中国科学院大学学报

限制在闭超曲面上的卷积

杜文奎, 燕敦验

2019, 36 (5): 577-580. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.001

经典的欧氏空间中的卷积如下给出。对f∈L¹（Rⁿ）和g∈L^p（Rⁿ），
T_f（g）（x）∶f*g（x）=∫_Rⁿf（x-y）g（y）dy.
这样的卷积在分析、物理和工程上都有广泛的应用。经典的Young不等式表明，对1≤p≤∞，T_f:L^p（Rⁿ）→L^p（Rⁿ）是有界线性算子。得到限制在一个闭超曲面（欧氏空间中的余维数为1的紧致无边连通正则子流形）上的卷积的L^p模估计的大小。更精确地说，把Young不等式推广到了闭超曲面上。

光调控的Shastry-Sutherland格子上电子的体态-边缘态对应

金玥苏, 苏刚

2019, 36 (5): 581-589. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.002

摘要 ( 249 ) HTML ( ) PDF (13249KB) ( 468 )

在Shastry-Sutherland格子上运动的电子具有丰富的性质。利用Floquet 方法证明在上述系统中高频圆偏振光产生包括Dirac fermion，semi-Dirac fermion，quadratic band touch，SO（3）fermion和具有能隙的多种物相。在考虑自旋轨道耦合作用后，发现4种无能隙激发的相之间是拓扑等价的。通过计算纳米带的边缘态，按照体态-边缘态对应原则，发现这4种无能隙激发相在打开能隙之后都变成拓扑绝缘体。此外，还发现semi-Dirac fermion体态的各向异性色散关系和沿不同方向裁剪的纳米带边缘态之间也同样存在体态-边缘态对应。

平行/重合D膜超势，Ooguri-Vafa不变量与类型II弦理论/F理论对偶

蒋笑添, 杨富中

2019, 36 (5): 590-597. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.003

摘要 ( 214 ) HTML ( ) PDF (928KB) ( 354 )

利用类型Ⅱ弦理论/F理论对偶，第一次在平行和重合相区计算一个具体的双D膜系统的超势，并提取Ooguri-Vafa不变量。平行D膜相与重合D膜相间的相变也对应着D膜世界叶上规范理论规范对称性的提升U（1）×…×U（1）→U（n）。计算显示这两个相区的超势截然不同，并给出不同的Ooguri-Vafa不变量。这意味着相变的发生导致两个相区能谱结构的差异。

外尔半金属中的手征涡旋效应

吉轩廷, 朱振刚

2019, 36 (5): 598-604. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.004

摘要 ( 238 ) HTML ( ) PDF (1160KB) ( 399 )

实验表明，外尔半金属中不仅存在手征反常，也存在引力反常。引力反常会导致手征涡旋效应。因此，在外尔半金属中研究手征涡旋效应是必要的。作为石墨烯的三维类似物，外尔半金属也有可能出现强耦合。基于此，通过规范/引力对偶的方法研究强耦合下外尔半金属中的手征涡旋效应。在只考虑引力反常引起的手征涡旋效应的情形下，得到如下结论：1）手征涡旋效应可以由引力反常引起，在具有手征费米子的外尔半金属中存在，且与耦合强度成正比；2）手征涡旋效应与温度平方成正比。

U型流道中的MHD流动、传热及插件结构的力学性能

梁思苑, 倪明玖, 张年梅

2019, 36 (5): 605-613. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.005

摘要 ( 243 ) HTML ( ) PDF (10533KB) ( 410 )

结合有限体积法和有限元法研究U型流道中磁流体的流动特性、传热性能和流道插件的力学性能，发现外加磁场强度、金属流体进口速度以及流道插件导电性能对流道内速度场、温度场及流道插件应力、应变场的影响规律。计算结果表明：当外加磁场增强，出口段流场的温度也相应升高；较高的进口速度可以提高出口段流体的温度；提高流道插件导电性能，速度场将呈现“M”型分布，但出口段温度场变化极小。流道插件危险区域位于过渡段侧壁附近，该处应力随磁场增强而增大，随进口速度升高而降低，随流道插件电导率增大略有提升，但都小于插件材料的许用应力。本工作可为ITER包层的设计提供有价值的参考。

