xavier NX 上能达到 48.1 帧/s 的检测速度, 相比 原始 YOLOv5s 牺牲了 1.5% 的 mAP, 但是该模型体积压缩了 54.3%, 检测速度提高为原来的 2.6 倍, 可以满足在交通道路中实时对交通灯检测的需要. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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10. ϕ-映射拓扑流理论在Weyl半金属拓扑分类中的应用 黄晓红, 姜颖 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 106-117.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2392 摘要 （5447）      PDF（pc） （1240KB）（51）    可视化    收藏 用 ϕ-映射拓扑流理论对厄米及非厄米 Weyl 半金属进行拓扑分类. 对一个给定的哈 密顿, 在动量空间建立一个由自旋组成的ϕ场, 再由这个 ⇀ ϕ 场给出拓扑荷密度分布. 发现只 有在 ϕ场模的零点, 拓扑荷密度的值才不为零, 而这些 ϕ场模的零点其实就是 Weyl 点或 Weyl 奇异点所在位置. 通过对拓扑荷密度的积分, 得到了可用于对系统进行拓扑分类的整数拓扑数. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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11. 钢接头连接的装配式混凝土叠合梁-柱节点 抗震性能试验 张奇帆, 朱杰江 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 118-127.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2415 摘要 （45）      PDF（pc） （3915KB）（32）    可视化    收藏 在国内外装配式节点研究的基础上, 提出了一种钢接头连接的装配式混凝土叠合梁-柱 节点, 为研究其抗震性能进行了低周往复加载试验. 试验结果表明: 新型节点中预制梁的型钢 接头和纵筋焊接能有效传递二者间的应力; 叠合梁-柱节点具有较好的整体性; 节点的塑性铰 产生在梁的型钢接头和纵筋焊接部位附近, 梁柱节点核心区域破坏较小; 新型节点耗能能力较 好; 装配式节点比现浇节点有更高的承载力, 但是延性更低. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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12. 弹性环梁支撑下圆形深基坑支护结构变形解析解 欧阳煜, 高云飞, 任凯凯 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 128-139.   DOI: 0.12066/j.issn.1007-2861.2348 摘要 （15）      PDF（pc） （895KB）（19）    可视化    收藏 将环梁和支护结构分别视为弹性圆环和弹性圆柱薄壳, 基于环梁和圆柱壳的变形协调, 得到了具有任意数目弹性环梁支撑圆形深基坑支护结构变形的解析解. 在验证解析解合理性 和可靠性的基础上, 针对某一实际圆形基坑工程, 比较了在刚性和弹性环梁支撑下支护结构变 形和内力的差异, 并分析了支护结构底部边界条件、环梁弹性模量、尺寸和数量以及位置等参 数对支护结构变形和内力分布的影响. 研究结果表明: 相对于刚性环梁支撑, 弹性环梁支撑处 内力变化较小, 环梁弹性模量和尺寸的改变只对基坑挖掘面以上支护结构变形和内力影响显 著, 而对挖掘面以下的支护结构变形和内力几乎没有影响. 该研究成果为圆形基坑支护结构设 计提供了理论依据和指导. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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13. 贯通隔板全螺栓节点抗连续倒塌分析 孟永颀, 杨锋, 王逸伦, 王洪伟 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 140-151.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2317 摘要 （209）      PDF（pc） （4883KB）（118）    可视化    收藏 以钢管混凝土隔板贯通式全螺栓节点为研究对象, 设计了一个三柱两跨式平面框架结 构, 采用静力加载的方式模拟结构倒塌的全过程, 考察节点的受力变形、抗力机制、破坏现象 和应变发展. 建立 ABAQUS 有限元模型对结构失效模式进行受力分析. 试验和有限元结果表 明, 倒塌全过程经历 4 个阶段: 梁机制、混合作用、悬线作用和破坏. 结构的抗倒塌能力取决 于抗弯和抗拉能力, 设计节点可以满足 FEMA-365 的转角要求, 结构中的悬线作用出现在破 坏阶段前. 构件破坏发生在中节点 H 型梁下翼缘处, 孔壁撕裂导致裂缝延伸至腹板使 H 型梁 出现断裂. 由于螺栓孔对翼缘的削弱, 建议对螺栓连接 H 型钢翼缘进行构造加强, 以保证连接 的有效性. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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14. 