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基于MATLAB的实时混合试验平台开发及验证

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基于MATLAB的实时混合试验平台开发及验证

作者：胡世宇广州大学

学位级别：硕士

实时混合实验方法被视为是在拟动力试验基础上演化而来的一种新型动力实验方法,其将主体结构中力学性能相对比较单一且易于描述的部分作为数值子结构,力学性能较复杂或者非线性较强的部分作为试验子结构。数值子结构与实验子结构需要实... 详细信息

实时混合实验方法被视为是在拟动力试验基础上演化而来的一种新型动力实验方法,其将主体结构中力学性能相对比较单一且易于描述的部分作为数值子结构,力学性能较复杂或者非线性较强的部分作为试验子结构。数值子结构与实验子结构需要实时交换和传输两部分之间的力和位移等边界条件,因此实时混合试验对所采用的软硬件都必须要有比较高的要求,然而当前基于实时混合实验系统中开发的运动控制平台大多缺乏用户友好的图形界面,缺乏可视化功能,不利于实时混合实验的流程整合。本文为了整合实时混合试验中的数值子结构的建模计算、运动控制、作动器或振动台控制系统以及用户端可视化界面的开发,以MATLAB开发环境为基础,结合MATLAB提供的可视化用户界面开发环境(Guide)的图形化界面和Simulink仿真模拟功能,开发设计了一套基于直线电机驱动小型电振动台的实时混合试验系统,具体的研究工作内容如下:(1)基于MATLAB环境的实时混合试验软件开发。为满足实时混合实验系统的功能要求,开发软件将实时混合实验中的建模计算、振动台运动控制以及可视化界面整合在一起,采用了面向对象的编程方法以及MVC(Model-View-Control)为基准的软件开发架构。软件可以实现对仿真数据的读取与可视化,能够方便用户对实时混合实验系统的整个流程进行有效控制。(2)系统分析了基于直线电机驱动的小型振动台实时混合实验系统开发原理及实现步骤,并利用所开发的实时混合试验平台,实现了对以直线电机驱动的小型电振动台运动控制系统,可以完成实时混合系统从连接、使能、回零、开始到结束等九个状态的操作。(3)以顶部带电涡流TMD的七层钢框架为实例,对采用电涡流获得相关指定阻尼比的实现方法进行了分析,同时采用Newmark-法,利用Simulink开发环境对此顶部安装有电涡流TMD系统的七层钢框架结构进行数值建模,并分析其底部在三类地震波激励下的地震响应分析,对比了有控无控作用下的地震响应分析结果。(4)为了验证本文中设计的实时混合实验系统的有效性,将电涡流TMD模型作为试验子结构、下部七层钢框架作为数值子结构,开展了其在地震激励作用下的实时混合实验。以El-centro波、Northridge波以及Taft地震波作为其底部地震波激励输入,并于采用纯数值模拟得到的钢框架顶部地震响应结果及TMD产生的控制反力,进行了对比分析。综合试验数据表明,实时混合实验与数值模拟得到的控制效率较为接近,顶部响应时程曲线都基本吻合,验证了本文所开发的实时混合实验系统,对于带被动控制TMD系统的主体结构的地震响应分析评估的有效性。

关键词：实时混合试验面向对象编程 MATLAB 数值模拟振动台试验 TMD

下调GSK3β通过抑制ITPR1-GRP75-VDAC1复合体功能减轻衰老肾小管上皮细胞缺氧/复氧损伤

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器官移植 2024年第3期15卷 406-414页

作者：倪海强顾世琦彭宣宫念樵华中科技大学同济医学院附属同济医院器官移植研究所器官移植教育部重点实验室国家卫生健康委员会器官移植重点实验室中国医学科学院器官移植重点实验室武汉430030

目的探讨糖原合成酶激酶3β(GSK3β)对衰老小鼠原代肾小管上皮细胞(RTEC)缺氧/复氧(H/R)损伤的影响及其调控机制。方法将RTEC分成为Young组即正常生长的年轻RTEC、Old组即使用Etoposide诱导的衰老RTEC、Old+Ad-shNC+H/R组即使用Etoposid... 详细信息

