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期刊信息/Journal information
上海大学学报（自然科学版）
上海大学学报（自然科学版）

孙晋良

双月刊

1007-2861

xuebao@mail.shu.edu.cn

021-66135508

200444

上海市宝山区上大路99号126信箱

上海大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Shanghai University(Natural Science Edition)CSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《上海大学学报（自然科学版）》（以下简称本刊），是由上海市教育委员会主管、上海大学主办的综合性自然科学学术期刊。本刊1995年创办，由原《上海科技大学学报》（1978~1994年）和原《上海工业大学学报》（1979~1994年）合并而成。本刊为双月刊，标准刊号：ISSN 1007-2861，CN 31-1718/N。主编：鲍家善（1995~2003年）、周邦新（2004~），执行编辑：刘志强。由《上海大学学报（自然科学版）》编辑委员会编辑，上海大学出版社出版，上大印刷有限公司印刷，上海大学期刊社发行。本刊以马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”作为办刊的指导思想，以推动科学技术研究、培育科学技术人才、促进国内外学术交流和为社会主义现代化建设服务为办刊宗旨。本刊坚持党的基本路线，执行国家科技政策和出版法规，提倡学术争鸣。本刊主要刊登本校师生（包括海内外校友）在基础科学和应用科学领域的最新研究成果，适量刊登校外作者的优秀科技论文（国家自然科学基金课题和863高科技计划等项目产出的科技论文）。内容主要包括：通信与信息工程、机电与自动化、冶金与材料、建筑科学、生命科学、数理化科学和管理科学等方面。读者对象为高校师生、研究人员和工程技术人员。1995年至今一直被中国科学技术信息研究所收录为国家科技部“中国科技论文统计源期刊”（中国科技核心期刊）。2000年被国家新闻出版总署收入“中国期刊方阵”。2004年被 “2001年国家社会科学基金项目”课题组评选为核心期刊，编入《中文核心期刊要目总览》2004年版。学报还被以下10余种检索性文摘和数据库收录：美国《数学评论》(MR)、《化学文摘》(CA)、《剑桥科学文摘》（CSA）,德国《数学文摘》（ZM）,俄罗斯《文摘杂志》(AJ)和我国的《中国数学文摘》、《中国物理文摘》、《中国生物学文摘》、《中国无机分析化学文摘》、《电子科技文摘》、《中国期刊全文数据库》(CJED)、《中国学术期刊综合评价数据库》、《中国核心期刊（遴选）数据库》、《中国科学引文数据库》(CSCD)、《中文电子期刊服务》(CEPS)等。本刊1996年获得第二届上海市优秀科技期刊二等奖；1999年获得上海市高等学校优秀自然科学学报二等奖；1999年获得全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀科技期刊三等奖；2000年获得《CAJ-CD规范》执行优秀奖；2004年获得全国高校优秀科技期刊二等奖。本刊国内外公开发行，全年一次性征订。欲订购者，可通过天津联合征订部、中国版本图书店（北京）、人天书店（北京）征订，也可直接向上海大学期刊社直接征订。编辑部地址：上海市宝山区上大路99号126信箱；邮编：200444；电话：021-66135508；E-mail: xuebao@mail.shu.edu.cn或sujournal@sina.com
正式出版
收录年代

