托卡马克等离子体物理虚拟仿真实验设计

托卡马克装置是一种磁约束核聚变实验装置,其运行需要超高温、高真空和强磁场环境,建设费用高昂,本科生直接接触和了解磁约束核聚变实验装置和实验运行的机会非常少。该文基于3D建模、动画仿真和数值模拟等技术,高度还原我国托卡马克大科学装置真实的实验场景,设计虚拟仿真实验,实现托卡马克实验装置360°全方位仿真参观展示、磁约束核聚变等离子体物理参数测量、形象化观测等离子体粒子运动轨迹,以及归纳总结实现磁约束的实验条件等教学方案设计。

本科护生伦理敏感性现状及影响因素分析

目的了解本科护生伦理敏感性现状及其影响因素,为其伦理敏感性的培养提供参考。方法采用便利抽样法选取河南省2所本科院校572名本科护生为研究对象,采用中文版护生伦理敏感性问卷及护生职业认同量表进行横断面调查。结果本科护生伦理敏感性总分为(40.86±5.15)分,保护患者隐私、维护患者安全、尊重个人维度得分为(19.38±3.14)分、(14.26±1.84)分、(7.22±2.36)分;伦理敏感性及其各维度得分与职业认同得分呈正相关(均P<0.05);多元线性回归分析结果显示,学年、家庭居住地、是否已接受伦理相关课程学习、是否处于实习阶段及职业认同是本科护生伦理敏感性的主要影响因素(均P<0.05)。结论本科护生伦理敏感性处于较高水平,伦理理论知识、实践技能的教育及正确职业价值观的培养,更有利于提高本科护生的伦理敏感性。

基于熵产理论的水泵水轮机驼峰区内部水力损失特性研究

基于熵产理论,对水泵水轮机各个部件的水力损失进行了分析,并提出局部坐标系分析方法对转轮在多维度下的空间局部损失进行了定量分析。研究结果表明:在驼峰区工况下,间接熵产贡献的水力损失最高,占比71%;直接熵产贡献的水力损失最低,仅占比1%;壁面熵产贡献的水力损失占比27%;转轮进口叶片处流动分离现象发展成分离涡,引发靠近下环处回流产生,无叶区部分区域发生回流现象,导致了间接熵产显著增大;驼峰运行区内扬程的下降与水力损失的显著增加有关,受转轮进口以及无叶区的回流作用影响较大。

美国科学教育研究资助体系分析及其启示

加强科学教育是推进教育、科技、人才“三位一体”的统筹部署和实现科技创新自立自强的基础性工程。虽然科学教育已经在政策和实践层面备受关注,且已取得明显进展,我国科学教育依然面临着诸多的挑战与不足,其关键原因之一是支撑科学教育高质量发展的科学教育研究资助体系的缺乏。鉴于美国在科学教育研究领域的引领地位及其形成的完善的研究资助格局,本文全面介绍了美国科学教育研究资助体系的概况,深入分析了以美国国家科学基金会为代表的联邦政府机构对于科学教育的资助布局及其对K-12教育阶段的资助计划,形成了对于建立我国科学教育研究资助体系的建议。

养老机构慢病患者合理用药知信行状况调查及影响因素分析

目的了解养老机构慢病患者合理用药知信行现状,为养老机构慢病患者合理用药提供参考。方法采用问卷调查法,2023年7—10月对西安市3家医养结合型养老机构的慢病患者进行调查,采用独立样本t检验和单因素方差分析检验合理用药知信行水平在一般人口学资料间的差异,采用多元线性回归分析影响合理用药知信行水平的因素。结果回收有效问卷298份。老年慢病患者用药知信行测评问卷总分为(28.77±13.66)分,用药知识、用药信念和用药行为维度得分分别为(16.65±10.54)分、(3.42±2.14)分、(8.69±3.33)分,得分率分别为46.3%、48.9%、72.4%。多元线性回归分析结果显示,学历、退休前职业、自理能力是用药知识的影响因素,是否申报慢病门诊和自理能力是用药信念的影响因素,退休前职业和自理能力是用药行为的影响因素。结论西安市养老机构慢病患者合理用药知信行水平还有待提高,养老机构应针对性采取相关措施加强合理用药宣教,提升慢病患者合理用药水平。

