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ISSN 1000-0054
CN 11-2223/N
创刊于 1915 年 (月刊)
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  • 清华大学学报(自然科学版)
      2015年, 第55卷, 第9期 上一期    下一期
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    建筑技术科学
    城市家庭居住碳排放的社会-技术分析方法与应用  收藏
    刘念雄, 莫丹, 王牧洲, 张敬南
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 933-939.  
    摘要 ( 61 )   HTML    PDF (3070KB)
    在全球气候变化背景和中国城市化进程下, 城市家庭是碳减排的一个重要领域。该文引入社会-技术分析方法, 研究城市家庭居住碳排放的影响因素和特征, 研究范围选择与居住热环境调节相关的用能和碳排放, 并将技术与技术的使用者结合起来, 针对使用者的使用行为, 基于样本户家庭热环境参数实测、行为模式问卷和用能计量表数据记录, 分析家庭居住过程中室内热环境、热环境调节行为和用能3者之间的关系, 并分析特定的家庭热环境调节行为对热舒适和用能的影响, 为家庭居住碳减排分析提供一种研究思路。
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    土木工程
    蒸养条件下钢渣粗骨料对混凝土的破坏作用  收藏
    米贵东, 王强, 王卫仑
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 940-944.  
    摘要 ( 48 )   HTML    PDF (3033KB)
    为了揭示钢渣粗骨料因安定性不良问题而对混凝土造成破坏的规律, 将钢渣粗骨料和含钢渣粗骨料的混凝土进行了压蒸试验, 研究了钢渣粗骨料含量对不同强度的混凝土的破坏规律。所用钢渣的游离CaO和MgO质量百分数分别为4.83%和4.76%。研究结果显示: 压蒸条件下, 游离CaO和MgO矿物会加速反应使钢渣粗骨料发生膨胀破坏, 含钢渣粗骨料的混凝土可能会因钢渣产生的内部膨胀应力而产生损伤; 钢渣粗骨料占粗骨料的比例越大, 对混凝土造成的损伤越严重; 混凝土的强度越高, 抵抗钢渣粗骨料造成内部膨胀应力的能力越强, 但钢渣粗骨料的含量仍需严格控制, 就该文采用的钢渣而言, 钢渣粗骨料质量百分数不能超过40%。
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    水利水电工程
    水库移民营生资本与可持续发展模型  收藏
    陈文超, 强茂山, 夏冰清, 郑腾飞
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 945-949.  
    摘要 ( 54 )   HTML    PDF (1109KB)
    传统“以损定补”思路的局限性是造成水库移民生产生活恢复困难的主要原因之一。该文基于可持续生存框架(sustainable livelihoods framework)思想与中国国情实际, 构建水库移民营生资本与可持续发展机理模型, 表明了中国水库移民营生资本、边界条件、生存策略与可持续发展产出之间的基本逻辑和作用路径, 并通过对中国西南地区7个安置点571位移民的入户调查及结构方程建模(structural equation modeling), 验证了模型的自洽性和有效性。结果表明: 移民生存所依赖的各项资本在水库移民搬迁的初始边界条件作用下发生变化, 随着时间推移形成相应的生存策略和可持续发展产出, 并反过来对主观边界条件和营生资本形成反馈调节, 该过程将持续往复直至系统平衡。
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    基于实时定位系统的监理人员管理和评价  收藏
    江汉臣, 林鹏, 强茂山
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 950-956,963.  
    摘要 ( 46 )   HTML    PDF (2804KB)
    该文提出一种基于智能手机和实时定位系统的施工现场监理人员管理和评价的方法。通过安装全球定位系统(GPS)数据上传应用的智能手机采集现场监理人员位置信息, 实时上传到服务器进行数据整合处理, 将人员的位置和行为轨迹显示在Web页面上, 实现实时监控。对收集到的GPS数据进行深度分析, 识别出监理人员特定的工作情境, 构建3个衡量工作量的指标: 现场工作时间、有效工作时间、有效工作范围, 从而评定监理工作绩效。通过模拟试验对方法的可行性进行了验证。试验结果表明: 本文提出的方法可以准确确定监理人员的实时位置, 有效识别其工作情境, 提取的各项指标符合实际情况。该方法在重大水利工程建设管理中有较大的潜在应用空间。
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    防淡水壳菜附着涂料的快速评价指标体系  收藏
    姚国友, 徐梦珍, 安雪晖, 王兆印
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 957-963.  
