基于粒子图像分割的混合PIV-PTV算法

粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)因其非接触场测量的特性,已成为空气动力学领域的主要测量工具。复杂流动的速度场往往具有非均匀性,示踪粒子难以在待测空间均匀分布。因此,在应用PIV互相关算法处理粒子稀疏区时,需要采用更大的查询窗口以降低测量的不确定度,但会带来空间分辨率低的实际问题。而粒子追踪测速法(particle tracking velocimetry,PTV)追踪单个示踪粒子的跨帧位移,具有比PIV更高的空间分辨率,但难以适用于粒子浓度高的稠密区。针对PIV、PTV各自的优点,本文发展了一种基于粒子图像分割的混合PIV-PTV测速技术。首先定义了基于维诺多边形的粒子局部浓度量度,用以计算示踪粒子在粒子图像上的局部浓度场;其次通过设定的浓度阈值对粒子进行二分类,使用基于高斯核函数的支持向量机寻找出最优的分类边界,从而实现对粒子图像的粒子稀疏区和稠密区的划分;最后对两个区域分别使用PIV和PTV进行速度场计算,并合并为完整的速度场输出。仿真结果表明,上述方法可实现对粒子图像中的示踪粒子稀疏区和稠密区的自动划分,有效提高速度场测量的空间分辨率。将该方法应用在马赫数Ma=6的湍流边界层近壁测量中,可有效解决高速条件下粒子因强剪切难以进入边界层近壁区的问题,显著提高对近壁流动的解析能力。

水凝胶延迟水下回转体边界层自然转捩机理研究

水下航行体首部声纳探测能力与边界层转捩密切相关。本文开展了水凝胶超材料在延迟水下航行体边界层自然转捩方面的应用基础研究,并探究了其内在机理。在高速水洞中分别开展了刚性和水凝胶表面的SUBOFF模型总阻力系数与二维瞬时速度场大视场PIV实验测试,采用多路径积分算法对SUBOFF模型周围脉动压力场进行估算;结合刚性SUBOFF模型边界层流动线性稳定性分析与PIV流场测试结果,获得刚性SUBOFF模型边界层自然转捩特性;采用“比光强”算法,对低速水洞中水凝胶表面SUBOFF模型局部形变与近壁区速度场进行频谱分析,揭示水凝胶表面流−固耦合作用机制;基于法向瞬时速度分量的连续子波变换,对边界层瞬时流场间歇性进行分析,揭示水凝胶在流−固耦合作用下延迟SUBOFF模型边界层自然转捩的机理。

水下航行体边界层转捩流动结构实验研究

采用激光诱导荧光(Laser Induced Fluorescence,LIF)和粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,对自由湍流条件下SUBOFF模型转捩边界层中的流动结构进行精细测量。实验在北京航空航天大学大型低速回流水洞中进行,SUBOFF模型长度为1.436 m,基于模型长度和来流速度的实验雷诺数为3.35×10^(5)。采用流动显示灰度场和有限时间李雅普诺夫指数(Finite-Time Lyapunov Exponents,FTLEs)对转捩边界层中的涡结构进行识别,并对转捩过程中发卡涡、二次涡等典型拟序结构的生成演化过程进行分析。采用两点相关方法提取转捩区拟序结构,同时采用椭圆拟合方法计算相干结构倾角,计算结果表明,结构倾角沿法向先增大后减小,在边界层附近达到最大值。为深入研究转捩流动结构特性,发展了基于流动显示的湍流/非湍流界面(T/NT)识别方法,并对界面几何特性进行了研究。研究结果表明,在转捩过程中,界面的法向高度和分形维数沿程增长。

Er∶YAG激光SWEEPS双脉冲模式激活荡洗在自由水域中的气泡动力学观测

目的:探究Er∶YAG激光光子增强的光声流(SWEEPS)技术在不同脉冲间隔参数条件下的蒸汽气泡动力学效应。方法:Er∶YAG激光手具连接工作尖放置于自由水域模型中,设置SWEEPS模式,150~600μs脉冲间隔激活。高速摄像机(200 000 Hz)摄录Er∶YAG激光激活荡洗引起空穴效应的过程,matlab逐帧分析蒸汽气泡间的相互作用关系,及蒸汽气泡消失时刻气泡残余与激光工作尖之间的距离。实验数据经SPSS 19.0统计软件进行统计分析。结果:在自由水域中,Er∶YAG激光SWEEPS模式下,脉冲间隔设置的改变会引起两次脉冲激发的蒸汽气泡形成不同的相互作用关系,包括双气泡融合、双气泡撞击及双气泡脱离。其中,脉冲间隔设置为360~440μs时,双气泡撞击现象会使蒸汽气泡消失时气泡残余与激光工作尖之间达到最远距离。结论:在自由水域中,Er∶YAG激光双脉冲SWEEPS模式在不同的脉冲间隔设置下引起双气泡间形成不同的作用关系,该现象可能可以增强Er∶YAG激光空穴效应,强化激光激活荡洗的临床应用效果。