    基于EMD-LSTM人工神经网络的云冈石窟环境参数预测

    卢宝明徐金明
    1-16页
    查看更多>>摘要：环境参数会直接影响石窟的风化过程,因此,预测环境参数是进行云冈石窟有效保护的重要内容.以云冈石窟第十窟为例,将壁温、环境湿度、环境温度的实测时序数据作为环境参数,使用经验模态分解(empirical model decomposition,EMD)对实测时序数据进行分解,研究了固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量与实测时序数据的相关性,建立了基于 EMD-长短期记忆(long short-term memory,LSTM)的人工神经网络(artificial neural network,ANN)组合模型.使用平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、均方根误差(root mean square error,RMSE)、平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)、决定系数(R2)作为评价指标,对比分析了使用组合模型与使用单一 LSTM的ANN模型进行环境参数预测的效果.结果表明:IMF分量的变化速率越大,与实测时序数据的相关性就越强;对于组合模型中的LSTM网络模型,当隐藏层层数和初始学习率分别取2和0.001时,组合模型预测效果最优;与单一LSTM的ANN模型相比,使用基于EMD-LSTM的ANN组合模型,环境参数的MAE、RMSE、MAPE值减小、R2值增大,模型预测精度提高;环境参数预测效果主要受环境参数变化幅度的影响,变化幅度越小,组合模型预测效果越好.研究成果对于石窟文物保护具有一定的参考价值.

    壁温环境湿度环境温度经验模态分解长短期记忆人工神经网络

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    冻融作用下云冈石窟砂岩损伤特性与风化评估

    甘志鑫黄继忠张悦罗清洋...
    17-30页
    查看更多>>摘要：在冻融条件下云冈石窟砂岩风化现象严重,为深入了解砂岩在冻融作用下的物理力学特性损伤与风化程度变化,针对云冈石窟砂岩开展了室内冻融循环模拟风化试验.在饱和条件下通过设置不同冻融循环次数得到不同风化程度的砂岩,采用实验室内多种原位宏观无损检测技术对循环前以及每5次循环后的砂岩进行测试,得到砂岩在冻融循环过程中的破坏特征以及各物理力学特性参数.结合微观检测技术从细观角度探讨了砂岩内部结构损伤机制及性能指标变化原因,并根据波速比值变化判断砂岩风化程度.试验结果表明,砂岩风化特征表现为颗粒脱落,结构逐渐破坏并产生裂隙,砂岩风化程度逐渐加深,经60次循环试验后砂岩达到中等风化程度.多种检测方法的测试结果均表现出一定的规律性:砂岩的质量、超声波速、硅、钙元素含量、抗压强度等均随冻融循环次数的增加而降低;砂岩孔隙率随冻融循环次数的增加而增大;砂岩冻融循环次数、超声波速以及抗压强度之间存在一定的关联性,建立了三者数值关系式并可直接应用.

    石质文物孔隙结构力学性能无损检测冻融劣化

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    Y3+掺杂二氧化硅磨料的合成及其在氧化锆陶瓷中的化学机械抛光行为

    代三威雷红付继芳
    31-42页
    查看更多>>摘要：为了提高氧化锆陶瓷的抛光效率,在二氧化硅表面掺杂Y3+得到改性磨料.X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)分析表明,Y元素以Y(OH)3的形式存在于改性磨料中.扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和粒度分析结果表明,复合磨料呈球形,粒度均匀,无聚集体和2次颗粒出现.与纯胶体二氧化硅磨料相比,材料去除率(material removal rate,MRR)提高了 33％左右.MRR增大的原因是掺杂的Y(OH)3改变了二氧化硅颗粒的Zeta电位,减小了二氧化硅颗粒与氧化锆陶瓷之间的排斥力,增大了二氧化硅颗粒和氧化锆陶瓷基体之间的接触概率,导致摩擦系数增大.

    氧化锆陶瓷化学机械抛光磨料掺杂二氧化硅Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek理论

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    Bi2O3电致变色薄膜的膜厚甄选

    吴浩赵加栋刘春雨俞圣雯...
    43-53页
    查看更多>>摘要：为了得到能够呈现出合理电致变色性能的Bi2O3薄膜,需要筛选其膜厚.通过磁控溅射法制备得到厚度为20～300 nm的Bi2O3薄膜,并利用UH4150紫外可见(ultraviolet-visible,UV-Vis)分光光度计和CHI-660e电化学工作站测试薄膜的电致变色性能.采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和 X 射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)分别检测了薄膜的表面形貌和物相结构.对变色对比度(△Tλ=550nm)、电致变色效率(η)以及性能保留度(R△T、Rη)的表现进行综合甄别,发现膜厚介于60～120 nm之间的Bi2O3薄膜的△T和η分别达到25％和10 cm2/C,并且具有较高的电致变色性能保留度(R△T=20％、Rη=44.6％).这可能与该厚度区间薄膜的主要物相为具有较高离子导电性的δ相有关.

