基于近场动力学的岩石水力压裂数值模拟及裂隙网络定量分析

基于常规态型近场动力学方法实现了岩石裂隙扩展演化,采用实时追踪新生裂隙面并施加表面压力的方法来模拟压裂液与裂隙表面的相互作用,建立了岩石水力压裂的数值计算模型。根据数字图像处理技术将Zhang-Suen细化算法应用于水力裂隙网络的骨架提取,并采用统计方法计算裂隙网络形态参数,提出了水力裂隙网络量化计算方法。最后考虑加载速率、地应力条件及弹性模量等因素影响,研究了水力裂隙扩展过程及裂隙网络形态参数的演化。研究结果表明:当加载速率较小时,主裂隙朝着较大地应力的方向扩展,裂隙分支并不明显;增加加载速率会增大裂隙均宽和裂隙密度,能够促进裂隙的张开程度及裂隙数量,增强裂隙网络的复杂程度并提高其渗透能力。当水平向地应力和竖向地应力相同时,主裂隙呈十字交叉分布;随着竖向地应力的增大,水平裂隙受到抑制作用,主裂隙沿着竖向扩展,而裂隙总长和裂隙密度则呈增加的趋势。岩体弹性模量的增加会减少细小裂隙分支的扩展,使裂隙网络形态趋于简单化。

^(18)F-FET PET/CT双模态影像组学特征对成人胶质瘤病理学分级的非侵入性预测分析

目的:基于^(18)F-FET正电子发射体层成像(positron emission tomography,PET)/计算机体层成像(computed tomography,CT)双模态影像组学特征构建模型,并对成人胶质瘤的病理学分级进行非侵入性预测分析。方法:回顾并分析58例经组织病理学检查证实的未治疗成年胶质瘤患者的^(18)F-FET PET/CT影像学数据,根据病理学分级将患者分成低级别胶质瘤组[世界卫生组织(World Health Organization,WHO)Ⅱ级,共计32例]和高级别胶质瘤组(WHOⅢ级13例、WHOⅣ级13例,共计26例)。在PET、CT影像模态中分别提取105个影像组学特征参数进行分析,采用基于R语言机器学习算法的5折交叉验证最小绝对收缩与选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归分析方法,构建成人胶质瘤病理学分级的3个独立的影像组学预测模型(PET-Rad模型、CT-Rad模型和PET/CT-Rad模型),然后再采用全子集回归对影像组学预测模型进行校正。采用受试者工作特征曲线的曲线下面积(area under curve,AUC)对预测模型进行评价。结果:基于4个^(18)F-FET PET影像组学参数建立PET-Rad模型的AUC为0.845(95%CI 0.726~0.927);基于3个CT影像组学参数构建的CT-Rad模型的AUC为0.802(95%CI 0.676~0.895);而联合3个CT和2个PET影像组学特征的^(18)F-FET PET/CT-Rad模型的AUC为0.901(95%CI 0.794~0.964),准确度为86.21%。DeLong检验结果显示PET/CT-Rad模型优于CT-Rad模型(P=0.032)。尽管PET/CT-Rad模型效能优于PET-Rad模型,但差异无统计学意义(P=0.146)。构建胶质瘤病理学级别预测的PET/CT-Rad模型中,3个CT影像组学参数分别为firstorder_10Percentile、glrlm_LowGrayLevelRunEmphasis、ngtdm_Busyness,其中glrlm_LowGrayLevelRunEmphasis是最重要的预测变量,其相对重要性为30.97%;2个PET组学特征为firstorder_Maximum和ngtdm_Contrast,其相对重要性分别为21.99%、21.01%。结论:基于^(18)F-FET PET与CT双模态影像组学特征相结合的预测模型能够有效地预测未经治疗成人胶质瘤的病理学分级,可为临床诊治决策提供依据和重要参考。

