瓮马铁路乌江特大桥设计关键技术研究

新建瓮马铁路乌江特大桥跨越两山之间深谷,地形复杂、设计难度大。为研究该桥梁方案,首先阐述了主桥的方案构思和结构设计,然后通过空间有限元软件对本桥进行静、动力仿真分析,总结了大跨铁路劲性骨架混凝土拱桥构造和受力特性。结果表明:主跨337 m上承式劲性骨架混凝土拱桥具有刚度大、徐变小、后期养护维修工作量小等优点,主拱圈采用小矢跨比设计,兼顾安全、经济、环保和美观,能够满足铁路桥梁跨越山区“V”形峡谷的要求;主拱圈由劲性钢管混凝土骨架外包C55无收缩混凝土构成,通过分层分段浇筑方案改善拱圈各构件的内力;拱上结合梁采用两片工字形钢与混凝土桥面板相结合的形式,钢梁栓焊结合,便于制造、运输和施工;拱座采用梯形断面扩大基础,基础开挖永临结合,有效降低施工风险;数值分析表明该桥结构的刚度、强度、稳定性均能满足规范要求,能够满足客货共线铁路的安全性和乘坐舒适性要求。可为其他山区铁路桥梁桥式研究提供参考。

受电弓仿生导流罩对高速列车横风气动特性影响研究

横风作用下高速列车气动横向力和倾覆力矩显著增加,气动性能显著恶化,列车脱轨、倾覆可能性增大,严重影响列车运行安全。受电弓作为高速列车核心的外突部件,直接受到横风的影响,因此改善受电弓区域的横风气动性能显得尤为重要。以鞘翅目生物形态为原型,构建受电弓仿生导流罩几何外形,并以8车编组高速列车为基准,建立4种不同的计算模型:原始模型(模型Ⅰ)、仅受电弓Ⅰ加装导流罩(模型Ⅱ)、仅受电弓Ⅱ加装导流罩(模型Ⅲ)、受电弓Ⅰ和Ⅱ均加装导流罩(模型Ⅳ)。基于三维稳态SST k-ω双方程湍流模型,分析不同方案下高速列车整车以及受电弓区域的横风气动性能。研究结果表明:安装受电弓导流罩后,气流更为平顺地越过受电弓区域,阻滞效应减小,下游车体顶部和受电弓Ⅱ(升弓)区域的气流速度有所增加,同时造成列车背风侧的流场结构改变。相比原始模型(模型Ⅰ),导流罩模型(模型Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ)均可减小列车气动横向力和倾覆力矩,其中模型Ⅱ和模型Ⅲ的横向力分别减少9.65%、4.18%,倾覆力矩分别减少11.47%、4.37%;受电弓Ⅰ与受电弓Ⅱ均被包裹的模型Ⅳ效果最为显著,8车编组列车横向力和倾覆力矩分别减少11.39、16.81%。研究成果可为横风环境下新一代高速列车受电弓区域优化设计提供参考。

印度强化与“全球南方”关系:战略雄心与制约

“全球南方”日渐成为塑造国际格局和秩序的重要力量,受到各方重视。印度认为“全球南方”对提升其国际影响力和促进经济转型意义重大,并自我定位为“全球南方”的“代言人”和“领导者”以及连接“全球南方”与“全球北方”的桥梁,旨在提升在多边机制中的话语权、扩展在大国博弈中的回旋空间、削弱中国在“全球南方”的影响力以及深化印美关系。印度主要通过加强与“全球南方”的双多边磋商、扩大发展合作、推进防务交流、重视运用软实力等举措进一步密切与“全球南方”的关系。印度强化运筹“全球南方”,既凸显其外交政策的历史延续和现实升级,也折射出印度从“大国梦”到“世界导师”的战略雄心,同时还反映了美西方拉印制华的全球地缘政治变局。印度加强与“全球南方”关系具有浓厚实用主义色彩,加之其自身综合实力不足,多数“全球南方”国家不愿在中美印等国家之间选边站队,印度利用“全球南方”实现其战略图谋难以达到预期。

