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2020年, 第2020卷, 第1期 刊出日期:2020-01-25 上一期   
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数学
亚纯函数的正规族与例外函数
杨祺, 杨锦华
2020 (1):  1-6.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201811043
摘要 ( 26 )   HTML ( 1 )   PDF(607KB) ( 24 )  
本文研究了涉及例外函数的亚纯函数的正规定则.我们利用P-Z引理,采用反证法,得到一个新的正规定则:若亚纯函数族的零点重级均大于等于3,则涉及例外函数的亚纯函数族是正规的.
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随机失效门限下指数退化轨道模型的分析与应用
管强, 傅志良
2020 (1):  7-15.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201811040
摘要 ( 18 )   HTML ( 0 )   PDF(1065KB) ( 6 )  
目前在退化试验中,通常是将产品的性能降低或升高到某一固定门限值定义为产品失效,即单点型退化.虽然该定义被广泛应用,但却不够合理,不能够完全描述产品退化失效问题.本文对单点型退化标准进行改进,将固定门限推广为某一区间的随机值,构建区间型退化模型.主要研究当退化轨道是指数型函数时,讨论各种情况下区间型退化寿命分布.本文利用数值积分和蒙特卡罗法对区间退化模型和单点退化模型的寿命分布进行模拟对比分析,揭示区间型退化和单点型退化的关系.最后通过模拟结果说明采用区间型退化更合理有效.
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双曲型交换四元数的极表示
孔祥强
2020 (1):  16-23.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201911001
摘要 ( 15 )   HTML ( 0 )   PDF(656KB) ( 10 )  
以双曲型交换四元数的概念为依托,首先给出了双曲型交换四元数的e1-e2表示及矩阵表示形式;其次,给出了双曲型交换四元数的极表示定理,并证明了极表示的存在性与唯一性,得到双曲型交换四元数极表示的系列性质;最后,探讨了双曲型交换四元数的极表示与e1-e2表示、矩阵表示之间的关系,为进一步深入研究双曲型交换四元数的应用提供了理论依据.
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一个求非线性差分方程所有多项式解的算法
余江涛, 柳银萍
2020 (1):  24-39.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201811037
摘要 ( 21 )   HTML ( 1 )   PDF(1210KB) ( 23 )  
差分方程是计算机代数中一个重要的研究内容,但是目前很少有关于一般非线性差分方程求解方法的研究.受到在非线性微分方程中广泛应用的齐次平衡原则的启发,用其求解大部分非线性差分方程的多项式解.同时,提出了一个新的n阶展开方法,用于求解齐次平衡原则无法求解的情况.结合这两个方法提出了能够找到非线性差分方程所有多项式解的算法.该算法基于Maple实现,实验表明该算法是有效且高效的.
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Luxemburg范数下Orlicz-Bochner函数空间的I-凸性与Q-凸性
董小莉, 巩万中
2020 (1):  40-50.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201811042
摘要 ( 21 )   HTML ( 1 )   PDF(608KB) ( 7 )  
根据Banach空间中I-凸与Q-凸的等价定义得到了当(Ω,Σ,μ)为有限测度空间时,Luxemburg范数下Orlicz-Bochner函数空间LMμ,X)为I-凸的当且仅当M ∈ △2(∞)∩ ▽2(∞),且X为I-凸的;LMμ,X)为Q-凸的当且仅当M ∈ △2(∞)∩ ▽2(∞),且X为Q-凸的.
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基于含圈非连通图优美性的拓扑图密码
牟亚蓉, 刘信生, 姚兵
2020 (1):  51-57.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201811045
摘要 ( 14 )   HTML ( 0 )   PDF(959KB) ( 7 )  
图的标号是图论的一个重要分支,从非连通图入手,证明了两类非连通图G=(C4Kr)∪∪t=1kKm,ntG=(C4Kr)∪K1,n∪∪t=1kTt都具有优美标号.且证明方法能够算法化,为非连通图应用于网络提供了可行的理论保证.
