数字化教学方式在《人体解剖学》实验教学中的研究

人体解剖学是一门重要的基础医学课程,是医学基础学科之一,该课程具有很强的理论性、实践性和实用性,对学生的学习和应用能力要求很高。在《人体解剖学》实验教学中应用数字化教学方式,不仅可以利用数字化设备和技术,使课堂教学内容更加丰富、生动、直观、形象,提高了教学效果;而且可以利用计算机软件进行模拟实验和设计实验,使学生更好地掌握人体解剖学基础知识和基本技能,从而促进了实验教学质量和效率的提高。

从内力与外力关系剖析剪切与挤压力学特性及实用计算

在工程实践教学中,剪切与挤压变形的教学一直是一个难点。学生在计算作用应力的大小方面能力较强,但对剪切力与挤压力的计算以及作用面的确定方面存在一些问题。本文从内力与外力的关系出发,基于变形体的静力学平衡原理,利用截面法对剪切与挤压变形的力学特性进行了深入分析,并将所得的结论用于常用连接件的工程实用计算。研究内容不仅是对一般教材和教学中剪切与挤压变形的力学特性分析的补充,也是对工程设计和实用计算的理论支持,旨在为课堂教学提供更为严谨和深入的理论支撑,从而增强学生的学习兴趣和学习能力,使学生能够更好地理解和应用相关知识。

黄土高原径流侵蚀功率输沙模型的改进

水土流失对流域生态危害严重,输沙量模拟和预测可以为流域水土流失防治提供依据,因此精确的输沙模型是流域水土流失治理的重要工具。为了精确模拟变化环境下黄土高原年输沙量,该研究基于黄土高原19个水文站的径流和输沙数据,通过随机森林变量重要性度量方法评估年径流侵蚀功率、淤地坝指数、淤地坝相对指数、归一化植被指数、不透水地面积等因子对流域年输沙量的影响,使用非线性最小二乘法估算年输沙模型参数,对比分析不同因子组合的年输沙模型精度,提出适用性较强的黄土高原年输沙模型,据此开展年输沙量变化贡献率分析。结果表明:1)以幂函数形式构建的仅含径流侵蚀功率单因子输沙模型精度与流域面积有显著的负相关关系,相关系数为-0.505(P<0.05),模型精度随着流域面积增大而下降,在面积大于7000 km^(2)的流域适用性较差;2)年径流侵蚀功率、淤地坝指数及不透水地面积因子组合建立的多因子年输沙模型在黄土高原适用性最佳,模型在率定期纳什效率系数平均值为0.84,均方根误差平均值为0.21亿t,在验证期纳什系数平均值为0.79,均方根误差平均值为0.27亿t。3)影响研究流域年输沙量变化的因素依次是:年径流侵蚀功率、不透水地面积和淤地坝指数。研究可以为黄土高原不同区域水土流失防治和生态治理工作提供理论支撑。

黄芪治疗IgA肾病的研究进展

IgA肾病(IgA nephropathy,IgAN)占原发性肾小球肾炎的30%~50%,是亚洲地区发病率最高的原发性肾小球肾炎,主要症状为血尿,部分患者会出现高血压和蛋白尿,约1/3 IgAN患者进展为终末期肾脏病^([1])。目前IgAN公认的治疗模式以支持治疗为主,包括强化降压、充分肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)阻断治疗^([2])。与西医学的单靶点治疗相比,中药黄芪具有补益脾肾、益卫固表、行滞活血等功效,可以通过多靶点、多通路、多途径发挥对IgAN的治疗和保护作用。

