基于Clough-Penzien谱的粘弹性耗能结构地震响应的简明解析解法

对粘弹性耗能结构基于Clough-Penzien(C-P)谱的随机地震动响应提出新的简明解.首先,基于C-P谱的滤波方程,将复杂的地震激励精确转化成简明的白噪声激励,并重构粘弹性耗能结构的地震动方程.然后,利用复模态方法将结构的响应协方差精确统一表示为白噪声协方差的二重积分,基于白噪声协方差的特点给出了响应的协方差、功率谱及0-2阶谱矩的简明解析表达式.通过算例说明了本文方法的应用,并通过与虚拟激励法进行对比分析,验证了本文方法的正确性及简洁性.本文方法适用于具有滤波方程的复杂随机激励下的线性结构的动力响应分析.

建筑结构基于Clough-Penzien谱的随机地震动响应的简明解析解法

针对建筑结构基于Clough-Penzien(C-P)谱下的结构随机地震动响应既有方法复杂的现状,提出了一种简明解析法。C-P谱是将场地的地震动看作基于白噪声激励的两个关联的滤波方程,较准确地模拟场地的平稳地震动特征。首先,提出将C-P谱滤波方程组与建筑结构的运动方程联立,实现了不易求解的非白噪声激励精确转化为简明的白噪声激励的效果;其次,基于复模态正交法对重构后的结构运动方程组进行解耦,并基于随机振动理论推导出结构响应的功率谱密度函数和0阶、1阶和2阶谱矩的简明解析式;最后,分析了基于首次超越破坏准和最弱失效模式下的结构体系动力可靠度。算例验证了所提方法的准确性和简洁性;此外,所提方法也可推广至其他复杂平稳非白噪声激励的地震动响应分析。

基础隔震结构基于Clough-Penzien谱随机地震响应分析的复模态法

对多自由度基础隔震结构基于Clough-Penzien谱随机地震响应问题进行了系统研究。首先建立了运动方程,然后用第一振型将上部结构展开,针对所得方程为非经典阻尼、非对称质量和非对称刚度情况,用复模态法和扩阶法解耦,获得了以第一振型表示的结构随机地震响应的解析解,对单自由度隔震体系,此解即为结构响应的精确解,从而建立了两自由度体系在任意非经典阻尼、非对称质量和非对称刚度情况下基于Clough-Penzien谱随机地震响应解析解分析的一般方法。该方法也可用于带TMD、TLD结构、无损伤“加层减震”加固结构的随机地震响应分析及其基于动力可靠性约束的优化设计。

基于Clough-Penzien谱激励的指数型非黏滞阻尼结构随机地震动响应简明封闭解

非黏滞阻尼模型相比传统黏滞阻尼模型能更准确描述结构材料的耗能行为,其本构关系常用核函数为指数函数的卷积形式表示.针对目前非黏滞阻尼结构的随机地震动响应分析方法所得结果较为复杂,该文提出了一种基于Clough-Penzien(C-P)谱的结构响应0~2阶谱矩分析的简明封闭解法.该方法首先提出非黏滞阻尼结构的精确等效微分本构关系式,并利用其与C-P谱滤波微分方程重构了结构的地震动方程;再基于随机振动理论获得了结构随机响应0~2阶谱矩的简明封闭解,并基于得到的0~2阶谱矩采用首次超越破坏准则和Markov分布规则进行了结构动力可靠度分析;最后通过算例论证了该简明封闭解的准确性及高效性.

