河道斜交桥梁壅水及流场特性分析

圆端桥墩是平原河道内一种常见的桥墩型式,为探究斜交圆端桥墩不同布置方式引起的壅水特性和水流流态变化,建立三维数值模型,采用SIMPLE算法耦合k-ε紊流模型求解N-S方程组,应用VOF法追踪自由液面,分析了单个桥墩壅水特性、绕流流场和升阻力系数随斜交角度变化的规律。研究结果表明:下游墩前壅水高度最大,壅水长度最长,上游墩前冲高值最大;水流绕流经过上游桥墩后偏向下游桥墩侧,桥墩垂直桥轴线布置方式绕流形成的壅水叠加效应更明显;斜交桥梁布置采取圆端桥墩时,桥墩顺水流布置,可有效减小阻水宽度与壅水高度,弱化流场结构变化。

弯管与三通管组合形变件局部阻力及相邻影响特性

【目的】探究灌溉输水管网中的弯管与三通管组合形变件的局部阻力及其相邻影响特性。【方法】采用Realizablek-ε模型对不同雷诺数、管径比、分流比和相对间距下的组合形变件进行数值模拟,研究局部阻力系数和相邻影响系数的变化规律,分析不同相对间距下的流场分布。【结果】弯管—竖直支管的局部阻力系数ζ_(01)和弯管—水平支管的局部阻力系数ζ_(02)随雷诺数的增大而减小;ζ_(01)、ζ_(02)随分流比的增加先减小后增大;随着管径比的增大,ζ_(01)、ζ_(02)均呈减小趋势,且ζ_(01)的减小幅度更加明显;随着相对间距的增大,ζ_(01)、ζ_(02)呈先减小后增大的趋势。弯管—竖直支管的相邻影响系数C01和弯管—水平支管的相邻影响系数C02随雷诺数、管径比、分流比和相对间距的变化呈不同的变化规律。局部阻力系数和相邻影响系数的变化取决于弯管二次流的发育、竖直支管涡流与水平支管涡流之间的相互作用。【结论】分流比、管径比、相对间距是弯管与三通管组合形变件管道系统的局部阻力、相邻影响的主要影响因素。

融合星载LiDAR系统GEDI数据与Sentinel-2影像的长江中游洲滩典型禾本科植物高度动态研究

植物是大型河流生态系统的重要成分。但受气候变化和人类活动影响,洲滩禾本科植物高度不断发生调整,进而影响洲滩生境和河道防洪安全,故需长期监测。近年来,伴随着星载激光雷达(LiDAR)技术的发展,应用LiDAR卫星数据反演洲滩禾本科植物高度成为一种可能。本文融合新一代星载LiDAR系统GEDI数据与Sentinel-2影像,基于XGBoost算法构建了考虑物候、累积温度与光合有效辐射指标的洲滩典型禾本科植物高度外推模型,同时利用Attention-UNet算法搭建了洪淹区域识别模型。随后以长江中游洲滩为例,探明了星载LiDAR技术在获取洲滩植株高度方面的性能,分析了各指标对模型精度的影响,并初步得出了洲滩典型禾本科植物高度对不同淹没条件的响应模式。主要结论包括:(1)星载LiDAR系统GEDI具有准确探测洲滩植物高度的能力,与无人机航测数据相比RMSE=0.43 m;(2)运用GEDI数据构建禾本科植物高度外推模型时,考虑物候和累积温度等指标可有效提升模型精度,提升幅度为6.8%~10.7%;(3)利用无人机航测数据对模型外推植物高度进行评价,RMSE=0.80 m。同时从模型外推结果中可知,受2020年流域尺度洪水影响,中游各河段平均植物高度下降了0.03~0.24 m;(4)在2020年流域尺度洪水作用下,淹没历时≤10天的洲滩禾本科植物,其次年株高整体呈增长趋势;而淹没历时>10天时,其次年株高平均下降了2.3%~3.1%。此外,对于日均淹没水深与株高的比值>0.95的洲滩,随着比值增加,洪水对禾本科植株高度的负面作用逐步增强。

