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期刊信息/Journal information
北京大学学报（自然科学版）
北京大学
北京大学学报（自然科学版）

北京大学

赵光达

双月刊

0479-8023

xbna@pku.edu.cn

010-62756706

100871

北京海淀北京大学校内

北京大学学报（自然科学版）/Journal Acta Scientiarum Naturalium Universitatis PekinensisCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本学报创建于1955年12月，是北京大学主办的自然科学（包括技术科学）综合类学术性刊物。主要刊登北京大学教师、研究生及海内外校友在基础科学、技术科学和边缘科学等领域的研究成果及综述性文章。由北京大学18个理科院、系、所的30名教授组成学报编委会，负责确立学报的办刊宗旨及审定论文的学术质量。学报被国际权威检索文献数据库CA，SA，MR，GR以及EI等收录，是国内自然科学综合类学科的核心期刊，在国内的被引用率、影响因子等在综合类学术期刊中都名列前茅）。
正式出版
收录年代

    基于多物理场耦合分析的超导耦合器失超过程研究

    周健荣常正则刘枭黄彤明...
    775-785页
    查看更多>>摘要：基于多物理场耦合分析方法,建立耦合器的一维失超过程模型,并解决材料物性和内热源中非线性因素对数值求解精度和稳定性的影响问题.结果表明,耦合器铌管靠近常温端的漏热是影响失超的关键因素,延长铌管与液氦接触部分的长度或采用更高RRR值的铌材,均可以有效降低铌管温度.为了保证施加电磁场后耦合器整体不发生失超,应控制铌管靠近常温端的漏热不高于5.18 W.当此部分漏热量随着时间的推移而失超时,失超传播速度和失超区域的占比受漏热增长率和漏热量的共同影响.发生失超后,控制漏热量的变化可以使耦合器重新恢复超导,延迟时间约为0.2 s.

    加速器超导耦合器耦合分析失超

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    适配PAICORE2.0的硬件编码转帧加速单元设计

    丁亚伟曹健李琦彬冯硕...
    786-798页
    查看更多>>摘要：为了解决北京大学脉冲神经网络芯片PAICORE2.0类脑终端系统中软件编码和转帧过程速度较慢的问题,提出一种硬件加速方法.通过增加硬件加速单元,将Xilinx ZYNQ的处理系统PS端串行执行的软件编码转帧过程转移到可编程逻辑PL端的数据通路中流水化并行执行.硬件加速单元主要包含高度并行的卷积单元、参数化的脉冲神经元和位宽平衡数据缓冲区等.实验结果表明,该方法在几乎不增加数据通路传输延迟的前提下,可以消除软件编码和转帧过程的时间开销.在CIFAR-10图像分类的例子中,与软件编码和转帧方法相比,硬件编码转帧模块仅增加9.3％的LUT、3.7％的BRAM、2.6％的FF、0.9％的LUTRAM、14.9％的DSP以及14.6％的功耗,却能够实现约8.72倍的推理速度提升.

    脉冲神经网络芯片PAICORE2.0ZYNQ脉冲编码硬件加速卷积加速单元

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    出芽短梗霉LHS-m022黑色素葡聚糖的发酵影响因素和生物活性

    栾兴社栾欣阳张长铠
    799-806页
    查看更多>>摘要：为探索出芽短梗霉LHS-m022黑色素多糖的发酵影响因素和生物活性,采用菌种发酵、分离提取及生物检测方法,对发酵液性质、产物收率、生物转化率及生物活性进行测定分析.结果表明,LHS-m022黑色素多糖发酵的最佳碳、氮源分别是蔗糖和胰酪蛋白胨,蔗糖最佳浓度为60 g/L;发酵培养基中诱导剂L-多巴的最适添加量为2.0 g/L,发酵液黑变活性和生物转化率分别是2.481和71.93％;细胞通透剂鼠李糖脂的最适添加量是0.021μL/L,发酵液黑变活性和生物转化率分别高达2.794和73.9％.全波长扫描、FTIR与HPLC分析表明,WAI为黑色素,PsB为黑色素葡聚糖结构.研究结果揭示,粗黑色素葡聚糖样品经121℃以上高温处理,仍然得到95.37％的絮凝率.采用1.50和2.00 g/L的样品浓度进行检测,分别得到99.55％的羟自由基清除活性和99.00％的抗氧化活性.

