华北水利水电大学学报(自然科学版)

Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power

  • 地质资源与地质工程博士授权学科简介

    <正>地质资源与地质工程学科始建于1951年,是我校传统优势学科之一,1993年获硕士学位授予权,2004年被评为河南省重点学科,2008年被列为河南省第一层次重点学科,地质资源与地质工程学科于2006年取得一级学科硕士学位授权,在2012年被列为

    2013年05期 v.34;No.130 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K]
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水利水电工程

  • 开封市污灌区土壤重金属污染现状评价

    周振民;郑艺;

    为缓解农业用水压力,用处理过的污水灌溉农田在北方缺水地区非常普遍,不仅可以提高土壤肥力、促进粮食生产,而且可以解决污水排放问题,但是长期盲目的污水灌溉会导致土壤污染、土壤环境恶化等一系列问题.选取开封市惠济河污灌区农田土壤为研究对象,采取内梅罗指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对灌区土壤重金属污染现状以及潜在环境风险进行评价.结果表明:长期污灌导致农田土壤受到Pb,Cd,Cr,Cu 4种重金属的污染,Cd污染最为严重;离污水河越近,农田土壤重金属的污染水平和环境风险越高;耕作层表层土壤重金属污染最严重.

    2013年05期 v.34;No.130 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 116K]
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  • 南水北调中线工程渠道衬砌裂缝产生的原因及防控措施

    聂相田;李硕;郑良;

    针对南水北调渠道衬砌混凝土施工过程中容易出现的混凝土裂缝问题,从人的行为、混凝工原材料、配合比设计、环境变化、养护、基面处理等方面分析了其产生的原因,并针对每种情况提出了相应的防控措施.

    2013年05期 v.34;No.130 5-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 100K]
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  • 南水北调东赵河倒虹吸安全监测

    刘娉慧;李帅;刘天宝;

    对南水北调中线工程东赵河倒虹吸的进口闸室施工期间的钢筋应力、混凝土应变与温度进行安全监测,首先分析了监测所得的原始数据的误差原因,采用平差、补差和修匀等方法对原始数据进行基本处理以获得更精确的数据;然后对监测数据进行对比分析.结果表明:温度与钢筋应力、混凝土应变之间大致趋势呈现负相关关系,钢筋的最大拉应力与压应力均在钢筋允许承受范围内,满足施工期安全要求.东赵河进口闸室的安全监测不仅保证了工程的安全施工,还可为同类工程的安全监测提供借鉴和参考.

    2013年05期 v.34;No.130 8-10+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 403K]
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  • 黄河滩岸稳定性影响因素的敏感性分析

    马莎;马星辰;兰雁;

    黄河滩岸的崩塌失稳将会对滩地和村庄造成严重冲蚀,甚至造成堤防冲决,对黄河滩岸稳定性及其影响因素的敏感性进行分析具有重要的工程实践意义.选择了影响滩岸稳定性较大的主要因素(土体凝聚力c、坡体内水头H和坡角α)进行分析.由c、H及α变化组成不同分析工况,采用边坡稳定性分析方法,分析了滩岸稳定性,并在此基础上研究了滩岸稳定性对c、H及α的敏感性.分析结果表明:在各种计算工况下,黄河滩岸是稳定的;c是影响滩岸坡体稳定性最强的因素,其敏感性随坡角及水头的增大而增强;H对滩岸坡体稳定性影响次之,其敏感性随坡角的增大而增大,随凝聚力的增大而减小;α对坡体稳定的敏感性相对较小,其随凝聚力的增大而减小,随水头的变化不明显.

    2013年05期 v.34;No.130 11-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 170K]
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  • 深厚覆盖层高土石坝心墙应力变形特性研究

    毕庆涛;马述江;李幻;贾景超;

    以在120 m深覆盖层上修建坝高100 m沥青混凝土心墙坝的有限元分析为例,探讨了沥青混凝土心墙高土石坝心墙在深厚覆盖层上的应力变形特性,分析了库水升降循环对沥青混凝土心墙坝心墙应力变形的影响.计算结果表明:沥青混凝土心墙存在较明显的应力拱效应,蓄水后这种拱效应减弱;沥青混凝土心墙具有较强适应坝基变形的能力.

