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偏突颌患者正颌术后上气道改变的形态学和流体力学分析

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偏突颌患者正颌术后上气道改变的形态学和流体力学分析

作者：胡向锦吉林大学

学位级别：硕士

背景:骨性Ⅲ类错颌畸形患者常伴有不同程度的下颌偏斜,严重者需要接受正颌外科手术治疗,但在后退下颌骨时可能对上气道造成影响。为避免患者在手术后出现上气道狭窄,需要在术前对患者的呼吸状态进行评估。目的:在本研究中,通过形态学分... 详细信息

背景:骨性Ⅲ类错颌畸形患者常伴有不同程度的下颌偏斜,严重者需要接受正颌外科手术治疗,但在后退下颌骨时可能对上气道造成影响。为避免患者在手术后出现上气道狭窄,需要在术前对患者的呼吸状态进行评估。目的:在本研究中,通过形态学分析和流体力学仿真模拟两种方法,对偏突颌畸形患者在正颌手术前后的上气道状况进行全面分析,然后观察不同程度的偏颌畸形对上气道形态与功能的影响,最后通过多元回归分析建立一个模型,尝试根据手术设计的颌骨移动预测上气道功能。方法:纳入我院2021年1月至2022年6月期间23例接受正颌手术的骨性Ⅲ类错颌畸形患者,收集术前和术后6个月的影像学数据。利用Mimics软件重建颌骨和上气道模型,将上气道模型导入Geomagic Studio软件进行曲面拟合,在ICEM软件中生成非结构化四面体网格,在Fluent软件中求解湍流控制方程,记录上气道不同位置的压强和流速。1.分析手术前后上气道各部位的形态学和流体力学改变。2.将骨性Ⅲ类错颌畸形患者按照下颌偏斜的严重程度分为三组,分析下颌偏斜对上气道形态学和流体力学的影响。3.通过多元回归分析,探讨手术移动颌骨距离与上气道改变之间的关系,建立线性模型预测术后上气道状况。结果:1.测量上气道形态学（体积、横截面积、最大横径比）和流体力学（压强、最大流速）项目,结果表明:下颌严重偏斜患者表现出不规则的气道形态,主要表现与舌咽区域,相对对称组（RS组）会厌顶平面横截面积为329.05±64.40mm2,严重偏斜组（SA组）为252.69±24.47mm2（p=0.004）;舌咽体积RS组为3832.10±1345.09mm3,SA组为2608.04±1108.94mm3（p==0.015）。2.将术前上气道测量结果作为基线进行校正,排除个体差异后测量上气道形态学（体积、横截面积、最大横径比）和流体力学（压强、最大流速）项目,结果表明:下颌严重偏斜患者在舌咽和喉咽区域表现出不规则的气道形态和较差的流体力学特性,会厌顶平面横截面积变化率RS组为-0.31±0.26,SA组为0.03±0.21（p=0.035）;会厌底平面横截面积变化率RS组为-0.14±0.12,SA组为0.29±0.08（p=0.000）;舌咽体积变化率RS组为-0.33±0.19,轻度偏斜组（MA组）为-0.09±0.15,SA组为0.19±0.24（MA-SA,p=0.030;RS-SA,p=0.000）;喉咽体积变化率RS组为-0.29±0.13,MA组为-0.05±0.32,SA组为0.36±0.17（MA-SA,p=0.007;RS-SA,p=0.000）;会厌顶平面最大横径比RS组为0.14±0.13,SA组为-0.17±0.15（p=0.002）;会厌顶平面压强变化率RS组为0.21±0.53,MA组为0.20±0.79,SA组为-1.95±2.37（MA-SA,p=0.015;RS-SA,p=0.018）;会厌底平面压强变化率RS组为0.54±0.58,MA组为-0.07±0.44,SA组为-0.29±0.42（RS-MA,p=0.046;RS-SA,p=0.014）;会厌顶平面流速变化率RS组为0.40±0.46,MA组为0.00±0.21,SA组为-0.25±0.08（MA-SA,p=0.039;RS-SA,p=0.002）;会厌底平面流速变化率RS组为0.21±0.15,MA组为0.07±0.18,SA组为-0.17±0.09（MA-SA,p=0.019;RS-SA,p=0.000）。***相关性分析表明B点在矢状向的移动与会厌底平面流速具有中等强度的正相关（r=0.419,p=0.047）,B点在垂直向的移动与会厌顶平面和会厌底平面流速具有中等强度的正相关（r=0.424,p=0.044）,（r=0.425,p=0.043）;A点在垂直向的移动与会厌底平面流速具有中等强度的负相关（r=-0.495,p=0.016）,PNS点在垂直向的移动与会厌顶平面流速具有中等强度的负相关（r=-0.419,p=0.047）;Me点与后鼻棘平面压强具有中等强度的负相关（r=-0.430,p=0.041）;PNS点与悬雍垂平面压强具有中等强度的负相关（r=-0.564,p=0.005）。4.参考相关性分析的结果进行多元回归分析,采用方差贡献率占累计方差贡献率的比重作为权重对各因子得分加权求得总得分,用以表示Y值。采用Spearman相关系数法分别计算自变量与三个主因子得分之间的相关系数,筛选出By,B,Mey,Me和Gonion Rz等4个有效变量。采用岭回归法解决变量显著性的问题,得到气道流场特征与颌骨移动之间的方程:y=0.2889+0.0182×By-0.024

