李冬作品

李冬 女，19890年生,山东省潍坊市,中央民族大学中国画专业硕士研究生。

一种基于绕晶失效模式的混凝土断裂分析模型

基于普通强度混凝土发生I-型开裂后的形态学特征,充分考虑其材料组成的非均质性及细观尺度绕晶失效模式,建立了用于混凝土断裂破坏行为及其宏观力学性能研究的三维细观断裂理论分析模型。模型采用细观力学基本理论框架,假设混凝土材料由骨料、砂浆和界面构成。为简化理论推导,采用弹性球体代表骨料,采用典型双线性弹性本构模型表征砂浆和界面的力学行为。建立的理论分析模型能够描述普通强度混凝土在唯一裂缝面假定下的断裂面形态学特征,并定量给出宏观尺度断裂参数。该文工作可为后续建立基于穿晶失效模式的混凝土断裂分析模型提供研究框架,为最终建立基于性能的混凝土材料配合比设计理论奠定基础。

交替饥饿下PN1/PN2系统抑制NOB研究

为了抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的生长繁殖,采用序批式反应器(SBR)运行PN1/PN2系统,设置4组反应器R1~R4,分别设置连续运行段和交替饥饿/恢复运行段.饥饿期溶解氧(DO)浓度分别设置为(1±0.5),(2±0.5),(3±0.5),(4±0.5)mg/L,探讨交替周期的选取、饥饿期DO条件对功能菌活性、污泥浓度、粒径及胞外聚合物(EPS)的影响,以期实现部分硝化段的稳定运行.结果显示,相比于好氧氨氧化菌(AOB),NOB在面对饥饿时表现得更为敏感,活性衰减速率更高,恢复期前3d AOB的活性恢复速率高于NOB,因此3d的交替周期能够有效抑制NOB并保留AOB活性.采用交替周期为3d的交替饥饿/恢复策略进行70d的运行,4组反应器的亚硝酸盐氮积累率(NAR)分别达到73.36%、84.43%、91.21%、95.97%,运行过程中出现了污泥减量化的现象,但经过一段时间的适应后R1~R3的污泥浓度能够保持稳定,而R4则呈下降趋势;交替饥饿/恢复策略使系统逐渐排除沉降性能较差的絮体,而沉降性能好的污泥留在反应器内,第70d 4个反应器的污泥粒径分别达到190.69,197.56,207.69,153.56µm;环境变化刺激微生物分泌更多EPS,因此4组反应器污泥的EPS含量都呈现不同幅度的升高.实验结果表明交替饥饿/恢复策略可以刺激污泥产生有利的变化,实现有效的NOB抑制以及稳定的NO_(2)^(-)-N积累.

弯-剪-扭复合受力CFRP布加固RC梁抗扭性能细观数值分析

为了研究弯-剪-扭复合受力条件下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)梁的抗扭性能,建立体现混凝土材料非均质性、钢筋-混凝土黏结滑移关系和CFRP布-混凝土相互作用关系的细观数值分析模型。由于缺乏CFRP布加固RC梁在弯-剪-扭复合受力作用下失效破坏的典型物理试验,采用复合对比验证法对数值模型的合理性进行验证,即分别与单独受剪、单独受扭以及受弯-扭复合作用下RC梁和CFRP布加固RC梁的试验结果进行对比验证。进而,基于建立的细观数值分析模型探究了配纤率和扭弯比对CFRP布加固RC梁在弯-剪-扭复合受力作用下抗扭力学性能的影响。结果表明:1)采用CFRP布加固能够显著提高RC梁的峰值扭矩;2)随配纤率增加,RC梁损伤分布范围逐渐变大,CFRP布应变逐渐减小,梁整体峰值扭矩增大,但其增大幅度减小;3)随扭弯比增加,RC梁裂缝分布愈加集中,裂缝与水平方向夹角逐渐减小,梁整体峰值扭矩增大,CFRP布应变减小。建立的考虑弯-剪-扭复合受力作用的数值模拟方法可为后续研究复杂应力状态下CFRP布加固RC梁尺寸效应行为等奠定基础。