改革开放以来清末川边治理研究鸟瞰

清末,随着西南边防危机日趋严峻,清政府着意强化对川边地区的经营与管控,成为西南边防构建与川边藏区治理史上的重要一页。改革开放以来,学界关于清末川边治理的研究不断推进,取得长足进展,主要表现为专题性深研逐渐取代宏观性审视、研究队伍不断壮大等方面,成为清末西南边政史研究园地中的一朵靓丽鲜花。总结过往,可得出目前清末川边治理研究在史料拓展、问题设计以及研究视角、学科交融等方面尚有若干不足。

数据资产质量评估研究和实践分析

自国家将“数据”列为新型生产要素后,实现数据资产质量的智能评估和闭环式质量管理变得至关重要。本文以数据资产质量评估为主题,通过分析研究数据资产评估和管理现状和挑战,系统探讨数据资产质量评估的原理、方法和模型,并引入了质量调整系数以提高评估结果准确性,以优化数据资产估值理论和方法,落地数据资产质量评估应用试点,推动数据资产价值实现。

小肋减阻的飞行试验方法、结果和分析

气动设计水平既是评价飞机先进性的重要指标之一,也是提高大型客机竞争力的关键,其主要目标包括增升与减阻两个方面。为满足工程应用实际需求,本文开发了一种可用于评估减摩阻效果的无接触式测量技术,用以测量高雷诺数下飞行试验中小肋的减阻效果。结果表明流经小肋壁后的来流机械能损失更少,且相较于光滑壁具有更小的流向摩阻及更高的流向速度。此外小肋抑制了机翼上表面的展向速度脉动,并推测其在小肋膜下游分布的展向条状强脉动区域与气流流经小肋膜所产生的流向涡有关,在此基础上小肋膜的流向减阻效果与展向速度脉动抑制有所关联。

微型涡流发生器影响下的湍流边界层流场与摩阻特性

在中等雷诺数平板湍流边界层中,利用体视粒子图像测速技术与免标定双层热膜摩阻传感器,测量了单排楔形微型涡流发生器阵列下游的速度场与摩阻,以研究微型涡流发生器对湍流统计量和摩阻特性的影响。速度场测量结果表明:微型涡流发生器诱导下游湍流边界层内产生时均流向涡对和时均流向速度亏损区,导致流向脉动速度的展向预乘能谱出现第二外区峰值。速度场本征正交分解的结果表明:微型涡流发生器诱导产生的流动结构与湍流边界层内的大、超大尺度结构的能量贡献相当,并影响了近壁含能结构的空间分布。摩阻测量实验表明:具有较高高度、展向排列更密集的微型涡流发生器阵列的减摩阻率更高,减摩阻效果可持续至下游80倍自身特征高度处。

Er:YAG激光激活荡洗对不同机械预备锥度根管系统的荡洗效果研究分析

目的研究不同机械预备锥度下,Er:YAG激光激活荡洗在根管内的荡洗效果。方法在不同预备锥度(15/.05、20/.06及25/.08)的树脂离体牙模型中进行Er:YAG激光荡洗模拟,高速摄像机拍摄每个激光脉冲的根管内气泡反应,计算根管内气泡的灰度积分。收集牙髓完好的离体第三磨牙,即刻进行不同锥度根管预备(13/.02、15/.05、20/.06及25/.08),分别采用Er:YAG激光激活荡洗及手用空针冲洗结合5.25%NaClO进行根管预备,完成后固定、脱钙、包埋、切片并进行HE染色,观察牙髓组织残留情况,进行统计分析。结果在相同单脉冲能量下,15/.05组根管中的气泡灰度积分少于20/.06及25/.08组,具有统计学差异(P<0.05);20/.06及25/.08组间未见显著差异(P>0.05)。病理学切片结果显示,相同条件下,Er:YAG激光荡洗组牙髓残留风险较手用空针冲洗组低(P<0.05)。Er:YAG激光荡洗组组内,与25/.08组相比,15/.05组牙髓残留风险较高(P<0.05)、20/.06组牙髓残留风险差异无统计学意义(P>0.05)。结论相同参数设置条件下,Er:YAG激光荡洗的效果在20/.06组与25/.08组的根管系统中差异无统计学意义,但均优于15/.05组。

