2011年, 第38卷, 第3期　刊出日期：2011-05-20

  

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化学与化学工程
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  新型导向筛板-浮阀复合塔板的流体力学性能研究

  李群生1;刘静1 ;许莉1;郭蕾1;王宝华2

  . 2011, 38(3): 1-5.

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  在内径为 Φ600 mm 的有机玻璃塔内，以空气-水为物系，对一种新型复合塔板——导向筛板-浮阀复合塔板进行了冷膜实验，对开孔率基本相近、浮阀个数不同的复合塔板的流体力学性能进行了测试，测定了不同条件下塔板压降、雾沫夹带、漏液等流体力学参数，研究了在开孔率相近的情况下，浮阀个数不同对复合塔板性能的影响。根据实验结果，回归得到了导向筛板-浮阀塔板的干板压降的计算公式 ΔP_d = au₀² + b 和湿板压降的计算公式 ΔP_T = aF₀^bL_W^c，并分析了雾沫夹带和漏液量随筛孔气速和液流强度的变化关系，获得了新型导向筛板-浮阀塔板的设计参数和依据。
  
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  La/ZSM-5 分子筛上 1-己烯活化的理论研究

  李延锋1; 朱吉钦1; 刘辉1; 贺鹏1; 王鹏2; 田辉平2

  . 2011, 38(3): 6-11.

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  基于 54T 团簇模型，采用 ONIOM 分层计算方法，研究了1-己烯分子与镧改性ZSM-5分子筛的相互作用，并详细描述了1-己烯分子在镧改性ZSM-5分子筛上的催化活化反应机理。计算结果表明，1-己烯与镧改性ZSM-5分子筛之间没有发生π配位吸附，只存在更加微弱的物理吸附，从而导致了镧改性ZSM-5分子筛烯烃吸附能力的降低。镧物种酸性中心的O—H键在活化能作用下通过极性分解直接发生质子迁移使1-己烯被质子化，经过碳正离子过渡态，形成稳定的烷氧基活化产物，从而使1-己烯被活化。计算得到的1-己烯的活化能垒是160.64 kJ/mol，这为文献中报道的镧改性ZSM-5分子筛的烯烃吸附能力和催化活性降低提供理论支持，有助于探究镧改性前后ZSM-5分子筛催化性能改变的原因。
  
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  甲醇-苯-离子液体等压汽液平衡数据的测定

  李群生;马各土夫;朱炜;付永泉;李仑

  . 2011, 38(3): 12-16.

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  在101.32 kPa下，用改进的Othmer釜测定了甲醇-苯与三种离子液体的三元物系的等压汽液平衡数据，即甲醇-苯-1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF4)，甲醇-苯-1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)，甲醇-苯-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM]BF4)。实验结果表明，加入离子液体可以使汽液平衡线偏离甲醇-苯二组分物系的汽液平衡线，离子液体摩尔分数越大，偏离程度越大。[OMIM]BF4表现出明显的盐析效应，使甲醇对苯的相对挥发度发生改变，消除了甲醇—苯物系的共沸点。离子液体对甲醇的盐析效应顺序为：[OMIM]BF4 >[BMIM]BF4 >[EMIM]BF4。因此[OMIM]BF4 可以作为甲醇-苯物系萃取精馏的溶剂。
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  反溶剂重结晶法制备阿奇霉素超细粉体

  谢玉洁; 王洁欣; 乐园; 陈建峰

  . 2011, 38(3): 17-21.

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  采用反溶剂重结晶法进行了阿奇霉素微粉化实验研究。系统考察了药物溶液质量浓度、溶剂反溶剂比例、搅拌时间、干燥方式等因素对产品形貌和粒度的影响。得到较优的制备工艺条件为：药物溶液质量浓度0.2 g/mL、溶剂反溶剂体积比1:20及搅拌时间10 min，可制备出平均粒径为 270 nm的药物颗粒，经喷雾干燥可得粒径为2~5 μm的阿奇霉素超细粉体。采用扫描电镜、比表面积测试、红外光谱分析和体外溶出实验对原料药及产品性质进行分析表征，分析结果表明，阿奇霉素超细粉体化学结构不变，且比表面积增大8倍，溶解速率明显提高。
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  组合桨液相搅拌槽内流动特性的实验研究及数值模拟

  赵静1; 程先明2; 高正明1

  . 2011, 38(3): 22-27.

