电推进粒子网格法模拟中计算加速方法的研究综述

粒子网格法(PIC)模拟电推进装置等离子体时具有很强的第一性,但是模拟过程中计算负载很大,故PIC模拟的计算加速方法不可或缺。本文从电推进装置基本性质、低温等离子体物理特性和PIC算法特点作为切入点,明确了PIC方法在电推进装置模拟过程中计算负载高的原因;结合国内外的研究现状,从建模、时空尺度、算法与并行三个层面介绍了对应计算加速方法的原理和效果;对各类计算加速方法进行了总结和展望。

社会认知理论下环保视觉商业包装设计的实现路径

目的基于社会认知理论中的诸多机制,探究环保视觉在商业包装设计中的实现路径,为其在商业中的应用提供设计范式。方法首先,通过文献研究、市场调研和理论验证等方法,对社会认知理论和商业包装设计进行分析。其次,运用“三元交互模型”、社会规范、社会责任感与行动激励、社会参与和社会认同的理论原理指导设计实践,明晰应用思路。最后,结合具体设计实践,厘清社会认知理论与环保视觉商业包装设计之间的应用融合方式。结果经过研究提炼与应用验证,从社会学和设计学的角度,初步构建了理论与实践相结合的方法论模型,并完成了环保视觉包装设计实践。结论社会认知理论与环保视觉商业包装设计有共融性特点,二者的交互丰富了商业包装设计的附加价值。在商业包装设计中,环保视觉元素可以被视为一种社会信号,通过塑造消费者的认知和态度来引导其行为选择。以社会认知理论为驱动,将环保视觉与商业包装设计进行融合与拓展,不仅能为商业包装设计创新路径提供新思路,还可以帮助商业品牌树立良好的社会形象,使得商业包装与社会认知共生共促,从而获得更多的环保视觉类商业包装设计的社会认同。

基于随机动力分析的高土石坝极限抗震能力研究

地震动的随机性对大坝的动力响应影响较大,极限抗震能力作为大坝抗震安全性能的重要环节,在评估过程中也应该充分考虑荷载随机性的影响。基于大量高土石坝随机动力有限元计算,探究坝顶震陷率和坝坡累计滑移量两个重要坝体变形指标之间的关系,并建议了土石坝安全控制标准。利用概率密度演化法对高土石坝进行极限抗震能力分析。结果表明:震陷率随着累计滑移量的增大而增大,二者之间符合逻辑斯蒂增长模型;取10%的超越概率,以250m规则高面板堆石坝和高心墙堆石坝为例,极限抗震能力分别为0.7g~0.75g和0.8g~0.85g;从概率角度提出了评估大坝极限抗震能力的新方法。

系统把握新时代全面深化改革的科学方法论

新时代全面深化改革的科学方法论是对马克思主义方法论思想的创新性发展,包含了思想方法、思维方法、领导方法和工作方法。思想方法主要包括解放思想与统一思想相结合、尊重客观规律与发挥主体能动性相结合、守正和创新相结合;思维方法主要包括战略思维方法、历史思维方法、辩证思维方法、系统思维方法、创新思维方法、法治思维方法、底线思维方法;领导方法主要包括党的领导与人民至上相结合、一般号召与个别指导相结合、目标导向与问题导向相结合;工作方法主要包括处理好整体推进和重点突破的关系、全局和局部的关系、胆子要大和步子要稳的关系等方面。这些方法内涵丰富、相互作用、相互贯通,共同构成了一个有机统一的方法论体系。系统阐释和科学把握新时代全面深化改革的科学方法论,对于我们深刻认识新时代全面深化改革的客观规律和内在要求,对于我们顺利推进中国式现代化、实现中华民族伟大复兴具有重要的理论价值和现实意义。

深部煤层原位保压保瓦斯取心技术装备及初步应用

深部煤层瓦斯含量精准测定是矿井瓦斯灾害防治和煤层气高效开发利用的基本前提。煤层传统取心技术普遍采用开放式取心,需利用估算方法获得煤层取心过程中的瓦斯损失量,难以保证煤层瓦斯原位参数的准确性和有效性。基于“原位保真取心”学术思想,开发了深部煤层原位保压保瓦斯取心技术,研制了深部煤矿原位保压保瓦斯取心器,并基于三维数值仿真对取心器外管、保压舱体结构与关键薄弱部件进行了强度校核。同时,依托自主研发的保压取心实验室模拟测试平台,测定并分析了保压控制器的保压能力,通过煤矿现场试验验证了取心器的可靠性。研究结果表明:自主研制的取心器具有保压能力强、保压时间长、防扰动性能稳定等优势;取心器在内部流体压力20 MPa和1000 N m扭矩作用下等效应力为121.1 MPa,远小于材料屈服强度,满足强度设计要求;取心器在20 MPa荷载作用下等效应力为63.9 MPa,满足强度设计要求;取心器整体在19.4 MPa压力条件内可持续稳定运行,可以满足大部分深部煤矿瓦斯测试需求;现场测试表明保压保瓦斯取心器的保压控制器闭合情况良好,现场取心率达100%。研究成果可为深部煤层瓦斯含量精准测定奠定理论、技术和装备基础,对于煤矿瓦斯灾害防治和煤层气勘探开发具有重要意义。

