热-结构耦合作用下压电式力传感器热应力分析

针对极端环境下高温传感器的可靠性受限于热应力,导致传感器零漂和温漂甚至失效的问题,提出了一种基于热-结构耦合的高温压电式力传感器热应力计算方法及其有限元模型。基于平衡方程和热-弹性理论,建立了传感器热弹性力学物理方程,分析了封装材料和温度对压电式力传感器热应力的影响规律。通过分析高温环境下压电式力传感器的热应力分布,确定传感器应力集中位置。对传感器热应力进行溯源,得到封装材料和晶组材料的热膨胀系数不一致导致热失配应力产生。将随机振动功率谱密度转换为加速度时域信号,利用多物理场耦合方法,分析得到传感器的最大热应力为134.61 MPa,小于材料的屈服强度300 MPa,验证了传感器在高温、高压和随机振动综合环境下具有良好的可靠性。通过研究氧化铝和氧化锆绝缘层对传感器最大热应力的影响,研究结果表明,温度为420℃时氧化铝绝缘层传感器的最大热应力比无绝缘层传感器的最大热应力小9.18 MPa,比氧化锆绝缘层传感器最大热应力小79.31 MPa,该工作可为高温环境下减小传感器热应力措施提供一定的参考。

高频动态压电式压力传感器结构设计与实验研究

针对激波压力信号快速测量需求的提升,提出了一种基于压电效应的高频动态激波压力传感器结构形式及测量原理。通过分析激波信号的时频特性,确定高频动态压电式压力传感器的性能需求;采用高频动态压电式压力传感器的测量原理,对提出的激波压力测量进行了分析;基于变形协调一致原则,建立了静力学和动力学模型,分析传感器结构参数对灵敏度和固有频率的影响规律;将优化后的传感器三维模型导入ANSYS中进行静力学、动力学和压电耦合分析,验证了传感器结构及其测量原理的可行性。通过准静态标定和动态标定实验,得到传感器的电压灵敏度、非线性度和固有频率等测量性能指标,实验结果表明:研制的高频动态压电式激波压力传感器样机具有高灵敏度3.19 mV/kPa、高固有频率特性95.625 Hz和短上升时间10.45μs特性,能够满足实际测试需求。

直觉模糊MABAC法在低渗碳酸盐岩气藏有利区优选中的应用

低渗碳酸盐岩气藏地质构造和储层特征复杂,数据获取和解释的不确定性较高,导致有利区优选的难度较大。提出了最优最劣法(BWM)赋权下的直觉模糊MABAC(多属性边界近似区域比较)法低渗碳酸盐岩有利区优选模型。首先,根据低渗碳酸盐岩地质特征、生烃能力和储气能力等信息,建立综合考虑低渗碳酸盐岩成藏的地质条件、施工条件的综合评价指标体系;然后利用BWM方法确定各关键评价指标权重,同时考虑多个因素对不同的油气田的影响并掌握因素之间的优先级关系;最后,利用直觉模糊信息替代精确信息,建立改进的直觉模糊多属性决策模型,对低渗碳酸盐岩气藏开发有利区进行优选。利用10个碳酸盐岩气藏区块进行实验,结果表明:剩余动态储量、有效储层厚度等因素表现良好的C区块为最优。对碳酸盐岩气藏开发有利区块按照整体距离的值进行降序排序,结果为:C区>I区>H区>A区>D区>G区>J区>E区>F区>B区。将提出的直觉模糊MABAC法与现有方法进行对比,并结合数值模拟结果分析,验证了该方法的有效性和合理性。

Influence of interlayer on characteristics of Kelvin-Helmholtz instability

Characteristics of the Kelvin-Helmholtz （KH） instability of the interfaces formed by two semi-infinitely distributed fluids and one interlayer were studied. It was found that the coupling effects between theinterfaces should be considered if the interlayer thickness was less than 0. 5 times of the disturbation wave-length. And the degenerate modes could be produced in the situation with proper parameters.