融合计算机学习算法的电力线路紧线用卡线器应用方法

针对传统架空线路施工中卡线器与电缆不匹配、施工效率较差的问题,通过设计便携式采集卡实现卡线器数据的快速采集,并利用WLAN蓝牙连接快速传输数据;建立AM3517检测单元对采集卡数据进行分析,采用可变模式分解(VMD)学习算法对变化中的卡线器数据进行分解,并通过建立的数学模型实现电缆型号与卡线器之间的匹配;生成配准度数据实验表。试验表明,这个综合检测系统配准效率为3.54条/s,算法相对误差为1.684%。

家禽矿物元素营养势调控技术研究进展

饲粮矿物元素应用不当不仅导致家禽生产性能下降,还会导致资源浪费和环境污染。文章基于团队多年研究积累,提出家禽矿物元素营养势的概念:强调各矿物元素间的差别与联系,强调矿物元素不同来源的差别与联系。文章总结分析国内外家禽矿物元素营养调控技术最新研究进展,总体来看,近年来在饲料原料矿物元素数据库建设上取得一定进展,计算配方时逐渐由"总矿物元素含量"向"有效矿物元素含量"过渡;有关家禽机体矿物元素营养代谢的靶向调控技术较为缺乏,需要由单纯的机理研究转变为应用技术开发。文章还对几种主流的家禽营养需要推荐体系进行了分析,并预判了节矿减排未来发展方向,供行业参考。

针刺内关穴联合中药注射剂与改良Valsalva动作在阵发性室上性心动过速中的临床疗效比较

目的比较针刺内关穴联合中药与改良Valsalva动作在阵发性室上性心动过速(PSVT)中的临床效果。方法选取2017年6月-2020年6月于辽宁中医药大学附属第二医院急诊就诊治疗的82例PSVT患者,按照随机数字表法分为观察组和对照组,每组41例,观察组患者予参麦注射液40 ml静推,配合针刺内关穴初步治疗PSVT。对照组患者使用改良Valsalva动作治疗PSVT。比较两组患者急诊复律成功率、治疗后收缩压、心率情况,血清cTnI及NTproBNP水平及不良反应。结果观察组一次复律成功率及累计复律成功率均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);观察组的药物干预率(56.1%)低于对照组(82.9%),差异具有统计学意义(P<0.05);观察组平均操作次数明显少于对照组,且复律时间也短于对照组(P<0.05);治疗后观察组心率为(87.9±8.1)次/min;对照组为(90.7±9.8)次/min,两组均有所改善(P<0.05),但组间差异无统计学意义(P>0.05);两组患者血清cTnI、NTproBNP水平差异无统计学意义(P>0.05);观察组与对照组的不良反应情况比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论中药联合针刺内关穴具有简单、易操作的特点,可作为安全、有效的急诊治疗手段治疗PSVT。

本科多层次实验实践教学体系建设尝试

该文探索将省部级重点实验室科研成果转化为本科实验教学的新模式。围绕流体力学交叉前沿技术实验室课堂,将北京航空航天大学两个省部级重点实验室的三项国家和省部级科研成果转化为两大类三个层次的本科教学实验实践项目。探索如何将专业性强的流体力学科研实验介绍给不同年级、不同专业的本科生,使本科生初步接触流体力学学科交叉前沿技术的研究内容,积累科研实验室工作的第一性经验,并尝试建立流体力学交叉前沿技术实验室课堂“认知—实践—创新”的多层次实验实践教学体系。

带螺旋侧板立管两向涡激振动的试验研究

为了研究螺旋侧板对立管涡激振动的抑制作用,采用模型试验的方法对光滑立管以及3组带程螺旋侧板的立管在不同雷诺数下进行了两向涡激振动试验研究,比较分析了光滑立管与带螺旋侧板立管的两向涡激振动响应差异,同时还研究了螺旋侧板导程对立管两向涡激振动的影响。采用示踪方法对4组立管模型涡激振动时的尾流进行了观测。研究结果表明:螺旋侧板能扰乱立管尾流的涡旋泄放,能有效抑制立管横流向的振动响应,同光滑立管相比,带螺旋侧板立管的横流向振动响应减小幅度可达70%左右,但顺流向的振动响应有所增加;9D导程的螺旋侧板对立管的涡激振动抑制效果最好;同带螺旋侧板的3组立管相比,光滑立管的斯托哈尔数在各雷诺数情况下普遍要大一些。

