2011年, 第47卷, 第2期　
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  •  纪念敬爱的导师 一一一 魏荣爵院士*
     张淑仪 ** , 刘晓宙
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 103-107.
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  •  怀念我们的导师魏荣爵院士*

     陈伟中** , 孙广荣
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 108-111.
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  •  S- P 波混合超导的平均场理论* 谨以此文深切怀念敬爱的魏荣爵先生. 他的关怀、 支持和帮助, 铭刻于心
     葛墨林 1 ** , 张宏标 2
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 112-119.
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     对于由 4 个费米子相互作用系统组成的哈密顿量的平均场理论, 当只有 S 波超导时, 由 SU ( 2) (局域同构于 SO(3)) 代数表达, P 波超导可以通过SO(5) 表达, 而对于 S- P 混合波超导的情况则由
    SU( 4) (局域同构于 SO( 6) )代数表达. 本文通过在 SO( 6) 代数中引入了反映 S 波和 P 波混合超导的 SO ( 4) 子集, 从而可以通过对相干态算子的对角化, 给出与自旋单态和自旋三重态相对应的能隙方程. 值得
    注意的是, 这个 SO(4)子集仍然具有相当大的自由度, 其中还包含以球谐函数 Y lm (H , U) 为系数的一些 SU(4)生成元的组合项. 并讨论了 SU(4)子集里一个特定 SU(2) 旋的与对角化相对应的 S- P 混合波超
    导耦合的超导能隙方程, 例如 S- P 波混合对自旋单态和三重态能隙的影响等.

  •  垂直激励下颗粒物质系统中的质量环流与密度波*
     杨 帆, 丁 茫, 蔡 慧, 缪国庆**
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 120-125.
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    以实验方法研究了底部为锯齿形的环形槽中, 二维颗粒物质系统在垂直激励下的运动. 环形 槽外径 19 cm, 内径 18 ? 3 cm, 高 12 cm. 实验中选用约 1 000 个直径为 3 mm 的铜球. 以 Br?el & Kj? r
    4805 振动台以及 Br?el & Kj? r 1050 振动激励控制器激励环形槽作竖直振动. 高速照相机( Redlake MASD M otionScope PCI 2000sc) 用于记录颗粒运动. 以外加激励频率 f 和无量纲外加激励加速度 ?=
    4? 2 f 2 A/ g ( A 为激励振幅, g 为重力加速度)作为控制参数. 当 ? 超过 1 ? 8 时, 颗粒层自上而下呈流体化 状态. 实验中观察到沿水平方向的质量环流, 以及逆质量环流方向的密度波. 质量环流的速度自下而上
    单调减小并反向. 随激励频率的增加, 质量环流速度单调减小, 而密度波振幅在 18 Hz 处有一极大值. 形成质量环流的机制为槽底部锯齿的棘齿效应, 密度波的形成机制尚在研究之中.

  •  硫酸盐侵蚀下混凝土的非经典非线性效应变化*

     王晓惠 1 , 刘晓宙 1 ** , 龚秀芬 1 , V. E. Nazarov 2
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 126-133.
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     混凝土由于受硫酸盐侵蚀和干湿循环作用, 内部出现微损伤, 性能发生劣化. 目前国内外针对结构混凝土硫酸盐侵蚀和干湿循环作用对结构混凝土的损伤失效的研究都集中在力学性能方面, 关于
    损伤和劣化规律特别是无损检测的实验研究较少. 混凝土无损检测技术一般采用线性超声方法, 用非线性声学方法检测混凝土损伤和劣化规律的研究才刚刚起步. 岩石、 混凝土等非线性介观弹性固体材料显
    示出与经典非线性声学不同的非经典非线性现象, 包括谐波的滋生、 非线性频率偏移、 非线性参量的变化等. 本文实验研究了受硫酸盐侵蚀和干湿循环作用不同程度的六个水泥砂浆棱柱样品的线性与非线
    性声学特性, 分析了混凝土受硫酸盐侵蚀和干湿循环作用后的损伤程度和劣化规律, 探讨了使用非经典非线性相关参数来表征混凝土早期微损伤程度的可能性.

  •  流体中多孔球中的声散射研究* 
     庄悦, 刘晓宙** , 龚秀芬
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 134-140.
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     沙子是一种形状复杂多样的材料, 在建筑材料、 海底沉积物等中都是以聚集的形式存在, 这样聚集的大量沙子的特性难以直观了解, 为了了解这些特性, 可以用声学的方法, 利用沙子对声波的反射、
    散射信号从中了解到沙子的一些信息. 本文主要从理论上研究沙子对声波的散射特性, 研究流体多孔介质中的声传播, 我们引入了经典的 Biot 理论, 建立了球坐标系下的多孔球散射模型, 通过多孔球界面的
    边界条件推导出了表示材料散射特性的散射系数矩阵, 接着利用球坐标系下的散射形式函数推导出了流体多孔球的背向散射谱. 理论上获得了流体多孔球的散射特性公式, 用数值的方法进行对其进行了计
    算, 采用流体多孔沙的参数值得到了背向散射谱, 并讨论了不同孔隙率及沙粒半径下的背向散射情况.