基于跑步动作肌纤维主动力仿真的下肢皮肤形变表征

为探究跑步运动时女性下肢肌肉、皮肤形变与服装运动功能性之间的关系,通过生物力学仿真系统对周期跑步运动人体下肢肌肉的肌纤维主动力进行分析,选取肌纤维主动力均值明显的肌肉,将其峰值所在的时间帧对应的动作作为关键帧动作,并使用手持式三维扫描仪对关键帧动作的下肢皮肤进行扫描;综合左右半身的皮肤形变情况,分析不同动作的下肢皮肤形变数据差异性,同时对比动静态人体模型展开的细分曲面。研究发现:臀围到中腿围区域的体后侧、臀围至大腿围区域的体前侧的变化幅度最大,膝关节附近区域变化幅度较大,其它区域变化不明显。本文研究可为相关裤装结构设计与研究提供参考。

基于LDA-WLC的图情领域学科交叉主题演化分析

学科交叉主题演化分析可深入揭示交叉主题产生和发展的过程、动力与未来发展趋势,推动学科建设与发展。首先,以图情领域中文核心期刊论文为数据来源,通过引文分析遴选该领域所有的热点交叉学科。其次,利用LDA主题模型和WLC决策规则进行主题挖掘与主题过滤,从主题强度与主题内容两个方面进行学科交叉主题演化分析,研究发现:图情领域学科交叉主题的主题强度与技术更新频率呈现正相关关系;主题内容演化均以特定年份为分界点,呈现出复杂化、多样化的特点。最后,提出对图情领域学科交叉融合发展的几点建议。

三峡工程运用后长江中游典型江心洲植被动态变化趋势及机制探析

受三峡工程运用的影响,长江中游水沙情势剧变,江心洲生境结构发生变化,洲上植被密度、活力和分布情况也随之改变。因此亟需开展针对江心洲植被的长期观测以厘清其对三峡调控的响应机制,从而制定有效的洲滩植被保护和修复策略。卫星遥感技术是开展长时间、长河段地貌观测的常用手段。目前应用卫星遥感技术监测江心洲植被动态的研究,主要聚焦于三峡工程运用对江心洲植被面积和覆盖度的影响,而较少深入探讨植物长势和分布模式的变化趋势。因此,本文以长江中游4个典型江心洲为研究对象,提出了一系列可用于反演江心洲淹没范围和滩面上植被动态的方法,并量化分析三峡工程运用对植被动态的影响。结果表明:(1)三峡工程运用后,江心洲整体淹没频率降低,部分原有边滩逐步满足耐水植物的生长条件,促使江心洲植被面积呈现增长的趋势;原分布在高滩上的不耐水植物逐步蔓延至低滩,导致江心洲植被茂密程度整体上升;(2)三峡工程运行前,2002年含沙量较大的漫滩洪水有促进植物第二年生长的趋势;而三峡工程运行后,2016年具有同样规模但含沙量减少近80%的漫滩洪水则有抑制植物生长的作用;(3)部分形态稳定的江心洲,其高、低滩植被分布模式之间的异质性受三峡工程运用的影响逐渐减弱,并在约10年后彻底消失。而形态产生明显调整的江心洲,其高低滩植被分布模式随地形产生一定的改变。

基于FLUENT刚性植被直径对明渠水流特性的影响

为探究岸滩及河底植被在不同时间段对水流特性的影响,在只改变植被直径变化(6~10 mm)的条件下采用数值模拟的方法研究了不同植被直径下的水流纵向流速的垂向分布、速度等值线分布、沿程水位分布及沿程紊流强度变化情况。结果表明,垂向流速分布在植被区内呈现“S”分布,在植被区外大致呈现“J”分布;且从总体上来看直径越大,水流整体速度越小,水位上游壅高越明显,水面坡比也越大;紊动强度与植被直径呈正比关系,且植被直径相同时水流过植被时的紊动强度大于植被通道处的紊动强度。