新型连续流系统中Anammox颗粒粒径控制策略研究

以具有自主专利的新型大/小双室自回流连续流反应器为平台,探究基于粒径回流的Anammox颗粒污泥粒径调控策略及调控机制.粒径回流策略通过改变内循环的位置,将不同粒径的污泥引入高基质浓度和高机械剪切区域进行粒径调控.结果表明,粒径回流策略能够提高Anammox颗粒粒径,并将其控制在合适的范围内.这一策略还增强了系统的污泥浓度、颗粒沉降性能和脱氮性能.其中大颗粒回流策略综合提升效果最佳,维持颗粒粒径在0.5~1.6mm范围内,中值粒径为948μm,污泥体积指数(SVI)为35.6mL/g,总无机氮(TIN)去除率为88.59%.胞外聚合物(EPS)分析和分层实验表明,紧密结合EPS(TB-EPS)中的蛋白质(PN)在粒径调控中起着关键作用,高浓度的外层污泥PN主导了颗粒的沉降性能,而内层紧实污泥的TB-EPS中的PN则增强了颗粒的结构强度.高通量测序结果表明,粒径循环策略能够大幅提高系统内厌氧氨氧化菌(AnAOB)Candidatus Kuenenia的丰度,在大颗粒回流时达到60.24%的峰值,并且AnAOB主要分布在颗粒污泥内层.

一种考虑裂缝扩展路径的混凝土细观数值模拟方法

文章提出一种能够考虑混凝土裂缝扩展过程中绕过骨料或穿过骨料发展的细观数值模拟方法。首先,回顾了用于类混凝土材料I-型断裂分析的自洽有限应力模型的基本原理;进而,采用有限元分析方法,从局部能量等效和宏观力学等效两个维度验证了基于自洽有限应力原理建模和常规建模之间的等效性;最终,发展了基于自洽有限应力原理和细观裂缝扩展路径准则的数值模拟方法,在细观尺度上实现模拟混凝土裂缝绕过骨料发展和穿过骨料发展等细观断裂破坏行为。文章研究成果可为后续发展基于细观尺度断裂破坏准则的高效数值分析方法奠定基础。

厌氧段光照策略对A/O模式下菌藻共生系统性能的影响

设置4组以厌氧/好氧(A/O)模式运行的序批式反应器(SBR),其中R1厌氧段为8000lx的光照;R^(2)、R3和R4将厌氧段划分为A1和A_(2),A1段无光照,A_(2)段的光强分别为0、3000和5000lx,探究不同厌氧段光照策略对菌藻共生系统性能的影响.研究结果显示,在厌氧后期添加弱光照的R3和R4中可以快速富集微藻,这使其形成的菌藻共生颗粒结构致密,沉降性能良好,碳氮磷去除效果更佳,并且分泌出更多的胞外聚合物(EPS).其中R3除磷效果最好,总磷(TP)去除率达到95.87%.典型周期分析可知,弱光条件下厌氧末期的释磷量与叶绿素a(Chl-a)含量成正比,R3的厌氧释磷能力最强,其厌氧末磷浓度达到43.73mg/L,在A_(2)段形成的高磷环境能够刺激微藻生长,其Chl-a含量在运行后期达到6.13mg/gVSS.高通量测序显示,R3的原核生物中成功富集了以Candidatus_Accumulibacter为核心的聚磷菌(PAOs),丰度达到11.18%;真核生物中微藻的总丰度达到84.29%,其中Halochlorella丰度高达42.85%,说明在厌氧后期的高磷环境中添加弱光照(3000lx)能够在不影响PAOs生长的条件下同步富集微藻,形成了以微藻和PAOs为核心的共生颗粒,为污水深度处理提供技术支持.

延时厌氧调控DPAOs内碳源转化实现反硝化除磷

采用SBR反应器,以模拟市政污水为进水基质,在富集PAOs后采用厌氧/缺氧/好氧运行方式富集DPAOs,探讨延长厌氧时间过程中DPAOs内碳源利用、脱氮除磷效果及富集程度.结果表明:厌氧时间由50min延长至70和90min,DPAOs内碳源的储量及利用率增加,延时厌氧条件的改进使DPAOs富集程度增加.厌氧90min COD和TP的平均去除率分别为91.54%和94.6%,DPAOs/PAOs及DPAOs对内碳源贡献率达69.4%和60.1%,继续延长厌氧时间至110和130min后,DPAOs内碳源的储量降低系统除磷效率下降,厌氧130min TP平均去除率、DPAOs/PAOs及DPAOs对内碳源贡献率分别降至84.6%、50.2%和36.4%.延时厌氧运行过程中,LB-EPS含量变化较小,内碳源储量的改变对TB-EPS影响较大.微生物群落结构分析表明,系统内优势菌门为拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi).厌氧90min时以Dechloromonas、Candidatus_Accumulibacter为代表的DPAOs是系统内优势微生物(相对丰度由接种污泥1.44%、2.12%增至15.58%、5.86%);厌氧130min时DPAOs丰度减少,以Candidatus_Competibacter为代表的DGAOs明显增多(相对丰度由厌氧90min的3.29%增至16.16%),导致系统除磷性能下降.

