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柔性可持续穿戴的肺音信号监测听诊贴系统的设计

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柔性可持续穿戴的肺音信号监测听诊贴系统的设计

作者：黄晨凯常州大学

学位级别：硕士

肺音信号与呼吸系统疾病有着紧密关联,可以作为临床辅助诊断的早期检测的重要指标,现如今呼吸阻抗法、电子计算机断层扫描技术、窥镜检测等技术方法常被使用于呼吸系统疾病的预检测,而使用听诊器听诊的传统检查方法,依旧是如今医护人员... 详细信息

肺音信号与呼吸系统疾病有着紧密关联,可以作为临床辅助诊断的早期检测的重要指标,现如今呼吸阻抗法、电子计算机断层扫描技术、窥镜检测等技术方法常被使用于呼吸系统疾病的预检测,而使用听诊器听诊的传统检查方法,依旧是如今医护人员的主要手段。传统的手持式声学听诊器价格低、实用性强,但是对于医护人员听力要求较高,随着科技的进步发展以及各国学者的探索下,现如今分别出现了有:电子听诊器能保存声音信号,降低了医护人员误听误诊情况的发生概率,但是无法实现长时间的持续穿戴监测的功能;加速度计式可穿戴听诊设备能贴合人体体表,采集生理性机械振动信号;压电薄膜式可穿戴听诊设备采用胸带实现可穿戴效果,但存在长时间穿戴产生摩擦不适感的问题。本文针对当前手持式听诊器在长时间穿戴监测方面的不足,研制了一种具有可延展电路结构、可紧密贴合的柔性肺音无线听诊贴。对听诊贴的前端进音腔室、体表贴合性、可延展电路结构的力学-电学性能以及信号降噪方面展开研究,并设计LabVIEW上位机波形显示界面,实现对肺音数据的可视化与存储。结果表明,该柔性听诊贴的贴合材料可实现贴合体表的功能,并对体表过敏情况进行实验,在持续穿戴6小时下,皮肤无明显排异反应。模拟并实验证明了在拉伸、收缩和弯折三种体表皮肤动态状态下柔性可延展电路的力学-电学性能,其中铜箔层应变在0.3%以内,其力学-电学性能是稳定可靠的。最后对采样的肺音信号使用小波阈值降噪处理,经过处理后的肺音信号与某商业化电子听诊器采集结果对比,本文设备采集的信号信噪比更高,实现了持续动态监测的可穿戴数字化听诊,可以为后续肺部的持续诊疗工作提供一定的研究价值。

关键词：柔性电路数字听诊器可穿戴器件肺音信号小波分析

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装配式H型钢腹板开孔耗能支撑的滞回性能

土木与环境工程学报（中英文） 2023年第1期45卷 186-198页

作者：黄晨凯赵宝成苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215011

装配式H型钢腹板开孔耗能支撑是由腹板开孔H型钢和传力槽钢通过螺栓连接组成的新型耗能支撑,能有效避免支撑构件失稳。为研究这种支撑的耗能能力及破坏机理,对试件进行低周往复加载试验及有限元模拟分析。结果表明:装配式H型钢腹板开孔... 详细信息

装配式H型钢腹板开孔耗能支撑是由腹板开孔H型钢和传力槽钢通过螺栓连接组成的新型耗能支撑,能有效避免支撑构件失稳。为研究这种支撑的耗能能力及破坏机理,对试件进行低周往复加载试验及有限元模拟分析。结果表明:装配式H型钢腹板开孔耗能支撑滞回曲线饱满,耗能能力强,变形能力好。在轴向荷载作用下,试件主要依靠开孔腹板孔间短柱进入塑性耗能,在加载过程中,孔间短柱端部为薄弱部位,首先进入塑性,并最先发生断裂,随着加载的深入,孔间短柱中间部位进入塑性的面积越来越大。加载过程中,螺栓与槽钢始终处于弹性状态。试件最终因孔间短柱断裂导致破坏。H型钢耗能腹板长度相同时,腹板宽度越宽、孔间短柱高宽比越大,耗能支撑承载力与刚度越小、变形能力越好,孔间短柱高宽比在5~8之间较合理。建议长圆孔端部圆弧到螺栓孔中心最短距离控制在1.2d0~1.5d0之间。改变长圆孔圆弧半径对支撑的力学性能影响很小。H型钢腹板宽度相同时,腹板长度越大,承载力与刚度越大。给出了装配式H型钢腹板开孔耗能支撑的设计方法与极限承载力公式。

