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“火灾环境-防护服-人体”CFD传热模拟及皮肤烧伤分布预测

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 1032-1038页

作者：田苗苏云李俊东华大学服装与艺术设计学院功能防护服装研究中心现代服装设计与技术教育部重点实验室上海200051

科学配备消防装备、提升灾害事故现场风险评估能力是减少消防员伤亡事故的重要手段。为深入剖析火灾环境下“热源服装人体”系统的传热机制,提高服装对消防员的职业防护,该文基于燃烧假人系统和计算流体动力学原理,建立了“火灾环境-防... 详细信息

科学配备消防装备、提升灾害事故现场风险评估能力是减少消防员伤亡事故的重要手段。为深入剖析火灾环境下“热源服装人体”系统的传热机制,提高服装对消防员的职业防护,该文基于燃烧假人系统和计算流体动力学原理,建立了“火灾环境-防护服-人体”三维传热模型,定量分析了火场热流密度、热暴露时间、服装厚度和服装表面发射率4个因素对人体表面皮肤烧伤比例和分布的作用机制。模拟计算结果表明:服装因素对烧伤比例的影响与处在火灾中心的着装人体表面传热方式和人体皮肤厚度分布相关;消防服设计方面需优化开口结构设计,以降低颈部、小臂和小腿的烧伤比例。

关键词：职业健康个体防护传热模型皮肤烧伤公共安全

A/O生物接触氧化—人工湿地处理污泥压滤液研究

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A/O生物接触氧化—人工湿地处理污泥压滤液研究

作者：苏云安徽建筑大学

学位级别：硕士

污泥压滤液是污水厂在污泥处理过程中产生的废液,属于低碳氮比、难处理废水,且废水中磷的浓度也较高,需寻求一种处理效果好且运行成本低的工艺。A/O生物接触氧化工艺具有运行成本低、抗冲击负荷能力强、去除污染物效果好等优点,广泛应... 详细信息

污泥压滤液是污水厂在污泥处理过程中产生的废液,属于低碳氮比、难处理废水,且废水中磷的浓度也较高,需寻求一种处理效果好且运行成本低的工艺。A/O生物接触氧化工艺具有运行成本低、抗冲击负荷能力强、去除污染物效果好等优点,广泛应用于废水处理中。人工湿地对污染物的去除机理包括基质吸附、植物吸收同化和微生物作用,部分氮磷的去除依靠湿地基质的吸附作用,故湿地基质的选择至关重要。本试验选用玉米芯、硫铁矿和陶粒作为人工湿地基质,其中硫铁矿中的S2-能提供电子供体进行硫自养反硝化、玉米芯具有释碳性能,同时这些基质对氮磷有一定的吸附作用。以模拟废水启动A/O生物接触氧化反应器,然后将反应器与人工湿地进行耦合,探究A/O生物接触氧化-人工湿地处理污泥压滤液的运行效果。试验过程中采用三维荧光光谱、傅里叶变换红外光谱和高通量测序考察反应器各单元出水荧光组分、污泥中官能团的变化以及微生物群落组成。主要的研究内容及结论如下:（1）分别采用20%HCl溶液、1%NaOH溶液浸泡玉米芯24 h,分别记为酸改性组和碱改性组;简单切割处理记为对照组。通过静态释放碳源试验得出,碱改性组释放碳源能力较强同时释放氮磷等污染物能力较弱。采用三维荧光光谱结合平行因子法解析碱改性玉米芯静态释放试验中所溶出的有机物组分,主要有类蛋白质、类富里酸、类腐殖酸和类黄腐酸,浸出液中主要的溶解性有机物多为还原性物质。（2）采用吸附动力学和等温吸附模型分析湿地基质对氮磷的吸附机理。结果表明,碱改性玉米芯对NO3--N的最大吸附饱和容量为1.55 mg/g,吸附过程符合准一级动力学模型和Freundlich模型;硫铁矿对TP的最大吸附饱和容量为1.53 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型;陶粒对NH4+-N和TP的最大吸附饱和容量分别为0.64 mg/g和0.62 mg/g,吸附过程均符合准二级动力学模型和Freundlich模型。（3）A/O生物接触氧化反应器内接种污水厂活性污泥,采用人工接种挂膜,接种初期采用闷曝方式,连续进水并逐渐增加进水流量至设计流量。30 d后A/O生物接触氧化池内填料表面覆盖了一层颜色较深的生物膜,此时NH4+-N、TN、COD和TP的去除率分别为:88.53%、69.08%、88.62%和47.41%,即挂膜启动成功。随后将A/O生物接触氧化与人工湿地串联,人工湿地可对污染物进行深度处理,探讨组合工艺稳定阶段净化水质效果。结果表明,组合工艺稳定运行阶段对NH4+-N、TN、COD和TP的去除率分别为:98.79%、88.08%、94.51%和84.44%。（4）当组合工艺对污染物的去除呈现出高效稳定时,将模拟废水换成污泥压滤液,开启A/O生物接触氧化-人工湿地处理污泥压滤液研究。进水浓度由低到高逐渐提高负荷,直至系统能够承受污泥压滤液原水负荷。组合工艺对污泥压滤液中NH4+-N、TN、COD、TP的去除效果较好。保持系统处理原液状态下,调节硝化液回流比确认当硝化液回流比设置为200%时最合适,此时组合工艺对于NH4+-N、TN、COD、TP的去除率分别为91.51%、89.12%、97.00%、95.72%。组合工艺在处理污泥压滤液时,系统对氮的去除效果有所下降,但出水仍满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002一级B）相关标准的要求。（5）采用三维荧光光谱结合平行因子法解析各单元出水荧光物质。结果表明,出水中主要含有类络氨酸、类色氨酸和类富里酸,其中类络氨酸和类色氨酸属于类蛋白物质,从进水到最终出水荧光强度逐渐减弱,组合工艺出水中主要以类富里酸为主。通过傅里叶变换红外光谱对A/O生物接触氧化反应器内的污泥进行表征,缺氧池和好氧池污泥中均含有多糖、蛋白质、脂肪族化合物等物质,此外缺氧池污泥中检测出PHA的特征峰。通过归一化处理对比接种污泥中各官能团的吸收峰强度,结果表明多糖或蛋白质中的N-H、O-H,脂类化合物的CH2、CH3,多糖的C-O、PHA分子结构中C=O的都对污染物的去除作出了贡献。（6）通过高通量测序技术,分析A/O生物接触氧化池微生物群落组成。结果表明,门水平下,主要的优势菌门为变形菌门、拟杆菌门、绿弯菌门,此外还发现ε-变形菌门。属水平下,硫曲菌属、脱氯单胞菌属、反硝化菌属、硝化螺旋菌属。这些与脱氮除磷和去除有机物有关的菌门、菌属占比越大,系统对于污染物的去除能力越好。图[30]表[10]参[102]

