中国科学院大学学报

刘成保, 陈玉福

2013, 30 (5): 577-584. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.001

摘要 ( 1612 ) HTML ( ) PDF (889KB) ( 1243 )

给出一种求解在长波近似条件下水波问题所对应的哈密顿系统的辛几何算法. 首先将生成函数法推广至无穷维哈密顿系统; 然后,基于无穷维系统自身的哈密顿函数,而不是其有限维近似系统的哈密顿函数,构造辛差分格式;最后,用空间离散的辛格式实现仿真计算. 与非辛算法相比,该辛算法在长时间仿真中能给出稳定的数值结果. 与传统的求解无穷维哈密顿系统的辛几何算法相比,该算法计算效率更高,其仿真结果更准确.

复G(k,n)流形中三维SU(2)轨道的几何

韩冰, 王军

2013, 30 (5): 585-590. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.002

摘要 ( 1443 ) HTML ( ) PDF (504KB) ( 1068 )

利用Cartan嵌入和活动标架法研究复格拉斯曼流形G(k,n)中三维SU(2)轨道的几何.

上三角算子矩阵Weyl型定理的稳定性判定

殷俊强, 曹小红

2013, 30 (5): 591-597. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.003

摘要 ( 1325 ) HTML ( ) PDF (556KB) ( 930 )

称算子T满足a-Browder定理,若σ_a(T)\σ_ea(T)???π₀₀^a(T),其中σ_a(T)和σ_ea(T)分别表示算子T的逼近点谱和本质逼近点谱,和π₀₀^a(T)={λ∈isoσ_a(T),0< dimN(T-λI)<∞}. 若σ_a(T)\σ_ea(T)=π₀₀^a(T), 则称算子T 满足a-Weyl定理. 利用上三角算子矩阵中主对角线上的算子的半Fredholm域的特征, 研究上三角算子矩阵a-Browder定理和a-Weyl定理在紧摄动下的稳定性.

液态金属中气泡上升的超声波测速实验研究与数值模拟

汪世栋, 王增辉, 倪明玖

2013, 30 (5): 598-602. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.004

摘要 ( 1228 ) HTML ( ) PDF (1292KB) ( 1445 )

通过实验研究与数值模拟方法,研究氩气泡在静止非透明金属流体GaInSn中的上升运动. 实验研究使用超声多普勒测速仪测量气泡上升速度. 数值模拟使用湍流两方程模型,采用VOF方法进行界面捕捉. 气泡上升速度的实验结果和数值模拟结果符合较好. 大气泡在液态金属中的上升运动为小幅度水平方向振荡上升.

木星探测小推力借力飞行轨道的全局优化

李小玉, 郑建华

2013, 30 (5): 603-607. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.005

摘要 ( 971 ) HTML ( ) PDF (1532KB) ( 1028 )

以木星探测为背景,研究小推力借力飞行轨道的全局优化问题,建立了基于脉冲借力和指数正弦小推力的全局优化模型. 首先对指数正弦法进行简要介绍,并对基于指数正弦的小推力Lambert问题进行分析. 针对木星探测,选择3种借力方案,采用微分进化算法进行全局优化. 数值仿真结果表明,"地球-火星-木星"借力方案最好,全局优化模型满足初步设计要求,并可作为精确设计的初值猜测.

龙葵叶片和根系抗氧化酶对镉胁迫的响应

史沛丽, 张玉秀, 柴团耀

2013, 30 (5): 608-612. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.006

摘要 ( 1324 ) HTML ( ) PDF (2156KB) ( 1361 )

针对日益严重的土壤镉污染,采用1/2 Hogland营养液研究100 μmol/L CdCl₂处理1~4 d时龙葵(Solanum nigrum L)叶片和根系的氧化损伤和抗氧化酶活性的变化.结果表明,叶片的MDA 和H₂O₂含量随着Cd胁迫时间的延长而上升,叶片MDA的上升幅度大于根系,根系H₂O₂的上升幅度大于叶片;叶片和根组织的SOD、CAT、APX和POD活性均随Cd处理时间的延长而升高.说明Cd胁迫诱导龙葵H₂O₂累积并导致氧化胁迫,抗氧化酶活性升高可能是Cd的解毒机制之一;龙葵叶片H₂O₂由CAT和APX共同作用清除,而根中H₂O₂主要由APX清除.