关键词：偏突颌畸形正颌手术上气道计算流体力学

基于组合NARX神经网络的非平稳含噪混沌时间序列在线预测

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航空学报 2024年

作者：葛佳昊向锦武李道春北京航空航天大学航空科学与工程学院

针对混沌时间序列演化复杂，和数据非平稳特征及噪声严重影响混沌时间序列短期预测精度的问题，提出了基于前向差分、改进小波包去噪和外因输入的非线性自回归网络(FD-IWPD-NARX)的非平稳含噪混沌时间序列(NNCTS)在线组合预测方法。在... 详细信息

针对混沌时间序列演化复杂，和数据非平稳特征及噪声严重影响混沌时间序列短期预测精度的问题，提出了基于前向差分、改进小波包去噪和外因输入的非线性自回归网络(FD-IWPD-NARX)的非平稳含噪混沌时间序列(NNCTS)在线组合预测方法。在滚动时域框架下，采用前向差分平稳窗口内时间序列数据，改进小波包去噪阈值函数改善数据去噪效果，最后通过串并行闭环NARX神经网络对平稳去噪的混沌时间序列进行训练和测试。结果表明，前向差分和提出的改进小波包去噪可以有效提升NARX神经网络的预测性能；与不分窗NARX神经网络、循环神经网络(RNN)和标准长短期记忆网络(LSTM)相比，FD-IWPD-NARX网络可基于少量数据完成模型训练，在预测精度方面具有优势，且每窗模型的训练平均时长缩短至0.12s，具有在线应用潜力。

关键词：含噪非平稳混沌时间序列组合神经网络 NARX神经网络改进小波包去噪在线预测

热处理时间对电子束制造Ti6Al4V合金腐蚀性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 357-364页

作者：黄俊媛张伟北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

通过1、3、5、7和9 h的热处理加工电子束制备的Ti6Al4V样品,进行Tafel和电化学阻抗谱实验,讨论样品电化学腐蚀行为及机理。通过分析腐蚀性能的变化机理,发现晶向越多,小角度晶界占比越大,晶粒直径越大,耐腐蚀性能越好。热处理5 h的样品... 详细信息

通过1、3、5、7和9 h的热处理加工电子束制备的Ti6Al4V样品,进行Tafel和电化学阻抗谱实验,讨论样品电化学腐蚀行为及机理。通过分析腐蚀性能的变化机理,发现晶向越多,小角度晶界占比越大,晶粒直径越大,耐腐蚀性能越好。热处理5 h的样品呈现最均匀的晶向,小角度晶界占比最大为56.2%,晶粒截距5.252μm,此时耐腐蚀性能最好,腐蚀电流为0.037μA/cm^(2)。