    2013年05期 v.34;No.130 14-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K]
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  • 某面板堆石坝应力及变形的有限元分析

    丁树云;刘桂香;毕庆涛;

    基于邓肯-张E-B模型,建立了某面板堆石坝的有限元计算模型,获得了施工期、正常蓄水期和水位骤降期的坝体、面板应力及变形的分布和变化规律.结果表明:该混凝土面板堆石坝的坝体应力及变形性状正常,变形值在可接受范围内;坝体发生剪切破坏的可能性较小;趾板下覆的坝基较小范围内,存在应力集中和小主应力方向受拉的现象;库水位的大幅度变化对面板的挠度影响明显;坝基中断层只是对坝基的应力分布形态有影响,对坝体的应力变形影响微弱.

    2013年05期 v.34;No.130 17-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 818K]
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  • 格宾挡墙应力变形特性试验研究及计算分析

    易明珠;李大亮;顾唯星;

    格宾挡墙作为一种新型的支挡结构,虽然可采用传统力学方法进行设计,但无法掌握其变形特性.为了确切地掌握格宾挡墙结构的应力变形特性,通过对多组格宾单体结构进行压缩和直剪试验,推算出格宾单元的黏聚力c和内摩擦角φ,并据此以案例形式采用有限元的方法分析了格宾挡墙的应力变形特性,为工程设计提供理论参考.

    2013年05期 v.34;No.130 23-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 332K]
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  • Coca Codo Sinclair水电站沉沙池结构设计

    刘许超;董莉莉;卢玲;周雪梅;

    Coca Codo Sinclair水电站的沉沙池结构复杂、特殊,工作流量比较大.基于此,应用大型通用结构分析软件ANSYS对无拉杆和有拉杆两种池箱结构方案进行三维有限元分析,对不同结构的应力和配筋量进行比较.结果表明:设置拉杆可有效地减小沉沙池边墙及斜坡板的悬臂效应,改善结构的整体受力状态;通过对有拉杆方案的计算分析得知,在池箱两边墙的外侧、排沙孔周、中墙底部及拉杆部位均出现较大的拉应力,这些部位是沉沙池结构的薄弱部位,应在设计中充分考虑并进行处理.

    2013年05期 v.34;No.130 27-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 504K]
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  • 马蹄形断面隧洞正常水深的简化计算法

    滕凯;

    马蹄形断面隧洞正常水深计算公式为超越方程,无法直接获得解析解.采用优化拟合的方法,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经拟合计算获得了表达形式简单直观、不分区段、便于实际工程应用、计算精度满足设计要求(最大误差为0.914%)的近似计算通式,具有一定的实用推广意义.

    2013年05期 v.34;No.130 31-34+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 200K]
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  • 无工作室超前管棚施工技术在某输水隧洞中的应用

    李文富;

    隧洞施工在遇到不良地质时,通常采用管棚超前支护.常规管棚施工存在扩挖、工程成本增加、后期处理难度大、安全保障差等缺点,故可采用无工作室超前管棚施工技术.其施作要点是取消管棚工作室,在隧洞设计开挖轮廓线内侧40 cm处,按设计外插角开孔并进行管棚孔钻设,将管棚与钻杆连接逐节推进至孔内;对于管棚侵限位置,采用自制的管棚推进器将管棚推进至隧洞设计开挖轮廓线外.无工作室管棚在某输水隧洞中成功应用,并取得了良好效果.该方法施工方便,灵活性强,经济性好,安全性高,可供类似工程参考采用.

