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2024年, 第50卷, 第05期 
刊出日期:2024-10-25
  

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  • 佘敏楚楚, 管丽媛, 俞建勇, 丁彬, 李召岭
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 1-11. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0194
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    纺织行业在转型过程中面临着来自技术更新和全球市场竞争等多方面的挑战,需要加强创新能力,提高核心竞争力。新质生产力的引入使得纺织行业呈现出前所未有的发展态势,为高质量发展提供了重要机遇。本文探讨了作为传统产业的纺织行业转型升级问题,特别是在新质生产力推动下的发展机遇与挑战。分析了纺织行业从手工生产到工业化,再到数字化时代的演变过程,重点讨论数字化技术、智能制造和环保染色技术等新兴生产力对行业的深远影响,特别是数字化转型对生产效率和产品质量的提升、智能制造对劳动密集型产业结构调整的推动、以及环保染色技术在降低环境污染和提高资源利用效率方面的贡献。同时,剖析了技术更新带来的成本转型和人力资源再配置的挑战,分析了全球市场竞争加剧所带来的压力,以及产业创新和可持续发展的关键点。
  • 张琪禄, 徐丽慧, 王黎明
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 12-21. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0016
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    为最大限度减少损伤皮肤组织炎症、抑制瘢痕、促进伤口生理性愈合,多功能缝合线是目前临床研究重点。合成单宁酸(TA)增强的酰化透明质酸(CHA),用于负载五氟尿嘧啶(5-Fu)制备功能化缝合线用水凝胶涂层5-Fu@CHA-TA。通过浸涂-紫外光照联用法将7股聚乳酸(PLA)复合纱线为基材编织的缝合线浸渍到5-Fu@CHA-TA水凝胶中,最终制备5-Fu@CHA-TA/PLA多功能缝合线。扫描电镜观察结果显示5-Fu@CHA-TA水凝胶能够均匀涂层到PLA缝合线单丝表面;抗氧化试验、溶血试验及抗菌试验的结果显示,功能化改性的缝合线具有安全稳定的抗氧化性、血液相容性和显著的抗菌效果。缝合线摩擦力试验结果显示制备5-Fu@CHA-TA/PLA多功能缝合线摩擦力明显小于PLA编织缝合线,这有助于减轻受伤组织的摩擦与拖拽。涂层稳定性的测试结果显示,在多次缝合后编织缝隙处依旧存在水凝胶,这一现象确保了缝合线一旦被植入体内,便能够有效发挥其预期的作用。体外细胞相容性测试结果显示,功能化改性的缝合线具有良好的细胞相容性,且释放的5-Fu对成纤维细胞抑制率达65.48%,具有显著抑制组织增生的潜力。研究结果可为功能性缝合线的开发提供新思路。
  • 周子祥, 陈思, 石大为
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 22-28. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0240
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    通过将亚麻纤维/经编间隔织物与软质硅橡胶进行复合,制备8种具有不同结构参数的经编间隔织物增强亚麻纤维/硅橡胶复合材料试样。对复合材料进行平板压缩试验,探讨经编间隔织物结构参数、亚麻短纤维长度和质量分数对复合材料压缩性能和压缩能量吸收性能的影响。结果表明:由结构正切值较低的间隔织物和较长的亚麻短纤维制成的复合材料具有较好的抗压缩能力;亚麻短纤维质量分数过高时,复合材料内部摩擦增加,材料压缩性能降低,亚麻短纤维质量分数过低时,则无法有效增强复合材料的压缩性能。基于Spence不变量本构理论建立压缩状态下复合材料的细观压缩力学理论模型,对其压缩性能进行模拟分析与预测,结果表明,所建立的细观压缩力学理论模型可有效模拟20%形变内复合材料的压缩演化过程。
  • 孙志宏, 陈安琪, 邵国为
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 29-35. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0214
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    为了编织不同拓扑路径形式的开/闭环无结网,避免旋转式编织技术中锭子在各方向的干涉,提出一种新的锭子排布表示方法。此方法总结了开/闭环无结网编织时变轨转盘的排布规律和数量关系。基于此规律,可以根据织物的网目数量和开/闭环状态,设计锭子的排布方案和运行路径,并计算所需的变轨转盘数量,这不仅确保实现编织过程中锭子间的无干涉,还实现各种网目数量的开环和闭环无结网的编织。通过结合计算机编程软件和编织过程中锭子的坐标变化,实现不同拓扑路径形式的编织预制件的实体建模。应用上述方法和规律,设计无结网编织机,并进行了实际编织。结果表明该方法具有一定的可行性,研究成果为使用者设计无结网编织机提供了重要依据。
  • 韩福林, 董杰, 李琇廷, 许青松, 赵昕, 张清华
