武汉理工大学学报

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B₂O₃对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

何峰,房玉,刘佳，程金树

. 2012, (2): 1-4.

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硼硅酸盐玻璃与普通的钠钙硅玻璃相比，性能上有非常明显的优势。主要探讨B₂O₃对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响。通过红外光谱和拉曼光谱分析了硼硅酸盐玻璃在不同含量B₂O₃的情况下的结构变化，测试了玻璃的热膨胀系数、转变温度、软化温度和化学稳定性。研究结果表明：随着B₂O₃含量的增加，玻璃结构中[BO₃]增多，[BO₄]先增多后相当，玻璃的热膨胀系数也是先减小后增大，转变温度和软化温度都逐渐减小；硼硅酸盐玻璃中加入适量的B₂O₃后对玻璃的化学稳定性有一定的改善。

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陶瓷窑炉中富氧燃烧火焰特性的试验研究

文进，高强，邓臻禄，何峰，程金树

. 2012, (2): 5-8.

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以单节辊道窑的结构形式设计物理模型进行富氧燃烧试验研究，在不同氧浓度条件下，从火焰形貌、火焰温度分布、火焰传播等方面分析富氧燃烧技术对火焰特性的影响，为窑炉设计及富氧喷枪设计与布置提供依据。研究结果表明：当氧浓度从21%增加至30%时，火焰亮度逐渐增加；火焰长度逐渐缩短并向喷枪口处收缩；最高火焰温度明显提高，且火焰最高温度出现位置向喷枪口靠近；轴向火焰温度分布趋向集中，在设计窑炉时应该注意火焰长度方向的尺寸；火焰前沿速度逐渐降低，引起温度梯度变大，火焰覆盖面积减小，需要设计可用于富氧燃烧的可调节式燃烧器，以保证在不同氧气浓度下，火焰处于稳定燃烧状态。

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用固体废弃物制备生态型活性粉末混凝土研究

杨春梅，赖建中，徐升

. 2012, (2): 9-12.

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针对当代社会环境污染越来越严重、固体废弃物排放量越来越大的现状，提出利用铁矿尾砂代替黄砂和磨细石英砂制备生态型活性粉末混凝土的方法。通过改变铁矿尾砂的掺量，并对不同配比的活性粉末混凝土静态力学性能进行测试和分析，提出了可行性的制备技术。

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乳化沥青对PVA纤维增强水泥基复合材料韧性的影响

何锐，李永鹏，陈拴发，邢明亮

. 2012, (2): 13-16.

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为了研究乳化沥青对纤维增强水泥基复合材料韧性的影响，采用乳化沥青制备PVA纤维增强水泥基复合材料，对其强度和韧性性能进行测试，并采用SEM对试件断面微观形貌进行了分析。结果表明，加入乳化沥青以后，复合材料的抗压强度和抗折强度迅速下降，而韧性性能迅速上升；纤维的破坏模式由拉断破坏变成拔出破坏，随之在试件底部出现了多缝开裂；当乳化沥青用量为10%时，试件出现了明显应变硬化现象；当乳化沥青用量过大时，韧性反而下降。此外，结合微观力学原理，对乳化沥青的增韧机理进行了阐述。

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添加剂对电沉积锌粉结构和形貌的影响

张杰，戴亚堂，张欢，周龙平，李常雄，贾玉蓉

. 2012, (2): 17-21.

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研究了锌氨络合体系中添加剂PVP（聚乙烯吡咯烷酮）、添加剂EDTA和复合添加剂对电解锌粉的结构和形貌的影响。采用XRD、SEM对样品的晶体结构、微观形貌进行表征。结果表明，添加剂PVP、EDTA、复合添加剂分别可以制得珊瑚状、树枝状和针状形貌的锌粉；当复合添加剂浓度比R_c=1.5时，可以制得分散性好、粒度均匀、形貌好的针状锌粉。

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有机相变储热复合材料的储/放热性能研究

杨晟，杨内州，何富强

. 2012, (2): 22-26.