目的探讨糖原合成酶激酶3β(GSK3β)对衰老小鼠原代肾小管上皮细胞(RTEC)缺氧/复氧(H/R)损伤的影响及其调控机制。方法将RTEC分成为Young组即正常生长的年轻RTEC、Old组即使用Etoposide诱导的衰老RTEC、Old+Ad-shNC+H/R组即使用Etoposide诱导衰老再转染腺病毒阴性对照(AdshNC)后进行H/R处理,Old+Ad-shGSK3β+H/R组即使用Etoposide诱导衰老后再转染靶向沉默GSK3β的短发夹RNA腺病毒(Ad-shGSK3β)后进行H/R处理。采用流式细胞术检测各组细胞凋亡水平和线粒体活性氧水平,采用免疫荧光染色法检测各组钙离子水平,采用蛋白质印迹法检测各组GSK3β、线粒体相关的内质网膜(MAM)相关蛋白肌醇1,4,5-三磷酸受体1(ITPR1)、电压依赖性阴离子通道1(VDAC1)、葡萄糖调节蛋白75(GRP75)表达及磷酸化水平,采用免疫共沉淀分析GSK3β与MAM相关蛋白的相互作用。结果与Young组比较,Old组细胞凋亡水平、线粒体活性氧水平及线粒体钙离子水平均较高;与Old组比较,Old+AdshNC+H/R组细胞凋亡水平、线粒体活性氧水平及线粒体钙离子水平均较高;与Old+Ad-shNC+H/R组比较,Old+Ad-shGSK3β+H/R组细胞凋亡水平、线粒体活性氧水平及线粒体钙离子水平均较低,差异均有统计学意义(均为P<0.05)。与Young组比较,Old组ITPR1、GRP75和GSK3β总蛋白表达增多,ITPR1和GRP75磷酸化水平升高,而VDAC1总蛋白和磷酸化水平均下降;与Old组比较,Old+Ad-shNC+H/R组GSK3β蛋白表达不变,ITPR1和GRP75总蛋白和磷酸化水平升高,VDAC1总蛋白表达不变,磷酸化水平增高;与Old+AdshNC+H/R组比较,Old+Ad-shGSK3β+H/R组GSK3β蛋白表达减少,ITPR1、GRP75和VDAC1总蛋白表达不变,磷酸化水平均下降。免疫共沉淀结果显示,GSK3β能够与ITPR1、GRP75和VDAC1蛋白发生相互作用。结论GSK3β在衰老RTEC中表达升高,抑制GSK3β表达能够降低ITPR1-GRP75-VDAC1复合体磷酸化水平,限制线粒体钙离子超负荷,保护线粒体功能,减少再灌注时细胞损伤。

关键词：糖原合成酶激酶3β 肾移植中老年供者缺血-再灌注损伤线粒体损伤衰老线粒体相关的内质网膜钙超载凋亡

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基于小区域地表感知横纵波时差的页岩压裂定位方法研究

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分析试验室 2024年第5期43卷 719-725页

作者：田新琦魏冰郝晓敏胡照乾中石化石油工程地球物理有限公司北京100024 中石化石油工程地球物理有限公司科技研发中心南京211100

针对页岩油勘探中传统的压裂定位方法存在定位模型复杂、精度低以及技术成本高等不足,提出了基于小区域地表感知横纵波时差的页岩压裂定位模型及其算法。首先,采用变分模态分解的信号处理技术分解微地震波低频响应,可提高原始压裂响应... 详细信息

针对页岩油勘探中传统的压裂定位方法存在定位模型复杂、精度低以及技术成本高等不足,提出了基于小区域地表感知横纵波时差的页岩压裂定位模型及其算法。首先,采用变分模态分解的信号处理技术分解微地震波低频响应,可提高原始压裂响应的信噪比。其次,将长短时窗算法(STA/LTA)与赤池信息准则(AIC)算法相结合,有效地识别分解信号的起跳点,从而完成横纵波之间的时差拾取。最后,建立了横纵波时差与压裂源坐标、小区域地表检波器坐标之间定位数学模型,通过最小二乘法,实现基于多个定位数学模型的压裂源坐标计算,其坐标值均值可有效提高定位计算精度。

关键词：页岩压裂定位信号分解时差拾取小区域地表

尸体肝移植受体两种伦理审查形式之伦理问题探讨

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医学与哲学 2024年第7期45卷 42-46页

作者：牛世琦邓蕊山西医科大学人文社会科学学院山西太原030001

结合尸体肝移植受体会议审查和通讯审查两种审查形式的基本流程,通过对在两种审查形式实践过程中发现的案例进行陈述、分析,发现两种形式分别存在知情同意的“缺位”、公正性的“离场”两个主要伦理问题,并尝试提出可行性建议,包括知情... 详细信息

