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狭窄通道红细胞跨膜传质特性数值分析1)

力学学报 2024年

作者：傅尧王骁龙龚晓波上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院工程力学系

随着对血液微流动过程的不断探索，红细胞在微通道中的运动微观特性备受关注，利用流体力学特性的低损伤手段调控细胞体积并完成跨膜传药也逐渐成为研究热点。为了分析红细胞在微通道中的传质和力学特性及其影响因素，本文采用浸入式边... 详细信息

随着对血液微流动过程的不断探索，红细胞在微通道中的运动微观特性备受关注，利用流体力学特性的低损伤手段调控细胞体积并完成跨膜传药也逐渐成为研究热点。为了分析红细胞在微通道中的传质和力学特性及其影响因素，本文采用浸入式边界法研究细胞穿越狭窄通道的整个运动过程，并考虑细胞膜表面透水传质效应，完成细胞跨膜传质过程的数值建模，实现对狭窄通道中红细胞跨膜传质过程微观的传质特性数值分析。研究表明，细胞在挤入、排出狭缝的运动过程中，体积先损失、后恢复，在这个过程中，细胞头部尾部以向外的渗透流出为主，中间部位则以向内的渗透流入为主。我们的研究进一步表明，狭缝挤压过程中的体积净变化是由向内和向外渗透速度的大小差异引起的，而与向内和向外渗透的膜面积差异并无明显关系。对体积变化的影响因素探究后发现，更狭窄的通道和更大的入口出口角均会引起细胞发生更多的体积损失和体积恢复，且出口角的变化会引起细胞体积恢复后所达到的体积稳定值：在固定入口角时，狭缝出口角越大，细胞离开狭缝后的稳定体积越小；细胞的硬度越大、细胞膜通透性(渗透系数)越大，细胞在狭缝中运动过程中的体积损失和体积恢复程度越高。

关键词：红细胞数值模拟跨膜传质浸入式边界法流固相互作用

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CT影像组学在预测鼻息肉术后疗效中的价值

中华耳鼻咽喉头颈外科杂志 2024年第6期59卷 582-589页

作者：王康华崔月明史剑波孙悦奇中山大学附属第七医院耳鼻咽喉科深圳518107 中山大学附属第一医院耳鼻咽喉科医院广州510080

目的:探讨鼻窦CT影像组学在预测鼻息肉术后疗效中的价值。方法:采用回顾性队列研究,分析2015年1月至2019年12月于中山大学附属第一医院接受内镜鼻窦手术的194例鼻息肉患者(男132例,女62例,年龄16~75岁),随机法以约7∶3的比例将病例分为... 详细信息

目的:探讨鼻窦CT影像组学在预测鼻息肉术后疗效中的价值。方法:采用回顾性队列研究,分析2015年1月至2019年12月于中山大学附属第一医院接受内镜鼻窦手术的194例鼻息肉患者(男132例,女62例,年龄16~75岁),随机法以约7∶3的比例将病例分为训练集135例和内部验证集59例;同时,纳入2020年1月至2021年12月中山大学附第七医院的34例鼻息肉患者(男22例,女12例,年龄16~59岁)作为外部验证集。按照2020年欧洲鼻窦炎和鼻息肉意见书(EPOS 2020)对病例进行术后疾病控制状态评估,并将病情未控制的病例定义为难治性鼻息肉。提取影像组学特征后,利用套索算法(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)筛选特征,根据加权系数建立影像组学模型;并构建临床特征预测模型和影像组学-临床特征联合模型;评估3类模型在预测难治性鼻息肉中的诊断性能。采用R软件(版本4.3.1)进行统计学分析。结果:在训练集,基于4个特征的影像组学和联合模型预测难治性鼻息肉的曲线下面积(AUC)分别为0.901和0.915,均高于传统临床特征模型(AUC=0.874);在内部验证集,3种模型的AUC值分别为0.839、0.832和0.716;外部验证集的3种模型预测AUC值有所下降,分别为0.748、0.764和0.620。所有队列中,影像组模型和联合模型预测难治性鼻息肉在决策曲线分析(decision curve analysis,DCA)中均显示了临床效益。结论:基于鼻窦CT的影像组学模型对难治性鼻息肉具有良好的预测效能,展现了潜在的临床应用价值。

关键词：鼻息肉难治性鼻窦CT 影像组学预测

基于压缩开关候选集合的分布鲁棒配电网重构方法

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中国电力 2024年

作者：杜浩程李世龙巨云涛张晋奇中国农业大学信息与电气工程学院电力物联网四川省重点实验室国网四川省电力公司电力科学研究院北方工业大学电气与控制工程学院山西省能源互联网研究院

在大规模多时刻配电网重构（distribution network reconfiguration，DNR)问题中，大量待优化的开关严重降低了配电网重构的求解效率。针对此问题，提出了一种压缩开关候选集合的分布鲁棒配电网重构模型，该模型分为两个阶段，第一阶段... 详细信息

