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2015年 第21卷 第4期    刊出日期：2015-08-31

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通信与信息工程

基于训练方式的存储器时钟信号的自适应同步

陆辰鸿1,2, 胡越黎1,2, 周俊2

2015, 21(4):  393-401.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.01.006

摘要 ( 1134 )   PDF (4972KB) ( 640 )  

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存储器是现代电子系统的核心器件之一, 常用于满足不同层次的数据交换与存储需求. 然而频率提高、时钟抖动、相位漂移以及不合理的布局布线等因素, 都可能导致CPU对存储器访问稳定性的下降. 针对同步动态随机读写存储器(synchronous dynamic random access memory, SDRAM)接口的时钟信号提出了一种自适应同步的训练方法, 即利用可控延迟链使时钟相位按照训练模式偏移到最优相位, 从而保证了存储器访问的稳定性. 在芯片内部硬件上提供了一个可通过CPU控制的延迟电路, 用来调整SDRAM时钟信号的相位. 在系统软件上设计了训练程序, 并通过与延迟电路的配合来达到自适应同步的目的：当CPU访问存储器连续多次发生错误时, 系统抛出异常并自动进入训练模式. 该模式令CPU在SDRAM中写入测试数据并读回, 比对二者是否一致. 根据测试数据比对结果, 按训练模式调整延迟电路的延迟时间. 经过若干次迭代, 得到能正确访问存储器的延迟时间范围, 即“有效数据采样窗口”,取其中值即为SDRAM最优时钟相位偏移. 完成训练后对系统复位, 并采用新的时钟相位去访问存储器, 从而保证读写的稳定性. 仿真实验结果表明, 本方法能迅速而准确地捕捉到有效数据采样窗口的两个端点位置, 并以此计算出最佳的延迟单元数量, 从而实现提高访问外部SDRAM存储器稳定性的目的.

一种深度图失真引入的虚拟视失真估计方法

李春华1,2, 安平1,3, 张兆扬1,3

2015, 21(4):  402-413.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.03.016

摘要 ( 762 )   PDF (6310KB) ( 354 )  

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提出了一种深度图失真引入的虚拟视失真估计方法. 该方法依据能量一致性假设要求, 将深度图宏块划分为平坦宏块和非平坦宏块. 平坦宏块使用频域块级方法, 非平坦宏块使用时域像素级方法估计由深度图失真造成的绘制视失真. 虚拟视失真采用左右绘制视融合计算, 并计入虚拟视中空洞修复引入的失真. 该方法在宏块分类判据中综合了相机参数, 对于不同拍摄条件下的视频序列可以使用相同的判别阈值获得最佳区域划分, 通用性较强. 实验结果证明, 该方法兼顾了估计准确性和复杂度, 对于在有限码率预算条件下提高深度视频编码效率、优化三维视频码率分配具有重要的指导意义.

基于自适应的多属性垂直切换算法

金彦亮, 白植树, 周旭琴, 马威

2015, 21(4):  414-421.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.05.013

摘要 ( 779 )   PDF (5381KB) ( 362 )  

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3G网络和无线局域网融合是下一代移动通信的发展趋势, 在两种异构网络之间实现智能切换是融合网络的关键技术. 针对多属性垂直算法的分析, 提出了一种自适应的多属性垂直切换算法. 该算法根据请求业务的不同特性和当前网络状态动态调整层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)的参数, 从而使得切换算法具有较低的阻塞率和时延, 以及较高的带宽使用率. 最后对该算法进行了性能仿真, 验证了其有效性.

数理化科学

粘接材料及结构在双轴受压和温度耦合作用下变形的尺度效应和非局部效应分析

刘亮, 彭香武, 王青占, 郭兴明

2015, 21(4):  422-431.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.02.007

摘要 ( 1030 )   PDF (10177KB) ( 296 )  

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基于非局部理论, 分析了双层完好粘接板在双轴受压和温度场耦合作用下屈曲的尺度效应和非局部效应. 通过理论计算对经典弹性理论和非局部理论的计算结果进行了比较分析. 结果表明: 在非局部理论下, 由于系统内部结构之间的相互作用, 系统的屈曲临界力有所降低, 并且当屈曲波数越大时, 内部结构相互作用域进一步收缩, 使得有效弯曲刚度减小, 所以非局部参数对屈曲力的影响更为显著; 在外载荷和温度耦合作用下, 温度升高会导致屈曲临界力减小, 温度降低会导致屈曲临界力增大. 还对3 种不同温度场进行了讨论, 分析了在3 种温度场下温度变化对外载荷的影响, 以及与系统尺寸大小的关系.

扑翼不同的运动方式对其获能影响的数值模拟

韩伟1, 孙晓晶2

2015, 21(4):  432-443.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.02.009

摘要 ( 1234 )   PDF (5933KB) ( 436 )  

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翼型在风或水流中扑动既可以作为一种推进方式也可以在改变运动参数后从中获取能量. 通过控制波形参数得到扑翼的升沉和俯仰运动波形, 并利用非定常数值模拟来研究St数、俯仰幅值和升沉俯仰运动的波形对其获能效率的影响. 同时, 还研究了不同的扑动俯仰轴位置对扑翼获能效率的影响. 研究结果表明, 在获能参数域内俯仰运动的波形和俯仰轴位置会对扑翼获能产生较大的影响, 而升沉运动的波形对扑翼获能的影响有限, 且当St=1.332,θ₀=76.3, β_t和β_r分别为1.13 (此时的俯仰波形为接近正弦波)和0.67时, 翼型扑动获能的效率最高, 为41%.

