SPH体积映射流固交互的稳定性及细节提升方法

针对现有的光滑粒子流体动力学(SPH)流固交互方法中存在的稳定性以及流体细节表现不佳的问题,提出一种改进的体积映射流固交互方法.首先采用无散度SPH方法对流体进行建模,保证流体的不可压缩性;然后引入体积映射方法处理固体边界,以隐式函数的形式表示边界而无需使用粒子,解决粒子采样的固体表面不平滑的问题;再引入移动最小二乘法对固体边界上的压强进行插值,避免压强镜像带来的误差,提升体积映射方法中压强和压强梯度计算的精确性,提高系统的稳定性;最后引入粒子重采样方法进行流体表面细化,充分表现流体表面区域的不同粒子特征,增强流固交互后的流体细节,提高真实感.在斯坦福大学公开的基本三维模型上的实验结果表明,所提方法能够真实、稳定地表现不可压缩流体与固体的交互现象,处理多个静态或动态固体的复杂场景,并且能够有效地刻画流体细节.

物质点法的物体断裂细节绘制算法优化

针对物体断裂仿真中因采样不均匀导致的断裂细节不真实问题,提出一种优化基于物质点法的断裂表面细节的方法.首先采用物质点法处理断裂过程中出现的大的拓扑变化,增强碰撞和断裂处理的效率,减少计算量;然后引入弹性与塑性之间的流动规则,解决物体断裂时屈服条件不稳定的问题,增强真实性;最后采用重采样方法处理产生的空洞区域,改进网格的划分方式,从而增加断裂面的细节,有效地体现断裂效果.实验结果表明,与现有的物质点法的物体断裂相比,所提方法在保证帧率、时间步长等相关参数稳定的前提下,填补了断裂空洞,能够在视觉上表现更加丰富的断裂面细节.

底栖硅藻新月筒柱藻对锌胁迫的生理学效应

采用流式细胞仪检测细胞增长与色素含量、原子火焰吸收光谱法测定金属含量以及显微镜观察细胞状态等方法研究了红树林底栖硅藻新月筒柱藻(Cylindrotheca closterium(Ehr.)Re im ann and Lew in)暴露在重金属锌96 h内的细胞增长、光合色素含量和细胞形态结构等胁迫效应,以及锌在藻细胞内外动态分布的情况.结果为:(1)在Zn2+浓度小于10mg/L范围内,锌对新月筒柱藻的细胞增长和色素含量均无显著抑制作用.(2)1 mg/L和10 mg/L的Zn2+对藻细胞内的叶黄素和叶绿素a的产生都有促进作用.(3)在实验开始的24 h内,藻细胞处在低Zn2+浓度(1 mg/L)时,藻细胞胞内吸收的Zn2+大于胞外吸附的Zn2+.而藻细胞处在高Zn2+浓度(10 mg/L)时,胞外吸附的Zn2+较胞内吸收的大,细胞内Zn2+的含量处在较低水平,从而促进细胞的增长和色素的合成并使细胞免受外界高浓度锌的毒害.可见,新月筒柱藻正是通过改变对锌的富集方式,以保持细胞内锌含量的相对稳定来适应不同浓度锌的胁迫.

欧拉模型中多烟雾自由融合实时仿真算法

为了弥补传统烟雾模拟在一个力场作用下运动态势的单调性,提出一种基于欧拉模型的多烟雾自由融合实时仿真算法.首先根据场景和烟源位置等初始条件提出域划分算法,从结构上解决烟雾自由融合问题;然后以动量守恒与能量守恒定律为依据,采用局部控制与整体调整相结合的方式解决多烟雾融合时边界的不连续问题;并针对多烟雾的密度颜色绘制问题,提出了多种颜色融合策略来表现烟雾的绘制细节;最后利用GPU并行计算方法和D3D技术提高仿真效率,获得多个烟雾自由融合过程的实时绘制效果.实验结果表明,该模型能够快速逼真地表现出烟雾自由融合的过程.