V₅dipic-Cl改善高脂诱导的肥胖C57BL/6J小鼠脂代谢紊乱的研究

张伟, 陈德亮, 张芳, 刘杨, 丁文军

2013, 30 (5): 613-619. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.007

摘要 ( 1475 ) HTML ( ) PDF (1996KB) ( 1012 )

主要探讨有机钒化合物V₅dipic-Cl对高脂饲料诱导的Ⅱ-型糖尿病C57BL/6J小鼠脂代谢的影响. 结果表明,与糖尿病组相比,在给予V₅dipic-Cl(5 mg/(kg·d))28 d后,小鼠的体重、血糖和白色脂肪组织显著降低;同时,V₅dipic-Cl处理明显上调糖尿病小鼠肝中与脂肪酸氧化相关CPT1、ACO和FATP基因的mRNA表达水平. 以上结果表明,V₅dipic-Cl可以通过调控脂肪酸氧化相关基因的表达,改善糖尿病小鼠的脂代谢紊乱.

海拔梯度上高寒草甸土壤细菌功能多样性与环境因子的关系

邓永翠, 吴静, 吴伊波, 杜岩功, 张妍, 崔骁勇

2013, 30 (5): 620-627. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.008

摘要 ( 1345 ) HTML ( ) PDF (1582KB) ( 1104 )

在青藏高原3200~3800 m的海拔梯度上,利用BIOLOG和冗余分析的方法,对细菌功能多样性和环境因子的关系进行了研究. 结果表明,碳氮磷等土壤的基本性质可以解释46.6%的细菌群落功能多样性的变化. 土壤中有效磷的贡献最大,它可能是青藏高原上限制土壤细菌功能多样性的一个重要因子. 由于海拔梯度变化而引起的土壤温度的变化,对细菌群落的功能多样性也有显著的影响.

基于集合卡尔曼滤波的太湖叶绿素a浓度同化试验系统设计及实现

王泽人, 马荣华, 段洪涛, 张玉超, 齐琳

2013, 30 (5): 628-636. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.009

摘要 ( 1374 ) HTML ( ) PDF (2190KB) ( 1089 )

以太湖作为研究区,把数据同化技术引入蓝藻水华预测研究,设计并实现了太湖叶绿素a质量浓度同化试验系统,该系统结合基于WASP原理的二维水动力水质耦合模型,采用集合卡尔曼滤波方法同化空间分辨率为250 m的MODIS叶绿素a质量浓度反演数据. 结果表明,利用同化技术将衡量模型预报值、分析值和观测值之间的偏差指标RMSE减小了15.5%,可以有效地提高叶绿素a质量浓度的预测精度.

基于MODIS数据提取华北典型区冬小麦种植面积

张佳华, 胡小夏, 刘学锋, 何贞铭

2013, 30 (5): 637-643. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.010

摘要 ( 1388 ) HTML ( ) PDF (2123KB) ( 1535 )

基于2004年和2008年的8 d 合成的MODIS 多时相地表反射率产品,提取华北冬麦种植典型区面积分布. 根据冬小麦生育期内时相变化建立了EVI时序曲线;基于Savitzky-Golay滤波降低云对时序数据的影响重构时序EVI数据,并结合作物物候期、种植结构和图像解译结果, 提取华北典型区冬小麦种植空间分布. 结果表明, 依据MODIS-EVI时序数据提取的研究区冬小麦种植面积空间分布, 与统计数据比较其总体精度可达98%. 2008年冬小麦的面积与2004年相比有所增加, 其中山东省增加15%左右; 而北京和天津市这5年里的面积基本持平.

基于Landsat TM影像的水体信息提取

刘桂林, 张落成, 刘剑, 李广宇

2013, 30 (5): 644-650. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.011

摘要 ( 2583 ) HTML ( ) PDF (2833KB) ( 1197 )

基于Landsat 5 TM影像,以芜湖市沿江区域为试验区,利用水体指数模型(NDWI、MNDWI)、单波段阈值法(LBV变换的B分量)、波谱间关系模型(KT₃+TM₄>TM₂+TM₇),以及新提出的波谱间关系模型(KT₃+TM₂>TM₄+TM₃)进行水体信息自动提取的试验,从定性与定量2个方面对5种方法进行对比. 结果表明,波谱间关系模型提取水体的精度最高,为93%;受到植被和建筑物等因素的干扰最小.

