水中旋转圆盘振动阻尼测量与模拟

为了研究模态做功法在计算旋转式机械水力阻尼时的适用性和准确性,利用旋转圆盘阻尼测量系统的实验数据对该方法做了评估.研究表明,圆盘的水力阻尼值随转速的增加呈现下降的趋势;利用模态做功法计算水力阻尼值时必须考虑旋转效应带来的影响,如果直接使用静止条件下的模态结果,水力阻尼随转速的变化规律将完全和实验结果相反;在考虑旋转的条件下,计算精度有所提高,但整体呈现过预测的问题,该方法对旋转结构阻尼特性的预测精度还有待提高.

新修定的化学防护服国家标准解析

为厘清化学防护服国家标准修订后的情况,通过分析我国化学防护服国家标准发展历史,研究国外化学防护服标准,重点针对修订后的GB 24539—2021《防护服装化学防护服》的变化,从化学防护服的分类、性能要求、试验方法等方面对该标准加以解读。分析发现:GB 24539—2021将相关标准进行整合,对化学防护服的分类进行了较大的调整和更新,删除了非气密型化学防护服-ET,增加了气密型化学防护服、有限泼溅化学防护服和织物酸碱类化学防护服;相应地,性能要求也产生了较大变化,主要包括服装整体防护性能、服装面料防护性能及服装面料理化性能;GB 24539—2021中的大部分试验方法沿用了之前相关标准中的试验方法,但也进行了相应的改进和完善,主要包括试样预处理条件和试验环境条件、化学防护服向内泄漏率测试方法、化学防护服液密性能测试方法、化学防护服面料耐磨损性能测试方法和耐屈挠破坏性能测试方法。

无创左室压力应变曲线在冠心病心肌缺血诊断中的价值

目的以冠状动脉血流储备分数(fraction flow reservation,FFR)为金标准,采用无创左室压力应变环(pressure strain loop,PSL)评价心肌做功相关参数对冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronary artery disease,CAD)心肌缺血的诊断价值。方法前瞻性纳入2020年12月至2021年12月在复旦大学附属中山医院就诊的53例临床疑似CAD患者,均进行超声心动图检查、有创冠状动脉造影和FFR测量。根据冠脉造影结果将患者分为心肌缺血组(FFR≤0.8,24例)和非心肌缺血组(FFR>0.8,29例)。采用PSL进行脱机分析,获得左室整体做功指数(global work index,GWI)、整体有效功(global constructive work,GCW)、整体无效功(global wasted work,GWW)、整体做功效率(global work efficiency,GWE)、整体正向功(global positive work,GPW)及整体收缩期有效功(global systolic constructive work,GSCW)等心肌做功参数值,进行两组间比较。采用ROC曲线分析心肌做功参数对心肌缺血的诊断效能。结果在18、16和12节段水平,与非心肌缺血组相比,心肌缺血组GWI、GCW、GPW、GSCW均降低(P<0.001)。ROC曲线显示,GWI、GCW、GPW、GSCW在18节段水平AUC分别为0.803(95%CI 0.679~0.927)、0.807(95%CI 0.687~0.928)、0.822(95%CI 0.708~0.936)、0.819(95%CI 0.703~0.935)。其中,GWI最佳截断值为1676.3 mmHg%,预测心肌缺血的灵敏度、特异度和准确度分别为70.8%、86.2%和79.2%;GCW最佳截断值为1999.4mmHg%,预测心肌缺血的灵敏度、特异度和准确度分别为75.0%、82.8%和79.2%。结论采用PSL分析心肌做功对CAD心肌缺血人群有较好的筛查作用。

泵站流量衰减问题分析与进水系统改造

为解决某抽黄灌区枢纽泵站机组流量大幅衰减问题,采用计算流体动力学(CFD)方法对其衰减原因进行分析,提出进水系统改造方案,并对改造前后的进水系统流态进行数值模拟对比。结果表明:改造前,在箱涵进口产生明显吸入涡,大量气体和杂质经箱涵高速进入吸水池后,造成池内水流上下翻滚,导致水泵吸水性能极差,运行一段时间后流量迅速衰减;改造后,进水系统流态得到有效改善,进水池低速区变小,吸水池水流上下翻滚现象消失,水泵吸水性能提升较大,机组流量衰减现象得到明显改善。通过实测改造前后泵站的运行流量,验证了CFD用于泵站内部流场模拟的可靠性;在后续对原有工程进行改造时,可先采用CFD对原始系统进行流场模拟,有针对性地进行结构改造。该泵站流道改造前后效果验证,进水系统设计时,应尽量保持各进水建筑物压力流或明流相同。

基于嵌套网格的对称水翼流致振动数值模拟

在锁频工况下,水力机械叶片/导叶涡激振动幅值急剧增强,可达到非锁频工况时幅值百倍量级.以对称水翼为研究对象,基于嵌套网格的分离式双向流固耦合计算策略,开展了锁频和非锁频工况下流致振动的数值模拟.结果表明,锁频工况,水翼呈扭转振型,尾迹区涡脱落展向呈同相位平行脱落;非锁频工况,水翼以拍频形式振动.预测得到的锁频与非锁频区水翼振动振幅的相对差异与实验情况基本一致,可为大变形工况下的振动特性评估提供指导.

