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面向再制造的泥浆泵动力端曲轴剩余寿命预测及可行性分析

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面向再制造的泥浆泵动力端曲轴剩余寿命预测及可行性分析

作者：曹壮壮长安大学

学位级别：硕士

泥浆泵是石油开采设备的重要组成部分,对整个能源开发与石油工业的发展起着重要的作用。近年来,退役泥浆泵的数量大幅上升,在国家提出“双碳”目标的背景下,通过对其进行再制造,可降低能源消耗,减少环境污染,经济效益潜力巨大。然而,再... 详细信息

泥浆泵是石油开采设备的重要组成部分,对整个能源开发与石油工业的发展起着重要的作用。近年来,退役泥浆泵的数量大幅上升,在国家提出“双碳”目标的背景下,通过对其进行再制造,可降低能源消耗,减少环境污染,经济效益潜力巨大。然而,再制造前对损伤的机械零部件进行剩余寿命评估和可行性分析是判断其是否具有再制造价值的基础,直接影响到再制造的质量和策略。因此,开展面向再制造的泥浆泵动力端曲轴剩余寿命预测及可行性分析研究,具有非常重要的意义。本文以退役泥浆泵动力端曲轴为研究对象,通过动力学仿真、有限元分析及疲劳分析方法,对其开展面向再制造的剩余使用寿命进行研究,在此基础上,采用综合评估方法对其再制造可行性进行评估。主要研究内容如下:首先,建立了泥浆泵动力端的运动学和动力学数学模型,开展动力端关键零部件(曲轴、连杆、活塞、十字头)的运动学和动力学分析,为后续运动学和动力学仿真验证打下基础。其次,分别建立动力端系统的多刚体动力学分析模型和刚柔耦合动力学分析模型,对其进行动力学仿真,提取动力端关键零部件的运动规律和受力数据,并与第二章的理论结果进行对比分析,验证了仿真模型的正确性,刚柔耦合动力学仿真结果为后续曲轴寿命分析提供依据。然后,基于刚柔耦合动力学仿真结果和曲轴模态分析结果,采用虚拟疲劳耐久性分析模块,得到曲轴的应力-时间历程数据,在NCODE软件中对曲轴进行疲劳寿命分析,得到曲轴疲劳寿命,并根据曲轴已服役寿命得到曲轴再制造前剩余使用寿命。最后,基于技术性、经济性和环境性建立退役泥浆泵动力端曲轴再制造可行性评估模型,采用层次分析法确定各评估模型指标的权重,根据现有的再制造可行性评估标准,形成完整的再制造可行性综合评估体系,并对曲轴再制造可行性进行评估分析,结果表明本文研究的退役泥浆泵动力端曲轴具有再制造可行性。

关键词：泥浆泵动力端曲轴刚柔耦合动力学剩余使用寿命再制造可行性评估

基于TGF-β通路相关基因构建胃癌的风险评分预测模型以及临床相关分析

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基于TGF-β通路相关基因构建胃癌的风险评分预测模型以及临床相关...

作者：曹壮壮河南大学

学位级别：硕士

目的:根据国际癌症研究机构(IARC)最新统计报道,胃癌仍是世界五大癌症之一,对人类的健康构成了极大的威胁。目前有关于转化生长因子β(TGF-β)通路的机制研究中,大量的研究结果表明TGF-β通路在多种恶性肿瘤中起着关键作用。但是,关于T... 详细信息

