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    2011年, 第33卷, 第6期 刊出日期:2011-06-30
      
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    材料科学与工程
  • 涂正凯,余意,裴后昌,潘牧,刘志春,刘伟
    . 2011, (6):  1-4. 
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    分析了质子交换膜燃料电池堆进口的加湿水含量和出口气体的水含量,得出了电堆冷凝回收自加湿运行时冷凝器出口处温度的判别式。结果表明:自冷凝回收的温度仅与进气的过量系数有关。该方法简易可行,可用于实际车载工况和固定电站的高性能、长时间的自加湿运行。
  • 李俊丽,王瑜,章桥新,黄进
    . 2011, (6):  5-8. 
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    以液相合成法为基础,选用Mn(CH3COO)2·4H2O和硫粉为原料,首次通过多次注入前驱体的方法,成功制备得到了硫化锰纳米棒,研究了不同的制备条件如注入前驱体的量及时间对MnS纳米棒形状及分布的影响。根据实验结果,对其生长机理进行了初步的探讨。作者通过对纳米材料的形貌控制合成研究,探索可控合成晶粒尺寸均匀、分散良好的纳米材料的方法,探讨不同纳米材料的晶粒生长行为,进而揭示其形成机理,并研究其微结构与性能之间的关系,其结论将对类似纳米材料的制备提供实验依据和理论支持。
  • 李曦,张兰英,黄坤,熊锃
    . 2011, (6):  9-11. 
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    通过在磁性纳米粒子表面修饰柠檬酸得到了分散性良好的水基磁流体,为了研究磁性纳米粒子在生物医药上的应用,通过Stober法合成了Fe3O4/SiO2复合粒子。透射电镜(TEM)和红外光谱仪(IR)研究表明,SiO2成功地包裹在Fe3O4粒子表面,且复合粒子的分散性好,粒径均匀。振动样品磁强计测试表明磁性复合粒子仍然具有较强磁性。
  • 姜锋,郑秀媛,徐燕萍,陈宜钊,向周丹,李金龙
    . 2011, (6):  12-16. 
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    采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段,研究了不同处理状态下B93高强铝合金的显微组织和成分分布,并分析探讨了其显微组织的演变过程。结果表明,B93合金铸态组织中,主要元素Zn、Mg和Cu在晶界上存在不同程度的富集,形成骨骼状η(MgZn2)相和T(AlZnMgCu)相以及块状Al6(CuFe)相。热处理后,骨骼状相容易发生溶解,块状Al6(CuFe)相回溶较困难,Cu元素的偏析很难完全消除。合金棒材经过挤压后,T相(AlZnMgCu)和 Al6(CuFe)相发生大幅度破碎,呈小尺寸碎粒子沿挤压方向分布,铸锭芯部出现S (Al2CuMg)相。
  • 余世浩,尉雪萍,曾辉
    . 2011, (6):  17-20. 
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    利用Fick第二定律,研究型内熔化扩散过程中合金元素的浓度分布方程,应用积分变换方法求解微分方程,得到了合金元素扩散方程的基本解;并在此基础上针对实验过程中铸型尺寸、合金棒尺寸、扩散系数等因素,进行了液态金属中钒原子扩散过程的模拟仿真,分析了不同初始条件下的扩散分布。结果表明,钒元素扩散后在材料内呈连续梯度分布,为利用型内熔化方法制备外硬内韧耐磨材料提供了理论依据。
  • 胡婷婷,胡建华,程然,黄尚宇
    . 2011, (6):  21-25. 
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    电磁成形过程中,成形线圈受应力场、温度场及电磁场综合作用。采用有限元分析软件ANASYS进行磁场温度场,磁场应力场耦合分析,综合考虑应力、载荷条件与疲劳强度系数等疲劳影响因素,基于线性累积损伤理论和随机Miner准则,使用Fatigue Tool疲劳分析工具对线圈进行疲劳寿命估算,并根据分析结果对线圈结构参数进行了改进,对比原始均匀压力线圈,改进后线圈寿命有所提高。
  • 陈友治,宋正林,许闽,曹晓梅,李儒光
    . 2011, (6):  26-30. 
