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2022年 第43卷 第3期    出版日期：2022-05-25

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数学

一类分数阶微分方程边值问题解的存在唯一性

黎逸云, 谢景力

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  1-6. 

摘要 ( 599 )   PDF ( 274 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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黎逸云, 谢景力. 一类分数阶微分方程边值问题解的存在唯一性[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 1-6.

LI Yiyun, XIE Jingli. Existence and Uniqueness of Solutions for a Class of Fractional Differential Equations with Boundary Value Problems[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 1-6.

运用Banach压缩映射原理和Krasnoselskii's不动点定理，得到了具有Caputo和Hilfer-Hadamard型分数阶导数的非线性分数阶微分方程非局部边值问题解的存在唯一性.

非线性耦合长短波方程的格子Boltzmann模型求解

宋通政, 戴厚平, 冯舒婷, 魏雪丹

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  7-14. 

摘要 ( 484 )   PDF ( 154 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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宋通政, 戴厚平, 冯舒婷, 魏雪丹. 非线性耦合长短波方程的格子Boltzmann模型求解[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 7-14.

SONG Tongzheng, DAI Houping, FENG Shuting, WEI Xuedan. Lattice Boltzmann Model for Solving Nonlinear Coupled Long and Short Wave Equations[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 7-14.

通过Taylor展开和Chapman-Enskog多尺度展开技术推导出平衡态分布函数和修正函数，并将两函数引入具有双分布函数的D1Q3格子Boltzmann模型，并利用该模型求解了一类非线性耦合的长短波方程的初边值问题. 对于平面波解和孤立波解，数值模拟结果验证了该模型求解非线性耦合的长短波方程的初边值问题的有效性.

比例时滞神经网络的全局多项式镇定性

王宇, 张诗茹, 张渝佶, 周立群

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  15-25. 

摘要 ( 525 )   PDF ( 186 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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王宇, 张诗茹, 张渝佶, 周立群. 比例时滞神经网络的全局多项式镇定性[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 15-25.

WANG Yu, ZHANG Shiru, ZHANG Yuji, ZHOU Liqun. Global Polynomial Stabilization of Proportional Delayed Neural Networks[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 15-25.

针对一类比例时滞神经网络，采用状态反馈控制器，在激活函数有界且满足Lipschitz条件下，通过构造适当的Lyapunov泛函，并利用平均值不等式及其分析技巧，研究了该神经网络的全局多项式镇定性和全局渐近镇定性，得到了几个时滞依赖的全局多项式镇定和全局渐近镇定的判定条件.

凸无限规划的松弛Lagrange全对偶及最优性条件

郑晴慧, 胡星星, 王仙云

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  26-31. 

摘要 ( 388 )   PDF ( 118 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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郑晴慧, 胡星星, 王仙云. 凸无限规划的松弛Lagrange全对偶及最优性条件[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 26-31.

ZHENG Qinghui, HU Xingxing, WANG Xianyun. Relaxed Total Lagrange Duality and Optimality Conditions for the Convex Infinite Programming[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 26-31.

利用函数的次微分性质，引进新的约束规范条件，等价刻画了凸无限优化问题与其松弛型对偶问题之间的Lagrange全对偶及最优性条件.

DC复合优化问题的近似最优性条件

胡星星, 郑晴慧, 田利萍

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  32-37. 

摘要 ( 489 )   PDF ( 225 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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胡星星, 郑晴慧, 田利萍. DC复合优化问题的近似最优性条件[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 32-37.

HU Xingxing, ZHENG Qinghui, TIAN Liping. Approximate Optimality Conditions for DC Composite Optimization Problems[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 32-37.

利用函数ε-次微分的性质，引入新的约束规范条件，建立了DC复合优化问题近似最优解的特征刻画.

电工技术

基于经典余弦窗三谱线插值FFT的谐波参数估计

李明皓, 汪旭明, 张志威, 谭宇豪, 雷可君

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  38-43. 

摘要 ( 589 )   PDF ( 235 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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李明皓, 汪旭明, 张志威, 谭宇豪, 雷可君. 基于经典余弦窗三谱线插值FFT的谐波参数估计[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 38-43.