乌梅丸及加减方治疗大肠疾病的系统评价再评价

[目的]评价乌梅丸及加减方治疗大肠疾病的相关系统评价(SRs),为临床提供循证医学依据。[方法]计算机检索PubMed、Cochrane Library、Embase、中国期刊全文数据库(CNKI)、维普中文期刊数据库(VIP)、万方数据知识服务平台(WanFang Data)和中国生物医学文献数据库(CBM),搜集乌梅丸及加减方治疗大肠疾病的SRs,检索时限为建库至2022年12月31日。两名研究者独立筛选文献、提取资料,分别采用AMSTAR 2、PRISMA 2020和GRADE评价纳入研究的方法学质量、报告质量及证据质量,并对结果进行综合分析。[结果]共纳入12篇SRs,涉及4种疾病,有溃疡性结肠炎(UC)、肠易激综合征(IBS)、泄泻和大肠腺瘤性息肉术后。AMSTAR 2评价结果显示,10篇SRs为低质量,2篇SRs为极低质量;PRISMA 2020评分为19.5~30分,其中6篇SRs为中质量,6篇SRs为低质量。纳入SRs共报告了51个结局指标,GRADE评价结果为30个中质量,19个低质量,2个极低质量。现有证据显示,与常规治疗、空白对照/安慰剂相比,乌梅丸及加减方或联合常规治疗治疗UC、IBS、泄泻和大肠腺瘤性息肉术后的疗效更佳。[结论]乌梅丸及加减方治疗大肠疾病具有较好的疗效,鉴于所纳入研究的样本量及疾病种类较少,其方法学质量、报告质量和证据质量相对较低,应慎重对待该结论,期待今后开展更多高质量研究证实。

基于点云特征的改进RANSAC地面分割算法

针对室外复杂场景下,轻量级和地面优化的激光雷达里程计与测图(LeGO-LOAM)算法由于地面分割不精确而导致算法定位精度降低的问题,提出一种基于改进随机一致性采样(RANSAC)的多线程地面分割算法:相较于传统RANSAC算法,该算法舍弃从全部原始数据中随机选取种子点拟合地面模型的迭代方式,首先利用点云高程、曲率等点特征信息挑选出所有小于高程、曲率等阈值的种子点以构建种子点集合,并根据种子点集合中的种子点数量判断是否需要多线程处理;然后根据判断结果从种子点集合中选择种子点子集进行地面拟合;最后比较各地面模型所包含的点云数量以获得最优地面模型参数以及地面点云集;地面分割精度的提高有效地降低了LeGO-LOAM算法的定位误差。实验结果表明,在室外复杂场景下所提出的地面分割算法分割效果更好,杂点更少;相较于原LeGO-LOAM算法,改进算法的定位误差降低至3.73 m,平面均方根误差降低了20.8%。

基于主成分分析的多重定量PCR荧光串扰校正

聚合酶链式反应(PCR)是分子生物学常用的检测手段,主要用于对生物的DNA或RNA进行检测。由于荧光光谱重叠和滤光片过滤带宽限制,检测时所获得的荧光数据通常会包含荧光通道之间的串扰,串扰的存在使PCR结果分析变得复杂,并可能影响最终的检测结果。选择合适的光学元件,并确定通道间的补偿矩阵,可以降低甚至消除荧光串扰。目前荧光补偿矩阵大多通过迭代计算获得,还没有一种简单的方法可以从混合的多通道荧光数据中找到荧光补偿矩阵。为了快速获得荧光补偿矩阵,减小计算量,采用主成分分析法(PCA)中确定主成分的方式,基于搭建的测试平台进行单一染料实验,获得染料的荧光信号在各个检测通道的分布情况,计算得到荧光补偿矩阵。通过分析补偿矩阵,发现对于搭建的硬件系统,Cy5染料对Cy5.5通道串扰较大,串扰比例为8.76%,同时Cy5.5染料对Cy5通道串扰影响也相对较大,比例约为6.2%;其次是ROX染料对HEX通道串扰,比例约为2.68%;HEX染料对FAM通道串扰,比例约为1.58%;FAM染料对HEX通道串扰相对较小,比例约为0.25%,其余通道无明显串扰,与荧光光谱反映的结果一致。采用得到的荧光补偿矩阵对单一染料实验得到的原始荧光数据进行处理,有效去除了非目标通道的荧光串扰,实现了荧光通道数据的解耦,验证了方法的可行性。最后设计了染料颜色分辨实验,将不同浓度的多种染料进行组合测试,并采用所提出的方法将得到的数据进行荧光补偿。实验结果表明,荧光通道各自的线性相关性较高,五个荧光通道的线性相关系数r均大于0.99,该结果进一步验证了该补偿方法的有效性。

