上海大学学报(自然科学版)

汪敏，张倩武，张林，宋英雄，李迎春，林如俭

2012, 18(1): 1-6. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.001

摘要 ( 2838 )

PDF (2416KB) ( 1430 )

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基于正交频分复用（orthogonal frequency-division multiplexing,OFDM）技术的无源光网络（passive optical network,PON）因其通信容量大、抗色散能力强等优点，已成为下一代基于PON接入网的解决方案之一.与此同时，40/100 Gbit/s以太网标准的制定也使100 Gbit/s光网络传输实用化成为可能.提出一种基于中心化梳状光源的全光OFDM-PON网络架构，为100 Gbit/s光接入网提供了高效的实现方法.该系统以梳状光谱发生器为中心化光源，实现了全光连续OFDM信号的产生以及低成本的上下行相干检测.最后,对系统进行模拟仿真，并对结果性能进行了分析.

2×2熔锥光纤表面增强拉曼散射实验

陈振宜，陈娜，胡玲，王廷云，庞拂飞，刘琳

2012, 18(1): 7-11. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.002

摘要 ( 2478 )

PDF (2026KB) ( 1290 )

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基于光纤渐逝波原理，结合表面增强拉曼散射（surface-enhanced Raman scattering,SERS）技术，实验研究一种银溶胶涂覆的2×2熔锥光纤的SERS特性.熔锥光纤由一对单模光纤经过熔融拉制而成，固化在其表面的银溶胶为表面活性基底，起拉曼增强作用.随着锥区长度的增加，纤芯逐渐减小，其对光的束缚能力变弱，从而透射出较强的可作为拉曼激发光源的渐逝波.实验中，以R6G为待测溶液，在耦合锥区探测到低浓度目标分子R6G的拉曼光谱，其最低检测浓度达到了10^-8 mol/L.

非理想载波同步下的OFDM快衰落信道估计

方勇，赵维杰，汪敏

2012, 18(1): 12-19. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.003

摘要 ( 2426 )

PDF (1265KB) ( 1312 )

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针对非理想载波同步下的正交频分复用（orthogonal frequency-division multiplexing,OFDM）系统，提出一种快衰落信道估计算法.首先，提出一种紧凑型广义信道冲击响应（generalized channel impulse response,G-CIR）自相关矩阵的对角化方法，使其随机性仅体现在对角阵中;然后，提出一种紧凑型G-CIR矩阵的压缩表示方法及其等效信道模型，减少了待估计元素个数；最后，利用最小二乘（least square,LS）估计器估计出压缩后的信道，从而实现了非理想载波同步下的OFDM快衰落信道估计.仿真结果表明，该算法能对非理想载波同步下的快衰落信道进行有效估计，并且提高了误码率（bit error rate,BER）性能.

多中继放大转发协同通信系统功率分配方法

武卓，杨洪兵，郑国莘

2012, 18(1): 20-25. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.004

摘要 ( 2407 )

PDF (1777KB) ( 1540 )

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功率分配一直是无线通信系统中的一项最主要的关键技术，研究如何提高能量利用率对无线通信系统有重大意义.针对多中继放大转发协同通信系统，提出一种新型的功率分配方法，以最小化发送功率为目标，将模拟退火(simulated annealing,SA)算法应用于求功率分配因子.仿真结果表明，该方法在误码率性能和系统容量方面都明显优于等功率分配方法.在给定误码率情况下，该方法能够节省发送功率.

一类广义Stein方程的正定解

段雪峰1,2,王卿文2,常海霞3

2012, 18(1): 26-29. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.005

摘要 ( 2210 )

PDF (669KB) ( 967 )

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基于Thompson度量的良好性质,给出一类广义Stein方程存在正定解的充分条件;构造求解的迭代方法,并给出该迭代方法的误差估计式;最后用数值例子验证了该迭代方法的可行性.

二维轴对称压差方程组活塞问题的激波解

豆艳萍，汤忠飞，徐玉兰

2012, 18(1): 30-34. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.006

摘要 ( 1881 )

PDF (699KB) ( 920 )

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研究二维轴对称压差方程组活塞问题局部解的存在性.首先，利用轴对称的特点，选用合适的变量将原问题转化为一维问题.然后，利用Taylor展开的方法构造原问题的一个N阶近似解.进而以此近似解作为迭代的首项，通过Newton迭代法，并利用对相应线性问题所作的能量估计，最终证明其活塞问题激波解的局部存在性.

非交换子群共轭类个数为2的有限群

周志浩，郭秀云

2012, 18(1): 35-39. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.007

摘要 ( 2143 )

PDF (689KB) ( 1338 )

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探讨非交换子群共轭类的个数不超过3的有限群的可解性，并由此研究非交换子群共轭类的个数为2的有限非p-群，最后给出此类群的完全分类.