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物理学与电子学
CrN中原子位移的第一性原理计算研究
王倩倩, 赵振杰, 李欣, 谢文辉
2020 (1):  58-66.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201922002
摘要 ( 8 )   HTML ( 2 )   PDF(816KB) ( 4 )  
采用第一性原理计算方法研究了氮化铬(Chromium Nitride,CrN)的正交(Orthorhombic)相,发现其中的Cr原子和N原子均沿着正交结构的[100]方向移动,均偏离其高对称位置,且在结构中形成锯齿形的原子链,这个现象在过去的计算研究中一直没有被考虑.结果表明,在正交相中,原子位移可以使总能降低0.125 eV,因而更加稳定;考虑原子位移后,计算得到的晶格长度等结构参数与实验符合得更好;计算得到的体弹性模量K0数值明显减小,更加接近实验值.正交相的磁基态是层间不对称的反铁磁结构,原子位移是由正交相中层间不对称的磁应力所驱动,同时原子位移可以补偿层间的磁相互作用力.此外,原子位移不改变CrN的莫特绝缘体特性,但是会轻微减小带隙.
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矢量介子协变手征有效场理论研究
王彦, 杨继锋
2020 (1):  67-75.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201922007
摘要 ( 7 )   HTML ( 2 )   PDF(607KB) ( 3 )  
在协变形式的手征有效场论中,分析探索了涉及自旋为1的矢量场的圈图计算中保持手征幂次规则的减除方案.着重研究了的含矢量介子内线的Goldstone标量玻色子自能一圈图计算,在矢量场的两种表示下进行了计算分析并得到了一致的结果.计算表明,文献中建议的EOMS[1](Extended On-Mass Shell)可以消除破坏手征幂次规则的贡献;细致分析后发现,破坏手征幂次规则的项都是定域的.由此提出了更简洁的扩展的MS(Extended MS,EMS)方案,并进一步用顶角图计算做了检验.与EOMS相比,该方案仅仅消除破坏手征幂次规则的定域项,对非定域的手征贡献不需做任何修改.这意味着该方案下手征微扰计算的收敛性会更好,更适合作为研究重强子手征有效场理论的方案.
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Kerr-AdS黑洞的复杂度
丁郁琛, 王焘
2020 (1):  76-82.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201922004
摘要 ( 7 )   HTML ( 1 )   PDF(533KB) ( 5 )  
规范/引力对偶为人们提供了一个研究物理的全新视角.由规范/引力对偶可知,边界上的共形场论等价于其内部的Anti-de Sitter时空.这个对偶为人们研究边界共形场论带来了极大的方便.最近,Susskind团队提出了一个复杂度/作用量对偶假设:认为黑洞边界上态的量子计算复杂度等价于其在Wheeler-DeWitt片中的作用量.复杂度代表了进行量子计算的困难程度,这意味着黑洞也许与量子计算有联系,这也加深了人们对黑洞的认识.基于这个假设,考虑类光关节项的贡献,改进了Susskind团队的原有方案,更精确地计算了Kerr-AdS黑洞的Wheeler-DeWitt片的作用量增长率,最终得到了边界态复杂度的增长率.
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新型聚合物半导体薄膜及其场效应晶体管的研究
叶建春, 周礼照, 李文武, 欧阳威
2020 (1):  83-92.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201922006
摘要 ( 12 )   HTML ( 2 )   PDF(1121KB) ( 7 )  
以新型的有机聚合物半导体(DPPTTT (poly (3,6-di (2-thien-5-yl)-2,5-di (2-octyldodecyl)-pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione) thieno[3,2-b]thiophene))为研究对象,利用溶液法制备了有机半导体薄膜并进行了一系列表征.发现半导体薄膜的厚度、表面粗糙度和拉曼峰强度均随溶液浓度和转速呈规律性变化.以该材料作为半导体活性层制备了p型有机场效应晶体管,发现当沟道长度降低到50 μm时,器件的有效载流子迁移率最高,达到0.12 cm2/Vs;同时观察到随着沟道长度的降低,载流子迁移率与阈值电压都有增大的趋势,这与普遍观察到的短沟道效应相反.这些研究内容或许可以为更好地理解有机场效应晶体管及器件物理提供新的观点.
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TiO2纳米管阵列双极光催化燃料电池的应用研究
王剑桥, 刘冬, 周君, 席清华, 聂耳, 孙卓
2020 (1):  93-102.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201922005
摘要 ( 8 )   HTML ( 0 )   PDF(1118KB) ( 5 )  
光催化燃料电池技术(Photocatalytic Fuel Cell,PFC)结合了光催化技术与燃料电池技术,可以同时进行降解废水与发电,对污水处理具有重要意义.探索了TiO2纳米管阵列(TiO2 Nanotubes Arrays,TNAs)光阳极制备工艺对其形貌结构的影响;通过扫描电子显微镜(Field Emission Scanning Electron Microscope,FESEM)证实了电解时间与TNAs管长正相关;与Cu2O光阴极组合得到的具有更强光催化活性系统证实了PFC协同效应的存在,最佳的电解工艺为4 h,该工艺制备的电极对双氯酚酸光催化降解率在2 h内为79%;对3种标准物的分析说明,在较高的浓度范围内,通过PFC外电路的净电荷量与化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)线性相关,而随着降解进行,传质过程减弱,两者之间的相关性减弱.