关键词：耗能支撑滞回性能装配式 H型钢极限承载力

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开孔形式影响装配式耗能支撑滞回性能研究

工程力学 2021年第12期38卷 81-96页

作者：黄晨凯赵宝成苏州科技大学土木工程学院苏州215011

装配式H型钢腹板开孔耗能支撑是由腹板开孔H型钢和传力槽钢通过螺栓连接组成的新型耗能支撑,可有效避免支撑构件失稳。为了研究腹板开孔形状对这种支撑的耗能性能的影响,进行了装配式耗能支撑试件低周往复加载试验,并采用有限元软件进... 详细信息

装配式H型钢腹板开孔耗能支撑是由腹板开孔H型钢和传力槽钢通过螺栓连接组成的新型耗能支撑,可有效避免支撑构件失稳。为了研究腹板开孔形状对这种支撑的耗能性能的影响,进行了装配式耗能支撑试件低周往复加载试验,并采用有限元软件进行了模拟计算。试验结果表明:装配式H型钢腹板开孔耗能支撑滞回曲线饱满,耗能能力强,变形能力好。在轴向荷载作用下,试件主要依靠开孔腹板孔间板件进入塑性变形耗能阶段,腹板开长圆孔的试件与腹板开椭圆孔的试件孔间板件端部为薄弱部位,腹板开菱形孔的试件孔间板件中间部位为薄弱部位,加载过程中这些部位首先进入塑性变形阶段并最先发生断裂。加载过程中螺栓与槽钢始终处于弹性变形状态。有限元分析表明:改变腹板宽度对于腹板开长圆孔的耗能支撑的承载能力与初始刚度影响最大,对于腹板开椭圆孔的耗能支撑影响最小;改变孔间板件宽度对于腹板开菱形孔的耗能支撑影响较小。改变腹板厚度对于三种腹板开孔形式耗能支撑的承载力与初始刚度影响相近。当试件主体过早失稳,可通过增大高宽比、减小腹板厚度或选用翼缘更大的槽钢来避免。耗能板件螺栓连接部位安全可靠,未见变形或破坏,布置螺栓时孔距不应超过4.5d_(0)。

关键词：耗能支撑低周往复试验滞回性能开孔形式有限元分析

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装配式H型钢腹板开孔耗能支撑抗震性能研究

装配式H型钢腹板开孔耗能支撑抗震性能研究

作者：黄晨凯苏州科技大学

学位级别：硕士

中心支撑钢框架结构抗侧效率高,应用广泛,但也存在地震作用下明显低于承载能力设计值时便提前破坏退出工作的缺点。为了避免中心支撑斜杆受压屈曲,可考虑在中心支撑斜杆两端安装金属阻尼器构成耗能支撑,基于此提出了装配式H型钢腹板开... 详细信息

中心支撑钢框架结构抗侧效率高,应用广泛,但也存在地震作用下明显低于承载能力设计值时便提前破坏退出工作的缺点。为了避免中心支撑斜杆受压屈曲,可考虑在中心支撑斜杆两端安装金属阻尼器构成耗能支撑,基于此提出了装配式H型钢腹板开孔耗能支撑。这种耗能支撑由腹板开孔H型钢和传力槽钢通过螺栓连接组成,在地震作用下可有效避免传统支撑斜杆失稳,具有加工简单,耗能板件替换方便,耗能性能优越等优点。(1)设计并制作了H型钢腹板开长圆孔、椭圆孔、菱形孔的装配式H型钢腹板开孔耗能支撑试件,并进行低周往复循环加载试验,验证了耗能支撑的可行性及优越的滞回性能。研究表明:装配式H型钢腹板开孔耗能支撑滞回曲线饱满,耗能能力强,变形能力较好。在轴向荷载作用下,试件主要依靠开孔腹板孔间板件进入塑性耗能,腹板开长圆孔的试件与腹板开椭圆孔的试件孔间板件端部为薄弱部位,腹板开菱形孔的试件孔间板件中间部位为薄弱部位,加载过程中这些部位首先进入塑性变形耗能阶段并最先发生断裂。加载过程中螺栓与槽钢始终处于弹性状态。腹板开长圆孔、椭圆孔及菱形孔的试件分别在加载至层间位移角1.5%、2.0%和2.0%发生破坏。试验过程中仅更换试件两端的开孔耗能板件,槽钢始终处于弹性状态,螺栓杆未发生剪断现象。(2)采用ABAQUS建立腹板开长圆孔、椭圆孔、菱形孔的装配式H型钢腹板开孔耗能支撑有限元模型,模拟试验时的边界条件,并采用试验加载制度与材性试验材性进行有限元模拟。定义了模拟破坏准则为:开孔腹板孔间板件大部分面积达到极限应力状态,孔间板件发生较大的不可逆变形,或螺栓杆进入塑性变形耗能阶段且发生变形。模拟所得曲线与试验结果基本一致,同时ABAQUS有限元建模方法与有限元模型建立合理可靠,满足进行有限元参数分析的要求,能够进行后续对于装配式H型钢腹板开孔耗能支撑的有限元分析。(3)采用ABAQUS有限元软件,针对不同开孔形状的H型钢腹板进行有限元模拟,分析开孔形状对于该种形式耗能支撑的耗能能力、变形能力等性能的影响,探究螺栓合理的布置方法。研究表明:改变腹板宽度对于腹板开长圆孔耗能支撑的承载能力与初始刚度影响最大,对于腹板开椭圆孔试件影响最小;改变孔间板件宽度对于腹板开菱形孔耗能支撑影响不大。改变腹板厚度对于3种腹板开孔形式耗能支撑的承载力与初始刚度影响相近。当试件主体过早失稳时,可通过增大高宽比、减小腹板厚度或选用翼缘更大的槽钢来避免发生失稳。建议高宽比设计范围在4～7之间,高厚比在7～11之间(4)对腹板开长圆孔的装配式H型钢腹板开孔耗能支撑进行精细参数有限元模拟,探究了合理的螺栓布置方式,推导了极限承载力公式。当腹板长度相同时,宽度越大承载力与初始刚度越小,变形能力越好。改变长圆孔圆弧半径对支撑滞回性能影响较小。腹板长度越长,支撑承载力与刚度越大。为保证安全的螺栓工作环境,在满足孔间板件高宽比的同时,建议开孔腹板的开孔端部圆弧圆心距离不小于3.5d。布置螺栓时,在每3对孔间板件中间布置一个螺栓。试件连接长度越长对于螺栓工作越不利。腹板开椭圆孔的试件与腹板开菱形孔的试件对于连接部位及螺栓孔影响较小,螺栓布置方式可参考腹板开长圆孔耗能支撑。极限承载力公式计算结果与有限元分析结果较为吻合,可为实际工程提供参考。