  •  基于流式细胞仪分析超声造影剂包膜特性的实验研究*
     齐水宝, 崔炜程, 屠 娟** , 陈伟中
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 147-154.
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     超声造影剂是由薄膜层包裹气体形成的微米量级的包膜气泡. 随着医学超声技术的发展, 超声造影剂在诊断及治疗超声领域的应用得到了广泛的关注. 超声造影剂的包膜特性(如剪切模量及剪切
    粘度)是与其应用紧密相关的重要参数, 对于决定气泡的许多功能特性都是非常重要的. 本文在 Mie 散射理论基础上, 利用进过改进的流式细胞仪测量了单个 Definity 
    超声造影剂微泡的动力学行为, 并对其包膜特性进行了分析. 通过对实验测量得到的微泡动力学响应数据进行气泡动力学拟合来可以确定
    不同驱动声压(95- 333 kPa 之间) 下造影剂微泡的包膜特性. 结果显示: 造影剂微泡包膜的剪切粘度随微泡平衡半径的增大而增大, 随剪切速率的增大而减小; 而包膜的弹性系数不随微泡的大小而变化.

  •  利用脉冲激光技术研究哺乳动物碳氧血红蛋白光解量子产率*

     赵瑾瑜 1 , 渠 敏 1 , 李家璜 2 , 张?铮 3 , 张淑仪 1 ** , 水修基 1 , 杨跃涛 1 , 华子春 2
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 155-163.
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     本文利用脉冲光解法测量了哺乳动物碳氧血红蛋白的光解反应的量子产率. 脉冲光解法是利用一束波长为 532 nm、 脉冲宽度为 8 ns、 重复频率为 10 Hz 的脉冲激光照射碳氧血红蛋白溶液, 使其发
    生光解反应. 考虑到碳氧血红蛋白溶液和其光解产物脱氧血红蛋白的光吸收系数不同, 可利用另一束波长为 432nm 的连续激光检测溶液在光解前、 后的透射率的变化, 以测定溶液的光解量子产率. 利用此实
    验系统, 对人、 猪、 牛、 马和兔等 5 种哺乳动物的碳氧血红蛋白的光解量子产率进行了测量和研究, 结果表明, 不同物种的光解量子产率各不相同, 其中猪、 牛、 马的碳氧血红蛋白的光解量子产率很接近, 兔的
    碳氧血红蛋白的光解量子产率与其他物种的差异最大. 最后, 对测量的结果从血红蛋白的氨基酸序列、氢键和盐桥排布、 四级结构等方面进行了分析与讨论.
  •  脂肪组织中异物弹性影响激光超声的数值模拟*

     安荣荣, 骆晓森** , 沈中华, 倪晓武
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 164-170.
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     生物组织的弹性信息对疾病的诊断具有重要的参考价值. 发生了生理性或病理性改变的组织, 或组织中生长了异物, 常伴随局部弹性参数的较大改变. 生物组织的弹性参数对于激光超声信号的
    产生和传输也有重要影响. 本文通过建立热弹机制下脉冲激光照射在含异物脂肪组织中产生和传播超声波的物理模型, 采用数值模拟方法, 研究了单脉冲激光与含异物脂肪组织相互作用瞬态过程的应力场
    及其所产生的超声波的传播过程和特性, 分析了不同接收点接收到的超声波信号. 结果显示, 由于脂肪组织和异物的弹性模量参数不同, 当激光作用在含异物的脂肪组织上, 组织的不均匀性导致产生不同模
    式的超声波. 组织中异物的弹性模量越大, 激光超声信号波形的半高宽越窄, 而纯脂肪组织激光超声信号波形的半高宽较宽; 超声波在较大弹性模量异物中的传播速度较快; 含异物脂肪组织的激光超声信号
    波形有多个界面反射波. 此结果可能为进一步研究基于激光超声原理的生物组织无创伤检测方法和技术提供有价值的参考.