结合尸体肝移植受体会议审查和通讯审查两种审查形式的基本流程,通过对在两种审查形式实践过程中发现的案例进行陈述、分析,发现两种形式分别存在知情同意的“缺位”、公正性的“离场”两个主要伦理问题,并尝试提出可行性建议,包括知情同意相关情况需重点汇报、邀请伦理专家直接参与知情同意过程、通讯审查变快为“慢”,以期进一步推动完善尸体肝移植伦理审查相关工作,使其能够更好地实现保障受体权益的目标。

关键词：尸体肝移植受体伦理审查知情同意公正性

基于电化学-热-力耦合模型的锂离子电池热失控研究

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安全与环境学报 2024年第2期24卷 551-559页

作者：张赛汪振毅胡世旺昆明理工大学机电工程学院昆明650500

为提升锂离子电池的安全性能,减少由热失控导致的安全事故,分析电池温升的原因并有效降低其温度,依据电化学反应中浓度、电势与热模型中温度的相互影响关系,建立电化学-热-力耦合模型。通过模拟单电池和电池组温度分布的实时情况,分析... 详细信息

为提升锂离子电池的安全性能,减少由热失控导致的安全事故,分析电池温升的原因并有效降低其温度,依据电化学反应中浓度、电势与热模型中温度的相互影响关系,建立电化学-热-力耦合模型。通过模拟单电池和电池组温度分布的实时情况,分析单电池温度不均匀分布和电池组温度正态分布情况的原因,探讨换热面积和流通量对散热量的影响,研究电池组中单体电池的位置分布及不同传热介质的散热情况。研究结果显示:低温和相对高温环境下,欧姆热、极化热及电化学反应热产热占比不同,但产热最高温度未达到电极材料与电解液分解反应的临界温度420 K;高温环境下,电池温度持续升高接近临界温度,出现热失控趋势,对流换热系数对电池影响较大。电池组间隙为10 mm和20 mm时,整体温度比间隙为0时分别降低了1.1%和1.8%;与无间隙电池组相比,以铜板和铝板为传热介质的电池组温度分别降低了2.0%和1.6%。

关键词：安全工程电化学-热-力耦合间隙电池组对流换热系数热失控

嵌入全球价值链对地区就业的影响——基于中国城市层面的经验研究

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浙江社会科学 2024年第2期 91-107,158,159页

作者：胡世前林明泽刘瑶东北财经大学公共管理学院东北财经大学国际经济贸易学院大连116000

科学评估嵌入全球价值链对地区就业的影响有助于实现区域就业协调发展。本文通过构建城市全球价值链参与度和城市全球价值链参与位置两个测度指标,从城市层面实证检验了嵌入全球价值链的地区就业效应。研究发现:城市全球价值链参与度的... 详细信息

科学评估嵌入全球价值链对地区就业的影响有助于实现区域就业协调发展。本文通过构建城市全球价值链参与度和城市全球价值链参与位置两个测度指标,从城市层面实证检验了嵌入全球价值链的地区就业效应。研究发现:城市全球价值链参与度的提高并未起到促进就业的作用,而城市全球价值链参与位置的提升显著促进了就业,该结论通过了内生性检验和稳健性检验;城市嵌入全球价值链对就业的影响因城市所在区域、城市资源类型的不同而存在差异;就业增长率动态演进的结果表明,全球价值链参与位置对中西部地区城市就业的影响随时间增长呈现先抑制后促进再抑制的动态演进过程,而对东部地区城市就业的促进作用较为稳定。最后,本文发现城市全球价值链参与位置对就业存在非线性影响。

关键词：城市就业全球价值链参与度全球价值链参与位置

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船用智能设备与系统的发展现状与展望

机械工程学报 2024年

作者：马勇胡祖硕王雯琦常兴山严新平水路交通控制全国重点实验室(武汉) 武汉理工大学航运学院武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉理工大学交通与物流工程学院武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心

船用智能设备与系统指安装在船舶上的各种智能装置，以及这些装置之间相互连接和协同工作的整体系统，用于提高船舶的操作、运行和管理效率，增强安全性，降低能耗，提升效率。这些系统覆盖了智能航行、智能能效、智能机舱、智能运维、... 详细信息

船用智能设备与系统指安装在船舶上的各种智能装置，以及这些装置之间相互连接和协同工作的整体系统，用于提高船舶的操作、运行和管理效率，增强安全性，降低能耗，提升效率。这些系统覆盖了智能航行、智能能效、智能机舱、智能运维、智能集成平台以及岸基航运系统等多个方面，不仅关注单一装置的智能化，也强调整体系统的协同和优化。当前，国内外对此类设备的研发及应用已取得一定成就，但同时也面临技术、协调和环保等多方面的挑战。未来，随着信息技术和物联网技术的进一步发展，预计船用智能设备与系统将更加普及，其研究将更加深入，特别是在自动化和远程控制技术方面，有望实现更大的突破，为航运业的安全性和环境友好性提供更强大的支撑。

