最新刊期
      2021 年 第 60 卷 6 期

        特约综述

      • 靳红磊,明宇,王宏斌
        2021, 60(6): 1-8. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2021E016
        摘要：阴生植物和阳生植物对于光的适应能力不同。在不同光强以及光质生长环境中，阴生和阳生植物具有不同的光合结构和组分含量，最终影响光合作用功能。特定的生长环境要求限制了阴生植物和阳生植物的广泛种植，影响其产量。本文通过对阴生植物和阳生植物在光合结构及功能中的差异进行综述，以期为阴生植物和阳生植物的改造提供参考。  
        关键词：阴生植物;阳生植物;光合作用;叶绿体   
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        发布时间：2023-11-01

        研究论文

      • 蒋子超,江俊扬,孙哲,姚清河
        2021, 60(6): 9-14. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.06.13.2020B067
        摘要：提出了一种基于环形托卡马克模型的MHD（magneto hydrodynamic）方程并行求解算法，开展了等离子体的非理想MHD不稳定性及其演化过程的数值模拟，采用了全隐式的离散方法，并运用Newton-Krylov方法求解非线性系统。相对传统算法，文章提出的基于全隐格式的求解算法具有时间步长限制小、并行可扩展性高的优势，对于大规模的并行计算具有良好的适应性。根据在超级计算平台上的并行测试结果，文章开发的求解器在大规模并行中具有良好的并行效率与并行可扩展性，与传统求解算法结果具有良好的数值一致性，可适用于大规模的并行磁流体仿真计算。  
        关键词：磁流体动力学;并行计算;等离子体仿真;磁流体不稳定性   
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        发布时间：2023-11-01
      • 叶文,黄林冲
        2021, 60(6): 15-23. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.19.2020B010
        摘要：为了研究聚苯乙烯（EPS）颗粒含量对混合土渗透性的影响，利用常水头渗透仪测定河源石英砂、福建标准砂与EPS颗粒的混合土在EPS颗粒质量分数分别为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1%共六种掺量下的渗透系数。提出图像处理方法，用于计算颗粒的粒径分布；基于柯森-卡门渗透公式，拟合无因次参数C0与EPS颗粒含量之间的关系；基于泊肃叶定律，建立渗透物理模型。研究表明，混合土中EPS颗粒对混合土的不均匀系数和曲率系数的影响很小；随着EPS颗粒含量的增大，混合土的密度及孔隙率均减小；颗粒的形态对孔隙率具有较大的影响；混合土的渗透系数随EPS颗粒含量的增加呈二次函数变化，河源石英砂混合土的渗透性高于福建标准砂混合土；由于颗粒形态的不同，产生的水头损失也将不同，引入叠合系数对这部分损失进行描述，通过拟合证实叠合系数与EPS颗粒含量呈线性变化。  
        关键词：轻量土;EPS含量;渗透系数;柯森-卡门渗透公式;叠合系数   
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        发布时间：2023-11-01
      • 夏岳旺,徐海良,杨放琼
        2021, 60(6): 24-28. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.21.2020B012
        摘要：为减少深海采矿管道的横向摆动所带来的危害及安全隐患，文章提出了一套深海采矿管道横向摆动抑制方案。该方案的执行部件主要由尼龙拉绳、液压换能组件、定滑轮组件组成。尼龙拉绳能够提供抑制横向摆动的拉力，减小横向摆动摆幅；液压换能组件能够消耗横向摆动的动能，并将其转化为电能；定滑轮组件能调整拉绳对管道的作用力，使之更有利于抑制管道横向摆动。经实验验证，该方案的工作原理可行。  
        关键词：管道横向摆动;摆动抑制方案;尼龙拉绳;液压换能组件;定滑轮组件   
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        发布时间：2023-11-01