LI Minghao, WANG Xuming, ZHANG Zhiwei, TAN Yuhao, LEI Kejun. Harmonic Parameter Estimation Based on Classical Cosine Window Three Spectral Line Interpolation FFT[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 38-43.

针对快速傅里叶变换（FFT）处理信号时出现的频谱泄漏和栅栏效应问题，利用真实频点附近幅值最大的谱线及其两侧的谱线，给出了基于经典余弦窗三谱线插值FFT的谐波分析方法，并结合最小二乘及多项式拟合方法，推导出谐波参数的修正公式.仿真实验结果表明，相较于传统FFT方法，基于经典余弦窗三谱线插值FFT法能够更好地抑制频谱泄漏和栅栏效应的影响，谐波参数检测精度也进一步提升.

改进Rife-Vincent(Ι)窗的FFT介质损耗角测量

张志威, 彭昊, 谭宇豪, 李明皓, 汪旭明

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  44-47. 

摘要 ( 559 )   PDF ( 199 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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张志威, 彭昊, 谭宇豪, 李明皓, 汪旭明. 改进Rife-Vincent(Ι)窗的FFT介质损耗角测量[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 44-47.

ZHANG Zhiwei, PENG hao, TAN Yuhao, LI Minghao, WANG Xuming. FFT Dielectric Loss Angle Measurement of Improved Rife-Vincent(Ι) Window[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 44-47.

非同步采样信号后，利用快速傅里叶变换（FFT）对信号处理时会出现频谱泄漏，导致FFT介质损耗角测量精度不高.为了提高介质损耗角测量精度，通过Rife-Vincent(Ι)窗的自乘运算构造出一种新的余弦窗，并设计了基于改进Rife-Vincent(Ι)窗的FFT介质损耗角测量方法.新窗函数比传统窗函数具有更好的旁瓣特性，可以提升频谱泄漏的抑制效果.仿真实验结果表明，加Rife-Vincent(Ι)自乘窗方法比加Hanning窗、加Blackman窗方法的介质损耗角测量精度更高.

物理与计算机

傅里叶变换下Kramers-Kronig关系的理论推导

苏红梅

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  48-51. 

摘要 ( 850 )   PDF ( 890 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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苏红梅. 傅里叶变换下Kramers-Kronig关系的理论推导[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 48-51.

SU Hongmei. Theoretical Derivation of the Kramers-Kronig Relationship Based on the Fourier Transform[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 48-51.

从物理实验事实的因果律出发，脱离具体的微观物理模型，基于傅里叶变换、色散理论和留数定理，详细地论述了Kramers-Kronig关系的物理机制和理论推导.

基于STM32纯电动客车控制器的设计

王国义, 袁涛, 余兴国, 李昊

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  52-56. 

摘要 ( 531 )   PDF ( 383 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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王国义, 袁涛, 余兴国, 李昊. 基于STM32纯电动客车控制器的设计[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 52-56.

WANG Guoyi, YUAN Tao, YU Xingguo, LI Hao. Design of Controller for Pure Electric Bus Based on STM32[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 52-56.

通过研究纯电动客车的控制功能和运行状态，设计出一款基于STM32的纯电动客车控制器，并分析了控制器各模块的功能，设计了电源电路、电压检测电路.控制器通过输出不同占空比的脉宽调制调节直流电机的速度，传感器采集的信息通过控制器局域网（CAN）总线实时传递到微处理器中，微处理器分析采集的信息，并通过CAN总线发送命令，从而安全、准确、实时地控制客车的运行.

岩土工程

前峰型降雨入渗过程双层地基基质吸力解析解

徐瑞麟, 秦卫星, 何勇, 胡惠仁, 阳乐, 王聪, 熊轩宇

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  57-65. 

摘要 ( 604 )   PDF ( 217 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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徐瑞麟, 秦卫星, 何勇, 胡惠仁, 阳乐, 王聪, 熊轩宇. 前峰型降雨入渗过程双层地基基质吸力解析解[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 57-65.

