数值计算论文大全11篇

数值计算论文篇（1）

目前，在各类水利水电工程、交通建设以及海港工程项目中，都需要指定设计标准的水文设计值，而这样的设计值往往通过对水文频率的计算获得。水文设计值结果对工程的设计、投资和工期计算都有着重要意义，所以对于设计值必须确保经过多方面分析、检查。对于水文设计值及相关的统计参数，并不是将资料进行简单的统计计算，比如某一项水利工程能够提供50年的资料，那么就需要考虑到是否有百年一遇的可能性，甚至更长。接下来就根据实际的水文频率计算理论展开探讨。

1 常规的水文频率计算方法

在以往的水文频率计算中较为普遍的计算方法为矩法与线性矩法[1]。这两种方法的具体计算过程有着很多的相似之处，都是在频率分布模型和经验频率制定后，对估计参数进行计算的大方向，其中矩法是依据多年依赖的常规矩，以变数X的r幂数来进行计算，而线性矩法则是通过近期所提出的线性矩，采取变数X的一次幂和一定的概率作为权重概率矩，然后再一次进行线性组合。

这两种方法如果出现了X估算有误差的情况出现，经过高次幂后会使得误差值更大，所以通常不会单独地使用一种方法，而是将两种方法进行结合使用，这样将误差控制在一个尽量小的范围内。在这两种方法中，对于平均值的计算结果是相同的，所以常常以计算值为主，不再作变动，但因为资料、方法等方面还存在着一些不确定因素，所以计算所得的参数值往往只能作为估计的初值，具有一定的参考价值却达不到具体应用的水准，这样对于后续设计以及施工工作的展开造成了不小的难度，这些数值往往需要通过实践和空间上的综合平衡分析后才能够得到实际应用，这样的做法即会造成计算的不准确，在耗时上也会更多。

2 水文频率具体计算方法和评选标准

上文分析了现在普遍使用的水文频率计算方法的实际情况，下面就水文频率的具体计算进行深入分析。

首先是对水文系列的统计参数进行估算，然后利用所选取的频率分布模型进行频率曲线线型计算，计算其中各种频率的设计值[2]。

目前我国的设计人员在各类水文频率的计算方法中，都是从假定水文特征量入手，假定水文特征量X服从某一水利工程的已知分部条件，拟合出X的理论频率曲线F（x），之后根据估算的参数和频率曲线，推求出可以满足设计标准的设计值xp，这样的算法在同一样板上，因为估计方法的不同，也会使计算结果不同。

其具体的计算公式如下：

其中为设计值的理论值。

这样的计算方法在实际中的应用往往会出现总体的期望破坏概率的情况，期望概率大大超过设计频率时有发生，这样就无法保证水文设计值的准确，说明了我国目前的水文频率计算方法还不能使设计对象达到安全标准。

3 水文频率新型结算方法探究

下面笔者对利用MATLAB软件对水文频率进行计算的方法开展分析，就MATLAB软件的概念，以及整个的计算流程做出深入探讨。

3.1 MATLAB概念

MATLAB是上个世纪八十年代由美国MathWorks公司推出的高效运算软件，在经过数十年的发展后，MATLAB软件具有科学计算、试图交互系统、动态系统仿真等一些先进的计算能力。其主要的优势体现在操作简单、函数运算丰富、图形符号功能全面、科学智能选择运算方法以及多种语言支持[3]。

3.2 MATLAB的参数计算

将水文频率计算引入MATLAB软件计算中，一般采用的是P-Ш型分布，水文变量X的三个统计参数为、、，另一组的参数用、、表示，通过这两组的参数来推算出水文设计值。

在MATLAB计算中，平均值的函数表示为：

P-Ш型分布属于伽马分布，数以对于P-Ш型分布的两个统计参数和在MATLAB计算中需要达到P-Ш型分布统计参数的目的，P-Ш型分布的概率函数公式为：

在该公式中说包含的和两个参数在MATLAB中的古估算函数为：

和的极大似然估计值分别与向量对应。

最终，、以及的参数值计算由以下公式得出：

为的极大似然估计值，为的极大似然估计值。

3.3 MATLAB的理论频率计算

在得出了、和得数值后可以进一步的金粟庵理论概率，其具体结算公式如下：

其中MATLAB的P-Ш型分布函数定义为：

利用上述的公式将变量的频率，在P-Ш型分布函数的逆函数中表示为：

在将上述的所有参数估计与理论频率计算带入MATLAB软件进行计算编程后，为了达到水文频率的自动化计算目标还需要进行频率计算的图解配线，这需要通过人机交互的方式来进行展开。

3.4 MATLAB的图解配线

首先，在计算机图解的配线上需要考虑到一个核心问题，即海森概率格纸的绘制[4]。下面就对海森概率格纸的绘制进行进一步的分析。

在以往的水文计算中，正态累计的分布函数表达式为：

将此表达式带入到MATLAB中可以将此变形为：

海森概率格纸在=0.01%时，横坐标设定为0;在=99.9%时，横坐标设定为1;=50%时纵坐标为0，这样就得到了概率的图解配线。

4 MATLAB的实际应用和其优点

4.1 MATLAB的计算步骤

上文对MATLAB的水文概率计算做出了具体的分析与计算机编程，下面就MATLAB的实际应用步骤进行分析。主要的计算方式分为6个步骤来完成：

步骤一：将基本的数据资料输入计算机，包括了水文的变量值x，系列长度N。

步骤二：根据上述的海森图解配线来开展海森概率格纸的绘制。

步骤三：计算出基岩频率，在概率格纸上将对应的坐标点标出。

步骤四：通过上述步骤，将、以及的参数值计算出来

步骤五：计算出理论概率，并计算相应的坐标点，绘制理论频率曲线

步骤六：进行屏幕配线，观察见过点与理论频率的拟合层度，从而确定参数的优劣情况。

4.2 MATLAB的优点

利用MATLAB软件进行编程计算使整个水文频率计算过程简捷、高效、准确，给后续工作的开展提供了良好的基础;对MATLAB软件的学习过程也比较简单，很容易上手，对于那些习惯了传统的水文频率计算方法的人来说，并不会带来太大的困难。

5 结束语

现代水利工程的建设离不开水文频率的计算，在计算方法上如今也出现了多种样式，本文通过对目前较为普遍使用的矩法与线性矩法进行分析，总结这两种方法的不足之处，同时提出了利用MATLAB软件的新型水文频率计算方法，对于今后的水文频率计算有参考作用，将水文频率计算与现代计算机结合是未来的发展趋势，如何使水文频率计算能够更加准确、可靠，从而让水文参数值完美地符合工程设计的需要，是每一个从业人员都要进行思考的，也为将来更加简捷高效进行水文频率计算工作提供新的思路。

参考文献：

数值计算论文篇（2）

作者简介：张俊丽（1980-），女，山东菏泽人，内蒙古民族大学数学学院，讲师。（内蒙古?通辽?028000）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）28-0087-01

随着科技的飞速发展和计算机技术的广泛应用，数值计算方法已成为重要的桥梁和工具深入到航天航空、地质勘探、汽车制造、桥梁设计、天气预报等各个领域，成为每一位科研人员和工程技术人员所必备的知识。为了满足社会需求，数值计算方法现已成为高等院校理工类学生的一门专业必修课程，其目的是让学生掌握设计数值算法的基本方法，培养学生分析问题与解决问题的能力，为以后用计算机解决科学计算问题打下坚实的基础。

一、“数值计算方法”课程的特点与教学现状

数值计算方法，简称计算方法，又叫数值分析，是一门研究数学问题的近似解并利用计算机进行数值实现的学科，是数学分析、高等数学、高等代数、概率统计等数学基础课的后续课程，它既有数学理论上的抽象性与严谨性，又有实验性与应用性的数值特征。计算方法课程的内容包括插值和拟合、数值微分和数值积分、求解线性方程组的数值方法（直接法和迭代法）、非线性方程数值解、矩阵特征值计算及常微分方程初值问题数值解法等；[2]它的计算对象是数学中的微积分、线性代数、常微分方程，只是它不像别的数学课程那样只是研究纯粹的数学理论，而是把数学理论与计算相结合，重点探讨数学问题的数值解法及应用；它的课程要求是在掌握算法原理的前提下设计算法编程实现。

“数值计算方法”是一门介绍科学计算的核心理论和基本方法的数学课程，它对培养学生的科学计算能力和解决实际问题的能力具有不可替代的作用。从20世纪80年代起，“数值计算方法”相继成为各高等院校数学及其他理工科（如物理、计算机等）专业本科生的一门专业基础课。但内蒙古民族大学（以下简称“我校”）的数值计算方法课程只在应用数学、信息与计算科学两个专业开设必修课，一般开设在第三或第四学期，理论课48学时，上机实验16学时，在别的学院（如物理、计算机等）没有开设该课程。该课程普遍存在的教学现状是：理论课内容多，学时少，各部分内容不连贯，公式繁多，枯燥乏味，使得学生产生厌学情绪；上机课时间紧，且一般集中上机，与理论课内容脱节，失去了上机实验操作的意义；很多时候这门课程的学习都结束了，学生还不清楚这门课程与原来的课程有什么联系，学习这门课有什么用，更无从谈起培养学生的创新能力；而且“数值计算方法”课程教学过程中还存在着教学内容陈旧、教学方式落后及考试形式单一等问题。针对该课程目前的教学现状，如何对该课程教学进行教学改革，是值得深入思考的问题。

二、关于“数值计算方法”课程改革的若干建议

根据前文分析可知，目前“数值计算方法”课程教学中存在着一些不容忽视的问题。那么如何进行教学改革，培养学生的实际应用能力，体现该课程在工程科学中的价值和意义，是值得数学界思考的问题。根据近年来我校师生在该课程教学中出现的问题，本文对“数值计算方法”课程教学改革提出以下几点建议：

1.优化教学内容，选择合适教材

数值计算论文篇（3）

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)09(a)-0044-02

科学计算是伴随计算机的出现而迅速发展并获得广泛应用的一门新兴交叉学科,是数学及计算机实现其在高科技领域应用的必不可少的纽带和工具。科学计算的方法和理论为科学研究与技术创新提供了新的重要手段和理论基础,科学计算现已成为与实验和理论并重的第三种科学研究方法。数值分析又称数值计算方法,它作为介绍科学计算的基础理论和数值方法的课程,对培养学生的科学计算能力,解决实际问题的能力以及创新能力起着非常重要的作用。数值分析现不仅是综合性大学信息与计算科学专业、应用数学专业的必修课程,也是信息类专业、工科类专业(如土木工程,航天航空,机械工程等)的必修课程,因此在进入21世纪后,随着计算机技术的飞速发展,社会对科学计算人才需求的变化,对数值分析课程进行教学改革,进一步提高数值分析的教学质量和教学效果,以适应新形势下社会对人才的需求,变得尤为迫切。

1 课程的内容和特点

1.1 课程的内容

数值分析课程是以微积分、线性代数、常微分方程等课程的基本内容为基础,以算法设计为手段,以计算机为工具实现算法,全面地介绍了科学研究及生产实践中各领域所遇到的普遍的数学问题的数值方法和理论,因此它是所有与科学计算密切相关的专业的一门重要的基础课程。

数值分析课程的基本概念有:误差、收敛性、稳定性、插值、计算量、存储量等,这些概念是用来刻画数值方法的准确性、可靠性、效率以及计算复杂度;核心内容包括:代数问题数值计算、函数的数值逼近论、计算几何、微分方程数值解、最优化方法、统计计算等方面[1]。

1.2 课程的特点

数值分析作为大学本科阶段的一门数学基础课程,它具有下面的一些主要特点:

1.2.1 实践性强

上文已提到数值分析的核心内容是研究应用计算机对科学研究和实际应用中常见的数学问题进行数值求解的各种方法。这些方法除了理论上要正确可行外,还要求通过数值试验证明是有效的、实用的。因此,与其它数学类基础课程有所不同,数值分析课程很强调实践,要求学生在学习了每个算法后用学过的计算机语言编程或借助于一些数学软件,如Mathematica、Matlab,完成算法的计算机实现,这样学生不仅知道理论上是如何计算,而且还能把结果真正地计算出来。有些算法尽管在理论上不够严谨,但通过实际计算、对比分析等手段证明是行之有效的,在实际应用中也是可以采用的。

1.2.2 应用性强

数值分析中的理论与算法并不是都来源于纯粹的微积分、线性代数、常微分方程等课程,很大程度也是由于科学研究和实际工程计算的需要,可以说它来源于实际又应用于实际。一方面,目前很多算法已经在物理力学、生物信息、计算机应用、土木工程、航天航空、石油勘探、环境工程、材料等领域得到了广泛的应用;另一方面,数值方法在这些领域的应用过程中会产生一些新问题,为解决这些新问题,研究人员和技术人员深入研究、不断攻关,从而又会促进数值分析理论和算法的发展。

1.2.3 计算公式多且复杂,不好记忆

数值分析课程的许多算法或是采用“构造性”的方法,把计算公式具体构造出来,如Lagrange插值,Hermite插值等;或是采用“递推”方法,将复杂的计算过程化简为简单计算过程的多次重复,例如:求解线性方程组的Jacobi迭代法,Gauss-Seidel迭代法等,从而使得算法里出现的计算公式多且复杂,学生不好记忆。

2 数值分析课程教学中存在的问题

目前,在数值分析课程教学中普遍存在下面几个问题:

2.1 内容多,学时少

数值分析的内容非常丰富,包含代数问题数值计算、函数的数值逼近论、计算几何、微分方程数值解等,但学时数却不多,一般只有64/54,教师使用传统的教学方法讲授这些知识时,由于计算公式多且复杂,推导繁琐,不得不采用填鸭式教学,每节课都在讲新课,拼命赶进度,这种做法既忽视了学生这个主体的作用,使学生处于被动学习的状态,时间久了就会失去学习数值分析的兴趣,产生厌学情绪;同时也扼杀了学生学习的主动性、积极性和创造性。

2.2 重理论,轻实践

前面已提到数值分析是一门与计算机关系密切的实践性很强的课程,但在传统的教学模式中,教师通常只注重讲授算法原理、误差分析和收敛性证明等理论内容,忽略了上机实践环节。学生动手实践机会少,就会使学生不能彻底理解算法的原理与运用,只知道大概是“怎么算”,但不会真正把结果算出来,造成理论与实践的脱节;同时也会使学生感到数值分析的学习很抽象、枯燥、难学,以致学习兴趣不高。

2.3 缺乏带有上机实验内容的教材

数值分析课程是20世纪50年代末在我国一些综合性大学开始开设的,由于当时计算机的应用在我国刚开始起步,所以当时使用的数值分析教材基本上都没有上机实验内容的。人类社会进入21世纪后,计算机技术发展迅猛,许多复杂的计算能以惊人的速度在计算机上得到满意的计算结果,但作为介绍科学计算理论和数值方法的数值分析课程,其大部分教材没能适应时代的变化,还是沿用旧教材的内容结构,没有增加上机实验内容,这给教学带来很大的困难,直接影响了人才的培养。

3 课程教学改革

为全面贯彻落实科学发展观,切实把高等教育重点放在提高质量上,教育部和财政部于2007年先后颁布了《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》和《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》。在这些纲领性文件指导下,全国高校掀起了一轮新的教学改革活动,数值分析课程的教学改革也开展得如火如荼并已取得一定成效(见文[2,3])。很多专业开设了数值分析课程,不同专业有不同的要求,有些要求相差很大,下面谈谈我校信息与计算科学专业的数值分析课程教学改革的一些措施和想法。

我校信息与计算科学专业是2006年开始招生。2006级学生的数值分析课程安排在第四学期。为了做好数值分析课程的建设工作,我们专门成立了数值分析课程建设小组。以下就是我们在数值分析课程教学改革的一些措施和想法:

3.1 选择合适的教材

对于信息与计算科学专业的学生来说数值分析是一门专业基础课,要求比其它专业高,既要掌握算法的应用,也要掌握算法的原理、误差分析、收敛性分析等理论知识,因此选取的教材应兼顾这两方面。我们采用了林成森新编的《数值分析》4. 该教材内容全面,阐述严谨、详细、深入浅出,且每个常用的算法都给出了伪程序。我们知道很多学生都怕编程,选择了该教材将有助于学生动手编程上机实现算法。

3.2 内容选取合理,突出重点

信息与计算科学专业的数值分析课程的课时是64学时,在这有限的学时内要详细地讲授所有的内容是不现实的,也是不可能的。我们必须对教学内容重新优化设计,要有侧重,以主带次。在课堂上有限的时间里力求讲明白一个主题,重点讲授典型的、具有代表性的并能体现其思想方法的常用算法和理论,而对那些原理相近的内容则可留给学生课后自学,使课堂讲授的内容真正做到“少而精”。例如:在讲授解线性方程组的Gauss消去法时,我们在课堂上重点详细地介绍了Gauss消去法和Gauss列主元消去法,学生在理解了这些方法的原理之后,再结合高等代数知识就很容易自学Gauss按比例列主元消去法和Gauss-Jordan消去法。

3.3 加强实践环节,提高科学计算能力

数值分析有别于其它数学类基础课程,它是一门与计算机结合密切的实践性很强的课程。由于课时紧张,在2006级的培养计划里数值分析课程没有安排上机实验课,但我们任课老师在讲授完每一章后都会布置一些上机实验题让学生自己编程上机运算(注:学生在第二学期已经学了C语言),并且要求把程序和实验结果交给老师批改。通过上机实验,使学生加强了对课堂内容的理解,同时又和计算机语言结合起来,自己编程,动手计算,使学生较好地掌握常用的科学计算方法和技巧,积累了解决实际问题的能力,而且也培养了学生质疑问题的能力和实践创新能力。这种做法很受学生欢迎。为了进一步提高上机实验的质量,我们打算在新的培养计划中增加9～12课时的上机实验课。

3.4 采用现代化教学手段

由于数值分析内容丰富,计算公式多且复杂,推导过程繁琐,所以我们采用了多媒体教学。这样可节省板书、画图的大量时间,教师有充足的时间把基本概念,算法构造的原理等重点内容讲透彻,而且在多媒体教学过程中还可以结合运用Mathematics,Matlab等数学软件演示算法的计算过程和结果,使学生加深对抽象知识的直观理解,从而提高了学生的学习兴趣和学习积极性。

3.5 积极编写新教材

由于在新的形势下数值分析课程的教育观念、教学要求以及教学内容已经发生了变化,所以教材的编写也应跟上时展的步伐。现虽然已有一些数值分析的新教材尝试了与计算机应用相结合,融进了Basic语言、C语言或Matlab数学软件编程实现算法的新内容,但大家认同的精品教材不多,因此仍需从事数值分析教学的同行们继续努力、不断改革、勇于创新,编写适合不同专业需求的新教材。由于合适的上机实验辅导教材奇缺,所以我们的课程建设小组已开始编写上机实验辅导教材,以解燃眉之急。

3.6 改革考核方法

考核是评估教学质量和学习效果的重要手段。数值分析传统的考试方法为笔试闭卷考试,主要是考察学生的识记能力,忽略了对学生编程上机实践的要求。在新的形式下,为提高大学生的应用能力和创新能力,我们对数值分析的考核方法进行了改革,把上机实验列入考核内容,即学生的期评成绩由笔试成绩、上机实验和平时成绩按比例确定。

4结语

我校信息与计算科学专业的数值分析课程建设起步晚,课程的教学改革仍需我们不断的探索与实践,我们也将继续努力,并借鉴兄弟院校该课程的教学改革经验,朝着精品课程目标建设数值分析课程。

参考文献

[1] 伍渝江,尤传华,丁方允.数值分析课程的继承与改革 [J].高等理科教育,2000,8(1): 46-49.

数值计算论文篇（4）

中图分类号：TD421.2 文献标识码：C

Abstract： The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China， enumerates major arguments in some related papers， points out the imperative problems， and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.

Keywords： hydraulic； rock drill； design & research； opinion

1 我国液压凿岩机设计研究历史回顾

我国液压凿岩机的研制起步非常早，距今已近50年。我国液压凿岩机技术研究也很早，二十世纪七十年代，我国长沙矿冶研究院等就翻译了大量国外液压凿岩机专利和论文，七十年代后期，我国作者撰写了大量液压凿岩机的技术论文，直到现在，关于液压凿岩机的论文与专利仍然不断出现在各类期刊与网络上。

我国液压凿岩机设计研究方面的论文，有博士论文，硕士论文，学士论文，有期刊论文，也有网络论文，在整个液压凿岩机技术论文中，占据了很大一部分。

估计有20个高等学校（其中包括3所师范大学）和近10个研究院所的作者发表过液压凿岩机技术论文，其中大部分是关于液压凿岩机设计研究方面的论文。专利文献更是与液压凿岩机结构设计有关。可见，液压凿岩机设计研究在我国并非冷门。

我国液压凿岩机的技术论文与设计研究论文大量产出。与此形成鲜明对比，我国液压凿岩机产品发展很缓慢，独立开发的产品，很少能在市场站住脚。

2 我国液压凿岩机文献的分类

2.1 研究型论文

2.1.1 设计计算型论文

此类论文数量多。

设计计算型论文包括了仿真计算，优化设计，活塞间隙优化设计，蓄能器设计优化，换向阀设计优化，活塞缓冲设计，钎尾缓冲设计，冲击频率调节方法等等。

博士、硕士、学士的论文几乎全部属于此类。高校与研究院所作者的论文大都属于此类。此类论文数量多。

2.1.2 实验研究型论文

实验研究型论文包括实验方法介绍，实验设备和仪器介绍，实验项目介绍，测试结果与测试曲线分析，误差分析等等。

此类论文中介绍实验原理与实验方法的较多。专门介绍液压凿岩机测试结果与曲线，并且进行分析的论文较少，大多散见于设计计算论文中，作为计算正确性的证明。

高校与研究院所作者有些论文属于此类，此类论文数量不多。

2.1.3 材料热处理研究型论文

材料热处理研究型论文包括活塞、钎尾的选材与热处理，铜套的选材等等。关于活塞、钎尾的选材与热处理的论文较多，关于其他零件的论文数量少。

2.1.4 加工工艺型论文

加工工艺型论文包括凿岩机主要零件的机加工的设备，工装夹具，量具与测量方法，工序与工艺步骤，怎样保证尺寸精度与位置精度，等等，大概是技术保密的原因，此类论文数量极少。

2.2 综述型论文

2.2.1 产品品种型号综述型论文

产品品种型号综述型论文包括当时国内外液压凿岩机产品的厂家，系列，型号，主要性能参数等等。

此类论文数量较多，但大多是介绍阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品，介绍国内产品的较少。

2.2.2 产品历史发展综述型论文

产品历史发展综述型论文包括介绍国内外液压凿岩机历史发展，产品型号推出的年代，市场情况等等， 此类论文数量不多，但大多是介绍蒙特贝塔、阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品历史，介绍国内产品历史的较少。

2.2.3 产品技术综述型论文

产品技术综述型论文包括液压凿岩机结构类型，技术进展，等等。此类论文数量少而且内容重复较多。

2.2.4 产品市场调研分析指导型论文

产品市场调研分析指导型论文包括当时国内使用的液压凿岩机产品的主要型号，市场保有量，年销售量与销售额，备件销售量与销售额，市场的细分，将来市场的趋势预测，市场对液压凿岩机的性能与技术要求。

此类论文很重要，对于国家的产业政策和企业的产品规划指导意义很大。

此类论文数量极少，几乎没有，倒是在网络上各种市场调查公司的广告不少，只提供提纲，具体内容要付费才能提供。

由于我国缺乏市场液压凿岩机产品销售数据统计，要写出高可信度的此类论文，必然要花费巨大的人力财力，只靠个人或一个单位的力量难以完成，最好有行业组织与行政力量的参与。

2.3 使用维修型论文

2.3.1 产品使用方法型论文

产品操作方法型论文包括凿岩机冲击压力，旋转压力，推进压力的优化匹配，钻头直径与旋转速度的匹配，操作方法等等。

此类论文数量不多，有北京科技大学高澜庆教授等的论文“液压凿岩机主要工作参数对凿岩速度影响的试验研究”，有广东省水利水电第二工程局梁明华论文“液压凿岩机旋转速度与凿孔直径的关系” [1]，是凿岩机使用实践总结，指导意义更大。

2.3.1 产品维修与故障分析型论文

产品维修与故障分析型论文多数为水电工程局、铁路隧道工程局的技术人员所写。此类论文来源于生产实践，言之有物，参考价值很大，数量不多，列举如下：

煤科总院北京建井所黄园月、李耀武、郭孝先“液压凿岩机的故障分析与防治”；

广东省水利水电第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理” [2]；

广东水电二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进” [3]；

李强“Atlas 1838型凿岩机六种常见故障的排除”[4]；

张兆钦“COP1238凿岩机技术特点及使用维护” [5]；

田华军“HL500型液压凿岩机的日常维护保养” [6]。

2.4 产品介绍型论文

2.4.1 产品性能介绍型论文

产品性能介绍型论文多为介绍阿特拉斯、山特维克公司产品的论文，也有少量介绍国内海卓公司产品，乐清采矿机械厂的液压凿岩机产品的论文。

2.4.2 市场应用报道型论文

国外作者关于液压凿岩机市场应用报道型论文很多，国内此类论文数量很少，有少量关于YYT26支腿式液压凿岩机工程案例，使用成本效益分析的报道。

2.5 专利文献

最近的十几年关于凿岩机械的专利有六十多件，大都是液压凿岩机械的结构设计方面的专利。尚未见到有重大影响，或产生效益的专利。

3 我国液压凿岩机技术研究的不足

3.1 凿岩机文献的五多五少现象

通过对我国液压凿岩机文献的分析，我们发现有五多五少现象。

（1） 设计论文多，实验与工艺论文少；

（2） 研究论文多，使用维修论文少；

（3） 性能介绍型论文多，市场应用报道型论文少；

（4） 历史发展综述论文多，市场调研分析指导型论文少；

（5） 专利多，影响小。

3.2 缺少学术交流讨论

我国大概有20多年没有开过全国性液压凿岩机技术方面的交流会或研讨会。

我们众多的论文作者，都是在自说自话，没有交流，没有讨论，更没有争论。论文提出的论点，基本没有人跟进，进行理论与实践两个方面的证明或证伪，或补充，只是不加评价的引用。

我怀疑，很少有人认真阅读这众多的论文，如果不是博士生，硕士生，大学生因为做毕业论文的需要，阅读的人就更少了。我国关于液压凿岩机论文的影响力实在有限。

3.3 设计理论研究与产品生产脱节

我国大概可称得上液压凿岩机设计研究论文数量大国，但是我国自行开发的液压凿岩机产品多数从市场上消失，现在还能在市场上站住脚，有一定销售量的产品，多数为1980年代技术引进的产品。这种情况至少说明我们的设计研究和产品生产是脱节的，或者说明我们的设计理论还不成熟，还要不断改进。

