基于混合优化算法的电磁监测裂缝参数识别

压裂实时监测是水力压裂效果评价和工程参数优化的重要保障措施之一。传统电磁监测裂缝参数识别方法的准确性和精度难以保证,影响了监测效果。为了提高裂缝参数识别能力,提出了一种基于海洋捕食者密度聚类混合优化算法的电磁监测裂缝参数识别方法。利用海洋捕食者算法(MPA)进行多次寻优,以每次寻优结果作为初始数据集,然后,利用密度聚类算法(DBSCAN)进行聚类,构建中间样本数据集,最后,抽取该样本数据中值作为最终输出结果。采用Rastrigin函数进行测试,分析混合优化算法寻优能力。测试结果表明,相对粒子群优化算法(PSO),MPA算法单次寻优效果较佳。但两种算法寻优结果均具有较强随机性,其中,PSO和MPA算法50次寻优精度分别为10^(-7)~10^(2)和10^(-10)~10^(-2),而改进的混合优化算法寻优效果更稳定,寻优精度达10^(-7)。构建缝长、方位压裂模型并进行了数值模拟实验,结果表明,在噪声低于15%时,缝长和方位识别平均绝对误差分别小于1 m和1°。利用改进的算法对四川盆地某井页岩气压裂电磁监测实测数据进行分析,确定了裂缝改造的长度(缝长)与方位。实例分析结果验证了改进算法的可行性和有效性。

基于改进U-Net的水下图像增强算法

针对水下退化图像存在颜色失真、模糊雾化、对比度低等问题,提出了一种新的基于改进U-Net的水下图像增强算法。设计一种新的残差注意力结构和边缘检测模块并将其引入到U-Net网络中,构建改进后的水下图像增强算法。实验结果表明,本文提出的算法在校正水下色偏和增强对比度方面均得到了很好的效果,IE值较原始图像平均提高了14.2%,UCIQE值较原始图像平均提高了24%。消融实验结果表明,本文提出的残差注意力结构、边缘检测模块和损失函数均对水下图像增强起到了积极的效果。

四川泸州地区大深度页岩气水力压裂电磁监测的应用

电磁法在评估压裂液范围及裂缝形态时发挥着重要作用,在压裂监测中应用前景广泛。然而,对于川南地区的大深度页岩气水力压裂监测应用较少。为此,本文基于电磁监测理论,通过简化压裂模型进行数值模拟实验,在建立电磁监测技术的数据处理流程基础上,结合现场试验,从压裂液波及范围、用液强度、加砂强度、重复改造面积等多方面分析了压裂监测效果,进一步分析了电磁法进行水力压裂裂缝监测的有效性。其中,压裂监测段共计13段,获得各段波及面积4700~24042 m 2,波及宽度36~182 m,平均波及长度207 m。应用实例表明,电磁监测技术能实时了解压裂波及范围与展布形态,对压裂效果评价与施工参数的优化具有一定程度的指导意义。

高职“环境监测”课程模块化教学设计及实施研究——以“工业废水监测”项目为例

以“工业废水监测”项目为例,从教学整体设计、教学实施、教学评价三个方面展示了“环境监测”课程模块化教学设计思路及实施方法,以及取得的教学成效。探讨了“岗课赛证”融通、职业技能与职业精神融合培养、“三全育人”在教学实施中的具体举措。教学实践结果表明:学生的检测能力、检测素养均得到大幅提升,在学生技能竞赛和1+X证书考核中成绩优异,受到用人单位的好评。

