2025年, 第37卷, 第3期　
刊出日期：2025-09-06

  

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  基于新型 APF-DDQN 算法的 AUV 路径规划研究

  姚兆烨, 黄创霞

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 1-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-6146.2025.03.001

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  存在诸多未知的障碍物以及频繁洋流扰动的海洋环境使自主水下航行器(AUV)在航行过程中极易发生碰撞而导致任务的失败, 提高路径规划算法的规划成功率是保证 AUV 安全航行的前提。本文通过将 APF 斥力场叠加原理嵌入双重深度 Q 网络(DDQN)算法框架, 重构智能体状态空间表征方式, 并创新性地设计基于相邻航迹点距离演变的动态奖励机制, 提出一种改进型路径规划算法 APF-DDQN。仿真实验表明, APF-DDQN算法有效避免了 APF 陷入局部最小值的问题, 路径规划成功率达到了 93.88%, 相比于传统的 APF 算法提高了 16.67%, 并且所规划路径的长度更短。新型 APF-DDQN 算法为动态海洋环境下 AUV 路径规划与自主导航提供可靠解决方案。
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  带有时滞项的弱阻尼波方程一致吸引子的存在性

  刘国灿, 蒋艳

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 9-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.002

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  本文研究带有时滞项的弱阻尼波方程一致吸引子的存在性, 其中非线性项满足临界增长, 依赖于时 间的外力项满足平移有界。并利用收缩函数方法, 证明了带有时滞项的弱阻尼波方程一致吸引子的存在性。
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  基于 ANSYS 的变桨距垂直轴风力机动力学特性分析

  熊聪, 李亮, 卢小雨, 王龙

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 16-22. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.003

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  为了探究动态变桨运动对小型垂直轴风力机动力学特性的影响, 文中建立了一种动态变桨距垂直轴风力机模型, 给出了变桨距作用下的叶片挥舞和摆振动力学方程, 基于垂直轴风力机的固有频率和振型参数,分析了变桨距作用对整机结构振动模态的影响。结果表明: 相比定桨距垂直轴风力机, 变桨距垂直轴风力机的前 4 阶固有频率大幅度降低, 降低幅度在 60%～98%之间; 变桨距垂直轴风力机叶片的挥舞和摆振模态出现阶数推迟。
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  深海扬矿立管系统动力学建模与求解

  王荣耀

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 23-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.004

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  为确保深海扬矿立管系统的力学性能可以满足作业要求, 扬矿立管系统设计过程中需要进行一系列的 动力学分析。本文建立了深海扬矿立管系统的动力学有限元平衡方程, 确定了平衡方程中切线刚度矩阵、阻 尼矩阵、质量矩阵等关键物理量的表达式。并基于Newmark法设计了动态平衡方程的求解算法和求解流程, 开 发了深海扬矿立管动力学求解系统, 为深海扬矿立管系统的设计和分析提供了有效的工具。
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  基于双模量理论的工字梁弯曲及自由振动研究

  谭宁, 肖珍, 李政, 赵恒, 吴晓

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 31-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.005

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  针对工程材料的双模量特性, 研究了单轴对称工字梁弯曲及自由振动基频的求解及其影响。根据高阶剪切变形理论和 Galerkin 原理, 推导了双模量材料工字梁弯曲应力表达式、挠曲线通用方程和自由振动基频计算公式, 并讨论了其计算精度和影响因素。研究结果表明: 该方法在求解双模量材料工字梁弯曲和自由振动问题中具有较高的计算精度。按照单模量理论分析工字梁的弯曲和自由振动问题, 将会导致较大的计算误差。随着工字梁材料的压缩弹性模量与拉伸弹性模量比值的增加, 其中性轴位置将向压缩区偏移, 最大拉应力随之减小, 最大压应力随之增加, 弯曲变形随之变小, 自由振动基频随之增大。剪切变形对工字梁自由振动基频的影响较大, 而对转动惯量的影响则较小, 两者的影响均随跨高比的增大而减小。工字梁两端的约束越强, 对其自由振动的基频影响越大。研究结果为求解双模量材料工弯曲和自由振动问题提供了一种更为简便的方法, 便于程式化和推广应用。
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  陡倾边坡下隧道洞口段爆破振动衰减规律

  彭亚雄, 庞誉, 褚羿超

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 42-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.006