    摘要 ( 58 )   HTML    PDF (2163KB)
    涂料防止淡水壳菜附着是一种相对可行、高效的防治方法, 提出能够快速评价防附涂料效果好坏的指标是筛选防附涂料的关键依据。该文利用人工附着试验研究了市场上17种商用混凝土防护涂料(聚脲、硅烷、环氧树脂等)防止淡水壳菜附着的效果, 分析不同材料上的附着足丝数、附着力强度、表面接触角等, 提出防护涂料防淡水壳菜附着性能的快速评价指标。结果表明: 淡水壳菜的平均附着足丝数和平均附着力与材料表面的接触角呈负相关关系, 与表面自由能色散力分量(Fowkes法)呈正相关关系, 与固液界面能(ZDY法)呈负相关关系, 与固体表面自由能(ZDY法)呈正相关关系。因此, 涂层表面的接触角、表面自由能色散力分量、固液界面能和固体表面自由能等指标大小可以作为防附涂料效果好坏的快速评价指标, 将为南水北调等跨流域大型调水工程防附涂料的选择提供科学指导。
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    青藏高原河网统计规律及高原抬升的影响  收藏
    刘乐, 王兆印, 余国安, 栗腾
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 964-970.  
    摘要 ( 43 )   HTML    PDF (3670KB)
    晚新生代以来青藏高原的持续抬升对高原的地形地貌甚至河流网络产生了极大的影响, 使得高原河流网络显现不同于其它地区的特色。为揭示青藏高原河网的发育规律和研究高原抬升对河流网络及地形地貌的影响, 该文基于数字高程模型分析技术, 从航天飞机雷达地形测绘使命(SRTM)数据中系统提取了青藏高原雅鲁藏布、金沙江、雅砻江、澜沧江、怒江和黄河上游这6条大河的河流网络, 分析其典型河网参数, 如河网分支比、长度比、面积比及坡降比等。通过与Horton定律描述的一般性河流网络进行对比分析, 结果表明: 河网在高原内部的1到6级河流很好地符合一般性河网的规律, 而处在高原边缘的最高级河流较大地偏离Horton定律, 高原边缘的差异抬升和断裂构造是影响河网发育的主要因素。
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    建设管理
    基于标尺竞争的地方政府土地出让行为互动  收藏
    龙奋杰, 王萧濛, 邹迪
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 971-976,983.  
    摘要 ( 33 )   HTML    PDF (1503KB)
    在中国特殊的土地出让和官员政绩评价背景下, 政府间标尺竞争使得同级政府在土地供给上产生相互影响, 即所谓的土地出让行为互动。该文利用理论分析和实证检验, 通过引入要素流动条件, 理论推导出向上和向下的标尺竞争会导致产业用地出让比例受到相关政府决策的影响, 再利用空间计量模型对177个地级及以上城市的经营性土地出让数据进行实证检验。结果表明: 向上的标尺竞争会导致地方政府在出让居住和工业用地时关注与其经济排名接近的政府决策, 回归结果均在0.1%水平上显著; 向下的标尺竞争, 因其作用渠道为招商引资, 故工业用地出让比重仍呈现明显的空间相关性, 而居住用地的政府间行为互动不再显著。
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    中国房地产上市公司多元化与企业绩效关系  收藏
    张红, 高帅, 李维娜
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 977-983.  
    摘要 ( 38 )   HTML    PDF (989KB)
    多元化与企业绩效关系是目前学术界争议较大的热点问题之一。该文基于新型资本市场现状,以房地产上市公司为样本, 采用2007-2013年时间序列数据从微观视角分析区域类型多元化、 产品类型多元化、 业务类型多元化对企业绩效的影响; 采用因子分析法计算反映公司多元化程度与企业绩效的集成指标, 从综合视角审视二者之间的关系。实证结果表明: 房地产上市公司各种类型多元化与企业绩效显著性关系不强。具体而言, 区域类型多元化对企业绩效折价效应最小, 产品类型多元化对企业绩效折价效应其次,业务类型多元化对企业绩效折价效应最为显著; 此外, 公司综合多元化程度越高对企业绩效的折价效应越显著。
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    基于小波分析的北京市住宅市场景气循环周期  收藏
    樊颖, 张红, 杨赞
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 984-990.  
