泥石浆型复杂破碎岩体非线性渗流数学模型与实验研究

断层、陷落柱是影响承压水上煤层开采的主要隐患之一,由于其具有碎石块和泥质充填物(泥石浆)构成的复杂结构,其渗透性的确定通常以定性分析为主,缺少量化模型。为了研究泥石浆型复杂破碎岩体渗透性的量化计算方法,开展了渗流实验研究破碎岩体非线性渗流规律,并基于多孔介质分形理论、非线性渗流理论,建立了考虑黏土成分及泥化充填作用的破碎岩体非线性渗流数学模型,最后与实验结果对比验证数学模型的准确性。结果表明:①陷落柱破碎带样品的粒度分布具有一定的分形规律,含有黏土颗粒的破碎带岩体遇水泥化后,分形维数增大,黏土充填封堵了大颗粒岩石碎块内部的大孔隙,降低了破碎岩体的渗透性;②随着破碎带岩体渗透率的降低,非线性开始发生时的临界压力梯度也增大,表明非线性临界压力梯度可以用来量化破碎岩体的阻隔水能力;③非线性开始发生时的临界压力梯度的实验结果与数学模型计算结果吻合,验证了模型的准确性。建立的破碎岩体非线性渗流数学模型首次尝试考虑了黏土成分及泥化充填作用对渗透性的影响,为泥石浆型复杂破碎岩体渗透性的定量计算及水体下、承压水上等特殊开采条件下地质构造的阻隔水性能研究提供了一种新的研究思路。

增材制件内流道精整加工技术研究进展

金属增材制造技术在航空航天领域具有复杂内流道的构件成形上具有广阔的应用前景,然而具有复杂内流道的增材制件的精整加工是工业应用的瓶颈问题。分析了内流道机械抛光技术、化学与电化学抛光技术、电解质等离子抛光技术的加工原理、关键技术及国内外研究进展。针对增材制件内流道精整加工需求,分别研究了机械抛光技术、化学与电化学抛光技术、电解质等离子抛光技术的适应性问题及探索方向。针对增材制件内流道精整加工关键技术发展趋势提出了展望:①研究针对功能梯度材料、多金属材料的增材制件内流道精整加工技术;②研究针对具有复杂几何形状、内部复杂分叉、渐变毛细结构、拓扑结构等复杂内流道的复合精整加工技术或组合加工技术;③研究针对内流道精整加工质量的高精度检测方法和几何误差的三维重构技术。

激光超声信号变分模态分解与裂纹定量检测

针对激光超声检测技术应用于金属增材件中所获取的信号具有复杂、多模态、信噪比低的特性的问题,获取激光超声信号进行时频分析,探究其频域可分性,采用变分模态分解算法根据频域特征进行分离并提取最佳表面波模态。在此基础上,提出一种基于激光超声信号B扫图结合变分模态分解提取表面回波特征值技术,对金属增材件表面裂纹长度进行定量检测。针对直接观察B扫图获取裂纹长度信息存在误差较大的问题,通过对变分模态分解提取的表面波模态在有无裂纹时反射回波峰峰值的变化分析,绘制扫查位置-峰峰值图并据此精确获取裂纹起始和结束位置,检测结果的相对误差不超过8%。与直接获取原始信号B扫图的裂纹长度信息相比,提高了检测精度。该方法在金属增材件的激光超声信号的特征提取与定量检测方面具有可行性。

基于太赫兹波强度关系的热障涂层厚度测量方法

针对等离子喷涂工艺制备的热障涂层内部结构复杂、太赫兹波在热障涂层内传播衰减严重等问题,提出利用太赫兹波强度关系的热障涂层厚度测量方法,根据太赫兹波在热障涂层中的传播特性建立热障涂层太赫兹波传播模型,通过模型可以得到基于太赫兹检测信号的热障涂层厚度计算方法,然后根据菲涅尔定律和太赫兹检测信号回波能量关系建立折射率计算模型,提出使用热障涂层结构特征影响因子S修正利用太赫兹波强度关系的热障涂层厚度测量方法,并进行实验验证。研究结果表明,该方法所得结果与130 nm分辨率共聚焦显微镜测量结果具有良好的一致性,平均绝对误差不大于17.29μm,平均相对误差不高于3.42%,能够准确测量热障涂层厚度。

空间细胞培养装置设计与流体动力学仿真优化

细胞培养装置可用于细胞生物学、空间生物技术和航天医学的研究。设计并制作了一种流加式细胞自动培养装置,可适用于空间、地面微重力环境下的细胞体外自动培养,定期给细胞培养板提供不同试剂定时定量的输入,满足空间细胞培养所要求的小型化、方便组装和高可靠性的要求。整体装置采用模块化的设计方法,利用Solid Works软件分别构建基础组件、试剂供应组件和培养组件三维模型,并使用Solid Works软件中Flow Simulation模块对细胞培养装置与细胞培养板连接的关键部件—针板,进行有限元分析和流体仿真结构优化,观察其内部通道的速度场和压力场,采用圆角替换直角的方法优化通道。仿真结果表明,该装置切实可行,能满足细胞培养装置所需条件,优化后的针板通道内流体稳定性更强,流速及压力分布更均匀。在地面环境中,优化后的针板在低、中、高流速下,流体在横向通道内的速度均匀度分别提升了95%、96%、94%,在纵向通道内的速度均匀度分别提升了68%、70%、72%。实验结果表明,流体在优化后针板通道出口流量更接近入口处泵的设定输出流量,设计的装置可用于空间生物技术研究。

