石河子大学学报

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化工·材料·食品

微结构多通道混合器的混合性能研究

郎梨霞, 陈凯, 魏忠

2023, 41(6): 661-666. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.22.046

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微通道混合器的微混合性能是快速反应体系(如聚合物纳米复合材料的制备)的关键影响因素之一。微混合效率是微通道混合器应用和优化的核心参数指标,吸引了大量的研究者关注。本工作设计了一种微结构多通道混合器,并利用光固化3D打印成型技术制造,该混合器具有强化混合和易于优化改进的优点。微结构多通道混合器的混合效率采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系和计算流体动力学(CFD)结合的方法进行分析,并研究多通道混合腔体内部雷诺数(R_e)对微混合效率的影响。分离指数(X_S)被用来评价微混合效率。结果表明,X_S随着R_e的增加而减少,对于低R_e时腔室中心具有低湍动强度,当R_e达到4963时,最高湍动能的区域移动到腔室的中心,实现有效混合。实验值与模拟值变化趋势一致,证明入口流速对微混合性能起到关键的作用。这项研究表明,该混合器在提高微混合效率、制造方式等方面具有优势,有望在快速反应及强化混合过程中得到应用。

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化工·材料·食品

6-芳基-β-咔啉衍生物的合成及抗肿瘤活性研究

王兆旭, 郭亮, 孙跃, 张俊婷, 张洁

2023, 41(6): 667-677. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.22.029

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以L-色氨酸为原料,设计合成了一系列新型6-取代-β-咔啉衍生物(6a-6u)。目标化合物经¹H NMR,¹³C NMR和HRMS确证结构,并采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法测试了其体外抗肿瘤(A549、BGC-823、CT-26、Bel-7402和MCF-7)活性。结果表明,在β-咔啉环的C⁶位引入具有吸电子取代基的苯基基团(如3,4,5-三氟苯基,6-氰基苯基)所得到的6l-6n和6t是最具潜力的化合物,其在体外抗肿瘤活性测试中分别对2株肿瘤细胞具有良好抑制作用,IC₅₀值均低于10 μmol·L^-1。之后进行了分子对接,探究了目标化合物对VEGFR-2蛋白,PDGFR-α蛋白和KIT激酶蛋白的亲和力以及结合模式,以了解其与靶点的结合情况。

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水利·建筑工程

装配式构造柱约束沙漠砂蒸压加气混凝土砌块墙体的抗震性能试验研究

郑锦涛, 朱文星, 王玉山, 王锐, 牛爱宏

2023, 41(6): 678-683. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.006

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随着低层砌体结构被广泛应用于新疆村镇的庭院经济,本文依据村镇建筑传统的施工工艺,将预制耐水石膏基构造柱和沙漠砂蒸压加气混凝土砌块通过砌筑的方式结合起来,提出一种新型的装配式构造柱约束沙漠砂蒸压加气混凝土砌块墙体,并对其进行低周反复荷载试验,研究其破坏特征、承载能力及滞回性能等抗震能力。试验结果表明:随着竖向压应力的增加,墙体的承载能力随之增加,延性减小。基于上述试验结果提出了地震作用下装配式构造柱约束沙漠砂蒸压加气混凝土砌块墙体的抗剪承载力计算方法,对比结果表明计算值与试验值吻合较好,可为该新型砌块村镇建筑的工程应用提供理论依据。

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水利·建筑工程

沙漠砂混凝土框架结构的抗震性能有限元分析

张振豪, 李志强, 王尧鸿, 董伟

2023, 41(6): 684-690. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.009

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为了研究沙漠砂混凝土框架结构的抗震性能及破坏机理,基于ABAQUS有限元软件建立了9榀二层平面框架模型,研究了材料类型、混凝土楼板、配箍率和轴压比对沙漠砂混凝土框架抗震性能的作用规律。结果表明:沙漠砂混凝土框架的承载能力、初始刚度和屈服后承载能力余量均与普通砂混凝土框架相接近;与不带板的沙漠砂混凝土框架相比,带板的耗能提高近20％,承载力提高近6%;轴压比由0.2上升至0.6,试件的变形能力储备降低近15％;配箍率增加1.23%,结构的屈服载荷增长的幅度降低约1.5％,极限载荷增长的幅度降低约2％。