    2013年05期 v.34;No.130 35-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 210K]
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  • 均匀设计在物理模型试验相似材料配比试验中的应用

    董金玉;刘召善;杨继红;李刚;

    在物理模型试验中,相似材料的配制及试验对模型试验的成功与否具有重要的作用.基于均匀设计方法,以松香含量、砂∶重晶石粉、铁粉含量、石膏含量作为正交设计的4个因素,每个因素设置6个水平,设计了6组材料配比方案,进行了室内单轴压缩、劈裂和直剪试验,获得了不同配比相似材料的容重、抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、内摩擦角和黏聚力等物理力学指标.结果表明,配制的相似材料的物理力学参数覆盖的范围较大,能够满足不同岩体性质物理模型试验对相似材料的要求;结合工程实例,基于相似材料试验结果,进行了物理模型试验的设计和相似材料配比方案的选择.

    2013年05期 v.34;No.130 39-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 104K]
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  • 砂砾石层渗透灌浆模拟试验

    苗卫明;王晓伟;张春红;李宽;

    在砂砾石地层介质中进行灌浆时,地下水的渗流作用对浆液不同方向的扩散半径产生影响,对此进行室内渗透灌浆模拟试验.采用均匀设计的理念,构造了整体试验方案,通过分析各影响因素与浆液扩散半径和灌浆量的线性关系,得出灌浆压力、浆液水灰比、地层渗透系数、渗流流速等因素对浆液扩散半径、灌浆量的影响规律.试验结果表明:影响浆液扩散半径、灌浆量的显著因素是地下水渗流作用,其次是灌浆介质本身的渗透系数和浆液水灰比;渗流速度与浆液下侧扩散半径呈正相关关系,与浆液上侧扩散半径呈负相关关系,对浆液侧向扩散半径影响较小且呈正相关关系.

    2013年05期 v.34;No.130 42-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 479K]
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  • 水泥抗压强度能力验证偏差的影响因素研究

    贾岩;聂金荣;冯波;杨智灵;程晓天;

    在水泥实验室抗压强度能力验证的基础上,通过试验数据分析,总结出搅拌机叶片与锅体的间隙、养护箱温湿度、水泥养护室的环境温度、压力试验机液压系统等是影响抗压强度能力验证结果偏差的重要因素,并提出了控制办法,以保证实验室的检测质量.

    2013年05期 v.34;No.130 47-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 128K]
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  • 偏压隧道洞口段复合套拱力学性能研究

    薛晓辉;宿钟鸣;孙志杰;

    为全面掌握偏压隧道洞口段复合式套拱的力学性能,对林屋隧道进口洞口段的复合套拱的桩底应力、桩身应力、钢架应力及拱顶下沉等进行监测,并应用ANSYS有限元软件对复合套拱的受力情况进行模拟分析.结果表明:在偏压地形情况下,复合套拱桩基底应力分布不均匀,极易造成基底不均匀沉降;偏压隧道洞口段复合套拱受力情况复杂,桩身底部易产生拉应力,拱肩、拱顶部位易产生较大压应力,不利于整体的稳定;复合套拱的两侧边桩承受较大的弯矩和轴力,对于提高隧道洞口整体稳定性有极大作用;偏压隧道洞口段左、右套拱受力差异较大.应针对各自的受力特点,对偏压复合套拱进行结构优化,以充分发挥复合套拱的优势,提高其经济效益.

    2013年05期 v.34;No.130 51-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 399K]
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  • 内丘县北关西桥葵花拱结构设计分析

    杨竹林;王攀峰;赵辉;赵顺波;

    结合内丘县北关西葵花拱桥的设计工作,介绍了其桥型方案选择、高程设置的各因素协调思路,研究了葵花拱桥的结构布置、材料选择和设计工况,对桥梁结构受力计算结果进行了分析,可为葵花拱桥的设计提供参考.

    2013年05期 v.34;No.130 55-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K]
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  • 东永高速公路景观分区规划设计

    胡圣能;

    景观设计是公路建设新质量观的必然要求.遵循景观总体规划的设计原则,对沿线自然、人文环境进行分析研究,将东永高速公路景观划分为4大区段,通过确立不同景观区段的设计主题、色彩基调和视觉空间,对浙中乡土风情进行挖掘和再创造,确定"江南山水"的景观设计定位,使高速公路建设做到功能、生态、景观、旅游四位一体的创新理念,为高速公路景观设计提供借鉴.