XU Ruilin, QIN Weixing, HE Yong, HU Huiren, YANG Le, WANG Cong, XIONG Xuanyu. Analytical Solution of Matric Suction for Advanced-Peak Pattern Rainfall Infiltration into a Two-Layered Foundation[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 57-65.

为揭示前峰型降雨入渗对双层地基基质吸力分布的影响，首先基于Richards 瞬态非饱和渗流方程，引入Gardner土-水特征函数，建立了前峰型降雨入渗作用下双层非饱和地基水分运移模型，利用拉普拉斯变换推导了前峰型降雨过程双层地基基质吸力瞬态解析解；然后通过与有限单元模拟结果对比分析，验证了该解析解是正确的.研究成果为快速预测非均匀型降雨入渗作用下双层地基基质吸力演化特性提供了便捷手段，可为雨季地基承载性能评价和防灾减灾提供技术支持.非饱和土；双层地基；降雨入渗；基质吸力；解析解





填埋场导排层最大渗滤液深度影响参数显著性分析

刘金龙, 秦卫星, 徐瑞麟, 胡惠仁, 刘泽辰, 邓传雄

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  66-71. 

摘要 ( 447 )   PDF ( 152 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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刘金龙, 秦卫星, 徐瑞麟, 胡惠仁, 刘泽辰, 邓传雄. 填埋场导排层最大渗滤液深度影响参数显著性分析[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 66-71.

LIU Jinlong, QIN Weixing, XU Ruilin, HU Huiren, LIU Zechen, DENG Chuanxiong. Significance Analysis of the Influencing Parameters of Maximum Leachate Depth in Landfill Drainage Layer[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 66-71.

为确定填埋场导排层最大渗滤液深度及各影响因素的显著性，首先基于扩展Dupuit假定推导了导排层渗滤液深度解析解，分析了不同渗滤液入渗强度情况下导排层渗滤液深度分布规律；其次将导排层渗滤液入渗强度、渗透系数、水平排水距离、坡度以及排水盲沟处水头5个主要参数采用正交试验分析法水平组合，通过方差分析对比了各参数对最大渗滤液深度的影响程度.研究结果表明：（1）推求的渗滤液深度解析解考虑了排水盲沟的实际水力状态，准确描述了渗滤液深度沿程分布特征；（2）渗滤液入渗强度和水平排水距离对导排层最大渗滤液深度具有显著性影响.研究成果可为填埋场导排层设计参数优化和预防渗滤液水位过高导致的填埋场失稳破坏提供技术支持.

化学化工

Li₄Ti₅O₁₂材料的固相法制备及其煅烧温度

龙芮涞, 吴显明, 吴秀婷, 尹偲硕

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  72-78. 

摘要 ( 658 )   PDF ( 581 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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龙芮涞, 吴显明, 吴秀婷, 尹偲硕. Li₄Ti₅O₁₂材料的固相法制备及其煅烧温度[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 72-78.

LONG Ruilai, WU Xianming, WU Xiuting, YIN Caishuo. Preparation of Li₄Ti₅O₁₂ by Solid-State Method and Exploration of Calcination Temperature[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 72-78.

以Li₂CO₃，TiO₂为原料，无水乙醇为分散剂，采用高温固相法，通过两步煅烧方式制备出不同煅烧温度下的Li₄Ti₅O₁₂粉末材料.采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）表征材料的结构和形貌，采用恒电流充放电、交流阻抗和循环伏安等方法测试材料电化学性能.结果表明：在800 ℃下煅烧6 h后可得到晶型完整的纯相Li₄Ti₅O₁₂，其颗粒均匀分布在200~400 nm.Li₄Ti₅O₁₂在0.5C倍率下首次可逆比容量为157.67 mA·h/g，库伦效率为96.1%，经过100次循环充放电后容量保持率为98.63%；在5C倍率下首次可逆比容量为107.0 mA·h/g，经过1 000次循环充放电后容量保持率为84.1%.

基于随机森林与L-M算法的C4烯烃制备优化模型

蒋梓浩, 任涛, 周祺, 骆加冕

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  79-83. 

