结构化网格快速生成工具的开发及其在冶金模拟仿真中的应用

结构化网格在模拟计算高精度、复杂问题时具有更高的计算准确度和更好的收敛性,但其划分难度大且耗时较长,如何快速生成高质量结构化网格是进行CFD(Computational fluid dynamics)等模拟计算领域的前沿问题.根据冶金容器的几何结构特征,引入了参数一体化建模+网格划分的理念,利用Python脚本快速批处理数据和开源CFD软件OpenFOAM的优势,成功开发了适用于冶金反应器的网格快速生成工具.以钢包–中间包–结晶器及其附属连接装置为例,进行了案例分析测试.结果表明,该工具软件生成的结构化网格在扭曲度和正交性等方面质量较高,可以满足各类模拟仿真的需求.该工具在解决冶金容器几何结构更新和网格分布调整方面相比于传统前处理方法可以在几十秒内快速生成高质量结构化网格.此外,开发了便于用户使用的图形用户界面,界面中仅需输入关键的几何结构和网格参数,即可对冶金容器快速便捷地生成相应的结构化网格,有效提升了前处理的简易度和效率.这一工具软件有望应用于冶金数字化和智能化转型发展的多种场景,并为其提供有效的软件支撑.

基于“炉–机对应”的炼钢–连铸排产灰狼优化算法

针对多品种、小批量、多规格、高质量的生产订单导致的前后工序/设备作业周期不匹配、炼钢–连铸区段复杂车间布局导致炉次在工序/设备前的等待时间过长影响生产顺行等问题,本文提出一种基于“炉–机对应”策略的灰狼优化算法,解决炉次在工序/设备前的等待时间最短的排产问题。首先,建立以浇次计划内炉次总等待时间最短为优化目标的炼钢–连铸过程排产模型;其次,引入“炉–机对应”策略求解所建模型,考虑车间布局和运输时间因素,在位置更新时判断个体是否满足“炉–机对应”策略,同时设置炉次等待时间为约束因素,当某一炉次在某道工序的等待时间超过约束值时,则对当前炉次重新求解排产计划。对某无精炼跨大中型炼钢厂的10个实际生产算例进行仿真,结果表明:本文提出的基于“炉–机对应”的灰狼优化算法的性能优于启发式算法和遗传算法;针对某炼钢厂产量占比超过80%的4炉对3机的生产运行模式,基于“炉–机对应”的灰狼优化算法求解计划内炉次的总等待时间平均减少20%,工序/设备前的等待时间超过30 min的炉次占比降低3%;前后工序炉机匹配度明显提升,以算例10的4号精炼炉对应的4号连铸机产线为例,本文算法的层流式“一一对应”的钢水占比由遗传算法的45%提升至51%。本文提出的算法为炼钢厂复杂排产提供了可行的解决方案。

基于指纹图谱-多成分化学计量学的建昌帮蜜糠炒白术质量评价研究

目的:建立蜜糠炒白术的高效液相色谱(HPLC)指纹图谱及多成分含量测定方法。方法:采用Agilent Eclipse XDB-C_(18)色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm),乙腈-0.1%磷酸水溶液为流动相,流速为0.8 mL·min^(-1)进行梯度洗脱,柱温为30℃,检测波长为240 nm,建立15批蜜糠炒白术的HPLC指纹图谱,并同时建立白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及苍术酮的含量测定方法。结果:15批蜜糠炒白术的指纹图谱呈现24个共有峰,相似度均>0.891;对其中4个共有峰进行指认,分别是白术内酯Ⅲ(11号峰)、白术内酯Ⅱ(16号峰)、白术内酯Ⅰ(20号峰)、苍术酮(24号峰)。主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘分析(OPLS-DA)结果均显示,不同产地、同产地不同批次药材制备的蜜糠炒白术质量有着明显的区分;变量重要投影系数(VIP)值>1的共有峰有7个,从大到小分别为1号、14号、4号、24号(苍术酮)、15号、16号(白术内酯Ⅱ)及2号峰。15批蜜糠炒白术的白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及苍术酮的含量依次为144.84~642.59μg·g^(-1)、57.67~1086.15μg·g^(-1)、142.45~707.19μg·g^(-1)、968.73~2887.70μg·g^(-1)。结论:建立的蜜糠炒白术指纹图谱及多成分定量分析方法操作简单、稳定可靠,结合化学计量学方法可实现对蜜糠炒白术的质量分析,为蜜糠炒白术质量评价标准的建立提供参考。