    2013年05期 v.34;No.130 59-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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  • 浚县古城墙片区特色调查及更新策略研究

    高长征;张新中;范永盛;

    通过使用"面—线—点"的调查方法,实地调查并研究了浚县古城墙历史片区内传统民居建筑、重点历史遗存的现状及特色,初步总结出浚县地区传统民居在院落布局、材料使用、营造技艺上,与地域环境相适应的历史特点和文化价值;并且针对古城墙历史片区问题现状,探索出一条既保留其原汁原味的文化底蕴,又满足城市发展需要,同时也能将整个片区的历史脉络与古城悠久的历史文化融为一体的"点—线—面"的保护更新策略.

    2013年05期 v.34;No.130 63-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
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地质资源与地质工程

  • 基于GIS空间分析的三维巷道优化设计方法

    胡金虎;李刚;万娜;王江峰;

    传统的巷道设计大多采用基于平面的CAD方法,既不能考虑巷道所处的地质特征,也无法直观反映巷道之间的空间关系.借助GIS的空间分析思想,综合考虑巷道与煤层/断层、巷道与巷道之间的空间关系,对巷道进行空间距离分析,从而达到优化设计的目的.巷道三维建模过程中,将巷道设计分解为断面设计和轴线设计,通过拖拉和布尔运算方法生成三维巷道实体模型.在三维地质模型基础上,详细讨论了新建巷道与煤层/断层之间的空间距离的计算方法、新建巷道与既有巷道之间的空间最短距离的计算方法,并形成了巷道优化设计的技术流程.最后将该方法应用于安徽省某煤矿工程,能够清晰地揭示空间任一巷道与周边地质环境和其他巷道之间的空间关系.

    2013年05期 v.34;No.130 67-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 380K]
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  • 山西断陷盆地成因机制分析

    孟令超;吴芳;马述江;

    山西断陷盆地是中国东部典型的活动构造地貌类型.通过分析山西断陷盆地的构造特征、地震分布规律、构造应力场和深部构造特征,提出了山西断陷盆地的形成机制分3个阶段:第1阶段,挤压破裂;第2阶段,地幔上升、地壳剪切-拉张破裂断陷;第3阶段,断陷盆地形成和发展.地幔上隆和板块之间的相互作用在山西断陷盆地的形成过程中起到了相同的作用.

    2013年05期 v.34;No.130 72-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 560K]
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  • 大理至丽江铁路软土特性及软基处理措施

    杨文辉;蒋良文;杨英;刘伟;和佳良;

    滇西北盆地软土十分发育,山间低洼地、河谷也有软土发育.大理至丽江铁路经过软土区,软土地基工程地质问题突出.通过对大丽铁路软土工程地质特性及软基处理措施的深入研究,得出以下主要结论:新构造运动是影响大丽铁路软土发育和分布特点的根本原因;4个地貌单元分布软土23.518 km,成因以湖积为主,次为冲洪积,少量为坡洪积,偶有坡积残积土因积水浸泡为软土;软土工程地质分层多,呈现出集中连片与多点零星、层状与透镜状交替,空间变化快、变化大的分布特点;软土物理化学活性强,具有天然含水量高、天然孔隙比高、压缩性高、塑性指数高、强度低、固结系数低、渗透系数低的特点.提出的软土地基处理措施建议经施工和多年运营验证,经济合理、安全可靠.