基于热力耦合的近场动力学方法高温岩石水力压裂数值模拟

基于近场动力学方法分别采用键型模型计算岩石热扩散过程和常规态型模型模拟岩石位移场的演化,根据物质点间的断键数量确定材料损伤值以实时追踪裂隙面的扩展,通过在裂隙面处施加水压和水温实现水与岩石间的相互作用,建立了考虑热力耦合效应模拟高温岩石水力压裂过程的数值计算模型。根据岩石加热裂隙扩展的试验结果,验证了计算模型的有效性。最后,讨论了水压、岩石初始温度及弹性模量等因素对水力压裂岩石裂隙结构形态的影响,并基于综合敏感度属性识别评价方法,分析了各影响因素对岩石裂隙形态参数的敏感性。研究结果表明:水压较小或岩石初始温度较低时,主裂隙几乎呈对称分布,基本上无裂隙分支现象;随着水压或初始温度的增加,裂隙逐渐增多并产生分叉现象,同时裂隙总长度和张开度也均呈增长趋势。当岩石弹性模量均值较小时,水力裂隙较为发育且萌生许多微小裂隙;随着弹性模量均值的增大,水力裂隙分支及微裂隙数量明显减少,裂隙总长度和张开度也相应地减小,而岩石起裂时间则近似呈线性增加的趋势。岩石材料参数和环境参数的敏感性综合评价表明,岩石裂隙扩展对弹性模量和水压呈高度敏感,而对水温则表现为不敏感。

基于近场动力学方法的玻璃板冲击破坏数值模拟研究

基于近场动力学方法,考虑刚体冲击作用下材料损伤发生断裂破坏影响,建立了刚球冲击玻璃板的三维数值计算模型,并结合Kalthoff-Winkler试验,验证了计算模型的有效性。最后,探究了刚球初始冲击速度、刚球直径和玻璃板厚度等因素,对玻璃板的冲击破坏结构形态演化以及裂纹扩展机制的影响。研究结果表明,当初始冲击速度较小时,玻璃板裂纹表现为辐射状,随着冲击速度的增加,环向裂纹出现并逐渐形成复杂的裂纹网络。同时,玻璃板的裂纹长度和裂纹占比均随初始冲击速度的增加而增大,且近似呈线性关系。随着刚球直径的增加,其与玻璃板的接触范围扩大,致使玻璃板的损伤程度加剧,且更易形成结构复杂的裂纹网络。此外,增加玻璃板的厚度会延长冲击持续时间,使得玻璃板承受更大的冲击能,从而导致板厚较小时局部结构损伤严重,但整体影响范围较小;而板厚较大时结构损伤的影响范围扩大,局部损伤则有所减弱。

基于黏弹性近场动力学方法的素混凝土板冲击破坏形态分析

通过拉格朗日方程推导出一种基于单键双参数键型近场动力学的黏弹性模型,对冲击荷载下的素混凝土板的破坏过程进行模拟,采用单轴动态强度S准则得出物质点对间键的动态断裂准则。分别将低速落锤撞击下的素混凝土板的仿真结果与连续-不连续介质力学方法(CDEM)的模拟结果,高速子弹射击下的素混凝土板的仿真结果与试验结果进行对比。结果表明,黏弹性单键双参数近场动力学模型能合理地描述混凝土在冲击荷载下的破坏形态,且该模型能针对不同加载速率做出不同的反应,为冲击作用下的混凝土防护与混凝土的结构改造提供了一种有效的方法。

混菌发酵对油茶粕中茶皂素表面活性指标和抗氧化活性的影响

采用水提、醇提、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum,LP)发酵、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei,LC)发酵和混菌(LP+LC,1∶1)发酵提取油茶粕中的茶皂素,对比分析提取液中的主要成分差异,并对水提、醇提、混菌发酵茶皂素提取物的表面活性指标和抗氧化性能进行测定。结果表明,混菌发酵液中茶皂素含量为(21.86±0.39)mg/mL,显著高于水提液、醇提液和单菌发酵液(P<0.05),各提取液中多糖、多酚、黄酮、蛋白质含量具有较大差异。相比于水提和醇提茶皂素,混菌发酵提取茶皂素样品具有更高的纯度(75.2%)和提取率(14.12%),其水溶液具有更低的表面张力(39.2 mN/m)、更优异的起泡性(128%)和稳泡性能(96.9%)。混菌发酵茶皂素对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基的清除能力优于水提茶皂素,低于醇提茶皂素。对于羟自由基清除能力和还原力而言,发酵茶皂素优于另外两者,在4 mg/mL质量浓度下与抗坏血酸的测试结果相当。该研究为微生物发酵法应用于茶皂素的工业化提取提供了理论依据。

基于中国人群建设PET神经影像数据库

医学影像学技术的发展推动了神经影像学临床及科研进步,但获取数据难度及成本均较高。建设神经影像数据库可避免重复采集数据所致成本增加和周期延长,支持在不同背景和目的下深入挖掘数据,提高其利用率。目前国内外已有多个神经影像学数据库,但多针对MRI,核医学PET神经影像学数据库发展相对滞后,尤其缺少基于我国人群的PET神经影像学资料。本研究基于复旦大学附属华山医院资料尝试建立基于我国人群的PET神经影像学数据库,包括阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)、帕金森病(Parkinson disease,PD)、烟雾病、脑胶质瘤、癫痫及非疾病脑。