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生态与环境科学
城市景观水体石灰控藻效应研究
周运昌, 何岩, 陈静涵, 黄民生
2020 (1):  103-109.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201831012
摘要 ( 6 )   HTML ( 0 )   PDF(947KB) ( 9 )  
以上海市古华园人工湖为研究对象,通过研究其藻华消长规律,考察了不同石灰投加量对城市景观水体的控藻效应及其氮磷营养盐变化.结果表明:古华园水体中藻类生物量呈明显季节性变化.投加石灰能够抑制藻类的生长,并且藻类生长的抑制效应随石灰的投加剂量增加而增强,其中当石灰投加量由0.02 g/L增加至0.2 g/L时,藻类生长抑制率由20%提升至45%.然而,当投加剂量由0.2 g/L增至0.5 g/L时,抑制率没有明显增加.因此,综合考虑石灰的抑藻效应以及经济成本等因素,最优的石灰投加剂量为0.2 g/L.不同石灰投加剂量下水体氮磷营养盐含量整体先增加后下降,最终达到动态平衡.该研究可为城市景观水体藻类控制提供新的思路.
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基于PSR和物元可拓模型的跨界河流健康评价——以太浦河干流为例
谢伊涵, 李根, 杨梦杰, 初晓冶
2020 (1):  110-122.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201831013
摘要 ( 8 )   HTML ( 0 )   PDF(734KB) ( 7 )  
以太浦河为例,基于PSR模型构建针对水体和河岸带的多指标评价体系,运用熵权法计算指标权重,通过PSR模型和物元可拓模型对太浦河进行分段分类分级评价.结果表明:上游江苏吴江段分类结果为“高压力-较好状态-低响应能力”类型;中游浙江嘉善段为“低压力-中等状态-低响应能力”类型;下游上海青浦段为“低压力-中等状态-高响应能力”类型.吴江段河流健康状况评估结果为Ⅲ级(差),嘉善段和青浦段均为Ⅱ级(一般),且倾向于Ⅰ级(好),表明虽然河流目前的健康状态一般,但由于制定的政策在一定程度上有效,可通过进一步加大保护水源地力度逐步实现水源地健康状况恢复.研究结果可为太浦河分区治理和河岸带生态化建设提供决策支持.
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河口海岸学
长江上游主要支流水沙特性及其影响因素分析
王正成, 毛海涛, 申纪伟, 唐鑫, 陈相
2020 (1):  126-138.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201841031
摘要 ( 6 )   HTML ( 1 )   PDF(997KB) ( 7 )  
雅砻江、岷江、嘉陵江和乌江的水沙特性是决定长江泥沙变异的关键因素之一,关乎三峡水库的合理运行,关系着长江流域水资源的合理开发利用及水生态平衡.本文基于2002—2016年期间,长江主要支流设置的桐子林、高场、北碚、武隆4所重要控制性水文站水文泥沙监测资料,深入系统地探讨水文泥沙参量的变化特征及其影响因素,借助统计软件SPSS进一步分析水文泥沙参量的相关性.研究结果表明:在时序上,各支流年均含沙量、年输沙量、年输沙模数降低22.57%~91.54%,年径流量雅砻江、岷江和乌江增大3.28%~17.96%,嘉陵江降低1.58%;嘉陵江和乌江的中值粒径增大50%~80%.水电站的修建导致年均含沙量、年输沙量、中值粒径、年输沙模数降低5%~79.34%;强降雨、滑坡、塌方、泥石流、溃坝等自然灾害以及人为诱发滑坡和向河道倾倒土石体致使年均含沙量、年输沙量、年输沙模数增大20%~702.94%.参数间相关性由强到弱排序为年均含沙量和年输沙量/年输沙模数,年径流量和年均含沙量,年径流量和年输沙量/年输沙模数,年均含沙量和中值粒径,中值粒径和年输沙量/年输沙模数,以及年径流量和中值粒径.研究成果将为长江支流梯级电站的规划设计、三峡水库的合理运行提供理论支撑.