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    研究了作为第6组分的天然硅质活性掺合料取代硅灰的比例、水胶比对活性粉末混凝土的流动度、抗压强度的影响;并利用火山灰效应数值分析方法定量地分析了活性掺合料和硅灰对RPC的抗压强度贡献率。研究表明,在控制一定的流动度,掺合料取代硅灰不超过50%的条件下,能够配制出强度高于120 MPa的活性粉末混凝土。
  • 桂苗苗,蔡振哲
    . 2011, (6):  31-35. 
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    研究3种不同蒸压加气混凝土产品性能之间的差异,从而对加气混凝土的选用起到指导作用。通过对不同种类蒸压加气混凝土进行性能测试、X射线衍射分析及SEM微观观察,研究其力学性能、收缩性能、抗冻性能和水化产物,并分析其性能差异。结果表明:3种加气混凝土的力学性能、收缩性能不存在显著差异;砂加气混凝土的抗冻性能优于其它两种加气混凝土;3种加气混凝土的主要水化产物均为托勃莫来石,但是晶相形态存在差异。
  • 张光旭,赵小双,余东洋,陈林,陈建
    . 2011, (6):  36-39. 
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    以PbO经甲醇预处理获得的甲氧基铅为催化剂,苯胺(AN)与氨基甲酸甲酯(MC)为原料酯交换合成苯氨基甲酸甲酯(MPC)。考察了甲醇用量、温度、时间、催化剂用量及原料配比等条件对合成反应的影响。结果表明,m(甲醇)/m(MC)=2、反应温度为150 ℃、反应时间为5 h、催化剂用量为原料总量的0.1%、m(MC)/m(AN)=2时,MPC的收率可达97.5%,选择性为97.86%。
  • 陈年友,赵胜芳,夏炜
    . 2011, (6):  40-43. 
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    用乙醇胺法合成牛磺酸,第二步反应采用了微波合成。对微波输出功率、微波辐射时间和投料比3个因素进行了优化反应条件考察。得出在乙醇胺硫酸酯(A)与亚硫酸钠(B)的的投料比n(A)∶n(B)=1∶2.0,微波功率40%(260 W),微波加热80 min条件下,产物的收率达50%。较之传统加热时间25~30 h,反应时间大大缩短。
  • 交通科学与工程
  • 陈拴发,李华平,李祖仲,盛燕萍,关博文
    . 2011, (6):  44-49. 
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    为了研究交变荷载对硫酸盐侵蚀混凝土腐蚀速率的影响,引入受交变荷载影响的硫酸根离子有效扩散系数Dt,采用有限差分法通过matlab软件求解不同交变荷载应力水平、加载频率作用下的有效扩散系数Dt,并与已知的单一硫酸根离子在混凝土中扩散系数D进行比对分析。结果表明:有效扩散系数Dt的引入可以有效地表征交变荷载对硫酸盐侵蚀混凝土速率的影响,交变荷载作用明显地提高了硫酸根离子的有效扩散系数,加速了硫酸根离子的侵蚀速率,侵蚀速率随交变荷载应力水平、加载频率的增加而呈现不同程度的提高。
  • 李智,刘佳辉
    . 2011, (6):  50-53. 
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    针对CT扫描沥青混合料试件图像存在亮度差异及其灰度图无明显双峰的特点,提出了一种环状分区和最大类间方差法(OTSU法)相结合的自适应阈值选取方法,来解决CT图像处理过程中目标集料颗粒与沥青胶浆背景分割的技术难题,并从提高分割精度和运算速度两方面对最大类间方差法进行了改进性研究。不同分割方法的对比效果分析表明,采用环状分区和OTSU法相结合的新算法,可大大提高图像的分割效果,为处理扫描效果不理想以及复杂CT图像的目标对象分割提供了一个可行的解决手段。
  • 游庆龙,丛卓红,郑南翔
    . 2011, (6):  54-58. 
