当期目录

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• 2025年, 第43卷, 第2期
  刊出日期：2025-04-20

    

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  化工·材料·食品
  机械·电气
  医学·药学
  畜牧·兽医
  水利·建筑
  计算机技术·信息工程
  数学·物理
  
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化工·材料·食品
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  化工·材料·食品

  氢氧化镧/碳烟复合润滑添加剂的制备及摩擦学特性

  刘金雨, 李靖, 黄越, 刘天霞

  2025, 43(2): 133-142. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.22.011

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  中国稀土资源丰富,镧是重要的稀土元素,氢氧化镧具有制备方法经济环保和摩擦学性能良好的特性,在摩擦学领域有应用潜力。煤制油碳烟(Coal-to-oil soot,CS)的减摩抗磨效果有限,为探究氢氧化镧对于煤制油碳烟摩擦学性能提升的影响和润滑机理,本文采用水热法制备油胺改性氢氧化镧复合碳烟纳米材料(La(OH)₃/CS),用MRS-10F四球摩擦磨损试验机来考察CS和La(OH)₃/CS作为液体石蜡(LP)润滑添加剂的摩擦学性能,借助一系列表征方法对CS、La(OH)₃/CS形貌、成份、结构进行分析,通过对磨痕表面进行SEM和XPS表征来分析摩擦学机理。结果表明,La(OH)₃/CS的减摩抗磨性能优于CS,在添加浓度为0.3 wt%时平均摩擦系数(Average friction coefficient,AFC)和平均磨斑直径(Average wear scar diameter,AWSD)均达到最小值,分别为0.081 8和0.372 mm,相较LP的AFC和AWSD分别减小了33.1%和29.3%。在0.3 wt%添加浓度下,与CS相比,La(OH)₃/CS在低转速有着更好的减摩效果,AFC较LP降低39.9%,在高转速的工况下二者的抗磨减摩性能相差不大。摩擦机理分析表明:La(OH)₃/CS在摩擦过程中能在摩擦表面形成含有C、O、Fe的润滑保护膜,CS的类洋葱状碳在摩擦表面剥落,La(OH)₃纳米棒充当轴承,对摩擦表面起到滚动抛光作用,La(OH)₃/CS中的CS和La(OH)₃的协同作用提升了LP的摩擦学性能。
机械·电气
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  机械·电气

  基于改进YOLO v8n轻量化模型的苹果识别方法

  马保建, 邱媛媛, 陈棒棒, 张鹏, 吕亮亮, 夏浩, 葛云

  2025, 43(2): 143-151. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.21.006

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  为解决在计算资源受限条件下部署苹果检测模型的问题,并为自然环境下苹果采摘机器人的目标识别提供技术支撑,设计了一种基于YOLO v8n模型的苹果识别方法YOLO v8n-SCD,先将YOLO v8n的骨干网络替换为StarNet轻量化模型,降低原模型的参数量;然后将Star Blocks模块耦合到C2f模块中构建一个新结构C2f-StarNet,以降低模型复杂度,并且设计了新的检测头Detect_Apple,以进一步降低模型的参数量;最后,结合损失函数Shape IoU优化模型的训练过程,以提升检测的性能。试验结果表明:改进的YOLO v8n-SCD比原模型的精确率与召回率均小幅提升,平均精确率与原模型基本持平,但模型大小、参数量和GFLOPs比原模型分别降低了53.3%、54.4%和44.4%;与YOLO v5、YOLO v7、YOLO v8n、YOLO v9和YOLO v10主流检测模型相比,YOLO v8n-SCD模型的召回率、平均精度有略微的下降,但模型大小分别减少了44%、77.2%、53.3%、36.4%和49.1%,参数量减小了45.3%、77.2%、54.4%、30.5%和39.6%,浮点计算量降低了36.6%、65.9%、44.4%、40.8%和30.8%。本文提出的YOLO v8n-SCD模型在保证苹果识别精度的前提下对原模型进行轻量化,为后续边缘设备的模型部署提供技术依据。
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  机械·电气

  芒果采摘机器人设计与试验

  黄进洋, 尹成海, 娄开然, 张斌, 张慧明, 付威

  2025, 43(2): 152-159. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.21.008

