离散元法在月面建造力学分析中的研究及应用

【目的】为了深入了解月面建造过程中月壤的力学特性,评估月基装备性能,优化月面建造作业,开展离散元法(discrete element method,DEM)在月壤接触力学领域的应用调查研究,旨在利用离散元法为未来月球基地建设提供理论指导和技术支持。【研究现状】基于地质勘探、资源采集及运输、建造作业等月面原位建造任务场景,分析月壤颗粒的建模与参数标定,介绍月基装备与月壤的接触作用研究现状,概述离散元法在钻-壤作用模拟、铲-壤作用模拟、轮-壤作用模拟及足-壤作用模拟中的应用,探讨基于离散元法的天然月基承载力分析。【结论与展望】提出降低几何模型复杂度、优化粒间接触模型及参数是提高宏观尺度月壤离散元建模精度以应对大规模月面建造场景的有效方法。认为利用离散元法进行铲挖式月壤采集装置及足式月球车设计在未来可以为月面建造提供可靠的技术支持。面向月面建造,离散元法将在水冰资源利用、建筑物月面承载力分析等方面提供科学依据。

月面建造结构的微流星体撞击防护分析研究与展望

为应对微流星体的超高速撞击对未来月球基地带来的巨大挑战和威胁,概述了微流星体环境对月面结构所带来的潜在危害,梳理和归纳了不同的月面防护结构类型及其组成、建造方式和特点等,并重点分述了微流星体对月面防护结构撞击作用的3种分析方法,分析了不同月面防护结构抵御微流星体超高速撞击的防护效果,同时总结了不同的月面防护结构超高速撞击分析方法的局限性,最后提出了结论,并对未来的研究方向进行了展望,为未来月面建造结构的防护设计、模拟试验和分析计算等提供一定的参考和借鉴。

ESA月球村建造计划解析及启示

月球基地在未来具有重要的战略价值,可作为空间安全基地以及航天科学研究的平台。欧洲航天局(ESA)于2015年提出月球村的概念,并于2020年由其并行设施中心(CDF)发表了研究报告《月球村:月球栖息地概念设计》。本文基于该研究报告,首先,介绍了月球村的基本概念,包括其系统划分和总体布局,概述了月球村计划以建造月球栖息地为主要任务的具体实现方案。随后,本文解析了月球村计划的核心——月球栖息地的内部建筑设计与功能分区,并对月球栖息地刚性支撑框架+柔性充气外壳的混合结构特点进行了详细说明。最后,本文从电力、热控、辐射屏蔽三个角度分析了月球栖息地的维保系统设计,为未来的月球基地建造方案和计划提供参考。

地外建造研究进展与科学技术挑战

随着深空科学与深空探测技术的不断发展,NASA、ESA以及其他一些国家纷纷提出地外空间中长期驻留设想及其地外建造相关计划。该文梳理了国内外地外建造相关战略,系统分析了地外建造的概念内涵及其发展;总结了地外建造结构设计、材料制备和建造工艺装备三方面研究进展;进而分析指出地外建造关键科学技术挑战。期待更多的学者关注地外建造这一新的研究领域,为我国深空探测贡献土木工程学科智慧。

乙型肝炎病毒基因B型及基因C型两种国家标准品研制

目的研制乙型肝炎病毒(HBV)基因B型及基因C型两种国家标准品。方法收集我国不同地区的HBV感染者血浆样品,经HBV五项、DNA病毒检测,从中筛选出11份基因分型标准品候选品样品。经HBV序列测定,进化树分析,初步确定2份样品分别为HBV B型及C型标准品候选品。分别将2份候选品离心、分装后,进行HBV基因分型验证测定,并进行定量的协作标定测定。结果确认筛选出HBV基因B型及基因C型标准品,其HBV DNA浓度分别为4.67×10~7IU/mL(CV为3.6%)及3.66×10^(8)IU/mL(CV为2.9%)。装量检查,大于0.5 mL/支,符合规定。均匀性检查,两者P值分别为0.428(F值为1.140)及0.420(F值为1.173),分装的标准品支与支之间浓度均匀无差异。将两种标准品在不同方式保存(反复冻融、4℃保存、室温及37℃放置)后,测定结果与-80℃保存样品测定结果相比较,绝对偏差均在±0.2的范围内,方差分析P值均大于0.1;另外,-20℃保存12个月后与-80℃保存样品两者测定数据分析,B型P值为0.237(F值为1.934)、C型P值为0.173(F值为2.737),P值均大于0.1,稳定性验证符合规定。结论制备了HBV基因B型及基因C型两种国家标准品,为我国HBV基因分型试剂的质量控制和标准化提供了依据。

