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中学物理教学参考 2024年第21期 33-36页

作者：庄浩丽兰海舰李华思向华广州市执信中学广东广州510003

以"实验:探究加速度与力、质量的关系"和"牛顿第二定律"构成"探究牛顿第二定律"的主题单元,尝试探索科学本质视域下的实验教学设计流程,给出科学本质视域下的教学设计示例,以期提升学生的科学素养。

关键词：科学本质实验探究教学设计牛顿第二定律

基于小震经验格林函数研究中等地震破裂方向性:以2008年攀枝花M_(S)6.1地震为例

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地球物理学报 2024年第1期67卷 144-155页

作者：罗艳赵里朱音杰中国地震局地震预测研究所地震预测重点实验室北京100036 北京大学地球与空间科学学院北京100871 河北省地震局石家庄050021

中小地震破裂方向性研究在确定实际发震面以及地震灾害评估中具有非常重要的意义.本文以2008年8月30日攀枝花M_(S)6.1地震为研究实例,以较小余震作为经验格林函数地震,利用表观震源时间函数随台站方位角变化特性,确定了主震的破裂方向... 详细信息

中小地震破裂方向性研究在确定实际发震面以及地震灾害评估中具有非常重要的意义.本文以2008年8月30日攀枝花M_(S)6.1地震为研究实例,以较小余震作为经验格林函数地震,利用表观震源时间函数随台站方位角变化特性,确定了主震的破裂方向、破裂尺度以及破裂速度,验证了该方法的适用性和可行性.研究结果表明,主震的破裂方向为几乎正南的184°,破裂长度8.05 km,破裂速度3.35 km·s^(-1),进一步确认了主震震源机制解其中沿南北向的节面是地震实际发震面,主震在水平方向沿着南北向元谋断裂从北往南破裂.攀枝花地震震源破裂速度接近地壳剪切波速度,这可能是造成此次地震虽然震级不大但破坏性严重的重要原因.本文综合分析主震的矩心深度、震源机制解、破裂方向性以及构造应力背景等信息,探讨了地震发生的破裂过程以及灾害严重的原因.

关键词：中等地震破裂方向性经验格林函数 2008年攀枝花地震

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基于单目三维尺度恢复的人机碰撞识别与预警

建筑结构学报 2024年第7期45卷 56-68页

作者：卢昱杰王瑞魏伟张雁杰霍骏同济大学土木工程学院上海200092 同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092 同济大学上海智能科学与技术研究院上海200092

高效的施工安全管理对建筑业健康与高质量发展至关重要,其中预防人机碰撞事故是保障安全施工的核心。为了提升人机作业危险识别的精度,以施工挖掘机为例,提出一种基于双尺度单目相机自标定的人机碰撞危险识别与安全预警方法。该方法基... 详细信息

高效的施工安全管理对建筑业健康与高质量发展至关重要,其中预防人机碰撞事故是保障安全施工的核心。为了提升人机作业危险识别的精度,以施工挖掘机为例,提出一种基于双尺度单目相机自标定的人机碰撞危险识别与安全预警方法。该方法基于施工场景几何特性分析与目标检测特征提取来恢复单目视觉的三维尺度,以高效测算人机三维空间距离。此外,基于工程机械的运动学特性设计了人机碰撞预警及可视化模拟方法,依据人机距离阈值触发多级碰撞预警。以上海某房建工程项目为测试实例,实现了高精度人机目标检测(平均精度为91.2%)、空间距离测算(精度大于98%)与高效的碰撞事件评估,且算法帧率满足实时监测要求。

关键词：施工单目视觉三维尺度恢复人机碰撞施工安全监管危险预警

基于深度特征的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出图像感知报警方法

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 245-257页

作者：程继杰刘毅中国矿业大学(北京)人工智能学院北京100083

冲击地压和煤与瓦斯突出容易造成煤矿重特大事故。针对目前煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出事故发生主要靠人工发现,结合灾害造成不同于正常工况下采掘工作面和巷道空间的颜色和深度特征,提出了一种基于深度特征的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突... 详细信息