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  芒果为热带地区特色水果之一,芒果采收作业主要以人工为主,存在劳动强度大、成本高等问题,亟待开展芒果机械化采收技术研究。为了自动识别果实并完成采摘、收集工作,本研究基于芒果农艺生长信息设计了一种芒果采摘机器人,通过采用YOLOv5对芒果果实目标进行识别,结合深度相机D435i提供的深度信息获取采摘点的三维信息;设计了一种剪夹一体式的末端执行器,以有效降低芒果的机械损伤;基于ROS系统开发了芒果采摘机器人控制系统;在实验室环境下进行了测试试验。试验结果表明:芒果采摘机器人对果实识别的平均时间为30.41 ms,平均采摘时间为19.8 s,采摘率为90.8%,验证了采摘机器人的控制精度及稳定性。本研究为芒果采摘作业提供了技术支撑,有助于推动农业智能化发展。
医学·药学
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  医学·药学

  曲妥珠单抗加重交感应激导致的心脏纤维化

  王宝江, 王蕊, 王艳明, 马克涛, 张幼怡

  2025, 43(2): 160-165. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.22.001

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  目的 探讨曲妥珠单抗(trastuzumab,TRZ)在异丙基肾上腺素(isoproterenol,ISO)引起的心脏纤维化中的作用。方法 以 C57BL/6N 雄性小鼠为研究对象,建立 ISO(10 mg·kg^-1)和TRZ(10 mg·kg^-1)诱导心脏纤维化动物模型。采用小动物心脏超声仪检测小鼠心功能,HE 染色观察心脏组织形态,天狼猩红染色法检测心脏的纤维化面积,Western blot 法检测 TGF-β1、α-SMA 和 FIbronectin 的蛋白表达。分离培养原代乳小鼠心脏成纤维细胞,予以 TRZ 刺激24 h后再予以 ISO 刺激24 h。Western blot法检测 α-SMA 和 Fibronectin 的蛋白表达。结果 1.在心脏纤维化动物模型中,与对照和 IgG 组相比,ISO+TRZ 组的心脏射血分数(EF)和左室短轴缩短率(FS)降低(P<0.05,P<0.01);与 TRZ 组相比,ISO+TRZ 组的小鼠心脏纤维化面积显著增加(P<0.05);分别与 TRZ、ISO、ISO+IgG 组相比,ISO+TRZ 组的 TGF-β1,α-SMA 和 FIbronectin 蛋白表达均显著升高(P<0.05,P<0.01,P<0.001)。2.在乳鼠原代心脏成纤维细胞中,与 ISO+IgG 组相比,ISO+TRZ 组 Fibronectin 的蛋白表达明显提高(P<0.05);与 ISO 组相比,ISO+TRZ 组 α-SMA 的蛋白表达有所提高(P<0.05)。结论 TRZ 能够加重 ISO 诱导的小鼠心脏纤维化。
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  医学·药学

  LncRNA PVT1与EIF4A1促进STC1表达影响胃癌的作用机制初探

  杨蕊, 张蕾, 张伟, 梁伟华, 郑志红, 姚立霞, 潘泽民, 李冬妹

  2025, 43(2): 166-175. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.22.003

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  目的 探索长链非编码RNA 人浆细胞瘤转化迁移基因1(plasmacytoma variant translocation 1,PVT1)与真核翻译起始因子4A1(human eukaryotic initiation factor4A1,EIF4A1)促进锡钙素-1(Stanniocalcin-1,STC1)表达在胃癌中的作用。方法 采用慢病毒在胃癌细胞SGC7901单独或共同过表达lncRNA PVT1和EIF4A1,采用real time-PCR检测lncRNA PVT1表达水平,Western blot检测EIF4A1表达量。采用Western blot检测STC1在不同过表达组及对照细胞中的表达量。采用4D-DIA定量蛋白质组学技术检测受lncRNA PVT1/EIF4A1调控的蛋白。采用免疫组织化学法检测STC1在胃癌组织和对应癌旁对照组织中的表达量,与lncRNA PVT1、EIF4A1表达水平及病理特征进行相关性分析。采用CCK-8法检测EIF4A1抑制剂CR-1-31-B在SGC-7901细胞系中的IC₅₀值,采用最佳浓度的CR-1-31-B处理细胞,再次检测STC1蛋白的表达变化。采用MTT和Transwell法检测干扰STC1后,胃癌细胞增殖、迁移能力变化。结果 蛋白质组学结果显示,STC1在lncRNA PVT1/EIF4A1共同过表达组表达上调(FC>1.5,P＜0.05)。相比对应癌旁对照组织,STC1在胃癌组织中表达升高(P＜0.05)。STC1与lncRNA PVT1、EIF4A1的表达具有相关性(P<0.05)。STC1的表达水平与胃癌分型、分化程度、肿瘤深度、淋巴结转移具有相关性(P<0.05),但与年龄、性别无关。STC1在lncRNA PVT1过表达、EIF4A1过表达及lncRNA PVT1/EIF4A1共同过表达的细胞中表达依次升高(P＜0.05)。抑制剂的最佳作用浓度为22.78nM,在lncRNA PVT1表达上调的胃癌细胞中,抑制EIF4A1的细胞较未抑制的细胞STC1的表达水平低(P<0.05)。干扰STC1后,胃癌细胞的增殖、迁移能力受到抑制(P<0.05) 结论 LncRNA PVT1可能通过激活EIF4A1的翻译起始活性促进STC1的表达,进而影响胃癌的进展。
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  医学·药学