关键词：耗能支撑低周往复加载试验有限元模拟装配式开孔形式

城市污水处理厂AO工艺NO产生、关键影响因素与减排策略

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环境科学 2024年

作者：黄松庆刘秀红曹馨月吕觊凯黄晨铎北京工业大学城市建设学部城市污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室

为实现城市污水处理厂非二氧化碳温室气体减排与控制，对北京市某大型城市污水处理厂厌氧-缺氧-好氧(A2O)工艺进行了为期1a的氧化亚氮(N2O)长期监测。结果表明城市污水处理厂A2O工艺厌氧区和缺氧区能够有效去除回流污泥中含有的溶解态N2... 详细信息

为实现城市污水处理厂非二氧化碳温室气体减排与控制，对北京市某大型城市污水处理厂厌氧-缺氧-好氧(A2O)工艺进行了为期1a的氧化亚氮(N2O)长期监测。结果表明城市污水处理厂A2O工艺厌氧区和缺氧区能够有效去除回流污泥中含有的溶解态N2O，而好氧区是N2O产生和排放的主要区域，其产生途径可能以氨氧化菌(AOB)反硝化为主。城市污水处理厂冬季和夏季N2O产生有显著差距，其N2O释放通量平均值相差可达7.6倍，冬季N2O排放量平均值为32.75kg·月-1，明显高于夏季的6.06kg·月-1。研究发现亚硝酸盐氮(NO2--N)积累和溶解氧(DO)浓度对N2O产生均有显著影响，因而为实现A2O工艺N2O减排，好氧区在冬季和夏季ρ(NO2--N)应分别控制在0.40mg·L-1和0.10mg·L-1以下；而ρ(DO)应维持在1.2mg·L-1以上.

关键词：城市污水处理厂厌氧-缺氧-好氧(A O) 氧化亚氮(N O) 关键影响因素减排策略

历史经验与科学方法之间:历史政治学如何走向未来?

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华中师范大学学报（人文社会科学版） 2024年第4期63卷 52-63页

作者：黄晨中国人民大学国际关系学院北京100872

如何处理中国的历史经验与一般的社会科学方法之间的关系,决定着历史政治学研究的质量乃至未来,也是所有“历史转向”的社会科学学科都需要解决的普遍难题。根据是否运用历史学方法与社会科学方法,可以尝试对目前所有以历史为导向的政... 详细信息

如何处理中国的历史经验与一般的社会科学方法之间的关系,决定着历史政治学研究的质量乃至未来,也是所有“历史转向”的社会科学学科都需要解决的普遍难题。根据是否运用历史学方法与社会科学方法,可以尝试对目前所有以历史为导向的政治学研究路径进行归类和分析。而未来处理好历史经验与科学方法关系的历史政治学,需要在逻辑基础、文献积累、问题意识、史料运用和比较方法五个层面做出改变。这一“宽视野,窄标准”的进路,既有利于借助和运用国内外学界积累的丰厚资源,也有助于总结和提炼中国历史上积累的实践经验,最终发展出普遍而坚实的理论。