混合基础隔震耗能结构基于Clough-Penzien谱的地震动响应的简明解析解

在基础隔震层设置侧向黏弹性阻尼器组成混合基础隔震体系,可有效降低基础隔震结构过大的侧移,然而此类结构基于Clough-Penzien谱(C-P谱)的随机地震动响应解法较为复杂,提出了一种简明解析法。首先利用滤波方程,将混合基础隔震耗能结构基于C-P谱的地震动精确的转化为基于白噪声激励的地震动;其次运用复模态法获得耗能结构随机地震动系列响应(相对于地面位移及速度、层间位移及其变化率)协方差的统一简明表达式;然后基于随机振动理论,获得耗能结构地震动系列响应的方差及0-2阶谱矩的简明解析解;最后研究了基于首超破坏准的混合基础隔震结构的动力可靠度。将该方法应用于一算例,并与虚拟激励法进行对比分析,研究表明:该方法计算响应方差和谱矩为解析解,而虚拟激励法是数值解;同时也验证了混合基础隔震耗能结构能有效降低结构侧移及提高结构体系的可靠度。

高效液相色谱法测定阿维巴坦钠起始物料(2S,5R)-5-[(苄氧基)氨基]哌啶-2-羧酸乙酯的含量

目的:建立测定阿维巴坦钠起始物料(2S,5R)-5-[(苄氧基)氨基]哌啶-2-羧酸乙酯含量的方法。方法:采用Hypersil ODS2色谱柱(4.6 mm×250.0 mm, 5.0μm),流动相A为0.01 mol/L磷酸二氢铵溶液,流动相B为乙腈,流动相A到流动相B(50∶50)运行时间11 min,流速为1.0 mL/min,波长为210 nm,柱温为40℃,进样量为10μL。结果:阿维巴坦钠起始物料(2S,5R)-5-[(苄氧基)氨基]哌啶-2-羧酸乙酯都得到良好的分离。结论:高效液相色谱法灵敏、快速、准确、可靠,可用于阿维巴坦钠起始物料(2S,5R)-5-[(苄氧基)氨基]哌啶-2-羧酸乙酯含量测定。

基于可见-近红外光谱技术的果蔬品质检测方法

可见-近红外光谱技术利用波长在380~2 500 nm的电磁波获取果蔬中有机分子含氢基团的特征信息,根据样品对不同波长光的吸收信息,实现果蔬的外部、内部缺陷及营养成分定性、定量分析,是目前主流的果蔬内外部品质快速无损检测技术。综述了目前基于吸光度谱和能量谱对果蔬营养物质含量定量分析及缺陷定性分析,所使用的检测模型和变量筛选模型及其检测准确性,为相关研究人员选择高效准确的检测模型提供技术支撑。

基于S变换双阈值法的汽车零部件载荷谱加速编辑

针对S变换编辑法加速编辑效果不佳的问题,提出了一种基于S变换双阈值编辑方法。该方法先对载荷谱进行S变换以获取最大幅值谱,在以双阈值识别并保留的幅值谱片段为依据保留对应的载荷谱片段后,再将其拼接成加速后的载荷谱,最后对比分析S变换双阈值编辑法与S变换编辑法编辑的加速谱的统计参数、功率谱密度、穿级计数和疲劳仿真结果。研究结果表明,S变换双阈值编辑法可明显压缩原始载荷时间,且其压缩效率高于S变换编辑法,转向节的疲劳损伤和寿命分析误差更小,适用于汽车零部件载荷谱加速编辑研究。

基于细胞膜色谱技术的中药复杂体系目标物筛选分析装备

中药是临床防治疾病的有效药物。由于中药物质基础的复杂性以及成药过程的多环节因素,实现中药全面质量控制的难度相对较大。如果能够在明确中药有效物质与有害物质的基础上,在成药过程中重点控制其含量和限量,则能在很大程度上“纲举目张”,有效保障中药质量的可控性和重复性。当前,我国药物研发源头创新技术不足,研发效率有待提升,缺乏高通量的精准分析装备。我国医药分析装备长期依赖进口,高端智能分析装备缺乏,亟需构建“医药智能分析系统”。本项目在国家自然科学基金重大仪器研制项目的资助下,利用细胞膜色谱技术的原创性与独创性,结合生物工程技术和人工智能技术,研制二维细胞膜色谱(2D/CMC)分析仪,对成型的“2D/CMC-中药药效物质分析仪”和“2D/CMC-中药注射液类过敏物分析仪”开展了示范应用,提升了中药药效物质和过敏组分的筛选、发现的效率,并同步进行定性、定量分析,为中药提质增效提供高效分析工具。