    2013年05期 v.34;No.130 77-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 126K]
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  • 砾粒质量分数对泥石流启动影响的试验研究

    李宽;张春红;苗卫明;王晓伟;

    泥石流形成过程复杂,所以泥石流启动受很多因素的影响.太行山区泥石流中砾粒质量分数较高,即以太行山区泥石流为原型,在室内进行人工模拟泥石流的试验,分析在坡度一定的情况下,土体中砾粒质量分数对泥石流启动的影响.通过筛分,配成5组不同砾粒质量分数的土体(分别为65%,70%,75%,80%,85%),对不同砾粒质量分数土体的启动流量进行分析.试验结果表明:砾粒质量分数高的土体启动流量大;砾粒质量分数不同,泥石流暴发形式也不同;砾粒质量分数为65%,70%的土体,伴随着表面出水,土体整体突然垮塌形成泥石流;砾粒质量分数为75%,80%和85%的土体,在整体垮塌前,总是伴有局部的塌陷和表面径流.研究结果可为太行山区泥石流的防治提供理论依据.

    2013年05期 v.34;No.130 81-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 166K]
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动力与机械工程

  • 基于MATLAB的变频器整流侧输入电流的谐波分析

    许强;钱俊良;陈巧玲;雷校省;曾浩;

    由于变频器中非线性元件的存在,会产生由非正弦电流、电压引起的谐波.利用MATLAB/Simulink动态仿真研究分析其输入侧的谐波特性及功率因数,根据谐波特性及谐波危害找到抑制谐波的方法,比较直观地给出变频器输入侧的频谱分布,为变频器的设计提供了一种很好的研究方法,同时验证了理论分析与仿真结果的一致性.

    2013年05期 v.34;No.130 84-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K]
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  • 斩控式交流调压无功补偿电路的设计

    侯树文;曾浩;雷校省;钱俊良;赵臣鹏;

    随着电力系统对电能利用率的要求越来越高,无功补偿在电力系统中的作用显得越来越重要.但是现有的无功补偿电路中,开关元件开关过程中电压、电流变化很快而且均不为零,导致了开关损耗和开关噪声.为解决此问题,利用PWM控制技术和静止同步补偿器技术进行了斩控式交流调压的无功补偿电路设计,获得了一种新型低开关损耗的无功补偿电路;利用MATLAB/Simulink建立了仿真模型.仿真结果表明,斩控式交流调压无功补偿电路大大减小了无功补偿过程中的开关损耗和开关噪声,提高了无功补偿效率.

    2013年05期 v.34;No.130 87-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K]
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  • 永磁直驱风机最大功率跟踪模糊控制的仿真研究

    马芳;吴利乐;王爱华;张松跃;

    对永磁直驱风力发电机的数学模型进行了推导,通过坐标变换得到了其在旋转坐标系下的数学模型,对机侧实现最大功率跟踪的控制策略进行了论述.由于风速的随机性、不确定性,若采用传统的PI控制,仅一组固定的参数在不同风速下难以达到较好的控制效果.为了提高风力发电机的动态性能,通过分析风力发电系统各参数之间的关系,设计了模糊自适应PID控制器,以叶尖速比的偏差及其变化为输入对象,以交轴电流为输出对象,使风力机能够实现最大功率跟踪,其控制效果优于传统的PI控制策略.

    2013年05期 v.34;No.130 90-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K]
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  • 组合模型在中期电力负荷预测中的应用

    陈巧玲;张相林;钱俊良;

    为了对中期电力负荷进行合理预测,结合三次指数平滑法和GM(1,1)预测模型,建立了新的组合模型,并以预测偏差平方和最小为准则优化了各单一模型的权重.通过MATLAB编程并以某市全年用电量为例对3种方法的预测精度进行了仿真验证.结果表明,组合模型具有更高的预测精度和更低的预测误差,能避免各单一预测模型的局限性.因此,用组合模型对未来用电量进行预测的结果更可靠.

    2013年05期 v.34;No.130 94-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 153K]
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  • 煤矿坑口电厂锅炉简易湿法脱硫技术的研究与应用

    崔喜军;

    总结了钠钙双碱法旋流板塔脱硫除尘技术在煤矿坑口电厂技术改造中的应用实例,介绍了大中型锅炉烟气脱硫装置的性能、技术参数以及用户所关心的问题在施工中的解决办法.工艺采用两级电除尘后直接进行旋流板塔脱硫的方法,达到了良好的脱硫除尘效果.