急性椎基底动脉闭塞血管内治疗后卒中相关性肺炎的危险因素及预后分析

目的 探索急性椎基底动脉闭塞患者(VBAO)行血管内治疗后,卒中相关性肺炎(SAP的发生率、影响因素及预后情况。方法 回顾性搜集2015年12月—2018年12月,中国21家卒中中心确诊为急性VBAO,并预计于闭塞24 h内接受血管内治疗的577例患者的临床及影像资料。根据患者是否发生SAP分为SAP组368例,非SAP组209例,比较两组患者的卒中相关病史、卒中分型、美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分、格拉斯哥昏迷量表(GCS)评分、后循环阿尔伯塔卒中项目早期CT评分、颅内血管侧支循环分级、麻醉方式、预计闭塞至穿刺时间、穿刺至再通时间、成功再通及症状性颅内出血情况,分析SAP的相关影响因素,结合90 d随访数据,进一步分析其对临床预后的影响。两组符合正态分布的计量资料以x±s表示、采用独立样本t检验,非正态分布的计量资料以M(Q_(1),Q_(3))表示、采用Mann-Whitney U检验;计数资料以例数(%)表示,采用χ^(2)检验;单因素分析中P<0.1的参数纳入以SAP为因变量的多因素logistic回归进行分析。结果 与非SAP组相比,SAP组的NIHSS评分更高、GCS评分更低、颅内血管侧支循环情况更差、全身麻醉占比更高、穿刺至再通时间更长,差异均有统计学意义(P均<0.05),其他基线资料差异均无统计学意义(P均>0.05)。多因素logistic回归分析结果显示,GCS评分(OR:0.908,95%CI:0.860~0.960,P=0.001)、全身麻醉(OR:2.507,95%CI:1.519~4.138,P<0.001)、穿刺至再通时间长(OR:1.003,95%CI:1.000~1.006,P=0.033)是SAP的独立危险因素。预后相关分析显示,SAP与90 d良好预后呈显著负相关(OR:0.605,95%CI:0.386~0.948,P=0.028)。结论 VBAO血管内治疗患者发生SAP的独立危险因素是GCS评分较低,全身麻醉及较长的穿刺至再通时间,合并SAP的患者预后更差。

考虑张力制度影响的碳纤维缠绕容器爆破性能预测与仿真插件开发

针对缠绕张力对碳纤维缠绕容器承载性能影响规律尚不明确的问题,基于ABAQUSTM软件开发了一套用户友好、自主选择性好且高效的插件工具,能够自动化完成模型建立和相关设置工作,实现了考虑多种缠绕工艺参数的容器结构精细化建模。基于该插件工具,对碳纤维缠绕容器在不同缠绕张力制度下的爆破性能进行了参数化分析,通过爆破试验验证了数值模型的有效性。对于直径为Ф155 mm和Ф474 mm的容器,90 N-80 N-60 N和200 N-180 N-160 N逐层减小的缠绕张力制度将提高容器的爆破性能;对于20 N和30 N递减张力制度,直径Ф474 mm容器的爆破压强随着内层张力的减小逐渐降低,当张力递减幅度增加时,容器的爆破压强趋于稳定,其下降幅度由16.79%减小到3.05%。此外,容器封头段与筒身段过渡区域的应变水平最高,为碳纤维缠绕容器的薄弱位置。