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  采用粒子图像测速技术 (PIV)，对直径为0.19 m的三层组合桨 (HEDT+2WH) 搅拌槽 (直径为0.48 m) 内的流场进行了实验研究，并利用标准 k-ε 模型对相应的流动特性进行了数值模拟。实验结果表明：通过改变层间距、顶层桨的浸没深度及上两层桨的操作方式可以得到4种不同流型，每种流型内循环结构的数目各不相同；上两层桨下压式操作时，流场的循环结构最少，只有两个；高速区和高能量区的分布相同，都位于各个桨叶的射流区内，且底桨射流区内的速度值和湍流动能值都大于上两层桨。模拟结果表明：标准 k-ε 模型对流场的预测较为准确，但对于有5个循环结构的流型模拟误差较大；湍流动能分布型式的模拟值与PIV实验结果吻合较好，但数值偏低，表明标准 k-ε 模型在预测复杂流型时需要改进；功率准数的模拟值与实验值基本一致。
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  苯与乙烯或丙烯烷基化反应精馏过程的稳态模拟

  陈宁;彭璇

  . 2011, 38(3): 28-33.

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  采用平衡级模型研究了苯单独与乙烯或丙烯烷基化反应的精馏过程。计算的塔内温度和液相组成分布与已有实验和非平衡级模拟吻合较好，表明平衡级方法能够准确有效地描述非均相催化反应精馏。在乙烯丙烯同时进料时，考察了苯烯比、苯质量空速、回流比和塔顶压力对烯烃转化率、热负荷和每年总投资的影响。计算表明，当苯与乙烯丙烯进料比分别为3.5和2.0、空速2h^-1、回流比10.0、压力0.71MPa、催化剂填装分率18%时，乙烯和丙烯的转化率均能达100%。同时，反应精馏塔的TAC小于乙烯丙烯分别进行烷基化反应精馏的值，故能降低成本。后续常规精馏塔分离的馏出物中，异丙苯、乙苯和苯浓度均可达到95%以上。
材料科学与工程
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  掺杂炭黑质子交换膜的电吸附脱盐性能研究

  潘玥皓;孟庆函;李培金;曹兵

  . 2011, 38(3): 34-38.

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  采用溶液浇注法分别制备了全氟磺酸质子交换膜（CEM）和掺杂了0.5%炭黑（质量分数）的掺杂全氟磺酸质子交换膜(CEM-C)，并将两种膜应用于自制的电吸附脱盐模块中处理高浓度氯化钠溶液。采用交流阻抗法计算了两种膜的质子电导率；用XRD，SEM表征了其结构性能；在电吸附试验中，考察了这两种膜以及流速、电压对电吸附性能的影响。结果表明，CEM-C膜与CEM膜相比，CEM-C的质子电导率提高了35%，电吸附量和出水浓度的稳定性都有很大的提高。
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  偶氮二甲酰胺热分解机理及氧化锌对其分解的影响

  张婕;史翎;张军营

  . 2011, 38(3): 39-43.

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  采用TG-MS联用仪表征了不同温度下偶氮二甲酰胺热分解的气体种类，红外光谱表征了偶氮二甲酰胺在不同温度下的分解残留物，探讨了偶氮二甲酰胺的热分解机理以及氧化锌对其分解的影响。研究表明，偶氮二甲酰胺热分解过程分为3个阶段：第一阶段的气相产物为N₂、CO、HNCO,固体残留物为联二脲等；第二阶段的气相产物为NH₃、HNCO;第三阶段的气相产物为NH₃、CO₂，固体残留物为尿唑等。ZnO的加入使得偶氮二甲酰胺热分解的第一阶段反应提前，第二阶段反应和第三阶段反应滞后。
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  成膜助剂对核壳结构乳胶粒子成膜过程的影响

  穆元春;李晓晨;邱藤;何立凡;张胜文;李效玉

  . 2011, 38(3): 44-49.

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  以核壳结构丙烯酸酯乳液为研究对象，采用扩散波光谱技术(diffusing-wave spectroscopy, DWS)对成膜助剂二丙二醇丁醚(DPNB)在乳液成膜过程的作用机理进行了研究。通过获取乳胶粒子在成膜过程中多级动态散射光的散斑干涉波动频率随时间的变化规律，确定DPNB在粒子相互排列阶段就开始起作用，且随着DPNB用量的增加，谱图由多峰变为双峰，最终呈现单峰；结合最低成膜温度(MFFT)、动态光散射(DLS)、原子力显微镜(AFM)等仪器分析发现，得到适用于本体系成膜助剂的最佳使用量为7%~8%（质量分数），在该成膜助剂用量下粒子边界融合充分，从宏观上表现为连续漆膜。
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  醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯共聚合过程及微观结构研究

  李相元；侯昊飞；程珏

  . 2011, 38(3): 50-54.