基于零位移与无应力状态控制的斜拉扣挂施工扣索力确定方法

大跨度拱桥常采用斜拉扣挂法开展拱肋施工,但在节段拼装过程中扣索索力和拱肋空间位形之间互相影响,索力优化计算以及扣索状态控制问题复杂。提出改进零位移法结合无应力状态控制法的复合扣索力计算方法:基于改进型零位移法快速得到满足成拱线形要求的扣索力大小,基于成拱索力采用无应力状态法反推各施工阶段扣索索力。该复合方法可避免传统零位移法扣索力不准和反复迭代计算的缺陷,施工中扣索可实现一次张拉,后续节段拼装中无需对扣索进行索力调整。以某跨径430 m大跨度钢管混凝土拱桥缆扣合一施工为工程应用背景,采用的零位移法结合无应力状态法对大跨度非对称式钢结构拱肋进行斜拉扣挂拼装的扣索力求解和施工模拟。分析拼装过程中扣索力变化规律,并对比验证实际线形与目标线形偏差,以及拱肋应力与设计应力之间偏差程度。结果表明,所提出的复合算法理论简单且索力求解计算便捷。所求的扣索力可有效保证拱肋拼装完成及松索后拱肋线形和受力均满足要求。

石榴皮染料在棉织物环保染色中的应用

针对石榴皮色素在棉织物染色中存在的低色牢度、金属媒染剂和化学固色剂导致环境污染以及人体危害等问题,通过优化石榴皮直接染色棉织物的染色工艺,选择3种天然媒染剂和3种金属媒染剂以不同媒染方式染色。利用天然松香固色剂对染色后的棉织物进行固色处理,探讨天然媒染剂提高织物染色性能的可行性,评估松香天然固色剂的固色效果以及不同染色工艺对石榴皮染色棉织物的染色性能的影响。结果表明,石榴皮直接染色棉织物最佳工艺:温度为80℃,染色时间为90min,pH值为7.0;经天然媒染剂媒染(茶卡盐后媒染)的织物可达到最大K/S值(7.64);经固色后染色棉织物的K/S值可提高至10.23,色牢度最高可达4~5级、5级;染色棉织物经过不同的染色工艺,可呈现不同的色相。

卤代多环芳烃研究进展:来源、毒性、环境概况和分析方法

卤代多环芳烃(HPAHs)是一类新型持久性有机污染物,具有生物蓄积性、持久性、远距离迁移性,主要于工业热过程中生成和释放。近年来,HPAHs在各类环境介质和多种重点工业的排放物中被广泛检出。HPAHs具有类二噁英的毒性、致癌性和DNA破坏作用,在一些环境介质中其对总毒性当量的贡献甚至高于二噁英类物质,对人体健康存在潜在风险,然而目前对HPAHs尚缺乏全面的了解。该文介绍了HPAHs的来源、毒性效应和环境分布,综述了其前处理方法以及气相色谱-质谱联用法、气相色谱-高分辨质谱联用法、气相色谱-三重四极杆质谱联用法等分析方法在HPAHs检测中的最新进展,以期为HPAHs的准确检测、溯源和治理提供参考。

基于二维正态分布的无人机激光雷达点云匹配研究

无人机激光雷达点云特征多,一次匹配花时间长,难以进行二次匹配,因此研究基于二维正态分布的无人机激光雷达点云匹配方法。采集无人机激光雷达点云图像,通过旋转平移方法、双边滤波方法对图像预处理,利用二维正态分布算法和动态时间规整算法完成点云特征提取,使用初始变换矩阵估计算法对点云进行粗匹配,再使用近点迭代算法进行点云快速精匹配,通过两次匹配实现无人机激光雷达点云快速匹配。实验结果表明,所提方法的无人机激光雷达点云图像去噪效果好,点云匹配时间短,匹配偏差仅在0.04 m-0.15 m之间,匹配精度达到了相关预期。