4 我国液压凿岩机设计理论的主要论点

4.1 关于凿岩机冲击机构设计理论

4.1.1 三段法理论

认为活塞往复运动一个周期是由活塞回程加速、回程减速、冲程加速三个阶段组成的。4.1.2 设计变量理论

将一个无量纲数称为设计变量，这个无量纲数可以是：

（1） 冲程时间与活塞运动周期之比；

（2） 活塞回程加速度与冲程加速度之比；

（3） 活塞行程与可能最大行程之比；

（4） 活塞后腔受压面积与前腔受压面积之比，很明显，第四个无量纲数最直观，最易检验。

4.1.3 优化设计理论

根据以下5个设计目标，求得一个最佳设计变量。

（1） 蓄能器容积变化的最大值最小；

（2） 蓄能器隔膜震动次数最小；

（3） 能量利用效率最高；

（4） 冲程时，最大瞬时流量最小；

（5） 回程时，最大瞬时流量最小。

4.2 关于换向阀设计理论

4.2.1 换向阀中位正开口理论

换向阀在中位时，换向阀的高压窗口与低压窗口都有微小开启，叫正开口。认为正开口有益于冲击机构性能改善。主张应该采用正开口。

4.2.2 换向阀最优行程理论

换向阀行程的选取受到阀口通流面积，换向时间与阀耗油量三重制约，存在一个优化点。

4.3 关于蓄能器设计理论

4.3.1 高压蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论

蓄能器的蓄油与排油量不仅与蓄能器的容积有关，而且与系统的工作频率有关，如果蓄能器固有频率选择不合适，即使加大蓄能器容积，也不能增大蓄能器的蓄油与排油量。

在蓄能器结构参数固定，凿岩机进油压力确定的情况下，可以改变蓄能器充气压力来改变谐振频率，使得系统处于最佳工作状态。

这个理论是极有理论研究价值与学术价值的，是一个动态的理论，是北京科技大学首先进行研究的，可惜无人跟进，这方面的论文太少。

4.3.2 蓄能器一次振动理论

在活塞运动一个周期内，蓄能器隔膜只有一次振动。这个理论已经包含在第4.1.2小节的优化设计理论中了，这是一个静态的理论。

4.4 关于信号孔位置

4.4.1 活塞回程换向信号孔位置的计算

这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的，这是极其重要的计算，缺了这个计算公式，无法进行凿岩机的图纸设计。

4.4.2 活塞冲程换向信号孔位置的确定

这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的，这也是极其重要的计算。既不能换向太早，使得撞击钎尾时，活塞已经被减速，也不能换向太晚，造成活塞二次打击钎尾。

4.5 钎尾反弹缓冲动力计算

研究这个理论的有浙江大学张新等人，广东工业大学机电工程学院刘智等人，中南大学机电工程学院赵宏强等人，杨国平等人，难能可贵的是，张新做了实验研究，有实验曲线图。

4.6 其他理论

（1）活塞密封间隙与长度优化理论；

（2） 活塞空打缓冲结构计算；

（3） 冲击频率无级调节自动换挡理论。

以上3种理论均有，就不一一论述了。

5 我国液压凿岩机设计研究亟待解决的问题

5.1 换向阀的结构尺寸问题

（1） 换向阀中位负开口的优缺点分析；

（2） 最优负开口量的计算与实验验证；

（3） 换向阀最优行程理论与实验验证。

5.2 活塞与缸体结构尺寸问题

（1） 活塞前后腔面积的确定及优化；

（2） 活塞回程换向信号孔位置的确定；

（3） 最优冲程换向信号孔位置计算与实验验证。

5.3 蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论

研究蓄能器隔膜的动态频率响应，蓄能器最佳充气压力的计算。

5.4 钎尾反弹缓冲系统动力计算与实验验证

不但研究缓冲机构本身，进行静力学计算，更要研究钎尾反弹缓冲系统的动态响应，将缓冲机构，钎具与缓冲液压油路作为一个系统，研究缓冲活塞的频率响应，缓冲液压系统是否能有效吸收钎尾反弹的能量，又是否能迅速将钎头重新抵紧岩石。

5.5 凿岩机反打系统动力计算

既要研究反打机构本身，进行静力学计算。更要将反打机构与反打液压油路作为一个系统，研究反打活塞的位移，运动速度与冲击能量。

5.6 零件的气蚀与腐蚀问题

（1）活塞前后腔气蚀问题的计算与解决方法；

（2）凿岩机壳体联接平面点蚀的原因与预防。

6 我国液压凿岩机设计研究的学术建议

6.1 反求法

对国外高端液压凿岩机结构尺寸的分析，用反求法研究凿岩机冲击机构的设计计算公式与方法。反求法基本属于归纳法，反求法需要统计多台高端液压凿岩机的结构尺寸，统计数据越多，代数计算公式越接近实际，设计指导作用越大。这方面的工作似乎还没有人去做。

6.2 验证法

将我们国内的设计理论，如用最佳设计变量理论，换向阀最优行程理论，蓄能器设计理论，分析国外高端液压凿岩机的结构尺寸、充气压力等参数，检验是否符合我们的理论。如果大致符合，则验证了我们理论的正确性，如果相差很大，则要寻找原因。

6.3 代数计算公式研究

6.3.1 液压凿岩机设计研究方法的分类

理论分析与公式计算，实验研究，计算机数值仿真是凿岩机设计研究的三驾马车。

三段法，最佳设计变量等属于理论分析计算。

理论分析与公式计算是凿岩机设计研究的基础，是实验研究与数值计算的的基础与指导。

6.3.2 液压凿岩机代数设计计算公式的建立

公式计算必须将凿岩机的物理（实际）模型简化为力学模型，再进一步简化为数学模型，再简化为代数公式。简化必须是合理的，不能与力学模型有大的矛盾和冲突。

在不断的简化中，必然有失真，这时就要用经验系数去校正。这方面我们还有许多工作要做，对每一结构类型的凿岩机，都可以研究出一套基本通用的计算公式。

6.3.3 液压凿岩机代数设计计算公式的输入输出

代数公式计算输入的是冲击能，冲击频率，冲击末速度，进油压力， 输出的是活塞质量，活塞前后受压面积，活塞行程，信号孔位置，阀的结构尺寸，阀行程，开口量，凿岩机进油流量等等。

6.4 强化实验研究

6.4.1 液压凿岩机实验的分类

在理论分析指导下的实验研究是必不可少的，我们的力学模型，数学模型是否正确，简化是否合理，都需要实验验证。数值仿真计算就更需要实验验证了。

这里所说的实验主要是凿岩机内部机理实验，也可是型式实验，而不是出厂实验。

6.4.2 液压凿岩机实验的规范

实验的各种条件，包括样机，液压系统，测量方法，仪器仪表，都应该是明确的，实验的结果应该是真实的，可重复的，重复实验的误差应该进行分析。实验的时间、地点与参加人应该注明。

6.5 数值计算研究

6.5.1 数值计算的定义

数值计算就是虚拟样机技术，因此数学模型要尽可能逼近力学模型与物理模型，数值计算需要输入的数据很多，需要详细的凿岩机图纸数据，否则不能称之为虚拟样机。

数值计算又叫动态仿真，我国在数值计算方面的论文太多了。有基于AMESim的仿真，基于Simulink的动态仿真，基于MATLAB的计算机仿真，准匀加速度法仿真计算，键合图方法仿真，等等。

6.5.2 液压凿岩机数值计算输入输出的基本要求

冲击机构数值计算中，进油流量必须是输入值，而压力是输出值。

数值计算输出结果不能仅仅是冲击能，冲击频率等，必须能输出活塞运动速度、位移，换向阀的速度、位移，活塞前后腔压力的曲线。并且能够描述出液压油的空化与气蚀现象。

数值计算的结果曲线应该用实验曲线验证，未经实验验证的仿真计算是不可信的。

数值计算的结果应该是真实的，不能弄虚作假，其他人也可以重复运行程序。

6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的基本要求

数值计算的程序应该模块化，数值计算需要花费大量的精力与时间，不是一个人短时间能够完成的，因此数值计算的程序应该模块化，可以由一组人员分工，进行编写。

数值计算程序应该界面友好，参数的改变，应在界面中进行，而不应在程序中进行。

数值计算的模型与程序应该是持续改进的，和所有的计算机软件一样，应该有版本号。液压凿岩机数值计算程序应该通用工具化，不要搞成专用工具。不能只有作者自己用，换一个人就不能用。

6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的难点

虚拟样机技术是一项浩繁的工程，但是并不是遥不可及。内燃机的燃烧过程，牵涉到化学，燃烧学，热学，力学，都可以做到数值仿真，并且在发动机设计中起到重要作用。冲击机构的数值仿真也一定能做到，但是这要求有一个精干的团队和一个好的实验条件。

数值计算程序都是针对某一个特定的图纸的，因此通用性较差。不要指望适合于单腔回油的凿岩机，也能适合非单腔回油的凿岩机。也不要指望适合于芯阀结构的凿岩机，也能适合套阀结构的凿岩机。这也是数值计算应用的一个难点。我们至少应该做到，对某一相同结构类型的液压凿岩机，具有通用性。

7 我国液压凿岩机设计研究的政策建议

7.1 以企业为主体，产学研结合

过去几十年，我国液压凿岩机设计研究是以高校和研究所为主体的，和企业产品开发联系较少。事实证明，我国液压凿岩机设计研究进步不大，只有以有实力的大企业为主体，厂学研结合，学校与研究所自己不搞产品生产，只为社会和企业提供知识与技术，各自发挥自己的优势，才是我国液压凿岩机技术与产品的发展道路。

7.2 以行业协会为主体，组织技术交流

与凿岩机的生产、使用有关的行业有凿岩机械气动工具、煤炭、矿山、铁路、水电、冶金等等，在1980年代，矿山机械行业组织过液压凿岩机技术交流会， 1990年代初期， 煤炭建井行业组织过液压凿岩机技术交流会。

8 结语

（1）对我国液压凿岩机研究文献进行了分类，5大类，13个小类；

（2）分析了我国液压凿岩机技术研究的不足，3个方面的不足；

（3）列举了我国液压凿岩机设计理论的主要观点，6大类，13个观点；

（4）列举了我国液压凿岩机设计中亟待解决的5大类共11个问题；

（5）提出了我国液压凿岩机设计研究的5条学术建议；

（6）提出了我国液压凿岩机设计研究的2条政策建议。

参考文献：

[1] 梁明华.液压凿岩机旋转速度与凿岩直径的关系[J].工程机械，2001，32（6）.

[2]何雄彬.HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理[J].广东水利水电，2001（8）.

[3] 李同明.阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进[J].四川水利，2004（3）.

数值计算论文篇（5）

【中图分类号】G64 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2012）07-0213-01

数值计算方法是一种研究并解决数学问题的数值近似方法， 是在计算机上使用的解数学问题的方法，它为各种数学问题的数值解答研究提供最有效的算法。主要内容为函数逼近论，数值代数，数值微分，数值积分，误差分析等。常用方法有迭代法、差分法、插值法、有限元素法等。现代的计算方法还要求适应电子计算机的特点， 随着计算机和计算方法的飞速发展，几乎所有学科都走向定量化和精确化，因此在科学研究和工程技术中都要用到各种计算方法。 例如，在航天航空、地质勘探、汽车制造、桥梁设计、 天气预报和汉字字样设计中都有计算方法的踪影。可见数值计算方法是解决“计算”问题的桥梁和工具。我们知道，计算能力是计算工具和计算方法效率的乘积，提高计算方法的效率与提高计算机硬件的效率同样重要。科学计算已应用到科学技术和社会生活的各个领域之中。

计算方法既有数学类课程中理论上的抽象性和严谨性，又兼具实用性和实验性的技术特征， 是一门理论性和实践性都很强的学科。但它又不同于纯数学只研究数学本身的理论，而是把理论与计算紧密结合，着重研究数学问题的数值方法及其理论。 由于计算方法课程与计算机的密切关系及该课程的特殊性，该课程的建设不仅会使数学类专业学生受益，还可使学校理工科专业学生受益。 在70年代，大多数学校仅在数学系的计算数学专业和计算机系开设计算方法这门课程。 随着计算机技术的迅速发展和普及， 现在计算方法课程几乎已成为所有理工科学生的必修课程。

一、计算方法课程教学改革的必要性

数学与科学技术一向有着密切关系并相互影响，科学技术各领域的问题通过建立数学模型与数学产生密切的联系，并以各种形式应用于科学和工程领域。而所建立的这些数学模型，在许多情况下，要获得精确解是十分困难的，有时是不可能的，这就使得研究各种数学问题的近似解变得非常重要了，“数值分析”就是专门研究各种数学问题近似解的一门课程。通过这门课程的教学，使学生掌握用数值分析方法解决实际问题的算法原理及理论分析，提高学生应用数学知识分析和解决实际问题的能力。

随着教学改革的深入，我们对计算方法课程进一步改革的认识也更明确。在新的历史时期，我们的课程也要做到与时俱进。从对本科生培养的一般要求，后续课程的学习和科学研究的工作需要，进一步加强计算方法课程的教学改革是十分必要且势在必行的。

二、计算方法课程教学方法的改革

为了做好本课程的教学，课程组在重视传统课堂教学的基础上，还应采取多种方式提高学生主动学习的积极性，提高学生综合应用知识的能力，达到深化理论学习，提高应用能力的目的，从而取得较好的教学效果。