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崇明东滩保护区生态修复工程区的调水方案
鲁佩仪, 朱建荣, 袁琳, 田波, 潘家琳
2020 (1):  139-149.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201841035
摘要 ( 7 )   HTML ( 2 )   PDF(1233KB) ( 7 )  
上海市崇明东滩保护区生态修复工程区位于候鸟东亚-澳大利亚的迁徙路线上.不同的鸟类对栖息地水深条件要求各异,鸟类栖息地的水深管理需基于目标鸟种的食性特点与空间分布进行合理规划并设置不同的生境区块,维持各个区块适宜的水深是候鸟保护区管理工作重点.针对生态修复工程区南部C区中不同生境区块,生境区水深大于最大临界水深时,向随塘河排水,低于最低临界水深时,从随塘河引水.随塘河通过涵闸在水位低于临界水位时从崇明东滩引水.综合考虑蒸发、降水、植物蒸散和土壤下渗,基于水量平衡原理,计算出各个生境区水位和水深、随塘河水位变化,生境区补水和排水、随塘河从崇明东滩引水的时间和水量.研究成果可为生态修复工程区水量生态调控提出切实可行的补水方案,为鸟类栖息地的保护与管理提供科学依据.
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上海城市内河中有机碳含量的时空变化及影响因素分析
朱坤, 吴莹, 齐丽君
2020 (1):  150-158.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201841032
摘要 ( 6 )   HTML ( 4 )   PDF(962KB) ( 4 )  
2015年12月至2016年12月间,对苏州河、黄浦江4个固定站点的表层水样进行逐月采集,测定溶解态有机碳(dissolved organic carbon,DOC)和颗粒态有机碳(particulate organic carbon,POC)的含量,结合总悬浮颗粒物(total suspended matter,TSM)和稳定碳同位素(δ13C)等参数,研究有机碳的时空变化,并对其影响因素进行初步分析.结果显示,苏州河非汛期时上游DOC质量浓度(4.52 ±0.48 mg·L–1)明显高于下游(3.66 ±0.32 mg·L–1),而汛期上下游DOC质量浓度无明显差异,推测在汛期与非汛期DOC在上下游输送过程中的停留时间不同可能是DOC空间分布存在差异的主要因素.苏州河汛期颗粒物δ13C (–29.1‰ ±1.0‰)比非汛期(–28.1‰ ±0.6‰)更负,表明汛期浮游生物的生长对POC贡献更大.苏州河汛期与非汛期POC质量分数(POC%)则无明显差异,但非汛期POC%平均值(6.01%±2.27%)略高于汛期(4.10%±0.99%).黄浦江DOC (年平均值3.56 ±0.31 mg·L–1)和POC%(年平均值2.18%±0.56%)上下游差异不明显,DOC呈现冬高夏低的特征.汛期更负的δ13C (–28.1‰ ±0.9‰)与更低的TSM (79.1 ±26.4 mg·L–1)显示黄浦江汛期时主要受到了太湖来水的影响,POC%表现出汛期高、非汛期低的特征.两条河的有机碳输送均以DOC输送为主,水体自净能力的差异使得苏州河DOC/POC变化范围大于黄浦江.从历史数据比对分析来看,2005—2016年黄浦江DOC质量浓度逐渐降低,一定程度上表明了污水治理三期工程对黄浦江的有机污染治理初显成效,但总有机碳(total organic carbon,TOC)质量浓度的高值表明黄浦江有机污染仍处于较高水平.
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河口海岸环境监测技术研究进展
顾靖华, 葛振鹏, 王杰
2020 (1):  159-170.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.201841037
摘要 ( 39 )   HTML ( 2 )   PDF(839KB) ( 14 )  
河口海岸为陆海耦合作用敏感地带,是地球系统科学研究的核心对象.受全球海平面上升、入海泥沙减少、高强度人类活动的多重影响,河口海岸环境面临严峻的风险和挑战.加强河口海岸环境监测技术能力建设是理解河口海岸过程与变化机理、提高对其未来变化认识与预测的首要条件.基于此,从河口海岸区位特殊性角度对气象、水文、地形地貌、地质、环境共5个方面综合论述河口海岸环境的监测要素与监测方法.在对比监测手段的基础上,提出了当前在极端天气下的监测以及长时间尺度的监测中存在不足,亟须全面改善.
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