沟槽方向对湍流边界层流动结构影响的实验研究

本文采用时间解析的二维粒子图像测速技术,对零压力梯度光滑以及汇聚和发散沟槽表面平板湍流边界层统计特性和流动结构进行了研究.结果表明在垂直于汇聚和发散沟槽表面的对称平面内,相对于光滑壁面,发散沟槽壁面使当地边界层厚度、壁面摩擦阻力、湍流脉动、雷诺应力等明显减小;而汇聚沟槽壁面对湍流边界层特性和流动结构的影响正好相反,汇聚沟槽使壁面流体有远离壁面向上运动的趋势,因而导致边界层厚度增加了约43%;同时,在汇聚沟槽表面情况下流向大尺度相干结构更容易形成,这对减阻是不利的.此外,顺向涡数量在湍流边界层的对数区均存在一个极大值,发散沟槽表面所对应的极大值位置更靠近沟槽壁面,而在汇聚沟槽表面则有远离壁面的趋势,由顺向涡诱导产生的较强的喷射和扫掠运动会在湍流边界层中产生较强的剪切作用,顺向涡数量的减少是发散沟槽壁面当地摩擦阻力降低的主要原因.

不同脉冲宽度Er:YAG激光激活根管荡洗的研究

目的:探究Er:YAG激光的不同脉冲宽度模式对激光在前牙单根管树脂模型内形成的空泡动力及热沉积效应的影响。方法:示波器精确测定Er:YAG激光不同脉冲宽度模式的脉冲波形。在单根管树脂模型中,应用Er:YAG激光不同脉冲宽度模式进行激光激活荡洗.高速摄像机对激活荡洗形成的空泡进行摄录,并对图像进行分析,计算空泡直径、空泡体积、膨胀周期、塌缩周期和总周期。热电偶测量根管模型内髓腔液体温度变化,SPSS 19.0进行统计分析。结果:Er:YAG激光呈现驰豫振荡的固体激光特性。不同脉冲宽度模式下,首个脉冲峰宽度存在显著差异,空泡直径、空泡体积、塌缩周期和振荡周期随脉宽的增大而减小(P<0.05),髓腔液体温度随脉宽增大而增加(P<0.05)。结论:Er:YAG激光激活荡洗过程中,脉宽越窄,激光输出的首个脉冲峰宽度越小,空泡体积越大,髓腔内液体升温越低。窄脉宽Er:YAG激光模式可能更有利于激光激活荡洗。

扶正固本汤联合穴位贴敷对咳嗽变异性哮喘大鼠IL-4、IL-10、TGF-β的影响研究

目的通过观察扶正固本汤联合穴位贴敷对咳嗽变异性哮喘大鼠肺泡灌洗液中白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-10(IL-10)、转化生长因子-β(TGF-β)水平的影响,阐述其治疗咳嗽变异性哮喘的部分机制。方法将40只大鼠随机分成空白组、模型组、地塞米松组、治疗组,每组10只,采用OVA联合Al(OH)_(3)多次激发致敏法造模。治疗组给予扶正固本汤6g/(kg·d)灌胃,"伏九贴"贴于相应穴位,每次1.5h,每日1次。地塞米松组给予0.5mg/(kg·d)灌胃。空白组、模型组生理盐水灌胃,生理盐水浸纱布贴在相应穴位。疗程14d。观察大鼠体征、咳嗽次数,HE染色观察肺组织病理结构,ELISA法检测肺泡灌洗液中IL-4、IL-10、TGF-β含量。结果1)经治疗后大鼠咳嗽次数减少,与模型组比差异有统计学意义(P<0.05);2)经治疗后地塞米松组、治疗组IL-4水平降低,IL-10、TGF-β水平升高,与模型组比差异有统计学意义(P<0.05);地塞米松组与治疗组之间IL-4、TGF-β含量无明显差异(P>0.05);治疗组IL-10含量高于地塞米松组(P<0.05)。结论扶正固本汤联合穴位贴敷能够通过提高IL-10、TGF-β表达,抑制IL-4的表达,减轻气管炎症。