（一）重视课堂教学，激发学生学习兴趣

主讲教师要充分做好课前准备，努力激发学生对该课程的学习兴趣，吸引学生的注意力，由浅入深，由简单到复杂。举例时尽量结合实际生活应用，学生就不会感到所学内容抽象和空洞，而是与实际有着紧密联系，从而增强学习的主动性和目的性。对教学内容中的难点和重点着重进行分析和讲解，尽可能从不同角度对问题做详尽的解释和说明，掌握好讲课节奏，突出重点，解决难点。

（二）注重理论背景和思想方法

计算方法课程的内容改革在重视理论研究的同时，也要兼顾到实际应用，在研究的主要内容、特色、体系结构和所要解决的主要问题等方面，要围绕有利于学生的发展来进行。重点讲述数值分析方法的思想和原理，尽可能避免过深的数学理论和过于繁杂的算法细节。数值计算方法与科学计算软件MATLAB相结合，有助于学生更有效地利用MATLAB的超强功能，来处理科学计算问题，有助于避免那种虽然学过数值计算方法但不能上机解决实际问题的现象发生。

（三）加强与实际问题联系的方法

在讲授计算方法的一些理论时，结合实际问题，使学生真正感受到课程的一些理论与方法的应用，充分调动学习的积极性。如在讲算法稳定性时，可以举一个与实际相关的简单方程，从方程的物理背景入手介绍误差的来源和传播过程，及对数值近似解的影响，使学生更深刻地理解算法稳定的重要性和必要性，进而产生浓厚的探究研究方程和算法稳定性方法的求知欲望。使得学生不再觉得数值计算方法及其理论仅是枯燥的数学知识。

三、计算方法课程教学手段的改革

随着知识经济时代的到来，知识迁移更加频繁，联系更加紧密。这就对高等教育提出了新的要求，要求高校培养的人才不仅要具有比较系统、全面的专业知识，更要有较强的学习能力，要勇于实践，敢于创新。实践是培养创新思维、创新能力的关键环节。

对于计算方法课程，在理论教学的基础上可以适当增加实践教学。可以将课堂教学与课外训练通过科研项目、实际课题有机结合起来，在教学过程中鼓励学生积极从事课外科技活动，完成必做实验之余鼓励学生自己动手设计针对于不同问题的算法过程。

四、总结

计算方法的理论广泛应用于科学技术的各个领域，该课程的教学效果直接影响着学生今后的科研能力和创新能力。如何提高该课程的教学效果？本文从教学改革的必要性、教学方法改革和教学手段改革等几个方面对计算方法课程的教学改革进行了探讨，在今后的教学过程中，我们还将进一步深化课程的教学改革。

参考文献：

数值计算论文篇（6）

中图分类号：O1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（c）-0206-03

了解圆周率的演算历史与历史作用，对于我们更好的继承和发展数学事业都具用重要意义。

1 圆周率的历史演算

圆周率π是数学常数，它是圆的周长和直径的比，在社会生产与实践中应用是非常广泛的，圆周率的演算精度在某种意义上反映国家的数学水平。

1.1 通过实验演算值

演算值的初级阶段发生在公元前950年前后，是通过实验为依据，是根据对圆的周长与直径的测量演算得来。在古代人们把等于3长期应用，如基督教《圣经》中取为3，在印度、巴比伦等也长期使用=3这个简约数值。在《周髀算经》中对圆周率有过“圆周三径一”这样的描述，意思是圆的直径是1，周长大概为3，这说明了人类早期对值的估算，在东汉时期官方公布古率明确规定圆周率等于3，并以此来计算圆的面积。

人类的早期还应用其它不精确的方法来推算值。如古希腊与古埃及人曾经用谷粒摆在圆周之上，以粒数与方形对比的办法获得值，还用质地均匀木板锯得圆形和方形以其重量的比获得值等获得圆周率的许多值，如古埃及人将=3.1605使用近四千年，公元前6世纪印度人曾取3.162，在我国西汉之初王莽命令刘歆造量的容器“律嘉量斛”，在造容器的过程中刘歆就用到圆周率值，为此他通过做实验，获得一些关于圆周率的一组近似值，分别为3.1547、3.1992、3.1498、3.2031，这已比径一周三的古率大大进步了，这种人类经粗糙计算得出的数据，主要用于计算园田面积，由于数值不够精确在当时没有产生较大影响，但用这些值来制造器皿等误差就明显太大了。

1.2 通过几何法演算值

通过简易测量的方法演算出的值是很粗略的，阿基米德科学地研究了圆周率，使圆周率的演算发展到中级阶段，他对值的演算建立了数学的方法而非通过测量的手段，将值精确到任意精度，从此使圆周率的演算建立在数学科学为基础。

圆周长界于其外切正四边形与内接正四边形之间，所以4>>，显然这是不精确的，阿基米德将正多边形的边数增加，曾使用了正96边形来演算值，从而使阿基米德所求圆周率的精度越来越高，在他的著作《圆的测定》一书中首次创造性地利用下界与上界来更精确地确定值，利用几何法对圆周长和其直径的比界于与之间进行证明，并得出误差的估计值，此种数学演算方法从理论上讲重要的是所求得的圆周率值更加精确。

阿波罗尼奥斯经长时间的演算得到的值为3.1416，在公元前150年前后由希腊天文学家托勒密获取的值为3.1417，并取得近似值为377与120之比，这些都是自从自阿基米德以后所取得的伟大成就。

我国首先最早在公元263年左右由数学家刘徽得到比较准确的值。刘徽采用当时先进的割圆术得到等于3.14，并提出它是不足近似值，他研究割圆术的时代虽比阿基米德稍晚点，但他与阿基米德相比从方法上更有独到地方，只用圆的内接正n边形可以给出的上界与下界，此做法比阿基米德利用外切与内接正n边形来确定值要简便了许多，此外刘徽通过对割圆术的研究过程中给出了一种奇妙的计算方法，他把分割成的192边形的若干个粗略的近似值使用简单的加权平均的方法，得到圆周率值的4位有效数字3.1416，对这一结论刘徽曾说过，若使用割圆的方法来计算得到这个数值，就要割至3072边形，此种相对精确的计算方法的效果是神奇的，这种奇特的计算方法是割圆术中最精彩的，可惜的是由于当时人们没能对它有正确理解而未被重视。

我们都知道祖冲之对圆周率所做出巨大贡献，在史书《隋书·律历志》中有许多关于祖冲之对圆周率演算的记载，他对圆周率的演算有巨大成就，求得圆周率介于3.1415926和3.1415927之间，其精确度进一步提高，并且求得的两个替代分数，它们分别是约率22/7和密率355/113，他演算出的值有八位，此成果是当时最精确的，在世界上保持了近千年记录，并且在1912年日本数学家三上义夫为纪念祖冲之的研究成果提出将等于355/113叫做祖率。

为什么祖冲之能够获得这个巨大成果？是建立在刘徽割圆术方法基础之上的并对它进行有效的发展与传承，所以对祖冲之的成就大加赞誉时，要清楚他是站在数学大师刘徽的有力的臂膀之上的原因，若要只利用演算圆的内接多边形边长这种方法想获得这个精确结论，后人做过推算，它需要演算至少圆内接正12288边形才可以获得这一精确度值，祖冲之还可能利用了其它的奇妙方法来简化计算过程，由于记录他个人成果的书《缀术》已遗失了，有关这点已不可查询了，这在我国数学史上非常令人惋惜也是巨大的损失。

祖冲之创造出的成就在世界上享有盛誉，比如我国已发行纪念他的邮票，人们于1964年11月9日在紫金山天文台观测到的小行星取名为祖冲之星，苏联人于1959年观测到的月球环形山脉取名祖冲之山，法国在发现宫的科学博物馆内墙壁之上撰文专门表述祖冲之的伟大功绩，在苏联莫斯科大学的走廊里矗立着祖冲之的大理石雕塑。

祖冲之表示值选择用两个简单的分数，一般情况下不会引起人们的注意，但是这点在数学上具有极其有重要的意义，与密率（只用到了1、3、5这三个数字）的近似度很接进，它在形式上却十分简并很优美，有数学家专门做了验证后得出：在所有分数中当分母不大于16603时没有发现其它分数比密率更趋近于，西方人取得这个成果是在祖冲之之后的一千多年，可以坦率的讲祖冲之获得密率是一件非常了不起的事情。祖冲之是使用什么方法获得这样精确的结论的呢？由于当时的文献没有承传下来，后人对它也做了各种各样的推测，那么就让我们一起考查一下国外数学历史，或许能够找到一些线索。

德国于1573年经数学家奥托研究后获得这个结论，他就将托勒密的结论和阿基米德的结论中分子、分母分别相减而合成，即：；荷兰于1858年由安托尼兹将阿基米德的结论中上限与下限取平均数进行了合成，得到了此结论，即：[（333+377）/2]/[（106+120）/2]=355/113。两人都获得了祖冲之的密率，但纯粹是巧合，没有任何道理。在17世纪日本数学家关孝和在求值时建立零约术，它实际上是采用加成法去求得近似分数的办法可以获得祖冲之的约率与密率，他选取3、4为母近似值，经依次六次加成便获得约率22/7，经一百十二次加成便获得密率355/113，他的弟子对此种办法进行了改进，找出从附近的过剩或不足近似值中就近加成的方法，其实质是前面已讲到的加成法，这样自3、4为起点经六次加成获得约率22/7，经七次加成获得25/8，就近和紧邻的22/7进行加成获得47/15，这样经过23次加成方可得密率355/113。

在《中国算学史》中记载着钱宗琮有关祖冲之圆周率计算方法的推测，他推演了祖冲之在获得密率的计算过程，经算得加成权数x=9，并采用把徽率157/50和约率22/7作母近似值，这样计算：（157+22×9）/（50+7×9）=355/113，从而获得密率，并且钱宗琮对祖冲之的计算过程给了高度解读与评价。

另外还有一种推测是采用连分数的办法，利用更相减损术来求两个正整数的最大公约数早在《九章算术》已有记载，因此利用这一工具来求近似分数存在着可能性，便有人认为祖冲之在求出盈二数以后再利用这种方法把3.14159265表达为连分数，于是得出其渐近连分数：22/7、336/106、355/113、102573/32650…最后把精确度较高、分子和分母又较小的分数355/113作的近似数，英国的博士李约瑟也是这样考虑的，他在《中国科学技术史》中对祖冲之所研究的密率进行了较高的评价，由于祖冲之得到的密率是一些渐分数、连分数，所以是一个了不起的成果。

我们再来研究一下国外对圆周率所作出的贡献，印度阿耶哈达在公元450年左右获得=3.1416；中亚与西亚地区在1424年前后由数学家卡西经过演算805306368个内接与外切正多边形的周长，最终得到=3.14159265358979325，这个值有十个有效数字从而首次突破由祖冲之所创造的记录；法国在16世纪由数学家韦达运用阿基米德的演算方法，采用216×6个正边形计算得到有9位有效数字的值，他仍沿袭了阿基米德的研究方式，由于他采用了十进位制数，从而使韦达有了先进的工具，也获得了更高精度的值；德国数学家鲁道夫在17世纪用一生的时间来研究值，他采用十进制数并与阿基米德的研究方法相结合，他开始时未从正六边形入手并把它的边数增倍，而是从正四边形入手一直推出262条边的正多边形，最多达到大概4610000000000000000边形，经计算得出值中有36个有效数字，在德国为缅怀他作出的这一伟大成就固把命名为“鲁道夫数”。

前面讲了运用几何法求值，它的计算繁杂，会穷尽数学家一生的心血，鲁道夫的计算已经到了巅峰，古典方法再不能向前推进了，在17世纪数学分析的发现促使的演算过程也进入全新的历程。

1.3 通过分析法演算值

利用分析法求值的时期是通过无穷级数来计算，它已经突破求多边形周长的繁杂演算过程，此时对已给出精确表示与充分的理性认识。

1579年数学家韦达得出的最早分析表达式：这个公式十分的优美，至今也令人们欣赏赞叹，公式中仅出现数字2，使用乘、除、开平方与加法等系列的运算就得出值。后来相继对给出多种表现形式，比如在1650年由英国科学家约翰·沃利斯提出：；在1650年由英国数学家罗尔德·布隆克尔提出：在1671年由苏格兰数学家詹姆斯·格雷里奇提出：这些式子都是首次精确表达值，但是运用它去计算值时耗费时间与精力，想把值精确至小数点后第二位就得演算几百项。

创建微积分的数学家牛顿提出：

牛顿运用这个公式大大简化了值的计算过程；大数学家欧拉于18世纪对值提出新的计算：…，…从形式上看两个表达式是十分简洁与完美的，但计算出的值的效果并不好；数学家亚伯拉罕·夏普于1699年运用詹姆斯的结论算出值有72位有效数字；数学家梅钦于1706年提出的表达式：，他运用级数展开的方法计算值到小数点后100位，为纪念他的成果，表达式以他的名字来命名；法国代·拉尼于1719年把值精确到小数点后第112位；德国兰伯特于1767年经过证明提出值是无理常数；法国勒让德于1794年再经过证明得出也是无理数；达塞于1844年得到公式：，并运用此公式对值取得第200位小数的成就；在1853年德国卢瑟福竟然把值精确至小数点后的400位。

在1882年由德国林德曼提出并得到证明为超越数，它不是整系数代数方程的解，从此解决了困扰人们近二千年的数学难题即不可化圆为方，从而极大的突破了对认识。在1873年由美国菲格森把值精确至小数点后的710位；佛格森与小伦奇于1947年共同研究并得到值的小数点后的808位，创造了用人工计算值的世界最高记录。

