沈阳师范大学学报(自然科学版)

材料科学

  • 磁形状记忆合金Mn_2NiGa的第一性原理计算

    李春梅;胡岩菲;高明;黄仁忠;封文江;张扬;范晓岚;

    Mn_2NiGa磁形状记忆合金立方奥氏体相因在室温下具有可逆马氏体相变,同时居里温度高达588 K,在高温下具有优异的磁热效应,因而在相应的学术领域和应用领域中具有重要的研究价值。掌握Mn_2NiGa磁形状记忆合金的原子占位、结构相变、磁性质和弹性常数是实现Mn_2NiGa合金磁形状记忆性能优化的关键。采用目前国际上较为先进的第一性原理精确Muffin-Tin轨道方法,系统计算研究了0 K下Mn_2NiGa合金立方奥氏体相与四方马氏体相的晶格结构参数、磁矩、弹性常数、电子结构及总能。研究结果表明,Mn_2NiGa合金立方奥氏体相具有Hg_2CuTi型晶格结构,而非传统Ni_2MnGa的L2_1结构;Mn原子是合金总磁矩的主要提供者,且2种Mn原子磁矩呈反平行排列;奥氏体相的剪切模量(C′=(C_(11)-C_(12))/2)小于0,因而低温下立方结构不稳定,可以发生由立方相到四方相的马氏体相变;根据Jahn-Teller效应,低温下四方相相对于立方相的稳定性,主要源于2种Mn和Ni原子分别与Ga原子的共价结合作用。上述理论结果有望为Mn_2NiGa合金性能的进一步优化提供理论指导。

    2019年04期 v.37;No.128 289-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 1961K]
  • 复杂加载状态下的剪切本构关系

    崔崧;吕嫣;李惠玲;

    脆性材料的内部通常含有大量随机分布的微细观缺陷,在受到外部载荷作用时,材料会表现出相当复杂的力学响应。当内部微裂纹受到压剪载荷作用时,裂纹面之间可能会发生相对滑动,它与材料的损伤过程相互影响,表现为非线性应力应变关系等行为。可以从研究一个简单的含一条裂纹的单元体开始,令其承受双轴压力和剪力,利用弹性力学理论中的复变函数解法,考虑到裂纹面间的摩擦力,计算出单元体边界及裂纹所在平面上各点的位移,通过某种平均化方法,可以得到单元体的基体剪应变和总体剪应变,再根据弹性剪切本构关系,进一步得到单元体在该加载条件下的弹性剪切损伤本构方程,同时得到剪切损伤变量的细观描述形式。计算结果表明,2个方向上的压力大小均对材料的剪切损伤和剪切模量产生一定程度的影响。

    2019年04期 v.37;No.128 296-299页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K]
  • 应用ICP-MS对石样检测及分类

    王莹;姜楠;纪博睿;

    采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对石样进行检测从而判断石样的种类。几种石样表面状态不同、比重不同、颜色不一。电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)结果表明:几种石样中均含有Fe、Mg、Si、Al、Ca、Ni、Co、Mn等53种元素,但其含量有所不同。尤其是部分稀土元素及Fe、Sr、Al、B等,按照国家标准GB/T 16553—2010对人造硼铝酸锶规定,通式为M·N·Al_(2-X)B_XO_4(M表示Sr、Mg、Ca、Ba碱土金属,N表示Eu、Dy稀土类元素,0.1≤X≤1)。利用ICP-MS测得数据计算X的值为1.51,明显大于1,故可推断其中一种石样为非人造硼铝酸锶(宝石),另外,其中一种石样各元素含量以及所占配比符合石陨石中元素含量组分,推断为石陨石,其余石样Fe含量均高达97.00%以上,符合石铁陨石标准,推断为石铁陨石。

    2019年04期 v.37;No.128 300-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 120K]
  • 吴茱萸碱与人血清白蛋白相互作用的荧光光谱研究

    于湛;苗瑞丹;韩忠保;王瑶;刘丽艳;辛士刚;张洪波;

    采用荧光光谱法,研究了在不同温度与生理pH条件下吴茱萸碱同人血清白蛋白的相互作用。研究结果表明,吴茱萸碱可有效地猝灭人血清白蛋白的荧光发射,并且其猝灭常数与溶液温度成反比,其猝灭机制为吴茱萸碱同人血清白蛋白形成了稳定的非共价复合物而引起的静态猝灭。复合物稳定常数大于10~4 L/mol,复合物中主客体之比为1∶1。依照Van't Hoff方程获对荧光光谱结果进行计算得了不同温度下吴茱萸碱与人血清白蛋白相互作用的热力学参数,其中ΔG、ΔH和ΔS均小于0,由此可见推动此复合物形成的主要作用力是氢键和范德华力。进一步采用了同步荧光光谱法研究了吴茱萸碱与人血清白蛋白可能的结合位点,并且通过分子对接模拟推测了复合物的结构,结果表明吴茱萸碱最可能结合在人血清白蛋白的Trp214残基附近。