多分水口长距离输水工程停泵水锤防护措施

为了能够有效避免多泵且多分水口输水系统在无防护抽水断电时可能出现较为严重的负水锤带来的危害,建立了全长106.46 km的大型供水工程的数学模型进行系统过渡过程计算,选择空气阀与两阶段液控蝶阀联合防护与单向塔防护2种方案消除其负水锤,在前者远不达理想防护效果后针对后者进行优化.结合工程实际在确定了单向塔的数量、位置以及塔高后,对不同位置单向塔的底面积进行多种方案的对比选取,最终选用塔1#的底面积为28.26 m^(2),塔2#的底面积为176.63 m^(2);为了防止单向塔漏空需要分水口以及供水终端调流阀配合关闭,在确保管道最大压力不超出其承压能力的前提下,创新性地对各分水口调流阀与供水终端调流阀的关闭时间规律进行了效果比较,使输水系统能够更加经济安全地稳定运行,为此类长距离多分水口多泵供水工程的水锤防护提供了优化方向.

水泵水轮机尾水管压力脉动特性及涡带特性分析

抽蓄电站是电网的重要组成部分,水泵水轮机长时间偏离最优工况运行会导致水力不稳定问题,其中,尾水管涡带和压力脉动问题备受关注,严重影响机组安全稳定运行。以水泵水轮机为研究对象,分析了其尾水管内流特性与压力脉动时频特性。对比了两种第二代和两种第三代涡识别方法对尾水管涡带演化过程的可视化效果,Omega-Liutex涡识别方法对阈值依赖性小且对涡带形态的识别更清晰完备,因此,采用Omega-Liutex涡识别方法研究了不同负荷工况下尾水管涡带的瞬态变化特性。研究结果可以为水泵水轮机稳定运行提供一定的理论参考。

水风光储一体化系统中储能平抑出力波动效果评价研究

随着新型电力系统的发展,风能、光能等高比例新能源的联网运行是实现其大规模开发利用重要途径,也是在双碳政策背景下节能减排的重要方式。由于风电和光伏出力具有极强的随机性与不可控性,高比例的风电与光伏接入电网势必会产生巨大的波动,从而降低电能质量,给电网运行带来许多不便。如何既能高比例地消纳风电与光伏,又能尽量减少其并网产生的不利影响成为一项重要课题。本文建立了风电、光伏及水电的出力模型,分析了不同情景下的出力特点与趋势,根据其出力的强不确定性、间歇性与周期性的特点,计算不同组合方式下的组合能源系统出力数据并对比分析。以某水电站为例,建立以水电调节为主的水风光发电系统,并在其中加入超短期储能装置,研究发现此组合能源出力系统可以很好地平抑出力波动并达到出力最高,且经济效益良好。

极端气候风险对企业异地投资的影响研究

采用2007~2021年中国气象数据和A股上市公司设立异地子公司的数据,考察极端气候风险如何影响企业投资空间分布。研究发现,极端气候风险显著推动企业向气候风险更低的地区进行投资,趋利动机和避险动机在此过程中发挥重要作用。异质性分析发现,这种影响主要体现在地域非依赖型企业和民营企业中。对极端气候事件类型的分析发现,极端高温和低温对企业低气候风险地区投资决策的影响更为显著,而极端降水的影响并不显著。进一步研究表明,企业向低气候风险地区进行投资,不仅能显著提升其财务绩效和价值,还能有效降低企业风险。