关键词： Ti6Al4V 电子束选区熔化耐腐蚀性能晶相晶体结构

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飞行器旋转翼折展过程动稳定性研究进展

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1053-1064页

作者：甘文彪左振杰向锦武赵忠良蔡军马上北京航空航天大学无人系统研究院北京100191 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所绵阳621000 湖南云箭集团有限公司长沙410100

旋转翼是一种可绕固定轴旋转变体的机翼,广泛应用于新型无人机、巡飞弹、航空炸弹等飞行器,其折展过程中的动稳定特性是决定旋转翼飞行器设计成败的关键基础问题。基于此,梳理了近年来飞行器旋转翼折展过程动稳定机理的研究进展。介绍... 详细信息

旋转翼是一种可绕固定轴旋转变体的机翼,广泛应用于新型无人机、巡飞弹、航空炸弹等飞行器,其折展过程中的动稳定特性是决定旋转翼飞行器设计成败的关键基础问题。基于此,梳理了近年来飞行器旋转翼折展过程动稳定机理的研究进展。介绍了旋转翼发展历程及其面临的折展动稳定关键问题;从非定常气动数值模拟、非定常动态特性数值模拟、CFD/RBD一体化耦合数值模拟3个层次阐述了折展过程动稳定数值模拟进展;介绍了旋转翼折展扰动下的非线性动力学建模及动稳定性分析的现状;分析了旋转翼折展动稳定性机理的风洞试验验证情况;总结了旋转翼折展过程动稳定研究面临的科学问题,并提出了可行的研究方向。

关键词：非定常流旋转翼气动运动耦合动力学机理动态分析

基于改进GAN的手绘特征草图虚拟地形生成方法

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遥感学报 2024年第5期28卷 1232-1241页

作者：张晓媛陈斌北京大学地球与空间科学学院北京100871

三维虚拟地形生成目前广泛应用于野外虚拟地理环境、数字孪生城市建设等,是实现地理元宇宙发展的重要组成部分。传统生成三维虚拟地形的方法存在生成地形真实度不够、重复地形块与网格伪影等问题。基于此,提出一种改进生成对抗网络的手... 详细信息

三维虚拟地形生成目前广泛应用于野外虚拟地理环境、数字孪生城市建设等,是实现地理元宇宙发展的重要组成部分。传统生成三维虚拟地形的方法存在生成地形真实度不够、重复地形块与网格伪影等问题。基于此,提出一种改进生成对抗网络的手绘特征草图虚拟地形生成方法。以条件生成对抗网络和pix2pix架构为参考,提出虚拟地形生成网络模型,通过改进生成器U-Net网络,增加随机噪声,替换损失函数,提高模型训练的效率及生成地形的真实性。同时,利用精度较高的黄土高原部分地区数字高程模型数据为样本,构建用于虚拟地形生成模型的地形特征数据集,提取真实地形特征开展虚拟地形生成网络训练。最后,完整构建从手绘特征草图到虚拟地形的模型推理流程。实验结果表明,利用黄土高原地形数据和改进后的虚拟地形生成模型,能够满足用户在输入手绘地形特征草图后获得符合地形特征描述、高真实感的虚拟地形,在三维地形建模与编辑方面具有良好的发展前景。

关键词：遥感三维虚拟地形生成对抗网络手绘特征草图数字高程模型

球壳散射影响下的倾斜小尺度矢量阵三维波束形成

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声学学报 2024年第3期49卷 513-532页

作者：韩明潜郭俊媛哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

在阵体倾斜、球壳散射引起的方位依赖幅相误差和固定幅相误差同时存在的情况下,建立了一种基于小尺度矢量平面阵的三维波束形成方法。首先使用球谐波函数展开统一了矢量阵各通道接收数据的表达式,再利用多个辅助声源求解出球谐波函数展... 详细信息

在阵体倾斜、球壳散射引起的方位依赖幅相误差和固定幅相误差同时存在的情况下,建立了一种基于小尺度矢量平面阵的三维波束形成方法。首先使用球谐波函数展开统一了矢量阵各通道接收数据的表达式,再利用多个辅助声源求解出球谐波函数展开系数,通过联立阵列波束输出与理想波束响应表达式,最终实现了三维波束形成并利用波束扫描实现了目标方位估计。理论和仿真结果验证了算法的可行性,该算法基于矢量阵实现,阵型相同时相比声压阵具有更高的稳健性,且辅助声源布放越分散,算法稳健性越高。