具有给定分支数森林的最小能量图

王文环

2012, 18(1): 40-42. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.008

摘要 ( 2129 )

PDF (660KB) ( 1058 )

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将图G的能量E(G)定义为图G的特征多项式所有特征根的绝对值之和.F_n,q是顶点个数为n,分支个数为q的森林的集合. 对于给定的n和q,给出F_n,q中具有最小能量的图.

全局优化问题的最优性条件及其实现算法

丁译，程建强，邬冬华

2012, 18(1): 43-47. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.009

摘要 ( 2088 )

PDF (682KB) ( 934 )

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基于求总极小值的积分水平集算法，提出另一类求总极大值的积分水平集算法；并根据权重的概念，对其中的积分均值函数进行修正，建立了求总极大值的积分水平集算法，以及相应的收敛准则；同时，对不同的权重值进行了数值试验，并对结果作出了客观评价.

基于Chebyshev多项式逼近的分数阶微积分数值算法

陈安，李常品

2012, 18(1): 48-53. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.010

摘要 ( 2642 )

PDF (701KB) ( 1535 )

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基于Chebyshev多项式逼近，建立关于分数阶积分与Caputo型分数阶微分的数值算法.对分数阶积分提出新的计算格式,对Caputo型分数阶微分则推广了原有的数值方法,并分别给出相应的误差估计.最后,通过数值例子说明了构造算法的有效性.

总极值问题的几种变差积分算法的实现比较

王筱莉，梁泽亮，姚奕荣，郑权

2012, 18(1): 54-58. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.011

摘要 ( 2186 )

PDF (678KB) ( 1038 )

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构造3种类型的变差积分，并运用它们来研究和求解总极值问题.针对不同的变差积分算法，结合Monte-Carlo技术，分别对100个变量的具体实例进行算法实现.数值试验结果表明，所设计的变差积分算法对不同的目标函数都有优势.

基于一种新的γ-扩张凹极小化问题的割平面算法

刘林娜，杨永建，余峰

2012, 18(1): 59-63. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.012

摘要 ( 1902 )

PDF (691KB) ( 1127 )

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首先，介绍凹极小化问题的有关内容及割平面算法的思想.然后，给出一种变上限函数积分法，并利用该积分法来求解凹极小化过程中γ-扩张的γ数.新算法在有限步内得到原问题的一个近似最优解，且算法的近似最优解为全局最优解.最后，通过数值试验证明了新算法是可行有效的.

有限差分格式的群分类

潘书勤,冉政

2012, 18(1): 64-67. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.013

摘要 ( 2143 )

PDF (997KB) ( 1253 )

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使用现代李群的分析方法，讨论传统计算流体力学中的有限差分格式高阶项效应所对应的群结构、群分类，以及对应的群不变解问题.有助于从对称性角度理解传统计算流体力学中有限差分格式的离散差分效应.

超临界平面耦合轴向运动梁的静平衡分岔

黄慧春1,丁虎2,陈立群2,3

2012, 18(1): 68-71. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.014

摘要 ( 2305 )

PDF (1089KB) ( 992 )

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运用数值方法研究固定边界条件下，超临界速度范围内的轴向运动梁横向与径向耦合平面的静态平衡位形分岔行为，其中轴向运动梁的静态平衡位形包括直线形状的0解，以及随传输速度分岔得到的曲线形状的非平凡分岔解.在梁的两端固定的边界条件下，运用有限差分法对轴向运动梁平面耦合非线性方程以及对应于非线性平面耦合方程的静态平衡方程作数值解.以铜材料的梁为例，数值求解轴向运动梁耦合平面的静平衡非平凡解，并仿真分析了系统参数对非平凡分岔解的影响.

梯形截面半导体量子线结构应力和应变分布的解析解

黄灵峰1，徐凯宇1,2

2012, 18(1): 72-75. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.015

摘要 ( 2569 )

PDF (1192KB) ( 1004 )

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在各向同性弹性理论的假设下，运用解析方法对量子线结构进行分析，通过对格林函数的积分运算，得到无限大基体内横截面为梯形的量子线结构的应力和应变场的解析解.另外，还讨论了量子线横截面的高度和初始失配应变变化对应变分布的影响.

基于本征正交分解方法的多段翼型流动分析

范晨麟,李孝伟

2012, 18(1): 76-82. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.016

摘要 ( 2419 )

PDF (3829KB) ( 1965 )

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对多段翼型流动结构的深入刻画和理解对于多段翼型的外形设计来说十分重要.在数值模拟的基础上，运用本征正交分解（proper orthogonal decomposition，POD）方法对多段翼型的数值结果进行重构和分析，对迎角变化情况下流动中的主要模态进行提取，并得到权函数随迎角变化的规律.针对嵌套网格的数值模拟流场的特点，通过对参与快照技术处理的数据进行筛选和还原，来避免无效数值对分析结果的影响.研究发现，流动中脉动流场所占的总能量比例相对较小，其整体POD能量谱收敛呈先快后慢的格局，大尺度的流动结构与流场中绝大部分的能量分布直接相关，且都包含在低阶模态中，而高阶模态则代表了复杂的脉动结构.