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以高孔隙率泡沫石墨材料作为骨架在真空环境下吸附石蜡，制备而成新型有机相变储热复合材料。利用Hot Disk热常数分析仪和差示扫描量热仪( DSC )研究了其热性能，结果证明复合材料的导热能力得到了极大强化。对分别填充了复合材料和纯石蜡的以水作为热媒的储热槽进行了实验研究，重点考察了两者在储热和放热过程中的温度均匀性、储能速率及泡沫石墨对石蜡相变的影响，同时就泡沫石墨的孔隙率大小对复合材料导热性能和储能速率的影响规律进行了对比分析。研究表明，复合材料的相变温度区间基本不变，导热性能提高了21倍，相变时间缩短了56%以上，相变界面移动加快，储热槽的储热、放热性能和储能密度有了很大提高; 不同孔隙率会影响复合材料的导热系数、储能速率和储能容量，在提高储能速率和保证储能容量两者之间，选择孔隙率为91%的泡沫石墨作为复合材料骨架应是一最佳值。

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基于混料设计的泥炭腐植酸型煤粘结剂研究

赵巍，李远才，李章博，万鹏

. 2012, (2): 27-31.

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以型煤试样的初始强度和常温强度作为泥炭腐植酸粘结剂提取能力的表征，研究了混合碱液对泥炭中腐植酸粘结剂提取率的影响。先通过单因素实验的方法确定NaOH的最佳加入量，然后在此最佳加入量的基础上，以NaOH、Na₂CO₃和Na₃PO₄为三因素做混料实验，采用全概率公式评分法对多指标实验数据进行分析处理，对分析处理后的综合指标进行回归分析，得到了综合指标的最优回归模型，以此求得三因素的最佳比例。研究结果表明，当NaOH、Na₂CO₃和Na₃PO₄加入总质量为泥炭的15%，且加入比例为2∶1∶0时，可获得最佳的腐植酸提取效果。

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纯弯正交异性双材料界面裂纹尖端应力场研究

李俊林，张珺，陈蓓蓓，冯贵林

. 2012, (2): 32-39.

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研究了受纯弯曲载荷作用的正交异性双材料界面裂纹尖端附近的应力场问题。通过复合材料断裂复变方法，构造特殊挠度函数，将控制方程化为广义重调和方程组，基于边界条件得到了两个八元齐次线性方程组，在判别式Δ₁>0,Δ₂>0的情形下，推出了含两个实奇异指数的应力函数并得到了界面裂纹尖端附近的弯矩、扭矩和应力的计算公式。作为特例，当上下半平面材料相同时，可以得到纯弯正交异性单材料裂纹尖端应力场。并利用有限元算例分析验证了理论结果的正确性。

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半刚性路面基层收缩开裂静态力学模型研究

单来，刘道斌，沈卫国，张大亮，张郭峻，安涛

. 2012, (2): 40-44.

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半刚性基层材料的收缩开裂极大地影响了路面的使用性能和服役年限。选用裂缝间距和裂缝宽度作为评价裂缝发生几率和裂缝危害性的指标。通过对半刚性基层的收缩开裂力学原理分析，建立了一种半刚性基层的收缩开裂模型，采用文献报道的弹性模量、抗拉强度、收缩系数对路面基层收缩开裂的两个评价指标进行了计算，从计算结果可以看出：采用室内试验计算的结果和实际基层的表现有很大的背离，并分析了原因，提出从设计和施工方面改善抗裂性能的措施。

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TLA改性沥青的动态剪切模量及主曲线分析

杨娥,张肖宁

. 2012, (2): 45-48.

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采用动态剪切流变仪AR2000对不同TLA掺量的改性沥青在线粘弹范围内进行了动态频率扫描，运用DMA时温等效原理，获得了不同TLA掺量的改性沥青在各个温度下的动态剪切模量主曲线族，结果表明：基于时温等效原理获得的材料宽温宽频范围内的主曲线族频率范围跨跃大，为准确描述不同TLA掺量的改性沥青动态剪切模量的变化趋势提供了条件；TLA改性沥青的动态剪切模量在相同温度下随频率的变化趋势与TLA掺量有关，在双对数坐标下，随TLA掺量的增加，动态剪切模量随频率的变化率逐渐减小,对频率的依赖性越来越好。

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基于ISM的三峡船闸船舶过闸碰撞事故风险分析

李莉，刘清，张恒，邓敏

. 2012, (2): 49-53.

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三峡船闸船舶过闸面临多方面危险，完善船舶安全过闸管理具有重要意义。针对三峡船闸建成以来船舶过闸碰撞事故特点，运用风险管理的相关知识，结合危险源的相关知识和专家经验分析，确定船舶过闸碰撞事故因素分类及因素之间的关联，通过风险分析解释结构模型法（ISM）得出三峡船闸船舶过闸碰撞事故风险因素层次分布图，对船舶过闸避碰提供应对措施建议。主要探讨了三峡船舶过闸碰撞风险因素的识别与关系分析、风险因素解释结构模型及风险应对，并研究风险管理在船舶过闸碰撞事故中的运用。

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基于交通事故间距分布特征的事故黑点鉴定新方法

崔洪军，申晓静，赵述捷，孙喜欣

. 2012, (2): 54-58.