滑膜细胞及软骨细胞释放HMGB1流体力学阈值的研究

目的探究流体流动剪切力(fluid flow shear stress,FFSS)下,滑膜细胞及软骨细胞释放高迁移率族蛋白1(high⁃mobility group box 1,HMGB1)时流体力学的阈值;阐明异常机械力刺激下,滑膜细胞及软骨细胞破坏的先后顺序,为了解颞下颌关节骨关节炎的发病机制及病理研究提供实验基础。方法获得医院动物实验伦理委员会的审批,于SD大鼠膝关节获取滑膜组织及软骨组织块,消化培养获得滑膜细胞及软骨细胞,取3~4代滑膜细胞及软骨细胞,通过流体剪切力学装置对软骨及滑膜细胞施加FFSS,根据不同大小的FFSS值分组,分别采用1、3、5、10 dyn/cm^(2)的FFSS刺激滑膜细胞1 h,采用4、8、12、16 dyn/cm^(2)的FFSS刺激软骨细胞1 h,静息培养(0 dyn/cm^(2))作为对照组,观察细胞的形态学变化、免疫组化检测HMGB1及白细胞介素⁃1β(interleu⁃kin⁃1β,IL⁃1β)的细胞表达分布,ELISA检测上清液中HMGB1与IL⁃1β的水平;Western blot检测细胞HMGB1与IL⁃1β蛋白表达水平。结果随着FFSS负载的增大,滑膜细胞及软骨细胞逐渐肿胀,破裂,且细胞数量减少。随着FFSS负载的增大,HMGB1与IL⁃1β的表达由胞核逐渐转移至胞浆。在滑膜细胞中,与对照组相比,1、3、5、10 dyn/cm^(2)干预组中的HMGB1和IL⁃1β在上清液及细胞内的表达水平明显升高(P<0.01)。在软骨细胞中,与对照组相比,4、12、16 dyn/cm^(2) FFSS干预组中HMGB1在上清液中的表达水平增加(P<0.05),细胞HMGB1蛋白表达水平明显增加(P<0.01);而在8 dyn/cm^(2) FFSS干预组中HMGB1在上清液中的表达水平明显增加(P<0.01),但细胞HMGB1蛋白表达减少(P<0.01);与对照组相比,4、8、12、16 dyn/cm^(2) FFSS干预组中IL⁃1β在上清液中表达水平逐渐增加(P<0.01);除4 dyn/cm^(2)组外,随着FFSS负载增大,细胞中IL⁃1β的蛋白表达水平逐渐升高。结论滑膜细胞及软骨细胞随FFSS负载增大出现溶胀破裂,释放HMGB1流体力学阈值分别接近于1 dyn/cm^(2)和8 dyn/cm^(2);即在受到机械力刺激时,滑膜细胞先于软骨细胞损伤。

超声波强化硫酸洗涤单宁锗渣

锗具有特殊性能,已被许多国家划分为战略性资源,在多个领域具有不可替代的作用。在氧化锌烟尘浸出过程中,由于杂质金属与锗会一同进入溶液,并与单宁酸共同发生络合反应,导致煅烧后所获得的锗精矿品位低、杂质含量高,对于后续的氯化蒸馏工艺十分不利。因此在单宁锗渣煅烧前,去除其中杂质金属对于锗资源化利用具有重要意义。本研究以单宁酸沉锗所得单宁锗渣为原料,以硫酸溶液为洗涤剂,通过引入超声波强化去除其中的主要杂质金属锌与铁,实现锗富集。通过单因素试验研究了酸洗过程中固液比、硫酸浓度、酸洗时间、酸洗温度以及超声波功率对锌与铁去除率的影响。结果表明,在最佳工艺条件:H2SO4浓度0.3 mol/L、固液比300 g/L、酸洗时间40 min、酸洗温度50℃、搅拌速度300 r/min、超声波功率300 W的条件下,锌与铁的去除率分别为86.74%与85.68%。对洗涤除杂后的单宁锗渣进行煅烧,结果表明超声波强化酸洗生产的锗精矿品位高达25.65%,与未洗涤以及常规酸洗相比,超声波强化酸洗生产的锗精矿品位分别提高了约22%、15%,绿色、高效地除去了单宁锗渣中的大部分杂质金属,显著提高了锗精矿的品位。

超高温热泵的循环构型与混合制冷剂协同优化——面向工业用热的构想

工业超高温热泵正逐渐成为热泵发展的新方向。不同于现有民用为主的空气源热泵,在工业用热中,温升、温跨的工况复杂、差异巨大,要提升能效,须采用新的视角和方法。针对此,本文提出循环构型与混合制冷剂协同优化的思路。首先,基于梯级耦合加热热泵循环,量化循环构型;分析混合制冷剂的泡露点温差效应在大温差工况下的重要影响。其后,通过案例分析验证经循环构型与混合制冷剂协同优化的最高COP_(h)比传统以混合制冷剂匹配或循环构型筛选所得方案的COP_(h)分别提高22.0%和5.8%。