母牛发情期间躯体不同部位温度变化规律研究进展

高效发情鉴定是提高母牛繁殖力、提升牛场经济效益的重要途径。随着奶牛养殖规模越来越大,传统人工观察已难以适应规模场奶牛发情鉴定需要。计步器发情鉴定难以检出安静发情,无法提高发情检出率。虽然体温参数发情鉴定潜力大,但母牛全身被毛,体表测温不理想,而接触式测温采集部位有限,可穿戴设备研发难度较大,不同采集部位牛只体温数据差别很大,为此,本文综述了前人利用奶牛躯体不同部位体温数据发情鉴定的结果,比较分析了发情奶牛各部位体温变化规律与发情的关系,为研发高效母牛发情鉴定技术提供科学参考。

振腹推拿手法对抽动障碍模型大鼠纹状体及皮质区神经营养因子水平的影响

目的探讨振腹推拿手法对亚氨基二丙腈诱导的抽动障碍大鼠模型的纹状体及皮质区神经营养因子水平的影响。方法将40只4周龄SD大鼠随机分为空白组10只、模型组10只、推拿组10只、盐酸硫必利组10只。各造模组予腹腔注射亚氨基二丙腈[300 mg/kg,10 mL/(kg·d)],空白组予等体积生理盐水腹腔注射,连续7天。造模成功后进行干预,空白组和模型组予生理盐水灌胃,盐酸硫必利组予硫必利混悬液灌胃(1 mL药液中约含2.1 mg原药),3组大鼠灌胃体积均为1 mL/100 g,推拿组在神阙穴行振腹推拿手法操作,灌胃及振腹操作均每日1次,连续5周。末次干预完成后,采用ELISA法检测大鼠纹状体及皮质区脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)、胶质细胞源性神经营养因子(glial cell derived neurotrophic factor,GDNF)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和神经生长因子(nerve growth factor,NGF)水平。结果与空白组比较,模型组纹状体区BDNF、GDNF、VEGF、NGF水平均显著降低(P<0.01),皮质区BDNF、VEGF、NGF显著降低(P<0.01),GDNF水平降低(P<0.05);与模型组比较,盐酸硫必利组纹状体区4种因子水平均显著升高(P<0.01),皮质区BDNF、VEGF、NGF显著升高(P<0.01);与模型组比较,推拿组纹状体区GDNF、NGF显著升高(P<0.01),皮质区BDNF升高(P<0.05),VEGF、NGF均显著升高(P<0.01)。结论振腹推拿手法可提高抽动障碍大鼠纹状体及皮质区神经营养因子的水平。

石棉尾矿场地土壤污染地球化学特征及其对微生物多样性的影响

为了厘清石棉对土壤环境的污染风险,为进一步治理及减缓石棉污染危害提供技术支撑,本文针对青海省祁连县小八宝石棉尾矿库矿区场地土壤环境中石棉组分和相关重金属元素的分布、空间迁移转化规律及其对土壤微生物群落结构和多样性的影响开展研究。结果表明:场地土壤中的主要矿物组成包括石英、斜绿泥石、蛇纹石、铁韭闪石、钠长石等,其中蛇纹石被确定为石棉的特征矿物;在典型垂向和横向剖面土壤中,不同来源的重金属元素质量分数呈现不同的空间分布特点,其中CaO分布趋势与蛇纹石矿物相关,土壤中重金属Cr表现出与石棉矿物相似的分布特征;在垂向和横向剖面的样品中Cr质量分数均超过建设用地风险管制值(二类用地78 mg/kg),特别是在石棉尾矿渣堆处Cr质量分数远超出建设用地风险管制值。石棉的环境胁迫降低了土壤微生物多样性,对土壤微生物群落结构造成较大影响。

人表皮生长因子滴眼液对白内障患者晶状体超声乳化术后干眼症的效果

目的 探讨人表皮生长因子滴眼液对白内障患者晶状体超声乳化术(PHACO)术后干眼症的效果。方法 选取2023年1月至10月安徽省阜阳市人民医院收治的90例白内障PHACO术后干眼症患者为研究对象,按照随机数字表法分成对照组和观察组,各45例。对照组予以聚乙烯醇滴眼液治疗,观察组在对照组基础上加用人表皮生长因子滴眼液治疗。用药4周后,比较两组疗效、泪河高度、泪膜稳定性、视觉质量及不良反应发生情况。结果 观察组疗效优于对照组(P<0.05)。治疗后,两组泪膜破裂时间(BUT)长于治疗前,角膜荧光素染色实验(FL)、眼表疾病指数(OSDI)、标准干眼症状评估量表(SPEED)评分低于治疗前,泪河高度、基础泪液分泌实验(LST)高于治疗前,且观察组BUT长于对照组,FL、OSDI、SPEED评分低于对照组,泪河高度、LST高于对照组(P<0.05)。两组均未见明显不良反应。结论 聚乙烯醇滴眼液联合人表皮生长因子滴眼液用于白内障PHACO术后干眼症患者临床治疗,可通过改善泪河高度及泪膜稳定性,提升效果,并提高患者视觉质量,且用药安全。