    摘要 ( 33 )   HTML    PDF (1732KB)
    该文以北京市房地产市场为背景, 利用1999-2014年的宏观数据, 针对北京市住宅市场的景气循环周期进行识别和分析。在梳理现有研究的指标选取和模型拟合的基础上, 使用客观赋权的主成分分析对景气循环等指标进行提取, 将核心指标进行数据扩展合成为周期分析的指标; 通过多层次离散小波分解去除趋势和噪声, 利用重构的周期性信号表征平均周期与波动趋势, 进行长周期与短周期的定量分析。实证结果显示: 北京市房地产市场波动的短周期平均约3.75 a, 中长周期周期约为9 a。 预测结果表明: 总体上2014年房地产市场逐步进入萧条期, 需要引起投资者、金融机构和政府重视。
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    核能与新能源工程
    高温气冷堆球床等效导热系数实验装置模拟计算  收藏
    任成, 杨星团, 李聪新, 孙艳飞, 刘志勇
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 991-997.  
    摘要 ( 60 )   HTML    PDF (5027KB)
    球床等效导热系数是反映高温气冷堆球床型堆芯宏观热量导出能力的特征参数。为提高中国高温气冷堆设计计算及安全分析能力, 清华大学核研院研制了高温气冷堆堆芯全尺寸球床等效导热系数测量实验装置, 可进行静态石墨球床在真空及氦气条件下的等效导热系数测量实验。通过对该实验装置的结构进行适当简化, 建立了模拟其高温、真空条件下辐射、导热传热特性的二维模型。利用该模型计算了实验装置内的稳态、动态传热特性, 可以对球床区径向温度分布、上下保温层材质不同带来的影响、中心发热体超温情况、升降温过程等作出先期理论评估, 给出进一步实验的指导性建议。
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    GH3128高温拉伸强度设计方法的优化  收藏
    赵熹, 原鲲, 周羽
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 998-1002.  
    摘要 ( 28 )   HTML    PDF (1825KB)
    国产镍基高温合金GH3128在高温下具有良好的强度, 有望成为超高温气冷堆(very high temperature reactor, VHTR)核心部件中间换热器(intermediate heat exchanger, IHX)的主要结构材料。该文针对美国机械工程师协会(American Society of Mechanical Engineers, ASME)标准应用于GH3128时无法在全温度段得到一致可靠设计余量的不足, 采用正态分布直接计算的方法, 通过整体多项式、分段多项式以及分段指数这3种拟合方式, 对拉伸性能设计许用值进行了计算。分析结果表明: 针对现有的GH3128拉伸性能数据, 应分别采用分段多项式拟合及分段指数拟合来求抗拉强度和屈服强度的设计许用值, 并且这种方法给出的设计许用值曲线可以在全温度区间给出一致可靠的设计余量, 可作为超高温气冷堆中间换热器结构设计的参考依据。
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    基于三维管道模型的快速边界元法在阴极保护分析中的应用  收藏
    刘立祺, 王海涛
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 1003-1009.  
    摘要 ( 38 )   HTML    PDF (1938KB)
    该文采用边界元法(BEM)对包含大规模管道结构的阴极保护系统进行分析。为降低管道上的单元数量和单元积分计算量, 提出一种三维管道边界元模型, 将管道离散为线单元且保留管道圆柱面积分。为了能够在普通微机上模拟大规模阴极保护系统, 使用快速多极算法(FMM)加速边界元方程的求解。针对阴极极化边界条件引入的非线性问题, 采用迭代算法求解。数值算例表明: 采用该文线单元离散管道, 相比常规三角形单元, 可将单元数量降低一个数量级; 快速多极算法可以求解自由度为50 000量级的大规模阴极保护问题。
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    HTR-10GT充装量调节特性及其机理  收藏
    李骁, 杨小勇, 张佑杰
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 1010-1016,1022.  