    出芽短梗霉LHS-m022黑色素葡聚糖黑变活性生物转化率抗氧化活性羟自由基清除活性

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    2019年2月北京地区3次回流降雪过程的水汽输送特征分析

    李双旭任阳泽章露露薛惠文...
    807-814页
    查看更多>>摘要：为提高北京地区回流降雪预报的准确率,利用ERA5/GDAS全球格点再分析资料和HYSPLIT轨迹追踪模式,对2019年2月发生在北京地区的3次回流降雪过程进行天气学分析和水汽输送特征分析.结果表明,在3次回流降雪个例中,偏东气流中的水汽含量有限,当出现偏南水汽通道的配合时,可产生明显的降雪.在典型回流形势(2月14日)下,高后回流与河套倒槽配合,回流水汽输送通道更为深厚,利于降雪;在非典型回流形势(2月6日和12日)下,回流水汽输送集中于大气的低层(850 hPa以下).2月12日南支气流水汽输送贡献较大,对南支气流水汽输送的忽视是导致2月12日降雪漏报的原因之一.3次回流降雪个例在偏东和偏南路径上水汽输送至北京地区的时间与白天显著降雪的时段基本上对应,可作为预报回流降雪的关键因子.

    回流降雪轨迹追踪水汽输送

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    西风带影响下的跨半球航班最优航线分析

    袁为王宝聂绩
    815-821页
    查看更多>>摘要：提出一种利用大气背景西风设计最优航线的计算方法,并给出判定所适用航线的标准,量化最优航线相较于大圆航线所节省的时间.研究结果表明,对于一些跨东西半球的航线,去程和返程都顺着西风飞行比按照原路返回航线所需时间短.以北京与纽约之间的航线为例,目前采用的去程(北京至纽约)向东顺风,返程(纽约至北京)向西逆风,计算结果表明,如果返程也向东顺风飞行,所需时间比原路向西逆风飞行短.进一步的分析结果表明,这种设计对很多跨东西半球城市之间的航线都适用.研究结果可以帮助民航系统优化航线,减少航空燃油消耗,节约成本和减少碳排放.

    航空气象航线优化西风带大圆航线

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    新疆TASTE台阵拾震器方位角标定及其对SKS波分裂测量的影响

    毛鹏宇叶勃陈永顺盖增喜...
    822-838页
    查看更多>>摘要：在对塔里木岩石圈地震台阵(TASTE)的66个宽频带流动台站数据进行严格约束基础上,利用3种国际上常用的方法——P波主成分分析法、P波切向最小能量法和Rayleigh波相关系数法,实现地震仪的拾震器方位角标定.3种方法得出的结果具有较高的一致性(相关系数介于0.64～0.91之间),通过综合分析确定最终的地震仪拾震器方位角.其中62个台站地震仪的拾震器方向较稳定,且所有台站均没有出现南北反向、拾震器方位角随时间推移而发生系统性变化的情况.通过与磁偏角对比,发现有40个台站地震仪的拾震器方位角位于磁偏角的±3°范围内,说明TASTE台阵受到的外部干扰较小,台站部署质量较高.通过两个SKS波分裂实例,评估拾震器方位角对SKS波分裂测量产生的影响,论证了在地震学中进行拾震器方位角标定的必要性.

    塔里木盆地拾震器方位角P波主成分分析法P波切向最小能量法Rayleigh波相关系数法磁偏角SKS波分裂

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    碳酸盐岩成岩重结晶作用及其储层意义

    陈森然刘诗琦刘新社魏柳斌...
    839-850页
    查看更多>>摘要：为探究碳酸盐岩重结晶作用的微观机理及其储层地质意义,基于碳酸盐岩重结晶作用相关理论和最新研究成果,探讨温度、压力和流体成分等因素对矿物晶体–孔隙流体反应的影响,并构建地质–数学模型来阐明重结晶作用与碳酸盐岩物性参数间的关系.结果表明,碳酸盐岩重结晶作用是一系列微观尺度的溶解–再沉淀以及岩石矿物相趋于稳定的过程,受温度、压力和流体溶质等多种因素的影响.重结晶作用通过改变碳酸盐矿物的粒度及自形程度来调整孔隙迂曲度和孔喉半径比等孔隙结构参数,从而达到改善岩石多孔介质渗流能力的效果.此外,基于不同成岩环境条件构建重结晶–岩石物性协同演变模式,发现流体压力是影响重结晶作用过程中孔隙结构保存及调整的关键因素,表现为封闭的流体超压体系中碳酸盐矿物在重结晶作用下趋于形成自形晶体结构,岩石孔隙保存较好;开放的流体常压体系中碳酸盐岩趋于形成致密镶嵌的岩石结构,孔隙结构和储渗能力均遭到破坏.