  超声血流增强效应调节肿瘤微环境增强舒尼替尼抗肿瘤效应的研究

  王娟, 罗婷婷, 李辉, 马玉林, 张帆, 王文刚, 王岳恒, 剧红娟

  2025, 43(2): 176-184. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.22.005

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  目的 探讨低强度超声激励微泡空化 (USMC)诱导的肿瘤灌注增强效应联合血管生成抑制剂对肿瘤微环境的改善及增强抗肿瘤疗效的作用。方法 将786-O 人肾透明细胞癌荷瘤小鼠随机分为4组:对照组(24只,无任何治疗)、USMC组 (24只,USMC治疗)、舒尼替尼组(24只,SU治疗)和 USMC+ SU组(24 只,USMC 联合SU治疗)。在具体治疗与分析方法上,USMC治疗使用超声诊疗一体机;基于超声造影评价肿瘤血流增强效应;通过绘制肿瘤生长曲线、记录小鼠生存期及Tunel法检测肿瘤细胞凋亡评价抗肿瘤疗效;免疫组化分析瘤组织中内皮型一氧化氮合酶(eNOS);酶联免疫吸附测定(ELISA)方法检测肿瘤内NO含量;免疫荧光用于分析肿瘤组织中血管密度(CD31)、血管内皮生长因子 (VEGF)以及周细胞覆盖率 (α-SMA/CD31)的表达;液相色谱-质谱联用法检测肿瘤内药物积聚浓度。结果 USMC 治疗后超声造影分析肿瘤峰值强度 (PI)、曲线下面积 (AUC)及肿瘤灌注面积百分比较治疗前增加(均P＜0.001)。USMC联合SU治疗明显抑制了肿瘤进展。联合治疗组中内皮型一氧化氮合酶(eNOS)及NO含量较对照组显著增加(均P＜0.001)。与其他3组相比,联合治疗组中CD31 、VEGF的表达显著降低(均P＜0.05),且周细胞覆盖率及肿瘤细胞凋亡百分比显著增加(均P＜0.001)。药物浓度检测显示,联合治疗组肿瘤内SU浓度是单纯药物治疗组的1.6倍。结论 超声血流增强效应联合SU治疗可改善肿瘤微环境,诱导血管正常化并促进药物渗透,从而增强SU的抗肿瘤疗效。
畜牧·兽医
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  畜牧·兽医

  MiR-1677-5p对鸡前脂肪细胞增殖分化的影响

  张若彤, 张蕾, 陈若楠, 杨朝永, 孙楠桢, 汪家骏, 孙杰

  2025, 43(2): 185-191. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.22.007

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  目的 本研究旨在探究miR-1677-5p对鸡前脂肪细胞增殖分化的影响。方法 采用双荧光素酶试验验证miR-1677-5p与APOA1之间的靶向关系,在鸡前脂肪细胞中过表达和抑制表达miR-1677-5p,应用CCK-8试验、油红O染色以及qRT-PCR方法探究miR-1677-5p对鸡前脂肪细胞增殖和分化的影响。结果 miR-1677-5p直接靶向APOA1基因并抑制APOA1在前脂肪细胞中的表达,miR-1677-5p对前脂肪细胞增殖有抑制作用。miR-1677-5p在分化48 h后表达量显著低于未诱导分化细胞组(P<0.05),APOA1在分化72~120 h后表达量显著高于未诱导分化细胞组(P<0.05),过表达miR-1677-5p使得分化标志基因FABP4表达极显著降低(P<0.01),表明miR1677-5p对鸡前脂肪细胞分化有抑制作用。结论 为进一步阐明miR-1677-5p在鸡脂肪生成中的生物学作用提供理论基础。
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  畜牧·兽医

  基于TIDE和TIDER的绵羊囊胚基因组编辑效率分析方法的研究

  张海松, 陈振虎, 杨晨, 梁鑫宇, 陈青青, 黄玉慈, 张春晖, 张海月, 郑一闯, 皮文辉

  2025, 43(2): 192-199. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.22.008

