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中速磁浮列车-轨道-桥梁系统耦合振动分析

铁道科学与工程学报 2023年第7期20卷 2395-2406页

作者：唐昊天黄凤华王淼滕念管上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

为探讨中速磁浮列车−轨道−桥梁系统耦合振动特性,将车辆简化为具有45个自由度的多刚体,轨道−桥梁结构简化为双层弹性Bernoulli-Euler梁,基于比例−积分−微分(PID)主动悬浮控制建立考虑轨道不平顺的磁浮列车−轨道−桥梁系统耦合振动分析模... 详细信息

为探讨中速磁浮列车−轨道−桥梁系统耦合振动特性,将车辆简化为具有45个自由度的多刚体,轨道−桥梁结构简化为双层弹性Bernoulli-Euler梁,基于比例−积分−微分(PID)主动悬浮控制建立考虑轨道不平顺的磁浮列车−轨道−桥梁系统耦合振动分析模型,并编制相应的仿真程序。利用编制的程序,计算系统的时域和频域响应,分析车速和轨下等效支承弹性模量对系统动力响应的影响。研究结果表明:轨道−桥梁结构振动与磁浮车辆通过时引起的特征频率密切相关;当车辆以200 km/h的速度过桥时,在65~150 Hz之间轨道-桥梁结构表现为F轨的局部振动;由于车速的变化改变了车辆荷载的特征频率,轨道−桥梁结构的位移幅值随车速提高并非单调变化,当特征频率接近轨道-桥梁结构的固有频率时,会发生共振;车体的加速度幅值和平稳性指标与车速之间也非单调关系;轨下等效支承弹性模量的变化对桥梁竖向位移幅值影响较小,但对F轨竖向位移幅值和车体竖向加速度幅值影响较大。研究成果可为后续中速磁浮系统耦合振动研究和轨道结构设计提供参考。

关键词：中速磁浮耦合振动轨下等效支承弹性模量 PID控制器共振参数分析

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压电材料修复骨缺损的应用及设计思路

中国组织工程研究 2023年第7期27卷 1117-1125页

作者：唐昊天廖荣东田京南方医科大学珠江医院关节骨病外科广东省广州市510280

背景:骨具有压电效应,可将其所受应力转化为骨表面的电信号,通过电信号调节骨的代谢与生长。具有生物电活性的压电材料作为骨植入物能在受力时表面生成电荷,恢复损伤骨组织表面电势从而达到促进骨愈合的目的。目的:文章从压电的角度介... 详细信息

背景:骨具有压电效应,可将其所受应力转化为骨表面的电信号,通过电信号调节骨的代谢与生长。具有生物电活性的压电材料作为骨植入物能在受力时表面生成电荷,恢复损伤骨组织表面电势从而达到促进骨愈合的目的。目的:文章从压电的角度介绍了骨的压电效应,说明压电材料促进骨缺损修复的可行性以及压电材料应用于骨组织工程的研究进展,并阐述压电材料促进成骨的机制,以期为骨缺损修复提供新的思路。方法:以“Piezoelectric effect,Piezoelectric materials,Piezoelectric ceramic,Piezoelectric polymers,Osteogenesis,Bone tissue engineering,Scaffolds,Bone defect,energy harvester”为英文检索词,以“压电效应、压电材料、压电陶瓷、压电聚合物、成骨、骨组织工程、细胞支架、骨缺损、能量采集器”为中文检索词,在PubMed,Web of Science,ScienceDirect,中国知网和万方数据库中检索筛选出88篇文献进行归纳总结。结果与结论:①压电材料具有因受力形变而产电的自发电特性,能模拟骨组织的细胞外基质的生物电微环境,可制备成生物支架,在不依赖于生长因子和药物的情况下给予骨组织电刺激,增强骨修复功能,在骨缺损的治疗中具有应用前景。②压电材料通过刺激细胞电压门控钙通道、α5β1整合素、促进局部血流增加等途径促进成骨。③目前尚未发现任何单一压电材料可满足组织工程的压电材料的特征,因此压电陶瓷与压电聚合物相结合,压电材料与生物活性材料相结合的压电复合材料应运而生,其中压电陶瓷-有机物复合材料,保留了压电陶瓷的压电性能优异和生物相容性良好优点的同时更易于加工,其生物相容性和促进骨细胞贴附、矿化等功能更强,是当前治疗骨缺损效果最好的压电材料;④虽然压电材料能模拟骨组织的生物电微环境来促进成骨,但由于对压电材料影响骨细胞的机制尚未明确,以及不同骨组织微环境各不相同,因此限制了压电材料在临床的应用,随着材料研发技术的进步和对压电材料作用于细胞的研究愈发深入,压电材料有望为骨缺损的修复提供新的思路。