    碳酸盐岩重结晶流体压力孔隙演化

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    柴北缘西段晚新生代构造地貌演化:中更新世构造隆升分隔柴达木盆地与苏干湖盆地

    杨屹洲衣可心李佳明郭召杰...
    851-864页
    查看更多>>摘要：通过对野外观察点沉积特征和构造地貌的分析,发现中更新世柴达木盆地和苏干湖盆地的古地理环境发生快速的变化.柴达木盆地和苏干湖盆地早更新世(2.54～0.78 Ma)发育广泛的湖泊,古水流的流向显示此时二者存在水系沟通.中更新世以来(0.78 Ma至今),软沉积变形构造指示的柴北缘构造带持续构造活动事件导致小赛什腾山逐渐隆升,成为完全分隔柴达木盆地与苏干湖盆地的地形屏障,原有的湖泊环境在山前地区转变为冲积扇–洪积扇及辫状河环境,在远端地区转变为孤立的小型咸水湖环境.因此,柴北缘构造带中更新世的构造隆升事件导致柴达木盆地和苏干湖盆地古地理环境和流域体系的剧烈变迁.隆升形成的柴北缘构造带阻断发源自南祁连地区的河流,最终减少柴达木盆地的入湖径流量,促进中更新世以来柴达木盆地内湖泊的萎缩和干涸.

    柴达木盆地苏干湖盆地中更新世构造隆升沉积环境古地理演化

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    南海北部IODP U1500B孔早–中中新世沉积物元素地球化学特征与源区古气候浅析

    耿力黄宝琦路颖晗
    865-873页
    查看更多>>摘要：通过南海北部IODP U1500B钻孔岩芯中1262.6～1288.3 m沉积物的元素地球化学分析,还原中新世早–中期(20～14 Ma)中国西南地区的气候与环境演化历史.沉积物中稀土元素分析结果显示其物源区主要为中国西南的云贵高原,主量元素比值、CIA、PIA、C值、Sr/Cu以及主成分分析结果共同指示早–中中新世沉积物源区化学风化强烈、气候温暖湿润的特征.中国西南地区距今17 Ma以来的气候基本上与全球一致,但17 Ma之前与全球寒冷干燥的状况并不相同.这可能与晚渐新世–早中新世青藏地区的强烈隆起有关:高原隆升导致南亚季风大大加强,使中国西南地区在早中新世(20～17 Ma)更加温暖湿润(尽管这段时间南亚季风在全球变冷的影响下有略为减弱的趋势);17～14 Ma,南亚季风的增强持续影响中国西南地区,此时全球气候也处于中中新世气候适宜期(MCO),两者气候变化趋势一致.

    南海北部IODPU1500B孔古气候南亚季风

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    中国农村居民点重心迁移特征及其指示意义

    张佰林张紫涵周艳
    874-882页
    查看更多>>摘要：运用重心模型和标准差椭圆法,研究2000—2018年中国农村居民点重心迁移轨迹及对农村居民点集约利用和耕地被占用空间格局的影响.结果表明,2000—2018年中国农村居民点重心向西北迁移17545.67 m,其中向西迁移8843.191 m,向北迁移15154.162 m.2000—2005年、2005—2010年、2010—2015年和2015—2018年4个阶段,中国农村居民点重心迁移沿着"西南–东南–西北–西北"的轨迹,迁移速度分别为894.326,854.994,1368.894和8108.936 m/a.2010年之前农村居民点重心主要向南迁移,移动速度较慢,2010年之后转向西北方向迁移,移动速度迅速上升.2000—2018年,中国农村居民点空间分布范围先缩小后扩张,其中2000—2015年分布范围缩小,2015年以后分布范围扩张,农村居民点在主趋势方向(南北)呈现集聚特征,在东西方向呈现离散特征.研究结果表明,中国北方农村居民点的利用较为粗放,尤其是华北、东北和华东地区,人均农村居民点面积及增长率较快,集约利用程度低,农村居民点净占用耕地在全国的占比也最高,成为耕地占用最严重的地区;中南和西南地区农村居民点的利用较为集约.研究结果可为理解农村居民点的演变动态以及指导农村居民点空间布局的调整提供科学依据.

    农村居民点重心迁移耕地保护中国

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