关键词： A/O生物接触氧化人工湿地污泥压滤液基质吸附脱氮除磷

织物-空气层-皮肤三维结构建模及其传热模拟

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纺织学报 2024年第2期45卷 198-205页

作者：韩烨田苗蒋青昀苏云李俊东华大学服装与艺术设计学院上海200051 东华大学现代服装设计与技术教育部重点实验室上海200051 东华大学高性能纤维及制品教育部重点实验室上海201620

热防护服装是消防员面对火灾环境的重要屏障,为分析织物组织对其热防护能力的影响,构建了消防服外层阻燃织物的三维几何模型,并考虑实际着装状态建立“织物-空气层-皮肤”流固耦合传热模型。根据实验结果验证模型,并选取外界环境、织物... 详细信息

热防护服装是消防员面对火灾环境的重要屏障,为分析织物组织对其热防护能力的影响,构建了消防服外层阻燃织物的三维几何模型,并考虑实际着装状态建立“织物-空气层-皮肤”流固耦合传热模型。根据实验结果验证模型,并选取外界环境、织物组织结构及纱线导热系数进行参数研究,对比织物表面温度分布及真皮层热流密度、温度变化曲线。结果表明,该模型能较好地拟合实验结果,随着热暴露峰值温度的上升及纱线宽度的增大,纱线表面温度、真皮层热流密度、真皮层温度均上升。纱线的导热系数对真皮层温度影响较小。纱线宽度对真皮层温度的影响与热环境相关。有必要针对热暴露环境设计织物结构,在保障热防护性能的同时减小热防护服装质量,降低消防员热应激。

关键词：热传递数值模拟织物组织消防服低热辐射

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A医药经销公司平台化战略转型研究

A医药经销公司平台化战略转型研究

作者：罗梦翎南昌大学

学位级别：硕士

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单舵轮AGV叉车的激光雷达定位与路径跟踪

清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 117-129页

作者：姚铭段金昊邵珠峰苑韶伦苏云州清华大学机械工程系北京100084 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 北京诚益通控制工程科技股份有限公司北京102600

