超大型航天结构动力学与控制的保辛方法

超大型航天器是空间资源探索和利用的重要空间基础设施,也是实现航天强国目标的重大战略性航天装备。由于这类结构的质量和尺寸巨大,将带来在轨运行中的姿-轨-结构耦合和在轨姿态控制问题。同时,结构的超大尺度、构型变化与空间环境相互作用将产生极复杂的结构振动和大型结构特有的波动现象。这些为其动力学建模与数值求解、在轨精确姿态控制、低频结构振动抑制和振动波动耦合的特性调控等提出了新的挑战。本文介绍了本团队近十年基于保辛方法针对上述问题取得的研究进展,包括超大型航天结构在轨耦合动力学与姿态控制、超大型航天结构波动力学行为与控制、可展开结构设计以及变刚度主动控制方法等。

集Solidworks和Adams结合的机构运动综合性实践设计

基于高校课程群之间的融合趋势以及对工科学生在学、思、用三方面的综合性培养,设计了一种针对机制专业学生的集Solidworks三维建模和Adams运动仿真结合的机构运动综合性实践。根据我院创新小组的实践表明,该实验为本科学生就各课程的知识进行联合应用提供引导,为后续协助创新项目和毕业论文提供帮助,具有广泛推广价值。

山东枣园地被植物对土壤固碳能力的影响

为明确枣园常用地被植物吸收二氧化碳(CO_(2))能力及其对土壤固碳能力的影响,选择可有效降低空气中温室气体的鼠茅草、长柔毛野豌豆和油菜等草品种,以自然生草为对照,研究分析不同地被植物吸收碳的能力,刈割覆盖后生物量损失量、残渣分解初期碳含量、分解末期碳含量和土壤有机碳含量的变化,为枣园地被植物选择提供依据。结果表明:长柔毛野豌豆吸收碳的能力最强,达3596.7~4822.3kg·hm^(-2)·a^(-1);自然生草刈割覆盖并分解3个月后残渣剩余碳最多,在1164.55~2529.97kg·hm^(-2);油菜碳释放碳量高于其他3种地被植物,平均5679.7 kg·hm^(-2)·a^(-1),最高达6316.67kg·hm^(-2)·a^(-1),是对照的1.56倍;油菜使土壤固定的有机碳最多,达4790.75kg·hm^(-2)·a^(-1),为对照的1.4倍。

基于微流控芯片的钾盐溶液太赫兹光谱特性研究

许多生物分子的振动及转动能级都在太赫兹波段,因此太赫兹时域光谱技术可以用来探测生物分子。并且由于太赫兹波的光子能量较低,仅为毫电子伏量级,在探测过程中不会破坏生物样品,所以太赫兹时域光谱技术在未来生化检测等研究领域具有非常广泛的应用前景。研究表明,大多数生物分子需要在液体环境中才能充分发挥其生物活性,然而水溶液中的氢键在太赫兹波段会产生强烈的吸收。另外,水分子是极性分子,太赫兹波对极性分子也有很强的共振吸收,这使得利用太赫兹时域光谱技术检测液体环境中的活性生物分子非常困难。因此,许多研究团队将太赫兹时域光谱技术与微流控技术相结合,以减少各种因素对生物分子检测的影响。微流控技术是通过减小微流控芯片中液体池的深度来减少液体样品与太赫兹波的作用距离,从而减少水溶液对太赫兹波的吸收。使用对太赫兹波的透过率高达95%的环烯烃共聚物(COC:Zeonor 1420R)为材料制作了双层微流控芯片,该微流控芯片内部液体池的长度和宽度均为4 cm,深度为50μm。此外,由于在电解质溶液中存在大量自由移动的阴阳离子,所以为了探究电解质溶液中自由移动的阴阳离子对太赫兹透射特性的影响,使用外加电场装置对注入液体样品的微流控芯片施加电压。该外加电场装置包括电源,一个封装在有机玻璃盒中的ZVS电路和一个输出电压为10000 V的直流高压包。在此基础上研究了五种相同浓度的钾盐溶液以及这五种钾盐溶液在外加不同时间的恒定电场中的太赫兹波的透射特性,为进一步加强THz技术在生物化学中的应用提供了依据。再者,电解质溶液中的大量阴阳离子在外加电场的作用下会发生运动,这为利用太赫兹时域光谱技术研究电解质溶液的动态特性提供了技术支持。