高扬程泵站虹吸式出水流道虹吸形成过程分析

为研究高扬程泵站虹吸式出水流道虹吸形成过程,以某高扬程泵站的出水流道及出水池为研究对象,建立三维模型并使用Fluent仿真计算了虹吸管流态变化。针对3种出水池水位使用VOF模型计算其压力、流速等参数。驼峰段原角度为段前150°、段后160°,在虹吸段顶端使用DN350的真空破坏阀,同时改变驼峰段角度进行优化,发现将段前角度增加10°后,虹吸形成时间为448 s,相较于优化前缩短了56 s,改善了泵启动过程。分析发现,不同水位下虹吸形成时压力分布较为均匀;水位较低时流速分布不均,不良流态产生,低水位造成的负面影响远大于高水位;在驼峰段安装DN350真空阀能减小水力损失,对虹吸形成过程起到促进作用;真空阀会影响经典断面处流速分布,产生高流速区,出水池水位较低时,该现象使得流速分布不均。

基于移动医疗技术的护理干预在前列腺癌根治术后尿失禁患者中的应用

目的探讨基于移动医疗技术的护理干预在前列腺癌根治术(RP)术后尿失禁患者中的应用效果。方法根据患者入院顺序对60例RP术后尿失禁患者进行编号,使用随机数表法将其分为对照组(30例)和观察组(30例)。对照组接受常规护理干预,观察组在常规护理基础上接受基于盆底肌锻炼的移动医疗技术。比较两组干预前、干预12周后每次排尿量、24 h排尿次数、24 h漏尿次数、国际尿失禁咨询委员会尿失禁问卷简表(ICI-Q-SF)评分、自我管理效能感量表(SUPPH)评分和尿失禁生活质量问卷(I-QOL)。结果干预后,两组每次排尿量、SUPPH评分和I-QOL评分均上升,而24 h排尿次数、24 h漏尿次数和ICI-Q-SF评分均下降,且干预后观察组每次排尿量、SUPPH评分和I-QOL评分高于对照组,而24 h排尿次数、24 h漏尿次数和ICI-Q-SF评分低于对照组(P<0.05)。结论基于移动医疗技术的护理干预可有效改善RP术后尿失禁患者的排尿功能,减轻尿失禁程度,对提高患者自我管理效能感和生活质量有积极作用。

空化诱导的离心泵叶轮区流动特性与压力脉动分析

空化是一种复杂的多相流现象,空化发展中液体和蒸汽之间瞬态相变的产生,导致多尺度旋涡运动。瞬态空化动力学与空化涡结构的演化密切相关。采用对比结合Q准则、Omega判别法两种涡识别方法,探究设计流量Qd为0.321 m3/s下不同空化程度时离心泵叶轮区的空泡、涡旋特性及其对压力脉动的影响。基于Schnerr-Sauer空化模型对立式单级单吸蜗壳式离心泵在空化初始阶段、空化发展阶段、空化状态转变阶段、空化恶化阶段4个不同空化程度时的全流道流场进行数值模拟分析。结果表明,空化情况下叶轮区域流动复杂,空泡形态与旋涡的生成变化相互影响,二者共同影响叶轮域内压力脉动的变化。Omega方法能够精准捕捉到叶轮进口的回流涡、叶轮流道内通道涡和叶轮尾缘处的尾迹涡;空化初期,受通道内大面积通道涡及蜗壳隔舌动静干涉的影响,出现各叶片上空泡大小不同的情况;空化严重时受空泡脱落影响出现气液混合的高速涡团,导致低频压力脉动信号增加,空泡移动至高压区溃灭释放的能量导致出口压力脉动显著升高。

变电站多尺度异常入侵目标轻量化检测方法

智能电网的建设思路决定了远郊变电站异常入侵监测的无人化趋势,促进了变电站异常入侵智能检测方法的快速发展。现阶段尚未拥有该场景下异常入侵目标数据集,且现有的目标检测方法也未针对变电站边缘计算端进行轻量化优化设计,不适用于需要全天候实时监测的变电站边缘设备。针对上述问题,从实际应用需求出发,构建变电站异常入侵目标数据集(Dataset for Anomaly Invasion Targets in Substations,SAITD),基于YOLOv5s模型提出适用于变电站边缘检测设备的轻量化异常入侵目标检测网络YOLOv5-Substation。添加微小尺度目标特征提取层与上采样轻量化算子CARAFE,在扩大感受野的同时,充分保留特征图中多尺度目标的语义信息,从架构端提高原有模型的检测精度。基于知识蒸馏模型,使用网络剪枝(Network-slimming)策略对原有模型进行轻量化改进,在保证原模型检测精度的同时,加速模型推理。仿真实验表明,轻量化后的边缘端计算模型精度相较于YOLOv5s提高了3.3%,推理速度提升了41.9%,可为智能电网的全速运行提供强有力的数据基础、技术支撑与安全保障。