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    为了研究废旧轮胎橡胶粉改性沥青对混合料空隙结构的影响,在我国SMA13级配范围内选择9条级配曲线,测试橡胶沥青混合料的体积参数;采用3种不同成型方法测试其对体积参数的影响,同时变化不同的矿粉用量,分析橡胶粉改性沥青对混合料空隙结构的影响。试验结果表明:SMA13混合料级配范围能够满足橡胶粉改性沥青的空隙结构的需要;采用橡胶粉改性沥青后的室内成型方法为双面击实50次;掺有橡胶沥青的混合料空隙率要比不掺的小2.5%,随着矿粉用量的增加,矿料间隙率不断下降,基质沥青的降幅达到1.2%,橡胶沥青的降幅仅为0.4%。
  • 田耀刚,肖世品,项柳福,李炜光
    . 2011, (6):  59-63. 
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    厚层水泥稳定碎石结构因具有刚度大、分散荷载能力强等特点应用前景广泛,然而其压实度没有统一的测试与评价方法。基于此,该文在3种压实试验基础上,提出一种厚层水稳碎石压实度检测评价方法,并将其用于试验路压实质量控制,通过试验路铺设与跟踪调查研究,证实该方法简便、有效,能够满足厚层水稳碎石施工现场压实度检测需要。
  • 章锡俏,李松龄,杨龙海
    . 2011, (6):  64-67. 
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    在寒冷地区,冬季漫长,气温较低且降雪量大,路面不能给行车提供足够的摩擦条件,使在曲线路段上的行车速度和行车安全难以保证。文中结合寒冷地区冬季路面附着系数降低这个现象,分析汽车在水平路面转弯外侧制动时的受力情况,建立设超高圆曲线汽车制动模型,然后通过实测数据确定车辆结构、车速、附着系数、视距、制动时间等参数,采用仿真的方法得出圆曲线设计指标的理论安全值,最后结合驾驶舒适性给出了设置超高圆曲线半径设计建议值,为寒冷地区道路平面线形设计提供一定的参考依据。
  • 李玲,李军
    . 2011, (6):  68-71. 
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    提出了综合考虑换乘次数、出行时间、出行距离、步行距离、等待时间等公交出行因素的广义时间计算方法,给出了基于广义时间和出行费用的公交出行效用函数,构建了考虑轨道交通和常规公交的巢式Logit公交线路选择模型。以广州为例,给出了通过问卷调查进行参数估计的方法,模型计算结果和二次调查数据的比较表明文中的方法可准确计算公交乘客对出行方式和线路的选择。
  • 土木工程
  • 谭冬梅,瞿伟廉
    . 2011, (6):  72-75. 
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    为准确地评估网架结构的健康状况,针对网架结构的损伤特点,提出了一种基于模糊模式识别理论的有限元模型修正方法。首先引入节点固结系数的概念,由节点固结系数表示空间网架结构的单元刚度矩阵,建立了结构的动力方程。再根据结构的动力特性建立了标准模糊集合,通过模糊模式识别方法对结构的有限元模型进行修正。最后对一个二层空间平板网架结构进行了数值仿真分析,结果表明,该方法能有效地修正结构的有限元模型,在工程应用中具有一定的实用价值。
  • 李顺国,吴参可,喻振贤,李汇
    . 2011, (6):  76-79. 
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    对大跨度复杂钢桁架在吊装施工过程中的平面外屈曲分析进行了研究。采用通用有限元分析软件ANSYS对一典型的大跨度钢桁架建立了有限元模型,并采用不同吊点方案对其平面外屈曲进行分析,同时在具有初始几何缺陷的不同吊点方案下获取大跨度钢桁架吊装过程中危险点的平面外失稳的极限内力。研究结果表明,大跨度钢桁架的屈曲随着吊点数量的增加其平面外稳定性显著改善。
  • 田帅,张铁志,李野,王开明
    . 2011, (6):  80-84. 