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水利·建筑工程

基体对风积沙高延性水泥基复合材料性能的影响

肖长青, 夏多田, 张朵, 李铮翔, 陈瑞林, 程建军

2023, 41(6): 691-697. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.010

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地域化是降低成本、推广应用高延性水泥基复合材料(ECC)最有效的一种方法。本文研究了新疆地区风积沙、粉煤灰和硅粉3种材料对ECC流动度和抗压、抗折强度的影响,并通过ASTM C1018标准、单轴拉伸性能和SEM微观形貌分析3种材料对ECC弯曲韧性、延性的影响规律及机理。结果表明:增大粉煤灰掺量可以提高风积沙ECC的韧性和延性,当掺量为3.50时峰值应变可达到3.41%,风积沙掺量为2.25时抗折强度最高可达18.52 MPa;添加硅粉可进一步提高抗压强度,掺量为0.60时最大抗压强度达47.00 MPa。本文研究结果可为深入研究风积沙ECC提供一定的数据参考。

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水利·建筑工程

复合土工膜-不同含水率垫层结构界面直剪摩擦特性试验研究

黄浩, 王支华, 姜海波, 王海娟

2023, 41(6): 698-703. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.013

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复合土工膜-垫层防渗体作为一种刚柔混合防渗结构体系,其界面摩擦特性对工程的安全运行至关重要。为给复合土工膜防渗体在特大流量引水渠道工程中的应用提供科学合理的依据,探析复合土工膜-垫层界面摩擦特性和界面强度特性,重点考虑膜后垫层材料含水率的变化,采用室内直剪试验对复合土工膜与不同含水率0%、3%、6%、8.5%垫层材料的摩擦剪切特性进行研究,分析不同含水率工况下的界面强度特性。结果表明:复合土工膜与不同含水率垫层材料的界面剪切特性经历了弹性、弹塑性和残余强度阶段,具有明显的峰值强度和残余强度特征,剪切位移为9～11 mm时达到峰值强度。随着剪切位移的增大,界面剪应力先减小后逐渐趋于稳定,表现出稳定的残余强度,残余强度约为峰值强度的80%～90%。随着垫层材料含水率增大,界面峰值抗剪强度和残余抗剪强度呈非线性减小趋势,表明膜后垫层材料水分对界面强度具有“润滑效应”。

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水利·建筑工程

太阳能联合生物质能供暖系统热性能和能源特性的分析

黄思慧, 李洁, 陆红梅, 蔡永斌

2023, 41(6): 704-710. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.007

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充分利用太阳能和生物质能能够为建筑提供清洁能源,并且可解决严寒和寒冷地区传统供暖方式能耗高、效率低等问题,因此,本文提出一种以太阳能和生物质能作为热源的供暖系统,并对其进行性能分析。该系统运行采用太阳能单热源运行模式(模式一)和太阳能-生物质能双热源运行模式(模式二),用以应对不同的工况,并在南疆图木舒克市搭建试验平台进行测试。结果表明:模式一太阳能集热器和板式热交换器平均热效率分别为63.35%和81.38%,系统的能源效率为72.48%,火用效率为28.35%,模式二太阳能集热器和板式热交换器平均热效率分别为61.35.%和65.36%,生物质锅炉能源效率为78.69%,系统能源效率为68.67%,系统火用效率为26.39%。与传统的供暖系统相比,模式一的节能率高达96.19%,模式二的节能率达到59.09%;模式一的PMV为-0.5,模式二的PMV为-0.7,两种模式的热舒适性都良好。

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生物·环境

古尔班通古特沙漠侵蚀型新月形沙丘表层砂粒度与石英砂微结构特征的环境意义

刘瑞, 李志忠, 靳建辉, 邹晓君, 马运强, 谭典佳, 陶通炼

2023, 41(6): 711-722. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.23.020

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在全球变暖和生态保护的背景下,古尔班通古特沙漠风沙活动强度减弱,多数沙丘长期处于侵蚀状态。选取沙漠西部呈侵蚀状态的、不同发育阶段的固定新月形沙丘,采集表层砂样进行粒度与石英砂表面微结构分析,结果显示:(1)沙丘表层砂细砂占比达50%以上,平均粒径范围2.03~2.88 Φ,分选性较好、近对称偏度、中等峰度,迎风坡粒度参数多呈不规则变化,丘顶平均粒径最粗;随着沙丘形态成熟、规模增大,表层砂粒级组分波动范围增大、平均粒径变粗、分选性变差;(2)沙丘砂石英颗粒磨圆度普遍较差且有多种原生环境的结构特征,反映物质来源复杂多样,砂物质虽经风力搬运再堆积,但因沙丘的流动性不佳、再搬运距离受限,因此风成砂保存了较多原生环境的作用痕迹;(3)研究区沙丘表层砂粒度与石英砂微结构特征具有侵蚀型沙丘的独特性和植被覆盖影响下的特殊性,粒度参数呈现不规则变化的同时,植被覆盖削弱了不同规模沙丘之间粒度特征的差异,也导致石英砂磨圆度较差、原生作用痕迹丰富。