      • 胡志坚,尹炳森,俞文生
        2021, 60(6): 29-35. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2019.11.20.2019B116
        摘要：为优化预制装配式桥面板超高性能混凝土（UHPC）湿接缝构造，开展弯矩作用下的预制拼装桥面板UHPC湿接缝抗弯性能分析。采用内聚力模型模拟接缝界面，在与试验结果对比验证的基础上，对不同湿接缝宽度、不同湿接缝界面形式、不同配筋率的桥面板有限元模型进行了参数化分析。研究结果表明：UHPC湿接缝宽度可减小到15 cm；建议采用楔形或菱形接缝界面形式；湿接缝内最大配筋率应不超过2.6%。  
        关键词：预制桥面板;超高性能混凝土;湿接缝;U型钢筋;受力性能   
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        发布时间：2023-11-01
      • 康俊涛,章豪
        2021, 60(6): 36-42. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.04.21.2020B038
        摘要：基于HJC混凝土损伤本构模型，利用非线性显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了钢混组合梁桥上部结构的有限元模型，并采用能量守恒原理检验了计算结果的稳定性。从落石速度、落石质量、接触面积、碰撞位置四个影响因素方面，研究了钢混组合梁桥上部结构在落石撞击下的动力响应。研究表明：①各影响因素中，落石速度变化对钢混组合梁桥上部结构的影响最显著；②落石对桥面板的破坏以局部破坏为主；③综合了落石速度和落石质量的落石动能可以作为落石撞击钢混组合梁桥研究中的自变量；④碰撞位置不变时，落石动能与混凝土损失体积呈正相关。  
        关键词：钢混组合梁桥;落石撞击;动力响应;有限元分析   
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        发布时间：2023-11-01
      • 秦世强,廖思鹏,黄春雷,唐剑
        2021, 60(6): 43-53. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.12.2020B009
        摘要：为了更加合理地确定Kriging模型样本点数量，提高Kriging模型对目标函数极值区域的预测精度，提出了一种自适应Kriging模型并将其应用于桥梁结构有限元模型修正。该方法首先通过中心复合设计估算初始样本点数量，然后利用拉丁超立方设计获得初始样本点的空间分布，并初步构建Kriging模型；最后利用期望改善准则（EI准则）控制新增样本点位置，使其位于目标函数极值附近区域；新增样本点的最终数量由收敛准则确定。利用测试函数比较了自适应Kriging模型和标准Kriging模型的预测精度；并以一座人行斜拉桥模型修正为例，对比了基于自适应Kriging模型和标准Kriging模型的修正结果。结果表明：在样本点总数一致的情况下，自适应Kriging模型与标准Kriging模型精度评价指标基本一致，但自适应Kriging模型能够避免样本点空间分布的随机性，提高对目标函数极值区域的预测精度，从而获得更好的修正结果。  
        关键词：桥梁工程;自适应Kriging模型;模型修正;期望改善准则;代理模型   
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        发布时间：2023-11-01
      • 景炜,常凤筠,王光磊,陈佳永
        2021, 60(6): 54-61. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.01.15.2020B005
        摘要：随着静止无功补偿装置SVC的不断发展，不同装置之间的协调控制愈显重要。文章在TCR+FC模型的基础上，增加了一级作为无功储备的TSC支路构成TCR+TSC+FC型SVC。并以TCR晶闸管的触发角与系统无功需求的关系为依据，设计了基于TCR三相晶闸管触发角平均值的TCR和TSC的协调控制策略；同时，为了保证TSC电容器的快速准确投切，设计了在TSC的晶闸管两端电压过零时刻同时使能正负相晶闸管触发的控制方式。结合工程实例，在PSCAD上的仿真结果验证了设计方案的正确性和可行性。  