渤海海峡西南部海底沉积物重矿物组成与物源

渤海海峡是黄渤海交接地带,周边岛屿散布,地形条件复杂,沉积物类型丰富,是研究海洋动力系统的热点地区之一。通过对32个表层沉积物的重矿物分析,研究了渤海海峡西南部海域的重矿物组成、分布和物质来源。结果表明,研究区矿物组合为普通角闪石-绿帘石-黑云母-褐帘石,可将其划分成3个矿物分区。庙岛群岛矿物区(Ⅰ区)为普通角闪石-绿帘石-钛铁矿-石榴子石矿物组合,物质主要来自庙岛群岛岛屿冲刷物;中部矿物区(Ⅱ区)为普通角闪石-绿帘石-黑云母矿物组合,主要来源于黄河物质;西部矿物区(Ⅲ区)为普通角闪石-绿帘石-黑云母-褐帘石矿物组合,是黄河物质、山东半岛及庙岛群岛岛屿冲刷物的混合物。不同来源的物质在海洋动力综合作用下进行搬运、沉积,最终导致了矿物组合分区之间的物质差异。

高压直流监视与故障诊断主站系统的研发与应用

目前国内现有的故障信息管理主站或二次设备在线监视与分析应用系统,都只是具备交流二次设备(保护和录波装置)的运行情况监视和分析,还不具备对高压直流的二次设备监视和故障诊断分析的能力。为此,设计和研发了一套高压直流二次设备监视与故障诊断主站系统,详细介绍了该系统的软硬件结构、直流二次设备建模以及各主要功能模块的实现方案。经现场运行情况表明,该主站系统可以在直流输电系统运行过程中发生故障和不正常运行情况下,快速准确获知直流保护动作情况和直流故障情况,并及时把相关故障信息推送给上级调度中心。

基于微服务架构的继电保护信息主站数据服务方案

为适应智能电网的发展,提高继电保护数据的共享能力,打破长期以来电网调度中形成各专业系统的信息孤岛,实现电网调度数据横向贯通,在全景数据基础上最大化数据价值发现,提高调度决策服务能力是在调控云新模式下继电保护专业人员需迫切解决的问题。通过电网调度各业务对继电保护设备数据需求的分析,结合先进的云技术,研究了基于微服务架构的继电保护信息主站数据服务方案,在统一对微服务管理、调度的基础上进行各类数据服务功能设计,构建了功能完整、数据标准、扩展性强和容错性高的保信主站数据服务集群,实现了高效的继电保护数据共享,为智能调度建设提供了更有力的支撑。

微创拔牙技术与凿骨劈冠法拔除残根残冠对患者疼痛及应激状况的影响

目的探讨微创拔牙技术与凿骨劈冠法拔除残根残冠对患者疼痛及应激水平的影响。方法将473例残根残冠患者按治疗方案不同分为微创组(285例)及常规组(188例)。常规组采用凿骨劈冠法治疗,微创组采取微创拔牙技术治疗。比较两组手术时间、术中失血量、拔牙窝完整性评分、并发症发生率、治疗满意度,手术前后龈沟液炎性介质(前列腺素E2、髓过氧化酶、细胞间粘附分子-1、五正聚蛋白-3)、应激指标(丙二醛、活性氧、过氧化物酶体增殖因子活化受体γ)、疼痛介质(半乳糖胺、P物质、降钙素基因相关肽)变化情况。结果微创组手术时间显著短于常规组(P<0.01),术中失血量显著少于常规组(P<0.01),拔牙窝完整性评分显著低于常规组(P<0.01)。术后第1 d、第3 d末微创组龈沟液炎性介质(前列腺素E2、髓过氧化酶、细胞间粘附分子-1、五正聚蛋白-3)、应激指标(丙二醛、活性氧、过氧化物酶体增殖因子活化受体γ)及疼痛介质(半乳糖胺、P物质、降钙素基因相关肽)水平均显著低于常规组(P<0.01)。微创组并发症总发生率显著低于常规组(P<0.01),治疗总满意率显著高于常规组(P<0.01)。结论微创拔牙技术治疗残根残冠手术时间短,术中损伤小,并发症少,能显著减轻术后局部炎症及应激反应,减少疼痛介质分泌,提高患者满意度,优于凿骨劈冠法。

