基于COMSOL Multiphysics的经皮心肌内室间隔射频消融仿真模型构建及应用

目的:构建一种经皮心肌内室间隔射频消融仿真模型,探究不同激励电压、不同消融时间对消融区域的影响。方法:以梗阻性肥厚型心肌病患者的术前CT数据为基础,利用Mimics软件实现心脏各区域组织的分割与三维表面重建,通过SolidWorks软件将重建后的各部分转化为三维实体模型,并将其与在COMSOL Multiphysics仿真软件中建立的电极针结构结合在一起,得到梗阻性肥厚型心肌病的经皮心肌内室间隔射频消融仿真模型。基于该模型设置电磁、热多物理场边界条件,并对组织温度分布以及消融时间、激励电压对消融区域的影响进行仿真分析。结果:利用该模型可以实现经皮心肌内室间隔射频消融的仿真分析,且不同的激励电压、不同的消融时间对有效消融区域具有明显的影响。结论:构建的经皮心肌内室间隔射频消融仿真模型为后续开展多种因素对消融结局的影响提供了模型基础,对进一步研究实际临床治疗中的参数优化具有重要意义。

以纺织微带单元及阵列天线为接收天线的射频能量收集系统输出电压比较研究

近些年,纺织天线作为可穿戴产品射频能量收集系统中的重要电子设备,越来越受到青睐。为研究基于纺织天线的射频能量收集系统的收集性能,该研究设计并制备了以涤纶毡为基底的纺织微带单元天线和纺织微带阵列天线。为了建立一个完整的射频能量收集系统,将信号发生器、功率放大器、发射天线和所设计的纺织微带天线(作为接收天线)与整流电路连接。研究结果表明,阵列天线的最大增益比单元天线高5.35 dB。最终的输出电压显示了射频能量收集系统的有效性。随着输入功率的增加、接收距离的减小,输出电压增加。通过单元天线的最高输出电压为39.2 mV,通过阵列天线的最高输出电压为72.7 mV,这是由于阵列天线的增益较高。这项研究将为该领域带来更多的研究思路。

基于空间位形的FAST索网有限元模型修正方法研究

500m口径射电望远镜FAST采用柔性索网作为主要支承结构,在使用过程中频繁张拉索网主索,不可避免的造成主索的预应力损失,使主索的实际受力状态与有限元模型中的计算索力出现偏差,从而影响主索疲劳寿命的评估结果。考虑索网结构的内力分布与空间位形相关,本文根据现场监测数据提出一种基于空间位形的索网结构有限元模型修正方法,首先获取索力数据和节点的坐标数据,然后根据节点的平衡方程和约束条件建立非线性规划数学模型,最后利用序列二次规划算法(SQP)求解实现结构有限元模型的修正。数值模拟结果显示,索力误差在10%范围内的索数目占比由修正前的56.8%提升到87.7%,修正后有限元模型与实际受力状况更为接近,验证了该方法的可行性。本文所提出的方法不仅可以用于修正FAST索网结构的有限元模型,同时也可为其他类似的大型索网结构模型修正提供参考。

基于Julia加速的射频大地电磁法正演模拟与位移电流作用研究

射频大地电磁法(Radio-magnetotelluric, RMT)是浅地表电磁勘探的重要手段之一。由于勘探频段为10~300 kHz,其电磁场传播受地下介质介电常数的影响较大。传统准静态条件下的电磁响应严重制约RMT正演模拟精度,并进一步影响反演成像分辨率。针对这一问题,提出了一种基于Julia并行加速的全电流RMT电磁响应数值模拟方法,利用Julia的分布式计算将各频点的计算发送到不同进程进行求解,从而达到加速计算的目的,同时在计算中考虑位移电流的影响,提升正演的模拟精度。通过计算几种典型高阻/高介电模型的RMT响应,分析并总结了位移电流对射频段电磁场视电阻率及相位响应的影响规律。数值模拟结果表明:当浅部存在高阻覆盖层时,基于准静态假设条件计算的RMT视电阻率和相位响应偏高,且频率越高、覆盖层电阻率越大,响应偏差越大;对于煤炭采空区模型,RMT法能有效反映异常体位置,但忽略位移电流会在采空区及其附近引起较大计算误差;起伏地形的算例表明地形会覆盖地下异常体的RMT数值响应,尤其是地形拐角处;2种不同规模的并行算例对比证明了并行算法的高效性,且随着求解问题规模增大,并行算法效率也随之增大。本文研究提高了RMT的正演速度与精度,为后续快速反演算法的实现奠定基础,数值算例表明RMT法在煤田采空区等实际勘探中具有较好的应用前景。

