2022年, 第39卷, 第03期　
刊出日期：2025-06-30

  

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  3维非定常Navier-Stokes方程组高效全离散有限元方法研究进展

  何银年, 冯新龙

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 257-265. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2022.04.09.0001

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  针对数值求解3维非定常Navier-Stokes方程组时面临的不可压缩条件、非线性和长时间积分性等困难,讨论了能够克服这些困难的高效全离散有限元方法的研究现状和最新研究成果.此外,也阐述了求解3维非定常Navier-Stokes方程组的有限元空间离散解的稳定性、误差估计和高效全离散有限元解的最优误差估计.
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  曲面上对流-扩散-反应方程的两种稳定化混合有限元方法的数值比较

  金孟晴, 冯新龙, 何银年

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 266-274+282. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.09.28.0003

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  研究了曲面对流-扩散-反应方程的有限元逼近问题．通过引入不同形式的中间变量，分别将原方程转化为等价的一阶混合形式．运用混合有限元的思想，直接使用低阶有限元对（P₁-P₁）近似的混合稳定化方法．该方法不仅满足inf-sup条件，而且对于对流占优情况所产生的非物理震荡，可以将其有效地捕捉．最后，数值实验结果表明，测试的收敛结果与已知理论一致．
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  线性蜘蛛链的特征多项式（英文）

  颜娟, 侯江霞, 黄琼湘

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 275-282. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.10.19.0001

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  六角系统图是苯型烃类物质的分子模型.这类图的特征值与它们所对应的化学物质的性质有密切关系.线性蜘蛛链是一种有支链的苯分子的结构模型.为了计算线性蜘蛛链的特征多项式,首先给出了一个递推关系的显式表达式,然后将特征矩阵合理分块,最后将它们对角化.从而利用给出的递推关系式得到线性蜘蛛链的特征多项式.由表达式可以计算出线性蜘蛛链的零度是0,以及完美匹配数为（n+2）(n²+n+1).给出的递推关系式以及组合数学与线性代数相结合的方法还可以用于计算其它具有三对称性的图的特征多项式.
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  在1-连通和2-连通的二部图中保持连通度的一些树的研究

  罗莲, 田应智

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 283-286. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.03.24.0001

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  在2010年,Mader猜想对任意的阶为m的树T,每一个最小度至少为■的k-连通图G中存在一个子树■,使得G-V (T′)仍然是k-连通的.对于二部图,提出了类似的猜想:对任意的二部划分为X和Y的树T (记t=max{|X|,|Y|}),每一个最小度至少为k+t的k-连通的二部图G中存在一个子树■,使得G-V (T′)仍然是k-连通的.最后验证了该猜想在k=1和k=2时,T是一个有至多3个内点的毛毛虫图的情形是对的.
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  关于一些图运算的逆和反度指标

  张旻劭, 马小玲

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 287-292. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.07.03.0001

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  设G是简单连通图,图G的逆和反度指标定义为■,其中d_u是图G中点u的度.首先考虑任意两个图的图运算,如图连接运算,笛卡儿积运算,对称差运算,字典序积运算,冠运算,接着研究运算后图的逆和反度指标的界,并刻画了极值图.
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  小样本下分层双边数据相对风险比的精确检验

  牟珂漪, 李智明

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 293-299+330. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.09.23.0001

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  当样本量较小时，渐近检验方法通常表现不佳．针对小样本的分层双边数据，在Donner模型下对不同层中的相对风险比进行精确检验．基于Score检验提出小样本下的两种精确方法，即E方法和M方法．拟合结果表明E方法在第一类错误率和功效上表现较优．
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  一类具有消失χ曲率的(α,β)-度量

  麻翠玲, 张晓玲, 何勇

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 300-305. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.04.09.0001

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  在芬斯勒几何中，χ曲率是由S曲率定义的一个重要的非黎曼量.研究了一类具有消失χ曲率的(α,β)-度量.首先，给出了一类(α,β)-度量的χ曲率表达式；其次得到了其具有消失χ曲率的刻画方程；最后，构造了一系列具有消失χ曲率的(α,β)-度量.
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  射电望远镜伺服系统的参数辨识与模型降阶

  杨垒, 刘志勇, 王娜, 李宁

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 306-313. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.09.15.0001

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  应用基于系统模型的控制算法能够提高射电望远镜的指向精度和跟踪性能．因此，采用一种由相关分析法和特征系统实现算法组成的辨识方法来获得射电望远镜的参数模型．首先利用相关分析法对伪随机序列（PRBS）的特性进行分析，得到了系统的脉冲响应序列，依据由脉冲响应序列组成的Hankel矩阵的奇异值大小得到系统的模型阶次，并采用特征系统实现算法对Hankel矩阵进行转换，得到系统的参数模型．在保留系统主要动态特性的基础上，运用模型降阶技术对所得的传递函数进行降阶，得到一个低阶模型．最后以南山26米射电望远镜为平台进行模型辨识实验．实验结果表明：相对于子空间辨识方法，由本文提出的辨识方法得到的系统模型能够准确地描述26米射电望远镜的动态特性．
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  铁氮掺杂生物质/聚苯胺衍碳氧还原催化剂研究