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  以醋酸乙烯酯（VAc）和丙烯酸丁酯（BA）为原料，用半连续加料法合成共聚物。研究VAc/BA共聚合的3个阶段（种子预聚合阶段、单体滴加阶段和保温熟化阶段）所得共聚物组成和微观序列结构的变化规律，采用FT-IR、¹³C-NMR、DSC表征聚合物的结构和玻璃化转变温度（T_g），分析聚合物共聚组成和序列结构随反应阶段的变化，采用1级Markov模型分析共聚物的序列结构分布。研究结果表明，半连续加料法制备的VAc/BA共聚物组成与序列结构在不同反应阶段存在明显变化。在预聚合阶段，单体浓度处于充溢态，聚合物中含有富BA单元的链段和富VAc单元的链段；反应进入单体滴加阶段，单体浓度处于饥饿态，生成共聚组成接近于加料比的均匀共聚物, VAc的数均序列长度（l_a）与BA的数均序列长度（l_b）均较小。
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  聚丙烯腈空间立构在预氧化进程中的作用

  石鑫1;邹均庭2;王雨松2;昌志龙1;谢怀玉1;徐樑华1

  . 2011, 38(3): 55-59.

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  采用尿素模板聚合法制备出不同等规度的聚丙烯腈大分子，并利用差示扫描量热(DSC)、热台红外(FT-IR)和核磁共振(13C-NMR)等表征方法分析了不同等规度的PAN大分子在预氧化进程中的作用。结果表明,在惰性气氛下，低等规度的PAN大分子容易发生环化反应；在空气气氛下，高等规度的PAN大分子有利于发生氧化反应，且氧的存在，可促进环化反应的进行。
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  环己烷溶液中聚丁二烯基双锂引发剂的制备

  姚明;张海燕;张兴英

  . 2011, 38(3): 60-64.

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  在环己烷溶液中，由萘锂和丁二烯反应制备了聚丁二烯基双锂引发剂。利用阴离子活性聚合特点和溶度参数相近相溶原则，采取有条件分批加料的方法，解决了萘锂在环己烷溶液中不溶、引发效率低的难题。结果表明，在丁二烯的环己烷溶液由1次加入改为2次加入、溶液摩尔浓度c丁二烯≥0.75c萘锂、丁二烯聚合度达到2之前体系中环己烷溶液加入量V丁油≤1.33V萘锂的条件下，可实现聚丁二烯基双锂引发剂制备反应在均相体系中进行；引发聚合实验证明，所制备引发剂活性没有变化。
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  含邻苯二酚基团N-炔丙基酰胺螺旋聚合物对金属离子的吸附研究

  李磊;邓建平;杨万泰

  . 2011, 38(3): 65-69.

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  设计合成了一类侧链上含有邻苯二酚基团的N-炔丙基酰胺螺旋聚合物，研究了其对水溶液中的Fe(Ⅲ), Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ) 3种金属离子的吸附行为。结果表明，两种金属离子共存时存在竞争吸附，三者的竞争吸附关系为Fe(Ⅲ)＞Cu(Ⅱ)＞Ni(Ⅱ)；共聚物吸附Fe(Ⅲ)的动力学过程可用准一级动力学模型来描述；吸附后所形成的Fe(Ⅲ)络合物中，聚合物的二级结构随Fe(Ⅲ)的吸附量变化而变化，两者之间存在定性关系。
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  铁掺杂钛基反蛋白石材料的性能表征及其可见光催化活性

  马伊;付纪文;郑言贞;陶霞;陈建峰

  . 2011, 38(3): 70-75.

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  采用溶胶凝胶法制备了不同掺杂比的铁掺杂二氧化钛反向蛋白石结构材料，通过扫描电镜，X射线能谱及紫外可见分光光度仪等对掺杂前后的样品进行比较，并采用罗丹明-B作为降解底物，对掺杂后样品在可见光下的光催化降解活性进行了研究。结果表明，铁掺杂后，样品的吸收带边发生红移，光响应区域扩展至550nm，且样品中表面羟基氧的含量最高可提高到40%。铁掺杂样品的催化活性明显优于未掺杂的样品，其中掺杂比为10%的样品光催化降解活性最高，经可见光照射4h后，其降解率可达85%以上。
生物技术与环境工程
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  一株降解芘的苍白杆菌的分离、鉴定及性能表征

  谢文娟1;林爱军1;杨晓进1;王凤花2;SHIM Hojae3

  . 2011, 38(3): 76-80.