基于云模型的某近间距盾构隧道施工风险评估案例研究

相较于一般的盾构施工,近间距盾构施工中后行隧道施工不仅难度大、风险高,还会造成既有隧道的结构变形和位移,降低既有隧道的安全性,因此需要对近间距盾构施工进行风险识别和评估,为制定控制措施提供支持。依托某市轨道交通七号线三阳路过江超大直径隧道近间距盾构施工实例,根据其工程特点归纳出典型风险指标,并基于熵权法计算指标权重,采用云模型评估方法对各个风险进行评估。实际施工中结合评估等级采取针对性措施,保证了工程施工安全,同时也验证了此方法的有效性和可行性,可为类似工程风险评估提供参考。

生物质多孔碳材料用于锂硒电池硒正极载体的研究

为了解决锂硒电池硒正极在循环过程中由于多硒化物的溶解和体积膨胀导致电池容量快速衰减的问题,利用自然界丰富的生物质通过化学活化制备具有不同孔结构和形貌的多孔碳材料作为硒的负载材料。将米糠用KOH活化处理然后高温炭化制备了介孔碳材料(RBC),孔径主要分布在3.53 nm,并通过熔融扩散法制备了Se/RBC正极材料,RBC对硒提供有效的物理保护,因此Se/RBC正极材料表现出较好的电化学性能,0.5 C下循环200次后比容量仍保持在372 mAh/g,容量保持率为88.0%。进一步使用ZnCl2活化处理花生粕,然后炭化得到了具有微/介孔结构的碳材料(NS-PC),与KOH相比,ZnCl2的腐蚀性小,且碳材料具有杂原子掺杂,因此Se/NS-PC正极在0.5 C下循环500次后比容量高达380 mAh/g,电化学性能优异。

智能建造专业教师能力培训需求及保障措施研究

为促进建筑业的智能化转型升级,许多高校加强智能建造专业教师队伍建设,培养具备跨学科能力的智能建造人才。研究以六大教指委联合主办的智能建造专业师资能力提升公益培训活动为契机,对智能建造专业教师能力培养进行了深入探索,通过问卷调研揭示了智能建造专业教师能力培训的现状和相关需求。同时,从培训组织单位、高校以及教师个人三个角度提供了有针对性的建议,有助于推动智能建造专业教师能力的高质量、可持续发展。

纤维缠绕建造技术的研究与展望

纤维缠绕建造技术是一种以无芯纤维缠绕技术为基础,采用自主建造机器人来实现大尺寸纤维缠绕结构及其构件的快速、准确和自动化建造的新型技术。本文针对纤维缠绕技术具有扩展到大尺寸建筑及其构件建造的潜力,首先重点介绍了纤维缠绕技术的基本原理、材料系统、机械设备和关键技术,其次梳理和归纳了这一新型建造技术在建筑施工领域中的应用,最后进一步探索和展望纤维缠绕建造技术的未来发展方向。

火星原位建造材料研究进展与展望

火星风化层作为一种重要的原位自然资源,在火星基础设施建设上具有重要作用.基于与地球上不同的火星极端环境与火壤特殊性质,系统研究了火星原位建造材料的物理特征与机械性质,重点分析了火壤类混凝土材料(具体包括含硫混凝土、聚合物混凝土、地聚物混凝土与水凝胶基混凝土)、火壤熔融与烧结原位固化材料两个方面的最新研究进展.尽管目前火星原位建造材料的研究已取得一定成果,但仍面临诸如聚合物混凝土原位制备困难、熔融与烧结过程能耗较大,以及在火星环境下建造材料服役性能不足等局限问题.根据火星原位建造材料在未来的发展方向,研究结果旨在积极推进对火星原位建造材料的深入研究,为实现火星原位建造提供借鉴与参考.