太阳光压与地球阴影作用下的空间柔性梁结构振动分析与控制

针对运行在地球同步轨道平面内的超大型航天结构,研究其在太阳光压和地影作用下的动态力学行为及控制问题。将超大型航天结构简化为柔性梁结构,基于绝对节点坐标法建立柔性梁的振动控制方程。数值结果表明地影对柔性梁的结构振动幅值有着非常显著的影响。进一步修正分析模型,建立超大型航天结构的准静态分析模型,通过数值试验,验证了模型的有效性;鉴于太阳光压力和地影给柔性梁结构带来的较大幅度振动问题,通过调整轨道控制力,提出一种新的控制方法,数值试验表明:由地影引发的大幅振动得到很好控制。

早熟砂梨苏翠1号在湖北省钟祥市的引种与栽培表现

早熟砂梨[Pyrus pyrifolia(Burm.F.)Nakai]新品种苏翠1号于2019年引入湖北省钟祥市梨产区进行引种栽培。结果表明,该品种在钟祥市表现为早果性好,成熟期早,果个大,石细胞少,风味甘甜,品质优,丰产、稳产,综合性状优良,是适合钟祥市梨产区发展的极早熟优良砂梨品种。

空间太阳能电站的准对日定向姿态

针对空间太阳能电站的俯仰姿态运动,提出一种能追踪太阳运动的准对日定向(QSP)姿态方案。此方案的太阳能电池阵列在万有引力梯度力矩的作用下,始终在垂直于太阳光的方向附近作幅值约为18. 8°的振动,且几乎不需要姿态控制力矩。准对日定向姿态方案解决了大型太阳能电池阵列对日定向所需的巨大俯仰姿态控制力矩问题。准对日定向姿态的发电效率为对日定向姿态的97. 3%,对Abacus空间太阳能电站而言每年可节省燃料约36791 kg。通过数值方法得到了准对日定向姿态的精确初始条件。随后,设计了比例-微分控制器,保证了系统存在初始姿态误差的条件下收敛到准对日定向姿态。最后研究了轨道、姿态和结构振动对准对日定向姿态的影响,并发现准对日定向姿态下的结构振动幅值比对日定向姿态减小约40倍。

城市地铁交通雷击风险评估与模拟仿真

雷电灾害是城市地铁交通安全运行的潜在危险因素,因此对地铁进行科学规范的雷击风险评估并采取针对性的防雷技术措施就显得非常重要。借鉴自然灾害风险区划的理论及方法,提出了城市地铁交通沿线区段、地面建筑单体雷击风险评估的方法,建立了地面高架站接触网架空地线雷击感应过电压仿真模型。以呼和浩特地铁交通项目为实例,给出了地铁沿线区段雷击区域评估指标,通过对地铁沿线的地闪定位、雷电灾害、土壤电阻率及周边环境等数据资料的分析计算得出区域风险评估结果;并对雷击极高风险区段的地面建筑物单体进行了评估,结果表明入户管线附近落雷是建筑物单体总雷击次数的主要因素;进而对雷击附近大地在高架站接触网架空地线产生的感应过电压进行了模拟计算,给出了雷击点距架空地线的距离、高架桥高度以及架空地线支柱接地电阻和间距等因素对感应过电压的影响规律。城市地铁交通全线段及差异化防雷评估技术手段,为城市地铁交通防雷设计和安全运行提供更加客观准确的科学依据。