LF精炼炉双孔差流量底吹模式优化物理模拟

以国内某钢厂LF精炼炉为研究对象构建了1∶4的水模型,对比研究了双孔等流量底吹和双孔差流量底吹两种模式,并采用响应面法构建了弱底吹流量、强底吹流量和液面高度三因素的钢水混匀时间预测模型,运用该模型得出了差流量底吹模式的最优底吹流量方案。结果表明,双孔差流量底吹模式的混匀效果优于双孔等流量底吹模式;构建的差流量底吹模式混匀时间预测模型拟合效果较好;双孔差流量底吹模式下的混匀时间受到强底吹流量和弱底吹流量的交互作用影响;采用所建模型预测混匀时间与实测值误差均在4%以内。验证了双孔差流量底吹模式相较于等流量底吹模式具有更高的混匀效率,表明了基于响应面法对双孔差流量底吹模式的优化是可行的。

沸石鞣剂和铬鞣剂复鞣对艾力特AT鞣革纤维吸收阴离子染料性能的影响

选用沸石鞣剂和铬鞣剂分别对有机鞣剂艾力特AT鞣制的白湿革进行复鞣处理,运用单因素变量法研究复鞣后的革纤维对阴离子染料直接兰80和酸性红249的吸收特性。使用扫描电子显微镜、物理吸附仪-比表面积分析仪、纳米粒度表面电位分析仪对复鞣后的革纤维松散程度及等电点进行表征,结果表明在沸石鞣剂和铬鞣剂复鞣体系下,艾力特AT鞣革纤维的等电点均由5.5提高到7.0左右,纤维比表面积增加且松散程度提高。这说明在艾力特AT鞣革的湿染整过程中,沸石鞣剂与铬鞣剂的复鞣化学机制相似。此外,复鞣后革纤维吸收阴离子染料的能力有所提升,吸收结合机制都以化学反应为主,吸收过程均符合二级动力学模型和Langmuir等温模型。研究结果可为无铬鞣体系鞣革的湿染整加工工艺制定提供理论支撑。

聚多巴胺包覆硅化胶原的光热及抗菌性能研究

目的:通过多巴胺聚合作用构建聚多巴胺包覆硅化胶原(SC@PDA),探究该材料光热杀菌作用与生物安全性。方法:通过聚合反应将多巴胺包覆在硅化胶原表面构建SC@PDA。用扫描电镜、透射电镜观察SC@PDA表面形貌,硅酸释放实验检测材料硅酸缓释情况,808 nm激光照射与红外热像仪检测材料光热性能。CCK-8实验测试材料对大鼠骨髓间充质干细胞的毒性,急性全身毒性实验评价材料对大鼠的生物安全性。以SD大鼠为研究模型进行抗菌性能测试。将材料分别与金黄色葡萄球菌及大肠杆菌共培养6 h后,用808 nm激光(1.5 W/cm^(2))照射10 min,之后继续培养6 h,用吸光度检测计算材料光热抑菌率。在大鼠股骨缺损感染模型中观察材料植入缺损部位7 d后材料的抗感染效果。结果:SC@PDA具有良好的光热性能,保持了硅化胶原的硅酸缓释性能,无细胞毒性,无急性全身毒性。体内外抗菌实验表明,SC@PDA具有良好的光热抗菌能力。结论:SC@PDA具有优良的生物相容性,同时多巴胺包覆赋予了硅化胶原支架优异的光热抗菌性能。