宽带激光熔覆送粉喷嘴的结构设计与粉末流场研究

陈茹, 虞钢, 何秀丽, 张越, 李少霞

2019, 36 (5): 614-619. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.006

摘要 ( 159 ) HTML ( ) PDF (9751KB) ( 592 )

设计一种新型的送粉喷嘴结构，适用于宽带激光熔覆和增材制造。该结构使用多通道出口有效降低粉末流在扫描方向的发散角，通过添加内部整流圆柱调整粉末流在垂直扫描方向上的浓度分布。采用离散相模型，研究该喷嘴结构输出的粉末流场。优化分流圆柱的尺寸，使该送粉喷嘴能够输出浓度分布均匀的宽带粉末流，并沉积出厚度均匀的宽带涂层。

新型环硫脲亚铜配合物的结构及固体发光性质

柴轲, 高月泽, 张静

2019, 36 (5): 620-625. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.007

摘要 ( 185 ) HTML ( ) PDF (5843KB) ( 314 )

环硫脲为配体和亚铜盐在溶剂热条件下进行反应，通过调整配体与亚铜盐的摩尔比以及亚铜盐中的阴离子，得到4种环硫脲亚铜配合物：1-Cu（TU）I、2-Cu（TU）₂I、3-[Cu（TU）₂]（BF₄）和4-[Cu（TU）₂]（PF₆）。对这4个配合物的光物理性质进行测定。通过激光倍频效应发现化合物1的SHG效应的响应活性是KDP的1.1倍。在392或335 nm下激发，化合物3和4在室温下分别在517和520 nm处产生具有较高量子产率的固体磷光发射。

中国城市生活资源消耗与污染排放的主要影响因素

杨晓娇, 王效科

2019, 36 (5): 626-632. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.008

摘要 ( 190 ) HTML ( ) PDF (2997KB) ( 462 )

资源环境的保障程度直接影响中国城市化的速度与质量，制约着城市化的可持续发展。运用相关分析和冗余分析方法，研究2014年全国省会城市生活资源消耗和污染排放的主要影响因素。结果表明：1）中国省会城市生活资源消耗的主要影响因素是气候（解释变异量为0.40），其次是经济发展水平（0.14）和城市规模（0.11）。2）污染排放的主要影响因素是城市规模（解释变异量为0.21），其次是经济发展水平（0.17）和气候（0.16）。因此，针对城市资源消耗和污染排放的影响因素，制定适宜的资源开发和环境治理政策，对中国城市的可持续发展具有重大意义。

黑龙江省西部垦区与农区耕地利用效益比较分析

潘晓卉, 张平宇, 刘世薇, 初楠臣

2019, 36 (5): 633-641. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.009

摘要 ( 176 ) HTML ( ) PDF (6207KB) ( 372 )

耕地利用效益与土地经营模式有密切关系。基于2006—2015年黑龙江省西部垦区与农区耕地利用有关数据，从经济、社会和生态效益入手构建耕地利用效益评价指标体系，采用熵值法测算耕地利用效益，运用耦合协调度模型划分耕地利用经济-社会-生态效益耦合协调度等级，比较垦区与农区耕地利用效益差异。结果如下。1）研究期间，垦区耕地利用效益缓慢增加，农区耕地利用效益波动下滑。垦区及农区耕地利用经济和社会效益均高于生态效益。2）2015年，垦区耕地利用的经济、社会和综合效益均高于农区，生态效益低于农区。垦区及农区耕地利用经济-社会-生态效益间均处于拮抗耦合阶段。垦区耕地利用效益间基本协调，农区轻度失调。3）土地经营模式不同是两类地区耕地利用效益差异的重要原因。在耕地利用过程中，应探索土地经营模式并重视经济、社会和生态效益的协调发展。

近10年中国新疆与中亚对外贸易依存性发展

何书玲, 杜宏茹

2019, 36 (5): 642-649. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.010

摘要 ( 242 ) HTML ( ) PDF (4608KB) ( 451 )

对中国新疆与中亚2005—2014年10年间对外贸易发展变化进行对比分析，研究在时间尺度上双方贸易额、贸易结合度、贸易差额及贸易发展环境的动态变化。结果表明：新疆对中亚国家贸易额逐年提升，在中国对中亚贸易中比例逐年下降；双方贸易结合度高，但结合度在逐年下降；新疆对中亚国家存在较大的贸易顺差，并且差额在持续扩大；新疆贸易发展环境优于中亚国家，近年双方贸易环境日趋转好。为进一步优化双方贸易，提出如下建议：加强新疆加工贸易的发展，提高进口原料的消化能力；加强新疆从中亚国家的进口工作，平衡双方贸易差额；积极推进双边自由贸易区的建设。