大鼠骨髓来源内皮祖细胞体外增殖和凋亡及阿托伐他汀的干预

背景:研究发现,阿托伐他汀具有心血管保护作用,能显著改善内皮功能,促进内皮祖细胞的动员、迁移和分化。现阶段在细胞体外培养水平上进行阿托伐他汀药物浓度筛选所进行的研究较少。目的:探讨不同浓度阿托伐他汀对大鼠骨髓来源内皮祖细胞体外生长特性的影响。方法:取SD大鼠长骨骨髓,用密度梯度离心法结合差异贴壁法提取单核细胞,用选择性培养液诱导培养内皮祖细胞,采用免疫荧光染色法鉴定细胞表面标志物。将内皮祖细胞分为对照组和4个不同浓度阿托伐他汀组(0.01,0.1,1,10μmol/L)进行培养,光镜下观察和MTT法检测细胞生长增殖情况,流式细胞术检测细胞凋亡率,硝酸还原酶法化学比色法检测培养液中一氧化氮和内皮型一氧化氮合酶水平。结果与结论:(1)对照组和阿托伐他汀组的细胞数量均表现为增长趋势,1μmol/L阿托伐他汀组增长最明显,10μmol/L阿托伐他汀组在7 d后出现下降趋势;(2)1μmol/L阿托伐他汀组凋亡率低于其他各组,10μmol/L阿托伐他汀组凋亡率高于其他各组;(3)0.01,0.1,1.0μmol/L阿托伐他汀组一氧化氮和内皮型一氧化氮合酶水平明显高于空白对照组(P<0.01),10μmol/L阿托伐他汀组一氧化氮和内皮型一氧化氮合酶水平明显低于其他各组(P<0.01);(4)结果表明,阿托伐他汀可通过增加内皮型一氧化氮合酶和一氧化氮的生成,促进内皮祖细胞增殖并减少凋亡,其中1μmol/L浓度的阿托伐他汀最适合内皮祖细胞培养。

钾肥品种对加工番茄生长发育及产量品质的影响

探讨不同钾肥品种在加工番茄生产中的增产增效作用。在滴灌条件下,研究了不施钾(K-0)、氯化钾(K-KCl)、硫酸钾(K-K_(2)SO_(4))和硝酸钾(K-KNO_(3))对加工番茄两个品种HYH-01和屯河8号干物质累积、品质、产量和经济效益的影响。结果表明,施用钾肥能够延长加工番茄干物质积累的时期并增加干物质积累量,K_(2)SO_(4)处理的加工番茄两个品种HYH-01和屯河8号的干物质积累的旺盛时期分别比K-0、K-KCl、K-KNO_(3)处理延长了4、7、6 d和8、3、2 d。施用钾肥显著增加了加工番茄产量和收益,不同加工番茄品种增产11.72%~33.10%,每投入1元的K_(2)O增收0.94~3.21元,加工番茄HYH-01对钾肥的产量和经济效益影响为KCl>K_(2)SO_(4)>KNO_(3),屯河8号为KCl>KNO_(3)>K_(2)SO_(4)。钾肥品种对不同加工番茄品种品质的影响除HYH-01某些指标外,没有显著差异。综合干物质累积、产量及经济效益等方面,KCl是该地区加工番茄增产增效的合理钾肥品种。

经皮介入治疗慢性冠状动脉完全闭塞性病变合并心肌梗死的预后因素分析

目的分析经皮介入治疗(PCI)慢性冠状动脉完全闭塞性(CTO)病变合并心肌梗死(MI)的预后因素。方法 82例PCI治疗CTO患者,其中32例为CTO合并MI(合并组),50例仅为CTO(不合并组)。平均随访6个月,Logistic多因素回归分析预后因素。结果合并组的糖尿病、高血脂、高血压、心源性休克及不良心血管事件发生率高于不合并组(P<0.05),而左室射血分数、术后TIMI血流3级低于不合并组(P<0.01)。糖尿病、高血脂、心源性休克及术后TIMI血流3级为独立危险因素。结论糖尿病、高血脂、心源性休克及术后TIMI血流3级是PCI治疗CTO合并MI患者的独立危险因素。