自发性脑出血动物模型选择及临床前药物试验指南(2024年版)

自发性脑出血(spontaneous intracerebral hemorrhage,sICH)是最常见和致死性最高的卒中类型,其特征是脑实质的自发性出血,目前尚无有效的防治方法。现有的sICH动物模型可以概括为三大类:(1)诱导性脑出血模型,主要有自体血注入、胶原酶注射、微气球充盈、高血糖诱导的sICH血肿扩大模型;(2)自发性高血压脑出血模型,主要有易卒中性自发性高血压大鼠和易卒中性肾血管性高血压大鼠模型;(3)基因修饰模型,主要有高血压脑出血转基因模型、脑淀粉样血管病转基因模型、脑动静脉畸形病变相关基因修饰模型、脑海绵状血管畸形相关基因修饰模型及胶原蛋白相关基因修饰模型。这些模型不仅帮助我们了解sICH的发病机制、探索预防或治疗的方法,也可用于临床前药物试验,促进sICH新药研发工作。本指南系统总结了sICH的发病机制,详细介绍了不同种属建模动物的优劣性、不同sICH动物模型的建模原理和方法、建模技术细节、模拟的病理生理机制及其临床相关性以及sICH动物模型神经行为评价技术,并比较了各种sICH模型的优缺点及其适用的研究范围,最后重点概括了sICH相关的临床前药物试验设计要点。

体外冲击波联合关节镜下微创手术治疗运动性肩袖损伤患者的效果及对肩关节功能的影响

目的探讨体外冲击波联合关节镜下微创手术治疗运动性肩袖损伤患者的效果及对肩关节功能的影响。方法选取2020年10月至2021年9月厦门市第五医院收治的82例运动性肩袖损伤患者作为研究对象,以随机数字表法将其分为研究组(41例)与对照组(41例)。对照组给予关节镜下微创手术治疗,研究组给予体外冲击波联合关节镜下微创手术治疗,比较两组患者的临床疗效、肩关节功能。结果研究组患者的治疗总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者的Constant-Murley肩关节评分系统(CMS)、美国加州肩关节功能评分量表(UCLA)组间、时点及交互作用差异均有统计学意义(P<0.05);进一步两两比较,组内比较:两组患者术后1、2个月的CMS、UCLA评分均高于本组术前,术后2个月的CMS、UCLA评分均高于术后1个月,差异有统计学意义(P<0.05);组间比较:研究组患者术后1、2个月的CMS、UCLA评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论运动性肩袖损伤患者给予体外冲击波联合关节镜下微创手术治疗,能够提升临床疗效,改善患者肩关节功能。

可吸收颅骨固定锁辅助兔颅骨损伤修复研究

目的以新西兰兔为模型动物,通过观察使用可吸收颅骨固定锁后的模型动物的生理状态、临床表现和病理组织学的变化来评价可吸收颅骨锁修复兔颅骨缺损的安全性和有效性。方法根据实验目的和实验设计的要求,用105只新西兰兔随机分为试验组、对照组和空白对照组,试验组和对照组分别进行颅骨缺损,并植入供试品和对照品材料,空白对照组仅做缺损,不植入任何材料。在植入后1、2、3、6、9、12、15个月7个时间点进行解剖观察,可吸收颅骨锁植入部位解剖取材观察,行病理分析。研究期间,所有动物行临床观察。结果研究期间各组动物无明显临床异常,亦无动物死亡。体重在术后9~15个月期间明显增加,血常规和血清生化的检测无明显异常;于各节点观察解剖动物,植入部位周围组织均正常,可吸收颅骨固定锁在各个时间点逐步与周围骨质融合,其与动物自体骨的结合程度越来越紧密,能有效地进行骨瓣复位固定,促进颅骨愈合,病理组织学检查未见感染性炎症反应。结论在该试验条件下,可吸收颅骨固定锁修复兔颅骨缺损与对照组相比具有类似的修复疗效并能有效地进行骨瓣复位固定,且兔模型试验证明临床安全。