  •  激光辐照移动平板温度场分布的有限元分析*

     李 鹏 1 , 孙宏祥 1 , 张淑仪 1 ** , 刘桂梅 2
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 171-177.
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     基于热传导理论, 采用有限元方法建立激光辐照无限长移动平板表面激发瞬态温度场的三维模型, 用以研究移动平板上下表面瞬态温度场. 考虑板材料的热物理参数依赖于温度、 板表面的热辐射
    及对流等因素, 计算了上述因素及移动速度对温度场的影响, 并进一步讨论了激光半径对温度场的影响. 数值结果表明: 激光辐照移动平板后, 在材料中将产生准稳态温度场; 材料热物理参量的温度系数会
    对激发的温度场分布产生影响; 增加对流传热会导致温度峰值和准稳态温度值降低; 而表面热辐射的影响可以忽略. 此外, 增加移动速度会引起温度峰值及准稳态温度值降低, 并且到达准稳态所需的时间缩
    短; 温度峰值及准稳态温度值随激光源的半径减小而增加, 温度峰值的增幅明显大于准稳态温度值的增幅.

  •  高阶模式兰姆波振荡器研究 *

     林 玮, 王佳麒 **
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 178-181.
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     本文提出了一种新型的由叉指换能器激发的兰姆波高阶模式振荡器. 由于兰姆波色散和多模式特性, 采用兰姆波高阶模式的高频振荡器振荡器制作工艺相对零阶模式要简单. 为了选择高阶模式兰
    姆波振荡器合适的工作模式, 一个工作模式选择器插入到兰姆波延迟线与放大器构成的闭环振荡回路. 实验测量使用的叉指换能器是 127 。86º旋转, Y 轴切割, X 轴传播的铌酸锂制成, 由于工作模式的相速度
    远高于零阶模式兰姆波, 所以对于选择工作的 A 13 模式, 经理论计算和实验测量其相速度为 19 652 m/ s, 与此相对应同一叉指换能器的 A 0 模式相速度仅为 3 719 m/s, 因此在此基础上设计的高阶模式振荡器
    振荡频率为 46.24M Hz, 比相同叉指激发的零阶模式兰姆波振荡要高 5 . 3 倍. 通过提高振荡频率, 基于该振荡器得到的传感器的精度也将大幅度提高.

  •  ZnO/ 36?YX- LiTaO 3 结构的 Love 波免疫传感器灵敏度研究*

     宋明太, 周凤梅, 范 理, 张淑仪 **
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 182-188.
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     对于 ZnO/36ºYX- LiTaO 3 结构的 Love 波免疫传感器, 免疫传感实验的结果表明, 不同的波导层厚度, 免疫传感的灵敏度不同. 同时, 存在最佳 ZnO 波导层厚度, 使得 Love 波免疫传感器的灵敏度
    达到最高. 本文根据多层薄膜中弹性波传播理论, 运用部分波求解方法, 对 ZnO/36 ºYX- LiTaO 3 结构的 Love 波器件的相速度及相对质量灵敏度与波导层的厚度的关系进行了数值计算. 计算结果表明, 当
    相对于波长归一化膜厚为 0~ 0.1 范围内, 随着波导层厚度的增加, Love 波器件在无负载和有负载条件下的相速度均随之减少; 相对质量灵敏度则先随波导层厚度的增加而增加, 继而随波导层厚度的增加而
    减少, 即存在一个适当值使得 Love 波器件的相对质量灵敏度最大, 该结果与实验基本吻合.

  •  组合定位系统*

     向大威, 许伟杰, 景永刚**
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 189-194.
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     组合定位系统由 GPS( Global Position System) 、 航向姿态传感器以及超短基线定位系统所组成. 常规的超短基线阵采用相位法进行定位. 为了避免相位模糊, 阵元间距必须小于半个波长, 因此定位
    精度不会很高. 组合定位系统中的超短基线阵采用时延法进行定位, 阵元间距可以取得远比半波长大. 定位时, 组合定位系统在海面飘浮, 一个向上发射的声波发射器与海水中的被定位目标安装在一起. 声
    波发射器发射宽带信号且被阵元所接收. 采用最大似然估计, 以得到发射信号与阵元接收信号之间的时延. 大的阵元间距、 宽的信号带宽以及精确的时延估计, 能使定位精度有很大的提高. 超短基线阵具有 4
    个阵元. 由 4 个时延可以得到 4 个斜距. 再利用最小二乘法和坐标变换就可求得目标的经度、 纬度以及深度. 本文还给出了定位误差仿真、 时延估计仿真以及湖试的结果.