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    为了评价加铺碳纤维的桥面板与桥面铺装结构层间的抗剪强度是否满足要求,利用剪力试验机进行了试件层间剪切试验,研究了加铺碳纤维桥面板的表面特性,分析了温度对层间抗剪强度的影响,探索了结构层间施工工艺。结果表明:碳纤维表面的AECR树脂胶能够增强层间粘结层的粘结性能;在加铺碳纤维的桥面板上撒布机械砂3.0 kg/m2,涂层改性沥青1.3 kg/m2,主涂胶涂抹8 h后撒布机械砂,施工工艺最合理,界面抗剪强度最高。
  • 王洪江,王勇,吴爱祥,翟永刚,焦华喆
    . 2011, (6):  85-89. 
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    目前膏体定义不够清晰,影响到膏体充填技术的发展,有必要控讨简单实用的膏体新定义。借鉴土力学中饱和度以及流态化混凝土中泌水率这两个概念,提出了以集料饱和率与泌水率为主要指标的膏体定义体系。通过理论分析计算,浆体饱和率在101.5%~105.3%之间,泌水率在1.5%~5%之间,即构成合格的膏体。对会泽膏体物料进行实测分析,当膏体质量分数范围在80.5%~81.4%时,饱和率计算值为101.5%~105.3%,现场泌水率监测值为3.1%~4.2%。膏体新定义能够完全定量化,简化了膏体检验方法,具有较高的可靠性。
  • 张士萍,刘加平,董良峰
    . 2011, (6):  90-92. 
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    水泥基材料中介质的传输非常复杂。采用氯盐溶液自然浸泡法研究了收缩裂缝对混凝土材料中氯离子传输性能的影响。采用板式约束收缩方式诱导混凝土裂缝,借助于图像分析技术,并选取平均裂缝宽度参数对裂缝进行表征。通过检测在5%氯盐溶液中浸泡60 d后的混凝土不同部位氯离子的浓度,发现裂缝的存在加强了氯离子在混凝土中的传输,并且氯离子扩散性能随着裂缝宽度的增加而增加,同时讨论了氯离子在开裂混凝土中的传输机理。
  • 刘成浩,赵红华,楚锡华,徐远杰
    . 2011, (6):  93-98. 
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    为验证临界状态理论对粉煤灰材料的适用性,基于具有变形数字图像测量系统的GDS三轴试验仪,对干燥粉煤灰试样和饱和粉煤灰试样分别进行常规三轴剪切试验,对比研究了其应力应变行为的差异,重点研究了饱和粉煤灰材料的临界状态特性,给出了其相应的临界状态方程,并考察了低密度与高密度粉煤灰在变形过程中表面变形场演化的差异。
  • 资源与环境工程
  • 周灵初,张一敏
    . 2011, (6):  99-102. 
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    采用量子化学从头算起方法中的RHF(HartreeFockRoothaan)方法,利用中等大小的基组631G(d, p),计算了红柱石晶体中各离子的电荷分布以及阴离子捕收剂十二烷基磺酸钠和阳离子捕收剂十二胺与红柱石相互作用的键级和吸附热。根据量子化学计算结果分析了红柱石与这两种捕收剂的成键机理,认为十二烷基磺酸钠为化学吸附,十二胺为物理吸附,同时预测十二烷基磺酸钠对红柱石的捕收能力大于十二胺,上述捕收能力预测与浮选试验结果相一致。
  • 许念,龚文琪,梅光军,王灿
    . 2011, (6):  103-106. 