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生物·环境

新疆发现3种菊科新记录植物

吴星月, 杜珍珠, 王睿, 马占仓, 潘成南, 阎平

2023, 41(6): 723-729. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.23.022

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方法近年来本团队对新疆北疆和东疆地区的本土与外来杂草进行了野外实地调查,在胡杨河市和哈密市发现鳢肠(Eclipta prostrata L.)、在哈密市发现石胡荽(Centipeda minima (Linn.) A.Br.et Aschers.)、在伊犁地区发现抱茎棘头花(Acanthocephalus amplexifolius Kar.et Kir.)等菊科3种新记录植物,利用《新疆植物志》、Flora of China、《中国植物志》等相关资料和形态分类学研究确定其为新疆新记录种和中国新记录种。本研究发现菊科鳢肠(Eclipta prostrata L.)、石胡荽(Centipeda minima (L.) A.Br.et Aschers.)2种为新疆新记录种和外来入侵植物;抱茎棘头花(Acanthocephalus amplexifolius Kar.et Kir.)为中国和新疆本土新记录种;鳢肠属(Eclipta L.)和石胡荽属(Centipeda Lour.)为新疆新记录属。鳢肠在胡杨河市车排子垦区、哈密市伊州区等地均有分布;石胡荽在哈密市伊州区有发现;抱茎棘头花在伊犁霍城县有自然分布。这些新记录植物的发现对新疆菊科植物区系和物种多样性研究具有重要意义,也为该新记录属种的地理分布研究、外来入侵杂草的有效监测与科学防控提供了理论依据和参考资料。凭证标本均收藏于石河子大学植物标本馆(SHI)。

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生物·环境

赤霉素和氯吡脲的体外细胞及致突变毒性研究

图尔逊娜依·艾力, 吴军强, 雒怡倩, 王潇, 杨洁, 岳海涛

2023, 41(6): 730-736. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.23.021

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赤霉素和氯吡脲作为高效的植物生长调节剂,被广泛用于水果果实的膨大和无核化生产中。为探究赤霉素和氯吡脲接触细胞后所发生的抑制细胞生长和致突变毒性作用,评价赤霉素和氯吡脲的损伤,利用人正常肝细胞(WRL68)对赤霉素和氯吡脲在细胞水平毒性做初步探究,通过小鼠淋巴瘤细胞(L5178Y)TK基因突变试验、鼠伤寒沙门氏菌Ames试验对赤霉素和氯吡脲致突变性进行评价。研究结果表明,赤霉素和氯吡脲对WRL68细胞的半数抑制浓度分别为1.377 mg·mL^-1和57.72 μg·mL^-1;赤霉素在4 mg·mL^-1、氯吡脲在100 μg·mL^-1剂量下,未观察到致突变毒性。赤霉素和氯吡脲虽不同程度的抑制WRL68细胞增殖但是不存在致突变毒性。

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生物·环境

玛纳斯河流域草地覆盖度动态变化及影响因素研究

张林, 马松梅, 张云玲, 雷诚, 葛本伟

2023, 41(6): 737-746. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.05.23.026

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玛纳斯河流域草地覆盖度及其空间异质性的研究,有助于及时掌握干旱半干旱流域草地现状,对进行草地保护、生态恢复及建设具有重要意义。基于流域9类天然草地类型数据,利用2001—2020年MODIS NDVI数据,采用像元二分法模型和趋势分析法分析不同草地类型覆盖度及其动态变化趋势;基于气候、地形、土壤数据,利用地理加权回归模型分析草地覆盖度与自然环境因子的空间异质性。结果表明:(1)近20 a,流域草地覆盖度呈显著增加趋势,年均值为28.78%,增速为0.003 2/20 a,高值集中于43.5°N左右的南部山地区,低值集中于北部荒漠区;其中山地草甸覆盖度最高为67.13%,温性荒漠覆盖度最低为23.33%。(2)草地覆盖度提升面积和下降面积分别占流域草地总面积的75.39%与24.31%,其中流域西部的温性荒漠提升面积最广,山地草甸退化最为严重。(3)年平均降水、土壤有机碳含量对草地覆盖度主要为正向影响,年平均气温、海拔变幅、土壤酸碱度、土壤含沙量主要为负向影响。各因子与草地覆盖度的互作表现出明显的空间差异性,在流域北部草地覆盖度受降水和海拔变幅控制作用较为显著,中部主要受气温、降水影响,而南部主要受气温、降水和土壤含沙量的影响。