人工湿地污水处理工艺设计关键及生态学问题

人工湿地污水处理系统是一种经济高效的污水生态处理技术方式 .然而 ,湿地污水处理技术在性能上仍须有待发展与完善 ,尤其需要对其处理工艺参数进行不断改进和系统优化 .本文针对人工湿地污水处理工程中有关水力停留时间、水传导因素、表面负荷率和工程构筑物设计等技术参数 ,概括性地剖析、探讨了国内外人工湿地污水处理工艺的设计关键及其主要技术内涵 ,给出了一些重要的优化模型与最佳数值 ;与此同时 ,分析、提出了利用生态学方法克服人工湿地工程运行中所涉及的野生生物管理与蚊蝇控制等问题 .

微生物降解石油污染物机制研究进展

石油污染是当前紧迫的水环境问题,研究石油污染物降解机制有助于探索石油污染修复技术路径。重点介绍了微生物降解石油污染物过程中的微生物种类、降解机制和反应机理,即具有代表性的细菌、真菌和藻类,石油烃的有氧降解(链烷烃、环烷烃和芳香烃)和厌氧降解(脱氢羟基化、延胡索酸盐加成)。并对微生物降解石油组分的影响因素进行了讨论,具体包括:烃类结构(支链多结构越复杂,越难降解)、微生物种类(混合菌的生化降解能力更强)、环境因子(pH、温度、盐度、含氧量和营养物质),进一步指出了生物修复技术应用于石油污染修复治理研究中的优缺点。此外,还对现有微生物降解技术的应用做了简要概述,归纳总结现有研究中存在的问题,尝试性的提出了今后生物降解石油污染物的研究重点,即生物降解石油的机制还需进一步明确,并重点分析了生物电化学方法在降解去除石油污染物方面可行性。综述石油烃生物降解机制和反应机理,以期为生物修复水体石油污染提供参考和借鉴作用。

机织用扭妥^(TM)纱的应用研究

通过在传统环锭纺细纱机上加装纺纱附件 ,研制出一种生产低扭矩纱 (扭妥TM 纱 )的新型纺纱方法。对以该法纺制的 84tex纯棉扭妥TM 纱进行纱线性能的测试与分析 ,并与传统环锭纱作比较。同时 ,对织制的扭妥TM纱牛仔布和传统环锭纱牛仔布进行织物性能和外观的分析和比较。

猪伪狂犬病毒Real-time PCR检测方法的建立和弱毒疫苗病毒含量的检测

根据伪狂犬病毒的gB基因设计引物,将含gB基因的质粒作为标准品,绘制标准曲线,建立了伪狂犬病毒PRV的荧光定量PCR检测方法。该检测方法具有良好的重复性、敏感性和特异性,不与PCV2、PPV、CSFV、JEV和PRRSV发生反应。用该方法对不同滴度病毒液的基因拷贝数进行检测,发现病毒滴度和病毒拷贝数之间存在较好的相关性。采用该方法对7种商品化PRV弱毒疫苗进行病毒含量检测,结果显示不同商品化弱毒疫苗的病毒含量存在显著差异,与说明书标注的病毒含量基本一致。

PK-15细胞在微载体悬浮放大培养及PCV2增殖工艺研究

为建立在生物反应器内微载体逐级放大培养PK-15细胞和增殖PCV2技术。采用分批式培养方法,研究了PK-15细胞在微载体胰酶消化放大悬浮培养及猪圆环病毒2型(PCV2)增殖工艺。结果表明,5 g/L的微载体和高糖DMEM下,采用4.0×105cells/m L的初始接种密度及培养至第2天进行换液操作工艺可以获得最佳的PK-15细胞生长效能。胰酶消化转移将PK-15细胞从1 L反应器放大至3 L反应器,微载体上细胞贴附均匀、生长旺盛,培养3 d细胞密度可达34.3×105cells/m L。采用感染复数为0.1的接毒比例,细胞接毒后在微载体上传至第3代收获毒液可获得最高的PCV2增殖效价107.25TCID50/m L。为PCV2疫苗的生物反应器规模化生产奠定了基础。