    膜厚氧化铋电致变色薄膜

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    金属有机框架衍生的Co3O4/SnO2复合材料制备及其光催化性能

    吴函鸿刘善鑫王大卫黄茹婷...
    54-67页
    查看更多>>摘要：金属有机框架(metal-organic framework,MOF)材料ZIF-67衍生Co3O4十二面体纳米块在室温下与SnO2复合,制备出立方体Co3O4/SnO2复合光催化剂.煅烧后形成的Co3O4/SnO2材料禁带宽度明显降低,荧光淬灭明显,说明Co3O4的加入拓展了 SnO2的光响应范围至可见光甚至红外光区域,同时促进了光催化反应过程中光生载流子的分离.以罗丹明B(Rhodamine B,RhB)为目标反应物,在可见光下考察了 MOF衍生的Co3O4/SnO2的光催化降解活性,发现Co3O4/SnO2在60 min内可以降解89.6％的RhB,分别是纯SnO2和纯ZIF-67的4.5倍和3倍.同时,Co3O4/SnO2表现出了良好的光反应能力和稳定性.基于以上实验结果并结合自由基淬灭实验,提出了 MOF衍生的Co3O4/SnO2复合材料光催化降解有机染料RhB的机理.

    Co3O4/SnO2金属有机框架光催化机理

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    4-氟苯乙酮双取代紫精的合成及光致变色特性

    张皓添柏跃玲韩香草安保礼...
    68-76页
    查看更多>>摘要：紫精材料在外界刺激(如光、热、电)下会表现出灵敏的变色行为,在光学开关和分子传感识别中具有良好的潜在应用前景.通过一步反应合成了 4-氟苯乙酮双取代紫精衍生物(VioF2·2Cl).氟苯乙酮取代基的引入扩大了其共轭体系,起到稳定自由基的作用,使着色更稳定持久.VioF2·2Cl在紫外(ultraviolet,UV)灯的照射下可以快速地从白色转变为浅黄色直至黄绿色,显示出了灵敏的光致变色行为.变色后晶体中的VioF22+分子间具有更短的π…π*作用距离,能够促进光致电子转移(photoinduced electron transfer,PET)过程的发生,并且起到稳定紫精阳离子自由基的作用,使其能够在氧气环境下持续变色3 d而不被氧化褪色.这种新型的紫精衍生物表现出了更为灵敏的光致变色性能及自由基着色稳定性,在光致变色材料领域具有良好的潜在应用可能.

    紫精衍生物光致变色紫精自由基

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    复合固相碳源材料强化生物绳脱氮效果

    李子如王菲菲潘加郑胡玉琳...
    77-85页
    查看更多>>摘要：总氮超标的微污染水体中有机碳源较少,投加外部碳源可促进反硝化脱氮,固体碳源因能克服传统碳源缺点而备受关注.以农业废弃物玉米芯和高分子材料作为碳源,以聚乙烯醇和海藻酸钠作为骨架载体,利用交联法制备2种复合固相碳源PSPC-Ⅰ和PSPC-Ⅱ,并研究释碳特性及强化生物绳脱氮效果.结果表明,28 d内两种固相碳源持续释碳且未达到释碳平衡,最高释碳量分别达6.3和8.7 mg/g(以溶解性有机碳计);三维荧光结果显示释放碳源以微生物易降解的可溶性微生物代谢产物和芳香蛋白类物质为主;与不投加碳源的生物绳(生物量≤200 ng/g,以三磷酸腺苷计)相比,2种固相碳源均显著增加了生物绳挂膜生物量(PSPC-Ⅰ和PSPC-Ⅱ的生物量分别为400～600和300～500 ng/g,以三磷酸腺苷计);2种固相碳源均显著增强了反硝化作用,对照组未脱氮,2种固相碳源脱氮率达80.4％和75.0％.