在大规模多时刻配电网重构（distribution network reconfiguration，DNR)问题中，大量待优化的开关严重降低了配电网重构的求解效率。针对此问题，提出了一种压缩开关候选集合的分布鲁棒配电网重构模型，该模型分为两个阶段，第一阶段以最小化系统有功网损为目标函数，使用最优匹配回路流法压缩开关候选集合，第二阶段以最小化取电成本和开关动作成本之和为目标函数，并构建以电源点容量为限值的机会约束，采用基于Wasserstein球的分布鲁棒方法处理分布式电源的不确定性，利用对偶转换方法对目标函数中的最坏情况期望和机会约束进行确定性转换，将模型转化为一个混合整数二阶锥规划问题。最后，对33节点和辽宁盘锦45节点系统进行了数值实验，证明了本文所提模型能够有效提升计算效率，与鲁棒模型和随机规划模型相比，决策者可以通过改变样本数量和置信度来调整模型的经济性和保守性。

关键词：配电网重构最优匹配回路流分布式电源分布鲁棒优化 Wasserstein球机会约束

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基于温度相似性评价的机床热误差重构模型

机械工程学报 2024年第5期60卷 288-295页

作者：徐凯李喆裕李国龙苗恩铭庹军波重庆理工大学机械工程学院重庆400054 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆工商大学机械工程学院重庆400067

数据驱动方法广泛用于热误差建模,然而缺乏机理支撑的开环黑箱运行模式难以保证模型在新工况中的鲁棒性,模型极易失效。为进一步提升机床热误差模型的精度和稳定性,提出了一种基于温度相似性评价的机床热误差重构模型。通过对预测组温... 详细信息

数据驱动方法广泛用于热误差建模,然而缺乏机理支撑的开环黑箱运行模式难以保证模型在新工况中的鲁棒性,模型极易失效。为进一步提升机床热误差模型的精度和稳定性,提出了一种基于温度相似性评价的机床热误差重构模型。通过对预测组温度均值向量与建模组温度均值向量的相似性评价,从原始建模批次中筛选出与预测组温度相似的特定批次,并基于偏最小二乘算法进行热误差模型重构。为验证重构模型的有效性,进行了累计31批次的热误差预测,结果表明重构模型在保证稳定性的前提下,可将预测结果的均方根误差均值进一步降低至2.2μm,相比常规的模糊聚类结合多元线性回归模型与偏最小二乘模型,预测精度可分别提高15%、35%,效果显著。方法对于评价数据驱动热误差模型的适用性,提高模型预测精度具有参考价值。

关键词：相似性评价重构模型偏最小二乘算法稳定性

考虑装配工艺的螺栓连接转子系统振动特性研究

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机械工程学报 2024年第8期60卷 396-406页

作者：罗忠石宝龙吴法勇李玉奇刘凯宁张小霞东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015 广西科技大学机械与交通工程学院柳州545006

针对由装配工艺引起的航空发动机螺栓连接转子系统振动问题,基于ANSYS仿真分析了螺栓装配顺序对连接结构时变弯曲刚度的影响,以及螺栓预紧力不平衡产生的转子转轴初始变形。基于有限元法建立螺栓连接转子系统动力学模型,螺栓连接结构由... 详细信息

针对由装配工艺引起的航空发动机螺栓连接转子系统振动问题,基于ANSYS仿真分析了螺栓装配顺序对连接结构时变弯曲刚度的影响,以及螺栓预紧力不平衡产生的转子转轴初始变形。基于有限元法建立螺栓连接转子系统动力学模型,螺栓连接结构由两节点连接单元模拟。采用Newmark-β法求解运动方程,研究装配顺序对转子系统临界转速及其对应振幅的影响,并基于螺栓连接转子试验台开展试验验证了理论分析结果的正确性。研究发现,螺栓在顺序拧紧和交叉拧紧时连接结构弯曲刚度均呈现分段线性特性,而交叉拧紧比顺序拧紧拥有更大且更加对称的的残余预紧力,因此交叉拧紧的转轴初始变形较小,对应连接结构的第一阶段弯曲刚度较大,使得转子系统一阶临界转速高于顺序拧紧;转轴初始变形会影响转子系统时域振幅。螺栓装配工艺的考虑有助于进一步掌握螺栓连接结构对转子系统响应特性的影响。

关键词：螺栓连接转子系统装配顺序预紧力不平衡振动特性

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指形龙隙蛛毒腺中抗凝活性多肽挖掘

中国生物工程杂志 2024年第2期44卷 76-84页

作者：黄彪温巧龙承波谷陟欣成都佩德生物医药有限公司成都610219

目的:有毒动物毒腺分泌大量结构多样和功能丰富的活性多肽,是多肽药物开发的天然宝库。目前仅有一小部分有毒动物活性多肽被研究,因此有必要建立一种更加高效的活性多肽挖掘方法。方法:以指形龙隙蛛为研究对象,通过对毒腺样本进行转录... 详细信息