增材制件内部缺陷埋藏深度的激光超声定量检测

针对增材制件内部缺陷检测,提出一种内部缺陷埋藏深度的定量检测方法。对用激光超声无损检测技术接收到的信号采用小波包分解技术进行分离并提取信号中的超声纵波,解决了超声表面波和纵波耦合影响时域特征提取的问题。根据检测过程中经过缺陷的纵波声程的变化,实现了精锻试块内部缺陷埋藏深度的定量检测,检测结果的相对误差为1.81%。在原检测方法的基础上增加异常点滤除算法,并应用于增材制件内部缺陷的检测,检测结果的相对误差为1.76%。

断层突水温度-非线性渗流-应力耦合模型研究

为了研究深部矿井高地应力、高承压水压及高地温条件下断层突水过程中的底板承压水运移规律和地温变化规律,运用COMSOL建立温度场(T)-非线性渗流场(H)-应力场(M)耦合模型,其中非线性渗流方程耦合Darcy定律, Brinkman方程和Navier-Stokes方程。结果表明:模型能够很好地描述温度场、渗流场和采动应力场之间的相互作用关系以及底板承压水从含水层经过断层破碎带到达巷道的非线性运移过程;采动应力场和渗流速度对断层带温度场的影响很大,通过监测断层带的温度变化,可以预测断层带渗流场的变化,从而预测断层突水。

芳香植物保健功能在校园中的需求调查研究

芳香植物的挥发性物质对人体具有医疗保健功能。通过问卷调查,研究了高校师生在校园中不同区域对芳香植物保健功能的需求。结果显示:①希望教学区中的学习区主要满足振奋提神、消除疲劳、提高记忆力和注意力的功能,休闲区主要满足舒缓放松、消除疲劳、振奋提神的功能;②希望生活区中的运动区主要满足振奋提神的功能,休闲区主要满足消除疲劳、舒缓放松、驱蚊除蝇的功能,宿舍区主要满足驱蚊除蝇、消除疲劳、舒缓放松的功能,饮食区主要满足舒缓放松、抗菌除尘、驱蚊除蝇的功能;③校园中对具有舒缓放松、消除疲劳功能的芳香植物需求更大。基于此,提出了加强此类芳香植物的应用建议,以期为芳香植物在校园中的需求研究提供参考。

经皮扩张气管切开术与传统气管切开术用于不同体质量指数患者的临床对比研究

目的探讨经皮扩张气管切开术(PDT)和传统气管切开术(TT)用于不同体质量指数(BMI)患者的临床效果。方法前瞻性纳入2018-02—2020-03成都市4家三级综合医院重症医学科行气管切开术的患者,根据手术方法分为PDT组和TT组。比较2组患者的基线资料、手术时间、术中出血量,以及术后并发症发生率。结果共纳入146例患者,PDT组75例,TT组71例。2组患者的基线资料差异无统计学意义(P>0.05)。PDT组手术时间、术中出血量明显少于TT组,术后并发症发生率低于TT组,差异均有统计学意义(P<0.05)。亚组分析结果显示,随着BMI增加,TT组并发症发生率高于PDT组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论PDT较TT迅速、安全有效、创伤小且并发症少,适用于不同BMI的患者。

WVAELET TRANSFORM IN TANDERN WITH AUTOREGRESSIVE TECHNIQUE FOR MONITORING AND DIAGNOSIS OF MACHINERY①

A new approach is advanced based on wavelet transform in tandem with autoregressive technique. Wavelets and wavelet packets decompose dynamic signal into different bands and pro- vide multiresolution or multiscale view of signal. Autoregressive technique possesses effective function for short data processing. The approach is abopted to analyse nonstationary vibration sig- nals of mining excavator. The results indicate that nonstationary operating condition can be moni- tored and diagnosed. Transient toothmeshing frequency and rotating speed are measured. Weak vibration signal of defective ball bearing is extracted from strong vibration of gearbox and diag- nosed successfully. This approach is effective for nonstationary condition monitoring and early di- agnosis of latent fault.

结核分枝杆菌分子伴侣Acr2蛋白的原核表达及其功能分析

目的 在E.coli中表达结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)分子伴侣Acr2蛋白,并分析其功能。方法 将重组质粒pET-28a-Acr2转化感受态E.coli BL21(DE3),IPTG诱导表达His-Acr2蛋白,经Ni-NTA层析及SuperdexTM200 10/300 GL凝胶过滤层析纯化获得Acr2蛋白。将Acr2蛋白经热变性(100℃温浴15 min)及化学变性(8 mol/L尿素,37℃温浴4 h)后进行自发再折叠和再组装的复性处理,采用圆二色性光谱法和非变性SDS-PAGE检测变性及复性后Acr2蛋白的二级结构。通过底物结合试验检测Acr2蛋白在体外的分子伴侣功能。结果 纯化Acr2蛋白的相对分子质量约为232 000,纯度达90%以上,浓度约为2 mg/mL。Acr2蛋白经变性-复性处理后可恢复其天然二级结构,且在48℃条件下可与变性的苹果酸激酶(malate dehydrogenase,MDH)形成稳定复合物。结论 Acr2蛋白经变性-复性处理后可恢复其天然分子构象,且具有体外分子伴侣活性。本研究为制备具有天然活性的结核杆菌蛋白抗原提供了新策略。