关键词：球壳散射方位估计波束形成倾斜阵

退役锂离子电池正极材料的直接修复:研究进展、挑战和展望

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中国有色金属学报 2024年

作者：鲁向锦曾子豪袁正巧王彬雷海杨越葛鹏孙伟中南大学资源加工与生物工程学院

伴随着新能源产业快速发展，锂离子电池生产量急剧增加。因为其有限的使用寿命，未来将迎来锂离子电池退役高峰。高效清洁回收退役锂离子电池，打通新能源产业链的最后一环，对于新能源产业的闭环发展至关重要。目前针对退役的锂离子电... 详细信息

伴随着新能源产业快速发展，锂离子电池生产量急剧增加。因为其有限的使用寿命，未来将迎来锂离子电池退役高峰。高效清洁回收退役锂离子电池，打通新能源产业链的最后一环，对于新能源产业的闭环发展至关重要。目前针对退役的锂离子电池正极材料主要采用固相法（固相烧结、熔盐法等）以及液相法（水热法、电化学法等）进行直接再生。本文从退役锂离子电池出发，简述了其前处理工艺与修复过程的关联，重点阐述了修复方法对于退役正极材料的晶相、缺陷、表界面以及电化学性能等方面的影响。最后，针对退役材料的直接修复方法，进行系列展望，旨在为退役锂离子电池正极材料未来直接修复技术提供有意义的指导。

关键词：锂离子电池退役正极材料直接再生方法电化学性能

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多接收子阵下特征波束的角度空间调制方法

电子科技大学学报 2024年第3期53卷 390-395页

作者：王喜媛王勇西安电子科技大学信息科学研究中心西安710071 西安电子科技大学网络与信息安全学院西安710071

基于波束赋形的波束切换空间调制算法,不仅可以提高频谱效率,还可以利用天线阵列增益提高能量效率。该文利用信道响应构造统计平均的协方差矩阵,构造正交特征向量作为阵列的加权矢量,形成相互独立的多个等效传输信道,利用波束赋形增益... 详细信息

基于波束赋形的波束切换空间调制算法,不仅可以提高频谱效率,还可以利用天线阵列增益提高能量效率。该文利用信道响应构造统计平均的协方差矩阵,构造正交特征向量作为阵列的加权矢量,形成相互独立的多个等效传输信道,利用波束赋形增益和分集增益提高无线通信的传输可靠性和传输能力。进一步采用天线子阵分组方法,克服信道相关性带来的不利影响。性能分析和仿真结果表明,特征波束角度空间调制方案可获得更多的波束组合数目,会明显改善译码性能和频谱效率。

关键词：特征波束形成空间调制正交空时分组码 MIMO 最大似然

多孔碳纳米纤维负载铜铂合金催化剂的制备及电催化析氢性能

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高等学校化学学报 2024年第6期45卷 120-129页

作者：陈鑫刘婧媛于静哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001

通过静电纺丝和分阶段热处理方法,在多孔碳纳米纤维(PCNFs)上制备了一系列不同合金比例的PtCu纳米合金催化剂,研究了合金颗粒表面形貌和Cu-Pt-Cu结构对析氢反应(HER)的影响.结果表明,PtCu添加摩尔比为1∶2时可获得最佳析氢性能,在酸性... 详细信息

通过静电纺丝和分阶段热处理方法,在多孔碳纳米纤维(PCNFs)上制备了一系列不同合金比例的PtCu纳米合金催化剂,研究了合金颗粒表面形貌和Cu-Pt-Cu结构对析氢反应(HER)的影响.结果表明,PtCu添加摩尔比为1∶2时可获得最佳析氢性能,在酸性条件下电流密度为10 mA/cm^(2)时,过电位为37 mV,拥有良好的长期稳定性.研究结果为PCNFs负载过渡金属与Pt的二元合金纳米催化剂的制备提供了一种新的方法.

关键词：静电纺丝多孔碳纤维铜铂合金析氢反应