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医学·药学

IGF2BP3通过激活PI3K/AKT/mTOR通路促进肝癌细胞增殖

舒敏, 刘程豪, 侯卜文, 杜云峰, 黎广, 姜慧娇, 吴向未

2023, 41(6): 747-753. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.22.047

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目的探讨IGF2BP3(胰岛素样生长因子2-mRNA结合蛋白3)过表达对肝癌细胞增殖的影响及其可能的分子机制,为临床治疗肝癌提供实验基础及理论依据。方法 qRT-PCR和Western Blot检测肝癌细胞系HuH-7、MHCC97H中转染IGF2BP3过表达质粒后IGF2BP3的mRNA和IGF2BP3、AKT、p-AKT、S6、p-S6蛋白表达水平;CCK-8、EdU实验检测细胞的增殖能力;皮下成瘤实验检测IGF2BP3对肿瘤生长作用,免疫组织化学法检测IGF2BP3、Ki67在过表达IGF2BP3组和对照组的表达。结果在肝癌细胞中转染IGF2BP3过表达质粒后,IGF2BP3的mRNA和蛋白表达水平显著升高且有统计学意义(P<0.001),过表达IGF2BP3促进肝癌细胞增殖(P<0.01);过表达IGF2BP3促进肝癌体内生长,免疫组化显示IGF2BP3、Ki67表达上调;Western Blot结果显示p-AKT、p-S6表达上调;抑制AKT活性后,肝癌细胞增殖能力明显减弱(P<0.01)。结论过表达IGF2BP3可能通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路促进肝癌增殖。

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医学·药学

NFATc3敲除对肝癌细胞转录组的影响及其潜在靶基因的初步筛选

杨菁, 关贵文, 张婷, 王竞州, 陈香梅

2023, 41(6): 754-762. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.22.038

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目的探究NFATc3基因敲除对肝癌细胞转录组的影响,并对NFATc3调控的靶基因进行初步筛选,以期为明确NFATc3靶基因及寻找新的抗肝癌治疗靶点提供依据。方法利用敲除NFATc3的SMMC7721细胞,在有或无仙台病毒(Sendai virus,SeV)感染时进行转录组测序(RNA sequencing,RNA-Seq)检测,并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。对两组测序数据差异基因交集中的免疫相关基因进行PPI蛋白网络互作分析,并利用qRT-PCR实验验证敲减或过表达NFATc3对肝癌细胞内S100A8和S100A9表达水平的影响。利用数据库数据,分析肝癌中S100A8和S100A9 mRNA表达水平及预后。结果经RNA-seq分析发现,肝癌细胞中NFATc3敲除后差异表达基因主要富集在发育、代谢、细胞外基质和血管生成等通路。PPI蛋白网络分析发现S100A8和S100A9可能是NFATc3的重要靶基因。qRT-PCR实验结果显示敲除或敲减NFATc3均可上调S100A8和S100A9的表达,而表达外源NFATc3则可下调S100A8/S100A9的表达。数据库分析显示,肝癌组织中S100A8/S100A9的表达水平显著高于癌旁组织,S100A8/S100A9高表达的肝癌患者与患者生存期短及预后较差相关。结论肝癌细胞中NFATc3基因敲除影响的宿主基因功能主要富集在发育、代谢、细胞外基质和血管生成等通路。NFATc3可以抑制S100A8和S100A9基因的转录表达,S100A8和S100A9可能是肝癌中NFATc3调控的潜在靶基因。

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医学·药学

基于蛋白质组学研究红花黄色素抗阿尔茨海默病的作用机制

张梦玉, 侯加卫, 王春辉, 郑艳杰, 胡艳丽

2023, 41(6): 763-771. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.22.039