冲击地压和煤与瓦斯突出容易造成煤矿重特大事故。针对目前煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出事故发生主要靠人工发现,结合灾害造成不同于正常工况下采掘工作面和巷道空间的颜色和深度特征,提出了一种基于深度特征的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出图像感知报警方法:在煤矿井下巷道顶板、巷帮靠近顶板以及采掘工作面液压支架顶部或靠近顶部等位置多点布置带有补光灯的彩色双目摄像机,实时采集采掘工作面和巷道空间彩色图像和深度图像;以煤矿井下与灾害抛出煤岩有着鲜明颜色差别的生产设备作为背景,监测识别是否出现彩色图像颜色发生较大变化;如果掘进巷道端头、巷道中间、巷道入口,或回采工作面,或进风巷道入口、巷道中间,或回风巷道入口、巷道中间,或主运输、辅助运输大巷等位置彩色双目摄像机监测到图像颜色发生较大变化,则监测彩色图像平均亮度是否小于设定的亮度阈值;如果平均亮度小于设定的亮度阈值,则以与灾害抛出煤岩有鲜明颜色差别的生产设备为背景,监测深度图像是否发生较大变化;如果深度图像发生较大变化,那么监测导致深度图像发生较大变化物体的移动速度是否大于设定的速度阈值(v>13 m/s);当移动速度大于设定速度阈值时,利用多点布置的甲烷传感器监测监视区域内甲烷浓度,当采煤工作面、掘进工作面、进风巷道、回风巷道、总回风巷道等多个不同地点均监测到甲烷浓度大幅升高或达到报警值,那么进行煤与瓦斯突出报警,反之,则进行冲击地压报警。提出了彩色双目摄像机感知灾害最佳倾角的确定方法,以及导致深度图像发生较大变化物体移动速度的确定方法。在确保安全性的前提下,简化了灾害模拟试验,设计了一套煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出颜色和深度特征模拟试验装置:采用与煤岩颜色和比重相近的10 mm橡胶球替代灾害抛出煤岩;利用直径315 mmPVC管模拟煤矿井下巷道受限空间以及与抛出煤岩有着鲜明颜色差异的背景设备;利用轴流式高压鼓风机作为动力装置,进行模拟冲击地压和煤与瓦斯突出发生时大量煤岩抛出造成的采掘工作面和巷道空间颜色和深度异常特征;利用3.4 mm焦距、30FPS、71°×55°视场角的彩色双目摄像机,完成对整个灾害模拟过程的监视与彩色双目图像采集。研究分析表明,提出的方法可识别出灾害发生时颜色和深度特征,验证了基于深度特征的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出图像感知报警方法的可行性与有效性。

关键词：冲击地压煤与瓦斯突出颜色特征深度特征速度特征图像识别

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大肠杆菌中转录-翻译耦合的机制

生物化学与生物物理进展 2024年第3期51卷 515-524页

作者：沈崇杰莫日根内蒙古大学生命科学学院省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室呼和浩特010020

在大肠杆菌(Escherichia coli,***)等原核生物中,转录和翻译往往是耦合的,这种耦合通常表现在转录和翻译的互相调控上,如转录极性、转录衰减和转录-翻译速率的同步。间接耦合和物理耦合是耦合的两种模式。由警报素(alarmone)(p)ppGpp维... 详细信息

在大肠杆菌(Escherichia coli,***)等原核生物中,转录和翻译往往是耦合的,这种耦合通常表现在转录和翻译的互相调控上,如转录极性、转录衰减和转录-翻译速率的同步。间接耦合和物理耦合是耦合的两种模式。由警报素(alarmone)(p)ppGpp维持的间接耦合可能需要DksA和TufA蛋白的辅助。物理耦合分为NusG或RfaH因子介导的耦合和非因子条件下产生的“碰撞”耦合。响应于压力的转录或翻译的变化会引发几种耦合模式间的相互转变。耦合对于基因正常表达是必要的,其解除将引发转录终止、R环形成、复制-转录冲突、mRNA切割等不利的事件。结构生物学的相关技术已经清晰地展示了部分耦合的表达体(expressome)的结构细节和特征,这些技术联合多组学分析等方法将提供关于耦合的更深层次的见解。重要的是,对耦合的研究或许会为靶向抗菌药物的开发带来新的思路。