    固相碳源玉米芯生物脱氮反硝化生物介质

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    Cd污染河道底泥修复植物优选

    沈佳怡臧学轲章长松高冰洁...
    86-93页
    查看更多>>摘要：选用12种植物对上海市某Cd污染黑臭河道底泥进行了修复试验研究,考察了修复植物对Cd污染底泥的耐受性、富集转运特性和修复效果,以期为实际开展植物修复Cd污染河道底泥研究提供科学依据.结果表明:除移植的灯芯草(Juncus effusus L.)生长情况较差外,其余11种植物对试验底泥均有良好的耐受性;龙葵(Solanum nigrum L.)、灯芯草、金盏菊(Calendula officinalis L.)、八宝景天(Hylotelephium erythrostictum(Miq.)H.Ohba)以及大吴风草(Farfugrium japonicum(L.f.)Kit am.)地上部分的Cd质量比均高于4.50 mg/kg;苘麻(Abutilon theophrasti Medicus)、灯芯草、金盏菊、八宝景天、大吴风草以及美洲商陆(Phytolacca americana L.)对 Cd 的富集系数(bioaccumulation factor,BCF)与转运系数(translocation factor,TF)均大于1;龙葵、金盏菊、美洲商陆以及三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)对Cd的提取量均高于0.30 kg/hm2,具有较好的修复效果,其中龙葵对试验底泥中Cd的提取量为2.84 kg/hm2,提取效率可达88.75％,展现出了较大的修复潜力.优选试验结果证明,龙葵可作为该地区Cd污染河道底泥的最佳修复植物.

    河道底泥Cd植物修复优选试验龙葵

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    基于改进YOLOv5s的轻量化交通灯检测算法

    蔡管鸿李国平王国中滕国伟...
    94-105页
    查看更多>>摘要：针对目前交通灯检测算法网络模型参数量过大、实时性差的问题,提出了一种基于改进YOLOv5s的轻量化交通灯检测算法.首先,用轻量化网络MobileNetv3替换原主干网络并引入注意力机制,在对检测精度影响不大的前提下降低模型参数量;然后,使用深度可分离卷积替换颈部网络中的传统标准卷积,进一步降低模型参数量;接着,针对交通灯尺度小的特点,删除检测大目标的检测层;最后,改进边框回归损失函数,提升边框检测精度.同时,为了能实时部署在嵌入式平台,该算法对网络进行通道剪枝实现模型压缩和加速.实验结果表明,该算法在嵌入式平台NVIDIA Jetson Xavier NX上能达到48.1帧/s的检测速度,相比原始YOLOv5s牺牲了 1.5％的mAP,但是该模型体积压缩了 54.3％,检测速度提高为原来的2.6倍,可以满足在交通道路中实时对交通灯检测的需要.

    交通灯检测轻量化模型YOLOv5sMobileNetv3通道剪枝

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    φ-映射拓扑流理论在Weyl半金属拓扑分类中的应用

    黄晓红姜颖
    106-117页
    查看更多>>摘要：用φ-映射拓扑流理论对厄米及非厄米Weyl半金属进行拓扑分类.对一个给定的哈密顿,在动量空间建立一个由自旋组成的(ø)场,再由这个(ø)场给出拓扑荷密度分布.发现只有在(ø)场模的零点,拓扑荷密度的值才不为零,而这些(ø)场模的零点其实就是Weyl点或Weyl奇异点所在位置.通过对拓扑荷密度的积分,得到了可用于对系统进行拓扑分类的整数拓扑数.

    φ-映射拓扑流理论拓扑分类Weyl半金属非厄米系统

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