    2019年04期 v.37;No.128 304-308页 [查看摘要][在线阅读][下载 1068K]

统计学

  • Rstan包在四参数Logistic模型参数估计中的应用

    付志慧;武健;马明玥;

    Stan程序是一种用于估计统计模型的概率编程语言,Stan有命令行Shell的Cmdstan接口、Python的Pystan接口、R的Rstan接口、Matlab的Matlabstan接口,这些接口可以在Windows、MacOSX和Linux上运行,并且是开源许可的。R软件中Rstan软件包主要采用MCMC(Markov chain Monte Carlo)算法,并用来估计四参数Logistic模型(4PLM)。Rstan的实现主要2种MCMC算法:HMC算法和The No-U-Turn采样器算法,计算效率要优于Gibbs抽样和Metropolis算法,不仅如此,这2种算法适用于任何先验分布。首先,介绍了四参数Logistic模型的定义(即在三参数Logistic模型的基础上增加一条小于1的上渐进线,称为失误参数);其次,介绍了Rstan实现的2种计算效率更高的MCMC算法,还介绍了如何使用Rstan包判断估计参数收敛的方法;最后,通过模拟试验验证了Rstan包在四参数Logistic模型参数估计的有效性及可行性。

    2019年04期 v.37;No.128 309-314页 [查看摘要][在线阅读][下载 1827K]
  • 贪心优化的搜索算法在RGV动态调度中的应用

    罗敏娜;侍啸;

    随着计算机领域的飞速发展,物流等行业也开始向自动化、智能化、无人化的方向发展。智能RGV动态调度是智能加工系统的重要环节,合理的调度方案能够大大提高系统的作业效率。针对RGV调度问题,建立了基于自动化加工系统的动态调度模型。提出了一种基于贪心策略优化后的搜索算法,通过贪心选择最可能发生的情况,可减少搜索的复杂度,从而达到在极短时间内接近最优调度的目的。通过仿真实验,对先后进行2道工序的CNC进行优化配对,以产量最大作为目标,搜索得到CNC的最佳分配方案,达到了接近最优解的调度策略。在规定的工作时间内,使用贪婪优化算法提高了搜索的有效性,使RGV系统能够高效调度,验证了贪心优化算法的可行性和有效性。

    2019年04期 v.37;No.128 315-320页 [查看摘要][在线阅读][下载 1759K]
  • 大数据在高校文科生课堂panel教学模式中的应用

    陈德权;汤志伟;时靖琪;

    当前,大数据理念和技术已经在社会各个行业和业务活动中得到广泛应用。高校文科生课堂panel教学模式是一种创新型的课堂互动模式,在其多个环节,如话题设定、主持人引导、台上学生讨论和台下学生提问与互动等,都需要大数据思维和方法的支撑。在大数据支持下,教师的课堂引导力、学生的课堂参与力以及课堂的教学效果较之传统教学方式均会得到显著改观。具体来说,大数据在高校文科生课堂panel的应用体现在数据采集、治理模式、教育教学、资源调控、考核评估5个方面,因此,对应地需要成立高校文科生课堂panel大数据库、加强核心数据和相关数据的采集与完善、加大课堂相关数据处理力度、提高数据内容的挖掘与分析能力、重视改善教学效果的数据信息应用,推动大数据在高校文科生课堂panel教学模式中的应用。

    2019年04期 v.37;No.128 321-327页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K]
  • 基于泰尔指数的区域经济不平衡测度及影响因素分析

    潘桔;王青;

    我国社会经济高速发展的同时,也伴随着区域间的不平衡性,明确不平衡性的大小及其影响因素,是实现区域协调发展的关键。从中国省际及东部、中部、西南、西北、东北5个区域视角,通过人均GDP的泰尔指数测度了区域经济发展水平不平衡性的总体差异,并对其进行了区域内和区域间的分解,实证分析了资本、人力、制度及技术要素对区域经济发展水平不平衡的影响。结果发现,省际间经济发展水平的不平衡性呈现出增大-减小-增大的"N"字型变化趋势,其中东部和东北部地区在下降,西北部地区上升,中部和西南地区变化不明显;资本、人力、制度要素对不平衡性产生了显著的正向影响,而技术要素对省际及东北和西北地区经济发展水平的不平衡性产生了抑制的作用。