结合太赫兹光谱与机器学习的小麦霉变程度判别

为快速、准确地判断小麦籽粒的霉变程度,研究基于太赫兹时域光谱技术,结合支持向量机(support vector machine,SVM)、随机森林(random forest,RF)和极限学习机(extreme learning machine,ELM)的霉变小麦定性分析方法。首先,将小麦籽粒分为正常、轻度霉变、中度霉变和重度霉变4类,利用CCT-1800太赫兹时域光谱仪获取小麦样本在0.1~4.0 THz波段的光谱数据。对比采用不同光谱预处理方法对判别结果的影响后,使用主成分分析、线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA)、t分布随机近邻嵌入3种方法对光谱数据进行降维,结果表明LDA的降维效果最好。最后,构建基于SVM、RF和ELM的小麦霉变程度判别模型,结果显示SVM的判别效果最好,当核函数选择多项式核、误差惩罚系数为1时,判别准确率高达98.61%,预测集均方根误差值为0.142 9。本研究表明利用太赫兹光谱技术可实现小麦霉变程度的准确检测,为食品安全和粮食贮藏检测提供一种检测手段。

空化对振动水翼附加质量和阻尼特性影响研究

抽水蓄能机组需频繁调节工况以适应电网需求。由此水力激振频率范围加宽,共振风险增加。附加质量和阻尼特性是评估共振工况点和共振幅值的关键参数。在空化发生时,叶片绕流流体从液相变成汽相,其复杂的流固耦合效应对叶片附加质量和阻尼特性产生影响。本文将叶片简化为NACA 0009水翼,探索了空化发生时基于双向流固耦合的附加质量和水力阻尼特性预测方法。结果表明,模拟得到的静水中固有频率和不同空化数下的空化脱落频率与实验结果吻合良好,相对误差分别在7.12%和8.76%以内。在空化数σ=1.04~2.02范围内,固有频率和水力阻尼随空化数的降低分别增大和减小,相对于实验的平均误差分别为9.69%和13.65%。内部流动分析表明反向射流导致前缘空化周期性脱落,吸力面的绕流速度下降则是空化发生后水力阻尼下降的主要原因。研究成果对抽水蓄能机组设计阶段预判空化时的叶片振动评估具有重要指导意义。

基于迭代卷积阈值的肾动态显像双肾快速分割

肾小球滤过率(Glomerular Filtration Rate,GFR)是肾脏功能的重要评价指标,在临床应用中,通常联合Gates法来计算肾脏GFR。提出一种肾脏全自动分割方法,在173组99mTc-DTPA动态闪烁图像的基础上对所提方法进行评估,结果表明,该方法的肾脏分割迭代次数仅为水平集Chan-Vese方法的1/3,肾脏分割时间从10.06 s缩短至2.02 s。使用Bland-Altman一致性分析方法评估所提方法计算的肾脏GFR与标准值相比较具有更高的一致性(mean=3.87,-10.26<mean±1.96×SD<18.00)。实验结果表明,该方法在保证GFR计算精度的同时提高了GFR计算的效率。

转移性Ⅳ期非小细胞肺癌患者的生存状况及预后分析

目的探讨转移性Ⅳ期非小细胞肺癌患者生存状况、影响预后的相关因素以及寡转移与多发转移患者间的生存差异。方法回顾性分析90例转移性Ⅳ期非小细胞肺癌患者的临床资料,利用Kaplan-Meier法进行生存分析,并进行Log-rank检验,利用比例风险模型(Cox模型)进行多因素分析,筛选出相关因素。结果 90例转移性非小细胞肺癌患者1、2、3和5年总生存率分别为64.4%、21.1%、8.8%和1.1%,中位生存时间为14.5个月。寡转移和多发转移患者的1、2和3年生存率分别为89.4%、34.0%、17.0%和37.2%、6.9%、0%,中位生存时间分别为18个月和8个月,两者总生存率比较,差异具有统计学意义(χ2=27.104,P<0.01)。单因素分析结果显示,患者生存情况在KPS评分、组织学类型、转移状况、化疗周期数(≥4个或<4个)、原发病灶控制情况、靶向治疗及治疗模式方面比较,差异均具有统计学意义(均P<0.05)。多因素分析显示,KPS评分、原发灶已控、靶向治疗、寡转移和靶向治疗参与的治疗模式是预后的独立因素(均P<0.05)。结论 KPS≥70分、原发灶已控和寡转移的转移性非小细胞肺癌患者的生存期较长,是潜在的治疗获益患者。

