浙江工业大学学报

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王卫红王园

2019, 47(6): 591-596.

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为解决多指标评价问题,提出基于改进PCA-AHP-IE组合的评价模型。通过结合高校专业评价现实问题及其特征,对现有的专业评价指标体系进行重构。改进层次分析法并引入多专家打分及熵值概念,同时结合主成分分析法及熵权法求得指标体系权重,将上下层指标体系权重加权融合,构建基于PCA-AHP-IE的多指标评价模型,获得样本数据评价结果。将该模型应用到高校在计算机专业的评价问题中,实验结果表明:该模型可以完成对样本数据进行合理、有效的评价,评价结果可以作为高校专业优劣判断的决策依据。

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一种基于质点-弹簧系统的植物形变模拟改进算法

丁维龙徐岩

2019, 47(6): 597-603.

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在外力作用下植物的形变是自然场景建模中重要的研究内容,逼真地模拟植物形变在植物虚拟仿真过程中具有重要作用。提出一种基于质点-弹簧系统的植物形变模拟的改进算法,实现了小规模植株枝条及叶片的运动模拟。首先进行植株模型的骨骼提取和模型重建,然后基于骨骼节点构造质点-弹簧组,并根据植株的受力情况分析进行植株动态形变的模拟。选取番茄为研究对象,在Unity3D平台上进行了番茄植株形变模拟。该改进算法可以统一处理植株的多种器官结构的受力分析和形变,并且考虑到了植株的碰撞处理,模拟实验的结果证明了该算法的有效性,可以为植物形变模拟的研究提供技术参考。

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基于超启发式算法的选址-路径问题研究

王万良徐昶赵燕伟朱文成

2019, 47(6): 604-610.

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为了降低物流配送过程中车辆的碳排放,采用具有良好通用性的超启发式算法对低碳选址路径问题进行求解。将蛙跳算法作为超启发式算法的高层选择策略,并在蛙跳算法中提出了基于最长公共子序列的相似度计算方式代替原有的相似度计算,而采用动态规划的方法对个体间的最长公共子序列进行计算。实验结果表明:提出的相似度计算方式能更直观地反映个体之间的相似性,具有良好的通用性,并且在低碳选址-路径问题上获得更优秀的解。

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基于几何基元定标的单幅图像组合式建筑建模

缪永伟汪逊

2019, 47(6): 611-617.

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针对单幅图像几何结构复杂的组合式建筑建模,为克服单幅图像提供的信息量少、建筑物部件之间相互遮挡关系等局限性,提出了一种基于长方体和圆柱体几何基元定标的组合式建筑交互建模方法。首先对建筑物每个几何部件单独进行场景定标与建模。对长方体部件,用户标注图像投影的6个顶点,系统根据顶点坐标计算相机参数,利用顶点与三维几何体的对应关系构建长方体部件模型;对圆柱体部件,用户标注投影轮廓的4个顶点,计算灭点坐标并利用灭点性质求解相机参数,再构建圆柱体部件模型。然后,利用投影误差和部件几何约束关系引进能量函数对部件进行联合优化生成三维模型,实现组合式建筑的精确重建。最后,利用建筑物纹理的对称信息合成真实的三维组合式建筑模型。实验结果表明:该方法交互简单、建模效率高且扩展性好,可以满足不同复杂结构的组合式建筑物的建模需求。

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汽车球铰的力学性能分析

鲍雨梅周威潘孝勇吴蕾吕君

2019, 47(6): 618-624.

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以某款汽车稳定杆连杆球铰为研究对象,建立有限元仿真模型,并基于ABAQUS软件对其进行拉溃力和刚度分析。首先,通过材料单轴拉伸试验获取该球铰的材料力学性能参数;其次,根据主机厂的加载要求,对该球铰的轴向刚度、径向刚度和拉压溃力进行有限元分析,并进行试验验证,试验结果表明本球铰产品能够满足拉压溃力性能与刚度要求,将试验数据与仿真计算结果进行对比,验证了有限元模型的正确性;最后,基于ABAQUS软件进行球铰的复模态分析,计算了系统的复特征值以及确定了本球铰产品无不稳定模态,为产品的设计开发提供了理论依据。

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超大跨度部分地锚式斜拉桥抗震性能研究

张新军樊佳楠赵俊杰

2019, 47(6): 625-631.

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以1 400 m主跨的部分地锚式斜拉桥设计方案为工程背景,分别采用多振型地震反应谱方法和非线性时程分析法进行E1和E2地震作用下结构的地震反应分析,揭示超大跨度部分地锚式斜拉桥地震反应的特性以及结构非线性效应对其地震反应的影响。在此基础上,对相同主跨的全自锚式斜拉桥进行结构动力特性和地震反应的对比分析。结果表明:水平地震作用下桥塔和主梁的地震反应显著,桥塔的地震内力显著大于主梁,是结构抗震设计的关键构件,同时应特别重视桥塔的塔底和塔梁交接处、主梁的塔梁交接处和边跨辅助墩处等截面的抗震设计;结构几何非线性效应对结构地震反应影响显著,特别是在E2地震作用下,超大跨度部分地锚式斜拉桥地震反应分析宜采用非线性时程分析法;与相同主跨的全自锚式斜拉桥相比,边跨部分斜拉索改为地锚后,结构刚度和自振频率增大,桥塔的地震反应和主梁的纵向位移均显著减小,改善了结构的整体抗震性能,超千米主跨斜拉桥更适宜采用部分地锚式结构形式。

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航道整治工程质量评价指标体系研究

张豪彭晓婷陈妙初郭伟建

2019, 47(6): 632-636.