        关键词：静止无功补偿装置;协调控制;触发角平均值;快速准确投切   
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        发布时间：2023-11-01
      • 杨怡,黄炽辉,吴作栋
        2021, 60(6): 62-70. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.07.14.2020B082
        摘要：碳纤维增强复合材料CFRP（carbon fiber reinforced polymer）因其优越的力学性能，在结构加固领域得到了广泛的应用。CFRP对钢结构的加固效果取决于CFRP-钢界面的粘结性能。基于双剪实验对CFRP-Q345B钢板和CFRP-X100钢板的界面粘结性能进行了研究，利用数字图像相关DIC（digital image correlation）应变测量系统和应变仪同时测量CFRP的表面应变，研究了CFRP-钢界面的破坏特征和力学行为，分析了胶层厚度与钢板材质对界面剪切性能的影响。结果表明：胶层厚度为0.1 mm和0.5 mm时，界面的破坏模式分别为钢板-胶层界面破坏和胶层内聚破坏；极限承载力受钢板材质的影响，粘结剂与Q345B钢板的粘结力要大于其与X100钢板的粘结力；DIC测量系统得到的界面剪应力分布比应变片测量结果能够更加全面、直观地反映粘结界面的力学行为。  
        关键词：碳纤维增强复合材料;双剪实验;钢板;数字图像相关;界面粘结性能   
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        发布时间：2023-11-01
      • 高兴,李钢,王星星,王烁,汪宇欣,张翠玲
        2021, 60(6): 71-79. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020D042
        摘要：近年来灾害地理视角下的历史灾害研究重点考察特定地域与时间序列，重大灾害个案复原亟需关注。明末崇祯八至十六年（1635—1643年）发生的旱、蝗、饥、疫群聚性灾害无论从持续时长、受灾范围还是灾情等级来看都较为罕见。通过整理历史文献构建群聚性灾害数据集，以旱、蝗为主线复原群聚性灾害的时空演进与相互关联，探讨群发性灾害的气候背景。结果表明：① 各灾种演变均呈单峰“快增慢减”态势，但峰值年份不同。旱灾、蝗灾、饥荒在1638—1641年灾情较重，疫灾经历较长的孕灾期，在1641年达到顶峰；② 旱灾广泛分布于东部季风区，黄淮海流域与长江下游沿线是核心灾区；蝗灾暴发相对集中，聚集在黄河下游沿线及河网湖泊周边，体现显著“水缘性”特征；③ 相对于旱灾，蝗灾暴发存在显著空间相关性和时间承继性，饥荒呈现一定滞后性。旱情显著提升蝗灾的暴发强度，重度旱灾下蝗灾等级显著增加；④ 在明清小冰期，连续的极端冷干气候加剧蝗灾暴发，或与大尺度环流等外部变化相关，且灾害链发模式加剧了灾情。  
        关键词：群聚性灾害;蝗灾;时空演进;气候背景;明朝末期（1635—1643年）   
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        发布时间：2023-11-01
      • 石轩,李艳红,李发东
        2021, 60(6): 80-90. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.07.29.2020D032
        摘要：为研究玛纳斯河流域不同灌区棉田土壤铵态氮和硝态氮（NH4+-N、NO3--N）的季节变化规律及其影响因素，2019年5月、8月、10月以玛纳斯河流域6大灌区为研究对象，对不同月份土壤铵态氮和硝态氮及理化性质，土壤环境以及施氮量，开发年限等因子进行了分析。结果表明：（1）各灌区土壤因子的差异使铵态氮和硝态氮含量有明显的变化，呈现出下野地灌区＞莫索湾灌区＞安集海灌区＞新湖总场灌区＞金沟河灌区＞石河子灌区。不同灌区土壤铵态氮和硝态氮都具有明显的季节性变化，铵态氮变化为8月＞5月＞10月，硝态氮变化为8月＞10月＞5月。不同灌区土壤铵态氮和硝态氮在不同月份均聚集在土壤表层，随着土层深度的增加逐渐减少。（2）各灌区土壤铵态氮和pH值呈显著负相关，和全盐呈正相关，且在5月和8月份时与含水量正相关；硝态氮含量在各月与土壤含水量和全盐呈正相关，和土壤温度呈负相关。（3）各灌区土壤铵态氮和硝态氮受多因素的共同影响，土壤pH、温度、全盐和土壤含水量是影响铵态氮和硝态氮含量的主导因素，而农田开发年限，施氮量对铵态氮和硝态氮产生间接的影响。  