罗布泊地貌地质遗迹中某些元素的分析

用中子活化分析法测试了新疆罗布泊地区地质样品中的某些痕量、微量及常量元素含量,特别是对样品中放射性元素作了检测。结果表明,该地区的地质遗迹样品中,痕量、微量及常量元素的含量与中国大陆地壳中的含量相当,无明显的放射性异常;把这些样品当作建筑材料的原材料来使用,是安全的;通过对这些样品的检测分析,为该地区的化探普查提供了可靠的依据。

缺氧/辐射双敏感性启动子调控HSV-TK表达对肺癌移植瘤的作用

背景与目的放射-基因治疗是近年来国际上肿瘤治疗的新策略,由于实体瘤常处于缺氧状态而对放射敏感性低,放射-基因治疗尚未达理想疗效。本研究拟构建缺氧/辐射双敏感性启动子,增强缺氧条件下放射诱导的HSV-TK表达水平,提高肺癌放射-基因治疗效果。方法利用基因重组构建HRE-Egr启动子及其调控的HSV-TK表达载体;脂质体介导重组质粒转染肺癌A549细胞,分为对照组、放射组(6Gy)、缺氧组(1%氧浓度)和放射合并缺氧组,Northernblot法检测转染细胞中HSV-TK表达,四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测放射、缺氧和GCV处理后的细胞存活率。建立BALB/c裸鼠肺癌移植瘤模型,检测放射合并质粒转染后移植瘤体积变化并计算抑瘤率。结果对照组细胞仅可检测到HyTK的低水平表达(21U),放射组和缺氧组HyTK基因表达水平均显著升高(分别为227U和94U),放射合并缺氧组(769U)显著高于放射组。在缺氧条件下,放射合并GCV处理后细胞存活率为(7.2±1.8)%,显著低于常氧组的(32.7±4.6)%。放射联合GCV可明显抑制HRE-Egr启动子转染肺癌移植瘤,抑瘤率达91.2%。结论HRE-Egr启动子具有辐射/缺氧双重敏感性,并使放射后的HSV-TK表达水平在缺氧下得到显著增强。放射联合HRE-Egr启动子可显著抑制肺癌移植瘤的生长。

HRE1.Egr-1.yCDglyTK融合自杀基因前药系统对鼻咽癌放射增敏作用的体外实验

目的:构建缺氧/辐射双敏感性启动子HRE1.Egr-1,观察其在缺氧或放射诱导下调控yCDglyTK基因在鼻咽癌HNE-1细胞表达及yCDglyTK/5-FC对鼻咽癌HNE-1细胞杀伤效应,为探索新的鼻咽癌基因-放射治疗奠定实验基础。方法:利用基因重组技术构建嵌合启动子HRE1.Egr-1调控yCDg-lyTK基因表达的质粒载体;脂质体介导重组质粒转染鼻咽癌HNE-1细胞,建立稳定表达yCDglyTK基因的鼻咽癌HNE-1转染细胞;免疫印迹法检测在常氧、放射、乏氧、乏氧加放射等不同条件下HNE1细胞中yCDglyTK表达的强度;MTT法检测加入5-FC后对上述不同条件下稳定转染细胞的杀伤效应。结果:各组蛋白表达均有差别(P<0.01),以乏氧/放射处理最为明显;5-FC对各种条件干预下的细胞均有杀伤效应,其中以乏氧/放射处理最为明显(P<0.01)。结论:HRE1.Egr-1嵌合启动子具有放射和乏氧诱导的双重特性,可以显著增强yCDglyTK/5-FC系统在乏氧和放射干预下对鼻咽癌HNE-1细胞的杀伤效应,为鼻咽癌的基因-放射治疗开辟了新思路。

有限元模型在射频消融设备教学中的应用

目的 :探讨有限元模型在射频消融设备教学中的应用。方法 :通过COMSOL软件对肝脏射频消融进行有限元建模,在教学中模拟消融温度、损伤范围随时间的变化,加深学生对射频消融设备的理解。结果:有限元模型可以模拟消融温度、损伤范围随时间的变化,学生能够更好地理解射频通过热效应对病灶进行消融的原理。结论:采用有限元模型辅助进行射频消融设备的教学,有利于提高学生的学习兴趣,培养其创新能力。

肢厚比对短肢剪力墙弹塑性性能的影响

针对钢筋混凝土短肢剪力墙结构的实际情况,以有限元分析软件ADINA8.0为工具,用其中的三维梁单元来模拟短肢剪力墙结构的连梁和墙肢,建立了一种宏观简化有限元分析模型,并应用所建模型对短肢剪力墙结构的抗震性能进行了分析,对肢厚比影响短肢剪力墙结构受力性能做了探讨,并提出一些建议。