关键词：大肠杆菌转录-翻译耦合 RNA聚合酶核糖体表达体

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空间耦合低密度奇偶校验码残差滑窗译码算法

电子与信息学报 2024年第3期46卷 867-874页

作者：周华李子杰南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

针对空间耦合低密度奇偶校验(SC-LDPC)码滑窗译码(SWD)算法中错误传播导致的高误码率问题,该文提出基于动态残差的滑窗译码(RSWD)算法。通过在窗口内计算边信息更新前后的残差值,动态选择可靠度最低(残差值最大)的边信息优先更新,降低... 详细信息

针对空间耦合低密度奇偶校验(SC-LDPC)码滑窗译码(SWD)算法中错误传播导致的高误码率问题,该文提出基于动态残差的滑窗译码(RSWD)算法。通过在窗口内计算边信息更新前后的残差值,动态选择可靠度最低(残差值最大)的边信息优先更新,降低边信息无效更新的频率,提高窗内译码收敛速度。仿真结果表明:相比于传统SWD算法,RSWD算法在窗口中各位置的误比特数明显降低,抑制错误传播效果明显;在高信噪比(SNR)区域或者低迭代次数的情况下,RSWD算法的误码率性能优于SWD算法;此外,将动态残差应用到消息复用(MR)和窗口扩展(WE)两种窗译码算法中,亦能得到类似结论,提升窗译码性能。

关键词：空间耦合低密度奇偶校验码错误传播滑窗译码残差算法

机器人辅助经自然腔道取标本手术在结直肠病变中应用进展

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生物医学工程与临床 2024年第2期28卷 287-292页

作者：庄浩岩郭昭史学文田鹏(审校) 山东中医药大学第一临床医学院山东济南250014 山东中医药大学附属医院肛肠科山东济南250014 河南省人民医院河南郑州450003

外科手术是目前治疗结直肠癌的首选方式。机器人辅助经自然腔道取标本手术(NOSES)创伤小,避免了术后切口疝的发生。机器人可在盆腔等狭窄空间进行精细操作,弥补了腹腔镜手术的不足,减少中转开腹及术中并发症。笔者简要介绍了机器人手术... 详细信息

外科手术是目前治疗结直肠癌的首选方式。机器人辅助经自然腔道取标本手术(NOSES)创伤小,避免了术后切口疝的发生。机器人可在盆腔等狭窄空间进行精细操作,弥补了腹腔镜手术的不足,减少中转开腹及术中并发症。笔者简要介绍了机器人手术系统和自然腔道内镜手术概况,探讨机器人辅助NOSES在结直肠手术中的应用进展,旨在为解决上述问题推动机器人辅助NOSES发展提供理论支持。目前机器人辅助NOSES较传统手术在安全性及可行性上效果相当或更优,但机器人辅助NOSES仍有操作局限性、成本过高、手术学习成本增加等问题,因此,在后续研究中应建立规范化培训体系,研发标本取出及自然腔道扩张工具,扩大机器人辅助NOSES适应证。

关键词：机器人手术经自然腔道取标本结直肠癌腹部切口

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方形容器内掺氢天然气爆炸抑制实验研究

清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 953-958页

作者：李满厚汲世杰合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 安徽省氢安全国际联合研究中心合肥230009

为探究掺氢天然气在方形受限空间中的爆炸特性及七氟丙烷/二氧化碳对其爆炸抑制作用,在0.5 m×0.5 m×0.5 m的方形爆炸容器中进行掺氢天然气抑爆实验研究。首先进行掺氢体积分数0%~50%的掺氢天然气爆炸特性研究,结果表明:随着掺氢比例增... 详细信息