Clough-Penzien功率谱模型参数的识别与统计建模及应用

地震动的Clough-Penzien功率谱(简称“C-P谱”)模型具有明确的物理意义,但是该模型需要识别的参数较多;而普通最小二乘(OLS)算法存在对数据的非线性识别初始值选择要求高、无法快速有效实现对大批量参数的精确识别等缺点。本文采用自适应加权粒子群优化(AWPSO)算法,基于典型的地震记录对C-P谱模型参数进行识别。结果表明:AWPSO算法识别的精度相比于OLS算法至少提升2.3%,且在计算效率方面具有较大的提升。从地震记录数据库中挑选出4159条地震记录,按照建筑抗震设计规范中的场地分类标准对其分组,采用AWPSO算法对各类场地的C-P谱模型参数进行识别和统计。采用K-S检验、A-D检验及AIC准则,确定了各参数的最优概率分布模型,并进一步计算了各参数之间的相关系数,建立了C-P谱模型的联合概率密度函数。采用Latin超立方抽样方法,得到了场地的统计抽样C-P谱模型,与规范转换的功率谱进行了对比分析,利用功率谱迭代修正的人工地震动合成方法,生成了具有场地特性的人工地震记录。

考虑随机效应的Clough-Penzien功率谱参数预测模型及地震动合成

国内外学者对典型的地震动参数(a PG,v PG,SAs,I A,Ds等)预测方程的研究不断深入,但对于表征地震动频谱特性的功率谱模型参数预测方程的研究却很少。鉴于地震动的频谱特性与震源特性、传播路径和场地条件紧密相关,该研究基于地震动传播的物理机制建立了Clough-Penizien功率谱(C-P谱)模型参数的预测模型。为了更好地描述不同地震事件不同记录之间的相关性,对模型考虑随机效应,建立了谱参数的预测随机效应模型。采用改进的随机效应一次迭代回归算法,对各类场地C-P谱模型参数的预测随机效应模型进行回归分析,确定了模型系数。结合相位谱的物理传播模型与所提出的C-P谱参数预测模型,构建了“震源-传播路径-局部场地”物理传播机制的随机函数模型。算例分析结果表明,该研究提出的谱参数预测方程模型与实际功率谱拟合较好,模拟得到的地震动记录与原始地震记录的时频特性十分接近,可以较好实现地震动记录的模拟和预测,对地震危险性、易损性和风险分析及抗震设计与评定具有重要的指导意义。

优化双下肢动脉能谱CT血管造影成像方案

目的优化双下肢动脉能谱CT血管造影(CTA)成像方案。方法回顾性分析30例疑诊双下肢动脉硬化性闭塞症(ASO)患者双下肢动脉能谱CTA资料,经重建获得40~80 keV(间隔5 keV)单能量(共9种)及100 kVp混合能量图像,对比双下肢动脉在不同图像中的CT值、噪声(SD)值、信噪比(SNR)及对比度噪声比(CNR);针对50、60 keV单能量和100 kVp混合能量图像质量及血管节段的可诊断性进行主观评估,观察40、45、50、60 keV单能量和100 kVp混合能量图像的自动去骨能力。结果40~80 keV范围内,随keV升高,各动脉在图像中的CT值、SD值、SNR及CNR均逐渐降低。相比100 kVp,腘动脉(PA)及其近端动脉的CT值、CNR及SNR均在40~55 keV图像中升高(P均<0.05);50~55 keV图像中SD值升高(P均<0.05),而60 keV图像中差异无统计学意义(P>0.05)。50及60 keV图像质量主观评分及可诊断动脉节段数与100 kVp差异均无统计学意义(P均>0.05)。PA以远节段的SNR及CNR在各单能量图像及100 kVp图像中差异均无统计学意义,其CT值在40~45 keV图像中、SD在40 keV图像中均高于100 kVp(P均<0.05),但SD在45 keV与100 kVp图像中差异无统计学意义(P>0.05);50 keV图像中,PA以远节段图像质量主观评分及可诊断节段数均高于60 keV及100 kVp(P均<0.05)。40 keV图像对9例(9/30,30.00%)、45 keV图像对6例(6/30,20.00%)不能自动去骨,50及60 keV、100 kVp对30例(30/30,100%)均可自动去骨。结论行双下肢动脉能谱CTA时,对PA及其近端节段以60 keV单能量成像较佳,对其以远或双下肢全程则以50 keV单能量成像较佳。