基于MaxEnt模型的干巴菌云南适生区预测

【目的】明确干巴菌在云南的适生区,并探讨未来气候变化对其分布及生境适宜性的影响。【方法】采用主成分分析法对气候因子、土壤因子进行降维处理,将筛选后的生态因子输入最大熵(maximum entropy,MaxEnt)模型,对干巴菌适生区进行预测,使用刀切法(Jackknife)和响应曲线确定影响物种分布的关键生态因子和适宜阈值范围;采用ArcGIS对预测结果进行空间统计分析和适生等级划分,研究未来气候条件下干巴菌分布范围的变化趋势。【结果】MaxEnt模型训练集和测试集的受试者工作特征曲线下面积分别为0.884和0.911,表明模型预测结果可靠。刀切分析结果显示:年降水量、等温性和坡度是影响干巴菌分布最为关键的因子。未来气候变化将影响干巴菌的分布,与当前相比,在SSP126情景下,21世纪末(2090s)的干巴菌云南适宜生境丧失和新增面积分别为1.09×10^(4)和2.60×10^(3)km^(2);在SSP370情景下,丧失和新增面积分别为1.21×10^(4)和5.20×10^(3)km^(2)。【结论】未来气候变化将导致云南境内的干巴菌适生区面积减小,其中滇中地区受气候变化的影响最为严重。

综合康复训练结合富血小板血浆注射技术治疗运动性膝关节损伤患者的临床效果

目的探讨综合康复训练结合富血小板血浆(PRP)注射技术治疗运动性膝关节损伤患者的临床效果。方法选取2021年6月至12月厦门市第五医院收治的80例运动性膝关节损伤患者为研究对象,采用随机数字表法将其分为对照组(40例)和观察组(40例)。对照组采用综合康复训练,观察组在对照组的基础之上配合PRP注射技术治疗,比较两组的疼痛情况、炎症因子水平变化情况、膝关节屈肌、伸肌肌力情况及膝关节功能情况。结果治疗后,观察组的疼痛评分[视觉模拟评分法(VAS)]、骨关节炎指数、膝关节功能评分、膝关节屈肌肌力、膝关节伸肌肌力均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,观察组的白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、C反应蛋白(CRP)水平均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论综合康复训练结合PRP注射技术在促运动性膝关节损伤患者康复中的作用显著,可推广使用。

安太堡煤矿复垦区刺槐径向生长对气候因子的响应

在全球变暖的背景下,区域干旱化程度加强,严重限制了干旱和半干旱地区树木的生长。安太堡矿区位于农牧交错带,生态环境脆弱,对气候变化敏感。通过树木年代学研究方法,建立了安太堡煤矿复垦区人工刺槐林(Robinia pseudoacacia)的树轮宽度标准年表,树轮气候响应分析发现水分是限制研究区刺槐生长的主要因素,上一年9月至当年8月的水文年降水以及主要生长季(6~8月)的降水对树木的生长有重要的促进作用,但是当年9月降水有限制作用;生长季前冬季(12月、1月)的较高温度也是限制刺槐径向生长的重要因素。

基于CNN-LSTM的短期风电功率预测

短期风电功率预测对电力系统的安全稳定运行和能源的优化配置具有重要意义。鉴于卷积神经网络(CNN)高效的数据特征提取能力,以及长短期记忆网络(LSTM)描述时间序列长期依赖关系的能力。为了提高短期风电功率预测的精度,设计了一种基于CNN和LSTM的风电功率预测模型。该模型利用卷积神经网络对风电功率、风速、风向数据进行多层卷积和池化堆叠计算,提取风电功率相关数据的特征图谱。为了描述风电功率序列的时序依从关系,将图谱特征信息作为长短期记忆网络的输入信息,计算得到风电功率的预测结果。采用西班牙某风电场的实测数据进行模型预测精度验证。结果表明,该模型较LSTM、Elman模型具有更好的预测性能。