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  目的 验证 TIDE(Track of Indels by Decomposition)和 TIDER(Tracking of Insertion, DEletions and Recombination events)分析绵羊囊胚基因组编辑结果的可靠性,为检测基因组编辑绵羊胚胎突变效率提供精准、及时的分析方法。方法 TIDE 是1种简便精准的检测方法,能精确测定 CRISPR/Cas9 在细胞群体中引发的靶向突变谱型和频率。利用 TIDE 平台对绵羊囊胚的基因组诱导突变进行表征分析与量化。结果 以 MSTN 基因突变绵羊的基因组样本为材料,进行 PCR 扩增并构建 T 载体,随机选取单克隆测序。测序结果证实了 TIDE 分析基因组编辑结果的准确性。通过将 TIDER 分析单链寡核苷酸模板整合产生的编辑结果与 DNA 限制性酶切图谱对比,验证了 TIDER 分析外源 DNA 短片段导入的准确性。结论 TIDE 和 TIDER 工具可有效量化绵羊囊胚突变率,识别主要的插入和缺失类型,是高效经济的基因突变分析方法。
水利·建筑
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  水利·建筑

  基于云原生技术的大田土壤墒情采集系统——节点案例研究

  张嘉英, 尹飞虎, 石磊, 屈英, 温艳华

  2025, 43(2): 200-209. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.21.005

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  为提高田间智能灌溉系统工作效能,实现精准监测土壤墒情,保障作物正常生长发育,利用LORA无线通讯、墒情传感器、网关等技术构建了基于云原生技术的墒情采集系统,选择适当数量节点作为案例,测试了该系统的带载能力、功耗及通讯距离,并通过田间试验对该墒情采集系统在时空上的数据进行了实测验证。结果表明:墒情采集系统静态功耗220 μA左右,在不充电、采集时间间隔30 min、各土层传感器续航能力不低于30 d时可实现3 km稳定通讯,表明该墒情采集系统在空间和时间上墒情数据准确可靠,能够实现长时间序列下的持续观测。本研究为开发与优化基于云原生技术的大田土壤墒情采集系统提供了借鉴,并为实现智能灌溉施肥决策提供了技术保障支持。
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  水利·建筑

  不同灌溉水矿化度和灌水量对玉米生长及产量的影响

  周奇锦, 吕德生, 王振华, 李文昊, 宋利兵, 温越

  2025, 43(2): 210-219. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.21.003

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  为探明灌溉水矿化度和灌水量对膜下滴灌玉米农田土壤盐分、生长和产量的影响,于2023年在新疆石河子大学节水灌溉试验站开展大田试验,玉米品种选用北疆常规中晚期高产品种丰玉33号,试验设置3个灌溉水矿化度水平,分别为0.85 g·L^-1(S1)、3 g·L^-1(S2)和5 g·L^-1(S3),以及2个灌水量水平分别为4 500 m³·hm^-2(W1)和6 750 m³·hm^-2(W2),并以当地常规灌溉定额(5 625 m³·hm^-2)、灌溉水的矿化度0.85 g·L^-1为对照试验(CK),共设计7个处理,每个处理3次重复。结果表明:全生育期内,各处理土壤含水率和土壤含盐量随土层深入,呈现出先增大后逐渐减小的趋势,在玉米生育末期土壤表层出现盐分集聚现象。在相同灌水量下,随着灌溉水矿化度增加土壤积盐量逐渐增大;S1处理盐分主要积聚在距滴灌带10~20 cm处,S3处理盐分主要在20~40 cm土层形成积盐区;高灌水量(W2)和低矿化度微咸水灌溉(S2)均能显著增加土壤水分,减少盐分在土壤表层的积聚。S2处理的玉米株高及生物量积累与S1无显著性差异,S3处理对作物生长有明显的抑制作用,叶片光合特性受到显著削弱。W2S1处理玉米获得最大产量为16 999 kg·hm^-2,W2S2处理为16 577 kg·hm^-2,与其无显著差异(P>0.05),较CK处理分别提高15.07%和12.21%。综合考虑,在淡水资源紧缺,地下微咸水资源丰富的北疆地区,不大于3 g·L^-1的灌溉水矿化度、灌水量为6 750 m³·hm^-2的灌溉方式是利用微咸水灌溉的较优灌溉方式。
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  水利·建筑