小麦条锈病菌夏孢子显微图像远程采集系统设计与试验

利用孢子捕捉器捕捉小麦田间空气中的条锈病菌夏孢子已成为当前小麦条锈病预测预报的重要手段。针对现有的孢子捕捉设备效率低、费时费力、需人工定时换取载玻片或捕捉带等问题,基于ARK-1123C型嵌入式工控机和显微镜CCD数字摄像头,提出了一种高放大倍数、高分辨率的小麦条锈病菌夏孢子显微图像远程采集系统的设计方案。设计了系统的硬、软件结构,实现了自动取载玻片、涂脂、空中孢子捕捉、孢子显微图像采集、载玻片回收等一系列功能,且可根据用户需求远程设置孢子捕捉和显微图像采集参数,采集的图像通过无线网络传输到远程服务器中。为了验证系统的性能,在小麦田间进行了40 d的系统综合试验测试。测试结果表明,系统可长时间稳定工作,能够远程实时采集放大400倍的4 096像素×3 288像素的夏孢子显微图像。该系统能够实时采集和远程传输小麦条锈病菌夏孢子显微图像,可满足野外小麦田间空气中夏孢子监测的需求,为农田空气中小麦条锈病菌夏孢子的自动计数及条锈病的预测预报提供重要技术支持。

芪苈强心胶囊联合替米沙坦治疗扩张型心肌病的临床研究

目的观察芪苈强心胶囊联合替米沙坦对扩张型心肌病病人心功能、活动耐量及心力衰竭加重住院次数的影响。方法选取2016年1月-2018年12月在复旦大学附属中山医院心内科诊治的扩张型心肌病病人96例,随机分为联合组与对照组,每组48例。对照组采用常规治疗加替米沙坦治疗,联合组在对照组治疗基础上加用芪苈强心胶囊。观察两组治疗前与治疗3个月后超声心动图指标、利尿药与地高辛停减率及N末端脑钠肽前体(NT-proBNP)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平,随访6个月心力衰竭加重住院人数、心力衰竭加重住院次数以及心功能情况。结果联合组心功能疗效总有效率为91.67%,明显高于对照组的77.08%(P<0.05)。治疗3个月后,两组超声心动图指标较治疗前明显改善(P<0.05),但联合组改善效果优于对照组(P<0.05);两组NT-proBNP、hs-CRP、TNF-α水平较治疗前明显降低(P<0.05),但联合组明显低于对照组(P<0.05)。第6个月随访时联合组心力衰竭加重住院人数为11例(22.91%),心力衰竭加重住院次数为16例次(33.33%),均明显低于对照组的21例(43.75%)、26例次(54.17%),差异均有统计学意义(P<0.05)。结论芪苈强心胶囊联合替米沙坦可进一步改善扩张型心肌病病人的心功能,增强活动耐量,减轻炎症反应,减少心力衰竭加重住院次数。

微型离心泵诱导轮与叶轮轴向距离匹配特性

诱导轮与叶轮匹配不合理,是影响微型离心泵运行稳定性的原因之一。为了研究诱导轮与叶轮之间的轴向距离(简称为轴向距离)的匹配对离心泵性能的影响,该文以一台前置诱导轮离心泵为研究对象,采用数值方法定量分析了不同轴向距离对离心泵能量特性、汽蚀特性和压力脉动特性的影响。选取5种轴向距离,分别为0.1S,0.5S,1.0S、1.5S和2.0S(S为诱导轮轴向长度与叶栅稠密度的比值),对离心泵进行三维流场数值预测。结果表明,轴向距离增加后,扬程和效率均有所增加,汽蚀余量降低,但叶轮内压力脉动幅值升高。其中,在额定工况下,当轴向距离增大至1.0S时,扬程提高了0.61 m,效率提高了5.8%,临界汽蚀余量降低了0.4 m;轴向距离继续增大后,各项性能变化不大。综合分析认为,轴向距离为1.0S时,诱导轮与叶轮的匹配性能最佳,有利于离心泵稳定运行。研究结果可为微型离心泵诱导轮与叶轮的匹配设计提供参考。