求值不同的类似公式在19世纪后出现很多，精确度也越来越高，谢克斯在1873年运用梅钦的级数公式把计算至小数点后707位，他用了20年时间才获得这项世界纪录，为歌颂他顽强精神与坚韧毅力，人们在他去世后把凝聚他一生心血值刻在他的墓碑之上，他获得的这个举世的成就成为以后74年内为人们深信不疑的最高记录。数学家弗格森在若干年后对谢克斯的计算有疑虑，他大胆地进行了猜想，值中虽然数字的排实不存在规则，但各个数字出现的几率似乎相近，于是他对谢克斯的值做了统计后提出数字的出现并不均等，于是使他产生了怀疑。从1944年至1945年的一年时间内他采用了当时最优秀的计算手段进行计算，找到从第528位开始是错误的，之后的一百多位数字全部有问题，谢克斯的大半成果就这样被无情地一笔抹去了，但谢克斯作为毅力坚强的计算者自愿献出大半生精力从事值的计算工作而无报酬，这种在数学上的不懈追求精神是值得我们学习的。

1.4 通过计算机演算值

世界上首台计算机ENIAC于1946年问世，随着电脑时代的开启出现了计算方面的根本革命，1949年在计算机上根据梅钦的计算公式将值计算至小数点后2035位，计算时间仅为70小时，由于计算机的发展速度非常快，导致值的计算记录被一次次打破。

印度数学家拉马努金在19世纪初提出一个高效的计算值的数学公式：，由于公式中出现四次方导致它高速趋近于的真实值，每一步计算都可以增长8位有效数字，1985年人们使用这个公式对值进行计算后得到小数点后一千七百万位数字；法国裘努埃于1959年运用IBM704将值计算至小数点后16167位；美国香克斯与伦奇于1961年运用IBM7097将值计算至小数点后100265位；法国吉劳在1966年运用STRETCH将值计算至小数点后250000位；法国吉劳在1967年运用CDC6600把值计算至小数点后500000位；法国吉劳在1973年把值计算至100万位小数，并把此成果编成世界上最枯燥的二百页的书；日本鹿角理三吉与久仲山于1981年运用FACOMM-200利用公式把值计算到小数点后2000038位；美国贝利在1986年利用Cray-2只耗费28小时就将值计算到小数点后29360000位；日本廉正蒲田在1986年使用NECSX-2把值计算至小数点后134217700位，并在1989年对值的计算攻破10亿位；日本在1994年运用数学公将值精确至小数点后40亿位，并在1995年已突破64亿位。

在20世纪90年代数学家创造出的“水龙头”计算法，对值在原有数字的基础之上运用递推方式可以计算出后继的数字，电脑专家们还创造出十分有意义、有效的公式：，运用此公式得到了特殊的结果，即在十六进制数中第位数字可独立计算出来，而无需得出位之前的数字，比如不必计算出的100万位之前的数字，就可知道第100万位的数字。

日本东京大学教授金田康于1999年对值已获得小数点后2061.5843亿位，据最新消息讲他正使用超级计算机算得值的小数点后一兆二千四百一十一亿位，改写了两年前由他创造的纪录，现在虽然打破记录，但不管推进至多少位也不至令人感到惊喜，事实上将值算得如此精确其应用的作用已不大，在科技方面所运用值有十多位就已足够了，若运用鲁道夫得出的仅36位有效数字的值来演算能将太阳系包括在内圆的周长，其误差不足于质子直径的1/1000000。

2 值的历史作用

是什么原因使数学家对的计算一直不能停步呢？是什么原因对值有这样的兴趣呢？这里面除了有人类的对新生事物的探索追求和想超越他人的想法之外，还有其它更加重要的理由。

（1）通过值的计算以检测超级巨型计算机的各种性能。通过值的计算以检测计算过程的稳定性与计算速度，以便通过检测结果对计算机进行改进，比如当Intel公司将奔腾（Pentium）计算机推出时就是通过计算值发现此计算机中存在一个小问题，这就是值的计算到目前为止还不能停步的重要原因之一。

（2）通过计算值的思路与演算方法可发现新的数学概念与数学思想方法。即使计算机的运算值速度非常高，但还要求由数学家精心编制值的运算公式与程序以指导计算机进行运算，如果将的演算历程划分出计算机时代时，但绝不意味着它在计算的方式与方法上有什么改进，仅仅是所采用的计算工具上有所突破罢了，所以研究怎样改进计算技术、发现更加精确的计算公式并使其公式收敛得更快更好、并能快速地达到极高精度等这些问题仍是数学家们要研究的重大问题，比如印度现代著名数学家拉马努金发现许多非常好的结论，运用他的公式能精确并迅速地演算出的高位近似值，他的结论给出了更加精准地演算值的明确思路，可见的计算过程是人类数学发展的胜利但它绝不是机器的胜利。

人类是否能做到无限地对值的计算进行下去，依据朱达偌夫斯基的估算人类是做不到的，人类最多能对计算到位，尽管目前人类距离这一极限位置还很遥远，但它的计算终究是有界限的，为了探究这一界限是否存在、是否受到这一界限的阻碍，人类就要从算理上有新的质的飞跃，要牢记并杜绝谢克斯式的在计算史上发生过的惨痛的教训，唯有探求新的计算方法。有人提出对计算时能否做到不从头进行而要从中间开始，这种大胆的想法是要探索并行计算公式，计算的并行计算公式终于1996年被发现，只不过它是16进制的公式，由它可得到的1000亿位的小数，如何把这16进制的公式转化成10进制的并行计算公式是将来数学面临的一个难题。

（3）通过值的计算检验数学理论层面的问题。人们希望将的无穷级数展开至亿位，并通过此过程能够给出充分的数据以检验人们所提出的一些理论层面的问题，从中可推出大量神奇的性质，比如要考查在的十进制展开式中有些数字较稀疏、有些较稠密，数字出现的几率是否相等，还是它们完全随意等。最早提出在的数值中各数字出现的几率应该相等的是数学家弗格森，就是这种猜测为发现与纠正谢克斯在计算值过程中出现的失误找到了根据，弗格森想验证自己的猜测是否成立他却做不到，他人也是由于知道的值的位数有限而无法去验证猜想，所以人们对其正确性也就产生了怀疑，比如在的近似值中0出现的几率开始时很少，0在第32位首次出现，但是随着的近似值的增加，这种情况出现了变化，第8个0出现在100位内，第19个0出现在200位内，第999，440个0出现在1000万位以内，第599，963，005个0出现在60亿位内……所占比率为1/10，其它数字出现的情况也有相似的结论，虽然稍有偏差但都控制在1/10000以内。这些问题看似无聊，只有那些思想敏锐的人才会问这些简单的问题，相信人类终将会得出许多有用的结论，从而推动数学的发展。

人们很久以来就在的展开式中努力查找素数，起初在相当长的一段时间里经过艰难试除确定314159是六位数素数，于1979年两位美国数学家发现并证明在的数列中有长达38位素数31415926535897932384626433832795028841，并称之为“天文素数”，后来麦文在的数列中又发现存在长度达432位的素数，从此以后再没有新的发现。

（4）通过值的计算了解值中数字的出现有没有固定模式。人们追求能够在十进制中通过统计分布对数字进行研究，以此来寻觅存在的可能模型，但至今为止还没有找到这类模型。人们还想知道在值中是否存在无限的样式变化，即是否存在任意样式的数字排布，大数学家希尔伯特就曾提出在的十进制数中是否存在10个9在一起，就目前得到的60亿位数来作考察已经发现有6个9在一起，此问题的回答应得以肯定，只要的数位有足够长，什么形式的数字排布皆会出现，只不过是时间问题而已。

据统计在值的60亿数字之中已经有连续的10个6、9个7、8个8，从小数部分第3204765位和第710150位以后都有连续7个3，值的前八位在小数部分第52638位后也同样出现，有趣排列876543210出现于小数部分第2747956位，只是缺个9，还有123456789也出现，只是缺个0，虽然数列314159重复出现6次，但数列0123456789从未出现过，这一点对人们有启发作用。

参考文献

[1] 李文林.数学史概论[M].北京：高等教育出版社，2002.

[2] （英）期科特.数学史[M].南宁：广西师范大学出版社，2002.

数值计算论文篇（7）

P键词：箱梁；顶板；负弯矩；预应力筋；张拉；数值

Key words： box beam；roof；negative bending moment；prestressing tendons；tension；numerical

中图分类号：U445.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）14-0089-03

0 引言

预应力混凝土构件广泛应用在各种建筑工程中。预应力筋的张拉是预应力混凝土构件施工中的核心技术，对预应力混凝土构件的质量起着决定性的作用。预应力筋的布设位置、形式多样，施工难度各不相同，但施工精度要求高、注意事项多，尤其是负弯矩预应力筋的施工更有许多不同的特别要注意之处[1]。先简支后连续箱梁被广泛应用到大中型桥梁中，它是一种介于简支结构和传统连续结构之间的桥梁上部结构形式[2]，但桥梁结构中负弯矩张拉不被大家重视，影响了桥梁的安全和使用寿命[3]。预应力筋的张拉数值计算是预应力筋张拉质量控制的关键和重点。准确计算负弯矩预应力筋理论伸长量是控制张拉施工质量的基础[4]。本文以某高速公路A2标预应力钢筋混凝土箱梁顶板负弯矩预应力筋（低松弛钢绞线）的张拉数值计算为例，介绍了桥梁工程中箱梁顶板负弯矩预应力筋的张拉数值计算内容、计算方法、计算步骤、要点和注意事项。

1 工程概况

某高速公路A2标段主线全长7.000公里（起讫桩号为K210+000～K217+000），共有大桥949.6米/5座，大桥上部结构选用标准跨径为25米、30米的先简支后连续装配式预应力混凝土连续箱梁。

箱梁顶板负弯矩预应力筋设计采用低松弛高强度钢绞线，采用BM15-5、BM15-4扁锚体系。预应力筋孔道采用金属波纹扁管。负弯矩束布设及材料技术参数详见表1。

2 计算准备工作

计算准备工作是为负弯矩束相关数值计算收集必须的数据和依据。主要包括对预应力筋（钢绞线）取样检测、张拉设备检定、测定影响预应力筋计算长度的结构尺寸等。

2.1 预应力筋取样检测

预应力筋取样检测主要是通过对购入施工现场的钢绞线按规定方法和频率制取试样。送有资质单位检测，对材料的质量进行验证、复核，对比产品出厂合格证的数值；同时为预应力筋张拉相关数据计算提供钢绞线准确的必须数据（如面积AP、弹性模量Ep等）。

2.2 张拉设备标定校验

负弯矩预应力筋张拉采用电动高压油泵（含压力表）、穿心式单根千斤顶各2台。压力表表面最大读数为张拉力的1.5～2.0倍，标定精度应不低于1.0级[5]。

在张拉前张拉机具应在有相应资质的检验计量单位进行仪器仪表的标定，为张拉提供依据[6]。千斤顶与压力表必须配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线。根据大量的试验数据分析研究，张拉力与压力表读数之间具有一元线性方程关系，可以用一元线性回归方程表示如下：

Y=a×X+b （1）

式中：Y：压力表读数（MPa）；X：张拉控制力（kN）；a为系数（无单位）；b：修正值（MPa）。a、b的值因压力表、千斤顶及组合不同而不同。

通过式（1）可以计算负弯矩预应力筋张拉表见值，进行分级测量、计算预应力筋伸长值。

2.3 测定影响预应力筋计算长度的结构尺寸

张拉预应力筋必须安装锚具和千斤顶，锚具、千斤顶占用一定的预应力筋长度，其中千斤顶工具夹片到锚垫板之间的预应力筋也被张拉、伸长，对预应力筋的伸长值计算和测量直接产生影响，故必须测量这部分预应力筋的长度，也即工作锚具的厚度B、千斤顶顶压器外端与工具夹片内端之间距离D（如图1）的和。

3 张拉力计算

3.1 预应力筋张拉控制应力（бcon）

根据设计规定，钢绞线张拉锚下控制应力为бcon =0.75fpk=0.75×1860=1395MPa。由于施工工艺、获取质量控制数据等的需要，张拉必须分行程进行，бcon是唯一的依据，如张拉需要行程为10%бcon、20%бcon、100%бcon，相应的锚下应力为139.5MPa、279.0MPa、1395MPa。据此，可进行预应力筋张拉端的张拉力P、预应力筋张拉理论伸长量植的计算。

3.2 预应力筋张拉端的张拉力（P）

预应力筋张拉端的张拉力P（N）可由下式计算求出：

P=бcon×Aρ×n×c （2）

式中：бcon：预应力筋张拉控制应力（Mpa）；Aρ：预应力筋的截面面积（mm2）；n：同时张拉预应力筋的根数，此处n=1.0；c：超张拉系数，不超张拉时为1.0。

预应力筋张拉端的张拉力P不是固定数值，张拉力P随每批钢绞线实际送检测得或钢绞线生产厂家提供的截面面积Aρ值不同而不同。如某批钢绞线检测得Aρ=140mm2则计算P得：P=1395×140×1×1.0=195300（N）。