基于分位数回归模型和经验模态分解的全球变暖问题研究 肖洁, 艾敏, 倪中新 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 152-163.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2293 摘要 （511）      PDF（pc） （9140KB）（43）    可视化    收藏 利用分位数回归模型和经验模态分解 (empirical mode decomposition, EMD) 方法对 气候及其变化进行分析和预测. 首先, 采用全球热力图对气温数据进行描述统计, 并采用经验 模态分解方法降噪获取趋势项来引入全球气温周期概念, 探究全球气候变暖趋势; 然后, 基于 多元线性回归模型及分位数回归模型寻找全球气温的影响因素, 并对气温进行建模及预测. 研 究结果可为全球气候分析提供统计学支撑. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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15. 大直径盾构切穿抗滑桩对堤岸的变形影响分析 蒋啸天, 李章林, 何国军, 张孟喜, 赵慧玲 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 164-173.   DOI: 0.12066/j.issn.1007-2861.2425 摘要 （11）      PDF（pc） （4864KB）（18）    可视化    收藏 为研究大直径盾构切穿护岸抗滑桩对堤岸的扰动影响, 确保盾构隧道穿越过程中大堤 的安全性与稳定性, 采用有限元分析软件建立了隧道-桩基-堤岸三维数值模型, 重点分析了盾 构切穿施工时堤岸及桩体的变形规律, 并对比了不同盾构推力下桩体的变形差异. 研究结果表 明: 盾构切削护岸抗滑桩将导致大堤迎水面边坡产生较大扰动, 坡顶出现最大纵向位移, 被切 桩周围土体出现明显下沉; 在盾构推力以及迎水面滑坡推力的双重影响下, 抗滑桩以挠曲变形 为主, 整体形成一条倾斜的 “S” 形曲线, 盾构刀盘抵近桩体时的抗滑桩挠曲变形最为明显; 盾 构推力由 0.7 倍静止土压力增至 0.9 倍, 桩身水平位移大幅增加, 盾构刀盘抵近桩基时的桩底 位移增幅高达 162%. 综上可知, 盾构切削穿越抗滑桩时应严格控制推进速度、泥水压力等施 工参数, 以减小盾构推力对堤岸及桩体的不利影响. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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16. Caputo 型时间分数阶变系数扩散方程的 局部间断 Galerkin 方法 代巧巧, 李东霞 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (1): 174-190.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2426 摘要 （91）      PDF（pc） （365KB）（61）    可视化    收藏 提出一种带有 Caputo 导数的时间分数阶变系数扩散方程的数值解法. 方程的解在初 始时刻附近通常具有弱正则性, 采用非一致网格上的 L1 公式离散时间分数阶导数, 并使用局 部间断 Galerkin (local discontinuous Galerkin, LDG) 方法离散空间导数, 给出方程的全离 散格式. 基于离散的分数阶 Gronwall 不等式, 证明了格式的数值稳定性和收敛性, 且所得结 果关于 α 是鲁棒的, 即当 α → 1− 时不会发生爆破. 最后, 通过数值算例验证理论分析的结果. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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17. 非光合自养微生物固定CO2 的影响因素及增效策略 王佳1, 赵晓迪1, 2, 胡佳俊1, 高旻天1, 李继香3, 4, 刘楠5 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 191-207.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2565 摘要 （18）      PDF（pc） （6634KB）（12）    可视化    收藏 微生物固定CO2 是一种极富前景的碳捕获和利用途径, 对实现全球生态系统碳中和 至关重要. 非光合自养微生物由于其环境适应性强、固碳途径的多样性, 以及会产生高附加值 产物而备受关注. 基于非光合自养微生物固定CO2 的研究进展, 系统分析影响非光合自养微 生物固碳效率的内部和外部因素, 包括有固定CO2 途径、固碳关键酶、碳源、电子供体、代谢 产物等, 并列出多种增效策略. 除了直接对应影响因素的增效方法外, 还涉及微生物间的协同 作用及代谢促进剂(生物炭与微纳米气泡) 的使用. 本工作有助于为深入理解和进一步增效非 光合自养菌固定CO2 提供理论基础和技术支撑. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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18. 装载ACE2 的植物来源细胞外囊泡防治PM2.5 暴露后细胞损伤 叶旋, 钤嫄, 王红云, 周蕾 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 208-217.