柴芩石膏汤治疗流行性感冒临床研究

目的观察柴芩石膏汤治疗病毒性感冒的临床疗效及其对炎症因子的影响。方法将100例诊断为病毒性感冒的患者随机分为对照组和治疗组,每组各50例。治疗组予以柴芩石膏汤1剂/d,分2次口服,对照组予以磷酸奥司他韦胶囊75 mg,日1次口服。疗程5 d。治疗前后对两组患者中医证候进行评分,并判定疗效;记录患者退热时间;在治疗后第3、5天分别统计各项临床症状的缓解率;采用ELASA法检测治疗前后患者血清中白介素1(IL-1)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、C-反应蛋白(CPR)的含量。结果 (1)治疗组体温首次下降低于37.5℃及体温下降后24 h不反弹的时间均低于对照组,两组之间差异有统计学意义(P<0.05)。(2)治疗后两组患者的中医证候评分均显著下降,治疗组低于对照组,两组之间的差异有统计学意义(P<0.05)。(3)治疗组总有效率为91.6%,对照组的总有效率为86.7%,两组之间差异有统计学意义(P<0.05)。(4)治疗后第3天治疗组与对照组在咳嗽、鼻塞、流涕症状完全缓解率差异无统计学意义(P>0.05),而在咽痛、肌肉酸痛、乏力方面差异显著,治疗组的缓解率高于对照组(P<0.05);第5天两组患者在咳嗽、肌肉酸痛、乏力方面差异显著,治疗组的缓解率高于对照组(P<0.05),其它症状缓解率差异无统计学意义(P>0.05)。(5)治疗后两组患者的IL-1、TNF-α、CPR含量均显著下降,治疗组显著低于对照组,两组之间差异有统计学意义(P<0.05)。结论柴芩石膏汤通过抑制炎症因子IL-1、TNF-α减轻病毒引起的炎症反应治疗流感,临床疗效显著。

计及电力安全事故风险的输电网可靠性评估

《电力安全事故应急处置和调查处理条例》(599号令)的实施对电力系统可靠性的要求更加严格。本文提出一种计及电力安全事故风险的输电网可靠性评估方法,从网架拓扑结构入手,考虑电磁环网对输电网可靠性的影响,将变电站划分为多种供电模式,针对不同供电模式提出相应的预想故障集选择方法。考虑负荷分布对事故风险的影响,提出不同行政区域内减供负荷分配方法。根据电力安全事故评价体系,建立事故等级评估模型,并设计事故风险评估程序算法。最后,仿真计算实际电网的电力安全事故风险,评估结果可有效识别网架的薄弱环节,能为系统规划和运行提供辅助决策支持。

碎裂QRS波与心率变异性及心率减速力对陈旧性心肌梗死的预后评估

目的 探讨碎裂QRS波与心率变异性(HRV)及心率减速力(DC)对陈旧性心肌梗死的预后评估价值。方法 回顾性分析2019年3月~2020年8月辽宁中医药大学附属第二医院收治的115例陈旧性心肌梗死患者的临床资料,根据预后情况分为预后良好组(未出现不良心血管事件,n=72)和预后不良组(出现不良心血管事件,n=43)。对比两组DC、HRV、碎裂QRS波;针对预后不良组死亡情况分为死亡组(n=10)与非死亡组(n=33),经Spearman法分析患者预后情况、死亡率与碎裂QRS波、DC及HRV相关性,对比两组DC、HRV、碎裂QRS波,用ROC曲线分析上述指标预测患者预后情况及死亡情况效能。结果 预后良好组DC、DR8(DC在8个心动周期中连续发生)、DR4(DC在4个心动周期中连续发生)、DR2(DC在2个心动周期中连续发生)、相邻正常R-R间期差值>50 ms的百分比(pNN50)、相邻正常R-R间期差值的均方根(rMSSD)、24 h连续5 min正常R-R间期的标准差(SDANN index)、24 h正常R-R间期的标准差(SDNN)均高于预后不良组(P<0.05),碎裂QRS波阳性率低于预后不良组(P<0.05);非死亡组DC、DR8、DR4、DR2、pNN50、rMSSD、SDANN index、SDNN均高于死亡组(P<0.05)。经Spearman法分析,患者预后情况、死亡率与pNN50、rMSSD、SDANN index、DR8、DR4、DR2、SDNN、DC呈正相关(P<0.05);预后情况与碎裂QRS波阳性率也呈正相关(P<0.05)。经ROC曲线分析,DC、DR2、pNN50、rMSSD、SDANN index、SDNN、DR8、DR4、碎裂QRS波阳性率早期预测预后AUC分别为0.910、0.816、0.995、0.999、0.951、0.998、0.903、0.917、0.747;预测死亡情况的AUC分别为0.970、0.939、0.806、0.994、0.991、0.948、0.871、0.900、0.647。结论 心率减速力、心率变异性、碎裂QRS波在评估陈旧性心肌梗死预后中具有良好预测价值。