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水运工程是经济社会发展的基础,航道整治工程与水运工程的发展密不可分,为了提高航道整治工程质量,必须建立航道整治工程质量评价体系。航道整治工程质量评价必须考虑多种因素,基于德尔菲法从单位工程的观感质量评价项目和单位工程实体检测项目这两个方面提出了评价指标,建立了航道整治工程评价体系,并通过问卷调查,依据"最大隶属原则"确定了各个指标的权重等级。根据实际应用需求,建立了航道整治工程质量动态指数应用模型,并用模糊综合评价法建立了数学模型,综合评价了某区域内航道整治工程的质量。为有关部门作出可靠有效的决策提供科学依据,促进航道整治工程质量水平的提高。

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圆柱形桥墩局部冲刷计算方法对比分析

郭健顾颂平张慧昕廖乾旭

2019, 47(6): 637-641.

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运用FLOW-3D独特的FAVOR技术对桥梁的冲刷过程进行模拟,得到了桥墩附近流速分布图及冲刷云图,并结合国外的经典冲刷试验,验证了数值模拟水流及泥沙运动的有效性。通过数值模拟、经验公式和国内外的设计规范的对比分析,结果表明:经验公式具有极强的经验性,只能用作粗略估算;中国规范的桥墩局部冲刷计算公式充分体现了墩形系数和水流攻角的影响,也考虑了流速与泥沙启动之间的关系,预测结果误差较小;美国规范公式的量纲关系明确,但是较为简化,误差较大。

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十字形圆钢管-横向板相贯节点的抗弯刚度

王建东赵必大谢寒

2019, 47(6): 642-647.

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分析了十字形圆钢管-横向板相贯节点在板弯矩作用下的传力方式和局部变形特点,在此基础上结合有限元单参数分析,并利用多元回归分析技术,获得了节点抗弯刚度的实用参数化计算式。研究结果表明:板宽度与主管直径之比(板宽比)、主管径厚比对节点刚度的影响很大,板管厚度比对节点刚度的影响小,可以忽略;节点抗弯刚度与弹性模量和主管直径的三次方成正比,与板宽比、主管径厚比分别近似呈指数函数、幂函数关系;参数化计算式所得的节点刚度值与有限元结果的相对误差基本上小于10%。

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微塑料对水体中痕量砷、铅的吸附

周瑛徐博凡王萍亚吴益春赵巧灵

2019, 47(6): 648-653.

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微塑料是一种新型全球性污染物,易迁移、分布广,能吸附环境中的污染物并通过生物摄食进入食物链。目前微塑料对重金属的吸附尚未得到重视,对其吸附行为的研究大多集中于有机污染物。以聚苯乙烯为吸附剂,考察其对As,Pb的吸附能力,发现pH分别为6和8时对As和Pb的吸附效果最好,小粒径的聚苯乙烯更容易吸附金属离子,且超声能使其疏水性减弱,易于分散在水体中。动力学和热力学研究发现:聚苯乙烯对重金属的吸附符合二级动力学模型和Langumuir吸附等温模型,过程为单层吸附,并以化学吸附为主,热力学参数表明该吸附是一个自发的过程,温度升高有利于反应进行。

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无催化剂下烯烃双官能团化反应

金红卫高丙杰刘道宏周丙伟

2019, 47(6): 654-659.

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发展了一种无催化剂催化的烯烃碘氧双官能团化反应,以烯烃、N-碘代丁二酰亚胺和3-羟基-1,2,3-苯并三嗪-4(3H)-酮为起始原料,通过加成反应实现了烯烃的3-碘2-氧双官能团化的三组分反应。该反应具有无需催化剂、条件温和、产率良好、区域选择性好和操作简单等优点,从而为含碘氧类化合物的高效绿色合成提供了新方法。

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四水合氯化亚铁晶体流态化煅烧过程实验研究

郑燕萍张许力邱树锋程榕王玲杨阿三孙勤

2019, 47(6): 660-665.

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为处理冶金行业含氯化亚铁酸性废液,将废液浓缩、结晶得四水合氯化亚铁晶体,晶体煅烧后循环利用,实现废液资源化处理。以四水合氯化亚铁晶体为原料,进行流态化煅烧实验,考察晶体煅烧过程空气湿含量、床层温度对尾气HCl选择性的影响。研究结果表明:四水合氯化亚铁晶体流态化煅烧过程中,床层温度500℃,空气湿含量(1 kg干空气中所含水蒸气质量)29～71 g/kg,稳定后HCl选择性由0上升至2。空气湿含量62 g/kg,床层温度295～500℃,稳定后HCl选择性从1.5降至1。四水合氯化亚铁晶体流态化煅烧过程,增大空气湿含量或降低床层温度都会提高HCl选择性。

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近红外长余辉材料ZnGa2MO6:Cr3+的制备与余辉性能

潘再法严丽萍邵康王锴

2019, 47(6): 666-671.