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2552 摘要 （11）      PDF（pc） （2316KB）（7）    可视化    收藏 探究装载血管紧张素转化酶2(angiotensin converting enzyme 2, ACE2) 的植物来源 细胞外囊泡(plant-derived extracellular vesicles, PDEVs) 在保护机体抵抗空气污染颗粒物 (particulate matter, PM2.5) 引发的呼吸系统损伤过程中的作用. 基于葡萄提取PDEVs 并装 载ACE2 过表达的质粒, 通过CCK8 实验、二氢乙锭(dihydroethidium, DHE) 染色、蛋白 免疫印迹、实时荧光定量多聚酶链反应(polymerase chain reaction, PCR) 等方法, 探究改造 后的PDEVs 对PM2.5 暴露后人支气管上皮细胞(Beas-2B) 的保护效果. PM2.5 暴露会造成 Beas-2B 细胞氧化应激、细胞凋亡增加, 以及炎症因子增加, 而装载ACE2 的PDEVs 能够有 效递送ACE2, 从而缓解PM2.5 诱导的细胞损伤. 因此, PDEVs 可作为潜在的递送载体, 防 治大气PM2.5 暴露引发的细胞凋亡及损伤. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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19. 老化黑碳颗粒诱导人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y 炎症反应及机制 黄津, 王田田, 安静, 钟玉芳, 尚羽 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 218-228.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2551 摘要 （9）      PDF（pc） （1091KB）（5）    可视化    收藏 以人神经母细胞瘤细胞 SH-SY5Y 为研究对象, 分析被臭氧氧化的黑碳 (oxidized black carbon, OBC) 颗粒引起的炎症反应以及核因子-κB (nuclear factor-κB, NF-κB) 和磷脂酰肌醇3 激酶(phosphatidylin-ositol-3-kinase, PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B, PKB,又称 Akt) 信号通路的作用. 结果显示: 随着 OBC 颗粒染毒质量浓度的增加 (5、10、20、40 µg/mL), 细胞内线粒体跨膜电位 (mitochondrial membrane potential, MMP) 水平逐渐下降, DNA 损伤程度逐渐升高, 呈现质量浓度和时间依赖性; 细胞外泌白细胞介素-4 (interleukin-4, IL-4) 水平升高和细胞内肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α, TNF-α)基因高表达, 说明 OBC 颗粒会促进 SH-SY5Y 细胞发生炎症反应; 细胞内活性氧 (reactive oxygen species, ROS) 水平升高, 超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase, SOD)、血红素加氧酶-1 (heme oxygenase-1, HO-1) 基因表达量升高, 且 HO-1 蛋白水平升高, 说明细胞发生氧化应激; 胞内 NF-κB 和 PI3K/Akt 通路相关蛋白显著变化, 表明 OBC 颗粒激活了 NF-κB和 PI3K/Akt 信号通路. 综上, OBC 颗粒可诱导 SH-SY5Y 细胞发生氧化应激造成 DNA 损伤, 促进炎症反应, 且对 NF-κB 和 PI3K/Akt 信号通路有重要调控作用. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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20. 从蛋白质环境引起的实际变化中剖析配体结构的误差 乔琳琳, 李永乐, 郭聪, BICZYSKO Malgorzata 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 229-242.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2513 摘要 （9）      PDF（pc） （2562KB）（3）    可视化    收藏 配体构象应变能(ligand conformational strain energy, LCSE) 是计算机辅助药物发 现中考虑的一个重要参数. 通过量子力学(quantum mechanical, QM) 方法对自由态配体 和蛋白质口袋中的结合态配体的结构进行计算并比较, 可以获得配体构象应变能. 然而, 对 配体构象应变能的合理范围以及计算方法仍然存在争议. 选择8 个柔性较大、特征结构模 式多样的配体, 这些结构的分辨率在高分辨率(0.86×10-10) 与中等分辨率(3.10×10-10) 之 间, 分别采用3 种不同的量子力学方法: 密度泛函(density functional theory, DFT) M062X-D3、Hartree-Fock 和GFN1-xTB, 对8 个配体进行逐步优化并计算配体能量, 分析在结合态 配体逐步优化到局域能量最小的自由态配体的过程中配体在结构和能量上的差异. 