基于径流侵蚀功率的长江典型流域能沙关系模型及改进

基于径流侵蚀功率概念建立流域能沙关系模型,可为长江流域泥沙变化精准模拟与水土保持规划提供技术支撑。该研究以长江典型流域及其典型小流域为研究对象,通过收集1965—2018年金沙江流域、嘉陵江流域和湘江流域3个典型流域逐日水沙数据以及万安和李子口2个典型小流域2014—2020年场次降水径流泥沙数据,采用径流侵蚀功率、径流量和降雨侵蚀力对比分析不同时空尺度水沙(径流量和输沙量)、雨沙(降雨侵蚀力和输沙量)和能沙(径流侵蚀功率和输沙量)关系的优劣性,解析能沙关系优越性,并识别能沙关系非一致性变化,从而改进能沙关系模型提高流域输沙量模拟精度。结果表明:1)长江流域3个典型流域及2个典型小流域,在绝大部分情况下能沙关系的表现总是优于水沙关系和雨沙关系,在场次、月和年尺度修正的决定系数最大值分别可达到0.94、0.87和0.54。2)对于不同时间尺度,其流量序列中任意2个流量乘积与输沙量的相关性较高时,第一个流量Q_(1)分位点总是接近1且第二个流量Q_(2)分位点在0.5附近或者高于0.5。基于径流侵蚀功率可以较为准确地计算不同时空尺度流域输沙量,具有明显适用性。3)随着时间升尺度,水沙、雨沙和能沙关系逐渐变差,3个典型流域径流侵蚀功率和输沙量在一些月份上均存在显著变化趋势和显著突变点(P<0.05)。特别是在年尺度上,输沙量均为显著减少趋势(P<0.05),其能沙关系均表现出非一致性变化。4)水库建设和植被增加是导致流域能沙关系变差的重要原因,其均与输沙量呈现极显著负相关(P<0.001)。通过考虑水库指数和NDVI改进能沙关系模型的年决定系数(R^(2))可提高27.28%~97.62%。研究成果可支撑开发新的流域泥沙预报模型,服务长江流域生态保护与高质量发展。

应用机器学习研究土壤侵蚀的文献计量分析

为探究机器学习应用于土壤侵蚀领域的研究进展和发展趋势,基于CiteSpace等文献计量工具,借助Web of Science (WOS)核心合集数据库中收录的以机器学习应用于土壤侵蚀领域的相关文献,对该领域研究动态进行可视化展示与分类。结果表明:该领域研究成果不断增长,尤其2014年后呈指数型增加;中国是该领域内发文量与被引量最多的国家,但中介中心性低于伊朗、美国;侵蚀敏感性分析是热点问题,大多数研究者目标是基于机器学习相较传统模型分析更快更精准的特点,开发高效侵蚀预测模型;深度学习和各类回归算法是广大研究者常用的方法。未来,研究者们应充分利用不同机器学习方法的特性,探索最新的深度学习预测性能,提高复杂环境条件下土壤侵蚀的预测预报精度,揭示主要影响因子的贡献及因子之间的相关作用机制。

基于机器学习的紫色土坡面水沙预测模型研究

为了精准预测土壤侵蚀变化、科学合理地预防水土流失的发生,为紫土坡地水土流失防治提供参考,基于典型紫土径流小区43场降雨资料,降水量、历时和I30为特征指标,采用K-means聚类算法对降雨分类;使用随机森林(Randomforest,RF)算法评估各影响因子对径流深(H)、土壤流失量(S)的重要性,结合通径分析法进行重要因子筛选;将筛选所得关键因子作为模型输入变量,H、S为输出,使用BP神经网络构建预测模型。结果表明:(1)划分出3种雨型,B雨型(短历时、大雨强、小雨量)是主要降雨类型,A雨型(长历时、中雨强、大雨量)最剧烈。(2)各雨型下特征因子对H、S的重要程度明显不同。A雨型下T对S重要程度最高(31%),各因素对H的重要程度相对均匀;B雨型下各因素对S的影响差异小,F对H的重要程度最高(29%)。在C雨型下,Pr对H、S的重要程度最高(33%、36%)。(3)三种雨型下的H、S均受到Pr的显著影响,B、C雨型下的H、S分别同时受F和Vs、Ph的影响显著。(4)利用BP神经网络对H、S的预测精度均较高,Nash-Suttclife效率系数均高于0.95,且对H的预测模型精确度高于对S的预测模型。