各个阶段的张拉控制力依据设计给定锚下张拉控制应力带入式（2）可分别求得（见表2）。

3.3 张拉压力表读数计算

张拉压力表读数是进行张拉施工控制的依据。压力表读数用各阶段张拉控制力数值带入式（1）求得。必须注意每个压力表读数都必须由张拉力带入式（1）求得，不得以某次计算得到的压力表读数再按张拉行程按比例计算其他行程压力表读数。因为关系方程中的相关系数和修正值是关键所在。尽管两者计算结果相差有时非常小。这是经常被忽视的一个问题。现以一次实际标定得关系方程来计算压力表读数并作比较以更直观地说明此问题，计算及比较结果详见表3所示。

4 预应力筋计算长度（L）

预应力筋计算长度（L）既不是设计图纸中包含工作长度的束长，也不是锚固端之间的束长。是张拉受力时参与伸长的分段预应力筋长度之和，对于两端张拉的预应力筋来说等于两张拉端千斤顶工具夹片内端之间预应力筋的长度。包括锚固端之间的束长（T）、工作锚具厚度（B）、千斤顶顶压器外端与工具夹片内端之间距离（D），也即预应力筋计算长度L=T+2B+2D。此处预应力筋为直线且两端张拉，可以以预应力筋的中点作为计算截面，即以（T+2B+2D）/2长度值带入相关公式计算每端理论伸长值，然后合计求和取得整束预应力筋的理论伸长值。

5 理论伸长值（ΔL）计算

5.1 计算依据

按文献[5]，预应力筋的理论伸长值ΔL按下式分段计算叠加。

5.2 伸长值计算

由上述式（2）、（3）及设计图纸相关数据，分别计算得30m、25m箱梁顶板负弯矩束张拉理论伸长值。现列出30米箱梁顶板负弯矩束张拉理论伸长值如表5所示。

5.3 伸长值控制范围

根据文献[5]规定张拉采取“双控制”，预应力筋采用应力控制方法张拉，以伸长值进行校核，若理论伸长值和实际伸长值之间的差超过±6%时应立即停止张拉，找到原因并解决后，方可继续张拉[7]。预应力筋伸长值的控制范围为：

6 张拉实际伸长值计算

根据文献[5]张拉程序为0初应力（量伸长量初读数L1）бcon持荷5分钟（量伸长量终读数L3）锚固。实际施工时，在施加应力前，钢绞线处于松曲状态，此时不能作为钢绞线伸长值的起点，而钢绞线恰好被作用至绷紧状态的应力较小且不易掌握。为了准确测算预应力筋实际发生的所有伸长值，文献[5]提出钢绞线在初应力作用下的非弹性伸长值可以用公式求出或采用相邻阶段推算法获得。根据工程实践检验，大都采用相邻阶段推算法。此法具有简便易行、数据准确可靠等优点。具体的操作方法如下：

按010%бcon20%бcon100%бcon三个阶段，共量出三个伸长值，即：

第一阶段010%бcon，量伸长量初读数L1；

第二阶段10%con20%бcon，量伸长值为L2；

第三阶段20%con100%бcon，量伸长量终读数为L3。

由第一、二阶段可以推算出钢绞线非弹性伸长值ΔL''=L2-L1。张拉实际伸长值为：

ΔLs=（L3-L1）+ΔL''=（L3-L1）+（L2-L1）=L3+L2-2L1。

实际伸长值理论上还应考虑锚环的压缩量，由于此值很小而一般予以忽略不计[8]。

7 结论

影响预应力筋张拉数值和施工质量的因素很多，如孔道平顺、位置正确等，负弯矩管道精确定位可有效保障后续施工顺利进行和工程质量[9]。

张拉力、压力表读数、钢绞线理论伸长值等的计算必须认真、准确、严谨，要有专人计算、另外有人复核。张拉有专人记录、测量伸长值，现场实测值与理论值进行比较，对张拉应力进行校核[7]。张拉应力及压力表读数计算错误可能导至断丝、伸长率超出控制范围等事故。检查张拉应力及压力表读数是否计算错误直至重新送检钢绞线。

必须在预应力筋的张拉设备标定及原材料检验、张拉理论伸长值计算与伸长值范围确定、以及现场张拉控制与记录等各个环节加强全面质量意识，认真做好自检、互检、验收。务必做到计算测量精确、操作方法正确和施工工艺控制严格。

箱梁顶板负弯矩预应力筋的张拉数值计算内容、计算方法、计算步骤、要点和注意事项等同样适用于其他形式梁板顶板负弯矩预应力筋、以及正弯矩预应力筋，只是预应力筋数量、张拉设备型号不同相关参数须做相应调整。

参考文献：

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[6]张月明.探讨桥梁预应力T梁的施工技术与质量控制[J].黑龙江交通科技，2014，4（242）：86，88.

数值计算论文篇（8）

1 引言

互联网的发展极大地影响了人们的生活方式和消费观念，网购越来越受到消费者的欢迎。由于人货分离，消费者在消费前需要大量的信息作为参考，面向产品的评论是其中重要的一环。在现实利益的驱动下，垃圾评论快速“滋生”，特别是产品评论数量呈爆炸性趋势增长，人为地辨别垃圾评论已不切实际，因此，研究出一种能够识别和过滤垃圾评论的方法具有重要的现实意义。

2 相关工作

国内外的研究者们在博客和邮件领域的垃圾评论方面做了大量工作，取得了一定的成果，但对于产品虚假评论的识别依然困难重重。

文献[1]首次定义了三种类型的垃圾评论以及基于产品、评论内容以及评论者三类评论特征，建立Logistic回归模型进行识别。但这种方法对于虚假评论识别效果不佳。文献[2]开发了第一个识别虚假评论的“黄金”数据集，利用文本分类技术来对虚假评论进行识别。文献[3]提出通过用户所给的评价等级来识别垃圾评论制造者的方法，用计算机所得分值进行排名，从数据集中移除分值较高的评论者及其评论。文献[4]从互联网获取产品评论集，并进行手工标注的数据集训练分类器来识别虚假评论。以上方法由于人的主观因素难以确定合适的标准，使数据集中存在过多的错误标注。文献[5]现利用对评论文本进行上下文无关文法的特征建模有助于提高识别的正确率。文献[6]利用F统计量改进K均值算法，在实现评论集的自适应聚类后计算每个簇偏离的程度，从而实现对虚假评论的识别。

本文创新性地提出采用评论文本的语言结构和情感极性上的差异来定义特征，使用随机初值的局部搜索法、模拟退火法进行特征选择，然后利用聚类算法来识别虚假评论。

3 数据集

当前阻碍虚假评论研究发展的一个重要因素是缺少评估检测算法的标注数据集，为了获得可靠的已标注数据集，我们选择了西安市2家日化店，进行人工构造，具体构造方式如下：

3.1 虚假评论

虚假评论是人工无法直接从评论集中有效识别出的，故我们进行人工构造虚假评论。在10天内，我们要求周边市民（并未实际购买产品）写下正面积极、有利于产品售出的评价，共收集到300条虚假评价。

3.2 真实评论

2个月内，我们共获得437条真实的用户评论。由于评价质量良莠不齐，我们制定了一些约束条件对这437条评论进行过滤处理，与虚假评论平衡，保持长度分布一致，最终保留300条真实评论。

我们将这300条真实评论与300条虚假评论构成本文所需的数据集。

4 特征工程

根据现有对特征定义和构建的方法研究，并结合用户语言心理学知识、文本的语言结构及情感极性的分析，本文总结了以下8个特征。

4.1 特征定义

4.1.1 词汇量

虚假评论者会大肆赞美产品，使评论冗长，而真实评论言简意赅。故词汇量越大，评论真实度越低，由此定义词汇量为评论中词汇的数量。

4.1.2 修饰度

丰富的词汇种类可以用来表达用户的情感，虚假评论者使用的词汇种类少于真实评论者使用的词汇种类。为了便于统计，本文定义形容词与副词与总词汇量的比值为修饰度，修饰度越高，真实性越大。

4.1.3 人称代词词频

第一人称代词可以增加评论的真实度以及亲切感，在无亲身体验的虚假评论中，它被更多地使用。本文定义第一人称代词数量占总词汇量的比值为人称代词词频。

4.1.4 产品提及度

定义产品提及度为产品各种属性相关的词汇量占总词汇量的比值。虚假评论会更多地提及产品的品牌以及相关属性以增加评论可信度，故产品提及度越高，该评论为虚假评论可能性越大。

4.1.5 正面情感

为了强调产品的正面性，虚假评论中能表现正面情感的词汇较多。定义正面词汇（利用正面情感词典）数量占总词汇数的比值代表正面情感。

4.1.6 负面情感

与正面情感相似，虚假评论者会为了赞美产品而尽量不使用负面情感词汇。定义负面词汇（利用负面情感词典）数量占总词汇数的比值代表负面情感。

4.1.7 极端评分

虚假评论者会为了提高产品的正面性而给出极端的评分（数据集中评分满分为5分），设定5分为极端评分赋值为1，其他评分为0。

4.1.8 评分偏差

虚假评论者缺少真实的用户体验，所给出的评分常与平均评分有较大偏差，本文认为偏差越大，该评论为虚假评论的可能性越大。定义评分偏差为用户评分与均值的绝对值。

4.2 基于启发式算法的特征选择

在机器学习与数据挖掘的实际应用中，特征的数量往往较多，其中可能存在不相关的特征，特征之间也可能相互依赖，易导致如下的后果：

特征个数过多，分析特征、训练模型所需时间过长，计算成本大，容易引起“维度灾难”，模型也会相当复杂，推广能力会下降。

特征选择能剔除不相关或冗余的特征，减少特征个数，提高模型精确度，减少运行时间。另一方面，真正相关的特征简化了模型，使得输入对系统的响应更具实际意义。

由于解空间维度较高，且对于每个解而言所要计算的目标是分类的准确率，计算较为复杂，故本文采用启发式算法（随机初值的局部搜索法、模拟退火法）来进行特征选择，并相互验证增加可信度。

4.2.1 随机初值的局部搜索法

随机初值的局部搜索法从多个初值出发，重复运行一个简单的上升算法直到其结束，所采用的初值随机选取。

特征选择步骤：

（1）编码：采用n位二进制编码，1表示模型中包含该特征，0则相反。如此，每个解即为一个n维向量，θ=（θ1，…，θn）（θi∈{0，1}，i=1…n） 。

（2）S机初值的产生：对于解θ的每个元素θi使其有1/2的概率为0，1/2的概率为1，据此，产生5个随机初值。

（3）上升算法的选择：本文选取最速上升法，即在当前解的邻域中选择最优的解。（解邻域局限于对当前模型添加或去掉1个特征的1-变化，即每个解邻域含有n个候选解。）

4.2.2 模拟退火法

特征选择步骤：

（1）参数值的初始化，初始时刻t=0，此时初始解θ（0）=01100110，温度τ0=10，共运行15个阶段，每个阶段标号为j长度为mj；

（2）在θ（t）的邻域Ω（θ（t））内，以相同的概率选取候选解θ*（解邻域局限于对当前模型添加或去掉1个特征的1-变化，即每个解邻域含有n个候选解）；

（3）以概率

两个聚类之间的相似度采用Average-linkage方法计算：

步骤1：把每个向量化的评论各自归为一个聚类，计算每两个向量之间的相似度。

步骤2：对所有聚类两两计算相似度，把相似度最高的两个聚类合为一个聚类。

步骤3：新生成的聚类与其他所有聚类计算相似度。

步骤4：合并相似度最高的两个聚类。

步骤5：重复步骤（3）（4）直到所有评论被划分为一个聚类。

这种聚类方法在分类之前，不用给出最终聚类的个数，分类完成后可以根据需要来选定聚类个数。利用这种方法计算得出的分类后的评论集，可以为下一种方法的初始迭代做铺垫。

5.2 软聚类

硬聚类把每个待辨识的对象严格地划分到某类中，而虚假评论具有隐蔽性，直接为其分配类别标签并不是最好的办法。我们采用模糊C-均值聚类算法（FCM）来研究虚假评论问题。

5.2.1 模糊C-均值聚类算法（FCM）

在本文中，C=2，m=2，且初始隶属矩阵我们按照下面方法给出。

5.2.2 隶属度函数设计

本文中，根据前文已得到的特征选择的结果来计算隶属度矩阵，初始隶属度矩阵用下面的隶属度函数获取：

5.2.3 算法步骤

根据前文，我们给出具体的算法步骤：

步骤1：根据隶属度函数计算样本对各类的隶属度μij（0），建立初始隶属度矩阵U（0）=[μij（0）]。

步骤2：用式（4）计算各类的聚类中心Ci（L），L为迭代次数。

步骤3：用式（5）计算新的隶属度矩阵U（L+1）。

步骤4：返回步骤2，重复计算直到收敛，收敛的条件为：

使用上述方法计算的结果仍然是模糊集合，因此我们采用几个阈值对结果进行去模糊化。

6 数值实验

6.1 实验结果

如表1所示。

6.2 结果分析

结果表示，混合使用方法是由层次聚类法和效果最好的FCM方法组成。我们仅通过层次聚类法就获得了80.3%的准确率，调整参数和方法混用之后，准确率有了提高。相较于前人的算法，我们的准确率较高，说明我们的模型在简化问题方面和数值计算方面效果较好。从上表可以得知，当m=1.5时，准确率最高。以层次聚类法为基础的FCM法虽然在准确率上没有明显变化，但是可以为FCM的随机初始化设定一个标杆，以使FCM方法有更好的效果，也便于设置FCM的终止条件。