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  采用富集培养的方法从北京焦化厂多环芳烃（PAHs）污染土壤中筛选到一株高效降解芘的微生物，命名为PW，分子生物学等手段鉴定此菌株属于苍白杆菌属（Ochrobactrum sp.）。经一次性大剂量方法对此菌株进行驯化后，考察了摇瓶条件下环境因素对此菌株降解芘效率的影响。结果表明，驯化培养使得菌株5d内对0.5mmol/L芘的降解率由62.3%提高到92.7%。此外，该菌株的环境耐受性好，在环境温度为20~40℃下该菌株对芘均具有一定的降解能力，30℃培养时降解效果最好；在pH为5~10的培养基中，PW对芘的降解率均在45%以上；当盐度小于3%时，此菌株对芘降解率在60%以上；同时菌株PW还可耐受一定浓度的重金属。
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  发酵法生产京尼平菌株的筛选与培养

  付岩帅;张鹏;陈畅

  . 2011, 38(3): 81-86.

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  从土壤中筛选到一株产β-葡萄糖苷酶的菌株FYS-9，其发酵可将京尼平苷转化为京尼平。通过菌落形态特征、孢子和菌丝显微观察及18S rDNA基因序列分析，初步鉴定该菌株为泡盛曲霉（Aspergillus awamori）。以FYS-9为出发菌株，通过紫外线、原生质体诱变，选育得到一株高产β-葡萄糖苷酶的突变株70C-3，该突变株发酵产酶平均酶活力达到36.15IU/mL，比FYS-9提高39.4%。对突变株70C-3发酵转化京尼平苷条件的优化结果表明，在京尼平苷添加量1.5%，30℃、150r/min转化24h的条件下，京尼平苷的转化率达到97.7%，京尼平的产量可达8.5g/L。
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  发酵性丝孢酵母产油脂中纤维质糖化液

  冯冲^1,2;王艳颖¹;康静³;刘艳丽²;宋安东¹

  . 2011, 38(3): 87-91.

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  纤维质在进行稀酸水解糖化时，会产生一些对菌体发酵有抑制作用的物质。为了除去抑制物，提高纤维质糖化液的发酵产脂能力，对玉米秸秆稀酸水解液的脱毒产脂条件进行了优化，优化结果为：蒸煮20min，活性炭用量为1.0g/L，乙醛用量为 0.4g/L，黄孢原毛平革菌接种量(以孢子

  计)为4×10⁸L^-1。此时，菌体生物量为21.2g/L，油脂含量为50.9%，油脂质量浓度为10.8g/L，糖油转化率为13.5%。
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  重组蛋白A免疫吸附剂的制备及吸附性能研究

  杜云英¹;张旭锋²;陈校园²;何小维¹

  . 2011, 38(3): 92-96.

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  以琼脂糖凝胶为载体，重组蛋白A为配基制备免疫吸附剂。过血浆动态吸附之后洗脱得到含有免疫球蛋白的洗脱液；通过分析洗脱液中免疫球蛋白的纯度可以考察吸附剂对免疫球蛋白的吸附选择性；最后利用等温静态吸附检测了吸附剂对人免疫球蛋白(hIgG)溶液的吸附行为。结果表明，洗脱液中免疫球蛋白的纯度大于92%，重组蛋白A吸附剂对免疫球蛋白吸附选择性较好；等温静态吸附结果符合Langmuir等温吸附模型；进一步分析Langmuir吸附模型，表明该吸附剂在临床治疗中有吸附量大的明显优势，重组蛋白A免疫吸附剂具有很好的临床应用前景。
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  油菜籽粕生物质热解过程特征研究

  董优雅;屈一新;王际东;雍兴跃

  . 2011, 38(3): 97-103.

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  以油菜籽粕生物质为原料，采用电加热方式，研究了不同加热速率下的热解过程及产物产出规律，对热解产物中不凝气体的成分进行了分析，考察了加热速率对产物产出率的影响。结果表明：油菜籽粕的热解过程可分为水分蒸发、半纤维素热解、纤维素和木质素热解、木质素炭化4个阶段；加热速率的高低虽然对水分的蒸发过程特征没有影响，但在低加热速率下，生物质中不同的组分将在不同的反应温度区间内进行热解反应；不凝气体和冷凝液体两种热解产物主要在100~550℃之间析出，是半纤维素和纤维素的主要热解产物，它们的产出率与温度的关系具有不同的特征；不凝气体中可燃气体的体积分数随着反应温度的升高逐渐增多；当控制加热速率为4～6℃/min时，油菜籽粕的3种热解产物量均可以达到较理想的效果。
机电工程和信息科学
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  基于EM算法的不完全疲劳寿命数据可靠性分析

  田昭宇¹;杨剑锋¹;钟鑫²

  . 2011, 38(3): 104-107.