量子力学计算结果显示, 配体构象应变能小于6.0 kcal/mol, 结合态配体结构中显著的几何参数误差是 结合态和自由态配体结构的主要能量差异. 因此, 在分析配体构象应变能之前, 对结合态配体 结构进行精确实验测定非常重要. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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21. 基于自适应干扰观测器的巡航导弹掠海飞行轨迹跟踪控制 刘宇, 李妍, 毛科峰, 张丹 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 243-254.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2326 摘要 （242）      PDF（pc） （612KB）（265）    可视化    收藏 构建了巡航导弹动力学模型, 将不确定性项与风浪干扰项合并, 同时引入一种自适应干扰观测器予以补偿, 提高导弹控制系统的鲁棒性, 并利用高阶滑模控制器和任意阶微分器实 现控制系统反馈环节的有限时间镇定. 仿真实验表明, 该方案可实现在17 级海况下巡航导 弹掠海飞行的高精度轨迹跟踪, 同时具备较高的收敛速度和良好的适应性. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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22. 基于Q-Learning 的分簇无线传感网信任管理机制 赵远亮, 王涛, 李平, 吴雅婷, 孙彦赞, 王瑞 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 255-266.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2367 摘要 （10）      PDF（pc） （470KB）（4）    可视化    收藏 针对无线传感器网络中存在的安全问题, 提出了基于 Q-Learning 的分簇无线传感网信任管理机制(Q-learning based trust management mechanism for clustered wireless sensor networks, QLTMM-CWSN). 该机制主要考虑通信信任、数据信任和能量信任 3 个方面. 在网络运行过程中, 基于节点的通信行为、数据分布和能量消耗, 使用 Q-Learning 算法更新节点信任值, 并选择簇内信任值最高的节点作为可信簇头节点. 当簇中主簇头节点的信任值低于阈值时, 可信簇头节点代替主簇头节点管理簇内成员节点, 维护正常的数据传输. 研究结果表明, QLTMM-CWSN 机制能有效抵御通信攻击、伪造本地数据攻击、能量攻击和混合攻击. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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23. Cu50Ni50 合金凝固过程中的空位捕获 张伯阳, 汪昊, 周涛, 吴永全 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 267-277.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2399 摘要 （8）      PDF（pc） （2284KB）（3）    可视化    收藏 通过分子动力学 (molecular dynamics, MD) 模拟, 研究了 Cu50Ni50 合金在不同温度下凝固及其退火过程的空位捕获. 结果发现: 凝固过程中的空位捕获效应, 即被捕获空位浓度的过饱和现象非常明显; 随着凝固温度的降低, 空位浓度显著上升, 与平衡浓度随温度的变化规律正好相反; Cu50Ni50 存在一个特征温度 T ∗, 在 T > T ∗ 浅过冷温度下, 凝固速度随着凝固温度的降低快速增加, 在 T < T ∗ 深过冷温度下, 凝固速度随着凝固温度的降低缓慢下降,表明空位浓度并不是界面生长速度的单值函数; 作为合金元素, Cu 比 Ni 更倾向于形成空位原子 (vacancy atom, VA). 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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24. 喷丸强化对预变形CP800 复相钢疲劳性能的影响 崔浩诚, 王荃, 陈卓, 周俊, 戚天武, 汪宏斌 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 278-289.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2407 摘要 （9）      PDF（pc） （41526KB）（3）    可视化    收藏 喷丸强化可以提高CP800 复相钢的抗疲劳性能. 采用低(0.15 mmA)、中(0.3 mmA)、高 (0.5 mmA) 3 种喷丸强度对 5% 预拉伸变形后的 CP800 复相钢进行表面喷丸处理, 研究了喷丸后材料的表面形貌和表面残余应力, 并通过拉压疲劳试验分析了疲劳断口. 