2020—2022年陕西省手足口病病原的监测及主要型别的流行特征分析

目的 了解2020—2022年陕西省手足口病主要病原构成情况和流行规律。方法 收集陕西省各省辖市手足口监测病例的核酸检测结果和病例资料,分离肠道病毒核酸检测阳性样本,并对流行优势病原的肠道病毒VP1区进行PCR扩增、序列测定和毒株基因亚型鉴定。结果 2020—2022年陕西省共采集6 352例手足口病例样本,肠道病毒核酸检测阳性4 417例(69.54%)。2020年和2021年,以除外EV-A71和EV-A16的其他肠道病毒为主要流行型别,构成比分别为95.43%和74.35%;2022年,以CV-A16型为主要流行型别,构成比52.88%。对8个省辖市4 145例手足口实验室确诊病例开展其他肠道病毒中CV-A6型和CV-A10型检测,2020年—2022年CV-A6型在其他肠道病毒的占比分别是75.31%、62.56%和61.15%,是陕西省其他肠道病毒中的优势流行型别。2020—2022年陕西省分离测序毒株239株,CV-A16型151株,CV-A6型72株,CV-A10型6株,CV-A4型2株,CV-B3型8株。CV-A16型和CV-A6型是主要流行型别,经系统进化分析,CV-A6型以D3亚型为主要流行亚型,CV-A16型以B1a和B1b共存,2021年和2022年B1a亚型占比逐年升高,并取代B1b成为主要流行亚型。结论 2020—2022年陕西省手足口病较往年处于低流行水平,主要病原以其他肠道病毒、CVA16交替出现。

简版患者延续性护理评估问卷的汉化及其在慢性病患者中的信效度检验

目的汉化简版患者延续性护理评估问卷(patient continuity of care questionnaire,PCCQ-12),并在慢性病患者中检验其信效度,以期为慢性病住院患者出院后延续性护理的评估提供可靠工具。方法按照Brislin翻译模型进行问卷的正译、回译及文化调适,形成中文版PCCQ-12。2023年12月至2024年3月,于河南省郑州市某三级甲等医院招募202例调查对象,对问卷的信效度进行检验。结果中文版PCCQ-12共12个条目,条目内容效度指数为0.833~1.000,问卷内容效度指数为0.917;问卷总分与简式健康相关生活质量问卷的生理健康总评分、心理健康总评分的相关系数分别为0.197、0.583(均P<0.01);方差分析结果显示不同性别、文化程度的得分差异有统计学意义(均P<0.05)。中文版PCCQ-12的Cronbach’sα系数为0.853,重测信度为0.912。结论中文版PCCQ-12具有良好的信效度,可作为评估慢性病住院患者出院后延续性护理看法的可靠工具。

基于职业生命质量的医务人员社会支持需求研究

目的通过调查新冠后疫情时期广州市医务人员社会支持需求,为相关部门对广州市医务人员进行针对性的社会支持,提高医务人员职业生命质量提供依据。方法采用横断面调查法,以定额抽样和便利抽样相结合的方式抽取调查对象,通过网络平台发送问卷至符合条件的医务人员进行填写。结果分析结果表明,广州市医务人员社会支持总分满分为20分,得分为9(7,11)分,其中媒体支持得分最低。不同年龄组、学历和岗位的医务人员社会支持总分得分差异有统计学意义(P<0.05)。各年龄组中,25岁以下得分中位数最低;各学历中,大专及以下得分中位数最低;各岗位中,行政职能科室得分中位数最高,其他岗位得分中位数相等。总人数排在前5位的社会支持需求为:患者理解和信任医务人员(93.03%)、单位提高薪酬福利(86.06%)、媒体正确政策宣传和舆论引导(83.41%)、媒体关注医务人员生存状态(80.29%)以及媒体加强失实报道和不当言论监管(76.92%)。25岁以下医务人员患者对遵守医嘱、大专及以下医务人员对家人(或朋友)关注身心健康的需求较高。总人数排在前5位的迫切希望的社会支持需求为:患者理解和信任医务人员(75.72%)、单位提高薪酬福利(53.85%)、家人或朋友协助家庭事务(42.55%)、媒体正确政策宣传和舆论引导(34.62%)和媒体关注医务人员生存状态(33.41%)。结论医务人员的社会支持得分不高,需要多方面给予社会支持。