    摘要 ( 45 )   HTML    PDF (2256KB)
    针对HTR-10GT低回热度设计带来的充装量调节规律的特殊性进行了准稳态特性与机理研究。该文通过基于假设的简化推导得到支配调节特性的主要规律与机理, 同时对系统整体进行建模与数值仿真, 通过对比分析对结论进行验证与补充。研究结果表明: 调节过程中相对氦气质量流量降低速率慢于相对负载降低速率, 二者近似满足抛物线关系; 调节过程中回热度的升高有助于提高循环效率, 然而温比的降低、部件偏离设计工况以及Reynolds数效应将导致循环效率的损失; 另外Reynolds数效应还会对系统稳定性产生部分负面影响。研究结果可为高温气冷堆(HTR)的循环设计与运行提供参考。
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    环境科学与工程
    基于效用理论的气候谈判博弈策略模型  收藏
    王灿, 金朱钢, 蔡闻佳
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 1017-1022.  
    摘要 ( 40 )   HTML    PDF (1125KB)
    基于效用理论, 从博弈视角模拟气候谈判框架下各国谈判策略。首先识别气候变化投资对各国效用的正向、 负向和外溢效应; 其次在增温幅度、温度对GDP(国内生产总值)增速影响等不确定性下求得各国静态博弈对策; 最后通过动态化博弈行为, 对气候谈判中先动劣势的存在性提出检验方法。典型案例模拟结果表明: 气候谈判策略的确存在先动劣势, 各国倾向于等待并迫使别国先做出减排承诺, 该博弈分析印证了气候谈判现状。
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    中国生物液体燃料技术经济分析及预测  收藏
    赵丽丽, 常世彦, 许洁, 张希良
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 1023-1035.  
    摘要 ( 61 )   HTML    PDF (2162KB)
    该文建立了生物液体燃料出厂价格(PGP)计算模型, 在求得初始投资、原料成本、运营成本、贷款及利息、税费的基础上, 采用净现值(NPV)法, 求解产品最低出厂价格, 并给出各类成本在液体燃料不同阶段出厂价格中所占的比例。该文选取了17种具有代表性的技术路线进行分析和预测, 旨在为科研和产业发展提供指导, 为国家制定产业发展政策及产业布局提供决策支持。研究结果表明: 1.5代生物液体燃料出厂价格对原料成本高度敏感, 占54%~90%, 以非粮淀粉和糖类为原料的燃料乙醇和以小桐子为原料的生物柴油或航空煤油可在2020-2025年之间实现与化石燃料相比具有竞争力; 对于2代生物液体燃料, 原料成本及运营成本对出厂价格的贡献基本相当, 分别占13%~40%和21%~48%, 可在2020-2030年间实现成本的大幅下降, 2025年前后与化石燃料相比具备竞争力; 对于3代生物液体燃料, 其出厂价格对原料成本最为敏感, 占64%~96%, 2040-2045年之间才能够与化石燃料相竞争。税费优惠政策对生物液体燃料的发展至关重要, 可使大部分燃料提前10~15 a与化石燃料相比具有竞争力; 同时, 对化石燃料征收碳税将有助于生物燃料更早实现其竞争优势, 但近中期所能发挥的作用有限。本研究建议政府合理布局生物液体燃料产业发展, 在原料育种和原料收储运体系建设、生物燃料技术研发与示范方面给予支持; 在一定时期内对生物液体燃料免征消费税和所得税, 实行增值税即征即退; 对化石燃料征收碳税。
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    生物与生物医学
    基于声卡的CAPs阈值和调谐曲线的快速方法  收藏
    宫琴, 张硕越
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (9): 1036-1044.  
    摘要 ( 57 )   HTML    PDF (1751KB)
    听神经复合动作电位(CAPs)的阈值曲线和调谐曲线分别反映了听神经系统对刺激声的强度灵敏度和频率灵敏度。为快速、准确、客观地提取听神经系统的信息, 该文基于多媒体外置声卡CAPs检测系统平台, 使用 C#语言设计了CAPs阈值曲线和调谐曲线的快速检测算法。并通过豚鼠实验, 系统探讨了扫描方向、刺激声频率对快速CAPs调谐曲线的影响, 并与传统测试方法得到结果进行比较, 证明了快速测试方法的可靠性。该文还探讨了不同抑制准则、抑制声强度步长对于快速CAPs调谐曲线精确性的影响并验证了该系统的精确性。该系统为听神经复合动作电位的检测和后续研究提供了快速、客观、综合的分析研究平台。
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