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  在爆破工程中, 通常采用萨道夫斯基公式来预测和分析爆破振动数据, 虽然这种方法能得到相对精确的结果, 但有时也会受环境影响导致不准确。为提高隧道内爆破振动特性及衰减规律的分析效果, 提出基于小波–AOK 时频分析技术的爆破振动能量公式, 并以河南省济新高速峡里隧道洞口段为例, 通过对其隧道内爆破振动数据的振动能量分析, 发现该公式的拟合结果优于萨道夫斯基公式, 解决了传统萨道夫斯基公式在洞口段边坡与隧道同步监测时对洞内数据拟合度不足的问题。为进一步验证, 对隧道洞口边坡、隧道内测得的爆破振动数据, 分别采用爆破振动能量公式和萨道夫斯基公式对隧道内爆破振动数据进行拟合, 通过引入相对误差 r 和平均百分误差MAPE, 来评估预测结果与现场实测数据的相关性及误差大小, 数据表明, 爆破振动能量公式比萨道夫斯基公式的预测结果相对误差明显更小, 且平均百分误差 MAPE 也明显偏小。
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  成熟度对鲜烟素质及烤中生理指标变化的影响

  李峥, 钟永健, 张晓兵, 刘建国, 赵程虹, 付帅, 覃善宇, 徐志强

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 49-54,72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.007

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  为了探究不同成熟度上部叶鲜烟素质和烘烤过程中生理生化指标的差异, 以云烟 87 品种为材料, 进行 暗箱试验和烘烤试验。结果表明: 随成熟度提高, 烟叶易烤性变好, 耐烤性以适熟烟叶较好; 叶片厚度明显减 小, 疏松度明显提升; 鲜烟叶水分、叶绿素含量减少, 多酚氧化酶活性整体呈降低趋势。烘烤过程中, 48 h 之 前过熟烟叶失水速率最快, 96～144 h 尚熟烟叶失水速率最快; 烘烤至 72 h, 各处理叶绿素降解幅度均在 90% 以上, 过熟烟叶降解幅度最高; 多酚氧化酶活性均值随烟叶成熟度提高明显升高; 过熟烟叶还原糖含量和钾 含量增幅较大, 尚熟烟叶总氮含量增幅较大; 各处理烟碱含量变化趋势基本一致。不同成熟度烟叶的烘烤特 性存在明显差异, 要依据烟叶鲜烟素质和烤中生理指标变化制定烘烤工艺, 以提高烟叶质量和原料可用性。
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  复切梗丝在细支卷烟生产中的适用性研究

  梁盟, 徐德龙, 尚斌, 吕琦凯, 王胜晓, 赵冲, 孙延钊, 刘杰

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 55-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.008

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  本文研究了复切梗丝不同掺配比例对细支卷烟物理指标、烟草化学、主流烟气等的影响, 实验结果表明: (1) 复切梗丝在一定掺配范围内(4%～12%)开吸阻、烟支通风率和总通风率随着掺配比例的增加而增加, 且不同掺配比例之间差异显著; (2) 复切梗丝在一定掺配范围内(0%～12%)对烟支密度和硬度无显著影响; (3) 复切梗丝掺配 4%与复切梗丝掺配 0%相比, 烟支圆周、总通风率差异显著, 其他物理质量指标差异均不显著; (4) 总烟碱含量随着复切梗丝掺配比例的增加而减小, 氯含量随着复切梗丝掺配比例的增加而增加; (5) 每支口数、TPM、烟碱和焦油均随着复切梗丝掺配比例的增加而减小; (6) 复切梗丝掺配 4%时, 烟气透发性稍好, 略有杂气。本研究为细支卷烟产品质量优化提供理论支撑。
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  卷接机组工艺风力风压动态平衡的研究

  罗米澳, 张振峰, 刘泽华, 王伟, 胡娟

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 59-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.009

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  本文采用 FLUENT 数值模拟法, 针对山东某卷烟厂的 FC3 集中工艺风力系统, 模拟动态平衡下卷接机组集中工艺风力系统管网阻力特性及风压波动情况, 分析卷接机组开机台数以及 MAX 平衡阀待机角度的变化对系统风压稳定性的影响。该数值模拟形象、直观地对各卷烟机和系统管网内气流流动形成的风压环境作出评价。分析当前接机组风压动态平衡措施设置存在的问题, 并给出了指导意见, 为集中工艺风力系统卷接机组风压动态平衡设计和调试提供了参考依据。
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  十年禁渔前与禁渔初期长江流域鱼类资源研究概述

  张棠斯, 刘良国, 罗丛强, 谢晓, 孙远东

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 64-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.010

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  长江是我国第一大河流, 长江流域是一个具有特色的江河湖复合生态系统和鱼类重要的栖息地。随着过度捕捞、水利工程建设、河道采砂和水域污染等人类活动的加剧, 长江流域鱼类资源受到了严重的破坏, 呈渔业捕捞量逐年减少、鱼类物种多样性下降、低龄鱼类与小型鱼类增多的趋势。为恢复长江鱼类资源、修复长江生态系统, 我国于 2021 年 1 月 1 日正式全面实施长江十年禁渔。本文以长江十年禁渔实施之前和禁渔初期鱼类资源研究文献为依据, 对长江流域十年禁渔前和禁渔初期鱼类资源研究进行概述, 包括十年禁渔之前长江流域的鱼类资源状况及影响原因、十年禁渔初期长江流域的鱼类资源现状及变化, 为长江流域十年禁渔效果评估、水域生态保护和相关政府部门决策提供参考依据。
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  二氢杨梅素对溶藻弧菌的抑制效应与机理