针刺巨量转移平台用高推力聚磁式直线电机

针对针刺式巨量转移平台用无铁芯直线电机推力小,边缘效应明显导致转移速度慢的问题,提出一种高推力聚磁式直线电机,利用外层V字形结构抑制漏磁效应,通过双层Halbach结构提高气隙磁密,并采用有限元法对3种方案气隙磁密和漏磁磁通进行比较分析。V形双层Halbach方案的气隙磁密和漏磁磁通分别为0.6 T和0.05 T,与单层梯形方案相比气隙磁密提高了17.6%,与双层Halbach方案相比漏磁磁通降低了71.4%。利用等效磁化电流法对电机磁场进行区域分割,采用分割补偿法建立矩形边界条件,建立了直线电机磁路数学模型,得到了影响电机推力线性度的关键结构参数,并基于有限元法对形状及结构参数进行优化。结果表明,优化后气隙的最大磁密和最小磁密分别0.67 T和0.47 T,x向和y向磁密变化率分别为25%和29.8%,推力仿真计算结果为278 N,推力波动率为2.1%,空载加速度为10 m/s^(2),理论芯片转移速度可达50颗/秒。根据优化结果研制了一台直线电机用于巨量转移平台,测试结果与优化结果一致,本研究对提高巨量转移平台转移效率具有重要意义。

甲基苯丙胺成瘾的表观遗传学机制

苯丙胺类兴奋剂是全世界第二大滥用程度的药物,甲基苯丙胺作为苯胺类兴奋剂中的主要药物,是中国滥用的“头号毒品”。而现有的研究对甲基苯丙胺成瘾机制尚不清晰,且临床上对药物成瘾的治疗依然存在无药可医的局面。因此,发现新的成瘾机制和治疗策略尤为迫切。甲基苯丙胺成瘾与额前叶皮质(mPFC)、中脑腹侧被盖区(VTA)和伏隔核(NAc)中的多巴胺(DA)、谷氨酸(Glu)、去甲肾上腺素(NE)和血清素(SNRIS)等神经递质的异常释放有关。研究表明,这些神经递质受到表观遗传机制中组蛋白乙酰化、甲基化、泛素化和非编码RNA等调节,某些基因的表达在甲基苯丙胺的诱导过程中增强或被抑制,导致甲基苯丙胺依赖性产生。本文将针对表观遗传学对甲基苯丙胺成瘾机制的影响进行着重论述,以期推进临床开发甲基苯丙胺戒断药物的研究。

一类非局部临界椭圆方程组高能量解的多重性

利用变分方法,结合拓扑度理论,该文证明了一类带有Hardy-Littlewood-Sobolev临界指标的椭圆方程组至少存在两个正的高能量解.

METH1在酵母双杂交系统中的表达及对报告基因激活作用的检测

目的通过观察血管生成抑制因子METH1的cDNA片段在酵母双杂交中的表达及检测其对报告基因有无激活作用,为进一步明确METH1抑制增生性瘢痕的分子机制奠定基础。方法采用酵母双杂交Gal4系统3,经PCR扩增子METH1的cDNA片段,分别克隆入pUC19质粒,经测序正确后,再分别亚克隆入酵母双杂交诱饵载体pGBKT7中。将重组质粒导入酵母菌AH109,检测其表达产物在酵母细胞中对报告基因的激活作用。结果成功获得METH1的cDNA片段,该片段所表达的蛋白对酵母菌AH109无毒性,且对报告基因无激活作用。结论血管生成抑制因子METH1蛋白活性区在酵母双杂交系统中的表达产物,可作为诱饵蛋白进行相互作用蛋白的筛选研究。

重大突发事件下应急物资分配优化模型

为了降低突发事件带来的影响,基于灰色预测与熵权法理论基础,针对重大突发事件下应急物资管理发放是否合理的问题,在利用灰色预测法预测出未发放应急物资情况的基础上,将其与已发放应急物资的状况进行对照分析,并通过后验差检验保证了模型的准确性。在此基础上,选择影响应急物资发放数量的评价指标,构建熵权法评价模型对应急物资发放点的数量进行了优化。结合实例研究,探讨了长春市不同区域投放点数量的合理性,分析了长春市发放应急物资对疫情防控的作用,并通过分析对投放点的数量进行了优化。

隧道泄水洞与连接通道交叉段不同工法施工力学效应分析

以松树湾隧道大修中增建泄水洞段为依托工程背景,提出了连接通道与泄水洞交叉段的2种施工方案,采用数值模拟的方法,并通过与现场监测数据的对比,验证了有限元模型的有效性,分析了两种工法下衬砌和钢拱架受力变形特征。结果表明:1)采用圆弧平滑连接与直角形连接均能保证衬砌变形与受力的安全性;2)采用直角式连接时,衬砌具有较不利的空间几何特征,会出现应力集中现象,而采用圆弧平滑连接,可以避免衬砌在空间上出现棱边等不利特征,因此更具有优越性;3)过渡区段施工时,其最不利断面为转弯段与连接通道、泄水洞连接的公用断面;4)通过对两种施工方法下隧道的衬砌变形和受力状态的工法对比,在连接通道与泄水洞连接处现场施工时,建议采用圆弧平滑过渡。