关键词：历史政治学历史经验科学方法研究路径

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全面推广安宁疗护的文化与政策考量

人民论坛 2024年第6期 56-61页

作者：黄晨熹华东师范大学社会发展学院

随着人口老龄化特别是高龄化趋势的不断加深、疾病谱的不断转变以及民众对安宁疗护认知的逐步改变,全面推广安宁疗护的必要性越来越突出。经过超过三十年的试点,我国安宁疗护事业在取得长足进步的同时得到越来越多的理解和支持,迎来了... 详细信息

随着人口老龄化特别是高龄化趋势的不断加深、疾病谱的不断转变以及民众对安宁疗护认知的逐步改变,全面推广安宁疗护的必要性越来越突出。经过超过三十年的试点,我国安宁疗护事业在取得长足进步的同时得到越来越多的理解和支持,迎来了全面推广的契机。但从试点工作看,全面推广仍面临不少困难,一方面,安宁疗护全面推广缺乏文化土壤,尊严离世与积极治疗存在隐性冲突;另一方面,安宁疗护全面推广缺乏法律支撑和政策支持。进一步全面推广安宁疗护,要完善安宁疗护政策法规体系,构筑基于多学科的中国本土安宁疗护服务体系,构建公众、社区等全方位参与的社会支持系统,宣传优逝观念,普及生命教育。

关键词：安宁疗护临终关怀全面推广优逝观念

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TNT深海爆炸效应的相似律研究

Acta Mechanica Sinica 2024年第4期40卷 89-98页

作者：岳军政吴先前黄晨光 Institute of Mechanics Chinese Academy of SciencesBeijing100190China Institute of Physical Science Chinese Academy of SciencesHefei230031China

研究炸药在深海爆炸的威力特征对于提高深海设备的生存能力和作战能力至关重要.本文通过数值模拟和相似分析,考虑实际深水条件,研究了1千克三硝基甲苯(TNT)在不同水深(1~10千米)下的爆炸力学效应.系统分析了不同水深爆炸的冲击波超压、... 详细信息

研究炸药在深海爆炸的威力特征对于提高深海设备的生存能力和作战能力至关重要.本文通过数值模拟和相似分析,考虑实际深水条件,研究了1千克三硝基甲苯(TNT)在不同水深(1~10千米)下的爆炸力学效应.系统分析了不同水深爆炸的冲击波超压、正压脉冲、气泡脉动以及能量分布.数值模拟结果表明,水深对冲击波超压峰值的影响很小.然而,冲击波正压脉冲、冲击波能量、最大气泡半径、气泡能量以及气泡脉动周期随着水深的增加而显著减小.此外,对TNT深海爆炸冲击波进行了相似分析,揭示了关键的无量纲影响参数,并得到了冲击波超压和正压脉冲的相似律.通过拟合数值模拟结果,提出了无量纲公式,为预测不同水深条件下TNT爆炸冲击波超压峰值和正压脉冲提供了有效方法.

关键词：相似分析冲击波能量爆炸冲击波相似律爆炸效应爆炸力学冲击波超压能量分布

颗粒群冲击诱导光伏电池性能衰减的特性与机理

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爆炸与冲击 2024年第1期44卷 179-188页

作者：王易航吴先前黄晨光中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽合肥230031 中国科学院力学研究所北京100190

光伏电池由于具有较高的光电转化效率,在沙漠等太阳能充足的地方被广泛应用。但在沙尘长期冲击的环境下,光伏电池内部结构易出现累积损伤,使光电转化效率大幅降低。因此,研究颗粒群冲击条件下光伏电池的力-电行为具有重要意义。基于分... 详细信息

光伏电池由于具有较高的光电转化效率,在沙漠等太阳能充足的地方被广泛应用。但在沙尘长期冲击的环境下,光伏电池内部结构易出现累积损伤,使光电转化效率大幅降低。因此,研究颗粒群冲击条件下光伏电池的力-电行为具有重要意义。基于分离式霍普金森压杆,发展了一种驱动较大尺寸颗粒群高速冲击的实验方法,并系统测量了不同冲击条件下,多晶硅光伏电池的损伤行为与光电转化性能衰减规律。研究结果表明,随着颗粒直径、冲击速度和数密度的增加,光伏电池的光电转换效率快速降低;颗粒冲击后光伏电池表现出三种典型的损伤模式,并给出了对应的应力阈值条件。基于实验测试结果,发展了多晶硅光伏电池颗粒群冲击损伤诱导光电转化性能退化模型,为沙砾冲击环境下光伏电池光电性能衰减规律提供了有效的预测方法。

关键词：光伏电池颗粒群冲击光电转化效率转化效率退化模型

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