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A flexible multiscale algorithm based on an improved smoothed particle hydrodynamics method for complex viscoelastic flows

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Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2024年第8期45卷 1387-1402页

作者： Jinlian REN peirong lu Tao JIANG Jianfeng LIU Weigang lu College of Mathematical Science Yangzhou University College of Hydraulic Science and Engineering Yangzhou University

Viscoelastic flows play an important role in numerous engineering fields,and the multiscale algorithms for simulating viscoelastic flows have received significant attention in order to deepen our understanding of the nonlinear dynamic behaviors of viscoelastic fluids. However, traditional grid-based multiscale methods are confined to simple viscoelastic flows with short relaxation time, and there is a lack of uniform multiscale scheme available for coupling different solvers in the simulations of viscoelastic fluids. In this paper, a universal multiscale method coupling an improved smoothed particle hydrodynamics(SPH) and multiscale universal interface(MUI) library is presented for viscoelastic flows. The proposed multiscale method builds on an improved SPH method and leverages the MUI library to facilitate the exchange of information among different solvers in the overlapping domain. We test the capability and flexibility of the presented multiscale method to deal with complex viscoelastic flows by solving different multiscale problems of viscoelastic flows. In the first example, the simulation of a viscoelastic Poiseuille flow is carried out by two coupled improved SPH methods with different spatial resolutions. The effects of exchanging different physical quantities on the numerical results in both the upper and lower domains are also investigated as well as the absolute errors in the overlapping domain. In the second example, the complex Wannier flow with different Weissenberg numbers is further simulated by two improved SPH methods and coupling the improved SPH method and the dissipative particle dynamics(DPD) method. The numerical results show that the physical quantities for viscoelastic flows obtained by the presented multiscale method are in consistence with those obtained by a single solver in the overlapping domain. Moreover, transferring different physical quantities has an important effect on the numerical results.

关键词： 35Q30 76A10 76M28 complex viscoelastic flow dissipative particle dynamics (DPD) improved smoothed particle hydrodynamics (SPH) multiscale method multiscale universal interface (MUI) O373

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开源CFD程序在流体机械空化实验教学中的应用

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实验室研究与探索 2024年第2期43卷 71-74页

作者：黄先北郭嫱奚超男陆培榕扬州大学电气与能源动力工程学院江苏扬州225127 扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009

流体机械课程是能源与动力工程专业的核心课程,以流体机械内部流动与性能特征为教学重点,需结合实验有效促进学生对相关理论的理解。空化现象是课程中的教学难点,相关的实验难以实现流动的可视化,且可视化材料在负压条件下易损坏,制约... 详细信息

流体机械课程是能源与动力工程专业的核心课程,以流体机械内部流动与性能特征为教学重点,需结合实验有效促进学生对相关理论的理解。空化现象是课程中的教学难点,相关的实验难以实现流动的可视化,且可视化材料在负压条件下易损坏,制约了实验教学的开展。采用开源OpenFOAM软件,构建理论教学、OpenFOAM软件教学以及OpenFOAM软件模拟三位一体的教学模式,以空化实验为案例,模拟空化的变化过程,揭示空化的非稳定特征及其与出口压力的联系。结果表明,新的教学模式弥补了传统实验教学的缺陷,提升了学生的分析与探索能力。

关键词：开源软件流体机械实验教学 OpenFOAM软件

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U-Net: A deep-learning method for improving summer precipitation forecasts in China

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Atmospheric and Oceanic Science Letters 2023年第4期16卷 8-14页

作者： Qimin Deng peirong lu Shuyun Zhao Naiming Yuan Department of Atmospheric Science CMA-CUG Joint Centre for Severe Weather and Climate and Hydro-geological HazardsChina University of GeosciencesWuhanChina School of Atmospheric Sciences Sun Yat-sen UniversityZhuhaiChina

本研究应用了名为U-Net的深度学习方法来提高中国夏季(6–8月)降水的预报技能,预报时段为1981–2020年,预报提前期为一个月.将位势高度场,土壤湿度,海平面气压,海表面温度,海洋盐度和青藏高原积雪等变量作为模型输入,本文对美国NCAR气... 详细信息

本研究应用了名为U-Net的深度学习方法来提高中国夏季(6–8月)降水的预报技能,预报时段为1981–2020年,预报提前期为一个月.将位势高度场,土壤湿度,海平面气压,海表面温度,海洋盐度和青藏高原积雪等变量作为模型输入,本文对美国NCAR气候预报系统第2版(CFSv2)的季节性预报结果进行了修正.结果显示,在验证集和测试集上,U-Net平均将原CFSv2预测的均方根误差分别减少了49.7%和42.7%.预报结果改善最大的地区是中国的西北,西南和东南地区.然而,同号率和时空相关系数没有得到明显改善,但仍与CFSv2的预测技巧持平.敏感性实验表明,土壤湿度是预测中国夏季降雨的最关键因素,其次是位势高度场.本研究显示了U-Net模型在训练小样本数据集方面的优势,为我国汛期季节性降雨预测提供了一种有效的深度学习方法.