关键词：压电效应压电材料压电陶瓷压电聚合物成骨骨组织工程细胞支架骨缺损能量采集器综述

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孤独症谱系障碍儿童感知觉异常研究进展

中国神经精神疾病杂志 2024年第3期50卷 168-172页

作者：唐昊宇代英重庆医科大学附属儿童医院儿童保健科国家儿童健康与疾病临床医学研究中心儿童发育疾病研究教育部重点实验室儿童神经发育与认知障碍重庆市重点实验室重庆400010

感知觉异常是孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)患儿症状之一,对患儿的社交、学习和整体功能产生深远的影响。ASD感知觉异常的临床特征包括感觉高敏感性和感觉低敏感性,涉及的感知觉有听知觉、视知觉、嗅知觉、味知觉、触... 详细信息

感知觉异常是孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)患儿症状之一,对患儿的社交、学习和整体功能产生深远的影响。ASD感知觉异常的临床特征包括感觉高敏感性和感觉低敏感性,涉及的感知觉有听知觉、视知觉、嗅知觉、味知觉、触知觉、前庭功能。ASD感知觉的发生机制可能与执行功能缺陷、基因组学异常、兴奋抑制平衡失调及唤醒学说有关。本文为临床早期识别ASD患儿感知觉异常提供依据,以促进ASD患儿感知觉功能改善和生活质量提升。

关键词：孤独症谱系障碍感知觉异常重复刻板行为感觉高敏感性感觉低敏感性执行功能兴奋/抑制平衡

改进RRT-Connect算法的机器人路径规划研究

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计算机科学与探索 2024年

作者：陈志澜唐昊阳上海海洋大学工程学院上海建桥学院机电学院

针对标准RRT-Connect算法在路径规划中存在的路径冗长、转折较多和区域通过性欠缺问题，提出了一种新的改进RRT-Connect算法（TRRT-Connect）。首先，采用改进RRT算法搜索并添加一个中间根节点，实现同时扩展四棵随机树，加快算法收敛... 详细信息

针对标准RRT-Connect算法在路径规划中存在的路径冗长、转折较多和区域通过性欠缺问题，提出了一种新的改进RRT-Connect算法（TRRT-Connect）。首先，采用改进RRT算法搜索并添加一个中间根节点，实现同时扩展四棵随机树，加快算法收敛速度。并且在随机点的选取上使用目标偏置策略，在新节点的生成上叠加引力场，同时融合贪婪搜索策略。结合新的动态步长调节方法，通过识别扫描区域内障碍物的个数动态选择合适的步长。其次，对生成的初始路径使用双向剪枝优化方法，加快剪枝效率，剔除路径上的冗余节点。最后，对路径转折处进行光滑处理，减少路径转折。在三种不同环境地图中进行仿真对比实验，结果表明：TRRT-Connect算法与标准RRT-Connect算法相比较，在路径长度、迭代次数和节点数上有较大改善，在密集障碍物区域的通过性较好，路径更加光滑且无转折，实验结果证明了该算法的有效性。同时将TRRT-Connect算法应用于现场实例仿真中，使得移动机器人的运输路径长度相较于传统固定路径降低了15.4%，且路径光滑，进一步验证了该算法的实用性。