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常用的事故多发点鉴定方法都需在分析事故数据前将路段进行划分，这与事故的空间分布不一致，易导致事故多发点的割裂分析。在对交通事故数据统计分析基础上，验证了单位里程事故数服从泊松分布，并推导出事故间距服从负指数分布，进而可计算出异常事故间距的界限值，认为构成异常事故间距的事故与路况可能存在一定联系，并根据小概率事件原理，可确定出异常事故间距连续出现个数的下限值，大于该下限值的连续事故异常间距构成路段即为事故多发地点。

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基于多目标粒子群算法的泊位岸桥分配研究

张红菊，乐美龙

. 2012, (2): 59-64.

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为得出合理且符合实际生产状况的泊位岸桥分配，建立了船舶在港时间和码头运营成本最小的多目标优化模型，并使用了多目标粒子群算法进行求解。通过多目标粒子群算法分别求解30、40、50、60、70艘船舶的优化模型，得到的可行解使时间和成本这两个目标达到最优平衡，并证明了模型和算法的有效性。试验结果表明，多目标优化方法与单目标而言，可以使码头得到更大的运营效益。

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盾构隧道开挖三维数值模拟方法研究

徐明，谢永宁

. 2012, (2): 65-68.

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盾构隧道开挖的模拟方法是对隧道土结构物相互作用进行三维数值分析的重要考虑因素。对两种典型的模拟方法进行了探讨，一种是更接近真实施工过程的分步开挖法，另一种则是简化的一步通长开挖应力释放法。对比分析表明，两种方法对于地面沉降的预测结果比较接近，而对于邻近桩基础的预测结果之间的差异也不是太大。同时，一步通长开挖应力释放法能得到不同的地层损失，并且建模简单，能够较好地用于分析隧道开挖对地面建筑物及周边地下结构物的影响。

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大跨度变截面门式刚架抗风优化设计研究

吴玖荣，董超超，徐安,傅继阳

. 2012, (2): 69-74.

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在运用考虑背景响应的LRC方法计算等效静力风荷载施加在变截面大跨门式刚架的基础上，通过SAP2000 API函数用MATLAB调用有限元分析结果，采用虚功原理构造其位移约束条件，运用拉格朗日乘子法建立优化问题的数学模型。运用最优准则法(OC)，探讨了大跨度变截面门式刚架抗风优化设计的相关方法。通过对构造的函数进行迭代求解得出其优化的最小截面，并与峰值因子法求静力风荷载的优化结果进行对比。对比的结果表明：运用OC优化算法收敛的迭代次数较少，且利用LRC方法建立的等效静力风荷载条件下的优化结果更加经济，也更符合风荷载的实际特性。

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贝壳砂物理力学性质研究

赵翀，孔令伟，王敏

. 2012, (2): 75-79.

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对贝壳砂的物理力学性质进行了系统的研究，指出了贝壳砂的一些工程特性。对不同相对密度的贝壳砂进行了单轴固结试验和三轴固结不排水试验。低围压范围内，相对密度和围压对贝壳砂的峰值应力都有很大的影响，相对密度越大，围压越大，贝壳砂抗剪强度也就越大；尤其是提高相对密度，对贝壳砂的峰值应力有很大的提高。对试验前后的贝壳砂进行了颗分试验，定性地描述了贝壳砂试验前后的破碎情况，指出贝壳砂颗粒的破碎特点。

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两层轻钢龙骨体系动力特性及地震位移反应分析

王小平,段晨,石红雷

. 2012, (2): 80-84.

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由于和传统钢结构形式有差别，轻钢龙骨体系在计算地震剪力时，自振周期按《荷载规范》附录中的经验公式取值不尽合理，有必要对这种结构形式的动力特性及地震位移反应进行研究。以一两层格构轻钢龙骨教学楼为例，采用有限元软件ABAQUS对结构进行了整体建模，得到其前20阶自振频率及前3阶振型，分别采用底部剪力法和时程分析法分析了结构的地震位移反应，并进行了比较，为结构设计和计算提供方便。

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确定斜拉桥施工索力的影响矩阵法??

冯仲仁，苗永慧，王雄江

. 2012, (2): 85-90.