电能表自动化检定系统关键设备电磁兼容技术探析

为提高电能表自动化检定系统的运行精度,确保检测结果的准确性,在设计检定系统时,需要充分考虑相关关键设备的功能性,科学运用电磁兼容技术。本文结合具体案例,对本公司设计电能表自动化检定系统时,重点应对的干扰项产生的实际影响,以及电磁兼容技术在关键设备中的具体设置、运用展开分析,希望能够为相关从业人员提供一定的参考。

COL3A1基因多态性与国内散发颅内动脉瘤病人的相关关系

目的通过对颅内动脉瘤病人和对照组的比较研究,探讨Ⅲ型胶原蛋白基因α1(COL3A1基因)与颅内动脉瘤之间的相关关系。方法抽取病例组和对照组的外周血,并提取基因组DNA,选择目的基因片断,设计聚合酶链反应(PCR)所需引物并合成,应用PCR反应扩增感兴趣的目的片断,经琼脂糖电泳验证后进行测序反应,比较病例组和对照组之间COL3A1基因多态性出现频率的差异。结果通过统计分析发现,2组研究对象的COL3A1基因功能性SNP-rs1800255基因型之间,差异具有统计学意义(χ2=4.94,P<0.05)。结论COL3A1基因的功能性SNP-rs1800255与国内散发颅内动脉瘤病人之间存在明显相关,COL3A1基因是国内散发颅内动脉瘤病人的易感基因之一。

基于Hibernate和Spring框架的Web应用研究

Hibernate是当前广泛应用的一种ORM数据库访问框架,它提供从对象模型到关系型数据模型的映射。Spring框架是一种轻量级J2EE应用框架,是针对Bean的生命周期进行管理的轻量级容器。介绍这两种框架并将它们结合起来形成一个业务持久层解决方案。这里提出使用Spring框架来管理业务对象,通过Hibernate作为数据持久层的方案来开发B/S架构的Web应用,并将此框架结构应用于实际项目的设计与开发中。

织物防热辐射性能测试方法的研究

本文参照美国国家防火协会标准 ,研究出了织物防热辐射性能测试方法 ,并采用该方法对部分织物试样的防热辐射性能进行了测试和分析。

生物电化学系统降解多环芳烃萘及微生物群落研究

采用单室空气阴极微生物燃料电池(MFC)反应器构型,以不同浓度萘为基底物质,考察MFC的产电性能、萘降解率、化学需氧量(COD)和总有机碳含量(TOC)降解率及MFC阴阳极微生物活性和多样性.结果表明,循环伏安曲线受不同浓度萘的影响变化较为明显,随着萘浓度的增大,最大功率密度呈下降趋势,且萘对MFC的阴极电极电势影响较大;当萘的浓度为15 mg/L时, MFC最大功率密度可达(645.841±28.08) mW/m^2;对萘的降解率高达100%,且MFC对COD和TOC的降解率随着萘浓度的提高而增大,但是增大的速率逐渐减小.对MFC阳极微生物膜进行高通量测序发现,Geobacter是优势菌属,相对丰度达81%,阴极主要以Aquamicrobium为主.

典型大环内酯类抗生素污染物生物电化学降解研究

对利用单室空气阴极微生物燃料电池(MFC)降解水中红霉素(ERY)进行了研究。结果表明,ERY的加入使MFC阳极上的产电菌活性受到抑制,ERY浓度越大,对产电菌抑制性越强。当ERY质量浓度为30 mg/L时,MFC最大功率密度为400 mW/m^2,ERY降解率为(83.21±1.4)%,COD去除率为(84.91±2.1)%。加入ERY后,阳极微生物群落发生改变,但主要物种相同且数量较大,厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)这3类产电菌门为微生物燃料电池的性能发挥了重要作用。

有机污染物作为生物电化学系统电子供体研究进展

有机废水成分复杂,处理成本高,是污水处理研究领域的难题。不同于常规废水生化处理法,以有机污染物作为电子供体为特征的生物电化学系统能够有效降解有机污染物,同时回收有机污染物化学键中的化学能,实现废水能源化处理。综述了有机污染物作为生物电化学系统电子供体的研究进展,电子供体包括常规有机污染物、有毒有机污染物和新型污染物,并对其不足与发展前景进行了分析。

一种低代价的图形用户界面回归测试框架

图形用户界面(GUI)采用快速原型法生成,具有一些不同于传统软件的特性,使得传统软件测试技术不能直接应用于GUI。为此,分析GUI事件的交互,研究事件交互可能导致缺陷的原因,进而提出一个低代价的基于事件交互图的GUI自动化回归测试框架及相应的回归测试过程,用于提供最优的缺陷发现率和成本组合。