  •  一种混合高斯背景模型下的像素分类运动目标检测方法*

     高凯亮, 覃团发** , 陈跃波, 常侃
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 195-200.
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     运动目标检测在智能视频监控、 人机交互、 目标导航等诸多领域有着广泛应用. 背景减法是运动目标检测中应用较广泛的一种方法. 在该方法中, 背景建模和阈值化分割是最重要的步骤, 直接决定
    了检测效果的好坏. 当目标本身变化比较大时, 若利用传统的基于全局阈值的分割法, 分割效果并不理想. 针对基于全局阈值分割差分图像存在的问题, 本文提出了一种基于混合高斯背景模型的像素分类运
    动目标检测方法. 该方法首先利用混合高斯模型对背景建模, 克服了场景变化等因素带来的影响; 其次, 利用背景减法得到差分图像并对像素进行分类, 最后对分类后的像素集分别进行阈值化分割, 得到前景
    目标. 实验结果表明, 与传统的基于全局阈值的分割法相比, 本文算法能够获得更好的检测效果和鲁棒性.

  •  不同录音系统对声纹检测的影响*
     达 钊, 李?倩, 郭霞生, 章 东 **
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 201-207.
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     声纹识别已在身份识别中得以应用. 本文采用三种常用数字录音系统(语音笔、 话筒及手机) 录制样本, 并对这些样本进行基音分析, 线性预测系数法提取共振峰以及美尔倒谱系数. 结果表明, 录音
    设备自身性能的差异对声纹参数存在影响, 尤其是存在共振峰的丢失现象, 提取的美尔倒谱系数包络存在一定差异.
  •  大型厅堂的建筑声学设计方法研究 *

     乐意, 赵其昌, 沈勇** , 孙广荣, 杨小军
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 208-217.
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     研究和探讨了大型厅堂建筑声学设计方法及优化和改进. 厅堂音质设计难点集中体现在设计过程中的声场模拟预测结果与实际效果之间存在差异, 针对此问题讨论了现有厅堂声学设计过程中存
    在的不足, 从声场计算模型的可靠性、 吸声系数的合理选取以及声学结构的实验室准确测量等方面找出关键原因. 并对其进行了理论研究和实验统计分析, 提出了若干改进和优化厅堂声学设计阶段声场预测
    准确性的方法, 主要包括综合使用声线跟踪法和虚声源法等多种声场计算模型, 以及使用旋转扩散体和最大长度序列伪随机测试信号以改善混响室测量的空间偏差和重复偏差. 为进一步考察研究结果的可
    靠性和现实指导意义, 将其贯彻到海埂会议中心主报告厅声学设计的完整工程实例中, 以指导建筑声学设计实践. 对海埂会堂主报告厅的室内声学设计方案、 声学材料与结构吸声系数的选取和混响室实际测
    量、 声场预测模型与计算方法以及报告厅的最终实测声学效果与分析等进行了介绍, 证明了本文提出的改进声场预测准确度方法的有效性和实用性.


  •  溅射与水热混合法制备 ZnO纳米结构薄膜的异常光致发光特性

    王 艳, 张淑仪, 周凤梅, 杨跃涛
    南京大学学报(自然科学版). 2011, 47(2): 218-226.
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     用一种混合方法用来制备 ZnO 纳米结构薄膜, 首先利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积 ZnO 薄膜作为种子层, 然后用水热方法合成 ZnO 纳米结构薄膜. 为研究 ZnO 纳米结构薄膜的特性, 利用 X一一一 射线衍射
    ( XRD) 及扫描电子显微镜( SEM) 对薄膜的结构和形貌进行分析, 并用 X一一一光电子能谱技术( XPS) 对薄膜的化学组份进行分析, 最后利用光致发光方法( PL) 对 ZnO 薄膜的发光性能进行了研究. 从 XRD 谱图中可以看出, 无论溅
    射的 ZnO 种子层还是水热合成 ZnO 纳米结构薄膜均为良好 c 轴( 002) 结晶状态的六角纤锌矿结构. 从 SEM 图像看出, 磁控溅射 ZnO 种子层为连续平整的膜状结构; 而经过水热处理后则得到垂直于衬底的六角纳米棒和纳米片
    两种不同形貌的结构. XPS 分析现示, 在 ZnO 种子层中, 锌和氧的比例基本上为 1, 说明磁控溅射 ZnO 晶体质量较好; 而 ZnO 纳米结构薄膜中存在明显的氧空位缺陷. 值得提出的是 ZnO 纳米薄膜光致发光谱存在异常的特性, 采
    用波长为 325 nm 的 He- Cd 激光激发出可见光范围( 500 ~ 700 nm) 内的发光带, 强度最强的是橙 红色的光( ~ 600 nm) , 且肉眼可直接观察到. 随着激发光波长在 280~ 380nm 范围内变化, 橙? ? ? 红色光的强度首先增加后
    减小, 在激发光波长 350 nm 处, 强度达到极大, 且极大发射的波长出现红移. 进一步, 结合上述 XPS 结果以解释这
    种强可见光的发射, 可以认为主要是由薄膜中与氧空位有关的缺陷造成.

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