为探究掺氢天然气在方形受限空间中的爆炸特性及七氟丙烷/二氧化碳对其爆炸抑制作用,在0.5 m×0.5 m×0.5 m的方形爆炸容器中进行掺氢天然气抑爆实验研究。首先进行掺氢体积分数0%~50%的掺氢天然气爆炸特性研究,结果表明:随着掺氢比例增大,最大爆炸超压和火焰传播速度都呈现上升趋势。随后在甲烷中掺入50%体积分数氢气开展二氧化碳或七氟丙烷抑爆实验,分析了最大爆炸超压、达到最大爆炸超压延迟时间、火焰传播速度等关键爆炸参数在不同抑爆剂体积分数下的演变规律。结果表明:随着抑爆剂体积分数增加,最大爆炸超压快速衰减,达到最大爆炸超压延迟时间延长。高速图像采集结果表明:火焰面拉伸明显,球形火焰传播速度显著减小。选取两种抑爆剂的不同体积分数下抑爆参数值进行对比,发现在二氧化碳体积分数是七氟丙烷2倍情况下,二者对最大爆炸超压的抑制效果相当;在10%体积分数七氟丙烷和20%体积分数二氧化碳作用下均可达到完全抑制,最大爆炸超压分别下降了98.0%和94.4%。两种抑爆剂都具有物理和化学抑爆作用,但七氟丙烷的抑爆效果明显优于二氧化碳。

关键词：掺氢天然气七氟丙烷二氧化碳掺氢比例抑爆

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刚性薄平板绕流特性的数值模拟

哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 699-708页

作者：蔚杰武建军兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000

为了揭示雷诺数、来流剪切参数对平板尾流涡街演化过程以及平板阻力特性的影响规律,本文基于浸没边界-格子Boltzmann方法建立了刚性薄平板绕流模型,并在雷诺数为100~1200内,对不同雷诺数与来流剪切参数下的刚性薄平板绕流问题进行数值... 详细信息

为了揭示雷诺数、来流剪切参数对平板尾流涡街演化过程以及平板阻力特性的影响规律,本文基于浸没边界-格子Boltzmann方法建立了刚性薄平板绕流模型,并在雷诺数为100~1200内,对不同雷诺数与来流剪切参数下的刚性薄平板绕流问题进行数值模拟。分别研究了平板尾流区沿流向的2次失稳跃迁过程以及平板流向载荷随来流剪切参数的变化及其对雷诺数的依赖性,并对其机理进行了讨论。研究表明:随着流场剪切参数的增加,平板近尾流经过数次准周期分岔过程进入了由大尺度涡结构所主导的混沌状态,进一步诱发了低频、混沌的结构阻力;雷诺数越大,向混沌特征流向载荷转变所需的临界剪切参数越小。

关键词：雷诺数来流剪切参数浸没边界-格子Boltzmann方法刚性薄平板尾流失稳分岔阻力

一种纤维素基导电稳定柔性薄膜的制备及性能研究

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林产化学与工业 2024年第2期44卷 42-48页

作者：侯敏杰太原工业学院材料工程系山西太原030008

将多巴胺(DA)分子通过酰胺化反应引入纤维素纳米纤丝(CNF)表面,制得DA改性的纤维素纳米纤丝(DCF),然后将DCF和蒙脱土(MMT)结合得到高透明度的DCF/MMT薄膜材料,进一步将银纳米线(AgNWs)和氧化石墨烯(GO)通过真空抽滤的方式沉积在薄膜上,... 详细信息

将多巴胺(DA)分子通过酰胺化反应引入纤维素纳米纤丝(CNF)表面,制得DA改性的纤维素纳米纤丝(DCF),然后将DCF和蒙脱土(MMT)结合得到高透明度的DCF/MMT薄膜材料,进一步将银纳米线(AgNWs)和氧化石墨烯(GO)通过真空抽滤的方式沉积在薄膜上,制备了纤维素基透明导电薄膜(DMAG)。测试结果表明:DA分子的接枝并没有对CNF的形貌和晶态结构造成影响,制备出的MMT用量30%时DCF/MMT(DCF/MMT-30)薄膜保持了高的透光率(82.4%),并且在相对湿度100%环境下拉伸强度达49.5 MPa,相较于CNF/MMT薄膜,提高了64%。以此为基材组装的导电薄膜具有良好的透明性、导电性和导电稳定性。经历水浸泡或在高湿度环境(相对湿度90%),DMAG膜表现出稳定的高导电性,其方块电阻分别为32和38Ω。该导电薄膜的制备可为透明电子器件的组装提供新思路。

关键词：纳米纤维素蒙脱土抗湿强度透明导电膜