基于梯度提升树模型的坡耕地土壤水蚀模拟与分析

[目的]针对黄土高原坡耕地土壤侵蚀过程复杂、人为干扰强烈且难以量化的特点,利用机器学习定量解析主要影响因素对坡耕地土壤水蚀的作用与贡献,模拟分析坡耕地土壤水蚀特征并探究其机理,为坡耕地土壤侵蚀的预报提供基础支撑。[方法]基于黄土高原子洲试验站坡耕地小区1959—1969年产流产沙观测数据,精细化表征其影响因子,运用梯度提升树模型对侵蚀量和径流深的变化及其影响因素的贡献进行分析。[结果]数据集中次降雨侵蚀量(0~122.72 t/km^(2))、径流深(0.02~17.20 mm)、降雨历时(2~1410 min)及平均雨强(0.02~4.63 mm)属强变异,变异系数均>1,且多数变量呈右偏态;在相同训练集和测试集划分情况下,对侵蚀量模型预测精度(R^(2)=0.81)略优于径流深模型(R^(2)=0.80),但侵蚀量模型的层数(8层)大于径流深模型(5层),表明侵蚀机理相较径流机理更为复杂;通过梯度提升树模型与SHAP算法对自变量重要性进行排序发现,影响侵蚀模型与径流模型的自变量重要性不同。[结论]受特征提取的限制,在侵蚀量与径流深较小时预测结果不理想,未来研究应当通过引入更多自变量组合方式寻找更多相关变量以提高对侵蚀事件的预测。产流和产沙的主要影响因素存在差异,降水本身特征对产流过程起主要作用,侵蚀产沙过程中主要受到降水与地形相关自变量的共同影响。基于数据驱动,为揭示黄土高原坡耕地侵蚀机理提供参考,并为区域坡耕地土壤侵蚀防治提供科学依据。

基于SWAT模型的渠江流域径流侵蚀功率时空规律分析

探明流域径流侵蚀功率的演变规律对重点侵蚀区识别和土壤侵蚀防治至关重要。以嘉陵江右岸支流渠江流域为研究区,基于SWAT模型模拟计算流域径流侵蚀功率,分析其时空分布特征与空间尺度效应,并通过聚类分析、相关性分析揭示其对流域气象、地形、土壤等因素的关系。结果表明:渠江流域年尺度的径流侵蚀功率大于季尺度,其中第3季度为土壤侵蚀重点防治时段;全年和第3季度的多年平均径流侵蚀功率均呈现出北部大南部小、西部大东部小、上游大下游小的空间分布特征;渠江干流与其支流大通江的多年平均径流侵蚀功率和流域控制面积之间均呈幂指数关系,且其变化规律存在空间阈值,在年尺度干流和大通江的阈值面积分别为8549.4和8504.4 km^(2),在第3季度干流和大通江的阈值面积分别为4834.9和6223.5 km^(2);气象因子、地形因子和流域形态因子为渠江流域径流侵蚀功率的主要影响因素。研究结果可为制订渠江流域土壤侵蚀治理方案提供决策依据。

黄河流域头道拐-龙门区间极端降水时空分布特征及其对径流的影响

全球气候变化背景下极端降水事件频发,研究理解极端降水时空变化特征,明确径流过程的变化规律及影响机制对半干旱-半湿润区水土保持决策具有重要意义。基于头道拐—龙门区间1960—2021年37个气象站点资料以及头道拐、龙门水文站资料,分析区间极端降水时空分布特征以及径流动态变化特征,并使用PLSR模型分析极端降水事件同径流之间的关系。结果表明:1)近60多年来,除持续干旱时间、持续降水时间、最大1日降水量、最大5日降水量之外其余各极端降水指数均呈上升趋势,区间极端降水强度指数上升趋势总体高于极端降水频率指数;2)头道拐—龙门区间多年平均径流量为39.8亿m^(3),自20世纪60年代以来平均变化趋势为-0.947亿m^(3)/a。随时间的推移径流量呈显著减少态势,以1979年为界,区间年径流量从61.9亿m^(3)下降到29.3亿m^(3);3)基于突变前各极端降水指数同区间年径流深所构建的PLSR模型累计解释了年径流总方差的88.4%,年降水总量、强降水总量、极端强降水总量是影响头道拐—龙门区间径流变化的最重要变量,同时进一步定量化分离极端降水和人类活动对区间径流的影响,其中极端降水对于径流变化的贡献率为10.6%。

基于归一化植被指数的流域植被覆盖分形维数研究

量化和表征植被覆盖空间分布的复杂性是研究植被与地表物质迁移关系的重要问题。为研究植被覆盖分形维数的表征特点及其在不同尺度上的变化特征，该文基于地理信息系统平台，利用分形布朗运动理论，结合像元归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）的空间分布，提出并计算了植被覆盖分形布朗运动（fractional brownian motion，FBM）分形维数。结果显示，流域植被覆盖的空间分布具有统计自相似性，可用分形维数表征，其值在2.5～3之间，越接近2.5，表示植被覆盖空间分布越复杂。植被覆盖FBM分形维数与流域内均值化 NDVI 值和 NDVI 值的变异系数无直接关系，与单位面积不同 NDVI 值的像元数呈极显著负相关（R=0.66，P〈0.01）。植被覆盖FBM分形维数具有尺度效应，随流域面积增大而增大，到一定尺度后趋于平稳。流域植被覆盖 FBM 分形维数能够克服 NDVI 像元点奇异值等对植被空间分布量化表征计算的干扰，相对传统表征植被覆盖的指数，其在水文、土壤侵蚀等模型中具有更广泛的应用意义。