中国东北地区外来入侵植物的风险评估

郑美林, 曹伟

2013, 30 (5): 651-656. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.012

摘要 ( 998 ) HTML ( ) PDF (1313KB) ( 1198 )

通过对野外调查资料和相关文献资料的分析,共确定东北地区外来入侵植物23科95种. 在综合分析前人建立的外来入侵物种风险评估方法的基础上,结合东北地区外来入侵植物的实际情况,建立东北地区外来入侵植物的风险评估体系. 通过对东北地区外来入侵植物进行风险评估,确定风险等级为A的植物25种,风险等级为B的植物53种,风险等级为C的植物17种. 针对各风险等级的外来入侵植物提出防治对策.

山东省海洋产业结构比较分析及其优化升级研究

王翠, 谢正观

2013, 30 (5): 657-663. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.013

摘要 ( 1277 ) HTML ( ) PDF (1361KB) ( 958 )

在空间和时间2个维度上,分别对山东省海洋产业结构进行评价分析:空间上,利用偏离-份额分析方法,分析中国沿海11省市的海洋产业结构,比较评价山东省的海洋产业结构情况;时间上,通过分析2001—2010年山东海洋产业三次产业结构演进的规律,确定了其产业结构的演进方向. 根据以上分析,提出对山东省海洋产业结构优化升级的建议.

基于无线传感器网络的地下停车场诱导信息系统

孙昊, 陈永锐, 许旭柱, 徐鼎鑫, 易卫东

2013, 30 (5): 664-670. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.014

摘要 ( 1525 ) HTML ( ) PDF (2704KB) ( 1246 )

提出一种基于无线传感器网络架构的地下停车场诱导信息系统—UPIS. 系统利用超声检测技术检测车位状态,并采用无线传感器网络叠加移动3G网络的无线通信架构进行数据传输. 针对地下停车场快速变化的无线信道环境,提出基于TDMA调度的无线通信协议CMesh,用以提高地下停车场内无线传感器网络系统的生存周期,并且提供可靠的无线数据传输. 描述系统的整体架构,并对CMesh的能量感知路由与TDMA调度机制进行介绍与分析. 通过原型系统实验与实际环境部署,评估了系统的丢包率与能量开销. 实验结果表明,系统的性能能够满足应用的需求.

基于频域互相关的窄带干扰抑制方法

张韬韬, 张文逸

2013, 30 (5): 671-675. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.015

摘要 ( 1519 ) HTML ( ) PDF (3260KB) ( 1086 )

在时域互相关弱信号检测方法中,针对窄带干扰会被误认为是目标信号而导致该方法失效的问题,提出一种基于频域互相关的窄带干扰抑制方法.该方法通过把整个频带划分成多个子频带并获得相应的统计特性,然后在每个子频带上完成基于单边判决理论的单比特判决,最后运用"n-out-of-m"的融合规则来综合所有子频带的判决结果完成最后判决.仿真结果表明,频域互相关法能有效地抑制窄带干扰,相比于时域互相关法具有明显的优势.

基于CUDA的阈值迭代算法并行实现

耿旻明, 蒋成龙, 张冰尘

2013, 30 (5): 676-681. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.016

摘要 ( 2415 ) HTML ( ) PDF (2354KB) ( 1325 )

利用CUDA编程在GPU平台设计并行实现阈值的迭代算法,并应用于稀疏微波成像. 仿真实验结果表明,在正确重建信号的前提下,相对于常规的CPU串行计算,采用GPU并行处理能加快运算,提高成像速度.

用于空间遥感相机模拟源系统的DDR2 SDRAM高速存储电路设计

倪建军, 李涛, 王建宇

2013, 30 (5): 682-687. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.017

摘要 ( 1551 ) HTML ( ) PDF (2721KB) ( 1038 )

为了满足空间遥感相机电子学系统的功能验证需求,设计了一套由FPGA和DDR2 SDRAM等组成的空间遥感相机模拟源系统. 针对DDR2 SDRAM在设计时的难度,从提高信号完整性出发,对DDR2 SDRAM的阻抗匹配形式和匹配电阻位置进行详细分析,并对PCB布局布线及FPGA管脚约束设计给出可行性设计方案. 实验结果表明,按照提出的设计方法,DDR2 SDRAM不论采用单端或差分时钟工作,均可保证数据以320 Mbps/pin来传输,信号质量依然理想.