窄通道中近可燃极限预混火焰的结构和稳定性

陈晓通, 卢占斌

2015, 21(4):  444-453.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.01.014

摘要 ( 739 )   PDF (3620KB) ( 470 )  

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通过数值方法研究了窄通道中近可燃极限预混火焰的结构和稳定性. 窄通道由上、下两个圆形平行平板构成, 燃气和氧气组成的混合气体充满窄通道内部, 点燃后形成的预混火焰在一定条件下有可能稳定在窄通道内. 采用基于Arrhenius单步反应的反应-扩散火焰模型, 考察了平板间距、平板材料和平板半径对火焰的影响. 结果表明, 一定的平板间距下主要有两个火焰的稳态解: 一个对应较大的火焰半径, 另一个对应较小的火焰半径. 通过线性稳定性分析发现, 窄通道中存在一维稳定的火焰, 但不存在二维稳定的火焰. 对一维稳定但二维不稳定的火焰的失稳进行数值模拟可以发现, 失稳主要表现为火焰整体向边界漂移, 或者一个火焰分裂成两个新的火焰后分别沿相反方向向边界漂移.

盾构快速穿越法超浅覆土及负覆土隧道施工预测分析

赵辛玮1, 马永其1,2, 滕丽3

2015, 21(4):  454-466.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.01.040

摘要 ( 932 )   PDF (9854KB) ( 309 )  

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盾构快速穿越(ultra-rapid under pass, URUP)法隧道施工技术是一种盾构机从地表直接始发掘进, 最后在设定目标地点直接掘进到地表的新型施工方法. 以南京机场城轨URUP法隧道示范工程为背景, 利用三维非线性有限元方法(finit element method, FEM), 对URUP 法隧道施工过程进行了数值模拟. 预测分析了隧道施工过程中超浅覆土和负覆土区间的地表变形规律、施工影响范围以及最终沉降值. 分析结果与实测数据比较吻合, 说明了数值模拟的有效性和预测分析的可信性.

十二烷基硫酸钠胶束体系中硝基苯的增溶量与增溶位置

范永, 王新秀, 查一鸣, 张倩, 王田霖

2015, 21(4):  467-471.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.01.032

摘要 ( 878 )   PDF (6381KB) ( 479 )  

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研究了十二烷基硫酸钠(sodium dedocyl sulfate, SDS)胶束体系对硝基苯的增溶作用, 考察了SDS浓度和SDS溶液中的NaCl质量浓度对硝基苯增溶作用的影响, 采用核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)技术确定了硝基苯在SDS胶束中的增溶位置. 实验结果表明, 硝基苯的增溶量既随SDS浓度的增加而增加, 也随SDS溶液中NaCl质量浓度的增加而增加. 硝基苯在SDS胶束中的增溶位置靠近SDS的疏水内核.

环境与化学工程

黄浦江流域中酚类环境激素的分布特征及生态风险评价

鲍阳阳, 孙瑞, 徐奔拓, 徐刚, 吴明红

2015, 21(4):  472-480.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.02.017

摘要 ( 1021 )   PDF (1731KB) ( 536 )  

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从黄浦江流域采集了15 份冬季水体和悬浮物样品, 利用液相色谱-质谱联用技术(liquid chromatography-mass spectroscopy-mass spectroscopy, LC-MS-MS)分析了水体和悬浮物样品中壬基酚(nonylphenol, NP)、4-t-辛基酚(4-t-octylphenol, 4-t-OP)、4-t-丁基酚(4-t-butylphenol, 4-t-BP)和双酚A(bisphenol A, BPA)的质量浓度分布. 结果表明, 黄浦江流域水体和悬浮物样品中的酚类环境激素质量浓度范围分别为47.25356.43 ng/L 和2.2948.50 mg/g, 平均值分别为167.69 ng/L 和20.81 mg/g. 因子分析结果说明, 黄浦江水域中酚类环境激素主要以NP, 4-t-OP 和BPA 为主, 局部水域伴有4-t-BP 的高残留. 生态风险评价结果显示, 黄浦江流域水体中的酚类环境激素的危害商数均小于1, 表明不存在严重和频发的酚类环境激素生态毒理风险, 但其生物富集效应不容忽视.