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采用高温固相法合成了近红外长余辉材料ZnGa2MO6:Cr3+（M=Si,Ge,Sn,Ti）。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱、长余辉光谱、余辉衰减曲线和热释光谱等手段,研究了不同金属离子对尖晶石结构、余辉性能以及缺陷分布的影响。结果表明:所得4种材料中ZnGa2GeO6:Cr3+和ZnGa2SiO6:Cr3+的余辉强度显著高于ZnGa2O4:Cr3+,分别是ZnGa2O4:Cr3+的2.6和1.9倍,这与其具有更强的热释峰结果相对应。说明通过引入四价阳离子,可以促进基质中的缺陷形成,提高了近红外长余辉材料的性能。

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苯丙乳液的制备及其对自泳涂层的影响

谢德明陈晨杨珊珊

2019, 47(6): 672-678.

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以苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)为主要原料,采用种子乳液聚合法合成了苯丙乳液,分析乳液对自泳涂层性能的影响。将乳液、炭黑浆、氧化剂和活化剂等配制成自泳漆,对钢板进行了自泳涂装。研究乳液和涂层的性能,结果表明:温度为78℃,搅拌速度为500 r/min,聚合反应时间为140 min时,乳液的性能最佳。同时发现粒径随着乳化剂含量的增加而减小,但粒径的分布各有不同,实验表明乳化剂质量分数为2.5%时,乳液的固含量适中,凝聚率最低,自泳涂层性能达到最优。

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胆碱膳食应激小鼠肠道菌群及代谢

于海宁黄海勇李冉姚茹单伟光

2019, 47(6): 679-684.

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研究质量分数为1%的高胆碱膳食对健康小鼠肠道菌群组成及代谢的影响。选取20只C57BL/6J小鼠,随机分成正常饮食组(CK)和1%高胆碱膳食组(CHO)。处理60 d后,采用宏基因组测序技术和气相色谱法(Gas chromatography,GC)分别测定小鼠粪便肠道菌群组成和短链脂肪酸(Short chain fatty acids,SCFA)的质量分数;ELISA试剂盒测定小鼠血浆脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)浓度;原子吸收分光光度法测定粪便微量元素质量分数。结果显示:高胆碱饮食改变肠道菌群组成,显著增加毛螺菌属NK4A136组和氧化三甲胺(Trimethylamine oxide, TMAO)产生菌梭菌目的丰度;与CK组相比,CHO组粪便中乙酸质量分数显著增加,而血浆LPS浓度明显降低,同时,1%胆碱饮食处理后粪便中Fe的质量分数显著提高。因此对于健康小鼠,摄入1%胆碱膳食能改变肠道菌群组成,提高TMAO相关菌丰度。此外,1%胆碱膳食可提高乙酸含量,降低LPS的水平,具有保护肠黏膜屏障的功能。

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发酵食品中抗氧化乳酸菌的筛选与鉴定

吴石金张嘉琳陈彦霖钟莉

2019, 47(6): 685-691.

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已有研究证明乳酸菌具有缓解氧化应激的作用。采用选择性培养基从传统自制的发酵食品中筛选得到34株乳酸菌,通过耐酸、耐胆盐及耐H2O2试验从34株乳酸菌中筛选得到综合耐受性较好的6株乳酸菌。比较这6株乳酸菌的菌体和无细胞提取物清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基、羟自由基、还原能力及抗脂质过氧化等的体外抗氧化活性。结果表明:6株乳酸菌中有4株体外抗氧化活性较好且其胞内提取物的抗氧化活性均优于菌体,其中以ZJ401的体外抗氧化活性最佳。利用API50CH分析和16S rDNA序列鉴定,确定ZJ401株乳酸菌为短乳杆菌Lactobacillus brevis。ZJ401符合食品抗氧化发酵剂的筛选标准,对后续开发天然高抗氧化性发酵剂具有实际意义。

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基于混料设计的河道底泥制陶粒配方优化

林春绵王建超章泓立王军良

2019, 47(6): 692-698.

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采用极端顶点试验设计开展河道底泥制陶粒实验,建立了底泥陶粒堆积密度、表观密度、吸水率、筒压强度以及破碎率与磨损率之和与原料配比的数学模型,以确定陶粒原料最佳配比。结果表明:实验工艺条件下各类原料最佳质量分数分别为河道底泥65%,污水污泥17.5%,黏土17.5%,不同原料间交互作用明显,物料配比对堆积密度影响显著,烧结温度与陶粒体系低共熔点相符有利于促进连续固溶体产生,从而显著影响陶粒性能。以10℃/min的升温速率,在400℃下预热20 min,在1 175℃下烧结25 min可获得适用于水处理的滤料陶粒,适当延长烧结时间(30 min)可获得建筑用轻骨料陶粒。

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