右美托咪定在无创正压机械通气治疗急性左心衰竭中的应用

目的观察右美托咪定在无创正压机械通气(NIPPV)治疗急性左心衰中的疗效。方法 52急性左心衰竭患者随机分为治疗组和对照组,每组26例,所有患者在常规抗心衰治疗无效后即予以NIPPV,治疗组加用右美托咪定辅助治疗。比较2组治疗后24 h的呼吸频率(RR)、外周血氧饱和度(Sp O2)、p H、动脉血氧分压(Pa O2)、二氧化碳分压(PCO2)、射血分数(EF)、心输出量(CO)、心脏指数(CI)、心率(HR)、脑尿钠肽(BNP)、平均动脉压(MABP)、气管插管率及疗效。结果治疗后24 h,治疗组患者的RR、Pa CO2、HR、BNP、MABP明显低于对照组,SPO2、p H、Pa O2、EF、CO明显高于对照组,疗效优于对照组(P<0.05或0.01)。结论右美托咪定辅助NIPPV治疗急性左心衰竭,可改善患者的心功能,更好地纠正低氧血症,提高疗效。

右心室不同起搏部位对起搏依赖性患者心功能的影响

目的:观察右心室不同起搏部位对起搏依赖性患者心功能的影响。方法:将56例需行心脏起搏器治疗的缓慢性心律失常患者随机分为RVS组与RVA组。RVS组右心室起搏部位为右室间隔部,RVA组右心室起搏部位为右室心尖部。观察及对比两组治疗前及治疗后6、12个月的QRS波时限,左心室射血分数、心输出量、心脏指数、左室舒张末期内径、6 min步行试验的变化。结果:RVA组治疗后6、12个月的QRS波时限较同期的RVS组长;治疗后6个月及12个月RVS组的LVEF、CO、CI、6MWT较RVA组高,LVEDd较RVA组低,差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。结论:右心室起搏部位为右室间隔部起搏对心功能的影响较右心室起搏部位为右室心尖部小。

冠心病支架内再狭窄的危险因素分析

目的分析冠心病支架内再狭窄(ISR)的危险因素。方法 102例冠心病患者行经皮冠状动脉内介入治疗,根据术后冠脉造影结果分为ISR组(38例)和非ISR组(64例),分析ISR的危险因素。结果 ISR组中吸烟、糖尿病、心肌梗死、尿酸、总胆固醇、脂蛋白a及术前狭窄程度均高于非ISR组(P<0.01或0.05),总胆红素水平低于非ISR组(P<0.05)。Logistic回归分析显示吸烟、糖尿病、心肌梗死、总胆红素、尿酸及术前狭窄程度为ISR的独立危险因素(P<0.05)。结论冠心病患者发生ISR与吸烟、糖尿病、心肌梗死、总胆红素、尿酸及术前狭窄程度有关。

主动脉内球囊反搏术联合连续性肾脏替代疗法治疗急性心肌梗死后心源性休克的临床观察

目的观察主动脉内球囊反搏术(IABP)联合连续性肾脏替代疗法(CRRT)治疗急性心肌梗死(AMI)后心源性休克的临床效果。方法对43例AMI后出现心源性休克患者采用IABP联合CRRT治疗,观察患者治疗前后的心率、平均动脉压(MABP)、中心静脉压(CVP)、脑尿钠肽(BNP)、射血分数(EF)、心输出量(CO)、心脏指数(CI)、多巴胺用量以及pH、动脉血氧分压(PaO_2)、乳酸、尿素氮(BUN)、血肌酐、尿量、钠离子(Na^+)浓度等。结果 IABP联合CRRT治疗AMI后,患者的心率、CVP、BNP、CI、多巴胺用量、乳酸、BUN、血肌酐较治疗前显著降低,MABP、EF、CO、pH、PaO_2、尿量、Na+较治疗前显著升高(均P<0.01)。结论 IABP及CRRT联用治疗心肌梗死后心源性休克的临床效果明显。