我国盐穴资源评价及调查技术研究

在“双碳”目标大背景下,盐穴是实现地质储能、碳封存的重要方式之一,但我国盐穴资源数量、质量不明,盐穴调查技术体系不完善,严重制约盐穴资源开发利用。通过分析我国主要盐矿区地质勘探报告、储量核实报告、企业年报及文献报道等,形成了我国盐穴资源数量、可利用性的科学认识和基本判断;在盐穴集中区开展综合探测技术试验并结合前人试验成果,初步构建了盐穴资源调查技术体系。结果表明:(1)我国盐穴资源丰富,储量大、分布广、埋深适宜、具备规模化开发利用条件,其中华东和华中地区已有盐穴资源最为丰富。(2)通过建立盐穴资源可利用性评价体系,将全国盐穴资源分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3级,Ⅰ级已有盐穴资源占比约29.4%,主要分布在华东、华中地区的江苏、湖北、河南等省份,是开发利用的优选区;Ⅱ级已有盐穴资源占比约65.4%,广泛分布于华中、西北和西南地区,可作为开发利用远景区;Ⅲ级已有盐穴资源占比约5.2%,整体地质条件不适宜开发利用。(3)地面物探可查明盐矿区区域地质、盐层地质、水文地质及盐腔分布情况,指导盐穴建库选址;井中物探精度高,可获取盐矿品味、腔体结构等信息,服务储库建设及运行监测。研究结果可为我国盐穴资源规划及开发提供基础数据和技术支撑。

双相Ⅰ型障碍和双相Ⅱ型患者人口学和临床特征的比较

目的:比较双相Ⅰ型障碍和双相Ⅱ型障碍患者的人口学特征、临床特征、治疗特征和生理指标。方法:选取符合美国精神障碍诊断与统计手册第5版(DSM-5)双相障碍的患者381例,其中Ⅰ型302例(79.27%),Ⅱ型74例(19.42%),其他特定及相关障碍5例(1.31%)。用自编临床资料访谈表收集人口学资料及临床特征数据。采用多因素logistic回归和多重线性回归分析方法进行因素分析。结果:与双相II型障碍相比,双相I型障碍患者更容易伴有精神病性特征(OR=5.75,95%CI:2.82~11.76),病程更长,接受重复经颅磁刺激治疗较多(OR=3.09,95%CI:1.02~9.35),尿酸、总胆固醇、高密度脂蛋白浓度更高,汉族更常见(OR=11.50,95%CI:1.76~75.30)、受教育程度更低(OR=10.22,95%CI:1.16~89.77),更少有精神病家族史(OR=2.34,95%CI:1.01~5.42)。结论:双相Ⅰ型障碍和双相Ⅱ型障碍的人口学特征、临床特征、治疗情况和生理指标有差异,可为探讨双相障碍的发病机制提供线索。

基于皮肤-脂肪模型的太赫兹体内多输入多输出信道特性分析与建模

为探究太赫兹(THz)频段体内多输入多输出(MIMO)通信系统的传输特性,该文在0.8~1.2 THz下构建了精确的皮肤-脂肪模型,对皮肤-脂肪模型中垂直方向和水平方向的链路进行全波电磁仿真,分析太赫兹体内信道特性,建立路径损耗模型。首先,结合太赫兹频段人体组织的介电特性和人体皮肤的解剖学结构构建皮肤-脂肪模型。其次,对比分析了3条链路的路径损耗和阴影衰落,提出带有等效吸收因子的太赫兹体内路径损耗模型。最后,对3条链路的莱斯K因子、均方根时延扩展、MIMO容量进行分析。仿真分析表明,带有等效吸收因子的太赫兹体内路径损耗模型可以更准确地描述加长距离垂直链路2的路径损耗,发射端在体表可以增强MIMO容量。该文的工作可以为太赫兹体内通信系统的设计和优化提供参考。

