武汉理工大学学报

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高温混凝土储热模块充放热特性数值研究

朱进容,董琼,程晓敏,朱教群,周卫兵

. 2013, (12): 1-5.

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储热系统的储热能力直接关系到太阳能热发电的效率和成本。作者对以混凝土作为储热介质，熔融盐作为传热介质的储热模块的充放热特性进行了数值研究，考虑了不同参数对储热模块的影响，得到了储热模块的瞬时温度分布等参数，并对模拟结果进行了对比分析。研究结果表明：提高熔融盐入口流量可有效增强熔融盐与混凝土之间对流换热，从而提高混凝土充放热速率，但是需增加泵功消耗和储热模块长度；随着管径的增加和管间距的减小，熔融盐与混凝土之间换热面积增加，混凝土充放热速率增大，同时所需钢材量增加，从而增大储热成本。

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基于PHREEQC模型的水泥熟料矿物溶解动力学研究

陈雷，崔卫平，段平，陈伟

. 2013, (12): 6-10.

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在地球化学反应平衡模拟理论基础上，建立了矿物溶解模型，选用美国地质调查局(USCS)提供的PHREEQC模拟软件，研究了不同条件下，各种离子、pH、温度、离子强度等条件对矿物溶解作用的影响。模拟结果表明： Na⁺、Cl^-、K⁺对熟料的影响不显著，Mg²⁺、SO₄^2-、Ca²⁺对它们的溶解平衡影响显著；对C₃S, C^₂S而言，随着钠离子的增多，熟料矿物的溶蚀将加速；加入石膏使熟料矿物的饱和指数增大，而C₃A饱和指数下降；随着温度的升高，熟料矿物平衡常数增大，饱和指数均减小；随着pH的升高，熟料矿物的饱和指数升高。

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BiFeO₃-Bi(Ti_0.5Ni_0.5)O₃固溶体陶瓷的多铁性能研究

马争争，李建青，胡晓军，陈子鹏，余灵风

. 2013, (12): 11-14.

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采用溶胶-凝胶法制备了系列(1-x)BiFeO3-xBi(Ti0.5Ni0.5)O3固溶体陶瓷，研究了不同组分下样品的结构和铁电、铁磁及介电性能。X射线衍射谱显示出样品具有纯相的菱方钙钛矿结构。与纯BFO陶瓷相比，固溶体陶瓷样品的剩余磁化(Mr）和剩余极化(Pr）都有明显的提高。其中x=0.1的样品能观察到饱和的磁滞回线，并表现出最佳的磁电性能，具有最大的剩余磁化Mr=0.565 31 emμ/g和最大的剩余极化Pr=5.767 μC/cm2。通过测量样品介电常数随温度变化的关系曲线，观察到铁电相变与铁磁性相变发生的介电异常峰，并显示出样品的损耗和漏电流大幅度降低。

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沸石改性及调湿性能研究

雷盼盼，韦江雄，余其俊，李方贤

. 2013, (12): 15-20.

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采用球磨、热处理、碱溶液浸泡等物理和化学方法对天然沸石进行改性处理，探讨了沸石粒度、热处理温度和保温时间、碱溶液浓度对沸石调湿性能和孔结构的影响。结果表明，对沸石进行球磨处理增大了比表面积但并不是粒度越细，吸放湿速率越大，当粒度小于0.15 mm时，吸放湿速率开始减小；热处理除去了沸石内的水和杂质，增大了比表面积和孔容积；碱溶液处理清除沸石孔内无定形凝胶杂质，扩大了微孔、细化了大孔，提高了吸放湿性能；采用粒度为100目、NaOH质量摩尔浓度为1 mol/L、热处理温度200 ℃、保温2 h对沸石改性处理后，沸石吸湿率、放湿率分别提高了3.5倍和4.06倍，小于50 nm的孔径约占65%。

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基于应变模态测试的复合材料梁的刚度识别

文欢，吕泳，朱四荣

. 2013, (12): 21-25.