重组人骨形态发生蛋白-2用于骨壁缺损拔牙位点保存的效果

目的:评价重组人骨形态发生蛋白-2(recombinant bone morphogenetic proteinrh-2,rhBMP-2)用于骨壁缺损拔牙位点保存的临床效果。方法:2019年2月~2023年1月将符合条件的142例患者随机分组,A组使用rhBMP-2+胶原蛋白海绵填充拔牙窝,B组使用胶原蛋白海绵,C组不使用移植物。于拔牙后18周、24周开展种植手术,并编为A1、A2;B1、B2;C1、C2组,种植术中发现有牙槽嵴顶骨缺损的病例测量牙槽嵴缺损的最大近远中径(L)、颊舌径(W)及深度(H),计算体积(V)值(V=L×W×H);无牙槽骨顶骨缺损的病例取种植窝骨块进行组织学分析。结果:A1、A2组牙槽嵴顶骨缺损的发生频率分别为:0.32、0.14;B1、B2组分别为:0.75、0.43;C1、C2组分别为:0.72、0.37。A1B1组间、A2B2组间、A1C1组间及A2C2组间V值差异有统计学意义(P<0.05)。A1B1组间及A1C1组间新生骨占比差异有统计学意义(P<0.05)。结论:rhBMP-2用于骨壁缺损的拔牙位点保存可缩短成骨时间(18周),减少不良愈合的发生,为后期种植手术的开展创造更有利的骨条件。

维生素D受体在心肌缺血再灌注损伤中的作用分析

目的探究维生素D受体在心肌缺血再灌注损伤中的作用。方法南昌大学医学部于2022年9月—2023年9月将40只野生雌性C57BL/6小鼠纳入研究中,按随机数表法分为对照组及观察组,每组20只。对照组予以腹腔注射Vehicle,观察组予以腹腔注射维生素D受体(Vitamin D Receptor,VDR)生理性激动剂。灌注完毕24 h后,比较两组血流动力学、心功能指标及心肌梗死面积变化情况。结果观察组灌注24 h心肌梗死面积(24.50±3.24)%,低于对照组(42.36±3.25)%,差异有统计学意义(t=24.614,P<0.05);观察组标准摄取值(Standardized Uptake Values,SUV)、左心室短轴缩短率(Left Ventricular Fractional Shortening,LVFS)、左心室射血分数(Left Ventric ular Ejection Fractions,LVEF)水平均高于对照组,差异有统计学意义(t=6.773、39.714、24.494、P均<0.05);两组心率、平均动脉压对比,差异无统计学意义(P均>0.05)。结论在心肌缺血再灌注损伤中,通过使用药物激活维生素D受体可以减轻其损伤程度,具有一定的研究价值,可采取进一步探讨研究。

不同纤维及沥青复合改性BK-10混合料路用性能

【目的】对目标空隙率为13%的半开级配沥青混合料所用沥青和纤维进行优选,以提高混合料路用性能,实现其功能性与耐久性的平衡。【方法】对不同的沥青、纤维和矿粉进行8种组合制备不同的半开级配沥青混合料,通过开展室内试验,测试各混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能,对比分析沥青、纤维和矿粉对沥青混合料路用性能的影响,并基于表面能理论以及通过开展动态剪切流变试验和延度试验,进一步分析论证复合沥青和复合纤维改善混合料路用性能的原因和效果。【结果】复合沥青与集料的黏附性最强,复合纤维与沥青胶浆结合能力最好。【结论】采用5%苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-butadiene-styrene,SBS)与15%橡胶粉复合改性沥青,以及用复合纤维(木质素纤维与玄武岩纤维质量比为1∶1)制备的半开级配沥青混合料的路用性能最优。

乙酸钠强化溶析结晶处理废水中高浓度硝酸盐的研究

针对工业生产过程产生的高浓度硝酸盐废水,或者反渗透、离子交换后的高浓度硝酸盐废水,提出了利用无水乙酸钠强化无水乙醇溶析结晶法去除高浓度硝酸盐的技术。考察了无水乙醇、无水乙酸钠、氧化钙、温度、pH以及搅拌速率对硝酸盐结晶的影响,并对比了加入无水乙酸钠前后去除溶液中NO_(3)^(-)-N的效果。结果表明:NO_(3)^(-)质量浓度为183.5 g/L(即NO_(3)^(-)-N质量浓度为49.4 g/L)时,去除NO_(3)^(-)-N的最佳去除条件为,80 mL无水乙醇,1.8 g无水乙酸钠,0.014 g氧化钙(Ca^(2+)质量浓度为1.00 g/L),温度为40℃,pH为13;与无水乙醇溶析结晶处理高浓度硝酸盐废水相比,无水乙酸钠会进一步提高硝酸盐结晶率约10个百分点,说明后加入无水乙酸钠对无水乙醇溶析结晶去除高浓度硝酸盐具有明显的强化作用。