术后患者自控镇痛:北京协和医院30年临床管理经验

术后疼痛严重影响患者的康复进程,从而导致住院时间延长,照护成本增加。合理应用患者自控镇痛装置可有效缓解围术期急性疼痛。北京协和医院于1994年引入患者自控镇痛技术,并于2004年成立了急性疼痛服务工作组,以麻醉医生为指导、手术室疼痛专科护士为基础,联合实施基于患者自控镇痛的全流程、规范化管理,并不断改进和创新工作方法,为术后疼痛管理的发展奠定了坚实基础。本文从临床工作重点、护理管理经验、疼痛治疗理念的推广与传播、新形势下急性疼痛服务模式的发展等方面对该项工作进行系统回顾与总结,以期为全面加强患者诊疗过程中的疼痛管理、提升患者围术期镇痛服务满意度提供有价值的参考。

补骨脂素对环磷酰胺抑制小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的恢复作用

背景:补骨脂素具有很强的抗骨质疏松活性,可能对化疗导致的骨质疏松具有恢复作用。目的:探讨补骨脂素对环磷酰胺抑制小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的恢复作用及机制。方法:分离培养C57BL/6小鼠骨髓间充质干细胞,以MTT法检测补骨脂素对骨髓间充质干细胞活力的影响,以成骨诱导结合碱性磷酸酶染色确定补骨脂素对环磷酰胺抑制骨髓间充质干细胞成骨分化恢复作用的最佳剂量。采用RT-qPCR法检测补骨脂素干预不同时间点成骨分化标志基因Runx2、ALP、Osteocalcin、骨保护素及Wnt/β-catenin信号通路相关基因Wnt1、Wnt4、Wnt10b、β-catenin、c-MYC的mRNA表达;采用Western blot法检测补骨脂素干预不同时间点成骨特异性转录因子Runx2及Wnt/β-catenin信号通路相关基因Activeβ-catenin、DKK1、c-MYC、Cyclin D1的蛋白表达。结果与结论:(1)不同浓度补骨脂素对骨髓间充质干细胞活力没有显著影响;200μmol/L补骨脂素干预后对环磷酰胺诱导骨髓间充质干细胞成骨分化抑制的恢复作用最佳;(2)补骨脂素可以逆转环磷酰胺条件培养基导致的骨髓间充质干细胞成骨标志基因Runx2、ALP、Osteocalcin、骨保护素mRNA表达和Runx2蛋白表达的降低;(3)补骨脂素可以逆转环磷酰胺条件培养基导致的骨髓间充质干细胞Wnt/β-catenin通路相关基因Wnt4、β-catenin、c-MYC mRNA表达和Activeβ-catenin、c-MYC、Cyclin D1蛋白表达的降低以及DKK1蛋白表达的升高;(4)结果表明,环磷酰胺能抑制小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化,补骨脂素对其具有恢复作用,且200μmol/L补骨脂素干预效果最佳,而这种保护作用可能与补骨脂素激活Wnt4/β-catenin信号通路有关。

AOA后置短时低氧曝气实现短程硝化反硝化除磷

为培养亚硝酸盐型反硝化聚磷菌实现好氧颗粒污泥(AGS)短程硝化内源反硝化除磷,设置3组同规格以厌氧/好氧/缺氧后置短时曝气(AO_(1)A-O_(2))模式运行的SBR,各反应器好氧段/后置好氧段(O_(1)/O_(2))的曝气强度和曝气时间均不同,通过对比3组反应器60 d的运行情况,探究各系统污染物处理性能和功能菌活性。结果表明,后置短时低氧曝气10 min且O_(1)、O_(2)的曝气强度分别为5、2.5 L/(h·L)的R2脱氮除磷效果最佳,其COD、TP、NH^(+)_(4)-N、TN去除率达95.49%、95.57%、100%、95.52%。通过短时好氧饥饿和低溶解氧可以创造出短程硝化内源反硝化除磷的最适环境,R2中约60%的除磷菌为DPAOs,且亚硝酸盐型聚磷菌最多,可达38.76%,其反应器好氧段的亚硝酸盐积累率(R_(NA))为74.19%,实现了较高的NO^(-)_(2)-N积累,游离亚硝酸(FNA)为1.03μg/L,可抑制PAOs和NOB,同时富集出更多的AOB和DPAOs。