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采用锤击法对玻璃纤维增强塑料梁在局部附加质量块前后进行模态测试，结果表明，附加质量后，结构固有频率下降，同时，在附加质量所在的节点位置，应变模态有突变产生。文中基于应变模态测试结果对梁的刚度进行识别。以识别结果为已知量，用数值模拟实验的方法进行检验。检验得出识别结果和模拟实验相吻合，从而验证识别方法的可信性。此识别方法不需已知梁未损伤前的物性参数，只需知某部分的刚度，即可识别出所有单元的刚度。

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BTAOH和钼酸钠对铜的缓蚀作用

裴礼鸿，吴俊升，潘晓铭，田然，李晓刚

. 2013, (12): 26-32.

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采用电化学阻抗谱、扫描Kelvin探针及石英晶体微天平等方法研究了1-基苯并三氮唑（BTAOH）和钼酸钠（Na2MoO4）在模拟大气腐蚀液中对铜的缓蚀作用。结果表明，BTAOH与Na2MoO4以2∶1复配使用能够在铜表面快速形成吸附膜和氧化膜，阻止侵蚀性离子在铜表面的吸附，并显著提高铜在模拟大气腐蚀液中的电荷转移电阻。铜表面平整致密，无明显的腐蚀产物，而空白试样表面的腐蚀产物呈聚集柱状堆积。在含有复配缓蚀剂的溶液中浸泡96 h后，铜表面的Kelvin电位变化很小，表面仅发生了轻微的腐蚀。

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垃圾焚烧炉用赤泥质蓄热陶瓷的研究

徐晓虹,吴建锋,张以河,周凤山,徐笑阳,饶郑刚,胡应模

. 2013, (12): 33-38.

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以拜尔法赤泥和页岩为主要原料，采用无压烧结制备了赤泥质蓄热陶瓷。研究了蓄热陶瓷配方组成和烧结温度对材料烧结性能和力学性能的影响。利用XRD、SEM等测试手段对样品的物相组成、微观结构、力学性能和热学性能进行了表征。结果表明：经1 040 ℃烧成样品（G-4配方）性能最优，吸水率为21.27%，气孔率为39.19%，体积密度为1.84 g/cm³，抗折强度达33.32 MPa；经30次热震(在空气中气冷，25~800 ℃)后，样品未开裂，样品的抗折强度损失为2.56%，热膨胀系数为10.48×10^-6℃^-1，蓄热密度随温度升高而增大，600 ℃时，蓄热密度达445.28 kJ/kg。XRD分析结果表明，样品热震前后的主晶相为鳞石英、赤铁矿和蓝晶石；SEM研究表明，热震前及热震后样品存在着较多的闭气孔和连通气孔，尺寸在1~20 μm之间，样品中有大量板条状和柱状晶粒生成。赤泥质蓄热陶瓷可望用作垃圾焚烧炉的蓄热材料。

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固硫灰激发剂二元干混砌筑砂浆研究

肖超，徐迅，卢忠远，刘建

. 2013, (12): 39-43.

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固硫灰是循环流化床锅炉燃煤固硫产生的工业废渣，具有自硬性、火山灰活性和膨胀性等特性，将其与碱性激发剂复合作为胶凝材料制备建筑砂浆将有望降低水泥用量、提高砂浆保水率和改善砂浆收缩。作者利用固硫灰激发剂作为二元复合胶凝材料制备干混砌筑砂浆，研究碱性激发剂掺量、固硫灰细度、保水增稠材料掺量、胶砂比和砂级配对砂浆性能的影响。实验表明：粉磨至一定细度的固硫灰中掺15%碱性激发剂、胶砂比为1∶2、砂级配为1∶1时可制备28 d抗压强度达到10.7 MPa的干混砌筑砂浆，砂浆保水率94.7%、凝结时间6.9 h、2 h稠度损失率14.1%，各项性能均符合GB/T 25181—2010的要求。

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机制砂MB值的影响因素定量研究

沈卫国，杨振国，邹晓丹，刘文浩，徐志元，邱杰汉

. 2013, (12): 44-47.