水体脱砷技术的研究现状

随着矿床品位的降低,有色金属冶炼产生的含砷废水排放量逐渐增加。由于砷化物具有剧毒性,大量排放的含砷废液对人体健康产生巨大威胁。随着生活质量的提高,人们对含砷废水的排放要求也越发严格。因此,如何绿色、高效地脱除水体中的砷,是目前研究的重点。介绍了水体中砷的来源与危害,对国内外处理含砷液体的主要脱除技术进行归纳总结。水体脱砷技术按照脱除方式可分为化学法、物理法及微生物法。阐述了各种脱砷技术的基本原理,对不同脱砷技术的适用性及其优缺点进行分析,指出限制这些工艺在工业中应用的主要因素。同时,对化学法与物理法等结合工艺的前景进行了展望,以期为未来脱砷技术的发展提供一定参考。

基于改进SqueezeNet的棒状物表面缺陷识别

高速流水线生产的棒状物极易产生各种表面缺陷,但基于传统图像处理的缺陷识别方法易受环境影响、可靠性低,而基于深度学习的缺陷识别方法存在模型过大、识别准确率受制于样本数量等问题。因此,本文提出了一种基于改进SqueezeNet的棒状物表面缺陷识别系统。设计了可获取圆周对称小体积棒状物全表面图像的采集装置,并在轻量级卷积神经网络SqueezeNet中引入注意力模块以改善模型的特征提取效果,利用数据平衡方法提升数据集内少数类样本的识别准确率,利用迁移学习的方法进行深度学习训练,减轻数据集样本不足对训练效果的影响。以生产线上的卷烟烟支为研究对象,采集其圆周表面图像进行实验,结果表明,改进方法在少样本条件下的分类准确率达到了94.49%,其中对于少数类样本的F1分数提高了31.19%,单张图像检测时间约1.66 ms,模型轻量化,可满足工业生产线中棒状物实时缺陷识别的需求。

小鼠出生早期肺炎链球菌感染对成年期相同细菌性抗原诱导的哮喘严重程度的影响

目的 探讨小鼠出生早期气道感染肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae,SP)后,成年期暴露于相同细菌性抗原时对哮喘发生发展的影响及机制研究,为过敏性哮喘防治提供新的研究方向。方法 1周龄WT BALB/c小鼠滴鼻感染SP,5周后反复滴鼻灭活SP菌体及白细胞介素-33(interleukin-33,IL-33)+灭活SP菌体,检测小鼠气道高反应性(airway hyperresponsiveness,AHR),明确气道/肺部炎性细胞浸润情况及炎症改变;检测血清中免疫球蛋白E(immunoglobulin E,IgE)及SP特异性IgE、IgG浓度和肺组织匀浆中细胞因子表达水平;最后明确肺组织中辅助性T细胞(T helper cell,Th)亚群(Th1、Th2、Th17)和固有淋巴细胞(innate lymphoid cells,ILC)亚群(ILC1、ILC2、ILC3)细胞数变化情况。结果 出生早期SP感染后,成年期单独暴露于相同细菌性抗原未能诱导出哮喘样病理改变;在IL-33存在下,虽然出生早期SP感染后成年期暴露于相同细菌性抗原依然引起以2型细胞因子增加为主的混合性炎症,但与未经感染组相比,实验组小鼠的气道高反应性下降;支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)总细胞计数下降;肺组织中嗜酸性粒细胞浸润减少;黏液分泌明显减少;平滑肌增生减轻;血清中IgE明显下降,然而SP菌体特异性IgE、IgG明显升高;多种细胞因子减少;抑制炎症因子(IL-10)明显升高;虽然ILC2细胞数量明显升高,但Th1、Th2、Th17及ILC1细胞数量明显下降。结论 出生早期SP感染可降低成年期小鼠暴露于相同细菌性抗原时诱发的哮喘的严重程度。