7 结束语

本文基于虚假评论和真实评论在情感极性上的差异，利用启发式算法进行特征选择，聚类算法进行识别，验证了算法对过滤虚假评论的有效性。但该方法主要针对产品中的虚假评论，今后的工作可以提取更具普适性的特征，使模型可应用于微博评论等领域。

参考文献

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数值计算论文篇（9）

一、工程概况

青岛至兰州高速公路G22是《国家高速公路网规划》中18条东西向横线之一。该线东起山东省青岛市，西至甘肃省兰州市，规划里程1795km。连接青岛、济南和兰州三座海陆交通枢纽城市。陕西境走向与309国道大致相同，由山西省跨越黄河进入陕西，经宜川、富县，在富县雷家角接入甘肃省。路线横穿陕西北部地区，区域富含石油资源，拥有延安、南泥湾等一大批中国革命旧址及华夏始祖黄帝陵、黄河壶口瀑布等人文自然景观，是陕西重要的红色旅游线路之一，也是延安东进西出的公路运输大通道。

二、葫芦河流域简介

葫芦河为北洛河右岸一级支流，发源于甘肃省华池县子午岭山地紫坊畔，源地海拔1680m，由西北流向东南，与洛川县交口河镇附近汇入北洛河，流域面积5449 km2，全长235.3km，干流河道平均比降2.37‰。调查河段以上河长164 km，流域成羽状，平均比降2.88‰。流域内除上游和下游部分地区植被差外，大部分为茂密森林和梢林，常水量较大，洪峰很小，涨落缓慢，水土流失轻微，多年平均含沙量5.47kg/ m3。张村驿水文站1952年设立，属区域代表站，为省级重点站，位于葫芦河下游段富县张村驿镇，控制流域面积4715 km2，距河口距离72 km。

三、设计洪峰流量计算方法

桥涵设计流量的推算，应按《桥位勘设规程》的要求，根据所掌握的资料情况，选择适当的计算方法。对于大中河流，具有足够的实测流量资料时，主要采用水文统计法，而缺乏实测流量资料时，多采用间接方法或经验公式计算；若具有足够的实测暴雨资料时，也可利用暴雨资料，通过成因分析，进行计算。

1．根据全国水文分区经验公式确定

经验公式的组合方法：①由分区平均流量，C，n值，Cv值和Cs/Cv值，求算；②由分区中的表中K和n’值，求出；再由表中的比值，得值。

计算过程如下：

①在全国水文分区经验公式表中，查91区，可知，C=2.8,n=0.64，Cv=1.09，Cs/Cv=2.5，=1.30，代入经验公式=628.33(m3／s),进而求得，=3326.76(m3／s)

= 1.30×=4324.78(m3／s)

②在全国水文分区经验公式表中，查91区，可知，K=31.2，n’=0.53，代入经验公式=2761.21(m3／s)，= 1.30×=3589.58(m3／s)

2．延安地区汇水面积相关法

它是目前计算洪峰流量最常用最简单的一种方法，对于无资料地区的洪水计算有着重要意义。其基本形式为：

根据上式，查表7-8，N=100年，=4.42，n=0.74

=2310.99(m3／s)

3．延安地区综合参数法

此法是以小流域内设计暴雨量和流域特征参数为基础而建立的多因子经验公式。形式为：

C、α、β、γ、η――分区综合经验参数

根据经验公式，查表7-9，C=0.24，α=0.22，β=0.74，γ=0.04，η=0.41，将已知数据F=4715 Km2、L=164 Km代入上式=0.1753，又有公式，其中

式中：―设计重现期为N的3小时流域面平均雨量

―历时3小时的暴雨点面系数

―线形拟合参数，见表，

―设计重现期为N的3小时点暴雨量，查表得，=116.3 mm

经计算， =41.16(mm)，代入公式=1480.04(m3／s)

4．根据暴雨资料推求设计洪水

根据《延安地区实用水文手册》（延安地区革命委员会水电局编）及《延安地区实用水文手册》（陕西省延安地区水利水土保持局），用暴雨资料推理公式推求设计洪峰流量,其基本形式为：

……① ……②……③

当：τb >τ时， ……④ τb

τb =τ时， ……………⑥

上列公式中：、、τ、为未知数；其余的参数F、L、J可由大比例地形图求得；S、n可由暴雨等值线图求得；m、μ可通过查表或由有关公式计算出来。

计算此流域处某一频率的洪峰流量，其步骤如下：求解方程组四个未知数，采用试算法。试算法是先假定一个代入方程③得τ，将τ代入方程②求得，将求得之τ与τb相比较，选定径流系数方程即从④或⑤中求得；将求得的与值代入方程①即得，视其与假定值是否相等，如不相等应反复试算，直至接近为止，最终即可求得设计洪峰流量。

根据以上各步骤查表和计算的各参数如下：

(1)F=4715Km2，J=0.00237，L=164Km；

(2)根据A、B及n求S,查得暴雨参数A=16，查得B=20，由暴雨量资料分析查得设计暴雨的n值为0.7，即可求得S=56

(3)根据土壤的含砂率不同，查表，μ=15；

(4)根据延安地区不同区域不同情况，查表，m=0.5；

(5)根据以上试算法的计算步骤，假定值进行试算，最终得出。

计算结果：= 700.41立方米/秒（重现期100年）

5．绘制理论频率曲线，计算设计洪水频率相应流量―设计流量

利用流量资料（包括水文站观测、洪水调查和文献考证的资料），采用水文统计法推算设计流量，按以下步骤进行：

①选取样本

可采用“年最大值法”选取样本。通过搜集历年的年最大流量资料，有条件时还应进行插补和延长，对所有资料认真审查校核后，组成一个年最大流量系列，作为水文统计的样本。

②绘制经验频率曲线

把年最大流量资料按大小递减顺序排列，计算各项流量的经验频率，并在海森机率格纸上绘出经验频率点据或经验频率曲线。

③绘制理论频率曲线

用适线法绘制理论频率曲线（P-Ⅲ型），并选定和三个统计参数。

④计算设计流量

用选定的三个统计参数，计算设计洪水频率相应的流量。

⑤审查计算结果

参照统计参数的地区经验值，审查所选定的参数值；与其他方法的计算设计流量进行对比检查。

根据以上步骤，先选取样本，组成年最大流量系列，见附表不连续系列流量经验频率计算表，并计算出，绘制出经验频率曲线；用适线法绘制出理论频率曲线，选定，参见附表葫芦河频率曲线适线过程计算表；由理论频率曲线或选定的统计参数，即可得，= 731立方米/秒（重现期100年），参见葫芦河流量-频率曲线图。

四、采用结果

综合分析上述5种计算方法所得的设计流量计算结果，前3种方法的计算结果与实际情况出入太大，与《延安地区实用水文手册》（陕西省延安地区水利水土保持局）中张村驿水文站不同重现期最大流量及特征值表所列的结果不相符，故计算结果不能利用；第4种和第5种计算设计流量的方法的计算前提就是以暴雨资料或流量资料为依据的得到的计算方法，所以计算结果与实际情况较为接近，故采用后两种计算方法。对比后两种计算方法，考虑对于大、中河流，具有足够的实测流量资料时，主要采用水文统计法。所以取第5种方法的计算结果，即= 731立方米/秒。

经综合评定，葫芦河流域在张村驿水文站的控制流域面积范围内的百年一遇设计流量为= 731（立方米/秒）。

五、结论

推算桥涵设计流量时，无论采用什么方法，都需要一定的水文资料，作为分析和计算的依据。水文资料是水文分析计算的基础，直接影响分析计算的结果，如果所依据的资料不够正确，则使用任何精确的方法，也不能获得正确的结果。因此，必须广泛搜集所需的水文资料，认真审查，反复校核，才能保证依据的资料完整可靠，计算的结果具有足够精度。

参考文献

1、《公路桥位勘测设计规范》 JTJ 062-91 人民交通出版社

2、《公路桥涵设计手册 桥位设计》2001年3月 第一版 人民交通出版社

数值计算论文篇（10）

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）28-0077-02

Again Discuss Design idea of the original code on the Computational Thinking

SUN Li

（Chenxian College of Southeast University， Nanjing 210088， China）

Abstract： In accordance with the Computational Thinking process，Design idea of the original code is discussed.Why appear the original code in the computer component principle.The original code can solve what arithmetic problems. Operational characteristics of the original code is related and analyzed from the aspects of addition， subtraction， multiplication and division.The final，Summary the of design idea of the original code.on the Computational Thinking process.

Key words： computational thinking； The original code； ALU； computer component principle； computer education

在《基于计算思维的计算机组成原理课程研究与教学》项目进行中，要围绕计算思维培养的思路选择适用的计算思维教学案例，在运算器设计这一章，我们选取原码作为计算思维教学案例之一。

计算思维是我们在遇到问题时，考虑用计算工具在问题可解的情况下，思考如何运用计算语言描述解决问题的过程。这个思考过程的结果是可在计算工具运行并由计算语言表述的有先后顺序的序列。

计算机组成原理课程全书讲述的核心问题是计算机是怎么设计的，第二章为了解决运算器设计问题，出现了原码。真值转换为机器数表示是运算器设计的第一步，真值转换为机器数不是编码完成即可，而是为用转换后的机器数编码在运算器完成各类运算且能简化运算器设计，真值的定义为带“+”“-”符号的数，机器数的定义是符号数字化的数（特别指二进制数据），那么真值转换为机器数表示，只要把符号数字化、其余位不变化就能最简单地完成机器数编码，我们把这种编码就叫原码，所以在机器数编码设计中原码的优势的是非常明显的，原码应该是最重要的一种编码，那原码把握住这个机会了吗？如果原码能满足运算要求，可能别的编码就不会再有机会出现。

下面，以最简单的核心运算：加减乘除为例，讨论一下原码运算性能。（注：本文数据如未作特殊说明，皆为二进制数据）。

1 原码加减法

加法运算是一个重要的基本运算器设计单元，后继很多运算器设计都与其有关。

原码加减法运算可参考的原型只有使用几千年的加减法竖式，但这种加法的特点是符号和数值分开计算，不能符号和数值一起参加运算。

要想进行加法要先讨论参加运算的两个数值的符号，如果符号相同做加法，如果异号做减法，那就要完成加法器设计必先完成减法器设计。

再看减法，要想进行减法要先讨论参加运算的两个数值的符号，如果符号相同做减法，如果异号做加法，那就要完成减法器设计必先完成加法器设计。

综上分析，加法器和减法器的设计，二者出现了互为条件的死锁，原码加减法运算器设计思路到此止步。

2 原码乘除法

原码乘除法的设计原型是：笔―纸乘除法方法，然后加法器器件为基础，增加一些硬件从而实现乘除法运算器设计。因此原码进行乘除法运算要相对简便些，这是因为乘积的符号可以根据被乘数与乘数的符号来确定，其规则是：两数相同，乘积符号为正；两数异号，乘积符号为负，除法类同。因此，原码乘除法实际上是两个无符号数相乘，乘积结果再加上符号位。原码乘除法的设计思路可行，此处我们只以原码乘法为例说明之，因篇幅原因除法略。

2.1原码乘法原型

在笔―纸乘法方法中，乘积由部分积相加得到。部分积的个数由乘数B的位数决定，当乘积B的个位数值是1时，部分积为被乘数左移后的值，当乘积B的个位数值是0时，部分积为0。

以上是人工乘法过程，为了便于计算机实现，部分积相加得出乘积的过程可以改为：每得出一个部分积就进行一次加法，并将被乘数左移改为部分积右移，这样只要用和被乘数、乘数位数一样的n位加法器就能完成2n位加法运算了。

2.2原码一位乘法

由于原码乘法被转化为一系列的加法和右移操作，n位相乘需要n次加法周期，原码一位乘法具体操作是：每次通过乘数B的末位值来判断是否需要加法，当乘积B的末位数值是1时，执行加被乘数的操作，当乘积B的末位数值是0时，不执行加被乘数的操作；然后部分积直接右移一位（高位用进位位填充），移出的一位放入乘数B中的最高位，同时B也右移一位，把乘数移出（判断过的）一位，即刚刚比较过的B的末位移出丢弃，然后对新的B的末位进行判断，重复以上过程直到处理完乘数B的所有位。

原码一位乘法中，每次判断加或不加之后，部分积都要进行右移操作。为了存放部分积，部分积寄存器P初值得为0，结果值即乘积高n位存放在部分积寄存器中，低n位存放在乘数寄存器B中。

2.3原码二位乘法

2.3.1原码二位乘法思想

为了提高乘法的运算速度，可以采用二位同时乘或多位同时乘的方法，二位乘法就是每次处理同时考虑乘数二位，根据它们的不同组合（00、01、10、11）一步求出两位的部分积，只需增加少量的逻辑线路，就可以将乘法的速度提高一倍，从而提高乘法的速度。

2.3.2对于原码两位乘位算法的几个思考

1）部分积与被乘数采用三个符号位，这样表示的原因是：当加法处理+X或-X操作时，可能会影响到中间结果符号位的最低一位，这样最低一位符号位就不能代表结果真正的符号位，当加法处理+2X操作时，可能会影响到中间结果符号位的中间一位，这样中间一位符号位就不能代表结果真正的符号位，而无论做怎样的操作都不能影响到中间结果符号位的最高位，所以中间结果符号位的最高位能正确标识结果的符号位，我们在每次处理二位后都要进行移位操作，当同步右移二位时，符号位移出的空位是用中间结果符号位填充的，当部分积与被乘数采用三个符号位时，就能保证每次移位操作的简单与正确。