基于创新人才培养的近代物理实验教学探索——以“液晶电光效应实验”为例

为了满足新时代多学科背景复合型人才培养需要,尤其是培养理工融合拔尖创新人才的需要,基于近年来的教学实践,以“液晶电光效应实验”为例,从教学方式、知识结构以及实验内容3个角度,对如何提高近代物理实验教学质量进行了探究。课堂教学采用互动式问题驱动;有机融入液晶科学发展及其显示工程应用,强调基础研究发现和工程应用的内在联系,培养理科学生的工程创新意识;引导学生进一步自主探究,如研究不同电场条件下液晶衍射图案现象,鼓励学生观察、记录和探究不同衍射图案的出现条件及其演化规律,进而探讨对应的液晶微结构基础,并从自由能的角度阐释相应的动力学相变行为。通过自主探究,巩固融合学生理论物理知识,训练学生探究能力,培养学生科技创新意识。

基于SSA的抽水蓄能电站技术供水系统泵阀优化调度研究

在“双碳”政策背景下,对于抽水蓄能电站在运维方面节能减排提出了新要求。为实现抽水蓄能电站技术供水系统的节能目标,提出了一种基于麻雀搜索算法(SSA)的以技术供水管网稳态模型为适应度计算的泵阀优化调度模型,并结合某抽水蓄能电站的实际运行数据,调控优化其中占比最大的用水设备(发电机空气冷却器)水量上升10%的工况。结果显示,采用泵阀优化控制后,对比未采用方式可节约水量103 m^(3)/h,节约能耗32.5 kW,实现节能率为14.1%,节水率为7.8%。在一定程度上验证了该优化调度模型在节能方面的可行性,为抽水蓄能电站技术供水系统在节水节电方面提供了经验。

微流控可控制备液滴、颗粒和胶囊及其应用

微流控技术在可控制备液滴、颗粒和胶囊方面具有独特优势,能够精确控制液滴、颗粒和胶囊的粒径大小、尺寸分布、形貌结构和材料组成,在生物医药、食品、护肤品等领域具有广泛应用。详细总结了微流控技术可控制备液滴、颗粒和胶囊所用的器件设计、工艺策略及其相关应用。此外,还重点介绍了多相流数值模拟在液滴、颗粒和胶囊制备过程和优化实验参数中的应用,以及微流控器件实现液滴、颗粒和胶囊量产的平行放大策略。将为液滴、颗粒和胶囊的制备和应用提供重要指导。

面向超低空物流场景的多机协同航迹规划算法

无人机产业的迅猛发展促进了低空开放,形成了国内外城市超低空物流运输的浪潮,然而,现有的航迹规划算法没有考虑空域的划分方式与运行规则,不适用于城市超低空物流场景下多无人机的协同航迹规划,桎梏了超低空物流行业的发展。针对该问题,从实际需求出发,在空域高度层架构的基础上探索适用于城市超低空物流场景的多无人机协同航迹规划方法。将原问题分解为无人机-高度层任务分配与多无人机单高度层协同航迹规划两个相互耦合的子问题,并分别运用基于知识图谱的任务分配解法与基于粒子群算法的改进人工势场法对两个子问题进行求解。仿真实验表明,该方法在求解单高度层协同航迹规划子问题中不但能够避免传统方法的固有缺陷,平均迭代次数相较于对比方法也减少了62.09%;同时,仿真结果也表明所提方法可以快速鲁棒的解决原问题,为城市超低空物流场景提供了切实可行的多机航迹规划方法。