定向调控电子受体强化好氧颗粒污泥内源反硝化脱氮除磷

为强化内源反硝化作用,加强对有限碳源的高效利用,设置了1组厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)和3组不同好氧时间分配的厌氧-两级短时好氧/缺氧(A/(O/A)_(2))序批式反应器,探究定向调控电子受体下污泥的颗粒化及反硝化聚糖菌(DGAOs)的富集情况.结果表明,采用两级短时好氧/缺氧的反应器好氧颗粒污泥结构更加致密、沉淀性能更好,缺氧段及好氧段电子受体更充足,DGAOs储存内碳源的能力得以强化,系统中反硝化聚糖菌和DGAOs对碳源的竞争达到平衡状态,系统有更高的内源反硝化脱氮率,实现了深度脱氮除磷.其中,两级短时好氧时间分配时间为前段60min/后段30min的R2的脱氮除磷效果最好,DGAOs含量最高,且颗粒沉降性能最佳.第45d,R2的COD、TN、TP去除率分别达到90.52%、85.71%、92.73%,内源反硝化效率达到58.59%,具有良好的污染物去除效果.

进水分配比对分段进水PN/A工艺脱氮性能影响

以预脱碳污水和市政污水作为目标污水,建立了好氧段分段进水的新模式,通过调整进水分配比来优化好氧段C/N,以期实现短程硝化-厌氧氨氧化(PN/A)工艺在实际工况下的稳定运行.采用4组以好氧/缺氧/好氧/缺氧(O/A/O/A)模式运行的序批式反应器(SBR),R1、R2、R3及R4以进水分配比(预脱碳污水:市政污水)分别为1:0、2:1、1:1及1:2的分段进水模式运行.结果表明,R1未能实现PN/A工艺,总氮去除率(NRE)仅为60.2%.随着进水分配比不断下降,R2、R3、R4分别在第34,30及36d实现PN/A工艺,NRE分别达到71.8%、80.3%及74.1%.其中R3系统处理性能最好且最稳定,厌氧氨氧化贡献率达到83.9%.污泥沉降性与粒径最佳.此外,高通量结果显示氨氧化菌(Nitrosomonas)和厌氧氨氧化菌(Candidatus_Kuenenia)丰度分别为2.74%和12.17%,且与好氧异养菌(AHB)形成了良好的协同作用.因此,分段进水模式在进水分配比为1:1时有利于实现稳定的PN/A工艺,此时各功能微生物可得到较好富集与平衡.

基于短周期调控的SPNPR-A系统脱氮除磷研究

建立了短周期循环调控低浓度亚硝酸盐(NO_(2)^(-)-N)的短程硝化同步除磷耦合厌氧氨氧化(SPNPR-A)系统,SPNPR系统以厌氧/好氧模式运行,通过短周期运行时长调控系统内NO_(2)^(-)-N浓度用以淘洗亚硝酸盐氧化菌(NOB),同步富集氨氧化菌(AOB)和聚磷菌(PAOs),最终实现同步脱氮除磷功能.结果表明:SPNPR系统内NO_(2)^(-)-N浓度维持在10mg/L左右时可有效抑制NOB活性.70d后SPNPR系统2个短周期的亚硝酸盐积累率(NAR)分别达到90.40%和88.93%,SPNPR-A系统总氮(TN)、总磷(TP)、有机物(COD)的平均去除率分别为87.45%、84.30%和94.26%.第60d时,比氨氧化速率(SAOR)和AOB的比氧利用速率(SOUR_(AOB))分别为8.47mgN/(gMLVSS·h)和12.71mgO_(2)/(gMLVSS·h);比硝态氮生成速率(SNPR)和NOB的比氧利用速率(SOUR_(NOB))分别为0.82mgN/(gMLVSS·h)和0.41mgO_(2)/(gMLVSS·h).高通量测序结果表明,第70d时SPNPR系统属水平上的AOB功能菌属Nitrosomonas(6.46%)和Nitrosospira(0.64%),丰度远高于NOB功能菌属Nitrospira(0.14%)和Nitrobacter(0.01%),同时聚磷菌属Candidatus_Accumulibacter(1.61%)和Tetrasphaera(0.89%)得到富集,使得SPNPR-A系统具备同步脱氮除磷性能.