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  针对随机截尾寿命数据模型的参数估计，提出基于EM算法的通用算法，并以疲劳寿命计算中所常用的二参数威布尔分布模型为例，给出基于EM算法的寿命数据拟合通用方法。另外对于服从复杂分布模型的数据，则采用与蒙特卡洛法相结合的EM算法。最后通过计算模拟的不完全疲劳寿命数据，验证了EM算法对于随机截尾寿命数据模型参数估计的有效性。
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  空气预热器U型接触式柔性密封结构的实验研究

  骆青业;何立东;王庆峰

  . 2011, 38(3): 108-112.

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  为了解决电站锅炉空气预热器传统非接触式密封漏风率过高的问题，本文提出了一种新型的接触式柔性密封。通过实验的方法比较了V型和U型密封试件，结果表明U型密封结构更适合于空气预热器。对U型密封试件的7个结构参数的分析表明，随着波数、波深和总长的增加，密封性能增强；随着厚度的减小，密封性能增强；波距、初始长度和迎角不影响密封性能。
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  量纲理论在粒子冲击钻井系统粒子分离效率研究中的应用

  王亦逍¹;张杨¹;温林荣²;颜廷俊¹

  . 2011, 38(3): 113-117.

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  通过量纲分析对粒子冲击钻井分离系统实验台所得到的实验数据进行处理分析，结果发现钢质粒子损失率随着泥浆流量、黏度以及钢质粒子所占比例的增大而增大。量纲模型中表征几何特征、工作状态、泥浆流体特征以及流量等参数是主要影响因素。根据分析本文还提出了适用于多种泥浆工况下钢质粒子损失率的经验公式。
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  模型预测控制器的广义最小方差性能评价

  李昌磊;赵众

  . 2011, 38(3): 118-124.

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  基于滚动时域最小方差性能评价方法和广义最小方差控制原理，提出了可处理约束问题的滚动时域广义最小方差性能评价方法。该性能评价方法既可考虑过程变量的硬约束，同时相对于滚动时域最小方差性能评价方法，又可考虑操纵变量的软约束。基于Wood-Berry精馏塔模型的仿真实例证明了该性能评价方法较滚动时域最小方差性能评价方法具有更高的实际意义，并验证了这种性能评价方法的有效性。
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  数据同步中差异数据捕获的设计与实现

  孙广雨;山岚

  . 2011, 38(3): 125-128.

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  综合触发器和影子表法进行数据库变化的捕捉跟踪过程是由使用触发器来定位变化的记录、使用影子表跟踪相应记录的变化、在关系映射索引下进行差异记录的异构运算等步骤实现。综合法在传输数据变化时完成异构数据结构的转化，实现异构数据的应用级同步，为日益增多的数据库应用同步提供一个的解决实现。
管理与数理科学
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  基于SV利率期限结构模型的国债价差研究

  周荣喜;刘雯宇;牛伟宁

  . 2011, 38(3): 129-133.

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  利用SV利率期限结构模型，本文选取上海证券交易所和银行间债券市场多个交易日的国债数据，运用遗传算法求解模型参数，得到两个市场的国债收益率曲线。结果表明，使用SV模型拟合出的国债理论价格与实际价格之间误差较小，适用于我国国债市场；在两个市场上相同剩余到期期限的国债收益率之间存在价差，而且价差随着国债的到期期限的增加先变小后变大。可能是由于市场分割、流动性差异和交易机制的不同引起的。
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  半参数方法对上证指数波动率的预测分析

  王世姣;杨永愉

  . 2011, 38(3): 134-138.

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  根据金融时间序列一般都存在条件异方差性，本文研究了两种半参数时间序列模型的估计方法，通过实际算例对参数模型与半参数模型，以及不同的半参数模型在金融时间序列的拟合与波动率预测方面的表现作了比较。结果表明，半参数模型要优于参数模型，半参数可加模型要优于多项式样条估计模型。 
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  非理想流体一维流动的渐近稳定性

  王子贤;陈亚洲;施小丁

  . 2011, 38(3): 139-143.

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  研究了带人工黏性的非理想流体动力学方程组的周期边值问题，给出了此类流体方程组全局解的存在性，通过能量估计方法，证明了该问题的全局解渐近收敛到定常问题的解。