脊髓H3K27M突变型与野生型星形细胞分化弥漫性中线胶质瘤MRI特征

目的观察脊髓H3K27M突变型与野生型星形细胞分化弥漫性中线胶质瘤(DMG)MRI特征。方法回顾性分析91例经病理确诊脊髓星形细胞分化DMG患者,根据H3K27M状态分为突变组(n=44)和野生组(n=47);观察组间临床和MRI表现差异,采用logistic回归分析筛选H3K27M突变的影响因素。结果突变组瘤周水肿和脊髓空洞发生率均小于野生组(P均<0.05),其余组间差异均无统计学意义(P均>0.05)。将所有临床及MRI参数纳入logistic回归分析,结果显示其均非H3K27M突变的影响因素(P均>0.05)。结论脊髓H3K27M突变型星形细胞分化DMG瘤周水肿和脊髓空洞发生率均低于野生型,但尚不足以作为预测DMG发生H3K27M突变的影响因素。

不同髓内固定方式治疗股骨转子间骨折的临床观察

目的:探讨股骨近端防旋髓内钉(proximal femoral nail antirotation,PFNA)、InterTan髓内钉和股骨近端仿生型髓内钉(proximal femoral bionic intramedullary nail,PFBN)治疗股骨转子间骨折的临床疗效。方法:回顾性分析2020年1月至2021年1月收治的120例接受闭合复位髓内钉内固定术股骨转子间骨折患者的临床资料,根据内固定方式分为3组。PFBN组25例,女16例,男9例,年龄69~79(73.67±5.16)岁;PFNA组55例,女38例,男17例,年龄68~80(74.23±5.57)岁;InterTan组40例,女26例,男14例,年龄68~79(73.45±5.34)岁。比较3组手术时间、术中出血量、切口长度、术后住院时间、负重时间及骨折愈合时间和并发症发生情况,分别于术前和术后1、6、12个月采用髋关节功能Harris评分进行临床疗效评价。结果:3组患者顺利完成手术,术后均随访12个月以上。3组住院时间、手术时间、术中出血量、切口长度比较,差异无统计学意义(P>0.05)。PFBN组、InterTan组负重时间[(7.98±1.34)d、(8.22±0.46)d],早于PFNA组(10.27±0.66)d(P<0.01);PFBN组、InterTan组骨折愈合时间[(10.14±2.33)周、(11.87±2.48)周],优于PFNA组(13.68±2.36)周(P<0.01)。术后1个月,PFBN组、InterTan组Harris评分[(70.52±5.34)分、(69.81±6.17)分],高于PFNA组(51.46±5.36)分(P<0.01),PFBN组和InterTan组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。3组术前及术后6、12个月Harris评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。InterTan组、PFNA组并发症发生率低于PFNA组(P<0.05)。结论:PFBN和InterTan髓内钉治疗股骨转子间骨折较传统PFNA具有骨折愈合更快、负重时间更早且术后并发症更少的优势,但3种术式均可达到较高的有效率且远期效果无明显差异。