黄腐酸与氮肥配施对滴灌玉米产量及氮肥利用率的影响

【目的】研究配施不同用量的黄腐酸对新疆拜城县膜下滴灌玉米产量及氮肥利用率的影响,筛选出适宜拜城县膜下滴灌玉米的黄腐酸的用量。【方法】以新玉31号品种为研究对象,在施用相同氮磷钾(N 240 kg/hm 2、P 2 O 5150 kg/hm 2、K 2 O 90 kg/hm 2)的基础上,以单施氮肥处理为对照,分析施不同用量的黄腐酸对玉米产量及氮肥利用率的影响。【结果】相对于单施氮肥处理,合理施黄腐酸(180~270 kg/hm 2)能显著增加玉米的产量,增产率为10.2%~12.6%,玉米氮肥利用率提高8.0~10.5个百分点,但收获后土壤中的硝态氮和铵态氮的含量没有显著增加。大量施用黄腐酸(450 kg/hm 2)能显著增加玉米的生物量、氮肥利用率以及收获后土壤中的硝态氮和铵态氮的含量,但是产量降低,减产率为3.5%。【结论】对玉米产量和氮肥利用率与黄腐酸用量进行综合分析,适宜的黄腐酸用量为180~270 kg/hm 2。

漫灌和滴灌棉花土壤有效磷丰缺指标与临界值研究

【目的】土壤有效磷含量是棉花施用磷肥的重要依据,由于连续多年施用磷肥,新疆棉花土壤有效磷含量有较大幅度的增加,但对棉花土壤有效磷的评价仍然使用以前的标准,磷肥推荐用量不能适应棉花生产。因此,明确土壤有效磷的临界值,能为有效指导棉花合理施用磷肥提供理论依据。【方法】选择新疆281个试验点,建立缺磷区相对产量与土壤有效磷含量之间的关系,进行对数方程模拟,分别将相对产量带入相应的对数方程,求出对应的土壤有效磷分级指标值,同时采用线性+平台模型拟合求出土壤有效磷临界值,根据有效磷分级推荐施用磷肥。【结果】对棉花产量和土壤有效磷的相关性进行直线、指数和对数模拟,3种回归方程的相关系数都达到了1%显著水平,其决定系数R^2分别为0.500、0.470和0.590,以对数回归方程相关性最高。采用线性+平台模型拟合棉花相对籽棉产量和土壤有效磷的关系,棉花相对籽棉产量对土壤有效磷含量的反应分成2段,拐点即为土壤有效磷临界值,此时棉花土壤有效磷的临界值为22.0 mg/kg。当土壤有效磷≥22.0mg/kg时,y=93.77,表明随土壤有效磷的增加,棉花相对籽棉产量不变,此时施用磷肥几乎没有增产作用;当土壤有效磷<22.0 mg/kg时,y=62.86+1.405x,施磷肥可以促进棉花增产(R^2=0.63**)。棉花的磷肥利用率随土壤有效磷含量的增加而大幅度降低。当土壤有效磷<5 mg/kg时,漫灌条件下磷肥的利用率为25.7%,滴灌为21.6%,二者差异不显著;当土壤有效磷5~12 mg/kg时,漫灌和滴灌条件下磷肥的利用率也没有显著差异;当土壤有效磷12~25 mg/kg时,滴灌条件下磷肥的利用率为15.0%,比漫灌显著增加4.6个百分点;当土壤有效磷为25~38 mg/kg和>38 mg/kg时,漫灌和滴灌条件下磷肥的利用率差异又变得不显著。不论漫灌和滴灌,棉花磷肥的平均利用率约为15.9%。【结论】根据棉花相对产量的<70%、70%~80%、80%~90%、90%~95%、>95%,将土壤有效磷划分为5个等级,即<5 mg/kg、5~12 mg/kg、12~25 mg/kg、25~38mg/kg和>38 mg/kg,土壤有效磷临界值为22.0 mg/kg。漫灌条件下磷肥的平均利用率为15.2%,而滴灌条件下磷肥的平均利用率为17.1%,差异不显著。棉花土壤有效磷丰缺指标为极低、低、中、高、极高,获得了土壤有效磷临界值及不同棉花产量下的推荐施磷量。