  姚智子, 冯欢欢, 董森, 李源, 马俊红

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 314-322. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.03.25.0001

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  研究高性价比的非贵金属氧还原反应（ORR）催化剂对清洁能源的大规模开发有重要意义，本研究以聚苯胺（PANI）和生物质废弃物豆渣共同作为碳/氮前驱体材料，g-C₃N₄为辅助氮源和致孔剂，氯化铁作为氧化剂和铁源制备得到了一种具有多孔结构的铁氮共掺杂生物质/聚苯胺衍碳材料(Fe-N-C_B/C_PANI)．系统考察了氯化铁用量对催化剂样品结构及ORR催化性能的影响，优化后的催化剂样品Fe-N-C_B/C_PANI-2对ORR具有良好的催化活性，其起始电势相对商业催化剂Pt/C正移50 m V，抗甲醇性能和稳定性明显优于Pt/C.
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  基于灰度直方图与改进Hu不变矩的维吾尔文关键词图像二次检索

  宋志平, 朱亚俐, 徐学斌, 吾尔尼沙·买买提, 库尔班·吾布力

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 323-330. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.04.10.0003

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  维吾尔文文字具有粘连性大、结构不封闭等特点，这给维吾尔文关键词图像检索造成了极大的困难．为提高维吾尔文文档图像检索效率，提出一种基于灰度直方图与改进Hu不变矩的关键词图像二次检索算法，该算法对单词图像进行两次检索：粗略检索和二次检索．在粗略检索阶段，对切分后的单词图像提取灰度直方图特征并对单词数据库进行粗略匹配，在保证召回率的情况下，过滤掉部分无关单词图像形成候选单词库．在粗略匹配的基础上进行精确匹配，使用改进的Hu不变矩对关键词图像的轮廓特征进行描述，该方法在Hu不变矩中将离心率、区域矩和结构矩统一，可以有效地描述图像的轮廓信息．在包含115张纯文本维吾尔文文档图像数据库上进行实验，其检索准确率平均值为78.36%，召回率平均值为81.68%.
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  基于网络药理学探讨圣草酚对树突状细胞成熟的影响及分子机制

  刘晓颖, 阿力木·艾麦尔, 樊栩, 王为兰, 王新绘, 李金耀

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 331-339+349. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.04.10.0002

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  为探讨圣草酚对树突状细胞（dendritic cell, DC）成熟影响及其分子作用机制，基于网络药理学，通过多个数据平台获得圣草酚对DC、免疫抑制及炎症反应的相关靶点．采用Cytoscape 3.6.1软件构建活性成分潜在靶点网络，并利用String平台构建蛋白相互作用（PPI）网络．利用Metascape平台进行GO和KEGG富集分析，利用Autodock Vina软件进行分子对接．不同浓度（210μM、280μM和350μM）圣草酚单独或与细菌脂多糖（LPS）联用处理DC，流式细胞术检测细胞表面分子表达，ELISA检测细胞因子表达，Western blot检测基质金属蛋白MMP9的表达．获得圣草酚作用靶点96个，DC相关72个，免疫抑制相关14个，炎症反应相关48个，共有核心靶点包括AKT1、SRC、MMP9及MMP2等，主要关联氧化应激及细胞迁移等生物学过程，涉及癌症的信号通路、Ras信号通路、表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂抗性、c型凝集素受体信号通路、肿瘤坏死因子信号通路等信号通路．分子对接显示，圣草酚与MMP9具有更强的结合作用．体外实验显示，圣草酚能显著抑制LPS诱导的DC表面分子CD40(P<0.01)和CD86(P<0.001)、细胞因子TNF-α(P<0.001)及IL-6(P<0.001)以及基质金属蛋白酶MMP9(P<0.01)的表达．圣草酚通过抑制DC表面共刺激分子CD40和CD86、促炎细胞因子TNF-α和IL-6表达及MMP9等抑制DC成熟及迁移．
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  NaCl与Na₂SO₄风沙土盐结皮力学特性比较分析

  李胜辉, 李诚志, 付小磊

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 340-349. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.03.29.0003

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  可溶性盐与风沙土胶结形成的盐结皮能提高风沙土抗风蚀能力，减弱沙尘灾害．风沙土中Na⁺、Cl^-、SO₄^2-三种离子含量较大，因此本文选用NaCl、Na₂SO₄两种盐与风沙土进行结皮实验．各设置6个盐浓度梯度与风沙土胶结形成结皮，观测盐结皮的表观形态、晶体覆盖度、结皮强度、盐-土胶结颗粒质量、结皮层厚度、结皮应力-进深曲线，探讨两种盐结皮的力学特性．结果表明：含盐量较低时，盐结皮抗压强度和抗风蚀能力受含盐量影响较大；含盐量较高时，盐晶体性质对结皮抗压强度和抗风蚀能力影响较大．Na₂SO₄的结晶体相变会对结皮结构产生破坏，盐结皮的抗压强度和抗风蚀能力减小．通过对两种盐结皮力学特性的对比分析发现：盐浓度为1.5 mol/L的Na₂SO₄溶液形成的结皮的抗风蚀性能最强．
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  丹凤超高压地体英云闪长岩脉成因及其对北秦岭早古生代高压-超高压岩石折返过程的制约