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    采用从汽车修理厂土壤中采集的菌种,借鉴国内外对多环芳烃化合物降解菌的驯化和筛选的方法,在自然条件下驯化、分离、筛选出能降解H205的菌株。研究菌株在不同接种量的条件下以及在不同底物浓度的条件下的降解动力学模型,分析表明,细菌不同接种量时H205的降解为一级反应,接种量为5%、10%、15%、18%、20%时反应式分别为: C=96.75exp(-0.010 6t),C=103.387exp(-0.023t),C=103.234exp(-0.014t),C=102.929exp(-0.011 1t),C=107.429exp(-0.015t)。不同初始底物浓度时H205的降解为零级反应,其降解规律符合Monod方程: 1/μ=60.194/ρs+0.443 3。
  • 陈锦凤,易欢
    . 2011, (6):  107-110. 
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    通过简单的一锅法合成了水溶性β-糊精修饰的金量子点,利用透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行了表征,并对水体中邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)进行了定量测定和抗干扰实验,实验结果表明该金量子点对DOP、DBP均具有良好的选择性,且对DOP和DBP的检出限分别达到34.4×10-5 mol/L和8.4×10-5 mol/L,是能够实现现场原位的邻苯二甲酸酯类比色检测的一种新型实用方法。
  • 葛英勇,张元龙,李洪强,姜振胜,张敏,余永富
    . 2011, (6):  111-115. 
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    对碳酸盐脉石胶磷矿浮选捕收剂深度氧化脂肪酸MG-2的浮选性能与作用机理和NaOL进行了对比。纯矿物试验表明,MG-2的耐低温性更好,捕收力更强。实际矿物浮选中,MG-2表现出良好的选择性。单一正浮选闭路试验指标为:精矿的P2O5含量29.36%,尾矿P2O5含量为4.70%,P2O5总回收率达到了88.49%,取得了较好指标。通过吸附量测试、CMC值测试和红外光谱测试,研究了温度和药剂浓度对MG-2在矿物表面吸附的影响。结果表明,MG-2在胶磷矿表面主要为牢固的化学吸附。
  • 机电工程
  • 刘明尧,柯孟龙,周祖德,谭跃刚,梁安
    . 2011, (6):  116-121. 
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    通过在裂纹前缘附近采用退化的奇异单元,远离裂纹部分则采用常规单元的方式,建立了带穿透性裂纹板的有限元模型。分析了1/4节点位移法、位移外推法、虚拟裂纹闭合法3种方法计算裂纹尖端应力强度因子的特点。根据有限元后处理结果,分别采用以上3种方法计算了裂纹尖端的应力强度因子,结果显示3种方法计算结果一致性较好。研究了载荷、裂纹长度、构件几何参数对裂纹尖端应力强度因子的影响。3种方法的比较分析,对裂纹尖端应力强度因子的计算方法选择具有指导意义。
  • 黄志辉,陈盛钊,柏友运
    . 2011, (6):  122-125. 
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    对于复杂模型的有限元分析,使用隐式求解方法需要大量的存储空间和计算时间,而采用显式准静态求解这类问题可以有效提高计算效率。采用显式求解方法需要解决的两个重要问题是准静态加载函数和加载时间的选择。选取了4个加载函数,将其应用于轮轨模型的分析中,得到了结构的响应曲线,并采用一定的结果评价策略对其进行了误差分析,从而确定加载函数的优劣。结果表明,准静态加载时采用正弦函数和光滑函数能够取得很好的模拟效果,斜坡函数次之,抛物线函数最差。
  • 姜久红,王军,王志伟
    . 2011, (6):  126-129. 
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    建立二自由度非线性产品包装系统模型,得到冲击动力学方程并数值求解,研究了双曲正切包装系统关键部件的矩形脉冲响应特性。运用数值求解得到关键部件破损边界曲面,并讨论了名义频率比、阻尼、脉冲激励幅值和系统参数对关键部件破损边界的影响规律,结果表明,频率比、阻尼、脉冲激励幅值和系统参数对关键部件破损边界影响显著,研究结论为产品包装设计提供科学依据。
  • 王志敏,李杰
    . 2011, (6):  130-133. 