艾力特AT鞣剂在浸酸与不浸酸工艺体系下的鞣制性能

以绵羊酸皮为实验对象,使用新型有机鞣剂艾力特AT分别在常规浸酸和不浸酸两种工艺体系下进行鞣制,通过坯革的收缩温度、纤维形貌及其热力学性能等分析测试,主要考察艾力特AT鞣剂在浸酸与不浸酸工艺体系下鞣制性能的差异性。实验结果表明:在两种工艺体系中,鞣制工艺条件的变化对鞣制效果产生了相似的影响;在艾力特AT鞣剂用量6%时,两种不同工艺体系下鞣制的坯革收缩温度都可以达到89℃。此外,鞣制坯革粒面饱满,毛孔清晰,热稳定性和力学性能基本接近。因此,艾力特AT鞣剂在浸酸与不浸酸工艺条件下,基本鞣制效应差异性不明显,这对于推广和应用基于艾力特AT鞣剂的无铬鞣制技术具有一定的理论指导意义。

电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定铬矿中的铅、锌、镍、钛、磷

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定铬矿中的铅、锌、镍、钛、磷含量的方法,选择各元素的分析谱线,采用正交实验的方法确定仪器的工作参数,方法的检出限为2.2~15.0μg/L,方法的加标回收率在89%~112%,测定值的相对标准偏差(n=5)小于5%,方法用于铬矿杂元素的分析结果与现有的国家标准检验方法测定值一致。填补无铬矿中铅、锌、钛元素检测方法的空白。

无线传感网络覆盖优化技术研究

网络覆盖是无线传感网络要研究的基本问题之一,对于有向多媒体传感器组成的网络,该文提出了一种网络覆盖优化方法,在基本粒子群算法中融入拟物力算法进行改进,运用改进算法调整传感器节点的感知方向和位置达到最优,使整个网络覆盖率更好。使用MATLAB工具进行了仿真调试,表明此方法具有一定的有效性和可行性,在提高无线传感网络覆盖率方面有明显的优势。

无线视频监控数据安全保护研究

无线视频监控是有线监视系统的补充,能够防范犯罪和恐怖袭击。由于无线通信容易被攻击、传感器节点资源受限等因素,视频监控对于WVSN是挑战性任务。密码学方法计算量很高,视频水印技术是适用于WVSN数据安全保护的解决方案。然而,视频水印技术不仅要解决WVSN的安全问题,还要解决WVSN的资源受限问题。WVSN中数据通信的隐私、完整性和身份认证等问题的研究还处于初级阶段,在综合相关研究工作后,得出WVSN水印方案的概念框架和设计要求。

五倍子发酵炮制百药煎主要药理作用比较研究

目的研究比较五倍子发酵为百药煎后其抗炎镇痛、止咳化痰等药理作用的变化。方法采用二甲苯致耳廓肿胀法评价抗炎作用,采用热板法和醋酸扭体法评价镇痛作用,采用浓氨水致咳法和酚红模拟化痰药效结合分光光度法分别评价止咳化痰作用,分别对比五倍子发酵为百药煎后其药理作用变化;通过测定二甲苯致耳廓肿胀模型血清中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素10(IL-10)、白介素6(IL-6)和白介素1β(IL-1β)含量,探究其抗炎机制。结果百药煎能显著抑制热板和醋酸引起的疼痛反应(P<0.05),作用强于五倍子(P<0.05);显著抑制二甲苯致耳肿胀现象(P<0.05),降低血清中TNF-α、IL-6和IL-1β含量(P<0.05);显著降低咳嗽潜伏期时间,减少咳嗽次数(P<0.05),而五倍子差异无统计学意义(P>0.05);酚红排出量明显高于五倍子组(P<0.05)。结论五倍子发酵为百药煎后抗炎镇痛、止咳化痰作用增强,其抗炎机制可能与抑制炎症因子TNF-α、IL-6和IL-1β的释放有关。