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 36-42. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0070
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    以对苯二甲酸(TPA)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为反应单体,基于羧基与异氰酸酯基团的反应合成了芳香族聚酰胺。利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱等测试研究了聚酰胺的化学结构与性能。研究结果表明,所合成聚合物的分子质量为(3.18~7.81)×10~4 g/mol,且随着TDI含量的提高,聚酰胺溶解度提高,分子质量有明显提升。所制备的聚酰胺薄膜具有优越的力学性能,拉伸强度和模量分别为98~127 MPa和3.33~3.95 GPa,断裂伸长率高于20%,通过调控TDI/MDI的摩尔比可将其断裂伸长率提高至50%,表现出优异的柔韧性。所制备的聚酰胺薄膜的玻璃化转变温度(tg)均高于290℃;在氮气中,薄膜10%热失重温度为431~447℃,这表明该类芳香族聚酰胺具有优异的热稳定性。同时,聚酰胺薄膜颜色较浅,薄膜的截止波长均低于383 nm,在530 nm波长处的透光率均接近80%,表明其具有良好的光学透明性。
  • 张宇, 朱雨轩, 董方亮, 马在飞, 王明
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 43-51. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0058
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    为获得高性能、低成本、结构简单的非稠环电子受体分子,拓展其商业化应用的范围,以3,7-二溴萘-2,6-二醇和2,6-二溴萘-1,5-二醇为原料,通过烷基化反应、Stille偶联、Knoevenagel缩合反应等合成了两个异构化非稠环小分子电子受体26NO4F和15NO4F,并对其光学吸收、能级、热性能、光伏器件与形貌等进行表征。研究结果表明:在有机光伏器件中,使用PM7作为给体聚合物,PM7:26NO4F和PM7:15NO4F器件的开路电压(Voc)均超过1.0 eV,但PM7:26NO4F器件具备更高的短路电流(Jsc)和填充因子(FF),其光电转化效率(PCE)为6.01%,高于PM7:15NO4F器件的5.05%。提出一种基于萘核的高Voc电子受体分子设计思路,揭示了烷氧基取代位置对非稠环电子受体性能的影响。
  • 闫志宇, 王春瑞
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 52-60. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0174
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    设计了以碳布(CC)为衬底,在其上生长金属有机框架的衍生物碳骨架(C),然后碳骨架内布局Sb2O4纳米棒,即Sb2O4@C/CC复合电极。Sb2O4@C/CC复合电极具有优异的电化学性能,在0.1 A/g的电流密度下,其初始比容量高达1 616.1 mA·h/g,在100次循环后依然可逆,容量保持在1 161.5 mA·h/g,接近Sb2O4的理论比容量(1 227 mA·h/g),优于已报道的Sb2O4基复合材料。在1 A/g电流密度下,Sb2O4@C/CC电极的放电比容量高达837.2 mA·h/g,经过300次循环后,其容量仍保持在495.5 mA·h/g,接近初始容量的71.5%。在3 A/g的大电流密度下,Sb2O4@C/CC的可逆容量依然保持在311.3 mA·h/g。
  • 王军凯, 林森, 刘港成, 伍滨和, 王春瑞, 周健, 孙浩
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 61-68. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0133
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    为解决传统方法在设计电磁响应差异显著的超表面时需要消耗大量时间以及计算资源的问题,打破超表面在波前调控领域的应用瓶颈,将生成对抗神经网络与预测神经网络组合的模型引入设计流程中,实现了对高自由度超原子的快速、精确逆向设计。研究表明,使用卷积网络模型作为光谱预测器代替复杂的电磁数值模拟时,可实现对超原子电磁响应光谱的快速、准确分析。生成对抗网络模型则取代了传统的迭代优化试错法,能够根据设计要求快速产生多个满足条件的候选超原子结构。该模型结合工艺容差分析等手段,为全息显示、光学功能器件等新颖应用提供可靠的设计方法。
  • 钱丽君, 胡珊珊, 肖君华, 李凯, 周宇荀
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 69-77. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0140