目的:根据国际癌症研究机构(IARC)最新统计报道,胃癌仍是世界五大癌症之一,对人类的健康构成了极大的威胁。目前有关于转化生长因子β(TGF-β)通路的机制研究中,大量的研究结果表明TGF-β通路在多种恶性肿瘤中起着关键作用。但是,关于TGF-β通路在胃癌中的预后和肿瘤微环境特征方面的潜在作用仍需进一步研究。因此我们利用肿瘤基因组图谱公共数据库(TCGA)中胃癌患者基因数据,构建一个基于转化生长因子β通路相关基因的胃癌风险评分预测模型,并以此模型对胃癌的肿瘤微环境进行相关分析。方法:首先,从肿瘤基因组图谱公共数据库(TCGA)中下载胃癌及癌旁正常组织的基因表达数据以及临床数据,同时从多个数据库中和相关文献中总结了目前已被研究发现的TGF-β通路相关基因。利用R语言软件进行对癌组织和癌旁正常组织之间的差异表达基因(DEGs)的筛选提取,然后将DEGs与TGF-β通路相关基因合并,获取差异表达的TGF-β通路相关基因,随后利用基因表达谱数据动态分析(Gene Expression Profiling Interactive Analysis,GEPIA)在线平台分析差异表达的TGF-β通路相关基因与GC预后的相关性。再采用单因素和多因数COX回归分析筛选所得到的与预后显著相关基因,基于所获得预后显著相关基因进行风险评分预测模型的构建,随后通过所构建模型计算风险系数,并将中位数作为截点值,将胃癌样本分为低危险和高危险两组,然后通过进行Kaplan-Meier(K-M)生存分析,比较高低风险组的整体生存率(overall survival,OS)。再通过卡方检验验证预后指数与临床预后的相关性,单因素COX回归分析和多因素COX回归分析相关临床指标,进行验证该风险评分预测模型对胃癌患者是否可作为独立预后因素,评估风险评分预测模型有效性。然后,我们基于此模型所区分出的高低风险组,分析高低风险组之间差异表达基因在肿瘤微环境的作用以及功能富集的结果,进行ESTIMATE评分、免疫细胞浸润等相关功能分析。结果:1.通过TCGA数据库下载GC基因表达数据,经过筛选获得46个差异表达的TGF-β通路相关基因,通过GEPIA在线分析平台验证发现,共有17个基因与GC患者的预后相关,通过单因素、多因素COX分析,发现17个基因中只有COL1A2、GDF7、INHBB、SERPINE1显著相关(p<0.05)。2.基于COL1A2、GDF7、INHBB、SERPINE1建立了风险评分预测模型,预后指数(PI)公式为:预后指数(PI,Prognosis index)=(0.415×COL1A2的表达量)+(0.432×GDF7的表达量)+(0.422×INHBB的表达量)+(0.628×SERPINE1的表达量)。计算出预后指数PI中位值后,共有159名患者纳入高危险组,158名患者纳入低风险组。K-M分析结果表明,高危组患者的预后较差。卡方检验结果表明,预后指数PI与GC患者生存状态、T分期有统计学差异(p<0.05),单因素COX回归分析显示:年龄,临床分期,预后指数、T分期、N分期、M分期均与OS相关。多因素COX回归结果显示:年龄、预后指数、M分期均是GC患者预后的独立影响因素。3.通过对高低风险组的差异表达基因进行免疫细胞浸润分析,结果表明高风险组患者的树突状细胞、巨噬细胞、嗜中性粒细胞细胞浸润程度比较低风险组更高。进行ESTIMATE评分分析,结果示高风险组的基质细胞浸润丰度明显高于低风险组。4.通过检索文献及胃癌治疗相关指南,筛选胃癌治疗常见的化疗药物,进行化疗药物敏感性分析,结果示低风险组比高风险组药物敏感性更高。结论:我们通过公共数据库TCGA中胃癌基因表达数据构建了一个基于COL1A2、GDF7、INHBB、SERPINE1这四个TGF-β通路相关基因风险评分预测模型,该模型可作为评价GC患者预后的独立影响因素。此外,还进行了免疫细胞浸润分析。发现高风险组比低风险组基质细胞浸润丰度更高。以及化疗药物敏感性分析,低风险组比高风险组对于化疗药物敏感性更高,为以后胃癌患者制订个体化方案、针对性治疗提供了一定的方向。

关键词：胃癌转化生长因子β通路生物信息学风险评分预测模型 COX回归分析免疫细胞浸润化疗药物

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小众出版现状及其实现途径研究

小众出版现状及其实现途径研究

作者：曹壮壮华南理工大学

学位级别：硕士

随着社会经济文化的不断发展,人们对精神文化的追求不断进步,注重展现自我、追求个性的文化氛围日益浓厚,消费市场也逐渐向着满足更加多元需求、兼顾小众文化群体的方向拓展。这种趋势也充分体现在了人们的阅读偏好上,受众对于小众出版... 详细信息