一种基于pci_t32的PCI传输卡的设计

叶锡恩, 朱银凤

2013, 30 (5): 688-693. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.018

摘要 ( 1488 ) HTML ( ) PDF (2669KB) ( 1178 )

介绍一种可适用于现代数字语音实验室的PCI传输卡的设计. 该传输卡集成了Altera 公司FPGA芯片,具有小型化、低成本、现场可编程和高速传输的特点. 详细介绍FPGA内部逻辑,重点分析基于pci_t32 IP 核的PCI接口的设计,并给出数据测试结果. 该卡能实现80路终端与教师的数据通信,波特率达到 270.950 4 Mbps.

一种降低复杂度的迭代载波同步算法

沈海鸥, 王永民, 许华, 韩博, 李鹏

2013, 30 (5): 694-698. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.019

摘要 ( 1126 ) HTML ( ) PDF (2584KB) ( 1005 )

针对低信噪比环境下编码辅助载波同步算法存在复杂度高和实时性差的问题, 本工作引入估计积分器不断补偿信号向量、减小待估偏移值. 在此基础上,提出新的同步迭代停止准则;当LDPC码的各变量节点的对数似然比绝对值的均值趋于稳定时,提前停止迭代. 仿真结果表明,该算法在缩小频率搜索范围的同时,大大减少同步迭代次数,且与理想同步译码相比,性能损失不超过0.12 dB.

一种基于项重写的密码模块API安全性检测算法

刘波, 陈华

2013, 30 (5): 699-705. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.020

摘要 ( 1115 ) HTML ( ) PDF (1920KB) ( 1032 )

针对密码模块API的形式化验证,提出一种基于项重写形式化模型的检测算法. 该算法利用符号化及广度优先搜索方法,使用项重写规则对敌手的初始知识集不断进行匹配和扩展,直到找到攻击路径或者搜索完状态空间. 以密码模块API标准PKCS#11为例具体实现了该检测算法,通过5个实验完成了对PKCS#11对称密钥管理部分API的形式化验证. 实验结果表明,该方法能有效检测针对PKCS#11的攻击,并找到一个新的攻击序列.

改进的多模式串匹配算法及GPU并行化研究

钱权, 朱伟, 车弘毅, 张瑞

2013, 30 (5): 706-712. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.021

摘要 ( 1548 ) HTML ( ) PDF (3981KB) ( 1343 )

通过分析AC多模式匹配算法和正则语句搜索匹配在功能上的优劣,研究它们在生成确定性有穷自动机时的相同与差异,融合AC算法和正则语句运用于文本的多模式串匹配,使得AC算法能够识别正则语句,并且保持原有算法在匹配失败后,目标模式串指针不回退且AC自动机回退少的特点,使得算法兼有二者优点. 同时,讨论了在GPU上通过CUDA的并行程序环境实现算法的并行化,并详细比较了在GPU上利用不同类型存储器实现的算法的性能差异.

不同配比的猪粪便和秸秆在厌氧发酵前后Cu和Zn的形态变化

白帆, 陈苗, 崔岩山

2013, 30 (5): 713-719. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2013.05.022

摘要 ( 1358 ) HTML ( ) PDF (2000KB) ( 1359 )

在中温(35±1) ℃的条件下,利用新鲜猪粪和玉米秸秆按照干物质质量比为1:1和 2:1分别进行为期50 d的厌氧发酵实验,并利用改进的BCR 3步提取和0.01 mol·L^-1 CaCl₂提取,分别对2组配比第1天的发酵物和最后1天沼渣进行Cu和Zn各形态的提取和测定. 结果表明,厌氧发酵过程均能减少2组配比发酵物Cu和Zn在沼渣中的可交换态含量和生物有效性百分含量(酸提取态和Fe-Mn氧化物结合态百分比之和),同时增加Cu和Zn在沼渣中的稳定性(有机质及硫化物结合态和残渣态百分比之和).

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