基于多边形距离的卫星对地时间窗口快速计算方法

随着近地轨道上的卫星数量急剧上升、卫星之间通过组网以星座的方式协同工作,增加了对地监测的能力;“星链”是近年来低轨巨型星座的典范,“星链”星座卫星轨道高度低,周期短,重访率高;卫星携带传感器后对地球表面形成探测区域,星座不同卫星能够同时对重点区域实现多重覆盖,可对全球主要地区完成24小时不间断侦察监视;将建模计算得到的覆盖区域和目标区域在二维平面表示为多边形(星下点表示为平面内一点),可以把卫星对目标区域覆盖时间窗口计算问题转化为图形之间的几何关系判断问题;同时,针对固定步长耗时较长的问题,根据多边形之间的距离设计了求解时间窗口的快速计算方法;依据平面内多边形预测距离的变化率动态设置步长,一天内参与覆盖边界计算、与目标区域相交判断的采样点数目由86500个减少为457个,相比于固定步长方法效率提升约99.5%。

基于网络药理学与分子对接和体外实验探讨青蒿治疗脓肿分枝杆菌感染的研究

目的结合网络药理学、分子对接技术及其体外实验,探讨青蒿应用于脓肿分枝杆菌感染的作用机制。方法从中药系统药理学数据库和分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)系统中获得青蒿的活性成分,使用PharmMapper、SwissTargetPrediction预测青蒿作用靶点。从GeneCards数据库和OMIM数据库获得脓肿分枝杆菌感染相关靶点。获得共同靶点后,使用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络图。使用Metascape数据库进行基因本体(gene ontology,GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析。筛选出青蒿主要潜在活性成分与核心靶点进行分子对接。将青蒿提取物及筛选出的青蒿主要潜在活性成分进行体外实验,探究其最小抑菌浓度,与常用抗脓肿分枝杆菌抗生素的体外联合作用,及其对脓肿分枝杆菌活力的影响。结果共发现48个青蒿靶点参与脓肿分枝杆菌感染的发病机制。MMP9、MAPK3、CASP3、IL2、CASP1、MMP2共6个靶点预测为通过青蒿治疗该疾病的核心靶点。KEGG富集分析表明,青蒿可能通过IL-17信号通路、中性粒细胞胞外陷阱形成、Toll样受体信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、MAPK信号通路等炎症和免疫相关信号通路治疗该疾病。分子对接结果表明,青蒿与这些核心靶点具有高亲和力。筛选出柽柳黄素、艾黄素、双氢青蒿素、青蒿提取物对脓肿分枝杆菌具有体外抑菌活性,单独药物的最小抑菌浓度(MIC)值分别为200、100、100、100μg/mL。联合使用青蒿提取物后,克拉霉素、阿奇霉素、阿米卡星、亚胺培南、头孢西丁的MIC值都较单独使用时下降,下降倍数为2~8倍。结论青蒿可能通过多靶点和多途径作用于脓肿分枝杆菌感染,其对脓肿分枝杆菌具有体外抑菌作用并与部分抗生素产生协同作用。

H_(2)O_(2)诱导类毛细胞HEI-OC1氧化应激损伤模型建立

目的建立H_(2)O_(2)诱导HEI-OC1细胞凋亡模型,以噪声性聋小鼠耳蜗内氧化应激水平为依据,模拟病理状态毛细胞(hair cell)氧化应激损伤,为大规模抗氧化药物筛选建立体外氧化应激介导细胞损伤实验模型。方法体外培养HEI-OC1细胞系,采用不同浓度H_(2)O_(2)处理不同时间构建氧化应激损伤细胞模型,进行细胞活性检测,并统计分析半抑制浓度(IC50);同时结合120dB白噪声处理4h后致聋小鼠耳蜗内氧化应激水平,共同确定体外细胞模型最适诱导条件。免疫荧光检测1 mM H_(2)O_(2)诱导12h下线粒体ROS及细胞凋亡过程中关键性半胱氨酸死亡蛋白酶Caspase 3激活情况;用Western blot检测各组细胞中Caspase 3、4-HNE、线粒体途径促凋亡蛋白信号分子Bax及凋亡抑制因子Bcl-2的表达情况。结果不同浓度H_(2)O_(2)作用12h条件下,HEI-OC1细胞系随着H_(2)O_(2)浓度的升高细胞活力明显下降,半抑制浓度(IC50)约在0.736mM;因此后续分别选取0.5mM和1 mM H_(2)O_(2)处理不同时间,观察发现HEI-OC1细胞系随着双氧水处理时间的延长细胞活力明显下降;此外,免疫荧光结果表明,H_(2)O_(2)诱导HEIOC1产生mtROS积累、Caspase-3激活,同时WB数据证明,双氧水处理后的HEI-OC1细胞内存在4-HNE累积(且升高水平与噪声处理后小鼠耳蜗组织内4-HNE水平相当)、及Caspase 3激活、Bax升高,Bcl-2表达下降现象,预示H_(2)O_(2)可介导HEI-OC1氧化应激反应,并进一步诱导细胞凋亡。结论H_(2)O_(2)诱导HEI-OC1凋亡过程中,细胞活性减弱与H_(2)O_(2)剂量和处理时间密切相关,且1mM H_(2)O_(2)刺激细胞后诱发与噪声致聋小鼠耳蜗内近似程度的氧化应激反应及细胞凋亡现象。综上,该模型较为理想的模拟了耳蜗氧化应激损伤病理状态,有望为后续in vitro实验模拟氧化损伤及保护性药物筛选工作奠定必要理论基础。