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    针对棘皮动物微管相关蛋白样4-间变性淋巴瘤激酶(EML4-ALK)融合基因变异体V1、V2、V3a、V3b设计引物、探针,优化连接探针长度及其浓度,建立基于连接酶链式反应的qPCR法检测方案,并对该方案的特异性、检出限、抗干扰性进行验证。结果表明:基于连接酶链式反应的qPCR法能对EML4-ALK融合基因进行有效分型;连接探针长度在30 nt(nucleotide)时检测灵敏度、特异性最高;连接探针终浓度在0.1~1.0 nmol/L较为合适;设计的引物、探针特异性好,只扩增靶RNA,对其他RNA无扩增;对EML4-ALK融合基因变异体V1、V2的检出限为10 copies/μL,变异体V3a、V3b的检出限为100 copies/μL;在EML4-ALK融合基因RNA标准品检测过程中加入100 ng的肺癌样本RNA作为干扰,检测结果未受到明显干扰。
  • 孙艳颖, 刘瑶, 沈裕虎, 王桥, 黄志伟
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 78-84. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0120
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    为了探究重金属镉(Cd)污染的细胞毒性及Cd超富集微生物的选育,以最常用的模式生物酿酒酵母为研究对象,探索了Cd胁迫细胞毒害的靶点及相关基因过表达对细胞抗性的影响。通过基因突变菌株对Cd胁迫生长抑制分析,细胞内活性氧(ROS)和脂质过氧化(MDA)水平的生化检测,探究Cd毒的机制;采用ICP-AES、GC-MS和扫描电子显微镜检测Cd胁迫对细胞内Na/K离子平衡、膜脂组成、细胞壁结构的影响。影响膜脂合成和细胞壁完整性的基因MGA2、PAH1和CHS1突变对Cd敏感,细胞内ROS和MDA水平随Cd处理浓度升高而提高;Cd胁迫破坏细胞Na/K离子平衡,影响细胞脂质代谢,棕榈酸升高、油酸降低;细胞壁的破损率增加,过表达几丁质合成关键基因CHS2有利于维护细胞壁的完整性、提高细胞对Cd的抗性。细胞质膜和细胞壁是Cd胁迫最重要的靶点,为Cd污染的生物治理提供理论基础。
  • 陈振中, 张鑫桂, 李晓科, 黄小玲, 吴子豪, 慕昊勋, 邱桂明
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 85-93. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0194
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    针对风电叶片大型化所引起的材料性能不足以及可靠性难以保证等问题,研究了碳纤维复合材料在风电叶片中的应用和主梁结构的优化设计。基于复合材料的多尺度特征,使用代表体积单元(RVE)的均匀化方法预测其等效弹性属性;建立一个主梁结构的参数化有限元分析模型,对其在挥舞和摆振两个加载工况下进行分析;将位移、应力、等效塑性应变等响应作为约束函数,建立以轻量化为目标的可靠性优化模型。结果表明,经过可靠性设计优化后的风电叶片主梁结构满足可靠性和轻量化的要求,且其各部分材料的性能得到了充分的发挥。
  • 范金辉, 孙锦涛, 解明强, 陈庆标, 樊辉青, 王猛, 张健宇, 傅远, 梁建平
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 94-101. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0059
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    针对熔盐堆用冷冻法兰使用时中心孔处应力较大、易出现裂纹等问题,提出在法兰内部嵌入阻热环的结构优化方案(阻热环由纯镍包覆,内部填充导热系数很低的气凝胶),以期降低法兰的温度梯度从而降低应力。探究法兰颈部厚度对法兰密封处温度和最大应力的影响,以及拉伸方向(法兰接管方向和径向)对法兰最大应力的影响,以期在降低法兰应力的基础上降低法兰的质量和尺寸。采用有限元法计算法兰的温度、应力及蠕变疲劳损伤。结果表明:法兰内置阻热环可降低温度梯度,进而降低法兰应力;法兰密封处的温度和应力随法兰颈部厚度的减小而降低;沿接管方向拉伸法兰可降低法兰最大应力。最终优化方案中法兰的质量、尺寸大幅下降,减重效果明显,满足ASME NH高温评定要求。
  • 武凯洁, 王庆霞, 林永勇, 朱志雄
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 102-108. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0053
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    针对搅拌摩擦焊接过程中的试件结构和焊缝位置变化,导致主轴力波动、焊接质量不稳定的问题,对焊缝位置改变和试件结构变化两种传热条件下的热-力关系进行研究,提出考虑传热条件变化的主轴力控制方案。采用Deform-3D软件进行搅拌摩擦焊温度场仿真,并与试验测得实际焊接温度和主轴力进行对比分析,得出靠近试件边缘的主轴力的变化趋势。引入焊接力边缘效应修正系数,基于Hammerstein结构建立考虑传热条件的搅拌摩擦焊主轴力模型,并构造广义预测控制主轴力控制器。将控制器集成到西门子840Dsl数控系统中,并在焊接设备上开展工程测试。结果表明,考虑传热条件变化的主轴力控制方案的控制效果较好,在不同传热条件下,可将实际主轴力控制在期望主轴力±5%的范围内。