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机制砂中粉料含量和MB值是科学评价机制砂质量的关键指标。通过测试不同粒径范围、筛分条件、石粉岩性、粉料含量与组成下机制砂MB值，系统地研究了石粉、泥粉与机制砂MB值间的动态关系。结果表明：机制砂MB值主要来自于粉料，机制砂中母岩提供了一个较低的MB本底值，本底值在0.15~0.35 g/kg之间，岩性的变化会影响MB值表征粘土含量的准确性。机制砂MB值随石粉含量和泥粉含量的增长而增长，但泥粉在粉料中的含量和比例对机制砂MB值起着决定性的作用。

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游离硅酸对离子交换法测水泥中SO₃的干扰及误差分析

张磊，郭丽萍，杜小弟，张绪清，陈刚，雷家珩

. 2013, (12): 48-51.

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针对离子交换法测水泥中SO₃的误差问题，采用ICP-ES测定和比较了GB/T 176—2008和GB/T 176—1976新旧两版标准中离子交换体系游离硅酸的溶出量，通过电位滴定和理论计算讨论了硅酸产生干扰的机理和消除干扰的措施。新版国标（GB/T 176—2008）离子交换法提取SO₃时，体系中游离硅酸含量增加到约15 mg（以SiO₂计），使得体系酸碱滴定化学计量点的pH降低至7.0以下，且终点的突跃范围缩小。变色域为8.0～9.6，显著高于化学计量点和突跃范围，从而导致滴定结果偏高，系统误差可达+0.65 mg(以SO₃质量计)，且终点变色不明显，不确定度增大。若选用变色点为pH=4.3～7.5范围的酸碱指示剂，可避免硅酸的干扰，SO₃测定结果的误差可控制在±0.1%以内。

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一种改进的混凝土电阻率测量方法

王立霞

. 2013, (12): 52-56.

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通过改进混凝土电阻率测量的方法，采用小电极形式埋入混凝土内部不同深度，用恒电位仪进行电阻测量，可以实现对混凝土内部不同深度处电阻的连续监测。比较分析了依据2 cm和4 cm两个电极间距测量的混凝土电阻率结果所计算的变异系数的变化。研究了环境湿度对混凝土试件不同深度电阻率的影响及在自然和标准两种养护条件下混凝土电阻率随深度的变化，并且对浸水前后不同深度混凝土电阻率的变化率进行了分析，分析表明，表层混凝土的电阻率对干燥行为非常敏感。从而证实该方法有效可行，重现性好，结果稳定。

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以次磷酸钠为还原剂的化学镀铜工艺研究

王超，曹阳

. 2013, (12): 57-60.

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为了在酸性条件下获得光亮致密的化学镀铜层，并且满足环保的要求采用次磷酸钠取代能够产生有毒气体的甲醛为还原剂的化学镀铜，采用次磷酸钠为还原剂，以CuSO4、NiSO4、络合剂为基础，研究了镀液各组分含量对镀层质量的影响，讨论了各工艺参数对镀层厚度和表观的影响。采用库伦测厚法和CHI660B电化学工作站检测了化学镀铜镀层的外观、厚度、耐蚀性和电化学参数，确定了一组最佳的配方。结果表明，采用适当配方并控制好工艺条件，可以在铁基上得到有着良好的外观质量，更厚的耐蚀性的镀层。

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动载作用下半刚性沥青路面瞬态响应分析

李巧茹，刘东智，孙吉书，鲁建荣

. 2013, (12): 61-66.

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为了研究车辆行驶作用下半刚性基层沥青路面的力学响应规律，采用大型有限元分析软件ANSYS12.0，基于实测荷载图式建立了非均布竖向移动荷载下层间有限粘结的弹性体系模型，探讨了动载作用下半刚性沥青路面竖向位移、各向应力和应变的瞬态动力响应规律。结果表明：通过实测轮胎接地面积计算得到折减系数为0.82，进而得到更为精确的荷载响应结果；荷载移动过程中，半刚性沥青路面的水平拉应力和拉应变的最大值并非出现在基层层底，路面各层计算点会出现交替受压或受拉现象；进行路面结构分析时，应通过控制行车方向的应力和应变满足水平方向的力学响应要求。

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基于MMLS3的微表处混合料高温稳定性研究

刘刚，郝培文，黄思杰，赵恒

. 2013, (12): 67-71.