补肾通腑方对脂多糖诱导的认知障碍模型大鼠学习记忆能力的影响及作用机制研究

【目的】探讨补肾通腑方对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的认知障碍模型大鼠学习记忆能力的改善作用及抗炎保护机制。【方法】选取6周龄健康SPF级雄性SD大鼠,采用LPS侧脑室注射法制备认知障碍大鼠模型。选取造模成功的大鼠,随机分为模型组,甘露特钠胶囊组,补肾通腑方高、中、低剂量组,并设假手术组。分别给予对应的药物灌胃,1次/d,连续8周,其中补肾通腑方高、中、低剂量组的灌胃剂量分别为15.12、7.56、3.78 g/kg,甘露特钠胶囊组灌胃剂量为0.094 g/kg。模型组和假手术组给予等体积的纯水灌胃。于第8周末,采用Morris水迷宫法观察各组大鼠空间学习记忆能力的变化,采用苏木素伊红(HE)染色观察大鼠海马区病理形态学的变化,采用免疫荧光检测大鼠海马区小胶质细胞活化情况,采用Western blotting方法检测大鼠海马区肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、IL-1β、N-甲基-D-天门冬胺酸受体(N-methyl-D-aspartate receptor,NMDA)、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)、乙酰胆碱(acetylcholine,Ach)等的表达。【结果】与假手术组比较,模型组大鼠空间逃避潜伏期、游泳路程明显延长,撤除平台后跨越原平台次数显著减少(P<0.05);HE染色结果显示,细胞排列紊乱、稀疏,有细胞空洞等损伤表现;免疫荧光结果显示,诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)/离子钙结合适配器分子1(ionized calcium binding adapter molecule 1,Iba1)共表达升高、精氨酸酶1(arginase-1,Arg1)/Iba1共表达降低(P<0.05);海马区TNF-α、IL-6、IL-1β等的表达显著升高,NMDA、GABA、Ach等的表达显著降低(P<0.05)。与模型组比较,补肾通腑方高、中、低剂量组甘露特钠胶囊组逃避潜伏期、游泳路程显著缩短,撤除平台后跨越原平台次数显著增多(P<0.05),HE染色结果显示细胞排列较紧密、整齐,细胞形态趋于正常,iNOS/Iba1共表达显著降低,仅补肾通腑方高剂量组Arg1/Iba1共表达显著升高(P<0.05);海马区TNF-α、IL-6、IL-1β等的表达显著降低,NMDA、GABA、Ach等的表达显著升高(P<0.05)。【结论】补肾通腑方能够改善LPS诱导的认知障碍模型大鼠的学习记忆能力,其作用机制可能与抑制促炎型小胶质细胞的激活,降低海马区TNF-α、IL-6、IL-1β等炎症因子水平,提高海马区NMDA、GABA、Ach等记忆相关因子水平有关。

耳蜗神经交替声束治疗联合基于互联网的认知行为治疗对慢性特发性耳鸣的疗效研究

目的评估运用耳蜗神经交替声束治疗(CeAABT)联合基于互联网的认知行为疗法(iCBT)对慢性特发性耳鸣的有效性。方法选取诊断为慢性特发性耳鸣的患者112例随机分为2组,iCBT(56例)采取iCBT治疗,CeAABT联合iCBT组(56例)在iCBT的基础上给予CeAABT,连续治疗12周,观察2组治疗前后耳鸣残疾量表(THI)、视觉模拟量表(VAS)和耳鸣响度评分的变化情况。结果治疗后,2组患者的THI、VAS、耳鸣响度评分都出现了明显的降低,与同组治疗前比较差异均有统计学意义(P均<0.05),且CeAABT联合iCBT组THI评分(35.34±7.51)分、VAS评分(3.38±1.34)分、耳鸣响度评分(34.53±5.77)分比iCBT组[(40.13±10.95)(3.91±1.38)(39.39±6.92)分]更低,2组比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论CeAABT联合iCBT可以有效地降低患者的耳鸣响度和由耳鸣带来的负面情绪,能提高慢性耳鸣患者的生活质量,是一种简便安全的耳鸣治疗方法,值得进一步研究和推广。

航空发动机叶片装配执行过程智能检测及AR引导

为了提高航空发动机叶片装配执行过程的作业智能化程度,本文提出一种航空发动机叶片装配执行过程智能检测及AR引导方法,该方法包括叶片编码识别、物料AR出入库和齐套摆放过程状态检测3个环节。针对航空发动机叶片物料缺乏自动化识别和智能化纠错的问题,搭建基于编码识别的叶片物料管理架构,提出基于图像处理的叶片编码图像前处理增强操作,并利用贝叶斯纠错对识别结果进行正误判断和纠错校正的后处理操作,提高了叶片编码识别准确率;在物料人工出入库环节,利用AR增强可视化信息辅助用户快速执行作业任务,降低了叶片物料选取作业的时间;针对叶片物料齐套准备过程,构建了基于检测比对的防错纠错系统,避免发生人为错误。所提叶片装配执行过程智能检测及AR增强辅助引导方法可以有效减少人力物力和时间消耗,在推动航空发动机迈向智能化和自动化生产上起到技术支撑作用。