强降雨对粉质黏土地区基坑围护结构变形影响的研究

目前关于强降雨对基坑支护结构变形的影响研究较少,依托杭州市某公建项目基坑工程,利用有限元软件对拉森钢板桩+H型钢内支撑支护进行模拟,分别模拟计算基坑正常开挖过程中围护结构的变形,以及基坑开挖至坑底后强降雨作用下的基坑支护结构变形,从而分析强降雨对围护结构变形的影响。对比两种工况的模拟结果可知,强降雨会显著降低土体的强度,导致基坑发生较大变形,应合理安排工期,尽量避开强降雨天气进行施工。

5种开口饵料对淇河鲫仔鱼摄食、生长和存活率的影响

本研究采用丰年虫幼体、熟蛋黄、豆浆、商业开口料、脱壳丰年虫卵5种常见的淡水鱼开口饵料对淇河鲫(Carassius auratus)仔鱼进行了25 d的培育试验,探讨不同开口饵料对其开口摄食率、存活率、生长率和形态参数的影响,从而筛选出淇河鲫最理想的开口饵料。研究结果显示:投喂24 h后,蛋黄组的开口摄食率达到100%,其他各组的开口摄食率也都大于88%,各组之间无显著性差异(P>0.05);在0~15 d时,各组存活率呈现出明显的下降趋势,15 d后,各组的存活率基本保持稳定,25 d后,丰年虫幼体组的存活率显著大于蛋黄组和豆浆组(P<0.05);25 d后,丰年虫幼体组的生长效果最好,其体重和体长分别增长了39.10倍和1.65倍,其末体重、末体长、日增体重、日增体长、体重和体长特定生长率均显著高于其他组(P<0.05),其次为蛋黄组,而另外三组表现出较差的生长效果;在形态参数方面,25 d后,丰年虫幼体组的肥满度显著大于其他组(P<0.05),其次为脱壳丰年虫卵组。综上,5种常见开口饵料中,丰年虫幼体是淇河鲫仔鱼最理想的开口饵料。

噪声引起小型猪耳蜗炎症复合体的激活及蛋白质组学研究

目的通过研究炎症复合体及相关通路在猪耳蜗中的激活,探讨噪声介导炎症复合体激活的关键分子机制,为噪声性耳聋的预防和治疗提供新靶点。方法采用小型猪为研究对象,建立噪声性耳聋模型,测试噪声暴露前后动物的ABR阈值,应用蛋白质组学iTRAQ、生物信息学、western blot、荧光实时定量PCR等技术,研究噪声刺激引起耳蜗炎症复合体的激活以及作用机制。结果正常小型猪ABR阈值为35.4±2.6 dB SPL,噪声后一天ABR阈值平均提高到72.1±4.1dB SPL,在4k Hz处听力损失最严重,高频听力损失较低频严重;噪声后七天平均ABR阈值恢复至52.8±4.7dB SPL,4k Hz以上听力恢复较低频稍差。iTRAQ实验共鉴定到蛋白质2158种,噪声暴露后较正常组具有显著差异表达的蛋白质共227个,富集在免疫过程的差异表达蛋白包括:ASC, caspase-1, IL-1 beta,CD59等。富集的KEGG pathway包括:阿尔兹海默病信号通路,帕金森病信号通路,MAPK信号通路,,氧化磷酸化通路等。结论噪声暴露后可能激活耳蜗内NLRP3受体介导的炎症复合体,通过caspase-1活化IL-1β、IL-18,并间接促进TNF-α等炎症因子上调,加剧耳蜗内炎症反应,导致耳蜗内重要结构的损伤,这一机制可能是噪声引起听力损失的重要原因。