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现有微表处技术指南中评价微表处路用性能的试验方法与实际情况差异较大，影响了微表处技术的应用与发展。以小型加速加载试验设备（MMLS3）为基础试验平台，通过室内加速加载试验研究岩沥青种类、掺量对微表处混合料高温稳定性的影响。研究结果表明,掺加3种不同种类的岩沥青微表处混合料的高温稳定性都有不同程度的提高。研究结果同时表明了小型加速加载试验设备（MMLS3）可真实模拟轮胎与路面间的相互作用，快速和定量评价路面的高温稳定性。

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基于奇异强度理论135°薄板拐角的应力评估方法研究

高嵩，徐丽，王大政，Nigel Barltrop

. 2013, (12): 72-79.

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基于切口应力强度理论，研究奇异强度理论下的135°薄板拐角结构的应力分布，主要通过简化切口应力强度公式，引入奇异强度as(与结构尺寸关联)，同时利用ANSYS数值模拟，利用MathCAD回归分析，最终提出评估切口应力的简便算法及经验公式并加以验证，为结构的强度及疲劳分析提供参考。

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基于OD反推的环形交叉口流向流量分析

蒋贤才，曾永松，汪贝

. 2013, (12): 80-84.

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现有研究虽然有针对性地提出了一些环形交叉口流向流量分析方法，但在应用中仍存在一定的局限性，对一些复杂的大型环形交叉口无能为力。基于此，借助OD反推技术，提出了一种环形交叉口流向流量分析模型，它通过反复迭代，以右转车流量为精度控制条件，反推出环形交叉口各流向交通流量。案例分析表明，该模型具有广泛的适用性和较高的精度，实用性强，计算过程简单，能有效解决环形交叉口各流向流量的交通调查问题。

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枢纽机场停机坪平台车资源分配仿真研究

郝静麒，杨文东,唐小卫

. 2013, (12): 85-91.

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枢纽机场停机坪车辆资源分配及运行模式对航班保障工作及正点率十分重要。为了合理安排车辆资源，提高资源利用效率，以平台车为例，结合改进的离散事件仿真策略与动态分配方法，在ServiceModel仿真软件平台上，实现了平台车资源的货物装卸流程仿真。仿真结果表明，分时段动态分配平台车资源数量能够提高资源利用率，降低延误比例，对停机坪其他保障车辆的日常配备以及工作人员的排班机制都有一定的现实意义。

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基于多智能体协商的加油车调度优化算法

徐瑞时，唐小卫，朱金福

. 2013, (12): 92-98.

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为了解决目前国内大多机场加油车调度中手工调度的缺点，提出基于多智能体协商的机场加油车动态调度方案，将油车单元、飞机信息发布单元以及运控管理者分为3种不同的智能体进行建模，给出了多智能体协商流程以及加油车调度优化算法。最后通过计算机来进行加油车调度仿真，仿真实例表明使用多智能体协商的优化算法来解决加油车调度问题，能够进行实时调度，并且在维持了整个油车调度网络效率的情况下，极大地平衡了加油车个体间的工作负荷与路径耗时。

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乙醇-空气预混层流火焰的化学动力学分析

张尊华，李格升，梁俊杰

. 2013, (12): 99-104.

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选择Li的乙醇氧化机理并利用CHEMKIN软件开展了乙醇-空气预混层流火焰的化学反应动力学模拟研究，并进行了火焰结构和主要基元反应的敏感性分析。结果表明，OH、H和O这3个自由基的浓度对乙醇空气火焰的传播有着重要影响，可以用其浓度之和的最大值来分析火焰速度的变化趋势；乙醇氧化最重要的正影响基元反应大都是链传播或分支反应；而最主要的负影响基元反应大都是链终止反应；初始条件的影响，主要是通过改变这些反应的进行程度来控制火焰结构和速度。

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风场数值模拟中复杂地形的NURBS建模

吉柏锋，胥海威，刘立鼎，刘嘉

. 2013, (12): 105-108.