自动引导车(automated guided vehicle,AGV)叉车是工业领域重要的物料运输装备,其定位精度和路径跟踪精度是提高物料运输效率、工厂自动化及智能化水平的重要基础。该文以医药行业室内结构化环境下的单舵轮AGV叉车为对象,利用基于密度... 详细信息

自动引导车(automated guided vehicle,AGV)叉车是工业领域重要的物料运输装备,其定位精度和路径跟踪精度是提高物料运输效率、工厂自动化及智能化水平的重要基础。该文以医药行业室内结构化环境下的单舵轮AGV叉车为对象,利用基于密度的有噪声空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)算法和快速迭代最近点(fast iterative closest point,FICP)算法实现了基于反光柱的激光雷达导航定位,并提出了基于距离的异常点剔除规则,保证定位结果的稳定性及算法的鲁棒性。利用Kalman滤波算法,融合激光雷达、角度传感器和惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)的定位数据,提升了定位精度。对于AGV叉车的路径跟踪问题,建立了比例积分(proportional-integral,PI)控制器,设计了基于三阶Bézier曲线的圆弧路径,并对Bézier曲线的参数进行了优化,避免了曲率突变,提高了路径跟踪精度。实验结果表明,基于DBSCAN和FICP算法的激光雷达定位算法能够实现±3 mm的定位精度,实现了AGV叉车的准确定位;基于Bézier曲线改进后的圆弧路径跟踪误差降低了72%,直线和圆弧路径动态跟踪精度控制在25 mm以内,工作站点的重复定位精度达±12 mm,达到了预期设计要求。

关键词：自动引导车(AGV)叉车激光雷达定位路径跟踪比例积分(PI)控制 Bézier曲线

两类变密度非线性粘弹性方程能量的一般衰减结果

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两类变密度非线性粘弹性方程能量的一般衰减结果

作者：董飞翎曲阜师范大学

学位级别：硕士

粘弹性方程源于对材料粘性特性随时间变化的考虑,在偏微分方程中具有实际的物理背景和重要的数学模型.不同条件下的粘弹性材料有不同类型的粘弹现象,包括蠕变,应力松弛,滞后现象以及力学损耗.对粘弹性方程能量衰减的研究,有利于我们深... 详细信息

粘弹性方程源于对材料粘性特性随时间变化的考虑,在偏微分方程中具有实际的物理背景和重要的数学模型.不同条件下的粘弹性材料有不同类型的粘弹现象,包括蠕变,应力松弛,滞后现象以及力学损耗.对粘弹性方程能量衰减的研究,有利于我们深刻了解高分子材料与合金材料的应力,更好设计和使用材料与器件.本文分别讨论了两类变密度非线性粘弹性方程的初边值问题,得到方程解的一般衰减速率.具体内容共分为以下四个章节:第一章介绍变密度粘弹性方程的研究背景和发展现状,概括本文的主要工作.第二章研究有限记忆性的变密度非线性粘弹性方程的初边值问题其中Ω是Rn(n≥1)上具有光滑边界(?)Ω的有界区域,ρ为正常数,γ≥0.在假设条件中,g'(t)+ζ(t)H(g(t))≤0,(?)t≥0,及|f(u)-f(u)| ≤ c0(1+|u|p+|u|p)|u—v|,u,v∈R.在记忆核与非线性项的适当假设条件下,通过引入合适的能量泛函和辅助泛函,建立了上述初值问题的一般衰减结果.本部分的创新与推广:(1)相比文献[3]中线性变密度粘弹性方程与文献[16]中具体的非线性变密度粘弹性方程,方程具有时间记忆、可变密度和外力项,研究的方程更有一般性;(2)辅助泛函导数的放缩上具有一定的创新之处.第三章研究无限记忆性的变密度非线性粘弹性方程的初边值问题其中Ω是Rn(n≥1)上具有光滑边界(?)Ω的有界区域,ρ为正常数,γ≥0.在松弛函数g满足g'(s)≤-σg(s)或∫∞0g(s)/G-1(-g'(s))ds+(?)g(s)/G-1(-g'(s))<+∞,其中G(0)=G'(0)=0,(?)G'(t)=+∞及|f(u)-f(u)|≤c0(1+|u|p+|u|p)|u-u,u,u∈R的条件下,先通过引入新变量简化方程,再采用乘子技术与微分不等式构造出一个简单的等价辅助泛函.通过对等价泛函性质的研究,得到上述初边值问题能量的衰减速率估计.本章中对于松弛函数g的假设条件比文献[12]中的假设条件更弱,改进了之前所得文献[12]中的结果.第四章对本文的研究内容进行总结并提出了未来可以进一步研究的问题.