随着社会经济文化的不断发展,人们对精神文化的追求不断进步,注重展现自我、追求个性的文化氛围日益浓厚,消费市场也逐渐向着满足更加多元需求、兼顾小众文化群体的方向拓展。这种趋势也充分体现在了人们的阅读偏好上,受众对于小众出版物的需求与日俱增。互联网的普及和数字技术的进步为“长尾理论”中描述的利基市场提供了良好的发展基础,小众出版作为出版行业里的长尾部分也得到了更多的关注,越来越多的出版主体意识到小众出版的市场价值和巨大潜力,开始探索小众出版各具特色的实现途径。本文从小众出版及其相关概念出发,界定了小众出版在本文所讨论的范围。在“长尾理论”的支撑下,尽量详细地讨论和分析了小众出版在所处大环境下的理论依据。将小众出版运作流程中的主体分为作者、出版方、销售商和消费者四个部分进行探讨。结合国内外典型案例归纳整理了当下小众出版的五种主要实现途径:传统出版、自助出版、独立出版、众筹出版和社交出版,并阐述了各个途径对作者、出版方、销售商、消费者和文化传播的价值。小众出版的前景非常可观,但是从总体而言仍然处于探索阶段,目前存在的小众出版途径并不能完全解决现实中的所有问题,如优质内容的缺乏、专业垂直细分水平的不到位、行业一体化运作体系的不健全、现行法律法规的限制以及消费者对内容付费的意识薄弱等。本文也针对这些问题提出了一些对小众出版未来发展的建议:通过竞赛及展会挖掘优秀内容创作者、做好市场细分坚持小众定位、完善法律法规加强行业自律、培养用户为内容付费的习惯等,希望能为出版行业的实践和小众出版日后的研究提供有价值的参考。小众出版的发展任重而道远,仍然需要人们更多的关注与思考。

关键词：小众出版数字化出版长尾理论

多功能陶粒浅层湿地深度处理城镇污水尾水研究

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多功能陶粒浅层湿地深度处理城镇污水尾水研究

作者：曹壮壮温州大学

学位级别：硕士

本文采用多功能陶粒和圆叶节节菜构建了一种新型浅层湿地系统用于处理模拟城镇污水厂尾水,考察了水力停留时间(HRT)、进水氮形态及季节变化对污染物去除特性的影响,研究了氮、磷在湿地处理系统中的去除途径与归趋,探讨了植物种植对浅层... 详细信息

本文采用多功能陶粒和圆叶节节菜构建了一种新型浅层湿地系统用于处理模拟城镇污水厂尾水,考察了水力停留时间(HRT)、进水氮形态及季节变化对污染物去除特性的影响,研究了氮、磷在湿地处理系统中的去除途径与归趋,探讨了植物种植对浅层湿地系统微生物群落结构多样性及功能微生物丰度的影响。主要结论如下:(1)多功能陶粒浅层湿地处理城镇污水尾水的最佳水力停留时间为24h,在此条件下浅层湿地化学需氧量(CODCr)、氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的平均去除率分别为73.85%、90.19%、60.94%、58.53%,相应的去除负荷分别为 2851.74±372.64 mg/(m2·d)、644.19±38.69 mg/(m2·d)、689.56±40.71 mg/(m2·d)和 20.78±2.22 mg/(m2·d)。(2)进水氮形态的变化影响浅层湿地系统的脱氮性能。适当提高进水中NH4+-N的比例有利于浅层湿地系统中TN的去除,当HRT=24 h,水温为30±2℃时,进水中NH4+-N/NO3--N≈2:1时,浅层湿地TN的去除负荷达到最大 864.37±29.37 mg/(m2 d)。(3)浅层湿地系统对CODCr、NH4+-N和TN去除效果季节性差异明显,CODCr去除规律为夏季>秋季>春季>冬季,NH4+-N和TN去除规律为夏季>春季>秋季>冬季,TP的去除效果受季节性影响差异较小。系统年运行效果表明,CODCr、NH4+-N、TP的平均出水浓度满足《地表水环境质量标准》(GB2828-2002)中Ⅳ类水标准。(4)浅层湿地系统圆叶节节菜的种植改善了系统微生物的丰富度和生物多样性,强化了Dechloromonas、Azospira、Flavobacterium等反硝化、除磷功能菌属在系统中的富集。

关键词：浅层湿地多功能陶粒圆叶节节菜尾水深度处理微生物群落

利用EU-Rotate＿N模拟高地下水位下几种重要设施蔬菜的水氮动态

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利用EU-Rotate＿N模拟高地下水位下几种重要设施蔬菜的水氮动态