微流控粒子分选中圆形微凹槽容纳特性研究

微流控技术由于具备操控微通道中微小体积流体的能力,已成为操控粒子和细胞的新平台.基于粒子惯性迁移和微凹槽涡胞捕获的粒子分选方法,是一种重要的微流控粒子操控技术.目前,微凹槽容纳的粒子数量不高,制约了该方法的效率.为了提高微凹槽粒子容量,对圆形微凹槽进行结构设计,并利用高速显微成像技术和数值模拟,研究了不同圆形微凹槽的粒子容纳能力.研究发现,相同入口雷诺数(Re=37~555)下,带底腔的圆形微凹槽相较于普通圆形微凹槽容纳的粒子数量提升了45%,这是因为增加底腔后使得涡流线向下延展,形成更深的“U形”结构,可以容纳更多的粒子;当Re=482时,带底腔的直径500μm的圆凹槽比直径600μm的圆凹槽的粒子容量提高了93.9%,原因是前者凹槽内粒子运动轨道与流线更加吻合,粒子轨道面积与凹槽面积占比达到了97%;随着Re增加,从侧通道收集到的粒子富集浓度整体呈现先缓慢增大后减小的趋势,收集到的20μm粒子的最大富集浓度为初始悬浮液的126.7倍;不同微凹槽内粒子群的轨道运动受到涡流场特性、粒子物性及粒子间相互作用和壁面限制作用等因素的共同影响.研究结果对微凹槽结构设计和提高粒子分选性能有重要指导意义.

高速列车尾车垂向偏置对列车气动性能影响

在长期的高速列车运营过程中,极易形成前后车辆的不同形式偏置,造成列车气动性能改变,甚至可能引发行车平稳性问题,极大影响乘坐舒适性和安全性。以高速列车尾车作为研究对象,探究尾车上下偏置时,高速列车尾部流场变化以及气动特性。基于SST k-ω双方程湍流模型,采用数值仿真方法研究了350 km/h高速列车尾车无偏置、尾车下降20 mm、尾车下降40 mm、尾车下降60 mm、尾车上升20 mm、尾车上升40 mm以及尾车上升60 mm 7种工况下列车的气动性能,分析高速列车气动阻力的变化规律,揭示了不同垂向位移下高速列车尾部流场特性以及列车表面压力分布情况。研究结果表明:高速列车尾部垂向位移对列车整体气动阻力影响较小,但对高速列车气动阻力分布以及流场特性造成一定影响。当尾车偏置位移达到60 mm时,列车车体气动阻力相对于无偏置工况分别降低了-1.11%和2.64%,转向架气动阻力相对无偏置情况下分别降低了11.35%和-17.43%。此外,尾车偏置对列车近尾流区域流场结构有一定影响,尾车鼻锥下方排障器周围漩涡结构由双漩涡结构向单漩涡结构转变;鼻尖处漩涡结构随着尾车高度下降而增大,随着尾车高度上升而逐渐变小。本研究结果丰富了列车尾部偏置情况下的相关研究,对列车检修以及CR450高速列车设计等具有重要指导意义。

煤层群下行开采底板应力演化规律与合理巷道错距研究

为解决近距离煤层开采遗留煤柱下伏回采巷道合理布置工程问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,基于半无限平面体理论建立遗留煤柱底板岩层应力分布力学模型,系统研究了遗留煤柱下伏底板岩层应力分布特征及减压区相对位置关系,提出遗留煤柱非均布载荷影响的底板水平/垂向距离判别方法,揭示了遗留煤柱水平/垂向间距对下伏煤层回采巷道应力变化率的影响程度。结果表明:垂直应力集中是导致下伏巷道失稳的主控因素,以垂直应力变化量0.2γH作为评判应力影响程度的临界指标,探究了不同因素影响下的应力扰动程度,随着遗留煤柱尺寸、煤层间距、埋深与岩层垮落角逐渐减小,底板岩层应力影响深度呈递减趋势;随着水平错距增大,巷道围岩垂直应力值、应力变化率差值不断减小,界定两者数值低于0.2γH与0.01时,围岩达到可控稳定状态;现场试验21320回风巷采用外错式25 m进行实测验证,优化布置后巷道顶板相对位移量控制在45 mm以内,服务期间巷道围岩工况稳定,验证了所得安全错距的合理性。