关键词： RRT-Connect算法动态步长调节双向剪枝优化路径规划

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临界状态土的物理标度律

岩土工程学报 2024年

作者：费建波唐昊介玉新陈湘生极端环境岩土和隧道工程智能建养全国重点实验室(深圳大学) 滨海城市韧性基础设施教育部重点实验室(深圳大学) 深圳大学土木与交通工程学院清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室清华大学水利部水圈科学重点实验室清华大学水利水电工程系

土的临界状态理论描述了土有效应力、抗剪强度与土密实度之间的对应关系，大量土力学试验还揭示了土体强度与加载速率存在相关性。考虑到颗粒物质是自然土体的实际载体，本文从颗粒物理本源出发，将流态颗粒惯性数I发展为考虑砂土密实... 详细信息

土的临界状态理论描述了土有效应力、抗剪强度与土密实度之间的对应关系，大量土力学试验还揭示了土体强度与加载速率存在相关性。考虑到颗粒物质是自然土体的实际载体，本文从颗粒物理本源出发，将流态颗粒惯性数I发展为考虑砂土密实程度（即初始颗粒体积分数φ0）的准静态颗粒物理惯性数Q=φ0(ln(I)+α)。以砂土的经典三轴试验数据为基础，探究了处于临界状态土的颗粒物理标度律，发现颗粒的摩擦系数μ跟准静态颗粒惯性数Q之间满足简单的μ=ξQ线性关系。新建立的简单物理标度律能够统一刻画处于临界状态砂土的密实状态、剪切速率、围压和粒径等因素与土内摩擦角间复杂的经验关系。为描述受剪颗粒准静态变形的体变规律，本文还探索了临界状态下土颗粒体积分数与准静态颗粒物理惯性数间的相关性。为完善三向应力状态的刻画，增加引入一个新的无量纲量“中主应力数”对标度律进行拓展，可揭示中主应力对临界状态砂土摩擦特性的影响。

关键词：颗粒临界状态标度律剑桥模型砂土

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机床上下料系统的数字化孪生设计与仿真

机械设计与研究 2024年第2期40卷 7-14页

作者：陈志澜唐昊阳上海海洋大学工程学院上海201306 上海建桥学院机电学院上海201306

针对传统机床人工上下料生产效率低下和自动化生产线现场搭建存在的重复调试问题,对机床上下料系统进行数字化孪生设计与仿真研究,提出一种虚拟调试方法,在完成机床上下料系统整体设计的同时,实现系统的控制仿真。使用Process Simulate... 详细信息

针对传统机床人工上下料生产效率低下和自动化生产线现场搭建存在的重复调试问题,对机床上下料系统进行数字化孪生设计与仿真研究,提出一种虚拟调试方法,在完成机床上下料系统整体设计的同时,实现系统的控制仿真。使用Process Simulate平台,在虚拟环境中构建机床上下料系统的三维数字化孪生模型,结合PLC控制系统,通过虚拟调试不断优化系统布局、工作流程、控制程序的控制逻辑和机器人上下料路径,完善机床上下料系统并实现机器人离线编程。对系统进行仿真分析,结果表明:该机床上下料系统的生产效率相比传统人工上下料提高近15%,其数字化孪生设计与仿真研究具有较好的适用性,可以减少现场重复调试的时间、降低调试成本。

关键词：机床上下料数字孪生 Process Simulate 虚拟调试离线编程

非小细胞肺癌免疫治疗疗效的预测生物标志物研究进展

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中国肺癌杂志 2024年第6期 459-465页

作者：孙天生陈彰韦坤辰唐昊海军军医大学第二附属医院呼吸与危重症医学科

肺癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，其中非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）占大多数。免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitors, ICIs）的出现极大地改变了NSCLC的治疗策略，并改善了患者预后，然而现实中只... 详细信息