热处理污泥联合间歇梯度曝气实现短程硝化

提出了一种结合热处理污泥和间歇梯度曝气的新策略.在为期120d的实验中,探索了联合策略对氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的影响.并在此基础上,以排泥比为主要变量,进一步优化短程硝化运行的长期稳定性.结果显示,在未添加外部碳源的条件下,间歇梯度曝气(DO:2.0mg/L//DO:1.2mg/L//DO:0.5mg/L)可以快速恢复因热处理而活性降低的AOB,并在5d内亚硝酸盐氮积累率(NAR)达到80%以上.在稳定运行阶段,比氨氧化速率(SAOR)和比亚硝酸盐氧化速率(SNPR)分别为30.12和6.69mg N/(gVSS⋅h),氨氮出水浓度低于0.1mg/L,亚硝酸盐和硝酸盐的出水浓度分别为53.42和8.01mg/L.进一步研究表明,排泥比设置为1%的反应器相较于排泥比分别为0.5%和1.5%的反应器,展现出更高的NAR(88.96%)和稳定性.

IGF-1介导MAPKs通路在C3H10T1/2细胞成骨分化中的作用

目的探究胰岛素样生长因子1(IGF-1)介导丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)信号通路在C3H10T1/2细胞成骨分化中的调控作用及机制。方法不同浓度IGF-1(0、5、10、20 ng/mL)培养C3H10T1/2细胞,碱性磷酸酶(ALP)与茜素红(ARS)染色检测ALP活性、钙盐沉积情况,qRT-PCR法检测成骨特性因子核心结合因子α-1(RUNX2)、成骨分化特异性因子骨桥蛋白(OPN)、骨钙蛋白(OCN)mRNA表达水平,Western Blot法检测MAPK通路蛋白磷酸化表达水平。对数期细胞分为空白组、IGF-1组、ERK通路抑制剂(PD98059)组、PD+IGF-1组、p38通路抑制剂(SB202192)组、SB+IGF-1组,qRT-PCR法检测成骨特性因子RUNX2、成骨分化特异性因子骨桥蛋白(OPN)、骨钙蛋白(OCN)mRNA表达水平。结果不同浓度IGF-1组ALP显色加深,ALP活性升高,钙盐结节形成增多,RUNX2、OPN、OCN mRNA表达水平升高,磷酸化ERK、p38、JNK蛋白表达增加,具有剂量效应(P<0.05)。与空白组比较,PD组、SB组C3H10T1/2细胞RUNX2、OPN、OCN mRNA表达水平明显降低(P<0.05),PD+IGF-1组、SB+IGF-1组C3H10T1/2细胞RUNX2、OPN、OCN mRNA表达水平明显升高(P<0.05);但与IGF-1组比较,PD+IGF-1组、SB+IGF-1组C3H10T1/2细胞RUNX2、OPN、OCN mRNA表达水平明显降低(P<0.05)。结论IGF-1促进C3H10T1/2细胞成骨分化,其作用机制可能与激活ERK信号通路和p38 MAPK信号通路有关。

基于遥测姿态变换的外测数据跟踪部位修正方法

外测数据跟踪部位修正对于飞行器飞行试验的高精度轨迹参数获取有着重要意义.提出一种基于飞行器遥测姿态数据和粗略轨迹参数的跟踪部位修正新方法,利用遥测姿态数据确定惯导平台中心与跟踪部位轨迹参数的变换关系,进而由粗略轨迹参数推算惯导平台中心与跟踪部位测距、径向速度、方位角和俯仰角的差异值,实现跟踪部位修正量的准确计算.采用误差传播法对粗略轨迹误差影响下的跟踪部位修正精度进行理论分析,验证了该修正方法在实际应用中的有效性.进一步通过仿真实验和实装实验检验了修正精度.结果表明跟踪部位修正量的计算误差远小于外测系统的精度指标要求,有重要的实际应用价值.

基于非参数估计与滑动窗口改进的主成分分析方法研究

电容式电压互感器(CVT)测量准确性关乎电能的准确计量,监测难点是误差变化微小不易察觉。针对CVT数据非严格满足高斯分布的特点,提出了基于非参数估计与滑动窗口改进的主成分分析(PCA)方法。对同一电压等级下的各CVT相位差与幅值进行Johnson变换增强高斯性,由PCA分解为主成分与残差成分;在此基础上分别建立霍特林统计量(T^(2))和平方预测误差(Q);对待监测的T^(2)和Q先进行滑动窗口处理,再与控制限相比较,以判断角差和比差是否超差。控制限由CVT正常运行时的T^(2)和Q进行非参数估计得到。基于某变电站现场的CVT数据,通过人为施加固定/渐变偏差,该方法可有效识别±10′范围的角差超差与±0.2%范围的比差超差。