关键词：船用智能设备与系统智能航行智能机舱智能能效智能运维智能集成平台岸基航运系统及设备

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多孔介质两相流动分形质-热弥散系数模型

排灌机械工程学报 2024年第6期42卷 576-582,590页

作者：胡世旺张赛汪振毅王宪军昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 华能澜沧江水电股份有限公司集控中心云南昆明650214

利用分形理论描述了多孔介质微观孔喉结构,研究了两相流体在孔道空间内的占比情况,考虑了流体经过孔喉结构处流动状态发生改变产生二次流引起的局部水头损失,结合两相流体的沿途储热能力的差异,推导出孔道中同时存在两种相态流体的速度... 详细信息

利用分形理论描述了多孔介质微观孔喉结构,研究了两相流体在孔道空间内的占比情况,考虑了流体经过孔喉结构处流动状态发生改变产生二次流引起的局部水头损失,结合两相流体的沿途储热能力的差异,推导出孔道中同时存在两种相态流体的速度弥散效应和热弥散系数表达式.研究结果表明:饱和度小于0.1或大于0.9时,非湿润相流体速度弥散和热弥散系数变化受饱和度的影响较小,只与微观孔喉结构有关.当孔喉比为1时,局部水头损失为0,不存在速度弥散效应和热弥散效应;孔喉比大小在1~200时,速度弥散效应和热弥散效应随饱和度、孔喉比和流体物性参数的改变而改变;孔喉比大于200时,速度弥散效应变化不明显,对热弥散系数的影响不再显著,与饱和多孔介质孔喉比为150时速度弥散效应不再显著的结论不一致.壁面温度一定,当孔喉比大于2时,孔喉间隙近壁处的二次流停滞导致加热时间增加,孔喉结构间隙之间的流体温度与孔道壁面的温度近似相等,速度弥散和热弥散效应不受温度影响.

关键词：两相流动热弥散速度弥散孔喉结构

企业收益最大化下大江大河水环境治理项目组合鲁棒优化模型——以长江大保护为例

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中国管理科学 2024年第6期32卷 323-334页

作者：丰景春颜雅琦张可胡岱松河海大学商学院江苏南京211100 河海大学项目管理研究所江苏南京211100 江苏省“世界水谷”与水生态文明协同创新中心江苏南京211100

随着国家生态文明建设、长江大保护等国家战略的提出,大江大河水环境治理的重要性与日俱增。大江大河水环境治理项目组合是实现生态效益、国家战略目标和企业战略目标的重要手段。与一般水环境治理不同,大江大河水环境治理项目组合的影... 详细信息

随着国家生态文明建设、长江大保护等国家战略的提出,大江大河水环境治理的重要性与日俱增。大江大河水环境治理项目组合是实现生态效益、国家战略目标和企业战略目标的重要手段。与一般水环境治理不同,大江大河水环境治理项目组合的影响因素更多、更复杂,影响面更广,其生态效用和社会效益更加显著,项目组合实施所面临的不确定性干扰程度也越大。因此,如何在保证生态效益、实现国家战略的前提下,提高治理企业经济收益的稳健性是一个亟待解决的问题。在界定大江大河水环境治理项目组合鲁棒优化问题的基础上,根据大江大河水环境治理项目组合的特点,分析了大江大河水环境治理项目组合特点以及鲁棒性内涵、特征。其次,为了提升不确定环境下项目组合经济收益的稳健性,研究并构建了大江大河水环境治理项目组合鲁棒优化模型。最后,结合长江大保护JS一期项目,开展了案例分析,给出了对策建议,提出了管理启示。研究结果表明,该鲁棒优化模型能够在确保生态效用的同时,提高企业经济收益的稳健性,弥补了传统项目组合鲁棒优化模型注重考虑经济效益、较少考虑生态效用的不足。同时,管理者可以根据自身的决策偏好,实现模型鲁棒性和解的鲁棒性之间的权衡。本文的研究成果为政府部门和治理企业识别、控制、评估影响大江大河水环境治理项目组合目标的因素提供依据。

关键词：水环境治理项目组合鲁棒优化模型大江大河长江大保护企业经济收益