• 2024年第45卷第5期文章目次
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    • 完整版学报5期

      2024, 45(5). DOI: 10.7535/hbkd.2024yx05000

      摘要 (139) HTML (0) PDF 42.57 M (361) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >机械、电子与信息科学
    • 基于分数阶的反激变换器精细建模

      2024, 45(5):461-470. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx05001

      摘要 (166) HTML (0) PDF 2.28 M (272) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统建模方法无法更加精确地描述反激变换器真实特性的问题,利用分数阶微积分和状态空间平均法,对工作在电感电流断续模式下的分数阶反激变换器进行建模与分析。建立了电感电流断续模式下分数阶反激变换器的平均状态模型,得到其直流平衡点和小信号传递函数,对比其与整数阶数学模型的差异;在Simulink中搭建分数阶反激变换器的状态空间模型和电路仿真模型,以及构造分数阶反激变换器的实物实验电路;通过状态空间模型、电路模型仿真和实验结果三者对比验证所推导的分数阶模型的正确性。结果表明,分数阶数学模型能反映电感电容阶数的变化,进行理论分析能更符合该变换器的实际工作情况。将分数阶微积分理论与状态空间平均法结合,可建立更为精确的反激变换器数学模型,为其他变换器的建模提供了参考。

    • NI-HTS线圈不同波形电流自场交流损耗的计算

      2024, 45(5):471-478. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx05002

      摘要 (94) HTML (0) PDF 3.21 M (319) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无绝缘高温超导线圈在交流传输和减小屏蔽电流采用的电流扫描反转等各种传输波形引起的自场交流损耗问题,基于[WTHX]E-J幂指数模型,提出采用磁矢势A和电流矢势T的[WTHX]T-A方法中的均质化模型方法,模拟计算传输电流、频率和n值[WT]对无绝缘高温超导饼式线圈的电流密度分布和传输交流损耗的影响。定量计算了双饼线圈中方波、锯齿波和正弦波的瞬时交流损耗;采用等效电路模型模拟分析了充/放电速率对无绝缘高温超导线圈匝间电流分布的影响。结果表明:在几百至几千赫兹时,无绝缘线圈的交流损耗随频率的增加而增加;受线圈匝间电流径向流动的影响,无绝缘线圈快速充电初期可出现局部环向电流反向,急速放电初期产生局部环向电流增加的情况。所得结果可以为无绝缘高温超导线圈的稳定性和交流损耗研究提供一定的理论参考。

    • >化学与化工
    • 化合物A34对糖尿病小鼠的降糖作用及机制探讨

      2024, 45(5):479-486. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx05003

      摘要 (935) HTML (0) PDF 2.69 M (406) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究一种新型可溶性环氧化物水解酶(soluble epoxide hydrolase,sEH)抑制剂(A34)对糖尿病小鼠的降糖作用,探讨其作用机制,连续5天给小鼠腹腔注射链脲佐菌素(streptozotocin,STZ,50 mg/(kg·d),诱导1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)小鼠模型。通过饮水给药,考察A34对糖尿病小鼠饮水摄食量、非禁食血糖、空腹血糖、葡萄糖耐量和血浆胰岛素水平的影响,研究A34的降糖作用;通过研究胰岛中sEH表达水平、胰岛形态变化及血浆中细胞因子干扰素-γ(INF-γ)和白介素-4(IL-4)的含量,分析A34降糖的作用机制。结果表明:与模型组相比,A34有效改善了糖尿病小鼠多饮、多食症状及葡萄糖耐量情况(p<0.01),降低了空腹血糖和非禁食血糖(p<0.01),提高了血浆胰岛素水平(p<0.05);小鼠胰岛中sEH表达量降低(p<0.01),胰岛受损减轻,血浆中IFN-γ与IL-4含量比值降低(p<0.05)。A34可能通过调控促炎和抗炎细胞因子的动态平衡,保护胰岛β细胞免受损伤,从而改善小鼠胰岛β细胞功能,发挥降糖作用。

    • Ag/h-BNNS/CPAN复合纤维膜光催化性能研究

      2024, 45(5):487-496. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx05004

      摘要 (478) HTML (0) PDF 4.14 M (251) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好地利用太阳能将CO2转化为附加值产品,采用水煮法,合成比表面积达1 009.5 m2/g的六方氮化硼(h-BNNS),以h-BNNS和聚丙烯腈(PAN)为纺丝液原料,采用静电纺丝法制备h-BNNS/CPAN纤维膜,然后通过真空浸渍银盐得到Ag/h-BNNS/CPAN复合膜,并对复合膜的形貌、元素组成、微观结构及光电特性进行表征。结果表明:引入银纳米粒子(Ag NPs)并没有改变h-BNNS的结构,其均匀分布在h-BNNS/CPAN复合纤维膜上;以对硝基苯酚(4-NP)还原为对氨基苯酚(4-AP)反应测定合成工艺条件对复合材料性能的影响,当焙烧温度为220 ℃、h-BNNS含量为25%时,Ag NPs的光催化效果最好,催化剂光还原4-NP的表观速率为0.326 s-1;在以CO2还原为模型的反应中,Ag/h-BNNS/CPAN复合膜的光催化活性与纳米Ag的含量成正比, 当Ag NPs含量为2.0%时,光催化2 h后CO2转化为CO的产率为181.4 μmol/g 。结合Ag/h-BNNS/CPAN复合纤维膜的光电特性分析其光催化性能,可探索复合膜光催化CO2还原反应的机理,在光催化反应过程中,Ag NPs与h-BNNS/CPAN复合纤维膜间通过协同作用可实现CO2的高转化率,为高分散纳米金属光催化剂载体的设计合成提供了有效途径。