    2019年04期 v.37;No.128 328-334页 [查看摘要][在线阅读][下载 610K]

智能控制与信息安全

  • 基于粒子群优化算法的机器人FastSLAM研究

    程立英;金新玮;肖辉;高宣爽;张志美;张浩华;

    机器人同时定位与地图构建(SLAM)问题是机器人研究领域的一个重要课题。针对传统的FastSLAM算法具有粒子退化带来的问题,将粒子群优化的思想应用到传统的FastSLAM算法——粒子滤波算法中。在预估过程中,每个粒子综合考虑个体粒子和群体粒子共同的影响,不断优化更新粒子的位置和权重值,在不需要增加粒子数量的情况下,逼近系统的真实后验概率分布,进而使机器人更接近真实系统状态分布。实验结果表明优化后的算法减小了生成地图与实际地图的误差,机器人预测的路径更优化,验证了改进方法的有效可行性。

    2019年04期 v.37;No.128 335-339页 [查看摘要][在线阅读][下载 793K]
  • 基于micro_bit智能家居系统的设计

    张浩华;佟佳琪;

    随着现代科技的飞速发展,通过远程智能化技术来控制智能家居的方式已越来越贴近于人们的生活。设计将采用开源硬件micro_bit和Yeelink物联网云平台进行监测系统的搭建,并搭载多种传感器如温湿度测量模块、烟雾传感器、火焰传感器、人体红外热释电运动传感器,分别对室内的温度、湿度、火源和烟尘度等进行检测并将各项环境信息显示在LCD1602液晶显示屏上,同时利用无线通信Wi-Fi模块将采集到的环境参数实时传输到Yeelink网络平台,进而实现远程的实时监控,为用户打造便捷、舒适、安全的居家生活体验。实验结果表明,设计的智能家居系统,具有一定的安全性、使用性和推广性。

    2019年04期 v.37;No.128 340-344页 [查看摘要][在线阅读][下载 986K]
  • 利用混沌映射的新定理提出了一种面向多服务器区块链架构的卸载服务器PAKE方案(英文)

    刘天华;赵婧月;朱宏峰;

    目前,分布式密码认证密钥协议方案越来越受欢迎。与传统的3种体系结构(客户机/服务器、2种客户机/服务器和多服务器)相比,分布式体系结构可以解决单点安全、单点效率和单点故障问题。此外,它还具有可扩展性、灵活性和公平性。提出了一种新的基于混沌映射的分布式安全保护方案。该方案的优点是,在用户注册之后可以从服务器卸载链接的块链。它首先在3轮中实现了3个节点之间的互认证,保护了隐私,同时未注册的服务器可以暂时存储一个临时认证器,以提高效率。该方案的安全性是基于混沌映射的硬问题和一个安全的单向哈希函数。与相关文献相比,提出的方案不仅具有高效、独特的功能,而且对各种攻击具有鲁棒性,实现了完美的正向保密。最后,给出了该方案的安全性证明和有效性分析。

    2019年04期 v.37;No.128 345-355页 [查看摘要][在线阅读][下载 1414K]

理论与应用研究

  • 连续切换系统H_∞/H_-故障检测滤波器设计

    刘玉忠;杨蒙;

    针对连续切换系统的故障检测问题,设计了满足H_∞/H_-性能指标的故障检测滤波器。首先,通过构造故障检测滤波器得到残差,并引入了一种能同时体现残差对扰动的鲁棒性和对故障的敏感性的性能指标,利用H_∞理论把求解滤波器的问题转化为H_∞优化问题;其次,应用线性矩阵不等式(LMI)技术,对此性能指标进行优化。接着,利用Lyapunov函数方法和平均驻留时间技术验证所设计的增广滤波误差切换系统是指数稳定的,并且具有H_∞性能水平;最后,在此基础上给出并证明了该滤波器设计问题解的存在性条件和被设计的滤波器的增益矩阵和权值矩阵的求解方法,并将其表示为线性矩阵不等式形式,以便利用Matlab工具箱求解并验证结果的有效性。较少的决策变量和较多的计算使所得的结果具有较小的保守性。

    2019年04期 v.37;No.128 356-361页 [查看摘要][在线阅读][下载 159K]
  • 环境条件对植物叶绿素荧光参数影响研究进展

    王兰兰;李琦;宋晓卉;杨笛;刘静华;高嘉;栾思慧;