葛根素调控骨代谢的体外实验研究

目的 :探讨中药葛根对骨形成和骨吸收的调控作用。方法 :鼠颅盖骨机械法体外分离培养获得成骨细胞(osteoblast ,OB) ;新生兔长干骨机械分离法获得破骨细胞 (osteoclast ,OC)。实验组培养液为 10 % (体积分数 )胎牛血清 +αMEM培养液 +不同 (质量 )浓度的葛根素 ,对照组不加葛根素。分别用四甲基偶氮唑盐 (MTT)和碱性磷酸酶 (ALP)法检测OB的增殖和分化状态 ;抗酒石酸酸性磷酸酶 (TRAP)染色观察OC形态变化 ,图像分析体外骨吸收陷窝面积 ,原子分光光度计法测定OC培养液上清液中Ca2 + 含量。结果 :中药葛根素对大鼠OB的增殖无明显的刺激作用 ,但能够促进OB合成分泌ALP。同时 ,造成体外培养的OC空泡性变 ,骨吸收陷窝面积减少和培养液上清液中Ca2 + 含量的下降。结论 :葛根通过抑制骨吸收 ,刺激骨形成来调控骨代谢 。

基于GIS与RS的大理河流域植被格局分形维数时空变化特征

为掌握大理河流域植被格局时间和空间分布特征,构建了基于分形布朗运动理论的流域植被格局量化模型。该文利用自1990年至2006年共计5期TM/ETM影像为基础信息源,在ARCGIS平台下计算得到大理河流域各时相的像元归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）,建立了流域像元尺度的栅格结构数字植被模型（digital vegetation model,DVM）,并逐个计算得到各子流域植被格局分形维数。结果显示分形维数都大于2.5,介于2.7311~2.8499之间,各下一级子流域植被覆盖分形维数的大小都没有超过其所在的更大流域的分形维数。植被格局分形维数（fractional brownian motion,FBM）从下游到上游随着离出口点距离的增大而逐渐变小,植被格局自下游到上游逐渐趋于破碎复杂。各子流域从1990年至2006年植被格局分形维数基本随着时间的变化呈现了先减小后增大的趋势。该文建立的流域植被格局分形量化模型在综合量化流域植被格局破碎程度等方面具有一定的优越性。

污泥干燥及气体释放特性研究

采用污泥薄片模拟分散态污泥干化过程,研究了干化风速、温度对污泥干燥速率的影响,并分析了污泥干燥过程中的形貌变化,采用热红联用分析污泥在(35～700℃)干化过程中气体的释放情况。结果表明:污泥干燥过程中的自由水、空隙水和吸附水干燥速率不同,提高干燥温度和热风风速,污泥干燥速率增大;污泥体积的收缩主要由于自由水的蒸发,粘滞区的存在是由于自由水蒸发完毕而引起干燥速率发生突变;污泥升温过程中释放的气体主要有CO2、H2O、NH3、VFA及庚烷,273.75～333.76℃的温度区间为失重速率最大区域;VFA在273.75℃释放量最大,庚烷在333.76℃释放量最大。

斜出口合成射流激励器S进气道分离流动控制

设计加工了单膜双腔式斜出口合成射流激励器,应用PSI DTC Initium压力扫描系统对斜出口合成射流激励器在S进气道主动流动控制中的应用进行了研究。结果表明:斜出口合成射流激励器能够抑制S进气道分离流动,提高出口总压恢复系数σ和降低畸变指数DC90,只需通过改变激励器的工作电压和频率,就可实现对S进气道内部流场的控制。在共振频率下,当来流速度V=80m/s,采用斜出口合成射流控制可使出口截面平均总压恢复系数增加0.37%,此时所耗合成射流能量仅为主流的0.24%。