  宫相宽, 陈丹玲, 木热地力·买合苏提, 谭俊, 李阔, 任云飞, 罗芬红

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 350-362+368. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.04.05.0002

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  在详细野外地质调查的基础上，对秦岭岩群东段陕西丹凤大寺沟超高压变质地体中混合岩化英云闪长岩脉体开展了详细的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学研究．结果表明：（1）英云闪长岩脉的结晶年龄为417±4Ma，内含1 832～980 Ma、506～490 Ma以及462～443 Ma等多组继承/捕获锆石年龄，其中：第一组年龄与秦岭岩群长英质片麻岩的碎屑锆石年龄一致，后两组年龄对应锆石微区Th/U比值<0.2，且分别显示了榴辉岩相和麻粒岩相变质锆石的稀土元素配分曲线特征；（2）脉体的SiO₂含量变化于64.94%～67.89%，显示富Al₂O₃（18.24%～20.33%）、高碱（Na＿2O+K＿2O=6.67%～7.54%）特征，Na＿2O/K＿2O>2,A/CNK>1.1，属过铝质中钾钙碱性系列，与I型花岗岩特征相似；微量元素方面富集Rb、Ba、K和轻稀土元素，具有明显Eu正异常，同时具有高Sr(815×10^-6～941×10^-6)，低Y(2.66×10^-6～6.90×10^-6)和Yb(0.26×10^-6～0.68×10^-6)的特征，具有埃达克质岩石属性．综合脉体的岩石地球化学特征、脉体形成年龄（～420 Ma）明显晚于北秦岭超高压变质作用峰期变质时代（～500 Ma）而与区域第二期退变质作用时代（～420 Ma）相当的事实，尤其是脉体锆石中部分榴辉岩相和麻粒岩相继承锆石的存在，无疑表明大寺沟英云闪长岩脉是经历超高压变质的秦岭岩群变质岩石折返过程中部分熔融的产物，而且以榴辉岩的部分熔融为主，伸展背景下幔源岩浆上涌可能为本次部分熔融提供了部分热源．
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  基于数字光处理工艺的牙模树脂3D打印精度研究

  罗辰宇, 乌日开西·艾依提

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 363-368. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.09.01.0004

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  设计了一种根据牙体生理结构形态简化后含有多种几何特征的精度测试件，用于评价DLP（数字光处理）3D打印牙模树脂材料的精度．通过显微镜测量打印成型测试件的细微特征还原情况与各个特征的成型尺寸误差，从细微特征还原情况和特征的成型尺寸误差两个方面综合评价打印精度．通过调控DLP 3D打印的单层曝光时间和分层厚度两组重要工艺参数，分析两组工艺参数对评价指标的影响．确定当单层曝光时间为5 s、分层厚度为50μm为最佳打印参数，并使用该参数打印牙齿模型并对尺寸精度进行评价，最终获得精度误差为0.191 mm，标准差为0.142 mm，均方根值为0.244 mm，符合±1 mm以内误差的临床使用需求．
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  AlCrTiMoTa_x难熔高熵合金的高温抗氧化性能

  克力木·吐鲁干, 张瑞阳, 韩杰胜

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 369-376. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.07.01.0001

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  采用放电等离子烧结技术（SPS）制备了AlCrTiMoTa_x（x=0.25, 0.5, 0.75, 1）五元难熔高熵合金，通过XRD、SEM和EDS等手段表征了该体系合金的组织结构，并重点考察了其高温抗氧化性能．结果表明：Ta含量与合金的组织结构和抗氧化性能有极大的相关性，随着Ta含量的升高，合金的物相由BCC单相结构转变为多相结构，抗氧化性能逐渐增强．AlCrTiMoTa_x合金的氧化层均由TiO₂、Al₂O₃、Cr₂O₃和CrTaO₄组成，氧化层中的CrTaO₄的相对含量与合金的抗氧化性能呈正相关．x=0.75和1时，合金表面能够形成致密的CrTaO₄层，并且具有优异的抗氧化性能．
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  基于GAWOA优化ELM的风机变流器故障诊断

  许如远, 马萍

  新疆大学学报（自然科学版中英文）. 2022, 39(03): 377-384. https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2021.07.08.0001

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  为提高双馈异步风力发电机变流器的开路故障诊断准确率，提出一种基于全局自适应鲸鱼优化算法优化极限学习机的故障诊断方法．首先，建立双馈异步风力发电机（DFIG）并网模型，采集网侧变流器故障状态下的三相线电压信号．其次，对采集的电压信号进行快速傅里叶变换，再将三相线电压的不同谐波分量的频率幅值和直流分量重构成特征向量，为去除部分冗余特征，利用邻域保持投影对特征向量进行降维．最后，利用全局自适应鲸鱼算法优化的极限学习机（GAWOA-ELM）对变流器故障进行诊断．使用不同方法对不同信噪比下的变流器故障进行诊断分析，验证了本文所提方法的有效性和鲁棒性．