关键词：粘弹性方程一般衰减记忆核能量方法

淫羊藿素通过延缓骨髓间充质干细胞衰老治疗骨质疏松症的作用机制研究

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淫羊藿素通过延缓骨髓间充质干细胞衰老治疗骨质疏松症的作用机制...

作者：袁顺翎中国人民解放军海军军医大学

学位级别：硕士

【研究目的】骨质疏松症（Osteoporosis,OP）是一种常见的骨退行性病变,主要表现为骨微观结构发生改变,骨量和骨强度下降。临床上,年龄、性别、体重、身高、既往骨折史、吸烟行为、激素水平异常以及特定药物的使用等,都被视为OP发病的... 详细信息

【研究目的】骨质疏松症（Osteoporosis,OP）是一种常见的骨退行性病变,主要表现为骨微观结构发生改变,骨量和骨强度下降。临床上,年龄、性别、体重、身高、既往骨折史、吸烟行为、激素水平异常以及特定药物的使用等,都被视为OP发病的关键影响因素。随着我国快速步入老龄化社会,OP的发病率呈现出急剧上升的趋势,OP已成为亟待解决的公共健康问题,针对这一问题的深入研究,以及有效预防和治疗策略的开发,对于提高公众健康水平、减轻社会负担具有深远的意义。骨髓间充质干细胞（Bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSCs）具有多向分化潜能,是骨髓中成骨细胞和脂肪细胞的前体干细胞。当BMSCs衰老时,会出现骨脂分化失衡,骨形成减少而骨髓脂肪增多,最终引发骨质疏松。因此,延缓BMSCs衰老是促进骨髓间充质干细胞成骨,防止骨骼退变的关键环节。淫羊藿素（Icaritin,ICT）是中药淫羊藿（Epimedium brevicornu Maxim）的主要活性成分,具有治疗卵巢摘除术（Ovariectomy,OVX）后大鼠骨质疏松的作用,但具体机制尚不明确。本研究以小鼠BMSCs为研究对象,综合采用体内外实验等多种研究方法,深入探讨了ICT在抗线粒体氧化应激、延缓BMSCs衰老方面的作用,以期揭示其治疗OP的潜在机制。通过这一研究,我们期望为ICT在OP治疗中的应用提供更为坚实的理论基础,并推动相关临床实践的进步。【研究方法】（1）构建去卵巢小鼠骨质疏松模型探讨ICT的骨保护作用构建去卵巢小鼠骨质疏松模型,分为以下处理组:假手术组（Sham）、卵巢切除术组（OVX）、OVX+β-雌二醇组（0.1 mg/kg）、OVX+ICT组（30、60、120 mg/kg）。通过Micro-CT扫描检测各项骨参数;苏木精-伊红（Hematoxylin-eosin staining,HE）染色检测骨小梁的变化;骨钙素（Osteocalcin,OCN）及脂肪酸结合蛋白4（Fatty acid-binding protein 4,FABP4）免疫组织化学染色探究骨组织中成骨细胞（Osteoblast,OB）及脂肪细胞的表达变化;钙黄绿素双标实验检测骨小梁、骨外膜和骨内膜上骨形成率（Bone formation rate,BFR）和矿物沉积率（Mineral apposition rate,MAR）。（2）基于转录组测序探究ICT调控间充质干细胞分化方向的分子机制设置3个实验组Sham组、OVX组和OVX+ICT（120 mg/kg）组,构建去卵巢小鼠模型后,流式分选收集小鼠BMSCs,进行转录组测序,筛选出3组样本显著差异表达的基因,使用DESeq2鉴别差异基因;并利用PCA package和ClusterProfiler等生信工具对差异基因进行主成分分析、聚类分析、GO分析、KEGG通路注释以及GSEA分析。（3）ICT改善线粒体氧化应激的作用采用H2O2诱导BMSCs发生氧化应激衰老。H2O2刺激BMSCs 2小时后,在培养体系中加入1μM ICT继续培养72小时,利用qRT-PCR检测线粒体氧化应激相关基因的表达情况;以DCFH-DA和JC-1荧光探针测定ROS水平和线粒体膜电位;Calcein AM荧光探针测定细胞内线粒体通透性转换孔开放程度的变化;通过激光共聚焦技术和透射电镜技术考察线粒体形态结构的变化。（4）采用H2O2诱导BMSCs衰老模型评价ICT的体外延缓衰老作用构建H2O2诱导BMSCs氧化应激衰老模型,使用1μM ICT处理H2O2诱导衰老的BMSCs后,利用集落形成实验评价BMSCs增殖能力;茜素红染色和碱性磷酸酶染色染色考察BMSCs成骨分化潜力,油红O染色考察BMSCs成脂分化潜力;qRT-PCR检测衰老以及成骨、成脂分化相关基因的表达情况;通过蛋白免疫印迹技术阐明ICT对BMSCs衰老相关关键信号通路和转录因子表达的影响。（5）ICT对自然衰老骨质疏松的治疗作用取8周和18月C57BL/6雄鼠,设置4个实验组:年轻小鼠对照组（Young组）、年轻小鼠给药组（Young+ICT组）、老年小鼠对照组（Aging组）、老年小鼠给药组（Aging+ICT组）,ICT剂量设置为120 mg/kg。考察ICT对自然衰老骨质疏松的改善作用。采用SA-β-gal染色考察ICT对自然衰老小鼠肾脏SA-β-gal的影响;Micro-CT扫描,测量各项骨微观参数;HE染色检测骨小梁结构;OCN及FABP4免疫组织化学染色探究骨组织中OB及脂肪细胞在骨组织中的变化。取8周和18月C57BL/6雄鼠原代BMSCs体外培养后,茜素红S染色和碱性磷酸酶染色考察I