添加碳酸钙后螺旋藻中钙元素的分布及主要生化组成的变化

通过向螺旋藻培养液中添加固体CaCO3粉末的方法,获得了富钙螺旋藻样品。采用原子吸收光谱法对螺旋藻的细胞壁和生化组分进行钙含量分析,结果表明,细胞壁在钙的富集过程中起了决定性的作用,螺旋藻细胞吸收富集的钙中,约有96%结合在细胞壁上;而糖类物质在有机钙的形成方面起了较为主要的作用,约有88%的有机钙与糖类物质结合,螺旋藻的生物富钙机制可能主要依靠细胞壁的吸附作用以及糖类物质的离子交换和主动运输来实现。对螺旋藻的生化分析显示,螺旋藻富集钙后,糖和蛋白质含量有所下降,而叶绿素a和类胡萝卜素含量则有较大地提高,前者可能与细胞壁的通透性及钙信号的刺激有关,后者则可能与螺旋藻自身的适应性调节作用有关。

沙粒病毒的研究进展

沙粒病毒属于小RNA病毒科,可以通过多种方式感染人类并导致不同程度的疾病病死率。沙粒病毒主要以啮齿类动物为宿主,人类致病性沙粒病毒包括引起人类淋巴细胞脉络丛脑膜炎的淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒和导致人类出血性疾病的拉沙热病毒和塔卡里伯病毒群。啮齿动物约占哺乳动物种类的43%,目前在啮齿目动物体内发现30余种高致病性的病毒,其中就包括沙粒病毒。啮齿类动物主要受到沙粒病毒科的哺乳动物沙粒病毒属的感染。本文对沙粒病毒的基因蛋白结构、临床特点、流行病学情况和预防控制等做一综述,为沙粒病毒的研究和预防机制建立提供参考。

中国恙虫病流行及临床研究进展(2010-2020)

恙虫病是由恙虫病东方体(Orientia tsutsugamushi,Ot)感染引起的急性发热性疾病。主要通过恙螨幼虫叮咬传播,啮齿类动物在恙虫病传播过程中发挥重要作用。随着气候变化和人类活动范围的扩大等原因,我国恙虫病感染病例数和流行区域呈明显增加和北扩趋势。本文基于文献总结分析了2010~2020年我国各地区恙虫病发病情况、流行病学特征、临床研究等进展。结果表明Kato、Karp、Gilliam型为我国恙虫病东方体主要流行基因型;恙虫病在我国各地区均有分布,其中云南、广州、福建等地是高发区;传播媒介种类呈明显地理差异;本病发病高峰期与季节温度、人群年龄、职业等相关。对我国恙虫病流行趋势变化、人群感染风险、环境影响等因素的研究,将为优化媒介防控措施、完善临床诊治方案、提高突发疫情的应急处置能力及精准防控策略的制定提供科学的指导。

富钙螺旋藻培养技术的优化

对极大螺旋藻的富钙培养技术进行了优化.研究表明,添加0.6g/L的CaCO3,在培养24 h后收获,即在延迟期的末段收获,对极大螺旋藻的生长影响较少,同时可获得有机钙质量分数最高,总钙质量分数相对较高,有机钙占总钙的比例也相对较高的富钙螺旋藻.并探讨了CaCO3和培养时间对极大螺旋藻富钙效果的影响机制.

海南省琼中黎族苗族自治县2019年恙虫病东方体分子流行病学及遗传进化分析

目的通过分析海南省琼中黎族苗族自治县(简称“琼中”)98例不明原因发热患者的恙虫病流行特点,了解该地区恙虫病东方体菌株流行的情况,为该地区制定恙虫病防治策略和控制措施提供科学依据。方法收集2019年1月1日至2019年12月31日琼中黎族苗族自治县人民医院诊断为疑似恙虫病和不明原因发热患者血液样本,利用胶体金免疫层析法和巢式PCR方法对样本进行恙虫病东方体特异性IgM、IgG抗体和恙虫病东方体56kD型特异性抗原基因检测,同时使用预先设计的样本信息表收集患者的临床表现及流行病学信息。针对巢式PCR检测结果为阳性的样本,进行克隆及Sanger测序。对获得的患者临床信息及检测结果进行流行病学分析,将测序得到的序列进行基因遗传进化分析。结果98例样本中,恙虫病IgM抗体阳性率为24.49%(24/98),恙虫病IgG抗体阳性率为46.94%(46/98),恙虫病PCR阳性率26.53%(26/98),焦痂或皮疹13.27%(13/98)。根据诊断标准,最终诊断为恙虫病的患者为33例。感染人群主要以31~50岁的青壮年为主,职业主要为农民。该地区恙虫病的流行以营根镇、长征镇和红毛镇为主并涉及9个乡镇。流行时间有明细的季节性,以7月和11月为主要高发期。流行的基因型主要为Karp型和Gilliam型。结论琼中为恙虫病的自然疫源地,该地区流行的恙虫病东方体基因型主要为Karp和Gilliam型,具有基因多态性。