缺氧反应元件对肺癌放射-基因治疗的乏氧增敏实验研究

目的 实体瘤的缺氧微环境限制了放射 基因治疗的效果。本研究利用缺氧反应元件 (hypoxiaresponseelements,HREs)实现放射诱导及缺氧增强肿瘤坏死因子α(TNF α)表达 ,以提高乏氧实体瘤的放射 基因治疗效果。方法 将HREs与放射敏感性Egr 1启动子串联 ,构建缺氧 /辐射双敏感性HRE Egr启动子及其调控的TNF α表达载体 ,用脂质体介导该载体转染肺癌A5 4 9细胞 ,予以照射 (6Gy)和 /或缺氧 (1 %氧浓度 )处理后 ,ELISA法检测转染细胞TNF α表达水平。通过细胞剂量 存活曲线及其参数D0 值 ,计算氧增比 (OER)及增敏比 (SER)。建立裸鼠A5 4 9皮下移植瘤模型 ,计算 5 0 %肿瘤控制所需照射剂量 (TCD50 )及SER。结果 HREs可使缺氧下转染细胞照射后的TNF α表达水平较常氧条件下增加到 3.4倍 ,且转染组D0 (1 .341Gy)和OER(0 .81 )均显著低于对照组 (6 .1 72Gy ,2 .6 5 ) ,SER(4 .6 0 )则显著升高 (P <0 .0 1 )。两组皮下移植瘤亦有相似的改变。 结论 成功构建了缺氧 /辐射双敏感性HRE Egr启动子及其调控的TNF α表达载体 ,该载体转染的A5 4 9细胞及其移植瘤 ,均有显著的放射乏氧增敏作用。

缺氧/辐射双敏感性启动子调控CD/UPRT融合自杀基因在Hep-2细胞表达的实验研究

目的本研究拟构建缺氧/辐射双敏感性启动子,观察其在缺氧或放射诱导下调控CD/UPRT基因在喉癌Hep-2细胞的表达水平,为探索新的喉癌基因-放射治疗奠定实验基础。方法利用基因重组技术构建嵌合启动子HRE1.Egr-1调控CD/UPRT基因表达的质粒表达载体;脂质体介导重组质粒转染喉癌Hep-2细胞,分为对照组、放射组(2、4、6、8 Gy)、缺氧组(1%、2%3、%O2浓度)及放射加缺氧组(8 Gy+3%O2),Western-blotting法检测转染细胞中CD/UPRT表达。结果对照组细胞仅可检测到CD/UPRT的低水平表达,放射组蛋白表达的相对灰度值分别为1.3、1.6、1.8、2.9,缺氧组CD/UPRT基因表达相对灰度值分别为1.5、2.0、2.2,放射合并缺氧组CD/UPRT表达显著高于放射组或者缺氧组(P<0.01)。结论HRE1.Egr-1启动子具有辐射/缺氧双重敏感性,并使放射干预后的Hep-2细胞CD/UPRT表达水平在缺氧下得到显著增强,为喉癌的基因-放射治疗开辟了新思路。

大射电望远镜精调Stewart平台结构刚度分析

建立了大射电望远镜精调Stewart平台的有限元模型,对其位于典型工作位置的结构进行了刚度和模态分析。利用Ansys参数化设计语言(APDL)实现有限元模型的参数化设计,使之能对锁定在不同位姿的Stewart平台结构进行刚度和模态分析,从而计算出Stewart平台在其任务空间内的刚度和固有频率分布。根据伺服系统设计准则,进一步确定了Stewart平台的伺服带宽。

500m口径球面射电望远镜瞬时抛物面拟合精度的预估与改善

依据500m口径球面射电望远镜(FAST)主动反射面工作原理及相关结构尺寸,基于反射面单元动态面形精度分析研究了FAST瞬时抛物面的拟合精度。首先,以反射面单元为研究对象,自节点开始推导考虑了机构运动的反射面单元动态面形精度计算方法。然后,提取不同区域19块反射面单元的各自9种初始面形工况,给出了分析算例。最后,基于单元动态精度特性,提出瞬时抛物面机械本体拟合精度及考虑馈源照明函数的半光程差拟合精度预估方法,并给出2种改善措施,即扩大可控区至300m抛物面外一层节点靶标,及抛物面周圈节点靶标向球心、中心反向各自偏移4mm。结果表明:反射面单元初始面形应优选面形精度RMS为2mm的波浪式面板。改进控制策略后机械本体拟合精度提高至RMS为3.938mm,优于RMS为5mm的设计指标,此时半光程差拟合精度RMS为0.629mm。该项研究对确定反射面单元初始面形及调节瞬时抛物面拟合精度很有意义。

基于多天线的微蜂窝微波移动通信信道建模研究

城市微蜂窝移动通信电波传播环境相当复杂,因此建立这种无线传播信道的有效模型无论对理论分析、系统优化设计以及网络工程规划来说都是非常重要的。特别是针对未来陆地蜂窝移动通信系统基于智能天线应用的规范标准要求尤其如此。为此从多径色散信道的特性分析出发,采用电磁散射理论建立了基于多天线的微蜂窝多输入多输出物理信道模型,对刻画信道特性的一些重要性能参数,如空间相关性、容量和时间演化等进行了研究和仿真分析。与有关文献结果的比较表明了所建立的微蜂窝移动通信信道模型的有效性。