  玻化微珠掺量对原状脱硫石膏基轻质复合材料性能的影响

  李迪, 肖长青, 夏多田, 严佳乐

  2025, 43(2): 220-228. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.21.020

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  为研究无机玻化微珠对原状脱硫石膏基复合材料性能的影响,采用单因素试验法探究了玻化微珠体积掺量(50%～300%)对复合材料的工作性能、力学性能、物理性能以及耐久性能的影响,并对其单轴应力-应变关系进行拟合,结果表明:随着玻化微珠掺量的增加,复合材料的流动度、干密度、导热系数和力学性能等指标整体呈现下降趋势,但材料的吸水率有所增大。当玻化微珠体积掺量为250%时,材料的综合性能最佳,此时材料密度为1 217.3 kg·m^-3,导热系数为0.293 3 W·(m·K)^-1,软化系数为0.92,材料28 d抗压、抗折强度分别为9.68、2.896 MPa。基于现有模型的对比分析结果表明,CASC模型对实测曲线的拟合程度较高。研究结果可为玻化微珠-原状脱硫石膏基轻质复合材料的研究和应用提供一定的理论依据和参考。
计算机技术·信息工程
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  计算机技术·信息工程

  基于树梢聚类算法的防护林单木树高估测

  马速达, 赵庆展, 刘一昊, 盛煜皓, 侯逸辰

  2025, 43(2): 229-238. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.23.006

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  树高是防护林林分结构中的一个关键特征,其准确测量有助于直观反映防护林的生长状况。北疆防护林树种多样,具有树冠形态不规则、林冠相互遮挡和高密植的特点。传统树高估测方法主要依赖于人工抽样调查,精度和效率较低。本研究提出了一种基于机载激光雷达数据的树梢聚类算法。该算法首先利用滑动窗口法提取树顶和树梢点,并使用聚类准确探测单木位置。随后,以探测到的单木位置为中心,进行再聚类以获取单木点云,并从中提取最高点作为树高的估测值。该方法不仅可提高树高估测的精度,而且避免了繁琐的野外调查工作。研究结果表明,该算法能够有效适应所选研究区的林分结构与立地环境,在3个研究区域中均能实现超过60%的单木探测精度,对于探测到的单木,与野外实地调查数据对比,可以达到88%以上的树高估测精度。该研究可为机载激光雷达林分结构探测与树高估测领域的相关探索提供参考与借鉴。
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  计算机技术·信息工程

  基于多分支CNN与改进级联森林的故障诊断

  丁伟哲, 冉瑞生, 胡子成

  2025, 43(2): 239-248. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.23.011

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  在故障诊断领域,卷积神经网络(CNN)、深度森林等深度学习模型因表现优异而备受关注。然而,单分支卷积神经网络提取的故障特征有限;深度森林的多粒度扫描针对不同的数据集需要重新设计和调整参数。本文提出了一种多分支CNN与改进的级联森林相结合的混合深度学习模型,首先设计了具有不同卷积核大小的多分支CNN,可以并行提取多样特征,适应复杂任务需求。其次,由于极端梯度提升比随机森林更能处理非线性数据,将级联森林中的一个随机森林替换为极端梯度提升。同时,这种部分替换结合了不同算法的优势,优化了模型的整体性能。最后,将多分支CNN与改进的级联森林相结合,构建了一个混合深度学习模型。在3个轴承数据集和1个转子数据集上进行了实验,结果表明,所提出的模型在故障诊断中表现出很强的有效性。
数学·物理
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  数学·物理

  关于高阶广义Fibonacci-Pauli四元数

  邓勇, 杨燕妮, 范琼

  2025, 43(2): 249-254. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.23.009

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  借助于高阶广义Fibonacci数列及Pauli四元数的概念, 引入了高阶广义Fibonacci-Pauli四元数,并讨论了这种新四元数的基本性质,如递推关系、类Binet公式、普通幂级数生成函数、指数生成函数及一些重要恒等式。最后,给出了高阶广义Fibonacci-Pauli四元数的矩阵表示。
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  数学·物理

  时间尺度上具有时变时滞和额外食物供给的比例依赖食饵-捕食者模型的分析

  付慧, 王清龙, 代川渝, 姚海清

  2025, 43(2): 255-263. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.23.007

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  本文在时间尺度上研究了一类具有额外食物供给的比例依赖食饵-捕食者模型。考虑时变时滞的影响,通过建立时间尺度上的动力学不等式,运用比较定理,得到了食饵和捕食者种群的持久生存性。进一步借助重合度理论,得到了该模型周期解存在的充分条件。最后,给出了一个数值例子来验证分析的结果。