非均匀地应力下套管偏心对抗挤强度的影响

陈占锋1，2,朱卫平1，2,狄勤丰1，2,唐继平3,梁红军3

2012, 18(1): 83-86. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.017

摘要 ( 2088 )

PDF (2294KB) ( 1111 )

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在常规地层条件下，套管的强度具有足够的富余量，因而一般对套管的偏心影响考虑较少.但在深井及盐膏层地层中，套管偏心的影响不可忽略.针对塔里木油田英买力区块钻进过程中出现的技术套管受挤变形问题，建立有限元模型，分析套管偏心对套管抗挤强度的影响规律，绘制套管偏心与套管最大应力的对应关系图，回归套管偏心与套管最大应力关系的计算公式.研究结果表明，非均匀地应力下，在最大地应力方向，套管偏心距越大，套管抵抗非均匀载荷能力越强；在最小地应力方向，套管偏心距越大，套管越容易挤毁.最后，利用研究结果确定了该区块的最低钻井液密度，从而有效地解决了套管变形问题.

大圆筒结构-土-波浪相互作用的动力响应分析

汪德江，叶志明

2012, 18(1): 87-91. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.018

摘要 ( 2110 )

PDF (1865KB) ( 1254 )

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针对新型的大圆筒薄壳结构的复杂动力特性，建立大圆筒结构-土-波浪相互作用的三维非线性有限元模型.通过设定无厚度的接触面单元，来模拟薄壳圆筒-土之间的非线性接触特性；采用土体的非线性本构模型，并同时计入波浪等动荷载的作用对结构进行动力响应分析，得到大圆筒上的x方向及y方向应力分布规律，以及应力随波浪力和埋深的变化规律；最终给出了圆筒结构的应力分布函数式及合理的壁厚尺度.

钢筋混凝土梁柱节点抗剪强度计算模型

陈玲俐，王健

2012, 18(1): 92-97. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.019

摘要 ( 3076 )

PDF (1507KB) ( 1654 )

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对3个常用的节点核心区抗剪强度计算模型进行介绍和分析.计算结果表明：3个模型的理论计算结果的离散度较大，与试验结果不能很好地吻合.在斜压杆-桁架模型基础上，同时考虑开裂后混凝土强度软化和高强混凝土修正系数，得到一个改进的节点核心区抗剪强度计算模型.改进模型的计算结果与试验结果很接近，离散度小，且偏于安全，适用于普通混凝土节点及高强混凝土节点的极限抗剪强度计算.

非饱和上海软土的土-水和变形特性

陈振新，孙德安

2012, 18(1): 98-103. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.020

摘要 ( 2119 )

PDF (1961KB) ( 1150 )

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使用压力板法和滤纸法测量非饱和上海软土的吸力，得到第②，③，④层上海原状土和第②，③层上海重塑土的土-水特征曲线，以及土体脱水干燥过程中吸力和孔隙比之间的关系.土-水特性试验结果表明：第②，③，④层上海原状土和第②，③层上海重塑土的进气值分别为150～180，220～250，650～800，260～310，550～600 kPa.干燥收缩试验结果表明：上海黏土的收缩过程可分为3个阶段，即弹性阶段、弹塑性阶段和缩限阶段.当基质吸力较小时，收缩变形较小，土体处于弹性阶段；当基质吸力增大到一定值时，收缩变形明显，土体处于弹塑性阶段；当土体变形基本不随基质吸力变化时，土体处于缩限阶段.

包含摩尔-库仑准则的单元劈裂法模拟围压下节理扩展

杨帆1,张振南2

2012, 18(1): 104-110. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2012.01.021

摘要 ( 2557 )

PDF (3094KB) ( 1174 )

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以单元劈裂法作为基本方法，采用摩尔-库仑准则作为单元劈裂准则，探索和发展一种更为简单有效的节理扩展数值模拟方法.由于单元劈裂法是利用三角单元的几何特性构造出的一种特殊三节点节理单元，它可以在原网格划分方案基础上直接对裂纹扩展进行数值模拟.而摩尔-库仑准则是广泛应用于岩土工程材料的破坏准则，可以较为准确地预测岩土材料的破坏行为.因此，将二者结合起来，对节理扩展模拟具有较大优势.为验证本方法的有效性，分别模拟了不同围压下多裂纹岩石材料的破坏过程，并与相应试验结果进行对比分析.结果表明，本方法能再现不同围压下多裂纹扩展、汇合的基本过程和特征，从而说明本方法是有效的.

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