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    在分析我国家庭智能化发展的基础上,结合我国的实际情况,设计了一种基于AT89C51的家庭采暖控制器,利用家庭固定电话对采暖控制器进行控制来调节热水管中的水流量,最终达到控制室内的作用。该系统有效地解决了家庭采暖、方便室温控制、灵活简单,它不仅使室温可方便地控制在人体感觉舒适的区域,而且在一定意义上可节能,起到舒适与经济的双赢效能,未来具有很大的推广使用价值。该系统成本低廉、工作稳定、控制精度高,更具可扩展性、普遍性。
  • 信息与计算机工程
  • 杜玮,刘泉,李景松
    . 2011, (6):  134-138. 
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    复杂系统的故障种类多样,成因复杂,依靠传统的数学建模方式对复杂系统的故障进行识别和研究比较困难。研究了BP网络的非线性逼近能力和多分类能力,在此基础上分析了BP网络的设计方法和存在的缺陷,提出了一种基于变学习速率法与共轭梯度法相结合的BP网络性能改进算法,将其用于复杂系统的故障进行识别并进行了实验验证。实验的结果表明,改进后的BP网络缩短了训练时间,提高了故障识别的准确率,增强了网络的泛化能力,取得了良好的效果。
  • 刘鹏,张国鹏,杨小冬,赵小虎,丁恩杰
    . 2011, (6):  139-143. 
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    超宽带(UWB)信号符合井下无线多媒体传感器网络(WMSNs)对于抗多径、防爆以及高定位精度的要求,该文基于IEEE 802.15.4a提出UWB信号在井下传播的统计信道模型。首先,根据地形、人员和设备环境的不同对井下信道进行分类,并根据Frensel定理给出节点间存在信号可视(LOS)通路的必要条件;然后对不同类型的信道进行统一的统计建模,再通过参数设置对其进行区分;最后对所提出信道模型的多径传播和时延扩展特性进行仿真验证和分析,说明其能够很好地刻画UWB信号在不同井下环境中的传播特性,为进一步设计井下高效的UWB信号Rake接收机,降低误码率提供了重要的依据。
  • 崔光磊
    . 2011, (6):  144-147. 
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    提出了一种多参量在线监测系统。该系统基于光纤环衰荡技术,通过在光纤环中加入吸收气室、光纤布喇格光栅或光纤微弯传感器,可完成气体浓度、温度/应变、压力等多产量的同时测量。以乙炔为目标气体分析了光纤环衰荡技术所要达到的理论衰荡时间为2 μs,然后用实验得到其衰荡信号,通过重构其吸收谱,用该方法得到乙炔的测量精度为10×10-4%。
  • 冯娜
    . 2011, (6):  148-151. 
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    随着信息技术的进步,数据库在档案管理工作中的应用越来越广泛。通过数据库可以将档案管理中涉及到的大量信息按一定的数据模型组织起来,实现档案信息的存储、维护、检索和处理等功能。作者提出了利用图形处理器较强的运算能力,将GPU用于档案数据库领域的相关研究,这些应用包括谓词、聚集、排序、连接等。实践证明大大提高了对档案数据库信息的处理速度,显著地减少了查询时间。从而使用户能方便、快捷、准确地从档案中获取所需的信息,提高了档案的管理效率。
  • 王刚,陈龙刚,林洁民
    . 2011, (6):  152-156. 
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    根据电力勘测设计行业实际应用的需求,设计并实现了基于UPnP技术的远程协作系统。系统采用分布式架构,主要提供桌面远程协作和音视频通话功能,方便设计人员和施工人员对设计图纸进行远程讨论。文中对基于UPnP的网络架构的实现做了详细介绍,并采用了运动检测、图像熵、Hextile编码等多种方法提高远程桌面传输效率。测试结果表明,该系统在实际使用中具有较高的应用价值。