肺癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，其中非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）占大多数。免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitors, ICIs）的出现极大地改变了NSCLC的治疗策略，并改善了患者预后，然而现实中只有少部分患者能够获得长期受益。因此，确定可靠的预测生物标志物对选择治疗方式至关重要。随着近年来分子生物学、基因组测序技术的发展以及对肿瘤及其宿主免疫微环境的认识不断深入，生物标志物的研究层出不穷。本文围绕NSCLC免疫治疗疗效的预测生物标志物进行综述，以期为精准免疫治疗提供指导。

关键词：肺肿瘤免疫治疗肿瘤突变负荷生物标志物预测

抗加速度双切线弧流道内气泡动力学行为数值与可视化研究

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化工学报 2024年

作者：唐昊胡定华李强张轩畅韩俊杰工信部电子设备热控制重点实验室南京理工大学能源与动力工程学院航空工业西安航空计算技术研究所

机载电子设备的散热系统设计对飞行器的长航时安全运行具有重要意义。设计了抗加速度的双切线弧流道，针对流道内的气泡动力学行为，开展了基于VOF多相流模型的数值分析与基于高速相机的可视化研究。仿真分析表明，相比于直流道，双切... 详细信息

机载电子设备的散热系统设计对飞行器的长航时安全运行具有重要意义。设计了抗加速度的双切线弧流道，针对流道内的气泡动力学行为，开展了基于VOF多相流模型的数值分析与基于高速相机的可视化研究。仿真分析表明，相比于直流道，双切线弧流道中的气泡在流经弯管时，由于离心力的作用，会破裂成小气泡并被甩到远离加热面的位置，使得气液分离。30°的切线弧流道分离能力最弱，但残留在壁面的气泡最少；60°切线弧流道分离能力最强，但壁面处气泡不易流动。对45°切线弧流道进行了可视化实验研究，可视化结果与仿真分析一致。仿真计算表明，当流速为1 m/s时，45°双切线弧流道可以有效抵抗大小为5g的加速度。

关键词：气泡离心分离两相流流体动力学可视化

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非连通空间对象方向关系表达与推理

计算机应用研究 2024年

作者：王淼董星星高继勋方振西唐昊李松中原工学院计算机学院河南工程学院计算机学院哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院河南理工大学计算机科学与技术学院

为了弥补现有的二维空间对象方向关系表达模型大都利用点、最小外包矩形等近似地代替空间对象，距离真实空间对象间方向关系的描述与推理仍存在差距的不足，提出了一种基于Voronoi图的非连通空间对象方向关系表达模型。该模型借助Gestal... 详细信息

为了弥补现有的二维空间对象方向关系表达模型大都利用点、最小外包矩形等近似地代替空间对象，距离真实空间对象间方向关系的描述与推理仍存在差距的不足，提出了一种基于Voronoi图的非连通空间对象方向关系表达模型。该模型借助Gestalt心理学理论，通过提取非连通空间对象的特征点、特征链，构建空间对象间的可视区域，生成方向关系Voronoi图，实现了非连通、含洞的参考对象与目标对象间方向关系的表达，该模型较好地顾及了空间对象形状、大小等因素带来的影响，表达精度更高、适用范围更广。为了提高复杂空间对象方向关系复合推理的精度，基于该模型提出了一个非连通对象间主方向关系复合推理算法，该算法借助Tile-union运算和Pr运算，实现了该模型下基本主方向关系的复合推理，降低推理结果的不确定性。分析和验证的结果表明，提出的非连通空间对象方向关系模型及复合推理算法，提高了表达与推理的精度，完善和提高了对复杂空间对象方位关系的分析与处理能力。

关键词： Voronoi图 Gestalt心理学理论非连通空间对象主方向关系复合推理