    近年来随着人类科技的进步,全球环境变化日益严重,不同的环境变化会在一定程度上影响植物的光合作用,而叶绿素荧光技术被称作测定叶片光合作用无损探针,因此研究不同环境变化对植物叶绿素荧光参数影响存在重要意义。综述了高浓度CO_2处理、干旱胁迫、高温胁迫、光胁迫、重金属胁迫对植物叶绿素荧光参数包括F_0、Fm、Fv/Fm、Ф_(PSII)、ETR、qP、NPQ、Sm、ψ_0、Ф_(E_0)、V_j、M_0、W_k、ABS/RC、ET_0/RC、TR_0/RC、DI_0/RC、ET_0/CS_0、TR_0/CS_0、DI_0/CS_0、RC/CS_0、α、I_k、Ф_(CO_2)等的影响,并展望存在问题及有待深入的研究方向。

    2019年04期 v.37;No.128 362-367页 [查看摘要][在线阅读][下载 157K]
  • 1-MCP结合海藻酸钠对苹果贮藏品质的影响

    董生忠;周功;陶思源;刘诗扬;徐方旭;

    研究1-MCP结合海藻酸钠对苹果果实贮藏期品质的影响。以未经过处理的苹果果实为对照样品,探讨了1-MCP结合海藻酸钠处理对苹果果实采后贮藏期间呼吸强度、乙烯释放量、硬度、可溶性固形物含量、电导率和丙二醛含量的影响。实验结果表明,与对照组相比,海藻酸钠和1-MCP处理能有效抑制苹果的呼吸强度、乙烯释放量和可溶性固形物含量,提高苹果果实的硬度、电导率和丙二醛含量;其中,海藻酸钠与1-MCP联合处理对提高寒富苹果果实的贮藏期品质更显著。由此可见,海藻酸钠和1-MCP处理能不同程度地延缓寒富苹果果实的后熟进程,维持了寒富苹果果实的商品品质,为海藻酸钠和1-MCP在其他果实的采后贮藏提供参考。

    2019年04期 v.37;No.128 368-371页 [查看摘要][在线阅读][下载 822K]
  • 混合式教学模式在概率统计课程中的应用

    孙妍;

    概率统计课程是一门在高校中广泛开设的公共基础课程,对其教学模式进行研究有着重要的意义。得益于技术手段的不断发展,混合式教学模式由于能够结合网络教学和传统教学的优势,越来越多地融入高校的教学活动中。但是,数学公共基础课由于其受众广,实践环节较少等特点很难将网络教学方面的优势发挥出来。为了更好地调动学生学习的主动性,将"翻转课堂"理念真正融入概率统计课程教学活动中,基于"太极环式"翻转课堂模型及概率统计课程自身的特点,提出了"分层递进"的混合式教学设计思路,针对不同教学阶段制定相应的授课模式及评价模式,并通过教学活动对该思路进行了检验,为今后的概率统计课程教学改革提供了经验和教训。

    2019年04期 v.37;No.128 372-375页 [查看摘要][在线阅读][下载 338K]
  • 基于联合分析的创新创业课程教学效果评价

    张燕丽;黄淑伟;

    教学效果评价有助于教学方法改进和教学质量提高,创新创业课程由于其严重的"时滞效应"很难组成一张信度和效度较高、知识面广、具有一定深度的试卷,因此无法按照传统的教学考核方式进行评价。通过对联合分析法的起源、计算方法及其应用的详细阐述,了解联合分析法测量创新创业课程教学效果的过程。通过实证阐明联合分析法依据正交设计方案的调查数据,根据效用值全距确定指标重要性程度,定量描述出教学效果,及时反馈到教学中加以改进。该实例依据课程前后的调查数据进行统计分析,从而剔除学生自身因素的影响。基于联合分析的创新创业课程教学效果评价模型适用于课后或课程中间及时分析教学效果反馈教学过程。

    2019年04期 v.37;No.128 376-379页 [查看摘要][在线阅读][下载 117K]
  • 计算机辅助学习在大学体育教学中的研究

    礼理;贺佃忱;罗春林;符婷婷;

    传统教学模式,尤其在高等学校中,已经很难满足教学需求。现如今,计算机的发展给教学带来了很大的益处,因此,大学体育的教学发展离不开计算机的辅助,在体育教学中引入计算机辅助学习,可以极大地提高学生学习的主动性、积极性。同时,也提高了体育教师的教学效率,不但易于管理也提高了教学效果,学生也可以在每次训练学习中,快速的掌握动作要领,汲取更多相关技术知识。文章以大学中足球教学为例,研究了计算机辅助学习对学习足球技术的影响,通过具体实例说明了其对大学体育教学的影响结果,结果表明计算机辅助学习对于学生学习足球技术有很大的提升意义。

    2019年04期 v.37;No.128 380-384页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K]
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