双吸离心泵泵站压力脉动与振动特性现场试验研究

双吸离心泵运行时,动静干涉会引起特定压力脉动,其频率为叶轮转频与叶片数相乘,即叶频。前期研究表明叶频压力脉动主要产生于压水室的隔舌区域,是引起水泵机组和泵房振动的重要激振源。为了揭示双吸离心泵系统压力脉动和振动特性的关系,开展了泵站压力脉动和振动特性的现场试验。通过在泵基础、出水管和泵房楼板位置布置振动传感器,同步测量了泵出口阀门不同开度下和泵启动开阀过程中的振动信号,借助时频分析方法开展了泵房振动信号的溯源分析。分析结果表明:在稳态工况中,水泵压力脉动和振动的相干性主要表现在转频、叶频及其倍频,且叶频压力脉动具有向上游衰减快,向下游衰减慢的特点;在启动工况中,水泵压水室压力脉动与基座(特别是垂直方向),甚至泵房出水侧楼板振动在叶频和转频处表现出相干性。根据现场测试结果认为,干室型双吸离心泵泵房在设计时,需要重点关注水泵叶频压力脉动作用下出水侧楼板等泵房结构的动力学响应问题。

专业教学标准下医学影像设备学课程教改新思维

高等职业学校医学影像技术专业国家教学标准中,专业基础课程、专业核心课程和专业拓展课程的划分,充分体现职业教育改革理念,课程有效对接岗位,提高专业教学有效性。医学影像设备学课程与多个岗位存在一定关联,与影像设备安装维修技术岗位关联度最高,这个岗位主要是医疗设备应用技术专业毕业生就业岗位,因此,高职医学影像技术专业国家教学标准中将该课程列为专业拓展课程。

非对称尾部形状水翼水力阻尼识别方法研究

水力阻尼是影响流激振动幅值预测精度的关键参数,是水力机械流激振动领域研究的热点问题。非对称尾部形状水翼在涡激振动和升力的联合作用下,振动响应的平衡位置具有时变特性,采用传统自由振动衰减法获得的水力阻尼比误差大幅度增加,甚至失效。为了克服传统自由振动衰减法应用局限,本文借助双向流固耦合数值模拟方法获得流激振动响应位移,通过带通滤波结合平衡位置校准,研究了动水环境中对称和非对称尾部形状水翼水力阻尼的识别方法。结果表明,数值模拟可较准确获取低阶结构模态和尾部旋涡脱落频率,相比实验结果,低阶弯曲模态频率、低阶扭曲模态频率和15 m/s流速下脱落涡频率最大偏差分别为7.58%、2.90%和1.42%;带通滤波可消除周期性涡激振动对响应信号的影响,水力阻尼比识别偏差度从7.51%下降到1.92%;平衡位置校准方法可采用多项式拟合法、线性插值法和光滑样条曲线法,所对应的水力阻尼比识别偏差度分别为34.93%、3.53%和0.16%。工程上,可优先推荐滤波结合线性插值法,在需要高精度水力阻尼比的场合,则必须采用滤波结合光滑样条曲线法。

叶轮与导叶匹配关系对立式离心泵水力特性影响的实验研究

大型含导叶立式离心泵广泛应用于高扬程远距离调水,旋转叶轮与静止导叶动静干涉引起的无叶区内高幅值压力脉动是影响其稳定运行的关键因素。为研究叶轮与导叶匹配关系对水泵水力特性的影响,对3台模型泵开展能量特性与压力脉动同台对比实验,分别监测了进水流道、无叶区和压水室的压力脉动信号,并进行时域和频域分析。结果表明:泵运行流量越靠近设计流量,压力脉动峰峰值越小,且设计流量下无叶区的压力脉动峰峰值分别是进水流道和压水室相应值的3.7和1.9倍;叶片型线改变导致出口安放角增大后,最优工况向大流量偏移,高效区拓宽,但无叶区内压力脉动幅值增大;导叶进口安放角减小后,最优工况向小流量偏移,高效区也得到拓宽,且无叶区内压力脉动幅值显著下降;改善叶轮出口和导叶进口的匹配关系可提高水泵能量特性,但压力脉动仅在导叶进口安放角减小时降低。本研究可为含导叶立式离心泵水力设计提供指导。