        关键词：玛纳斯河流域;棉田土壤;铵态氮;硝态氮   
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        发布时间：2023-11-01
      • 刘涛涛,王勇辉,阿迪拉·阿布力米提
        2021, 60(6): 91-101. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020D037
        摘要：为探讨艾比湖湿地土壤盐结皮与其覆盖下土壤物理特性的相互关系，采用野外调查与室内试验相结合的方法，在湿地内选取具有代表性的30个样点，对不同类型盐结皮覆盖下的土壤物理特性进行分析，并探讨其对盐结皮厚度的影响。结果表明：1）盐结皮衰退期和生长期覆盖下土壤粒度以1.00~0.05 mm为主，盐结皮成熟期覆盖下土壤粒度以0.01~0.001 mm为主。土壤容重由高到低依次为盐结皮生长期（1.81 g/cm3）、成熟期（1.58 g/cm3）和衰退期（1.34 g/cm3）。土壤孔隙度由盐结皮衰退期（50.8%）、成熟期（40.7%）到生长期（32.6%）逐渐下降。土壤含水量由高到低依次为盐结皮生长期（32.5 g/kg）、成熟期（21.7 g/kg）和衰退期（16.2g/kg）。土壤饱和含水量和土壤含水量由高到低依次为盐结皮衰退期、成熟期和生长期。2）盐结皮厚度与土壤物理性质相关性分析表明，盐结皮厚度与0~20 cm土壤的毛管孔隙度和土壤粒度（1.00~0.05 mm）显著正相关（P<0.01），与土壤容重呈负相关（P<0.05）；而且随深度增加盐结皮厚度与土壤物理特性相关性逐渐降低。3）主成分分析表明：影响盐结皮厚度主要包括第一主成分（78.1%）土壤毛管孔隙度，第二主成分（16.5%）土壤粒度（0.01~0.001 mm）。孔隙度增大能够促进盐结皮产生和积累，使盐结皮越厚。土壤中粒度0.01~0.001 mm含量增多，能抑制盐结皮产生和积累，使盐结皮越薄。总之一方面不同厚度盐结皮的覆盖会使土壤物理特性（含水量、孔隙度、粒度）发生变化，另一方面土壤物理特性会影响盐结皮厚度，两者相互作用相互影响。  
        关键词：艾比湖湿地;土壤盐结皮;物理性质;影响因素   
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      • 阿曼妮萨·库尔班,满苏尔·沙比提,赵景啟,艾克旦·依萨克
        2021, 60(6): 102-109. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020D044
        摘要：利用1967—2019年阿克苏、柯坪气象站逐日气温、日照时数等气候数据和部分农业数据，按月、季节和年进行统计，采用一元线性回归、累计距平、Mann-Kendall（M-K）趋势分析和突变检验等方法，试图揭示阿克苏河流域气候变化对其农业气候资源和农业生产条件的影响。结果显示：① 1967—2019年研究区气温增长，阿克苏、柯坪站增温倾向率为0.515、0.023 ℃/10a；阿克苏、柯坪站日照时数呈减少趋势，倾向率分别为3.806、-32.916 h/10a；阿克苏站气温在1997年发生突变，柯坪站日照时数在1990年发生一次突变。② 1967—2019年间研究区≥10℃积温的平均值为4 240 ℃/d，平均持续时间为210.6 d；1997年发生突变后，≥10 ℃积温的平均值从1967—1996年的4 143 ℃/d增加到4 369 ℃/d，持续日数从209 d增加到214.9 d，对农作物生长营造了良好的生长环境。③ 近40年研究区单位面积化肥施用量从1978年的63.8 kg/hm2增加到2018年的1 369 kg/hm2，棉花单产量从1967年的288 kg/hm2增加到2018年的1 218 kg/ hm2，以约262 kg/10a的倾向率增加。棉花播种期提前了9 d，停止生长期推迟了3 d，生育期延长了6 d。④ 随着研究区气候的变化、技术的不断改善，气温的变暖会提高产量和品质，有利于发展阿克苏河流域农业生产。  
        关键词：气候;变化特征;农业生产;阿克苏河流域   
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      • 李绪杰,盛雅娟,张彤,吴滢,解孟康,熊武建,廖文波,李晓红
        2021, 60(6): 110-120. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020E050