戊型肝炎病毒感染状态下兔粪便菌群的变化探究

本研究旨在探究HEV感染状态下兔粪便菌群的变化差异。本研究收集粪便HEV RNA阳性与阴性兔粪便各4份,分为P组(n=4,P1~P4)和N组(n=4,N1~N4),对粪便16S rDNA基因序列中的V3V4区域进行高通量测序,并对所得数据进行了生物信息学分析。α多样性及PCoA分析结果显示2组间的粪便菌群组成存在明显差异;与阴性对照组相比,HEV感染组的拟杆菌门、酸杆菌门、绿弯菌门等显著增多(P<0.05),瘤胃球菌属、拟杆菌属等丰度显著减少(P<0.05)。HEV感染后兔粪便菌群的构成、丰度等均存在一定差异,粪便菌群有可能成为HEV感染的潜在生物标志物。

载人月球建造场地平整遥操作预测控制模型研究

针对载人月球建造预测控制模型建立困难的问题,将遥操作控制数据与深度学习模型相结合,以实现对土方施工机器人工作过程的预测控制。基于操作人员远程控制土方施工机器人的历史数据,构建场地平整施工过程控制数据集;结合深度学习的理论和方法,构建了基于LSTM网络的预测控制模型。实验结果表明:在土方施工机器人的前进阶段,操作手柄左右方向的预测控制结果误差最小为4.8%。提出方法能够实现有经验操作手的专家知识复用,实现复杂施工环境中场地平整遥操作的预测控制。

城市轨道交通数字孪生标准体系研究

随着国家“新基建”战略对于建设数字孪生城市建设的指引,我国城市轨道交通工程作为城市公共基础设施的重要组成部分进入了新的发展时期,通过构建数字孪生体系将会加快推动城市轨道交通工程全生命周期智能化进程。本文主要研究了城市轨道交通数字孪生标准体系构建的重点方向:首先阐述了城市轨道交通数字孪生标准体系构建的目的与意义以及当前城市轨道交通数字孪生标准化现状,并就标准体系构建的重点原则进行了分析;其次结合目前制造业的数字孪生模型架构和技术体系,建立了城市轨道交通领域的数字孪生标准体系架构;最后结合国内目前城市轨道交通领域技术体系标准制定的现状,详细分析了物理实体、虚拟实体、平台与服务、连接与集成等技术标准的构建基础与思路,以期促进数字孪生技术在我国城市轨道交通领域的全面推广应用。

月球基地结构的月震影响分析研究与展望综述

月球基地对于人类长时间驻月和科学研究具有重要的战略支撑作用。然而,月震活动对月球基地的结构建造与服役会造成巨大的潜在威胁和安全挑战。本文归纳了四类月震的形成原因与特点,分析了浅源月震可能破坏月球基地结构的主要原因,总结了常见的月震监测及数据分析方法,结合四种典型月球基地结构,讨论了月震活动对不同结构造成的影响及结构动力响应特点,阐明了典型结构在月震作用下的失效条件、失效部位、应力分布、变形程度等,为未来月球基地结构的抗震设计和防震减灾研究提供了参考和展望。

土方机械车载视觉智能感知研究与应用

随着新一代信息技术快速发展,土方工程机械智能化升级已成为智能建造领域的重要发展方向。其中,车载智能感知是土方工程机械智能化的关键技术和热点。围绕土方机械车载视觉智能感知技术,提出土方工程机械智能车载视觉系统的构成,系统分析该技术分别在土方工程机械智能化施工中,对人员、机械和物料感知任务中的前沿研究与应用场景,总结展望未来土方工程机械车载智能感知技术的挑战和发展方向。有助于系统了解该技术的研究现状与发展趋势,从而推动土方工程机械智能化升级和建筑业高质量发展。