大射电望远镜馈源舱的结构分析与数据处理

采用通用有限元软件ANSYS建立了馈源舱的有限元模型,基于APDL语言实现了馈源舱在全工作空间内不同姿态的参数化建模。对位于典型姿态的馈源舱结构进行了有限元分析,得到了馈源舱在不同姿态下的刚度变形。通过对全工作空间内不同姿态下馈源舱的刚度分析,得到了不同姿态下馈源舱中各个关键点的变形量,同时给出了单一姿态标定后馈源舱由于刚度变形引入的系统误差,为馈源舱在全工作空间内的控制精度和定位精度分析提供重要参考。

宽带多通道阵列馈电系统设计与仿真研究

内场辐射式射频仿真试验系统是现代雷达及电子战装备研制试验的重要设施,在国内外得到了快速发展和广泛应用,阵列馈电系统作为内场辐射式射频仿真试验系统的关键系统,直接决定着内场辐射式射频仿真试验系统目标位置精度的实现。论文介绍了宽带多通道阵列馈电系统的系统组成、工作原理、馈电通道设计、器件选型,并利用SystemVue2015建立了宽带多通道阵列馈电系统目标馈电通道链路仿真模型,结合器件性能指标进行了仿真验证。仿真结果表明,所述的宽带多通道阵列馈电系统馈电通道设计满足内场辐射式射频仿真试验系统的技术要求,对内场辐射式射频仿真试验系统的宽带多通道阵列馈电系统设计具有较好的指导意义和参考价值。

边缘构件配箍对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响

建筑结构基于性能的抗震设计要求有效地控制结构的变形,边缘约束情况对剪力墙的抗震性能影响显著,边缘构件配箍特征值的合理配置可以形成剪力墙边缘混凝土的有效约束,使剪力墙在地震作用下保持良好的性能。文中基于对4片不同配箍特征值的钢筋混凝土剪力墙的低周反复加载试验结果的研究分析,讨论了不同配箍特征值对钢筋混凝土剪力墙的破坏模式、承载力、位移延性系数、刚度及耗能能力的影响,分析了不同配箍特征值剪力墙的损伤机理,并对剪力墙设计给出了相关建议。

矿尘痕量元素在飘积土和地面土中的分布和识别

研究了黄铁矿采矿场12种矿样与采矿场附近降尘累积土(飘积土)和地面土中As、Cd、Co、Cr、Cu、Mo、Ni、Pb、Tl、Ba和Se的分布.将土壤学中元素比的概念引入痕量元素溯源,提出元素相似比和相似度2个概念,结合元素相关性识别飘积土和地面土中的来自矿尘的痕量元素.结果表明,在2.0～16.0 cm的飘积表土和地面表土中,大部分痕、微量元素的最低值均低于其背景值(<1 km地面土中Pb和>1 km地面土中Cd和Co除外),而平均值和最高值均高于背景值(飘积土中的Cu、Se的平均值、<1 km地面土中Cr、>1 km地面土中Cu和上述全部样品中的Ba除外).在18.0～36.0 cm的飘积心土和地面心土中,大部分痕、微量元素的最低值和平均值均高于背景值(飘积心土的Co、Cu、Se和>1 km地面心土Pb、Cu、Ba除外).痕、微量元素呈亚层积聚特征.同时,相关系数r>0.2的矿样元素,与飘积土和地面土至少有1个相似度>0.5的元素相似比,相关系数r≥0.54的矿样元素,与飘积土和地面土有2个以上相似度>0.5的元素相似比.据此可识别飘积土和地面土中的来自矿尘的痕量元素.

温控射频消融温度场分布的模拟与预测

为实现射频消融参数的术前规划,对温控射频消融温度场进行实验研究.首先根据射频消融针结构建立恒温激励射频消融有限元模型,然后利用ANSYS有限元分析软件模拟计算射频消融温度场分布.通过离体猪肝和体模实验,验证和改进所建有限元模型,提高计算温度场分布的准确性.实验结果表明:所建立的恒温激励有限元模型能较好预测射频消融温度场分布.

软件无线电中AM信号形态滤波解调法

形态滤波是图像边缘处理的一种强有效算法.将一维形态滤波算法应用于软件无线电AM类信号解调方向中,给出了在AM解调中结构元素的选取规则.通过实验仿真,验证了算法能有效克服正负尖峰噪声,及白噪声对AM信号包络干扰,具有较强的抗噪解调能力.该算法简洁、快速、实时性好,适于软件无线电的应用要求.