  丁一琼, 司奥

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 73-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.011

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  溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)能感染不同种类的宿主, 导致人、畜、鱼共患病的发生, 严重威胁着人类的生命健康。通过研究二氢杨梅素对溶藻弧菌的抑菌效应及其机理, 为二氢杨梅素进一步开发为新型绿色安全溶藻弧菌抑菌剂提供理论依据。研究结果表明, 二氢杨梅素对溶藻弧菌的最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)分别为 1.88 mg/mL 和 7.50 mg/mL。二氢杨梅素通过增加溶藻弧菌细胞通透性, 抑制其蛋白质合成、生物膜形成、呼吸链脱氢酶活性及其泳动能力来达到抑菌作用。
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  不同水深处理对碗莲品种‘小玲’叶形态影响的研究

  田学辉, 黄弄璋, 梁艺涵, 彭友林

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 79-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.012

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  本文运用单因素实验法探究不同水深处理对碗莲品种‘小玲’(Nelumbo nucifera ‘xiaoling’)叶形态结构的影响。结果表明: 在水深 10 cm 时, ‘小玲’展叶数目最多, 为 13.0 枚, 其次为水深 5 cm, 展叶 11.6 枚; 在水深10 cm 时, ‘小玲’叶片表面积最大, 与水深 0 cm 和 15 cm 的叶片表面积值差异显著; 在水深 0 cm 时, ‘小玲’叶柄长度最短, 仅 11.1 cm, 水深 15 cm 时, 叶柄长度增长了 163.9%; 从形态解剖结构来看, 上表皮气孔器数量在不同水深下差异显著, 在 0 cm 水深时, 气孔器数目为 20.1 个, 与其余水深处理下气孔器数目差异显著。
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  基于网络药理学的杜仲–牛膝治疗膝骨关节炎的作用机制

  段峻杰, 汪涛, 游荣, 肖群飞, 邓彪, 贺渊哲, 段建辉

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 83-89,94. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.013

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  基于网络药理学的方法, 筛选出杜仲–牛膝中治疗膝骨关节炎(Knee Osteoarthritis, KOA)的潜在活性分子群, 并对其作用机制进行预测。使用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)筛选口服生物利用度(OB)≥30%且类药性(DL)≥0.18的膝骨关节炎活性成分, 并获取相应的干预靶点, 联合GeneCards疾病靶标数据库和Cytoscape3.7.0软件构建多维“药物–活性成分–疾病–靶标”网络, 利用String数据库得到交集靶标相互作用网络, 运用数据包进行GO分类富集分析和KEGG通路富集分析。杜仲–牛膝共筛选出34个有效活性成分(槲皮素、山奈酚、汉黄芩素、黄芩素等)。映射到212个潜在作用靶点, 其靶标基因的PPI网络互作图主要涉及AKT1、IL6、MAPK8、VEGFA等关键靶蛋白。揭示该药对通过协同干预AGE–RAGE、MAPK、IL–17、HIF–1 及NF–κB等相关信号通路, 显著影响炎症反应、细胞凋亡等病理过程。本研究阐明杜仲–牛膝治疗膝骨关节炎具有多成分、多靶点、多通路的特点, 为中药复方机制研究提供新思路。
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  中药生长贴配合耳穴压豆对矮小症生长速率及 IGF-1、IGFBP-3 的影响

  夏萍

  湖南文理学院学报(自然科学版）. 2025, 37(3): 90-94. https://doi.org/10.3969/j.issn.1672–6146.2025.03.014

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  为了分析中药生长贴配合耳穴压豆对矮小症效果及安全性, 选取本院2022.1—2023.9 就诊的身材矮小症患儿 56 例, 随机分为两组, 对照组 27 例, 治疗组 29 例。对照组以口服维生素 D、醋酸钙颗粒配合饮食运动指导, 治疗组以中药生长贴配合耳穴压豆治疗配合饮食运动指导。比较两组用药治疗前后生长速率、胰岛素生长因子相关指标[胰岛素样生长因子–1(IGF-1)、胰岛素生长因子结合蛋白–3(IGFBP-3)]的变化情况。结果表明: 治疗前, 两组身高、年龄、体重比较差异未见统计学意义; 治疗后, 两组的身高和生长速率均明显上升, 且治疗组较对照组升高明显(P＜0.01) ; 但治疗前后比较, 两组 IGF-1、IGFBP-3 水平差异未见统计学意义; 中药生长贴配合耳穴压豆对矮小症的疗效理想, 但未显示出对 IGF-1 和 IGFBP-3 的影响。