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引入NURBS (Nonuniform Rational Basis Spline)曲面建模技术，并基于数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)提出一种风场数值模拟中复杂地形的建模方法。通过对地理信息处理系统(GIS )共享数据处理，得到相关地形的DEM信息，进而通过编写程序利用NURBS技术形成模拟真实地形形态的地面网格。实例研究表明，该方法建模流程清晰简捷，不仅结合了 NURBS技术在复杂曲面构建方面的优点，而且基于GIS数据库提取真实地形的DEM信息，能够更好地处理风场数值模拟中复杂地形的建模问题。

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悬索桥空间缆索线形的解析计算方法

齐东春，沈锐利，郭永成

. 2013, (12): 109-113.

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基于空间分段悬链线理论，建立能准确考虑塔顶鞍座、散索鞍及锚跨分散索股影响的空间主缆线形的解析计算方法，实现了考虑鞍座影响的空间主缆成桥线形及空缆线形的计算，并编制了相应的计算程序。结果表明，该程序计算精度高，收敛速度快，可方便用于空间主缆的架设计算。

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中厚壁冷弯型钢外伸端板连接节点抗震性能数值研究

刘记雄,戴绍斌,黄俊,彭忠

. 2013, (12): 114-119.

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设计了3个中厚壁冷弯型钢外伸端板连接节点试件，并在低周往复荷载作用下对节点抗震性能进行了ABAQUS非线性有限元分析。结果表明，3个试件破坏特征基本一致，节点破坏源于外伸端板局部外鼓及节点区钢梁翼缘屈曲；各试件滞回曲线饱满呈纺锤形，延性系数均大于5.1，等效粘滞阻尼系数均大于0.279，节点具有较好耗能能力；试件割线刚度变化规律较为相似，刚度退化明显；相较于外伸端板厚度，高强螺栓直径对节点承载力和初始刚度影响更为显著；螺栓直径增大，节点延性、耗能性能显著增强，但增加端板厚度无明显影响。

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波浪和地震作用下的跨海大桥桥墩荷载效应分析

袁卫国，刘沐宇

. 2013, (12): 120-124.

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以湛江东海岛大桥为依托，利用ANSYS软件和APDL语言建立其有限元分析模型，通过时程分析法对波浪和地震作用下的湛江东海岛大桥桥墩进行作用效应分析。结果表明，与不考虑波浪荷载相比，波浪和地震同时作用下的桥梁桩顶水平力、桩顶弯矩、桩基最大弯矩变化较大，在桥墩和基础设计时必须予以重点关注，确保桥墩下部结构的安全性。

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针管式人工降雨装置的设计与应用

孙恺，张季如

. 2013, (12): 125-129.

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针对目前现有降雨装置的特点和不足，结合天然降雨的特征，设计了适合于实验室使用的针管式人工降雨装置，该装置可以精确模拟不同降雨强度、降雨量、雨滴大小、降雨历时等条件下的降雨。采用对比的方法，结合IPP、Origin等分析软件，对降雨装置进行了测试和率定试验，得到降雨强度公式和雨滴色斑公式。结果表明：当降雨高度为1.6 m时，装置的降雨覆盖面积为196 250 mm2，降雨强度范围为0~15 mm/h，雨滴粒径为0~10 mm，降雨均匀度>90%。与天然降雨相比，该装置产生的模拟降雨更稳定、可靠，可以减少相关试验研究的误差。将该装置应用到压实黏土的溅蚀试验中，得到溅蚀量与降雨条件的关系。

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碱性电解质溶液对埋入式MnO₂参比电极性能试验

樊玲,卫军,彭述权,董荣珍

. 2013, (12): 130-134.

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在已研发MnO2电极基础上，试验研究内部碱性电解质溶液对MnO2电极稳定性和重现性的影响，以及外部碱性电解质溶液NaCl浓度对MnO2电极电位影响。结果表明，含饱和Ca(OH)2溶液MnO2电极和含混凝土模拟液MnO2电极具有良好的重现性和稳定性，后者的重现性和稳定性比前者有所提高。在外部混凝土模拟液中NaCl浓度不大于0.01 mol/L条件下，两者的电极电位波动不超过2 mV。在NaCl浓度大于0.01 mol/L（如冬季公路除冰盐环境）条件下，前者电位保持稳定，后者电位随NaCl浓度增大而增加。因此在NaCl浓度较大情况下，含饱和Ca(OH)2溶液MnO2参比电极电位稳定，而含混凝土模拟液MnO2参比电极电位偏差较大。

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Ti/SnO₂-RuO₂电极电催化降解4-硝基苯甲醛的研究

潘静，赵晓梅，张素素，王昱豪，何平

. 2013, (12): 135-139.