激光聚变内爆流体不稳定性基础问题研究进展

激光聚变有望一劳永逸地解决人类的能源问题,因而受到国际社会的普遍重视,一直是国际研究的前沿热点。目前实现激光惯性约束聚变所面临的最大科学障碍(属于内禀困难)是对内爆过程中高能量密度流体力学不稳定性引起的非线性流动的有效控制,对其研究涵盖高能量密度物理、等离子体物理、流体力学、计算科学、强冲击物理和高压原子物理等多个学科,同时还要具备大规模多物理多尺度多介质流动的数值模拟能力和高功率大型激光装置等研究条件。作为新兴研究课题,高能量密度非线性流动问题充满了各种新奇的现象亟待探索。此外,流体力学不稳定性及其引起的湍流混合,还是天体物理现象(如星系碰撞与合并、恒星演化、原始恒星的形成以及超新星爆炸)中的重要过程,涉及天体物理的一些核心研究内容。本文首先综述了高能量密度非线性流动研究的现状和进展,梳理了其中的挑战和机遇。然后介绍了传统中心点火激光聚变内爆过程发生的主要流体力学不稳定性,在大量分解和综合物理研究基础上,凝练出了目前制约美国国家点火装置(NIF)内爆性能的主要流体不稳定性问题。接下来,总结了国外激光聚变流体不稳定性实验物理的研究概况。最后,展示了内爆物理团队近些年在激光聚变内爆流体不稳定性基础性问题方面的主要研究进展。该团队一直从事激光聚变内爆非线性流动研究与控制,以及聚变靶物理研究与设计,注重理论探索和实验研究相结合,近年来在内爆重要流体力学不稳定性问题的解析理论、数值模拟和激光装置实验设计与数据分析等方面取得了一系列重要成果,有力地推动了该研究方向在国内的发展。

黄曲霉毒素B1核酸适配体筛选和检测方法的建立

建立一种高灵敏的快速检测黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)的方法。基于氧化石墨烯(graphene oxide,GO)通过π-π共轭吸附单链寡核苷酸(single-strand DNA,ssDNA),对已结合靶标的ssDNA吸附能力较弱的特性,设计针对AFB1核酸适配体的筛选方案。经过10轮筛选,共获得45条ssDNA序列。挑选具有代表性的6条序列进行亲和力分析实验,其解离常数Kd分别为16.29、27.88、18.54、23.11、47.94、22.31 nmol/L。选用亲和力较高的AFB-5、AFB-8进行特异性实验,结果显示所筛选的适配体能特异性吸附AFB1。最后利用适配体AFB-8作为识别元件建立了基于纳米金比色检测AFB1的方法。在优化的检测条件下,AFB1质量浓度与A520 nm值有良好的线性关系,其回归方程为y=-0.00709x+0.46142(R^2=0.9979),线性范围为0.025~10 ng/mL,检出限为0.025 ng/mL。通过特异性实验和对大米样品加标回收实验,加标回收率为83.36%~105.74%,证明本方法的可行性。

相转移催化法合成双酚S型聚芳酯的研究

本文报道了用相转移催化法合成双酚S型聚芳酯的实验结果,对聚合条件进行了讨论。结果表明,用季胺盐作相转移催化剂,在30℃下可以得到高分子量的产物。这种双酚S型聚芳酯具有较好的透明度,优异的电性能,甚至在150℃下,力学性能也很好。可见光透过率87%;室温屈服强度637kg/cm^(2);T_(g) 208℃;介电常数击;穿电3.6压150kV/mm。

多级A/O工艺强化城市生活污水再生过程的污染物去除效果研究

北京市某城市污水厂在传统的A2/O工艺基础上特别增设多级A/O(MAO)工艺强化脱氮除磷效果。以该污水厂各工艺单元出水为研究对象,通过对水质常规理化指标、紫外吸收光谱及其相关参数分析,并结合多元数据统计学手段,分析该工艺对城市污水中污染物的去除效果,特别是溶解性有机物(DOM)的去除。经MAO工艺强化后CODCr、DOC、TN、TP和NH+4-N的去除率分别为95.14%、89.70%、94.53%、97.26%和99.74%,达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准;增设MAO工艺后,提高了对DOM的去除率,DOM分子量和团聚化程度显著提高,化合物的稳定性增强。对污水再生过程处理单元水质化学指标与紫外光谱参数的相关性分析表明,芳香环上取代基类型以脂肪链为主时对脱氮除磷促进作用更加明显。

某345m超高层建筑结构转换柱设计研究

介绍了某建筑高度约345m的超高层建筑外立面收进结构的实现方法。对于三种实现方式的转换柱(斜柱、楔形柱、矩形搭接柱)及转换区楼面梁和剪力墙的受力进行了比较分析,重点介绍了转换区构件的传力路径、应力、变形、损伤等力学特征,并考察了不同形式转换柱对结构整体性能的影响。分析结果表明,转换区局部楼层刚度的变化对整体结构影响不大,但转换柱截面尺寸对层间受剪承载力的影响较大,同时会导致转换区框架承担的剪力比例高于普通楼层。最后针对转换区核心筒墙体在重力和地震荷载作用下在水平方向均存在较大拉力的情况,采取了特别的结构加强措施以抵消对核心筒墙体受力的不利影响。