内蒙古地形因素对雷电灾害的影响及其权重分析

为了揭示内蒙古地形对雷电灾害的影响规律,基于内蒙古1998-2018年雷电灾害资料和数字高程数据,运用数理统计和熵值法分析了内蒙古地区地形因素对雷电灾害的影响及其权重。结果表明,内蒙古近21年来雷灾点主要分布在高程为200~2 000 m的范围内,高程在2 000 m以上基本没有雷灾发生;雷灾点个数随坡度、地形起伏度的增加呈现指数降低趋势,雷灾点主要分布在坡度小于10°的地区,且多分布在0~75 m的地形起伏度区间内;从坡向上来看,南坡的雷灾点个数最多(占45.53%),北坡的雷灾点个数最少;在地形因子的不同分级中0~500 m的高程、15°~35°的坡度、0~20 m的地形起伏度和西南坡及平地区域发生雷灾的概率较大。运用熵值法分析高程、地形起伏度、坡度和坡向不同地形因素造成雷电灾害权重来看,高程和坡向因素贡献程度较大。该研究结果对于雷电灾害的风险区划及防御规划有一定指导意义。

心肌桥并发冠状动脉粥样硬化、缺血发作的Logistic多因素分析

目的研究心肌桥并发冠状动脉粥样硬化、缺血发作的影响因素,并予以Logistic多因素分析。方法以2016年6月至2018年1月湛江中心人民医院收治的心肌桥患者150例为研究对象。对所有患者均进行冠状动脉造影检查,并根据患者是否存在冠状动脉粥样硬化分为硬化组78例与非硬化组72例。比较2组患者各项危险因素,并予以Logistic多因素分析。此外,对所有患者进行核素心肌灌注显像检查,并根据结果将所有患者分为缺血组21例与非缺血组129例。比较2组患者各项危险因素,并予以Logistic多因素分析。结果硬化组年龄、吸烟史患者比例、糖尿病史患者比例比非硬化组高,差异有统计学意义(均P<0.05)。经Logisitic多因素分析可得:年龄、吸烟史、糖尿病史均是心肌桥并发冠状动脉粥样硬化的独立危险因素(均P<0.05)。缺血组年龄与狭窄程度3级患者比例比非缺血组高,差异有统计学意义(均P<0.05)。经Logisitic多因素分析可得:年龄、狭窄程度3级均是心肌桥缺血发作的独立危险因素(均P<0.05)。结论年龄、糖尿病、吸烟均与心肌桥并发冠状动脉粥样硬化密切相关,而年龄与狭窄程度与心肌桥缺血发作密切相关,值得临床重点关注。

沙库巴曲缬沙坦治疗慢性射血分数降低心力衰竭35例临床观察

目的观察沙库巴曲缬沙坦治疗慢性射血分数降低心力衰竭(HFrEF)的效果。方法70例慢性HFrEF患者接受常规抗心力衰竭治疗,其中对照组、观察组分别使用血管紧张素转换酶抑制剂/血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂、沙库巴曲缬沙坦。比较两组的疗效、N末端B型利钠肽原(NT-proBNP)、醛固酮、心肌肌钙蛋白I(cTnI)、心脏彩超结果和不良反应。结果观察组的疗效明显优于对照组(P<0.05)。观察组治疗后NT-proBNP、醛固酮和cTnI水平均低于对照组;左心室射血分数明显高于对照组(P<0.05或0.01)。结论沙库巴曲缬沙坦治疗慢性HFrEF可提高疗效、射血分数,降低神经内分泌因子水平。