上海PM₁₀ 质量浓度的空间分布及影响因素分析

荆亮, 徐玢花, 杜艳, 仲勉, 冯加良

2015, 21(4):  481-489.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.05.003

摘要 ( 962 )   PDF (1908KB) ( 380 )  

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根据上海2010 年1 月—2011 年12 月17 个环境监测点的PM10 监测数据和同期地面气象资料, 分析了上海PM₁₀ 质量浓度的季节变化和空间分布. 结果表明: 上海各监测点间PM₁₀ 平均质量浓度的差异并不显著, 说明区域传输对上海的大气污染有明显影响; 风向、风速对上海PM₁₀ 质量浓度有显著影响, 静风及WS 风向时PM₁₀ 质量浓度较高, 东风及东南风时PM₁₀ 质量浓度较低. 分析各监测点PM₁₀ 质量浓度与全市平均质量浓度的差别时发现,不同季节、不同风向下上海PM₁₀ 质量浓度的空间分布变化有较明显的规律, 污染物在不同功能区之间的相互输送是导致不同风向时PM₁₀ 质量浓度空间分布差异的重要原因. 气压对上海PM₁₀ 质量浓度的影响明显, 低气压时的PM₁₀ 质量浓度明显较低, 但大气压和PM₁₀ 质量浓度之间不存在线性关系.

大比表面积TiO2 纳米球的合成及其可见光降解Cr(VI) 和双酚A的协同作用机理

阮仲英, 王宇佳, 王彬, 程伶俐, 丁楠, 焦正

2015, 21(4):  490-502.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.03.008

摘要 ( 1183 )   PDF (16800KB) ( 309 )  

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以钛酸四正丁酯作为钛源, 十八烷基胺为模板剂, 采用溶胶凝胶法结合水热反应法合成了TiO₂ 纳米球, 并考察了煅烧温度对TiO₂ 纳米球形貌的影响. 结果表明, 当煅烧温度为350 C 时, 所制备的TiO2 纳米球具有最佳形貌, 且其比表面积可达159.878 m2/g, 约为目前商用TiO₂ P25(54.041 m2/g)的3 倍. 另外, 通过Cr(VI)和双酚A (bisphenol A, BPA)的可见光降解实验, 对所制备的TiO₂ 纳米球的光催化性能进行了测试. 结果表明, TiO₂ 纳米球在可见光条件下可有效降解水体中的Cr(VI)和BPA; 此两种污染物的降解呈现协同效应, 且TiO2 纳米球的比表面积决定了其光催化性能, 在350 C煅烧条件下制备的TiO₂ 纳米球具有最优的光催化性能.

施肥对蕹菜硝态氮累积和土壤酶活性的影响

曹明阳1, 胡雪峰1, 闫呈龙1, 代会会1, 罗凡1, 滕青1, 杨敏勇2, 王坚3

2015, 21(4):  503-514.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.03.006

摘要 ( 872 )   PDF (5325KB) ( 392 )  

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为了研究施肥方式对蕹菜硝态氮累积和土壤酶活性的影响, 在上海郊区一蔬菜园艺场设置了6个施肥处理: 不施肥对照; 施用复合化肥量分别为900, 1 800和2 700 kg/ha; 施用菜籽饼肥量分别为2 250, 4 500 kg/ha, 并定期监测蕹菜硝态氮含量的变化和土壤酶活性的差异. 结果表明: 复合化肥的施肥量越多, 蕹菜硝态氮的累积量就越高, 且肥料施用量与蔬菜硝酸盐含量呈极显著正相关(p<0.01); 在蕹菜的整个生长周期内, 植株的硝态氮含量先上升, 至21 d左右达到最大值, 然后迅速减少, 至54 d 后趋于平稳, 且在可食用范围内; 不同施肥处理的蕹菜在生长后期, 其土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶的活性均显著高于施肥前的背景土壤, 说明蕹菜生长有利于增加土壤酶活性. 施菜籽饼肥的土壤酶活性显著高于施复合化肥, 说明增施有机肥可提高土壤酶活性.

双酚A类同系物的雌激素效应及对MCF-7细胞的毒性

文育, 雷炳莉, 康佳, 张凯琼, 许洁

2015, 21(4):  515-524.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.04.021

摘要 ( 997 )   PDF (1819KB) ( 735 )  

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双酚A(bisphenol A, BPA)及其类似物作为聚碳酸酯的主要合成原料, 一直是环境污染的重要问题, 其环境分布及人体暴露是当今科学研究的热点. 为评估环境中BPA 类物质的毒性效应, 采用MTT 比色法检测了7 种BPA 类同系物对人雌激素受体(estrogen receptor,ER)缺失乳腺癌细胞MCF-7(ER–) 增殖活性的影响. 通过检测细胞乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)露出率评估了目标物对MCF-7 细胞膜的损伤, 结果表明, 在0.01～1.00 μmol/L 浓度范围内, 受试化合物对MCF-7 细胞的毒性较小, LDH 少量露出; 而在10 和100 μmol/L 浓度下, 细胞增殖受到显著抑制, 细胞膜通透性显著改变, LDH大量露出. 同时采用ER 基因双杂交酵母实验检验了这几种BPA 类同系物的雌激素效应大小, 通过Logistic 模型对曲线进行了拟合, 并以模型估算的半数透导活性(EC50) 评估了7 种BPA 类同系物的雌激素效应活性, 其大小依次为TDP>BPAF>4Cl-BPA>BPC>BPA>BPE>BPAP. 这说明其雌激素效应机制可能是通过和ER 结合而产生的.