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采用刷涂法制备Ti/SnO2-RuO2电极，并利用XRD、SEM进行了表征。该电极作为阳极，不锈钢电极作为阴极，对含4-硝基苯甲醛(4-NBA)的废水进行电催化降解处理，并对最佳的处理条件进行探讨。结果表明，当Na2SO4电解质浓度为0.08 mol/L、电解电压为3 V、pH为2.5时，处理180 min后4NBA的去除率达到79.8%，CODCr去除率达82.3%，且4NBA的电催化降解符合一级动力学方程。

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武汉大气PM_2.5中烃类有机物污染特征及来源辨析

王磊,周家斌,苑金鹏,郭浩天,肖经汗,周颖,余文洋，刘艳丽

. 2013, (12): 140-145.

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采集了武汉工业区、交通区和植物园秋冬季大气PM2.5样品,采用GC/MS定量分析了细粒子中烃类有机物污染特征。共检测出C10～C33正构烷烃、11 种甾烷和12 种萜类化合物、2～6环的母核以及少量C1取代的共27种PAHs，并运用分子地球化学参数和特征比值法对污染源进行初步示踪研究。结果表明，武汉市PM2.5平均浓度为144.71 μg/m3，正构烷烃CPI 值、植物蜡百分数（%WaxCn）呈现出比较明显的功能区差异，具体表现为植物园秋季%WaxCn最高，交通区冬季CPI 值最低。16种优控PAHs全被检出，不同环数PAHs分布规律为:（4～5）环>（6～7）环>（2～3）环。工业区特征比值和分子地球化学参数明显指示了燃煤烟尘污染，交通区指示了汽油车和柴油车混合污染和地面扬尘污染，植物园受到高等植物输入、木材、秸秆等燃烧影响，同时，部分污染来源于工业区的长距离传输。

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近空间飞行器的增量式PI预测函数姿态控制

郭伟，韩丹丹，周丽，陈欣

. 2013, (12): 146-153.

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针对一类多输入多输出非线性系统，推导了基于状态空间方程的预测函数控制算法及多变量PI预测函数控制算法，并应用于近空间飞行器姿态控制系统中。将本质为求解非线性最优问题转化为线性时不变系统的在线优化问题，滚动求解出控制律，通过李雅普诺夫第二稳定性定理证明了所提方法求解的控制律能保证系统闭环稳定，最后采用粒子群优化算法整定多变量PI预测函数控制器参数。根据奇异摄动理论将近空间飞行器姿态控制分成快慢两个回路并设计PI预测函数快慢回路控制率，仿真结果验证了所提控制方案的有效性。

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基于扩张状态观测器的汽车质心侧偏角估计

白玉，桑楠

. 2013, (12): 154-158.

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提出了一种应用扩张状态观测器估计汽车质心侧偏角的算法。该算法以二自由度汽车动力学模型为基础，把与质心侧偏角相关项视为扩张状态，建立扩张状态观测器，利用实时获取的横摆角速度、车轮转角、纵向速度估计汽车质心侧偏角。为验证该算法的准确度，利用Matlab对汽车质心侧偏角估计器进行仿真计算，将仿真结果与实车场地试验测得的数据进行了比较。结果表明，应用扩张状态观测器能够较为准确、实时地估计出车辆的质心侧偏角，满足汽车主动安全控制的要求。

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三次Bézier曲线的两种新扩展??

李军成，李炳君

. 2013, (12): 159-162.

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给出了两种带两个形状参数的三次基函数，两种基函数不是通过提高次数引入形状参数，而是直接在三次Bernstein基函数引入两个形状参数，是三次Bernstein基函数的新扩展。基于此两种基函数定义了两种扩展的三次Bézier曲线，扩展曲线不仅具有三次Bézier曲线的类似性质，而且具有更好的形状可调性。实例表明，新扩展曲线为曲线的设计提供了两种新方法。

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2013年《武汉理工大学学报》总目录

. 2013, (12): 163-172.

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