基于MFF₃₀方法的城市降雨径流初期冲刷效应

李琪, 张娜, 罗英杰, 王昕, 景永才

2019, 36 (5): 650-662. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.011

摘要 ( 182 ) HTML ( ) PDF (13937KB) ( 370 )

合理判别降雨径流的初期冲刷效应，并研究初期冲刷效应的冲刷强度和影响因素，对城市雨洪管理和海绵城市建设具有重要意义。提出污染物初期冲刷率（MFF₃₀）（当产生前30%的地表径流时，累积污染负荷比例与累积径流比例的比值）的5级分类标准。通过测定北京地区不同量级的降雨事件中不同特征子汇水小区的地表径流及其水质，分析影响TSS、COD和TN这3种污染物冲刷强度的降雨和下垫面因素。结果表明，MFF₃₀的5级分类标准可用于准确地定量判别和比较初期冲刷效应。在其他降雨或下垫面条件近似的情况下，前期干燥天数、雨强的动态变化、子汇水小区的漫流宽度和坡度，和交通流量对初期冲刷效应有很大影响。

基于SeaWiFS对月观测数据的月球辐照度模型分析

曾祥钊, 唐伶俐

2019, 36 (5): 663-670. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.012

摘要 ( 231 ) HTML ( ) PDF (2742KB) ( 552 )

由于月表没有风和流水的侵蚀，月球的反射特性十分稳定，非常适合作为传感器辐射特性监视和定标的参考光源。基于地基对月观测数据，研究人员提出月球辐照度模型。然而现有的模型精度有限，难以满足高精度的应用需求。基于SeaWiFS对月观测数据，对月球反射特性的影响因子以及现有的ROLO和MT2009这两种月球辐照度模型进行分析，为进一步优化月球辐照度模型提供借鉴。

基于葵花8号卫星数据的气溶胶反演算法及其在雾霾过程监测中的应用

牛晓君, 唐家奎, 张自力, 崔林丽, 幸炜鹏, 宋艺

2019, 36 (5): 671-681. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.013

摘要 ( 392 ) HTML ( ) PDF (20854KB) ( 744 )

雾霾灾害的发生具有时空动态变化特征。葵花8号卫星是日本气象厅发射的新一代静止气象卫星，具有观测范围广、观测频率高、空间分辨率高等特点，非常适合雾霾过程的动态监测。本文提出利用葵花卫星可见光波段数据及地表反射率比值反演气溶胶光学厚度的新算法，并在北京区域选择2017年5月17日和18日两个雾霾日进行反演实验。反演结果分别与国际AERONET 3个站点Beijing、Beijing-CAMS和Beijing-PKU站观测数据，葵花官方气溶胶产品，MODIS官方气溶胶产品对比分析。结果表明，本文提出算法的反演结果，在反演精度、有效反演空间范围、有效反演时间范围、空间分辨率等方面均为最优。最后通过对北京区域两个雾霾日小时级气溶胶AOD反演结果的时空分析，探讨雾霾过程的时空动态变化。从AOD反演结果时间序列图像中，清楚地看到雾霾污染中心的移动方向及加重或减轻的动态变化状况，说明应用葵花卫星数据反演气溶胶对雾霾过程的监测具有较大的应用潜力。

基于极化特征和纹理特征的PolSAR影像建筑物提取方法

马肖肖, 程博, 刘岳明, 崔师爱, 梁琛彬

2019, 36 (5): 682-693. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.014

摘要 ( 273 ) HTML ( ) PDF (32725KB) ( 448 )

极化合成孔径雷达（PolSAR）以其多参数、多通道、多极化、信息记录更加完整等特点，在城市地物提取领域中发挥着重要作用，并已成为遥感影像研究领域的热点。选择覆盖苏州市的Radarsat2影像，利用极化非相干分解法和灰度共生矩阵法分别提取19种极化特征和8种纹理特征，通过分析建筑物、植被和水体的极化特征和纹理特征进行特征组合，结合主成分分析法（PCA）和支持向量机法（SVM）对城市建筑物进行提取，并定量评估精度。结果表明：基于极化特征的建筑物提取精度最高为92.4%；基于纹理特征的提取精度最高为88.9%；极化特征与纹理特征相结合可以提高精度，最高精度为93.7%；PCA特征融合算法具有较高的运算效率，同时提高了精度。