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基于线性影响矩阵的理论基础上，从施工临时荷载、现浇梁段自重、张拉斜拉索和解除临时约束4种工况来考虑，通过正装分析方法模拟斜拉桥的施工过程对初张拉力的影响，导出根据设计成桥索力准确计算施工初张拉力的方法，并结合江苏泗阳大桥工程实例验证此方法的准确性。此方法能根据设计成桥索力准确地计算施工初张拉力，对斜拉桥索力施工具有一定指导意义。

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三峡库区滑坡治理工程中抗滑桩综合优化研究

李长冬,唐辉明,胡新丽,王亮清,刘庆涛

. 2012, (2): 91-95.

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根据滑坡推力分布特点，提出了不等桩间距布设原则。结合抗滑桩桩间距模型的研究、截面尺寸优化研究和锚固比研究的相关成果，在满足安全系数设计要求的前提下实现工程造价最小化的优化目标的前提下，建立了考虑桩截面宽度、截面高度、桩间距和锚固比各参数的优化求解模型，采用黄金分割优化算法和计算机编程，为抗滑桩设计提供了一个综合优化研究方案。结合三峡库区工程实例应用，表明该综合优化方案具有显著的经济效益。

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在役PC梁桥现存应力测试与研究

李世安，贺拴海，宋一凡

. 2012, (2): 96-100.

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针对目前预应力梁桥因多方面因素造成的预应力损失，基于静力平衡原理，通过横张增量法对实桥进行预应力测试，采用线性条件下二级间增量方式消除误差，得出实测桥梁的目标钢束现存预应力，并与规范中理论计算值进行对比分析，确定桥梁现存预应力储备状况。研究表明：实测箱梁跨中8根正弯矩束中，有3根钢束预应力实测值小于理论值19.66%~29.25%，墩顶4根负弯矩束实测值较理论值大9.64%~25.14%；由此说明PC箱梁预应力损失较严重，主梁刚度有所下降，结构受力不利；此检测方法及结论可为该类桥梁现存预应力测试评定及病害处置提供参考依据。

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软土地区某深基坑变形规律有限元模拟研究

唐卫平，李得喜，盛小龙

. 2012, (2): 101-104.

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以深圳市某地下车站深基坑工程为依托，运用有限元软件PLAXIS对围护结构的深层水平位移、坑底土体隆起、周围土体沉降和支撑轴力变化进行了研究，得出：1)墙体水平位移呈现出“两头小、中间大”的凸肚子形状；2)在开挖深度较大时，坑底将发生塑性隆起，呈现出“两边大、中间小”的形式，坑外土体沉降呈现出抛物线分布形式；3)开挖卸荷引起的坑外主动土压力主要由临近开挖面的支撑反力来平衡，新支撑的架设会导致各道支撑轴力进行重分布。研究结果可对类似工程的信息化施工提供参考。

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直接产电型垂直流人工湿地微污染水源水处理试验研究

夏世斌，潘蓉，张宁，黄发明，代西，吴振斌

. 2012, (2): 105-109.

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基于生物电化学原理，首次构建直接产电型垂直流人工湿地新装置，进行微污染水源水处理试验，考察其污水净化效果和生物产电特性。结果表明：1）新装置外接电阻为6 000 Ω时，能达到777 mV的最大输出电压，最大功率密度为8.05 mW/m²；2）微污染水源水净化效果好，尤其有较强的脱氮能力，当进水TN平均3.3 mg/L，TN去除率最高达到97.35%,平均达到70%；3）试验期间人工湿地植物生长正常。

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微生物絮凝剂产生菌菌种的培养及筛选

徐晓明，蒋丽春，唐绍明，王晓川

. 2012, (2): 110-114.

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利用4种不同成分的培养基从活性污泥中共分离出39株菌株，通过考察培养条件最终在4种培养基中各筛选得到一株具有较高絮凝活性的菌株，分别命名为A11，B6，C5，D6；同时考察了絮凝剂用量及助凝剂CaCl₂的投入量对絮凝效果的影响，结果表明：A11絮凝剂投加量在0.2 mL，CaCl₂用量在0.8 mL；B6絮凝剂投加量在0.2 mL，CaCl₂用量在1.0 mL；C5絮凝剂投加量在0.25 mL，CaCl₂用量在1.0 mL；D6絮凝剂投加量在0.15 mL，CaCl₂用量在1.0 mL；分别具有良好的絮凝效果。

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周期分布压力腔的小孔节流圆形静压气体轴承静动态特性研究

向洋，陈瀚，陈学东

. 2012, (2): 115-120.