    2013年05期 v.34;No.130 98-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 149K]
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  • 多孔材料压制成型过程的仿真实验研究

    张玉新;卢海霞;李勇;张瑞珠;严大考;

    鉴于多孔材料在致密化压制成型过程中空隙变形的复杂性,应用仿真技术分别研究了孔隙率变化和2种不同的压制变形方式对材料变形的影响,通过对应力应变云图以及压制作用力曲线的对比分析,为选择有利的压制方式与模具设计提供了理论数据,并进行了模具强度校核,促进了硬质合金压制装置的设计开发.

    2013年05期 v.34;No.130 102-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 423K]
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  • 基于UG的人力驱动型家用健身洗碗机的设计

    赵智勇;祁丽霞;

    为实现人力驱动家用健身洗碗机的设计,建立了人力驱动模拟函数,并借助UG/motion动力学仿真技术,对人力驱动条件下的洗碗机齿轮传动机构进行了动力特征分析.研究结果表明:在人力稳定与不稳定2种状况下,齿轮传动可以有效地传递人力输入,并且传动基本平稳.说明人力驱动作为家用健身洗碗机的动力方案可行.

    2013年05期 v.34;No.130 105-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 291K]
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基础理论研究

  • 压缩感知中限制等距常数的一个界

    王石青;苏丽敏;

    限制等距常数(Restricted Isometry Constant,RIC)在压缩感知中起重要作用.因为如果RIC满足某种界,则无噪声稀疏信号能被精确恢复,并且噪声稀疏信号能被平稳估计.近几年来,RIC的某些界已经得到,文献[1-5]给出了RICδ2k的界分别为0.414 2,0.453 1,0.465 2,0.472 1,0.473 4和0.493 1.文献[6-8]给出了RICδk的界分别为0.307,0.308.这里给出δ2k和δk的二次型界,并且证明文献[5]的一个结果是本文定理1的特例.

    2013年05期 v.34;No.130 109-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 144K]
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  • 能表为数列中连续项之和的自然数

    刘华珂;王天芹;

    通过对能表为自然数列中2个或2个以上连续项之和的自然数N的性质的讨论,分别给出能表为自然数列、算术数列和平方数列中2个或2个以上连续项之和的整数的确切形式.

    2013年05期 v.34;No.130 113-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 101K]
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  • 优化灰色GM(1,1)模型在黄河下游灾变预测中的应用

    罗党;陈玲;

    针对灰色GM(1,1)模型精度不稳定的问题,对GM(1,1)模型的建模机理进行探讨,根据指数函数和线性函数的特性,利用分析技巧,提出了2类优化模型,并将此优化模型应用于黄河下游堤防工程坍塌险情灾变预测中.结果表明,2类优化模型均比原始GM(1,1)模型有较高的模拟和预测精度,为灾变预测提供了新思路.

    2013年05期 v.34;No.130 116-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 123K]
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  • 线性模型中回归系数的c-F(K)型估计的研究和应用

    叶晓枫;王珑云;

    针对引起线性回归模型最小二乘估计性能变坏的根本原因,在线性回归模型中提出了一种新的有偏估计β~(F(K))=(cX'V-1X+TF(K)T')-1X'V-1Y,它将众多经典的有偏估计结合在一起,对有偏估计进行了改进.首先利用Stine式压缩技术说明在均方误差意义下β~(F(K))具有优于广义岭估计的优良性质,然后将β~(F(K))应用到多元线性回归模型的可容许性上.

    2013年05期 v.34;No.130 120-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 137K]
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  • 与2×2谱问题相关的孤子族及其无限维Bi-Hamilton结构

    王涛;杨帆;

    立足于一个2×2谱问题获得了3×3 Lenard算子对(K,J),并由此导出一类非平凡的(1+1)维孤子方程组.为研究其结构,通过定义新的Lenard递推序列{G j}得到了该等谱方程组的2×2 Lenard算子对(K~,J~),进而证明了此孤子族具有Bi-Hamilton结构且在Liouville意义下可积.

    2013年05期 v.34;No.130 124-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K]
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