基于主客观赋权法的近海海砂开采适宜性评价

随着中国经济高速发展,砂石资源的需求量逐年攀升,在种类诸多的砂石资源中海砂以其储量丰富、用途广泛的特点在建筑业、化工业等领域被广为使用。然而近年来,海砂行业发展中存在诸多粗放式的问题,不合理的开采不仅导致国有资源的大量流失,更是引发一系列环境问题。因而,在探明海砂资源后,开展海砂开采适宜性评价十分必要。本文将污染影响、社会因素、开发难度、海岸影响、海底斜坡稳定性作为评价指标,采用主观赋权法(层次分析法)与客观赋权法(结构熵权法)分别计算指标权重,通过博弈理论将二者结合,得到指标的组合权重;然后采用自然断点法对赋权后的各因子图层进行叠加分析,得到海砂开采适宜性分区图,并对广东省近海海域进行实例分析。

水平管道中甲醇和汽油顺序输送过程混油规律研究

采用成品油管道顺序输送甲醇不仅可以拓展甲醇运输方式、降低运输成本,还能够提升管道运力、缓解现有成品油管道低输量难题,但目前成品油管道顺序输送甲醇工艺相关研究鲜有报道,技术的推广和应用受限。针对顺序输送过程中的混油问题,结合ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)方法、流体控制方程以及物质传递方程,建立了甲醇和汽油顺序输送混油模型,分析了输送次序和管道流速对甲醇和汽油顺序输送过程中混油长度和混油浓度演化的影响规律。研究表明,该模型模拟的混油长度略短于VOF(流体体积)方法,在实际顺序输送过程中选择甲醇前行汽油后行的输送次序,能够有效缩短混油长度。研究结论可为成品油管道顺序输送甲醇工艺提供理论指导。

基于熵值法的陕西省农业绿色发展水平测度及优化路径研究

根据“十四五”时期陕西省农业绿色发展主要方向,构建资源节约、环境友好、生态保育、质量高效4个维度13个二级指标的农业绿色发展指标体系,采用熵值法测度陕西省农业绿色发展水平,结果表明:4个维度的增长幅度差异较大,生态保育增长幅度最大,资源节约却呈下降趋势。从区域分析来看,陕北、陕南、关中3个区域的农业绿色发展水平不均衡,水平最高的是陕南地区。从10个地级市分析来看,西安农业绿色发展水平最高,铜川、榆林等地水平较低。结合相关分析,提出要提高农业资源利用率、强化农业面源污染防治、加强区域间农业绿色协调发展、发展绿色农业技术水平等对策建议。

METH1基因截短体的构建及其对HUVEC细胞增殖的影响

目的筛选血管生成抑制因子METH1功能编码区基因片段,为进一步研究METH1抑制增生性瘢痕的分子机制奠定基础。方法设计METH1三种基因截短体,分别构建相应的重组pcDNA3.1真核表达载体,然后将其稳定转染入HUVEC细胞,用RT-PCR、Western-Blot方法检测其在细胞中的表达,最后,通过MTT及FCM法验证其对HUVEC细胞增殖的影响。结果获得了能稳定表达的三种截短体,其中METH1-T2同METH1一样具有明显抑制HUVEC细胞增殖的作用,而METH1-T1、METH1-T3抑制细胞增殖的效果不明显。结论所获METH1-T2为功能活性区片段,可以替代METH1全长进行抑制增生性瘢痕的分子机制研究。

激电测深方法在东北地区松散岩类地下水探查中的应用

本文对东北平原地区某城市下辖206个村屯集中式城乡供水工程进行前期地下水探查工作,主要目的是了解和掌握区域范围内地下含水层分布情况,寻找地下水赋存层位大致深度和分布规律,并对富水性进行分析和验证,为后期钻探和布井工作提供技术指导。本次研究主要利用激电测深方法技术,通过数据采集及成果解译,最终将工作区地层划分出3类含水层,由上至下依次为冲积砂潜水含水层、中细砂潜水含水层以及砂砾岩承压含水层,其中潜水含水层在地表以下30 m深度范围内,承压含水层在地下深部70 m以下,同时展示了不同含水层在探查范围内顶板埋深的分布情况。通过对地层富水性分析,全区85%平面范围内富水性表现强富水-中等富水,15%平面范围富水性表现弱富水性。最终通过钻孔对解译推断结论进行验证,结果基本吻合,证明了激电测深法在该地区地层找水方面的适用性。