研究发现: 2 mm 板厚的 CP800 复相钢更适合采用低喷丸强度, 疲劳寿命约为未喷丸试样的 3 倍; 疲劳寿命的提升归因于表层发生塑性变形、位错密度提高, 且残余压应力可抑制裂纹萌生; 喷丸后材料表面粗糙度增大; 喷丸强度过高易造成表面缺陷增多, 尤其在高喷丸强度下, 试样表面会出现分层损伤现象, 对疲劳性能有不利影响. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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25. 单晶 SiC 的化学机械抛光及辅助技术的研究进展 张佩嘉, 雷 红 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 289-299.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2469 摘要 （9）      PDF（pc） （475KB）（4）    可视化    收藏 由于单晶碳化硅 (SiC) 的传统化学机械抛光 (chemical mechanical polishing, CMP)技术加工效率低, 故提高 SiC 表面质量和材料去除率成为研究热点. 总结了 CMP 中抛光液的主要成分, 比较了 CMP 辅助抛光技术对单晶 SiC 抛光性能和作用机理的影响, 并对单晶SiC-CMP 技术的未来发展进行了展望. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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26. Power-V 诱导的钻柱黏滑振动特征分析 王文昌, 段浩宇, 李 宁, 王孝亮, 狄勤丰 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 299-308.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2403 摘要 （9）      PDF（pc） （1355KB）（2）    可视化    收藏 黏滑是石油钻井过程中影响钻井效率和井下钻柱安全的一种振动形式. 垂直钻井系统Power-V 在提供有效控斜力的同时, 还会诱导钻柱黏滑振动. 通过研究垂直钻井系统Power-V与井壁的接触作用及钻头与地层的相互作用模型, 基于钻柱动力学有限元方法, 深入分析Power-V 的作用机理, 研究其对扭转振动的影响, 指出 Power-V 和井壁间的相互作用会导致钻柱与井壁的摩阻显著增加, 进而引起摩阻扭矩的增大, 诱导井下黏滑振动. 实测振动数据证实, Power-V 与井壁间的相互作用是引起钻柱黏滑振动的关键因素. 这对于揭示黏滑振动的成因和更好地发挥 Power-V 的作用具有重要意义. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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27. 穿湖隧道超大尺度混凝土施工期的温度效应 姚潇南, 张孟喜, 刘 冰 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 308-317.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2408 摘要 （10）      PDF（pc） （5499KB）（2）    可视化    收藏 穿湖隧道对混凝土的防渗要求很高, 而混凝土的温度效应与其开裂息息相关. 采用高性能双光栅温度-应变式传感器对隧道浇筑过程中混凝土的温度以及应变进行监测, 分析了其变化规律. 对混凝土浇筑完成后的现场情况进行了调研, 发现侧墙存在裂缝且引起了渗漏. 依据现场施工情况, 运用有限元法对浇筑的隧道进行模拟, 将数值模拟结果与现场监测数据进行对比, 验证了数值模拟结果的准确性, 并对影响混凝土内外温差的因素进行了参数分析. 研究结果表明: 混凝土入模温度越高, 其内外温差就越大; 入模温度升高 10 ◦C, 内外温差增加1.46 ◦C; 在夏季施工时, 应注意对混凝土原料进行降温处理, 保证混凝土入模温度小于 30 ◦C;环境温度下降越多, 混凝土内外温差就越大; 环境温度下降 20 ◦C, 内外温差增加 6.38 ◦C; 当环境温度降低时, 应注意采取保温措施; 当养护过程中需要进行保温时, 建议采用木模板进行养护, 但拆模时间不宜早于 6 d, 否则会导致混凝土表面温度迅速下降, 内外温差急剧增大. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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28. 火灾下 LYP160 屈曲约束支撑抗震性能研究 何文福, 李志威, 胡宝琳, 胡吴彪, 丁振坤, 田 华 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 318-331.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2446 摘要 （11）      PDF（pc） （7296KB）（2）    可视化    收藏 为研究屈曲约束支撑 (buckling-restrained brace, BRB) 及其体系在高温工况的抗震性能, 对 BRB 芯材低屈服点 LYP160 钢材分别进行了常温和高温材料力学性能试验. 