    • >食品与生物科学
    • 基于ARMS-PCR技术检测SLC39A13基因核苷酸多态性方法的建立

      2024, 45(5):497-507. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx05005

      摘要 (980) HTML (0) PDF 20.22 M (223) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现核苷酸多态性(SNP)的精准分型,针对SLC39A13基因rs755555位点,建立基于荧光定量PCR的分子诊断技术。首先,分别设计rs755555位点及内参基因peptidylprolyl isomerase A(PPIA)的Taqman荧光ARMS-PCR检测引物和探针;其次,构建阳性对照质粒;最后,以基因分型精确度为指标,优化引物探针组合,以及检测试剂的 PCR 反应体系和反应条件。结果表明:野生型最优引物探针组合为WF1、R1、FP1、PIRF5、PIRR5、PIRP5,突变型最优引物探针组合为FMF3、R1、FP1、PIRF5、PIRR5、PIRP5;每个检测样品的最优反应体系为[STBX]SLC39A13[WT][ST]基因上下游引物探针各0.1 μL,内标上下游引物探针各0.1 μL,10 μL PerfectStartⅡ Probe qPCR SuperMix UDG,5.4 μL纯水,4 μL样品基因组。重复性实验和70个样品的检测验证,确认了检测体系的可行性,为研发SLC39A13基因rs755555位点多态性检测试剂盒提供了技术基础。

    • 菜芙蓉花黄酮微胶囊的制备工艺及其贮藏稳定性

      2024, 45(5):508-517. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx05006

      摘要 (884) HTML (0) PDF 2.08 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高菜芙蓉花黄酮的贮藏稳定性,扩展其应用范围,以菜芙蓉花黄酮提取液为芯材、β-环糊精为壁材,采用超声辅助包埋-冷冻干燥法制备菜芙蓉花黄酮微胶囊,通过单因素和响应面试验确定微胶囊制备工艺参数,利用扫描电镜、红外光谱和抗氧化活性对其进行表征,并考察不同温度、湿度、光照和氧气贮藏条件对菜芙蓉花黄酮微胶囊保留率的影响。结果表明:黄酮微胶囊最佳制备工艺为超声功率210 W、超声温度56 ℃、超声时间40 min、芯壁比1.6 mL∶1 g,在此条件下制备的微胶囊的黄酮包埋率为96.89%;制备的微胶囊呈无定型玻璃状,红外光谱分析显示菜芙蓉花黄酮被壁材包裹,具有较好的抗氧化能力。微胶囊化能够有效提高菜芙蓉花黄酮的稳定性,可为新型食品天然抗氧化剂的开发应用提供理论依据。

    • >土木建筑工程
    • 考虑余震和耗能梁损伤的K-EBF结构抗震性能分析

      2024, 45(5):518-529. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx05007

      摘要 (1226) HTML (0) PDF 2.30 M (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对构件失效会改变结构原有受力状态,同时建筑物可能会因余震的影响而产生严重破坏甚至倒塌的问题,研究了耗能梁构件损伤失效和余震对K形偏心支撑钢框架(K-EBF)结构抗震性能的影响。对12层和18层K-EBF结构算例以最大层间位移角为地震需求参数,峰值地震加速度(PGA)为地震动强度参数进行了增量动力分析、结构易损性分析和抗倒塌性能评估。结果表明:同时考虑余震以及耗能梁损伤失效与均不考虑相比,12层和18层结构在设防地震时的最大层间侧移角θmax分别增大2.3%和8.4%,重度损伤失效概率分别增大0.6%和2.8%;罕遇地震时的θmax分别增大21.0%和42.1%,重度损伤失效概率分别增大11.6%和19.4%;另外,12层和18层结构的最小抗倒塌储备系数分别下降了32.1%和31.2%;总体上,余震会加剧结构损伤累积,其对结构的影响程度会随地震动强度的变大而增加;在考虑耗能梁构件损伤失效后,结构不同极限状态下失效概率会进一步增大,造成结构的最小抗倒塌储备系数进一步下降;因此,在K-EBF结构抗震性能分析时应充分考虑余震和耗能梁损伤失效所造成的影响,以真实反映结构地震作用下的响应。将耗能梁的损伤失效和余震的影响同时纳入考虑范围可更全面地分析K-EBF结构的抗震性能,为抗震设计提供更可靠的依据。