作者：曹壮壮扬州大学

学位级别：硕士

设施蔬菜生产过程中,农户为了追求高产而过量施肥浇水,导致设施土壤环境恶化现象日趋严重,已成为制约设施蔬菜可持续发展的主要问题。水肥一体化是解决该问题的途径之一,但是目前国内的水肥一体化技术仍主要依赖经验。建立水氮模型是开... 详细信息

设施蔬菜生产过程中,农户为了追求高产而过量施肥浇水,导致设施土壤环境恶化现象日趋严重,已成为制约设施蔬菜可持续发展的主要问题。水肥一体化是解决该问题的途径之一,但是目前国内的水肥一体化技术仍主要依赖经验。建立水氮模型是开展精确肥水管理的基础,目前欧美等农业发达国家和我国北方地区已经建立了一些蔬菜水氮模型,但江苏省部分地区地下水位较高,且设施类型、蔬菜种类和种植方式与国外和北方地区均有显著差别,导致已有模型不能直接应用于江苏省蔬菜生产。为此,本文以欧洲EU-Rotate蔬菜水氮模型为基础,以小白菜、黄瓜、番茄三种重要设施蔬菜为研究对象,设置不同的氮处理,测定设施蔬菜生长发育过程中不同土层水、氮含量,干物质量和产量,调整模型中的相关参数,以实测值与模拟值的拟合度作为判断标准,对其在高地下水位地区条件下的几种重要设施蔬菜土壤水氮动态的模拟能力进行评价。结果如下:在模型中添加水位相关算法并对作物相关参数进行调整后,EU-Rotate对不同深度土壤水分、硝态氮、蔬菜干重和产量的模拟值与实测值吻合程度均较好。设施小白菜试验的土壤含水量Nash-Sutcliffe模型效率系数(NSE)和模型一致性(d)分别0.376-0.785,0.895-0.964;土壤硝态氮含量的 NSE 和 d 值分别为 0.365-0.715,0.803-0.940。设施黄瓜试验的土壤含水量NSE和d值分别为0.360-0.913,0.851-0.980,土壤硝态氮NSE和d值分别为0.412-0.698,0.886-0.938,0.687-0.992。设施番茄试验的土壤含水量NSE和d值分别为0.367-0.749,0.856-0.947,土壤硝态氮NSE和d值范围分别为0.365-0.698,0.869-0.932,而且三种设施蔬菜的干重和产量模拟效果都很好。这些结果表明改进后的EU-Rotate模型可以在江苏省以及其他高地下水位地区应用,为设施小白菜、黄瓜、番茄的水氮管理提供依据。通过比较添加水位相关算法前后模型各项指标的模拟值和实测值,发现高下水位对土壤表层含水量影响不显著,但可显著增加土壤10-30cm的含水量;同时,高地下水位可以增加土壤氮矿化,减少土壤氨挥发,减少氮渗漏,增加30cm 土层中的氮素积累。

关键词： EU-Rotate_N模型小白菜黄瓜番茄高地下水位氮

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基于模糊层次分析的煤气化炉寿命评价体系

化工机械 2022年第3期49卷 379-385,393页

作者：曹壮壮郭晓白璇王禹卓谭蔚汪洋天津大学化工学院

煤气化炉炉体工作环境恶劣,亟需针对炉体内各个零部件以及整体的寿命进行评价。基于模糊层次分析法,综合气化烧嘴、耐火衬里和合成气水激冷系统的寿命影响因素,构建模糊关系矩阵和权向量,通过模糊算子合成获得寿命评估向量,进而对设备... 详细信息

煤气化炉炉体工作环境恶劣,亟需针对炉体内各个零部件以及整体的寿命进行评价。基于模糊层次分析法,综合气化烧嘴、耐火衬里和合成气水激冷系统的寿命影响因素,构建模糊关系矩阵和权向量,通过模糊算子合成获得寿命评估向量,进而对设备寿命进行评价,构建了完整的煤气化炉寿命评价体系。结合工程运行状况分析,该方法可以对设备的运行状态进行有效监测和预判,对安全生产具有工程价值。