增强型地热系统的多区域多物理场耦合三维数值模拟

丁军锋, 王世民

2019, 36 (5): 694-701. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.015

摘要 ( 246 ) HTML ( ) PDF (12626KB) ( 665 )

增强型地热系统（EGS）研究对发展地热发电具有重要意义。由于EGS通常涉及多区域多物理场耦合，且井内流动处于湍流状态，在EGS数值模拟中需要正确处理区域耦合、合理模拟井内湍流，并达到足够的计算精度和效率。基于多区域多物理场耦合三维有限元模型，系统研究EGS渗流与传热过程。计算结果表明：1）通过施加正确的连接条件能够实现在EGS不同区域之间的压力场、速度场和温度场的自然耦合；2）多种湍流模型模拟井内流动给出基本一致的压力变化，并且预测井内湍流压降约为层流压降的4倍，但比注水井与生产井之间的总压降小3个量级，因而井内湍流对EGS采热过程总体影响不显著；3）在EGS结构和物性垂向变化、储层中自然对流、井内湍流效应均可忽略的条件下，EGS以水平方向渗流和水平方向对流传热占主导，从而可采用两维模型近似模拟。

一种基于高斯曲率的ICP改进算法

王飞鹏, 肖俊, 王颖, 王云标

2019, 36 (5): 702-708. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.016

摘要 ( 381 ) HTML ( ) PDF (16446KB) ( 955 )

在众多的点云配准算法中，ICP算法以其所需的信息少，配准精度高而被广泛使用。然而，因其算法迭代最优化的特点，ICP本身存在时间复杂度高、易受噪声及离群点影响等缺点。针对这些问题，提出一种基于高斯曲率的ICP改进方法。该方法首先利用高斯曲率在刚体变换中保持不变的性质，对配准点云中每个点进行高斯曲率估计；其次，通过设置阈值将配准非关键点及噪声点和离群点滤除；最后，对只包含关键点的点云使用ICP进行配准。实验结果表明，在保证配准精度的前提下，本方法不仅能显著地改善ICP的运行效率，也能有效地提高其抗噪声和离群点的能力。

溴苯封端的喹啉低聚酰胺螺旋折叠体分子的合成与聚集诱导发光性质

王文韬, 刘彦伟, 慕文静, 齐婷

2019, 36 (5): 709-715. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.017

摘要 ( 170 ) HTML ( ) PDF (11634KB) ( 354 )

设计合成以溴苯封端的两个具有不同长度和不同侧链的喹啉低聚酰胺折叠体分子，并对化合物用紫外光谱、荧光光谱、原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）进行表征。结果显示，侧链对聚集态的形貌几乎没有影响，不同的形貌对荧光强度的影响较大。研究该化合物在THF-H₂O二元溶剂体系中和薄膜状态下的光致发光行为，结果表明此类化合物呈现聚集诱导发光（AIE）现象。化合物在THF溶液中几乎不发光，但在固态时的光致发光强度是在THF-H₂O二元溶剂体系中的数十倍。这种AIE现象是由折叠体分子稳定的螺旋结构抑制分子内单键的自由旋转和分子间的最紧密堆积所导致的，同时AIE效应受溶剂的影响较大。

一种基于图像处理的一维条码快速定位技术

纪琴琴, 黄鲁

2019, 36 (5): 716-720. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.05.018

摘要 ( 497 ) HTML ( ) PDF (4672KB) ( 524 )

基于数字图像处理技术实现一维条形码的快速定位。对输入的灰度图进行边缘检测和二值化等图像处理，通过数学形态学处理得到条形码候选区域，并利用梯度特征提取候选区域的边缘线；最后利用条形码条空的平行性对边缘线区域进行筛选，定位条形码区域。本文算法在WWU Muenster和ArTe-Lab条码图片数据集上进行测试，实验表明，本算法比现有的算法更快，因此，更适合部署在实时应用上。

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