  • 金佳跃, 华华, 舒畅, 陈家新
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 109-117. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0016
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    原矢量控制系统频域模型在直接用于高速、带载系统运行性能分析时存在较大的误差,对其构建理论及过程进行了重新分析。在指出误差产生根源的基础上,通过在系统数学模型中引入反电势和负载的作用,并削弱直轴电流对系统误差的影响,从而提出可以直接用于永磁同步电机矢量控制系统性能分析的扩展频域模型。此外,还研究了扩展频域模型在系统谐振抑制中的应用技术,给出了基于解析方法的系统谐振抑制前后的带宽以及谐振点与反谐振点的计算结果。通过验证,进一步利用超前校正网络技术,对抑制后的带宽进行恢复和扩展。研究表明:该扩展模型不仅性能分析误差小,而且可以用解析法直接获取系统的频率响应特性,克服了原模型在获取高速、带载条件下系统频率响应特性时依赖扫频试验方法的局限性。
  • 杨传光, 费胜巍
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 118-126. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0266
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    机械臂广泛应用于制造、装配、搬运、码垛等方面,对提高生产力起着重要作用。为减小机械臂在运动过程中的振动和冲击,提高机械臂轨迹执行效率,提出一种非对称式S型曲线加减速控制方法。该方法通过在双段Sigmoid函数中插入直线段,构成加加速度连续的运动学曲线。通过粒子群算法进行参数优化求解,无需反复确认每个时间段的存在性即可求出非对称约束下的曲线参数,并分别在关节空间和笛卡尔空间采用时间同步和位移同步方法使机械臂的运动轨迹更加协调自然。结果表明,相同条件下提出的方法比三角函数方法轨迹执行效率更高且加加速度仅为三角函数方法的55%。与梯形加加速度曲线相比,采用提出的方法规划的运动轨迹可减少35.7%的残余振动,验证了该方法的有效性。
  • 胡宏玮, 陈昭, 王倩, 刘国华
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 127-133. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0023
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    为解决实际养殖环境中存在鱼群数据集少、追踪算法效果不稳定、追踪部署成本高等问题,结合鱼群行为数据、鱼群追踪算法和边缘计算平台3方面建立一套基于边缘计算的鱼群实时追踪系统。采集并标注养殖环境中的金鲳鱼视频以建立鱼群行为数据集;提出基于检测的鱼群追踪算法FishTrack,改进追踪轨迹的关联策略,以减少因鱼群姿态变换和长期遮挡导致的目标丢失;将FishTrack部署在轻量级边缘计算设备上,保证追踪效果的同时降低了计算成本。研究结果表明:FishTrack在金鲳鱼数据集上的追踪准确率可达72.95%,比当前主流追踪算法ByteTrack的目标交换错误率降低了83%;实时追踪速度为平均7.40帧/s,适用于真实生产环境中鱼群的实时追踪。
  • 王志宏, 杨斯涵, 朱友琼
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 134-143. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0146
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    信用保险在银行融资中发挥着增信的功能。基于资金约束零售商、供应商和银行组成的供应链系统,同时考虑零售商的风险规避行为、银行的损失规避行为和零售商的销售努力,分别构建有无信用保险两种情形下的Stackelberg博弈模型,比较信用保险对零售商和银行决策的影响。研究发现:信用保险可以缓解零售商的风险规避行为带来的消极举措,促使零售商提高订购量和销售努力水平。对银行而言,利率决策会受保险范围水平的影响,银行越损失规避,信用保险和销售努力组合发挥的效果越好。销售努力水平会随着零售商的风险规避系数的增加而降低,但有信用保险时的销售努力水平始终大于没有信用保险的情形。
  • 叶家磊, 何晓佑
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 144-150. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0348
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    在线协同设计平台中的定制行为会影响用户对产品的态度,识别具体的产品偏好差异有助于进行针对性的产品设计,迎合用户需求并提高满意度。针对这一现象,采用卡方检验和单因素方差分析比较平台内外的产品数据,识别用户在协同设计平台和电商平台中的产品偏好转变现象,从款式、色彩、图案和文化元素四项指标,检验并查看产品偏好的差异性和变化特征。研究表明,与普通电商平台相比,在线协同设计时的四项偏好指标均存在差异表现,且色彩和文化元素指标差异显著,还反映出用户个性化需求的增长以及产品识别能力和形态包容度的提高。该结果为在线协同设计平台中的产品设计与开发提供参考资料,有望推动平台的发展与普及。