    • 基于改进的Canopy-k-means的大跨屋盖表面风荷载分区方法

      2024, 45(5):530-538. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx05008

      摘要 (1111) HTML (0) PDF 1.46 M (213) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对k-means聚类算法在大跨屋盖结构表面风荷载分区计算中,聚类数k值随机选取容易导致结果不稳定和计算效率低等问题,提出改进的Canopy-k-means聚类算法。首先,引入Canopy算法并对其初始阈值和聚类中心的选取方式进行改进,减少初始值选取的盲目性,以提高风荷载分区结果的可靠性;其次,通过改进Canopy算法对风荷载数据集进行预处理,快速准确地确定聚类数k值;第三,将改进Canopy算法与k-means结合使用,实现最优分类数k值的精准识别,使得改进的Canopy-k-means聚类算法进行大跨屋盖结构表面风荷载分区时能够快速准确地得到分区结果;最后,以一大跨柱面屋盖干煤棚结构为例,基于风洞试验所得结构表面风荷载数据测试结果,采用所提改进的Canopy-k-means聚类算法对其表面风荷载进行分区计算。结果表明,采用改进的Canopy-k-means聚类算法,将0°、50°和90°风向角时大跨屋盖表面风荷载划分为了3个不同的分区,其对应的SD值分别为2.36、3.51和2.52,较传统k-means聚类算法所得对应值明显降低,类内紧凑性和类间分散性明显提升。所提改进Canopy-k-means聚类算法能够快速准确地得到最优分区结果,对大跨屋盖表面风荷载分区具有工程参考价值。

    • 纳米CaCO3影响下重塑软黏土动力特性及微观孔隙结构研究

      2024, 45(5):539-548. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx05009

      摘要 (929) HTML (0) PDF 2.52 M (242) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究循环荷载下纳米CaCO3重塑软黏土的动力特性与微观形态,进行GDS动三轴、NMR试验,分析其动应力-动应变、动弹性模量、阻尼比及微观孔隙变化规律。结果表明:随着纳米CaCO3掺量增加、围压增大,软黏土的动应变逐渐减小,动弹性模量逐渐增大;固结应力比增大使纳米CaCO3重塑软黏土动应变先减小后增大,动弹性模量先增加后减小;围压和固结应力比的提高均可有效降低软黏土的阻尼比;软黏土滞回耗能与动应变呈现明显的非线性关系;纳米CaCO3重塑软黏土T2分布曲线主峰峰值及峰面积相比于素软黏土显著降低,孔隙比减小使土体结构更加稳定。所进行的纳米CaCO3重塑软黏土动力特性研究,可为实际工程提供参考。

    • >管理科学与工程
    • 不确定环境下医疗废物回收网络鲁棒优化研究

      2024, 45(5):549-561. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx05010

      摘要 (66) HTML (0) PDF 1.54 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对医疗废物回收网络的不确定性,选取医疗废物量和运输成本作为关键变量,构建有多个不确定参数的多目标非线性整数规划模型,并引入鲁棒优化来处理不确定因素。结合多目标粒子群优化算法(MOPSO)和遗传算法(GA)求解该模型,外层GA负责选址决策,内层MOPSO针对选址结果进行配送路径优化,并以国内某城市为实证对象进行仿真验证。结果表明:相较于传统遗传算法,所提算法总成本降低了10.37%,总风险减少了1.86%,工作量偏差缩减了50.18%;敏感性分析表明,医疗废物量的不确定性对目标函数的影响更为显著。所提模型使得决策者可根据风险偏好调整不确定参数,以获得最佳的医疗废物回收网络优化方案,为进一步的医疗废物回收研究提供了参考。

    • 基于FFT与Transformer算法的混合期权定价模型研究

      2024, 45(5):562-572. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx05011

      摘要 (67) HTML (0) PDF 2.48 M (376) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决经典期权定价模型与实际价格数据偏差较大的问题,选取BS期权定价模型,采用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)结合Transformer多头注意力机制深度学习算法,对上证300ETF期权与上海期货交易所黄金期权数据进行实证研究,通过改进的Transformer算法对基于FFT算法的期权定价模型与实际金融市场期权价格数据之间的残差值进行二次训练。结果表明,与其他算法(BS、FFT-BS)及其他混合算法(FFT-BS+ARIMA、FFT-BS+LSTM)模型相比,基于FFT-BS+Transformer的算法在R2、MSE、NRMSE以及MAE等统计指标上均有很好的表现,且针对不同波动、不同品种的期权,该混合算法模型均取得了较好的结果。将改进后的Transformer算法应用到期权定价中,可弥补经典期权定价模型的不足,提供了更加精确的期权定价模型。

主编:李铁军

创刊:1980

国际标准刊号:ISSN 1008-1542

国内统一刊号:CN 13-1225/TS

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