关键词：淫羊藿素骨髓间充质干细胞衰老线粒体氧化应激分化

第一性原理计算研究γ'-Co3(V,M)(M=Ti,Ta)相的结构稳定性、力学和热力学性质

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物理学报 2024年第8期73卷 261-272页

作者：袁文翎姚碧霞李喜胡顺波任伟上海大学材料基因组工程研究院上海200444 上海大学高品质特殊钢冶金与制备国家实验室上海200444 上海交通大学上海市先进高温材料及精密成形重点实验室上海200240 上海大学文化遗产保护基础科学研究院上海200444 上海大学物理系量子与分子结构国际中心上海200444

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法并结合准谐德拜模型,对Co基高温合金中γ'-Co_(3)(V,M)(M=Ti,Ta)相的结构稳定性、热力学性质以及有限温度下的力学性质进行了系统的研究和讨论.结果表明,γ'-Co_(3)(V,M)相能以L12结构稳... 详细信息

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法并结合准谐德拜模型,对Co基高温合金中γ'-Co_(3)(V,M)(M=Ti,Ta)相的结构稳定性、热力学性质以及有限温度下的力学性质进行了系统的研究和讨论.结果表明,γ'-Co_(3)(V,M)相能以L12结构稳定存在,其具有良好的抵抗变形的能力.γ'-Co_(3)(V,Ti)相的热力学性能对温度的敏感性要大于γ'-Co_(3)(V,Ta)相,且γ'-Co_(3)(V,M)相具有高温稳定性.在有限温度下,随着温度的升高,γ'-Co_(3)(V,M)相由塑性材料向脆性材料过渡转变,而且,除了硬度性能有所提升外,γ'-Co_(3)(V,MM=Ti,Ta)相的力学性能均呈下降趋势.

关键词：高温合金第一性原理结构稳定性热力学性质

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“饰论一体”:西方辞格论辩观源流考

当代修辞学 2024年第5期 19-31页

作者：袁影方忆翎苏州大学外国语学院江苏苏州215006

修辞格的认知功能、解构功能等当代研究令人瞩目,但与之密切相关而渊源更为深厚的论辩功能却尚未引起关注。本文依据大量原始经典对西方辞格论辩观进行系统溯源,从古希腊、古罗马、中世纪、文艺复兴、启蒙各大时期的修辞学要著中,考辨... 详细信息

修辞格的认知功能、解构功能等当代研究令人瞩目,但与之密切相关而渊源更为深厚的论辩功能却尚未引起关注。本文依据大量原始经典对西方辞格论辩观进行系统溯源,从古希腊、古罗马、中世纪、文艺复兴、启蒙各大时期的修辞学要著中,考辨出隐喻、提喻、转喻等转义辞格与反复、对照、修辞问句等非转义辞格的诸多论辩功能:逻辑诉求、人格诉求、情感诉求、在场/凸显、丰裕等。本文着重揭示西方古典时期辞格论辩观中所蕴含的“饰”即“论”或“饰论一体”“饰论不二”的精辟思想。

关键词：修饰论辩辞格论辩功能西方修辞学