基于2阶Hann自卷积窗的谐波电能高精度量测方法研究与实现

分布式光伏发电根据全发电量进行补贴,无法约束其并网对配电网造成的高频次谐波污染和电压波动等电能质量问题。电能谐波含量是体现分布式光伏电能质量的因素之一,可作为并网电能定价的参考依据。为了对分布式光伏谐波电能进行快速、准确计量,文中采用2阶Hann自卷积窗及其双谱线插值校正算法,提出了一种低运算资源消耗的顺序型谐波计算流程,在其基础上优化设计了一种多级流水线型的谐波计算架构,大幅提升了加窗插值FFT的计算效率;考虑ADC量化误差,对2阶Hann自卷积窗及其双谱线插值校正算法的谐波分析效果进行仿真,提供了ADC位数、采样点数N与窗函数的选择依据。设计并开发了基于ZYNQ与LTC2358的谐波量测装置板卡样机。实验与测试结果表明,该样机的基波测量误差满足C级静止式有功电能表标准和0.5S级无功测量仪表检定标准的要求;此外,3~21次谐波测量误差满足A级谐波测量仪表检定标准的要求。

基于关键控制点分析方法的人工智能交叉学科人才培养研究

本文以协同培养人工智能交叉学科高层次人才为出发点,将人工智能交叉学科研究生作为对象,通过对学科融合教育的危害分析和关键控制点(Hazard Analysis and Critical Control Points,HACCP)研究,推进跨学科资源有机整合,建立多学科联合与协同的新型教师队伍,构建系统的、专通融合的课程体系,搭建前沿的人工智能实践与创新平台,深入实施产教融合、科教融合,真正实现交叉学科协同育人。

融合“NOBOOK”与“phyphox”技术的思维型科学探究教学设计与实施——以初中物理“音调”一课为例

以初中物理“音调”课程为例,探讨了如何融合“NOBOOK”和“phyphox”两项技术,设计并实施思维型科学探究教学。通过结合虚拟实验和实际数据采集分析,学生深入探索音调变化的原理,激发了学生的学习兴趣,提升解决问题的能力,同时在此过程中培养了他们的科学实验技能与高阶思维能力,为课堂教学的数字化转型提供启示。

认知-运动双任务训练对脑卒中恢复期患者平衡功能和步态效果的随机对照试验

目的 探讨认知-运动双任务训练对脑卒中后6个月内患者平衡功能和步态的影响。方法 2022年5月至2023年4月,北京市普仁医院脑卒中恢复期患者68例,随机分为对照组和试验组,每组34例。两组均接受常规康复训练,在此基础上,对照组进行单任务步行训练,试验组进行认知-步行双任务训练,共4周。治疗前后进行Fugl-Meyer评定量表下肢部分(FMA-LE)评定,采用平衡测试仪测量单任务和双任务状态下静态平衡姿势轨迹和稳定极限;采用步态分析仪进行步态分析。结果 训练后,两组FMA-LE评分均显著增加(|t|> 10.239,P <0.001),两组间比较无显著性差异(P> 0.05)。单任务状态下,训练后两组平衡测试各参数均明显提高(|t|> 2.934,P <0.01),试验组闭眼运动轨迹长度明显长于对照组(t=3.330,P=0.001);两组步态分析各参数均改善(|t|> 6.823,P <0.05),试验组步速优于对照组(t=2.355,P=0.022)。双任务状态下,训练后除对照组睁眼状态下运动轨迹长度无明显变化(P> 0.05),两组其他平衡测试参数均改善(|t|> 2.472,P <0.05),两组间所有参数比较均无显著性差异(P> 0.05);两组步态分析各参数均改善(|t|> 2.238,P <0.05),试验组步幅、步速优于对照组(t> 2.443,P <0.05)。结论 认知-运动双任务训练可以有效改善恢复期脑卒中患者下肢运动功能、平衡功能和步行能力,在改善步态部分参数方面优于单任务步行训练。

医学免疫学课程“B to B”循环模式的构建与实践

医学免疫学的培养目标是使学生注重免疫学理论联系临床实际,熟悉专业英语,自觉关注前沿知识,具备自主学习与终身学习的能力。但已有的教学模式缺少临床疾病相关事件讲解,实验内容及项目安排与临床严重脱节,对解决临床问题方面的科学研究明显不足。本教研团队从临床实际(Bedside)问题出发,回到基础研究(Bench),再去临床解决实际问题(Bedside),建立免疫学教学的“B to B”循环模式,全面培养具有临床胜任能力、科研思维能力以及创新精神、国际视野的高级医学专业人才。