氮响应转录因子Zm NLP5影响玉米根系生长的功能研究

研究作物氮高效机制并挖掘利用其中重要的调控基因,对我国农业绿色发展具有重要意义。前期我们发现氮响应转录因子ZmNLP5调控亚硝酸还原酶基因的表达,对玉米氮素吸收利用具有促进作用,但其调控机制尚未明确。基于此,本研究以ZmNLP5基因突变体(zmnlp5)和野生型(WT)植株为研究材料,深入解析ZmNLP5影响玉米氮素吸收利用的生理机制。足氮(sufficient nitrogen, SN)和低氮(deficient nitrogen, DN)条件下研究材料表型分析发现, DN条件下相对于WT植株, zmnlp5植株根长显著降低。根部不同区域ZmNLP5表达量分析发现, ZmNLP5主要在根尖区域表达。不同亚硝酸盐浓度处理下,研究材料的根长和根尖区域亚硝酸盐含量分析发现,当亚硝酸盐的浓度高于2mmol L~(-1)时,zmnlp5突变体根长相对于WT显著降低,zmnlp5植株根尖区域亚硝酸盐积累量显著高于WT。SN和DN条件下研究材料根部亚硝酸盐含量检测发现, DN条件zmnlp5植株根尖区域所积累的亚硝酸盐也显著高于WT。综上所述,转录因子ZmNLP5在玉米植株响应低氮环境根部伸长生长中发挥重要功能,该结果为玉米氮高效育种提供了一定的理论基础。

母乳的成分及有关影响因素

母乳是婴儿的最佳营养来源,含有众多复杂的蛋白质、脂类和碳水化合物,其含量在不同的哺乳阶段可发生显著变化,以满足婴儿生长发育的需要。此外,母乳中还含有各种生物活性成分,可促进婴幼儿免疫-神经等系统的发展完善。随着乳母不同的生活习惯、地域和种族,以及不同的泌乳阶段,母乳成分亦不尽相同,且受到不同理化环境和生物因素的影响。

球阀固-液两相流流动特性与压力损失数值模拟

为了研究PVC球阀中固-液两相流流动特性与压力损失变化规律,采用Eulerian多相流模型对DN75球阀进行数值模拟,探讨球阀的流场特性、颗粒分布特征以及压力损失的变化规律,评价其影响因素。研究结果表明:球阀开度对流场影响较大,随着开度减小,阀芯内混合流流速梯度增大,在阀后形成漩涡,漩涡尺度随阀门开度减小而增大;开度不同时,球阀进口断面颗粒体积分数分布基本相似,而阀芯截面和出口截面在小开度时颗粒体积分数分布较乱;混合流压力损失随流速增大而增大,随球阀开度增大而减小,随颗粒体积分数增大而增大;而压力损失随颗粒粒径的变化趋势与阀门开度有关,当开度为70°~90°时,压力损失随着粒径增大而增大;当开度为40°~60°时,压力损失随粒径的增大减小;以显著性水平α=0.05为检验标准,多因素方差分析结果表明颗粒体积分数和颗粒粒径对压力损失的影响不显著;而进口流速和球阀开度对压力损失具有显著影响,其中球阀开度对压力损失的影响最显著。

湿陷性黄土地区一种雨水收集装置——埋深对变形影响的试验研究

黄土地区城市建设,地面雨水集中补充地下的过程中极易诱发黄土湿陷,产生局部不均匀沉降,引起地面塌陷并威胁周边建筑物安全。针对湿陷性黄土地区城市建设,设计了一种路面雨水收集补充地下水系统,采用透水混凝土转移雨水,利用土工膜和三七灰土的弱透水性阻止雨水与湿陷性土层接触,通过蓄水结构收集、存储雨水,多余水量过滤后经砂井导入地下,以削弱雨洪峰值,避免湿陷和土壤干化等问题。根据现场试验,研究了砂井埋深与变形的关系,得出较大埋深可以减缓水分到达土体的时间,同时减少变形的结论,从而服务于黄土地区海绵城市建设。