高原肺水肿大鼠肺组织基因表达谱分析

目的利用基因芯片技术分析高原肺水肿(high altitude pulmonary edema,HAPE)大鼠模型肺组织差异表达基因,为深入探讨HAPE发生的分子机制提供新线索。方法将8周龄健康雄性SD大鼠[体质量(200±20)g]按随机数字表法分为常氧对照(NC)组、脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)组、低压低氧(Hypoxia)组和低压低氧复合低剂量LPS(HL)组。LPS组和HL组按照每100 g体质量尾静脉注射0.1 mL浓度为0.05%的LPS溶液,NC组和Hypoxia组给予等量生理盐水;Hypoxia组和HL组进行模拟海拔5000 m低压低氧处理6 h,NC组和LPS组于舱外同时饲养。检测肺组织的湿/干质量比(wet/dry mass ratio,WDR)、支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)蛋白含量,HE染色观察肺组织病理改变。提取肺组织总RNA,采用Affymetrix基因芯片检测mRNA表达谱,采用Metascape在线基因注释和分析系统(http://metascape.org)对差异表达基因进行基因本体论(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)信号通路聚类分析。结果HL组大鼠肺组织表现出明显的充血、水肿、肺泡间隔增宽。与NC组比较,HL组大鼠肺WDR显著增加(P<0.01),BALF蛋白含量显著升高(P<0.05)。基因表达检测发现,相对NC组,Hypoxia组有79个基因表达上调,59个基因表达下调,LPS组473个基因表达上调,695个基因表达下调,HL组669个基因表达上调,1253个基因表达下调。GO和KEGG信号通路聚类分析显示:HL组差异表达上调基因主要富集于细胞因子介导的信号通路、对IL-1的反应、炎症反应调节等生物学过程,以及细胞因子-细胞因子受体相互作用、TNF、NF-κB、IL-17、补体和凝血级联反应等信号通路;表达下调的基因主要富集到细胞外基质组织、内皮细胞迁移调控、细胞-基质黏附等生物学过程,以及黏着斑、Wnt、cGMP-PKG、PI3K-Akt、Rap1等信号通路。HL组大鼠肺组织中NF-κB、TNF-α、IL-1β以及IL-6的mRNA表达均显著上调(P<0.01)。结论低氧复合低剂量LPS可稳定复制大鼠HAPE模型,低氧可显著增强LPS诱导的炎症、免疫反应,显著增强炎症介质的表达,促进HAPE的发生发展。