基于单/双向流固耦合的水翼水力阻尼数值预测方法研究

为评估水力机械外部瞬态载荷作用下的动力响应幅值,必须考虑流固耦合产生的水力阻尼效应。如何准确预测水下结构水力阻尼参数是设计阶段评价水力机械运行稳定性的难点问题。借助分离式单/双向流固耦合数值模拟方法,针对工程中常用的NACA0009翼型,开展了水翼在5~20 m/s流速下的振动特性和水力阻尼比数值预测方法研究。分析结果表明:第1阶弯曲模态振型在静水中与20 m/s流速下相一致,且低阶模态水翼固有频率随流速变化在3.95%以内,据此,单向流固耦合中将静水中振型及固有频率作为动水水翼的初始条件的假设是可行的。基于单向流固耦合方法所预测的水力阻尼比与实验值的平均相对偏差为11.42%。双向流固耦合则不需要该假设,能更加准确地预测低阶模态固有频率、水翼尾部脱落涡频率和水力阻尼比,相对实验值的平均偏差分别为4.36%、4.24%和4.95%。单/双向流固耦合数值方法都能预测水力阻尼比随流速线性增加的规律。本文算例中,相同计算资源条件下双向流固耦合所需计算时间是单向计算的15倍。在实际工程应用中,推荐优先采用单向流固耦合方法。

淹没深度对离心式叶轮模态参数的影响

离心式叶轮结构振动及其幅值受周围水体附加质量和阻尼的影响.为了明确不同淹没深度对离心式叶轮动力响应特性的影响,开展了数值计算和实验研究.基于声固耦合方法,开展了空气和不同淹没深度条件下叶轮的模态分析;通过锤击法获得了在空气和不同淹没深度条件下的叶轮结构响应参数,并评价了固有频率的数值预测精度;根据数值计算和实验结果,构建了结构振型、附加质量参数和阻尼参数随淹没深度的变化规律.结果表明:随着淹没深度增大,结构振型未发生改变;但叶轮附加质量系数和阻尼比都呈线性增长趋势;完全淹没时,水体附加质量及阻尼比分别为空气中的0.39倍和1.76倍.

不同空泡动力学模型在空泡振荡预测中的应用探讨

空泡动力学问题一直是水力机械领域关注的热点问题之一。空泡动力学的研究起源于水力机械的空蚀现象,弄清空泡运动(主要指单空泡生长、发展和溃灭过程)对空蚀机理研究有重要意义。本文探究了Rayleigh-Plesset(R-P)模型、Gilmore模型和Keller-Miksis(K-M)模型在预测空泡振荡过程中的应用,重点关注空泡生长和收缩回弹两个阶段,根据R-P模型、Gilmore模型和K-M模型分别计算得到空泡运动相应阶段的半径值,并与空泡实验值对比分析。结果表明:Gilmore模型和K-M模型在空泡生长和收缩回弹阶段空泡运动预测方面更具有优势,同时Gilmore模型对微米尺度回弹空泡溃灭点的预测更为准确。

mCT-Flow PET/CT性能测试及与mCT-S64-4R和16HR的比较

目的:研究mCT-Flow正电子发射计算机体层显像仪(positron emission tomography and computed tomography,PET/CT)性能,并将其性能的各项指标与mCT-S64-4R(简称mCT)和16HR进行比较。方法:PET部分使用专用测试模体,测试PET的空间分辨率、散射分数、真符合计数率、散射符合计数率、随机符合计数率、噪声等效计数率(noise equivalent count rate,NECR)和系统灵敏度。所得结果与mCT和16HR PET/CT的相应指标进行比较。CT部分测试定位光精度、噪声、图像均匀性、重建层厚偏差、高对比分辨率、低对比可探测能力、CT值线性、诊断床定位精度、CT剂量指数和水的CT值等性能参数。结果:mCT-Flow PET在偏视野(filed of view,FOV)中心1和10 cm处横向和轴向空间分辨率分别为4.51和4.41 mm及5.14和5.99 mm,另10 cm处的横断切向空间分辨率为4.60 mm;设备的散射分数为35%;NECR在18F溶液浓度为0.021 MBq/mL及k=1时峰值为117 kcps;在浓度为0.027 MBq/mL及k=0时峰值为165 kcps。系统灵敏度在FOV中心及偏中心10 cm处分别为9.24和9.14 cps/kBq。与mCT相比,两台设备的空间分辨率、峰值NECR、真符合计数率和随机符合计数率相近,散射符合计数率与散射分数稍低,但灵敏度稍有下降。与16HR相比,mCT-Flow空间分辨率稍高,散射分数更低,峰值NECR提高125%,灵敏度提高了51.9%(0 cm处)和49.6%(10 cm处)。CT各项指标均符合验收标准。结论:mCT-Flow PET/CT的各项测试指标均达到了标准要求。PET部分的主要性能指标与mCT相近,较16HR有所提高。