        摘要：以同质园移栽的多花黄精Polygonatum cyrtonema Hua为研究对象，对其开花物候、访花昆虫种类、访花行为及传粉过程进行观察，并采用单因素和正交设计研究不同培养基（蔗糖、H3BO3、CaCl2）对多花黄精离体花粉萌发的影响，比较I2-KI染色法、MTT染色法与TTC染色法测定花粉活力的差异，检测其花粉活力与柱头可授性，并统计其自然结实率。结果表明：① 多花黄精花期为4月末到6月初，盛花期在5月中旬，单株、花序和单花水平的花期依次为8~13、3~7、1~3 d，开花振幅为多峰曲线式样，开花同步性较高，花期同步指数为0.81 ± 0.12；② 离体花粉萌发的最适条件是150.00 g/L蔗糖 + 200.00 mg/L H3BO3 + 250.00 mg/L CaCl2；③ TTC染色法是快速且适宜的测定多花黄精离体花粉活力的方法；④ 花粉在开花前1~2 d开始有活力，在开花后2~3 d花粉活力最高，此后随着花药散粉活力逐渐下降，花枯萎后花粉活力丧失；⑤ 柱头在开花前1~2 d至开花后4~5 d均有可授性，其中开花后2~3 d柱头可授性最高；⑥ 多花黄精的传粉昆虫为中华蜜蜂Apis cerana、黑带食蚜蝇Episyrphus balteatus和熊蜂Bombus latreille，中华蜜蜂是其主要的传粉昆虫；⑦ 多花黄精自然结实率为46.35% 。  
        关键词：多花黄精Polygonatum cyrtonema Hua;开花物候;花粉萌发;柱头可授性;传粉昆虫;中华蜜蜂Apis cerana   
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      • 王会镇,雷琴,张弛翔,姚小军,陈绍玲,刘家琴,王琰
        2021, 60(6): 121-127. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020C014
        摘要：通过苯乙酮和5-溴噻吩-2-甲醛合成了3-[2-(5-溴-噻吩基)]-1-苯基-2-丙烯酮 (BTPPO)。使用光谱法和分子对接模拟研究了BTPPO与牛血清白蛋白(BSA，bovine serum albumin)的作用过程。同时，研究了金属离子 (Cu2+,Co2+,Pb2+,Ag+,Hg2+,Cd2+) 对BTPPO与BSA相互作用的影响。结果表明：BTPPO与BSA的作用主要是静态荧光淬灭过程，两者之间的结合以疏水和静电作用为主，结合常数 (Ka) 为104左右。根据Förster理论，可以计算得BTPPO和BSA的共振能量转移距离小于7 nm。另外，在280 nm和295 nm激发波长下蛋白质的荧光淬灭实验表明：BTPPO与BSA的主要结合位点是BSA的亚结构域ⅡA (siteⅠ)。金属离子(Pb2+除外)的存在可能会影响BTPPO荧光淬灭效果。分子对接模拟结果表明：BTPPO是通过疏水和极性作用嵌入BSA分子的亚结构域ⅡA (siteⅠ) 的疏水腔内的。  
        关键词：3-[2-(5-溴-噻吩基)]-1-苯基-2-丙烯酮 (BTPPO）;牛血清白蛋白（BSA，bovine serum albumin）;结合机理;荧光;分子对接   
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        发布时间：2023-11-01
      • 张琪,胡安琪,范倩,陈胜,肖细姬,张翠仙
        2021, 60(6): 128-141. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020E035
        摘要：柑普茶是由新会陈皮和云南普洱结合晒制而成的一种新型茶，兼具新会陈皮与普洱茶的功效，风味独特，为上好的保健养生佳品。茶作为人们日常主要饮品，以热水冲泡为主。为全面分析柑普茶外皮（PGT）与鲜新会陈皮（CRC）、鲜砂糖橘皮（CT）水溶性成分是否存在差异，本研究通过超高效液相色谱结合四级杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）分析方法对三者水溶性物质成分进行全成分分析，以期从整体角度了解三者水溶性成分的差异。从PGT、CRC和CT中依次鉴定47、72和56个化学成分，结构类型涉及黄酮类（44个、63个、50个）、柠檬苦素类（PGT中1个、后二者均4个）、生物碱类（1个、2个、1个）、香豆素类（仅CRC中2个）和环肽类成分（各1个）。该研究丰富了柑普茶外果皮与广陈皮的化学成分，并为柑普茶药用价值和保健功效的进一步开发提供了化学物质基础。  