2）在实际运算中CX操作以+[CX]补完成，这是因为此时运算为乘数与被乘数的数值部分的运算，而正数的原码与补码相同，所以可以看成是两个正数原码的运算，也可以看成是两个正数补码的运算，结果依然为正数，所以可以把运算中CX操作以+[CX]补完成；

3）原码二位乘法算法中数值位N的奇偶问题的讨论

有关奇偶问题的处理，不同书中方法不一，这个奇偶处理算法在设计运算器时还是有点复杂的，也是教学过程中同学容易出错的地方。个人觉得如果奇偶处理放在运算进行之前，会简化运算器设计的，就是当发现数值位N为奇数时，我们在不影响数据实际值的情况下直接增加一位变成偶数位参加运算就可以了，最后只进行T是否是1的判断和处理就结束了。

3 结论

原码在运算器设计中，最基本的加法运算器设计不能实现，原码乘除法运算器的设计以加法器器件为基础，原码乘除法运算器性能尚可。原码加减运算器留下的设计空白是必须填补的，这给了设计新的机器数编码的机会，这也是原码进行运算器设计的缺陷。最后总结原码设计的计算思维过程见图一。

参考文献：

数值计算论文篇（11）

关键词:学术期刊;作者;评价

Key words: academic journals;author;evaluation

中图分类号:G231 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)08-0217-02

0引言

学术期刊的竞争,实质是作者资源的竞争。作者资源是学术期刊核心竞争力形成与发展的重要保障。“期刊社要赢得长久的优势,必须认真审视和分析自己的作者群体,团结一批有才华的作者,从战略的高度积极保护和开发作者资源,以保护期刊社健康、稳定的可持续发展。”[1]深入挖掘作者资源的潜力并加以有效利用,才 能保障学术期刊的最大效益。[2]要深入挖掘作者资源的潜力,其前提是能充分了解和掌握作者信息,并有一个价值评价标准来判定作者的价值,这就需要建立一套作者价值评价体系。

1作者价值的评价意义及分类

1.1 作者价值的评价意义学术期刊不同于图书的出版,其作者群是连续、动态的,只有掌握了高质量的作者资源,才能在这一领域处于领先地位,才能建立和维系期刊的竞争优势。因此,非常有必要建设作者数据库,对作者进行维护和管理;主动去追踪作者的变化情况,发现有价值的作者并挖掘他们的潜能,为学术期刊的长远发展提供决策支持服务。由于学术期刊社或编辑部一般规模都较小,资源有限,不可能像大型期刊社那样可以投入较多的人力、财力来开展作者和读者资源管理的工作,因而在建立作者数据库时,就要有选择性地收录作者信息,建立所需的作者数据库,这就需要对作者价值进行评价后取舍。

1.2 作者价值的分类选择作者的标准是看作者是否对学术期刊有较大的价值。这种价值可以分成两大类,一是学术价值,二是公关价值。作者的学术价值是指作者在近期或未来几年内的学术科研能力和创作能力,这种学术价值体现为能为学术期刊提供优质的稿源;公关价值是指作者具有较高学术地位,在业内有一定的声望,同时与学术期刊社或编辑部的关系良好,即使不能为期刊社或编辑部撰写稿件,也可以为期刊社或编辑部推荐一些优秀作者,或成为期刊的编委和审稿专家,支持期刊的持续发展。

1.3 作者组成结构在学术期刊的作者组成结构中,可以分为学位型作者、科研型作者、事业型作者和业余型作者。学位型作者,即研究生和博士生为拿学位而作学术研究,一旦毕业后不到科研单位工作,就几乎不从事学术研究,这类作者的流动性最大,数量也最大,其中会有少部分具有成为某领域优秀专家的潜力;科研型作者是指在高校、研究所等科研机构工作的科研工作者,他们有科研考核的要求,因此主要工作就是从事学术研究,这类作者的潜力最大,特别是年轻作者,最有可能成为专家型作者;事业型作者主要是为事业发展而作学术研究,一但事业达成,便很少再从事学术研究,这类作者也有少量会成为专家,但成为专家后的社会活动能力会很强,是公关价值型作者的主要后备人选;业余作者因为一时兴趣而作一些学术研究,对学术研究的持续性不强。

1.4 作者价值层次分类由于学术期刊的财力和人力有限,而作者群又不稳定,就存在多数学术期刊的作者队伍建设不够完善的,以至于每期都在等米下锅。如果能建立完整的作者信息档案,就可以根据学术期刊的栏目来培养专栏作者,并有针对性地征稿信息,取得所需的优质稿件。因此,对作者数据库的建立及维护和管理就显得相当重要。对作者价值进行层次分类,才能更好地管理及维护作者信息。对于作者价值的层次分类要针对个体期刊而定。以经济类学术期刊为例,可以将作者的学术价值和公共价值融合评价后分成2类4个层次,即学术价值类和公共价值类。学术价值类分成核心作者、重要作者、普通作者和潜在作者4个层次;公共价值类只分1个层次。核心作者是指学术价值较高,与期刊保持良好关系,长期支持期刊稿源的作者;重要作者是长期与期刊保持联系,能稳定给期刊提供较高质量稿源的作者;普通作者是指给期刊投稿,并被采用,但与期刊还未建立良好关系的作者;潜在作者是指学术价值较高,或有较大潜力成为学术专家,期刊从未采用过其稿件,也与之无任何关系或联系较少,但正在考虑建立联系的作者;公共作者是指学术地位较高,并且与期刊保持良好关系的作者。

2作者价值评价体系的构建

作者价值评价体系设两个一级指标和四个二级指标。两个一级指标分别是学术价值和公关价值。学术价值指标下设四个二级指标,分别是学术成果、论文被引因子、论文被转载量、学术地位,其中二级指标学术成果下设有三个三级指标,分别是论文、著作和课题;公关价值指标下设置本刊评审专家、本刊学术顾问、近5年在本刊的发文年均篇数、撤稿次数、与本刊友好程度、社会兼职等六个二级指标。该指标体系以经济类学报为背景,指标权重和指标分值计算主要依据期刊编辑的经验判断。

2.1 一级指标的设置

2.1.1 公关价值

指标:是否本刊评审专家、是否本刊学术顾问、近5年在本刊的发文年均篇数、撤稿次数、与本刊友好程度、社会兼职(比如行业协会兼职和政府任任职,只有现职有效,取最高值,不可累计)。

指标分值计算:基本分值为0;是本刊评审专家给2分;是本刊学术顾问给2分;近5年在本刊发文年均篇数乘以5分(含非第一作者);撤稿1次减2分,撤稿2以上次减5分;与本刊友好程度是定性评价,最高给5分,也可以不给;社会兼职按级别分类,处级1分,厅级2分 ,省部级3分、部级4分。每项指标取最高分加总。

计算公式:公关价值=本刊评审专家分+本刊学术顾问分+5年在本刊发文内年均篇数分×5分-总撤稿分+与本刊友好程度分+社会兼职分

2.1.2 学术价值

指标:学术成果(近5年)、论文被引因子(近5年)、学术地位、论文被转载量(近5年)。学术成果最高值、论文被引因子最高值、学术地位最高值。

指标权重:学术成果(近5年)权重为0.35,论文被引用情况(近5年)权重为0.35,论文被转载量(近5年)权重为0.15,学术地位权重为0.15。

指标分值方法:对各指标在统计范围内进行归100处理后再乘以权重系数再加总。以学术成果指标为例,归100处理的方法为:在统计时间和范围内以该指标中得分最高值归为100,其他值与之相比后乘以100得到相应的数值。

计算公式:某作者学术价值=(某作者学术成果/统计作者中学术成果最高值×100×0.35)+(某作者论文被引因子/统计作者中论文被引因子最高值×100×0.35)+(某作者论文被转载量/统计作者中论文被转载量最高值×100×0.15)+(某作者学术地位/统计作者中学术地位最高值×100×0.15)

2.2 二级以下指标设计

公关价值指标的二级指标分值上面已阐述,这里不再讲解,以下是学术价值指标中的二级以下指标设置。

2.2.1 学术成果(近5年数据)

学术成果=论文学术成果分值+著作学术成果分值+课题分值

2.2.1.1 论文学术成果

指标:出版时间(年、月)、作者排序、出版机构的影响力。

作者排序是指作者在已中的作者署名排序,即是第几作者。出版机构的影响力是指期刊出版机构在行业中取得的评价,比如核心期刊等。

指标分值计算:基本分值为1分;按论文出版机构的影响力,普通期刊乘以系数1,SSCI期刊乘以系数3,CSSCI期刊乘以系数2.2,CSSCI扩展版期刊乘以系数1.8,中文核心期刊乘以系数2,取最高项,不累计;对于发表时间是近一年、近二年、近三年、近四年、近五年的,依次乘以系数1、0.8、0.6、0.4、0.2;第一作者乘系数1,其他作者乘系数0.3。

综合计算公式:论文学术成果分值=∑单篇论文分值

单篇论文分值=基本分值×出版机构的影响力系数×发表时间系数×作者次序系数

2.2.1.2 著作学术成果

指标:著作类型(专著、主编、译作)、出版时间(年、月)、出版机构影响力。

指标分值计算:基本分值为1分;不论年限,以1部著作为基数,学术专著乘以系数3,主要合著乘以系数2,参与合著乘以系数1,译著乘以系数2,主编乘以系数2,参与主编乘以系数1,教材类按主编计算,取最高项,不累计;知名出版社出版,乘以系数2。

综合计算公式:著作学术成果分值=∑单本著作学术成果分值

单本著作学术成果分值=基本分值×著作类型系数×出版机构影响力系数

2.2.1.3 课题学术成果

指标:课题级别(国家、省、省级以下及企业资助等)、课题责任人次序。

指标分值计算:基本分值为1分;不论年限,以1项为基数,部级课题乘以系数3,省级课题乘以系数2,其他乘以系数1;主持课题乘以系数1,参与课题乘以系数0.3。

指标公式计算:课题分值=∑单项课题分值

单项课题分值=基本分值×课题级别系数×课题责任人次序系数

2.2.2 论文被引因子(近5年数据)

指标:论文名、发表时间(年)、年被引用频次、发表年限

指标分值计算:基本分值为1分;计算5年内的均篇年文章被转引频次。比如统时间是2009年,以年为时间段分别计算2004―2008年发表的文章在2009年前被引用的总数除以发表年数,再将这些值加总后除以文章总篇数,具体计算方法是,2004年发表的文章除以4.5,2005年发表的文章除以3.5,2006年发表的文章除以2.5,2007年发表的文章除以1.5和2008年发表的文章除以0.5。

综合计算公式:论文被引因子=∑单论文年均被频次×基本分值

单论文年均被频次=(∑各年被引用频次)/发表年限

发表年限=统计时间-发表时间-0.5

注:发表时间和统计时间取年数的整数

2.2.3 论文被转载量(近5年数据)

指标:单篇被转载次数、转载文摘影响力系数

指标分值计算:被转载一次给基本分值1分;如果被重要文摘转载一次给乘以系数2(重要文摘指三大文摘:中国社会科学、高校文科学报、新华文摘),被人大复印资料转载乘以系数1,其他文摘转载乘以系数0.5。

综合计算公式:论文被转载量=∑单篇论文被转次数×转载文摘影响力系数

2.2.4 学术地位

指标:学术职业类别(是否教师、是否研究员、其他)、导师级别(是否博导、是否硕导)、是否经济学家、职称级别(初级、中级、副高级、高级)

指标分值计算:基本分值为0;教师系列1分,研究员系列1分,其他系列0.5分,不可累计,取最高分;博导4分,硕导2分,不可累计,取最高分;是经济学家给5分;初级0分、中级1分、副高级2分、高级3分,不可累计,取最高分。

综合计算公式:公关价值=学术职业类别分+导师级别分+经济学家分+职称级别分

2.3 作者学术价值层次评价

指标:学术价值、公关价值

指标权重:学术价值指标权重为0.6、公关价值指标权重为0.4。

计算方法:对各指标在统计范围内进行归100处理后再乘以权重系数再加总。以学术价值指标为例,归100处理的方法为:在统计时间和范围内以该指标中的最高值归为100,其他值与之相比后乘以100得到相应的数值。

综合计算公式:某作者学术价值层次评价值=(某作者学术价值/统计作者中学术价值最高值×100×0.6)+(某作者公关价值/统计作者中公关价值最高值×100×0.4)

2.4作者价值层次划分

作者价值层分类两类,分别为学术价值层次和公共价值层次。

2.4.1 作者学术价值层次的划分按作者学术价值层次评价值的高低将作者数据库中的作者分为核心作者、重要作者、普通作者和潜在作者。可以采取以下两种方法分类:

方法一:以作者学术价值层次评价值高低按比例划分:核心作者20%、重要作者40%、普通作者30%、潜在作者10%。

方法二:以作者学术价值层次评价值高低按名额划分:比如前20名为核心作者,21-70名为重要作者、普通作者和潜在作者不设限制,这里的名额可以按期刊情况而定。

2.4.2公关价值作者层次的划分

公关价值作者是与期刊建立有良好关系,且有一定社会地位或学术地位的人,他们能为学术期刊的发展提供作者资源支持或其他支持。这类作者划分主要看公关价值指标,只要该指标值达到2以上就可以入选,且不设数量限制。

3结语

建立学术期刊自己的作者数据库后,再加以价值评价,就可以选择出符合学术期刊选择标准的两类作者――学术价值作者和公共价值作者。通过作者价值的评价,为学术期刊的可持续发展建立了坚实的作者队伍,保障学术期刊进行编辑策划、主题构想时寻找到恰当的撰稿人。