在线燃烧离子色谱法测定环氧树脂中的氯和溴

建立了在线燃烧离子色谱同时测定环氧树脂中氯和溴的分析方法.采用高温裂解炉与离子色谱的在线联用装置,通过对样品进行高温燃烧裂解和气化,以100 mg·L^(-1)过氧化氢为吸收液,将产生的卤化氢气体吸收并转化为无机阴离子,离子色谱法进行样品的测定,以氯和溴的峰面积外标法进行定量.对影响燃烧效果和测定结果准确度的因素如燃烧时间、燃烧温度、吸收液体积、称样量、氧气和氩气流速等条件进行了选择优化.在(0.10—2.50)mg·L^(-1)和(0.02—0.50)mg·L^(-1)范围内,氯和溴离子的线性相关系数(r^(2))大于0.999,该方法对于氯和溴的定量下限分别为0.55 mg·kg^(-1)和2.60 mg·kg^(-1).采用建立的方法分别对环氧树脂和EC680k低密度聚乙烯标准物质中的氯和溴进行测定,并与传统的氧弹燃烧-离子色谱法进行了比较.结果表明:在线燃烧离子色谱法对于环氧树脂中氯和溴测定结果的相对标准偏差分别为1.28%和2.29%,测定值与氧弹燃烧-离子色谱法基本一致,EC680k的测定结果与标准值符合,证明该方法具有良好的准确度和精密度.该方法准确度和灵敏度高、重复性较好,能够满足批量树脂类样品中氯和溴的含量筛查和多批次产品的质量控制.

谱特征选择对电离层闪烁事件识别的影响分析

对闪烁事件进行快速有效识别是GNSS应用的重要需求,为此利用不同时期、不同区域、不同系统信号测量,比较分析了利用机器学习方法基于不同信号功率谱参数进行闪烁事件识别的性能。分析的不同情形中,闪烁识别模型精度最高可达98.5%,最低为91.3%,其精度均可优于90%,表明利用闪烁信号功率谱特征可建立闪烁事件的有效识别方法。进一步分析指出,降低截止频率有助于提高闪烁识别模型的精度,这表明基于谱特征进行闪烁事件识别的主要依据是Fresnel频率附近一定频谱范围内存在谱强度显著降低这一特征。这个结论也从谱分析角度说明了利用高精度GNSS参考站接收机常规观测(1 Hz)进行闪烁事件识别的可能。对闪烁功率谱进行拟合,并利用拟合的谱特征参数建立识别模型,可进一步提高闪烁事件识别精度,并减少模型所需参数。

牛白藤红外指纹图谱研究

目的探索牛白藤红外光谱(IR)快速鉴定技术。方法采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对牛白藤原药材进行整体分析。结果获得牛白藤的红外指纹图谱特征吸收峰有:3418,2925,2854,1723,1650,1514,1401,1319,1267,1155,1104,1054,1030,919,811,782,763,664,592,538,520 cm^(-1),并确定1267,1030,919 cm^(-1)为牛白藤镇痛抗炎药效成分熊果酸的红外特征指示峰。各样品IR相似度在0.9003~0.9895范围内,因此拟定牛白藤的IR相似度阈值为0.90。结论牛白藤的FT-IR指纹图谱可为其快速鉴定及质量控制提供科学依据。

鸭疫里默氏菌噬菌体宿主谱的拓宽

为建立一种拓宽鸭疫里默氏菌噬菌体噬菌谱的方法,将6株噬菌体混合液分别与6株宿主菌、18株多重耐药鸭疫里默氏菌(不能被6株噬菌体中的任何1株裂解)培养,收获培养液中的噬菌体,混合后同样进行30次传代。噬斑分析法测定30代混合液及混合液中单一噬菌体的噬菌谱。结果表明,30代噬菌体混合液可裂解79.2%(19/24)的鸭疫里默氏菌试验菌株;30代噬菌体混合液中分离出的单一噬菌体能裂解的试验菌株数量为2~9株;裂解数最多的5株单一噬菌体,以各自宿主菌传代10次,噬菌谱没有发生变化;将裂解谱互补的单一噬菌体混合,4株噬菌体即可裂解19株试验菌株,与30代噬菌体混合液相同。说明建立的方法可以拓宽噬菌体混合液、单一噬菌体的噬菌谱,为噬菌体鸡尾酒制剂的毒株选择奠定了基础。