基于柱前衍生化法测定糖含量并结合色度值分析熟地黄传统质量标准

目的探究熟地黄"色黑如漆、味甘如饴"传统质量标准客观量化的可行性,并分析其外观色泽与糖含量间的相关性以阐述其炮制内涵。方法采用精密色差仪记录熟地黄色泽变化趋势;在前期糖类研究基础上筛选出与"色黑、味甘"产生机制相关联的甘露三糖、半乳糖和葡萄糖,建立柱前衍生化-HPLC同时测定3者的含量,采用SunFire?C18色谱柱以乙腈-0.1 mol·L^(-1)乙酸铵(pH 4.1)为流动相梯度洗脱,检测波长245 nm,流速0.6 mL·min-1,柱温25℃;然后基于Pearson相关系数对色度值和糖含量之间的变化趋势进行相关性分析。结果 3种糖含量分别为,甘露三糖16.95%~39.85%,半乳糖1.35%~3.18%,葡萄糖2.39%~6.61%;甘露三糖、葡萄糖与L呈极显著负相关(P<0.01),与ΔE呈极显著正相关(P<0.01),相关系数分别为-0.972、-0.646和0.960、0.643。结论熟地黄中色泽较黑较深者甘露三糖和葡萄糖含量也相对较高,在一定程度上从量化角度体现了熟地黄传统质量标准的科学内涵;采用柱前衍生化法和色度分析技术对熟地黄传统质量标准进行客观性量化的思路具备可行性,可以为其客观评价体系的建立提供研究支撑。

“斯金纳”理论下的健康教育配合家属参与式心理干预对脑中风偏瘫患者希望水平、心理弹性、应对方式的影响

目的:探究斯金纳理论下的健康教育配合家属参与式心理干预对脑中风偏瘫患者希望水平、心理弹性、应对方式的影响。方法:选取86例脑中风偏瘫患者,按照随机数字表法分为对照组(n=43)和观察组(n=43),对照组患者给予常规干预,观察组在常规干预基础上给予“斯金纳”理论下的健康教育配合家属参与式心理干预。对比两组患者干预前后的希望水平[Herth希望量表(HHI)]、心理弹性[心理韧性评定量表(CD-RISC)]、应对方式[医学应对方式问卷(MCMQ)]及康复锻炼依从性(脑卒中患者功能锻炼依从性量表)结果差异。结果:干预后,观察组HHI量表对现实和未来的积极态度、采取的积极行动、与他人保持亲密关系及总分显著高于对照组(t=-4.158,3.161,2.234,5.139;P<0.05);干预后,观察组CD-RISC量表坚韧、自强、乐观评分及总分显著高于对照组(t=5.431,4.598,5.233,8.064;P<0.05);观察组MCMQ面对评分显著高于对照组干预前(t=4.269,P<0.05),回避、屈服评分显著低于对照组干预前(t=-4.065,-3.018;P<0.05);干预后,观察组患者坚持参与锻炼、锻炼效果监督、锻炼时主动学习依从性以及总体依从性均显著高于对照组(χ^(2)=5.460,4.914,4.440,3.957;P<0.05)。结论:针对脑中风偏瘫患者采取“斯金纳”理论下的健康教育配合家属参与式心理干预,有助于提高患者希望水平、增强患者心理弹性、转变患者不良应对方式,还可提升患者康复锻炼依从性。