        关键词：柑普茶;新会陈皮;砂糖橘皮;成分分析;UPLC-Q-TOF-MS   
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        发布时间：2023-11-01
      • 杨达豪,吕中荣,汪利
        2021, 60(6): 142-149. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.06.08.2020B062
        摘要：将旋转叶片简化为旋转梁，文章提出了一种基于快速稀疏正则化的旋转梁损伤识别方法。该方法将结构损伤识别简化成非线性最小二乘问题，即寻找损伤参数，使得模态残差最小。损伤识别是典型的反问题，通常具有非适定性，即识别结果对测量误差十分敏感。为克服非适定性并快速求解损伤识别反问题，提出了一种快速稀疏正则化方法。该方法将稀疏正则化简化成一个摩擦模型，模型中的静摩擦力即为正则化参数。数值算例表明，该方法不仅能准确识别出旋转梁的损伤程度和位置，还可以快速地确定正则化参数，从而有效地减少迭代次数，提高计算效率。  
        关键词：旋转梁;损伤识别;灵敏度分析;稀疏正则化;正则化参数   
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        发布时间：2023-11-01
      • 胡蝶,卫雪梅,冯兆永,刘成霞
        2021, 60(6): 150-160. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2021A006
        摘要：研究了一个具有坏死核的双曲型肿瘤生长的Robin自由边界问题。该模型包含了一个描述营养物浓度变化的椭圆型方程，一个描述肿瘤半径的常微分方程和三个分别描述增殖细胞，休眠细胞和死亡细胞演化的一阶非线性双曲偏微分方程。通过特征线方法和Banach不动点定理证明了该模型整体解的存在唯一性。同时证明了当KR=0时，limt→+∞Rt=+∞.  
        关键词：肿瘤生长;坏死核;自由边界问题;整体解   
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        发布时间：2023-11-01
      • 王文丰,徐灯,傅晶,韩龙哲,方宗华,董健华,章香
        2021, 60(6): 161-168. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.09.07.2020A047
        摘要：针对粒子群优化算法容易陷入局部最优、收敛精度不高以及收敛速度较慢的问题，本文提出一种混合分层自主学习量子粒子群优化算法HHQPSO。首先，根据粒子适应度值和迭代次数将种群动态划分为三个阶层：上、下两层粒子分布较少，分别采用局部学习模型和全局学习模型，以增强粒子多样性；中层粒子分布较多，采用混合自适应量子学习模型。其次，在混合量子模型中提出改进差分策略以更新粒子的随机位置，并引入Levy飞行策略以提高算法的收敛精度和收敛速度。最后，分别在9个典型测试函数上对6种改进粒子群算法进行仿真对比实验。实验结果表明，HHQPSO算法在收敛精度、速度和稳定性上均有着较为明显的优势，特别适用于多峰函数寻优。  
        关键词：量子粒子群;差分策略;Levy飞行策略;自主学习   
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        发布时间：2023-11-01
      • 曾云辉,汪安宁,汪志红,罗李平
        2021, 60(6): 169-179. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.07.29.2020A037
        摘要：研究一类具有无界中立系数的三阶Emden-Fowler微分方程解的弱振动性。通过引入参数函数和广义Riccati变换，运用积分平均技术和一些分析技巧，获得了方程所有解弱振动的几个新的振动准则，所得结果推广和完善了最近文献中的一些结果。  
        关键词：三阶;Emden-Fowler微分方程;弱振动性;非振动性   
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        发布时间：2023-11-01
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