通过与试验结果比较, 建立了 BRB 热-力耦合精细化有限元分析模型, 验证了该模型的准确性; 对火灾下 LYP160 屈曲约束支撑的温度场、滞回曲线、骨架曲线和耗能能力等性能进行了对比分析; 对不同工况(3 种火灾工况和常温工况) 下8 层配置屈曲约束支撑钢框架(BRB structure, BS) 和原结构 (original structure, OS) 分别进行了弹塑性动力时程分析. 研究结果表明: 3 种火灾工况下 BS 的平均层间位移角较于 OS 分别降低了 30.4%、33.2% 和 42%; OS 柱塑性铰损坏严重, 且更多出现在柱上, BS 整体损坏程度较 OS 轻, 更为安全可靠. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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29. 绝热逆向阴燃波的热扩散不稳定性 毛逸杰, 卢占斌 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 332-340.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2419 摘要 （11）      PDF（pc） （855KB）（3）    可视化    收藏 通过数值方法研究在绝热条件下逆向阴燃的热扩散不稳定性以及失稳后的非线性发展过程. 通过正则模态分析方法研究绝热逆向阴燃的线性稳定性, 得到以氧气Lewis 数和气体流量 Mg 表征的线性稳定性图谱. 结果表明, 绝热逆向阴燃随控制参数的变化存在两种不同特征的不稳定性, 即元胞 (或指状) 不稳定性和行波不稳定性, 对阴燃波二维非线性失稳过程的模拟印证了这一线性稳定性分析结果. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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30. 结合机器学习的 SA 湍流模型闭合系数修正 徐向阳, 胡冠男, 王良军, 朱文浩, 张 武 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 341-351.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2410 摘要 （11）      PDF（pc） （2632KB）（5）    可视化    收藏 将修正 Morris 分类筛选法与极端梯度提升 (extreme gradient boosting, XG-Boost) 相结合, 在计算流体动力学 (computational fluid dynamics, CFD) 数据驱动下,用于 SA(Spalart-Allmaras) 湍流模型闭合系数的修正. 利用分类筛选法有效缩小闭合系数研究范围, 同时依据 XGBoost 方法在小规模数据集下取得精度较高的拟合模型, 有效提升系数修正效率. 在三维 DLR-F6-WB 构型下进行了数值实验, 实验结果显示利用本方法能够在三维复杂模型上基于小样本数据进行系数修正, 修正后的升阻力系数计算精度得到了显著提升. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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31. 基于 LSTM-文本分析的量化选股模型 陆芳玲, 赵家玮, 夏铁成 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 352-361.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2354 摘要 （12）      PDF（pc） （1949KB）（4）    可视化    收藏 随着国民生活水平的提高, 越来越多的人投身于股票市场. 为了科学有效地量化选股,通过将量化投资、深度学习及文本分析进行有机结合, 来建立量化选股模型. 首先, 通过文本分析筛选出基本面利好的股票; 然后, 通过长短期记忆 (long-short term memory, LSTM) 选出预测准确度良好的股票; 最后, 预测所选出的股票在未来几天的股价趋势. 在实证分析方面,通过本模型对部分股票进行运算, 选取预测效果较好的股票: 赢合科技. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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32. 市政污泥焚烧灰渣处理模式的环境资源效益比较 魏顺, 王瑶, 许云峰, 钱光人, 聂永有 上海大学学报(自然科学版)    2024, 30 (2): 362-372.   DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.2294 摘要 （586）      PDF（pc） （562KB）（23）    可视化    收藏 将物质流法与生命周期评价法相结合, 分析市政污泥焚烧灰渣填埋、灰渣替代黏土和灰渣磷回收与残渣替代黏土 3 种处置场景的环境影响, 并利用成本效益评价法对 3 种处置情景的经济效益进行了比较分析. 结果表明, 灰渣资源化利用在矿产资源耗竭、酸化潜力、富营养化、淡水生态毒性、全球变暖、光化学效应等环境影响类别均优于灰渣填埋处置方式. 灰渣磷回收与残渣替代黏土是最优处置场景, 其净收益为 141.21 元/t 灰渣. 若将该方案推广至我国所有市政污水处理厂, 可提取 26.26 万 t/a 的磷元素, 共产生 209.23 万 t/a 的鸟粪石产品. 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）