  • 吴保根, 张琪, 杨淼, 李桂花
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 151-158. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0272
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    学术界对大学科技园知识创新能力的研究相对较少。因此,探索一种评价大学科技园知识创新能力的量化模型和研究方法具有积极的意义。借鉴广泛用于分析企业集群竞争力的GEM模型,并在其基础上改进并构建大学科技园GEM模型,通过实证分析和定量研究等方法对模型进行检验和量化处理,并以上海地区14家国家大学科技园为例,对其知识创新能力进行评价。研究表明,评价结果与实例中国家大学科技园的发展现状较为相符,进一步验证了所构建模型的可靠性和量化方法的合理性。
  • 余洋, 王素芬, 于昊生, 应明幼
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 159-167. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0203
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    为探究我国健康联合体(健联体)政策在不同时期的关注主题及其演变特征,构建了健联体政策的多角度多层级组合的主题模型。基于结构主题模型(structural topic model, STM)、潜在狄利克雷分配模型(latent Dirichlet allocation, LDA)和标签潜在狄利克雷分配模型(labeled latent Dirichlet allocation, Labeled LDA),采用无监督学习和有监督检验的双重视角,从文本、主题和单词多个粒度对健联体政策文本进行定量分析。研究发现,在健联体政策的宏观层面,“医联体”受到越来越多关注;中观层面,越来越注重基层服务能力建设等方面的工作;微观层面,供给型和需求型政策工具的运用有局部优化的趋势,但尚未能全面提升。政府、二级及以上医院和基层医院受到的关注逐渐提升,实施细则的数量逐年增加,而规划性的政策则逐年减少。研究结果为评估我国健联体政策的现状提供了参考,同时也有助于推动健联体政策的进一步完善。
  • 刘伊静, 陈兴旺, 崔浩栋, SSEKASAMBA Hakim, 唐晓亮, 邱高
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 168-175. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0147
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    针对染料废水的色度大、成分复杂、盐度高、浓度高、降解难等特点,采用千赫兹级大气压介质阻挡放电对亚甲基蓝溶液模拟的染料废水进行处理,研究不同放电条件对亚甲基蓝降解率的影响。使用电流、电压波形图和等离子体发射光谱对介质阻挡放电进行诊断;通过吸光度计算降解率,分析不同放电间隙、针尖形状、放电气氛环境下的亚甲基蓝降解情况。结果表明,0.44 cm放电间隙、斜口针尖、更细的针管可以提高亚甲基蓝降解率,无须另外通入气体、直接以空气为放电气氛的选择更为高效和经济。千赫兹级介质阻挡放电可有效应用于亚甲基蓝溶液的降解,在处理染料废水方面有着广阔的应用前景。
  • 张瑾怡, 申冉, 陈雨露
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 176-180. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0132
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    广义Verma模作为Verma模的自然推广,其结构及分类对研究经典Verma模的结构性质具有重要作用。为得到单李代数的一些新的表示,主要讨论由sl(2,C)诱导的B2的广义Verma模的不可约性。从B2型李代数g的根与根向量出发,取定g的一组基,利用李积关系及其Cartan分解,由sl(2,C)的Whittaker模,诱导出B2型李代数的广义Verma模,通过对该广义Verma模的生成向量进行讨论,证明了该广义Verma模是不可约模。
  • 孟玉莹, 刘欣
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 181-186. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0355
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    Copula模型广泛应用于经济与金融等领域,研究其最优设计问题可给出更具统计推断效力的试验方案。研究Copula模型的A-最优设计问题,利用方向导数建立二元Copula模型的A-最优设计的等价性定理,为A-最优设计的求解和验证提供理论工具。基于这一工具获得了边际模型为一次回归的Gaussian Copula模型和边际模型为logistic回归的Product Copula和Clayton Copula模型的A-最优设计,说明了等价性定理的作用。