支管管径变化对枝状管网水锤压力的影响

随着节水管网技术的大力推广,管网水锤问题变得日益突出。为了探讨管网中支管管径变化对管网水锤压力的影响,采用Pipenet软件对带有一个分支管的枝状管网在支管球阀突然关闭(工况1)和直管球阀关闭(工况2)2种操作工况下的水锤压力波动进行了数值计算,支管型号分别取DN110、DN90、DN75、DN63和DN50共5种;并采用理论方法分析了2种工况下最大水锤压力的变化规律。结果表明:随着支管管径的减小,2种工况下各自阀门处产生的最大水锤压力和管网水锤压力均呈增大的趋势,相比之下支管管径减小对工况1时的影响更大。理论分析表明工况1时最大水锤压力随支管管径减小而增大的主要原因是支管流速的增大;工况2时最大水锤压力随支管管径减小而增大的主要原因是反射回的降压波逐渐减小。研究成果可以为管网设计提供参考。

多西紫杉醇血药浓度监测在乳腺癌化疗中的临床应用

目的探讨在乳腺癌患者化疗过程中,多西紫杉醇血药浓度-时间曲线下面积(AUC)水平与疗效及不良反应的相关性。方法 78例乳腺癌患者接受含多西紫杉醇的化疗方案,于每周期多西紫杉醇静脉输注结束前10 min、结束后30～60 min采集血样2次,采用胶乳免疫比浊法检测多西紫杉醇血药浓度。根据计算出的AUC水平,将78例患者分为低AUC组、正常AUC组、高AUC组,比较各组间近期疗效及不良反应发生情况。结果 3组患者近期疗效比较,差别无统计学意义(P>0.05)。3组患者中性粒细胞减少发生率比较,差别存在统计学意义(P<0.05),其中高AUC组的Ⅰ～Ⅳ度粒细胞减少发生率及Ⅲ+Ⅳ度粒细胞减少发生率分别为90.91%和54.55%,明显高于正常AUC组的55.56%和19.05%(P<0.05)。而各组间贫血、血小板减少、乏力、肝功能、恶心呕吐等不良反应发生率比较,差别无统计学意义(P>0.05)。结论多西紫杉醇血药浓度参数AUC与乳腺癌患者应用含多西紫杉醇方案化疗所致粒细胞减少的发生率密切相关。

听性脑干反应各波幅度的测量方法-动物实验研究

目的研究高刺激声强(90dB SPL)下豚鼠听性脑干反应(ABR)波Ⅰ、波Ⅲ、波Ⅴ的波幅测量方法。方法11只(22耳)2-3月龄白毛雌豚鼠,初测听力正常,测量短声(Click)、短纯音(4k、8k、12k、16k、24k、32kHz)下的听性脑干反应,记录反应阈及90dB SPL刺激声强下的基线高度、波Ⅰ、波Ⅲ、波Ⅴ的潜伏期、波间期、波峰高度、波谷高度,比较波幅的两种测量方法,即波峰-基线和波峰-波谷在90dB SPL刺激声强下,波Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ两种测量方法的稳定性,并比较两种测量方法下波Ⅰ波幅与Ⅰ/Ⅴ波幅比的稳定性。结果 90dB SPL声强下ABR波Ⅰ、波Ⅲ、波Ⅴ的波幅两种测量方法,波峰至基线比波峰至波谷所得的数据更集中,离散程度更小;两种方法的波Ⅰ波幅的变异系数均小于Ⅰ/Ⅴ波幅比。结论在豚鼠中,使用波峰-基线的幅度测量方法得到的最高刺激声强下的ABR波Ⅰ、波Ⅲ、波Ⅴ波幅更稳定;在正常豚鼠中判断波Ⅰ波幅有无下降,直接通过比较波Ⅰ波幅,比通过Ⅰ/Ⅴ波幅比的变异度更小。