关键词：煤气化炉模糊综合分析层次分析寿命评价体系

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反向投影约束的三维重建算法及应用研究

反向投影约束的三维重建算法及应用研究

作者：曹壮北方工业大学

学位级别：硕士

随着计算机视觉技术的飞速发展和社会生产力的快速提升,传统的二维图像信息已经不能满足社会发展的需求。从建筑设计到文化遗产保护,从自动驾驶到地理测绘,各行各业对高精度三维模型的需求在日益增加。因此,通过计算机算法精确、高效地... 详细信息

随着计算机视觉技术的飞速发展和社会生产力的快速提升,传统的二维图像信息已经不能满足社会发展的需求。从建筑设计到文化遗产保护,从自动驾驶到地理测绘,各行各业对高精度三维模型的需求在日益增加。因此,通过计算机算法精确、高效地获取场景的三维模型已经成为了计算机视觉领域的热门话题。但是,基于视觉的三维重建算法存在着重建精度不高、大规模场景下重建效率较低等问题。为解决这些问题,本文对基于反向投影约束的三维重建算法进行了研究与改进,提高了三维重建的准确度与效率。本文的主要工作如下:首先,在特征匹配阶段提出了一种自适应局部仿射的误匹配剔除方法。该方法通过局部仿射变换模型来描述和处理图像中小区域的几何变化,为关键点匹配提供了准确的几何约束。在局部仿射匹配中,算法会根据关键点之间的实际几何关系和匹配的质量,自动调整仿射变换模型的参数,以适应图像之间可能存在的各种扭曲和畸变。并借助图形处理器的并行计算能力提高了误匹配剔除效率。实验表明,该方法可以有效剔除掉错误的特征匹配,为三维重建提供良好的输入数据。其次,在三维重建阶段提出了一种基于反向投影约束的光束法平差算法。将三维空间点到反向投影光线的垂直距离作为反向投影误差,并将该约束添加到重建出的三维空间点上。限制了三维点云的可行域,提高了三维重建的准确性。此外,该算法通过已知的相机位姿求解三维空间点坐标,并将传统的重投影误差约束与反向投影误差约束联合作为优化目标函数。有效减少了优化变量的数量,降低了优化的复杂度。本文在多个室内外三维重建数据集上进行了实验,相较于对比算法,基于反向投影约束的三维重建算法在确保重建效率的基础上提高了重建精度。最后,在实际应用阶段提出了一款交互式三维重建软件。该软件集成了三维重建的关键功能,提供了一个友好的用户界面,使用户能够轻松完成三维重建任务。此外,本文还展示了该软件在文化遗产保护等领域的实际应用案例。

关键词：三维重建误匹配剔除反向投影约束光束法平差

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新媒体时代下新闻广播电台品牌发展策略研究

视听 2018年第12期 11-13页

作者：曹壮壮华南理工大学新闻与传播学院

随着媒介融合转型不断推进,打造品牌、制定品牌发展战略成为媒体破立之中求生存、谋发展的新思路,新闻广播电台也逐渐意识到在生产精品佳作的同时,还需通过品牌发展策略来赢得高收听率和用户忠诚度。

关键词：新闻广播新媒体品牌

基于云图积分法的曲轴疲劳裂纹应力强度因子研究

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机械研究与应用 2022年第6期35卷 9-11,14页

作者：曹壮壮吕文彻康凡军王留涛罗震长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064 陕西法士特齿轮有限公司陕西省齿轮传动重点实验室陕西西安710119 宝鸡石油机械有限责任公司陕西宝鸡721004

以某型整体式压缩机曲轴为研究对象,利用有限元软件建立含半圆形初始裂纹的曲轴有限元模型,采用云图积分法求解曲轴轴颈表面初始疲劳裂纹前缘的应力强度因子,并研究了其变化规律。此外,将云图积分法求得的裂纹尖端和自由边的应力强度因... 详细信息

以某型整体式压缩机曲轴为研究对象,利用有限元软件建立含半圆形初始裂纹的曲轴有限元模型,采用云图积分法求解曲轴轴颈表面初始疲劳裂纹前缘的应力强度因子,并研究了其变化规律。此外,将云图积分法求得的裂纹尖端和自由边的应力强度因子数值解与应力强度因子手册获得的解析解进行了对比。之后,计算了不同裂纹大小对应的裂纹前端处的应力强度因子,讨论其影响规律,最后将应力强度因子与裂纹大小进行了拟合,为研究曲轴的裂纹扩展过程,以及预测其裂纹扩展剩余寿命提供理论依据。

关键词：曲轴应力强度因子云图积分法