基于红外光谱与聚类分析法的宁夏产地枸杞子品种鉴别研究

宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)为宁夏传统道地中药材,因其良好的药食两用价值,已引种至甘肃、新疆、青海等省区。因长期引种和改良,宁夏枸杞品种繁多,是影响其质量的重要因素之一。本研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对宁夏中宁产地的宁杞1号、4号、5号、7号、0909号、10号共6个品种的枸杞子进行测定,一维红外光谱及二阶导数光谱范围均为4000~650cm^(-1),得到图谱后进行图谱解析;采用谱带较密集的指纹区(1800~650cm^(-1))计算红外光谱图的相似系数;然后结合SMICA聚类分析法对不同品种枸杞子的红外指纹图谱进行聚类比较。结果表明,不同品种枸杞子样品的一维红外光谱图较为相似,峰的位置、峰高和峰形都较为接近,其共同吸收峰较多,仅在3282~3288、1239~1242和1143~1147 cm^(-1)附近的吸收峰强度、峰位置、峰形状有所不同,说明不同品种枸杞子中多糖类、苷类、蛋白质类、脂类和黄酮类等成分的种类和含量有所差异。二阶导数光谱中,宁杞1号、4号、7号在2880 cm^(-1)处吸收峰不明显,0909号在969 cm^(-1)处吸收峰不明显。不同品种枸杞子的相似度范围在0.9489~0.9928之间,说明不同品种枸杞子存在一定差异,其中,宁杞7号与其他品种的平均相似度系数最小,为0.9640,说明其成分特异性最高。0909号与宁杞10号相似系数为0.9928,相似度最高。采用Assure ID软件以各药材吸收波数为变量进行聚类分析,宁杞1号与其他品种的差异均较小,类间距在2.17~2.97范围内;0909号与其他品种间的差异最大,类间距在2.97~8.06范围内。聚类模型中,不同品种枸杞子的识别率均为100%,仅宁杞1号的拒绝率较低,为66%,易与其他品种枸杞子混淆,0909号的拒绝率和识别率均为100%,最易区分。类模型图中,0909号与宁杞5号、0909号与宁杞7号两两分开,可以明显鉴别出不同品种的样品。采用已知品种的枸杞子对聚类分析模型进行验证,其识别率和拒绝率与聚类分析模型相同。不同品种枸杞子类模型图与一维红外光谱、二阶导数图谱、相似度、类间距、识别率和拒绝率结果相互印证,佐证了宁杞1号为大多数宁杞系列品种的来源品种,而09系列品种0909号与其他品种有较大差异。因此,红外光谱与聚类分析法相结合可以快速、无损地鉴别不同品种枸杞子,对枸杞子药材生产和新品种选育具有一定的指导作用。

古琴谱式的沿革与琴乐传承方式的衍变

古琴谱作为记录古琴演奏过程的重要载体,自唐人手抄卷子谱《碣石调·幽兰》开始,至20世纪上半叶出现的五线记谱法,历经千余年的稳态传承,形成“文字—减字—合参—线型”的发展脉络。不同历史时期的古琴谱式既有内在的关联,又有谱面上的差异。在挖掘谱式沿革与发展过程中的文化成因和内涵、辨析各类谱式变革得失的同时,亦可洞见蕴含在谱式沿革中的琴乐传承方式衍变。

近红外光谱技术快速鉴别碱水浸泡鸡肉的研究

采用近红外光谱分析技术并结合主成分分析法,建立碱水浸泡鸡肉快速鉴别模型。原始光谱经平滑、多元散射校正和一阶导数等预处理后进行系统主成分分析,结果显示正常鸡肉和碱水浸泡鸡肉能得到清晰的分类。通过不同光谱预处理方法,采用簇类的独立软模式法建立分类模型,结果显示通过对样品光谱采用7点卷积平滑方法预处理,分类模型综合正确率最高,校正回判正确率在77.08%~100%之间,预测正确率在81.25%~100%之间。综上,采用近红外光谱分析技术对碱水浸泡鸡肉进行快速鉴别可行。