基于机器视觉的混凝土3D打印几何特征自动提取方法研究

近年来,随着混凝土3D打印技术的不断发展,打印成品的质量受到越来越多的关注。打印成品的几何特征已成为评估打印质量的重要指标。针对当前3D打印混凝土几何特征提取中存在的诸如流程复杂、精度有限及缺乏评价指标等问题,本文设计了基于机器视觉的混凝土3D打印几何特征自动提取方法。首先,采用摄像头阵列部署方法获取打印成品的原始图像,并对原图像正畸以提高图像质量;其次,通过语义分割模型U-Net提取打印成品的几何特征,并对得到的结果进行优化;最后,通过量化的指标值,对其进行了可视化并评价打印结果。实验证明,本文提出的几何特征自动提取方法具有速度快、精度高等显著优势;此外,系统化的打印评价指标可为混凝土3D打印质量评估提供借鉴参考。

2-硝亚胺基-5-硝基-六氢化-1,3,5-三嗪与推进剂常用组分相容性研究

采用差示扫描量热法研究了2-硝亚胺基-5-硝基-六氢化-1, 3, 5-三嗪(NNHT)与固体推进剂和发射药中常用组分硝基胍(NQ)、黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、1, 1-二氨基-2, 2-二硝基乙烯(FOX-7)、3, 4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)以及吸收药硝化棉(NC)+硝化甘油(NG)、NC+1, 5-二叠氮基-3-硝基-3-氮杂戊烷(DIANP)、2号中定剂(二甲基二苯脲)的相容性。结果表明,NNHT与HMX、CL-20、FOX-7的相容性好,与RDX轻微敏感,与NQ和DNTF敏感,与吸收药NC+NG敏感,与吸收药NC+DIANP相容,与2号中定剂轻微敏感。

^(125)I粒子联合动脉灌注化疗对中晚期胰腺癌患者的临床疗效观察

目的评价^(125)I粒子联合动脉灌注化疗(transcatheter arterial infusion,TAI)对中晚期胰腺癌(pancreaticcarcinoma,PC)的临床疗效。方法将符合入组的76例患者采用信封封藏法随机分为观察组、对照组。最终纳入67例,观察组为^(125)I粒子联合TAI(31例),对照组为TAI(36例),治疗3个疗程后比较两组的临床疗效、疼痛评分、梗阻性黄疸(obstructive jaundice,OJ)发生率及生存期。结果观察组客观缓解率(ORR)为48.4%,对照组为25.0%,差异有统计学意义(P<0.05);观察组疾病控制率(DCR)为83.9%,对照组为66.7%,差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者术后1、3个月的疼痛评分均较前下降(P<0.05),但观察组疼痛评分下降明显高于对照组(P<0.05)。观察组、对照组疼痛缓解率分别为23.06%、13.4%,差异有统计学意义(P=0.0252);观察组、对照组OJ发生率分别为19.4%、50.0%,差异有统计学意义(P<0.05);观察组、对照组患者中位生存期分别为7.9个月、5.1个月,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者术后1、3个月CA199水平均有所下降,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者恶心呕吐、腹泻和白细胞减少等不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论^(125)I粒子联合TAI可以有效缓解中晚期PC癌痛,延长生存时间,且安全性良好,值得临床推广。

稻米脂质与稻米品质间关系及其影响因素

脂质作为稻米中的第三大物质组分,对稻米品质具有显著影响,其含量受到环境和遗传因素共同调控。文章综述了稻米脂质的组成以及含量特征,分析了脂质影响稻米品质的作用机理以及影响稻米脂质含量的遗传和环境等因素,并展望了未来研究方向,以期为优质水稻品种选育和稻米食味品质改良提供参考。

基于倾斜摄影测量技术的全要素地形图测绘

针对传统地形图测绘方法中存在的不足,利用倾斜摄影测量技术实现地形图的全要素获取。基于某一地形图工程实例,详细阐述了外业数据获取流程,分别叙述了像控点采集,外业航飞数据采集,内业空三解算与三维模型制作,最后将三维模型获取的地形图进行精度统计。统计结果表明:通过三维模型技术获取的地形图,满足大比例尺测图的要求,充分证明了倾斜摄影测量技术在大比例尺方面的可行性与有效性。