艾司西酞普兰治疗对脑卒中后抑郁患者脑内神经递质、炎性因子及认知功能的影响

目的研究艾司西酞普兰治疗对脑卒中后抑郁患者脑内神经递质、炎性因子及认知功能的影响。方法收集2021年6月至2022年12月于中南大学湘雅医学院附属海口医院进行治疗的301例脑卒中后抑郁患者,根据治疗方式不同归为研究组(n=151,常规治疗联合艾司西酞普兰治疗)和对照组(n=150,常规治疗)。比较两组临床疗效[根据四级疗效及HAMD量表评分判定]、神经递质[包括谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)、甘氨酸(Gly)、γ-氨基丁酸(GABA)]、炎性因子[包括肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、C反应蛋白(CRP)]、认知功能[使用蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评估]及不良反应。结果研究组临床疗效(95.36%)显著高于对照组(84.66%),差异有统计学意义(P<0.05);治疗后研究组Glu、Asp水平低于对照组,Gly、GABA水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后研究组TNF-α、IL-6、CRP水平低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗1个月及治疗后3个月后研究组MoCA评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);研究组不良反应率(5.96%)与对照组不良反应率(4.66%)比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论采用艾司西酞普兰治疗脑卒中后抑郁患者的临床效果显著,其能够有效调节患者的神经递质平衡、降低患者的炎性因子水平,并且有助于恢复患者的认知功能,具有一定安全性,值得在临床上使用推广。

参与式文件管理连续体模型分析

迄今为止,档案学界很难用一个确切的词语对各种复杂的参与活动进行定义。胡维拉(Huvila)呼吁“建立档案环境中不同程度参与的模型”,澳大利亚学者格利高利·罗兰(Gregory Rolan)在文件连续体模型的基础上,提出了参与式文件管理连续体模型,该模型描述了参与者与档案记录所代表的参与活动之间的距离以及参与的复杂性。文章通过案例验证该模型在参与式文件管理中的成功之处,并探讨了该模型的适用性及存在的问题,认为该模型可能并不能接纳所有类型主体的参与,难以达到所有参与者所期望的全维度深度参与,机械的模型缺乏对参与者需求的考量。

基于NIR技术建立同时测定白芍饮片5种成分的定量分析模型

目的采用近红外光谱技术建立同时测定白芍饮片中芍药苷、芍药内酯苷、苯甲酰芍药苷、没食子酸和β-PGG 5种化学成分的定量分析模型。方法以109份白芍饮片作为研究对象,采用近红外漫反射光谱技术采集样本光谱信息,以HPLC测定的含量作为参考值,运用偏最小二乘法,结合SNV/MSV+导数+N-D平滑等预处理方法,分别建立白芍总苷成分(芍药苷、芍药内酯苷、苯甲酰芍药苷)、没食子酸和β-PGG 3个定量分析模型,并对模型进行验证。结果配对t检验及含量偏差结果表明5种化学成分的NIR预测值与参考值无显著差异,预测结果良好;其定量模型校正集相关系数R分别为0.91929、0.94610、0.94577、0.99125和0.93529,校正均方差分别为0.179、0.230、0.304、0.473和0.0367,预测均方差分别为0.148、0.243、0.160、0.472和0.0283。结论白芍饮片多指标定量分析模型能够快速的检测出上述5种化学成分的含量,结果准确可靠;近红外技术可以用于白芍饮片多成分定量分析模型的建立,为白芍饮片的质量控制提供新的分析方法。

基于ZigBee的轻智能家居监控系统的设计

针对传统智能家居系统存在成本高、设备复杂、布局不灵活的局限性,该文提出了一种基于ZigBee技术的轻智能家居监控系统设计方案。运用ZigBee技术XBee模块组建家庭内网,S3C6410芯片搭载Linux操作系统设计网关,利用以太网作为通信外网,智能手机作为监控终端,实现了远程家居环境监测、安全报警和家电控制的功能。该监控系统具有轻巧、功耗低、成本低、操作方便、布置灵活、功能可自由搭配等优点,具有一定的推广应用价值。