动能歧视-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定凉皮中多种元素

为快速、准确定量凉皮中多元素含量,采用微波消解法对凉皮样品进行消解处理,优化了ICP-MS仪器参数条件,选择适合的内标元素,运用动能歧视技术(KED)降低质谱干扰,利用微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定凉皮中K、Ca、Mg、Be、V、Cr、Ni、As、Se、Mo、Ag、Cd、Sn、Pb、B、Al、Mn、Fe、Co、Cu、Ba及Hg等22种元素含量,各元素相关系数均大于0.995。通过对方法的线性范围、检出限、准确性、稳定性、加标回收率的考察。结果表明,KED-ICP-MS法测定凉皮中各元素的相对标准偏差(RSD,n=6)在0.60%~8.1%,方法加标回收率(n=6)在74.1%~120%,标准曲线线性关系良好(R^(2)=0.995~0.999)。方法具有简便、快速、灵敏、准确的特点,适用于凉皮中多元素的高通量检测。

形状记忆合金增强复合材料力学试验分析

针对碳纤维树脂基复合材料抗冲击性能差的问题,本文提出了一种内嵌超弹性形状记忆合金丝的碳纤维树脂基复合材料(SMA-CFRP)。采用热压罐成型工艺,选用SMA铺设层数、SMA铺设方向两个参数成型了4种CFRP复合材料样件,分别对其进行了单轴拉伸、低速冲击及三点弯曲试验。由于超弹性SMA丝具有独特的相变机制,在试验加载过程中,承受了准静态或动态载荷并吸收了部分能量,因此相较于CFRP,SMA-CFRP的极限拉伸强度最高提升了7.71%,且抗冲击性能显著提升。试验结果表明,内嵌超弹性SMA能显著改善CFRP在准静态和低速冲击载荷下的力学性能。

跳频信号互模糊函数相参积累时差和速度差估计方法

在运动多站定位场景下,宽带跳频通信信号的载频跳变会产生变化的多普勒频移,因此无法直接利用跳频信号的多个不同脉冲估计多普勒频率差,若仅估计单个跳频脉冲的时频差,则精度低而无法满足定位要求。针对此问题,提出了一种基于互模糊函数相参积累的宽带跳频信号时差和多普勒速度差估计方法。首先将宽带跳频信号的多普勒效应差建模为多普勒速度差,从而无需对多普勒频差进行估计,避免载频跳变对多普勒效应差估计造成影响,并建立了时变时差的时差和速度差信号模型。然后对各单跳信号的互模糊函数进行相位补偿以实现相位对齐,通过对相参积累后的互模糊函数进行时差和速度差的二维峰值搜索,可以得到多跳频脉冲信号初始时刻时差和速度差的相参估计结果。最后以Link16数据链信号为例对算法进行了仿真实验,验证了算法的正确性与精度优势。

基于偏好多目标优化特征选择的骨质疏松预测

为快速筛查糖尿病患者群体中患有骨质疏松的高风险个体,基于决策者偏好多目标优化算法建立糖尿病患者的骨质疏松预诊断模型.以糖尿病患者的临床数据为驱动,随机森林作为基础分类器,非支配排序遗传算法-Ⅱ作为优化搜索引擎进行特征选择,搜寻帕累托最优特征方案解集.基于决策者偏好需求开发替换分数计算器,以决定帕累托最优解集中的首选特征方案.与具有34个变量的全模型相比,最佳模型的准确率提高了5.13%,优于对比模型,同时使用的特征数减少了91.18%.对最佳模型进行的特征重要性排序分析,增强了模型的可解释性,并为骨质疏松临床诊断提供参考.基于提出方法可建立低成本、紧凑有效的骨质疏松预诊断工具,为糖尿病患者的骨骼健康管理提供支持.