目的:有毒动物毒腺分泌大量结构多样和功能丰富的活性多肽,是多肽药物开发的天然宝库。目前仅有一小部分有毒动物活性多肽被研究,因此有必要建立一种更加高效的活性多肽挖掘方法。方法:以指形龙隙蛛为研究对象,通过对毒腺样本进行转录组测序、数据分析与多肽挑选,多肽重组表达制备,体外活性筛选和动物模型体内活性评价等方法,进行抗凝活性多肽的开发。结果:筛选到一种凝血因子Xa抑制剂PDBPE-001,多肽分子量为9889.82 Da,由92个氨基酸残基组成,有4对二硫键。该多肽可通过重组表达的方式高效制备,对凝血因子Xa的抑制活性呈浓度依赖性,其半抑制浓度约为0.807μmol/L。在体内血栓模型中,30 mg/kg PDBPE-001能起到良好的抗血栓效果。结论:首次从指形龙隙蛛中获得了一个新型Factor Xa抑制剂,为新型抗凝血药物开发提供了一个全新的先导多肽分子。

关键词：有毒动物活性多肽凝血因子Xa 抗凝血药物

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有机化学品非动物替代风险评估组学研究进展

生态毒理学报 2024年第1期19卷 162-172页

作者：孙翌李媛龙奇左涛徐平中国医科大学公共卫生学院环境毒理学研究室沈阳110122 军事科学院军事医学研究院生命组学研究所国家蛋白质科学中心(北京)/北京蛋白质组研究中心医学蛋白质组全国重点实验室北京102206 中国医学科学院蛋白组学与新药研发创新单元北京102206

暴露评估是有机化学品风险评估的关键环节。准确评估有机化学品对动物或人体的危害程度能够有效降低其潜在风险。化学品风险评估的传统方法主要基于动物实验,然而相对于复杂的体内实验,体外细胞毒性实验具有经济、快速、易于量化和可重... 详细信息

暴露评估是有机化学品风险评估的关键环节。准确评估有机化学品对动物或人体的危害程度能够有效降低其潜在风险。化学品风险评估的传统方法主要基于动物实验,然而相对于复杂的体内实验,体外细胞毒性实验具有经济、快速、易于量化和可重复的优势。基于人类细胞或细胞系的高通量检测和筛选方法,更有利于表征化学品的毒性效应,满足有机化学品管控的需求。随着生命科学步入后基因组学时代,研究的视角更加广泛,借助于基因组、转录组、蛋白质组、代谢组等组学工具,能够从基因表达的时空分布、蛋白质结构和功能的特性、蛋白质翻译后修饰以及代谢物的动态变化视角为化学品暴露风险评估提供多维度信息。本文从组学角度出发,系统地对近年来国内外有机化学品风险评估的研究进展、组学的研究策略以及组学在有机化学品风险评估中的应用进行了综述和展望,提出组学的联合应用将更加系统全面地探究化学品毒性机制,为我国非动物替代有机化学品暴露风险评估提供技术指引和参考。

关键词：有机化学品体外风险评估毒性测试组学技术

典型工业城市长治市夏季大气挥发性有机物来源及对臭氧生成贡献研究

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中国环境科学 2024年

作者：邢怡然牛月圆闫雨龙彭林董佳奇越柯北京交通大学环境学院智能交通绿色低碳技术教育部工程研究中心华北电力大学环境科学与工程学院资源环境系统优化教育部重点实验室

工业城市因挥发性有机物(VOCs)排放量大，臭氧(O3)污染水平较高，研究O3生成过程及其敏感因子并解析VOCs来源具有重要意义.以典型工业型城市长治市为研究对象，采用正定矩阵因子分解法(PMF)对VOCs进行来源解析，基于大气盒子模型(AtChem... 详细信息

工业城市因挥发性有机物(VOCs)排放量大，臭氧(O3)污染水平较高，研究O3生成过程及其敏感因子并解析VOCs来源具有重要意义.以典型工业型城市长治市为研究对象，采用正定矩阵因子分解法(PMF)对VOCs进行来源解析，基于大气盒子模型(AtChem-MCM)对大气光化学反应过程和O3生成敏感性进行了分析.结果表明，长治市烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃分别占总挥发性有机物(TVOC)浓度的57.49%、16.05%、9.17%和17.29%.PMF结果显示，机动车源对VOCs浓度的贡献最高(28.45%)，其次为工业源(26.19%)、燃烧源(21.09%)、植物源(12.99%)和溶剂使用源(11.28%).O3生成模拟结果显示日间O3平均净生成速率为23.01ppb/h，11时O3净生成速率达到峰值(54.32ppb/h);长治市O3生成对VOCs和NOx均敏感，其中烯烃(1.05)和NOx(0.35)的相对增量反应活性系数(RIR)较高.污染源中工业源(0.072)、溶剂使用源(0.071)和机动车源(0.068)的RIR值相对较高，是对O3生成贡献较大的污染源.工业型城市应加强控制工业源和机动车源排放以缓解O3污染.

关键词：挥发性有机物源解析大气盒子模型臭氧敏感性分析