不同方法炮制人中黄与甘草镇痛抗炎镇咳药理作用的比较研究

目的比较传统与新方法炮制的人中黄与甘草的镇痛、抗炎、镇咳药理作用的差异,探讨人中黄的炮制目的,验证新法炮制人中黄的可行性。方法以甘草为阳性对照,醋酸扭体法比较镇痛作用;小鼠耳肿胀法比较抗炎作用;氨水致小鼠咳嗽法比较镇咳作用。结果同等剂量下,与空白组比较,传统法炮制人中黄组(P<0.01)及新法炮制人中黄中剂量组(P<0.001)可显著减少小鼠扭体次数,抑制醋酸致小鼠疼痛反应;传统法炮制人中黄组、新法炮制人中黄中剂量组对二甲苯致小鼠耳肿胀与空白组比较均无抑制作用;传统法炮制人中黄组(P<0.05)、新法炮制人中黄中剂量组(P<0.001)与空白组比较可显著减少咳嗽次数。传统法炮制人中黄组(P<0.01)及新法炮制人中黄中剂量组(P<0.001)与甘草组比较扭体次数明显减少;与甘草组比较,传统法炮制人中黄组镇咳作用显著减弱(P<0.001),新法炮制人中黄中剂量组镇咳作用无显著差异(P>0.05)。与传统法炮制人中黄组比较,新法炮制人中黄中剂量组咳嗽次数显著减少(P<0.001)。结论甘草经传统法及新法炮制成人中黄后,镇痛作用显著增强,抗炎作用减弱,新法炮制人中黄镇咳作用略有增强,传统法炮制的人中黄镇咳作用显著减弱;与传统法比较,新法炮制人中黄可达到更好的镇痛、镇咳作用。

电针腰腹部穴位治疗非特异性腰痛疗效观察

目的:观察电针腰腹部穴位治疗非特异性腰痛(NLBP)的临床疗效。方法:将9 8例NLBP患者随机分为2组,试验组50例采用电针腰背及腹部穴位治疗,对照组48例单用电针腰背部穴位,2组均治疗10次,观察2组临床疗效及疼痛模拟评分法(VAS)评分、Oswestry腰痛功能障碍量表(OSW)评分。结果:总有效率试验组为100%,对照组为9 3.7%,2组比较,差异无统计学意义(P>0.05);痊愈率试验组为52.0%,对照组为37.5%,2组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,2组患者VAS评分、OSW量表评分均较治疗前降低(P<0.05);且试验组上述2项评分均低于对照组(P<0.05)。结论:选用腰、腹部穴位,通过电针活化腰腹部核心肌群治疗NLBP,比单纯电针腰背部穴位疗效更佳,值得临床推广应用。

纤维蛋白原水平监测对老年急性缺血性卒中患者rt-PA静脉溶栓指导价值研究

目的探讨纤维蛋白原(FIB)水平监测对老年急性缺血性卒中(AIS)患者重组组织型纤溶酶原激活剂(rt-PA)静脉溶栓的指导价值。方法选取2016年1月—2021年3月中南大学湘雅医学院附属海口医院收治的216例老年AIS患者,入院后,均行血浆FIB水平检测,定义FIB≥1.8 g/L为中高FIB组(n=85),FIB<1.8 g/L为低FIB组(n=131)。两组均给予rt-PA静脉溶栓治疗、血脂调节、清除氧自由基及营养神经等治疗。采用美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评估两组溶栓前后神经功能缺损情况,比较两组溶栓疗效,治疗过程中牙龈出血、出血转化、再闭塞等不良反应发生情况,采用巴氏指数评定量表(BI)评估溶栓前后的生活质量,改良Rankin评分量表(mRS)评估溶栓前后功能恢复情况。结果治疗前,两组基线资料差异无统计学意义(P>0.05);溶栓前,两组NIHSS评分差异无统计学意义(P>0.05);溶栓后7 d、3个月,中高FIB组NIHSS评分均低于低FIB组(均P<0.05)。溶栓结束后,中高FIB组总有效率97.65%高于低FIB组总有效率90.08%(P<0.05)。中高FIB组总不良反应发生率为11.76%与低FIB组的8.40%差异无统计学意义(P>0.05)。溶栓前,两组BI评分、mRS评分差异无统计学意义(P>0.05);溶栓后3个月,中高FIB组BI评分高于低FIB组,mRS评分低于低FIB组(P<0.05)。结论FIB水平监测指导AIS患者rt-PA静脉溶栓,可改善高凝状态患者神经功能,提高生活质量及预后,而不增加出血并发症发生率。