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目的研究发现红花黄色素(Safflower yellow, SY)对多种AD模型具有神经保护作用,但红花黄色素治疗AD的有效靶点和潜在分子机制尚不清楚。因此,通过建立Aβ_1-42诱导的AD模型大鼠并给予SY治疗,探究SY抗AD的作用机制。方法 Morris水迷宫实验观察SY对AD模型大鼠学习记忆缺失的改善作用;Golgi染色明确SY对AD模型大鼠脑组织海马区树突棘形态的影响;定量蛋白质组方法用于鉴定和量化各组大鼠海马中的蛋白质并通过生物信息学分析差异表达蛋白。结果 SY能显著提高AD模型大鼠的学习记忆能力,改善树突棘的形态学损伤。蛋白质组学分析结果显示,Mvd、Map6d1和Rpl34作为两个比较组的3种重要的差异蛋白,与AD的发病机制密切相关,Western Blot的结果与蛋白质组学分析结果一致。结论 (1)“核糖体”和“补体和凝血级联反应”可能参与了Aβ_1-42诱导的神经损伤;(2)Rpl34,Mvd和Map6d1可能是SY抗AD的的关键分子靶标;(3)SY可能通过影响“ECM-受体相互作用”而发挥神经保护作用。

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医学·药学

雷帕霉素对高糖高脂诱导的MIN6细胞铁死亡的研究

杨瑞瑞, 王浩, 陆恒, 李海燕, 王同玲, 张丽媛, 郭恒, 丁玉松

2023, 41(6): 772-779. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.22.040

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目的探讨自噬诱导剂能否通过激活自噬减少高糖高脂诱导的小鼠胰岛β细胞铁死亡。方法选取小鼠胰岛瘤MIN6细胞,通过25 mmol·L^-1高糖联合200 μmol·L^-1棕榈酸钠(high Glucose and high Sodium Palmitate,GP)干预,建立胰岛β细胞损伤模型,在此基础上给予雷帕霉素(rapamycin,RAPA)及铁死亡诱导剂(erastin,Era)干预24 h后,用CCK8检测细胞活力;用试剂盒检测细胞亚铁离子、谷胱甘肽(glutathione,GSH)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)及活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平;Western blot检测铁死亡相关蛋白谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathione Peroxidase 4,GPX4)和酰基辅酶A 合成酶长链家族成员4 (acyl-CoA synthetase long-chain family member 4,ACSL4)、铁蛋白(Ferritin,FE)及自噬相关蛋白微管相关蛋白l轻链3Ⅱ(Microtubule—associated protein1 light chain3,LC3Ⅱ)、P62水平。结果与对照组相比,GP组及Era组MIN6细胞活力、GSH含量、SOD活力均降低,ROS、MDA及亚铁离子增多,GPX4蛋白表达水平降低,ACSL4、LC3Ⅱ、P62、FE蛋白表达升高(P<0.05)。与GP相比,RAPA干预后细胞活力增加,RAPA使亚铁离子、MDA及ROS水平降低,GSH、SOD含量、GPX4、LC3Ⅱ蛋白表达水平升高,ACSL4、P62、FE蛋白表达降低(P<0.05)。结论铁死亡参与GP诱导的MIN6细胞损伤,其机制可能与自噬流阻滞有关。雷帕霉素可改善β细胞铁死亡。

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数学·物理

Gauss-Weierstrass算子线性组合在Orlicz空间的加Jacobi权逼近

官心果, 钟宇, 余泉, 赵静, 李东升, 徐妮

2023, 41(6): 780-784. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.05.23.027

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Gauss-Weierstrass算子是逼近论中非常重要的逼近工具,也是调和分析研究的主要内容。在实际应用中,利用 Gauss-Weierstrass算子可以实现图像的低通滤波,从而达到图像平滑的效果。国内外学者主要研究了Gauss-Weierstrass算子在L_p空间,Besov空间中的讨论。关于Gauss-Weierstrass算子线性组合在Orlicz空间的讨论是一个难题,研究成果较少。本文主要研究了加Jacobi权Gauss-Weierstrass算子的线性组合,利用Hölder不等式,Jensen不等式,Hardy-Littlewood极大函数,K-泛函推导出该算子线性组合的Jacobi权函数在Orlicz空间中的逼近定理.

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数学·物理

加权变指标极大Herz型空间的对偶空间

周梦, 王英杰, 汤灿琴

2023, 41(6): 785-792. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.23.029

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变指数函数空间因其在非标准增长条件的方程应用领域的重要作用而受人关注。本文通过嵌入性质,log-Hölder连续性及变指标权函数的相关引理等工具,研究了加权变指标极大Herz空间的对偶性,以及一类次线性算子在此空间上的有界性。

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