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利用摄动法研究了沿周向周期分布压力腔的小孔节流圆形静压气体轴承的静动态特性。通过有限差分法求解稳态雷诺方程和扰动雷诺方程，计算了轴承静承载力和静刚度及动刚度和阻尼系数，分析了扰动频率对轴承动态性能的影响，并对轴承的稳定性进行了分析。研究结果表明：扰动频率对轴承动态性能有较大影响；轴承的稳定性与气膜间隙、供气压有关，供气压越大，轴承稳定性越差，随着气膜间隙增大，稳定性先减弱后增强。

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高温超导电机磁体支撑结构焊接残余应力分析及影响研究

周勇，谢峰，苏浩，叶志刚

. 2012, (2): 121-124.

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焊接残余应力不仅可能使高温超导电机磁体支撑结构产生裂纹，还可能与外加载荷叠加后改变磁体支撑结构的承载能力。应用轴对称模型及单元生死技术，对高温超导电机磁体支撑结构进行了焊接数值模拟，得到了焊缝残余应力的分布规律，同时在结构强度分析中考虑了焊接残余应力的影响。数值模拟结果表明：最大残余Mises应力出现在焊缝区域，远离焊缝区的应力几乎为零；整体退火对焊接残余Mises应力的降低非常有效；焊接残余应力和外载荷作用下的Mises应力进行了叠加，导致磁体支撑结构的强度明显下降。研究结果为磁体支撑结构的设计、生产工艺的优化及降低焊接残余应力提供了理论依据。

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摩擦学与动力学信息故障诊断相关性分析研究

冯伟，谢小鹏，贺石中

. 2012, (2): 125-128.

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以齿轮箱摩擦学系统为研究对象，通过分析齿轮摩擦学与动力学信息之间存在的异同性，建立了齿轮摩擦学与动力学信息故障诊断相关性分析模型。对模型中两类不同量纲的诊断信息采用对数化累积处理方法，并归一到同坐标下对比分析。结果表明，两类特征信息在故障诊断中表现高度相关。该研究为设备多信息融合故障诊断提供一条新的分析方法。

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联合运动估计和帧选择的多帧超分辨率重建算法

薛翠红，于明，高韬，阎刚，贾超，李果

. 2012, (2): 129-134.

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多帧图像超分辨率重建中，连续各帧图像间的精确匹配和帧的选择具有非常重要的意义。提出了自适应帧选择原则，设计了联合光子流运动估计配准和超分辨率重建的方法。首先采用光子流运动估计算法计算各帧间的运动估计，设计一种自适应帧选择方法丢弃一些帧间运动较大的帧，再通过亚像素图像配准，计算得到相对精确的运动估计参数，最后结合最大后延概率方法进行图像超分辨率计算，并充分考虑两次迭代所得图像向量的差值对下次迭代算法的影响。实验结果表明，该方法不仅可以实现亚像素级的精确配准，还可以使重建后图像在视觉效果和峰值信噪比上都得到更好的效果。

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基于低摆幅互连线的NoC功耗降低技术

李媛媛，齐跃

. 2012, (2): 135-139.

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在高性能的片上系统设计中，功耗已经成为制约片上网络发展的重要约束。首先用混合插入方法计算了全局芯片网络中各条路径的延时和功耗。相比起用最优中继驱动器插入方法，这种情况下互连线的延时和功耗分别降低了24.36%和11.81%。在混合插入方法的基础上进行优化后，相比起用混合插入方法，互连线功耗降低了21.75% 。

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3种基于HCS12定时器的PWM波形发生器的设计

冯道宁，刘昭度，叶阳

. 2012, (2): 140-143.

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在车辆ASR系统开发中，提出了基于HCS12单片机增强型定时器复用I/O输出PWM信号的开发方案，解决了由于硬件限制导致PWM输出通道的不足的问题。介绍了单片机增强定时器通过输出比较寄存器、输出比较中断、TCNT输出翻转实现PWM波形输出的3种方法，详述了各方法中重要寄存器的设置和逻辑对应关系，并给出了相应的波形输出图和程序流程图，通过理论分析和实验结果探讨了不同设计方案的优缺点。

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一种软开关逆变器的设计与应用

许胜辉，魏伟

. 2012, (2): 144-148.

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以拓展三相逆变器“自然软开关动作”状态为出发点，提出了一种自然软开关变流技术控制机理。采用该技术的新型逆变器由于电路结构简单，控制方便可靠，因而能方便地作为电力有源滤波器的逆变器用于谐波补偿。结合所提出拓扑的特点，重点介绍如何采用锯齿载波空间矢量脉宽调制法的控制实现。最后通过实验验证了该变流控制技术的正确性和可行性。

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