两种破骨细胞培养方法的比较及其吸收骨质的动态观察

目的:比较分析破骨细胞(osteoclast,OC)体外分离培养的方法,并动态观察其形态、分化及功能,为进一步探讨药物对OC性骨吸收的作用奠定基础。方法:采用两种OC的培养方法,即从新生24h的兔长干骨骨髓腔内壁机械分离成熟OC和1,25(OH)2维生素D3诱导鼠骨髓细胞形成破骨样细胞(osteoclastlikecell,OLC)的方法对获得的OC进行形态学和功能观察。结果:倒置显微镜下观察,OC是一种多核巨细胞,有伪足并借助伪足的凹凸伸缩而变化形态、运动行走;HE染色均可见OC多核、胞浆有空泡;特异性抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrateresistanacidphosphatase,TRAP)染色可见OC胞浆阳性,呈酒红色,多核。体外OC与骨片共同培养形成骨吸收陷窝,且在培养的7d内陷窝数目和面积逐渐增大。1,25(OH)2维生素D3诱导鼠骨髓细胞形成OLC,其形态结构特征与成熟OC相同,诱导出的破骨样细胞数目多于机械分离的方法,但每个细胞胞核数目总体上少于机械分离的方法,而且胞核多位于细胞周边,在骨片上形成的陷窝也较小而浅;培养液上清中的钙离子含量和酸性磷酸酶(acidphosphatase,ACP)含量在培养的1～12d内随时间逐渐增加。结论:针对不同实验目的可以采用不同的分离培养OC方法。从骨髓腔内壁机械分离培养的方法可获得骨吸收功能较活跃的OC。1,25(OH)2维生素D3诱导鼠骨髓细胞形成的OLC数量较多,适于对OC分化过程的研究。

斜出口合成射流激励器非定常流场特性实验研究

设计了平直和倾斜单出口合成射流激励器,应用非接触粒子图像激光测速技术(PIV)对出口附近的非定常流场特性进行了研究,得到了两种激励器产生的合成射流的瞬态和时均流动结构。研究结果表明:斜出口和常规平直出口激励器流场结构存在明显差异,右斜出口激励器仅在出口左侧边缘形成集中旋涡,在右侧形成附壁射流,补充激励器内部质量的空气来自于尖锐出口左侧,时均流场呈现沿壁面的横向输运特性,其流动特性十分有利于进行边界层分离流动控制。

基于涡流发生器的Ahmed模型分离流被动控制实验

能源危机和环境恶化使人们意识到提高车辆燃油经济性的必要性,从而推动了车辆气动减阻技术的研究。选择具有尾部典型特征的30°倾角Ahmed模型为研究对象,通过在模型尾部安装涡流发生器控制装置,利用七孔探针测试技术研究了涡流发生器不同排列方式对尾流场的控制特性。结果表明,在实验状态下,Ahmed模型尾部存在大范围低压分离区,该分离区长度约为模型总长度的50%,是形成压差阻力的主要原因;涡流发生器排列方式对模型的尾流结构影响较大,当涡流发生器产生的流向涡与模型尾部分离涡运动方向相同时,分离流动控制效果明显,流向涡使得沿车身底层的动量掺混作用增强,模型尾流区的相对压差恢复系数可增加6.94%,尾流区长度降低40%;与之运动方向相反的流向涡会对模型尾部的分离涡运动产生阻碍作用,导致模型尾部流场中的压力降低。

原位生成Al_2O_3、TiB_2和Al_3Ti/Al复合材料的热循环行为

本文研究了Al TiO2 B系原位生成Al2 O3 、TiB2 和Al3 Ti颗粒增强铝基复合材料的热循环行为 ,研究结果表明了纯铝及B/TiO2 摩尔比分别为 0、 1和 2的颗粒增强铝基复合材料的热循环行为具有以下结果 :纯铝和复合材料热循环后均产生了残余应变和滞后环 ;Al TiO2 B系复合材料热循环应变的各项指标均比纯铝基体大大降低 ,且具有较小的内耗功和较好的热稳定性 ,可以预测其具有较高的热疲劳寿命。热循环曲线能很好的评估复合材料在温度循环变化的环境中工作时的热稳定性和热疲劳。

高压氧对种植后颌骨放疗的影响

目的 探讨高压氧对种植后放疗的恢复治疗作用。方法 通过兔胫骨骨内植入纯钛植入体 ,建立植入体骨整合的动物模型 ,并在此基础上进行放疗 ,对种植后颌骨放疗进行高压氧恢复治疗 ,通过形态学观察和骨计量学参数的测定。结果 实验结果表明高压氧治疗可促进种植区骨质生成 ,控制放射损伤 ,缩短放射损伤恢复时间。结论 高压氧可作为种植后放疗患者的辅助治疗。