摘要 ( 689 )   PDF ( 191 )  

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蒋梓浩, 任涛, 周祺, 骆加冕. 基于随机森林与L-M算法的C4烯烃制备优化模型[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 79-83.

JIANG Zihao, REN Tao, ZHOU Qi, LUO Jiamian. Optimization Model for C4 Olefin Preparation Based on Random Forest and L-M Algorithm[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 79-83.

探究合适的催化剂组合和温度对乙醇偶合制备烯烃有着重要意义.首先，利用方差分析筛选重要影响因子；然后，通过随机森林算法分析出影响因子对乙醇转化率、C4烯烃选择性的重要程度排序：温度>催化剂质量>乙醇进样量>Co负载量>装料比；最后，利用L-M算法进行多元非线性回归，以C4烯烃收率最优为目标并借助粒子群算法得到C4烯烃收率最优值为42.5485%.

特色专栏：武陵山片区研究

武陵山片区健康城市建设时空变化

何林海, 李佳嘉, 吴吉林, 邓子怡, 钟颖

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  84-92. 

摘要 ( 486 )   PDF ( 179 )  

相关论文 | 参考文献 | 计量指标 | 引用本文

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何林海, 李佳嘉, 吴吉林, 邓子怡, 钟颖. 武陵山片区健康城市建设时空变化[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 84-92.

HE Linhai, LI Jiajia, WU Jilin, DENG Ziyi, ZHONG Ying. Temporal and Spatial Changes of Healthy City Construction in Wulingshan Area[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 84-92.

以武陵山片区6个中心城市为研究对象，构建了由经济、社会、环境、文化、医疗5个子系统（含21个指标）组成的健康城市建设评价指标体系，并利用熵权法确定指标权重，运用综合指数法和ArcGIS软件分析健康城市建设时空变化.结果表明，6个中心城市2010，2015，2020年的健康城市建设综合指数从高到低为怀化市、吉首市、黔江区、铜仁市、张家界市、恩施市；时间维度上，铜仁市排名提升较大，恩施市排名一直处于下游，张家界市排名起初下降、后有回升，吉首市、怀化市排名一直稳定在前三，黔江区排名一直处于中游；空间表现上，经济、社会、环境、文化、医疗5个子系统建设水平略显差异，整体格局由“西北低，东南高”转向，“北部低，南部高”，最终变为“东北低，西南高”的格局.为了促进武陵山片区中心城市高质量发展，根据6个中心城市的健康城市建设时空变化结果，从经济、社会、环境、文化、医疗5个方面提出提升各城市健康城市建设水平的建议. 

医学

血清硒元素与妊娠期糖尿病相关性分析

杨燕, 徐晓雁, 陈再旺

吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3):  93-96. 

摘要 ( 448 )   PDF ( 228 )  

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杨燕, 徐晓雁, 陈再旺. 血清硒元素与妊娠期糖尿病相关性分析[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 93-96.

YANG Yan, XU Xiaoyan, CHEN Zaiwang. Correlation Analysis of Serum Selenium and Gestational Diabetes Mellitus[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2022, 43(3): 93-96.

目的探析血清硒元素与妊娠期糖尿病相关性.方法2020年3月—2021年9月，依据入选标准选取360例孕妇为研究对象，分为对照组和观察组，对照组为180名体检正常的孕妇，GDM诊断结果为阴性；观察组为180名GDM诊断结果为阳性的孕妇，接受住院治疗.对同组孕妇不同妊娠期硒元素水平、两组孕妇相同妊娠期硒元素水平、两组孕妇妊娠结局和新生儿结局进行对比.结果两组孕晚期孕妇血清硒元素水平显著低于孕中期和孕早期孕妇（P<0.05），孕中期孕妇血清硒元素水平显著低于孕早期孕妇（P<0.05），并且观察组不同妊娠期孕妇硒元素水平均显著低于对照组（P<0.05）；观察组不良妊娠结局发生率和不良新生儿结局发生率均高于对照组.结论血清硒元素与妊娠期糖尿病具有较强的相关性，因此在妊娠期间对孕妇进行微量元素检测，为孕妇补充硒元素具有积极意义.