关键词：汛期降水 U-Net 次季节预报深度学习

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Distinct Effect of CD40 and TNF-Signaling on the Chemokine/Chemokine Receptor Expression and Function of the Human Monocyte-Derived Dendritic Cells

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Cellular & Molecular Immunology 2008年第2期5卷 121-131页

作者： Yu Xia Jun Dai peirong lu Yong Huang Yipei Zhu Xueguang Zhang Medical Biotechnology Institute Soochow University Suzhou 215007China Department of Immunology Soochow University Suzhou 215007 China Clinic Immunology Laboratory of Jiangsu Province The First Affiliated Hospital of Soochow University Suzhou 215006 China These authors contributed equally to this work

A key and limiting step in the process of human monocyte-derived dendritic cells （mDCs） for clinical use is their in vitro maturation and in vivo migration. We previously observed that CD40 signal facilitated human mDC growth and maturation. To further explore this process, mDCs generated with GM-CSF and IL-4 were co-cultured with apoptotic tumor cells for 24 hours, followed by incubating with anti-CD40 monoclonal antibody or TNF-a for 48 hours to generate mature DCs. The chemokine/chemokine receptor expression and functions of mature DCs upon various stimuli were determined. The expression of costimulatory molecules on apoptotic tumor cell-loaded mature DCs co-cultured with either anti-CD40 antibody （anti-CD40-DCs） or TNF-a （TNF-DCs） were up-regulated compared to immature DCs, consistent with the abilities of these cytokine to drive DC maturation in vitro. The mRNA levels of chemokines such as stromal cell-derived factor-1a （SDF-1a）, EBV-induced molecule 1 ligand chemokine （ELC）, and IFN inducible protein-10 （IP-10） in anti-CD40 activated DCs were increased and the dendritic cell-specific chemokine 1 （DC-CK1） was moderately up-regulated as compared with other mature DCs. The corresponding chemokine receptors CXCR4 and CCR7 of anti-CD40-DCs were significantly expressed. The CXCR3 expression on activated T cells stimulated by anti-CD40-DCs was also increased. Moreover, the anti-CD40-DCs had a stronger ability to stimulate T cell proliferation than any other DCs. The NF-xB activity was much higher in anti-CD40-DCs than that of TNF-DCs. These results offer further evidence of the importance of the CD40 signal in developing efficient human DC vaccines for cancer immune therapy. Cellular ＆ Molecular Immunology.

关键词： dendritic cell chemokine chemokine receptor CD40 CD40 ligand

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Interleukin (IL)-17A promotes angiogenesis in an experimental corneal neovascularization model

Interleukin (IL)-17A promotes angiogenesis in an experimenta...

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第十二届全国免疫学学术大会

作者： Liu Gaoqin lu peirong Department of Ophthalmology the First Affiliated Hospital of Soochow University

Aim and scope:To explore the roles of interleukin(IL)-17 A in alkali-induced corneal neovascularization(CRNV).Material and Method:Induction of CRNV by alkali injury was performed and compared in recombinant mouse IL-17 A protein or anti-mouse IL-17 A neutralizing antibody(Ab)-treated *** expression of IL-17 A,IL-17 A receptor(IL-17 RA),vascular endothelial growth factor(VEGF),IL-6,IL-8 and monocyte chemoattractant protein-1(MCP-1) in burned corneas or other cells was examined by RT-PCR and western *** infiltration of macrophages,neutrophils and c-Kit positive progenitor cells into burned corneas was detected by flow cytometry(FCM).The Raw264.7 cell line and mouse corneal fibroblasts were stimulated by mouse recombinant IL-17 A or anti-mouse IL-17 A neutralizing Ab in vitro,and the expression of IL-6 and VEGF in culture supernatant was determined by ELISA ***:The alkali-induced CRNV peaked 2 weeks after the alkali *** to the vehicle-treated group,mouse recombinant IL-17 A administration significantly increased the amount of corneal neovascularization,and it decreased in mice treated with neutralizing anti-mouse IL-17 A ***-PCR and western blot confirmed that the IL-17 A up-regulated intracomeal VEGF,IL-6,IL-8,MCP-1 and phosphorylated focal adhesion kinase(pFAK) *** revealed that the infiltration of intracomeal progenitor cells,macrophages and neutrophils were also augmented in IL-17 A-treated *** ELISA assay showed that IL-17 A markedly induced VEGF and IL-6 expression in the Raw264.7 murine macrophage cell line and in the mouse corneal ***:IL-17 A-treated mice exhibited enhanced alkali-induced CRNV through enhanced intracomeal progenitor cell and inflammatory cell infiltration,and increased VEGF and IL-6 expression by fibroblasts and macrophages.

关键词： IL-17A neovascularization corneal chemokine inflammation

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棚内微咸水覆膜滴灌下带间土壤水盐分布特征模拟

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农业机械学报 2023年第7期54卷 360-371页

作者：陆培榕邢玮麟杨玉杰刘文龙罗纨扬州大学水利科学与工程学院扬州225009

微咸水覆膜滴灌在发挥节水效益的同时应避免土壤盐分的积聚,在缺乏大水淋洗的设施大棚内,覆膜对土表局部蒸发的抑制伴随滴灌湿润体的交汇,加剧了滴灌带带间水盐分布的不规则性,导致土壤积盐的潜在风险增加。针对上述问题,以布设形式为... 详细信息

微咸水覆膜滴灌在发挥节水效益的同时应避免土壤盐分的积聚,在缺乏大水淋洗的设施大棚内,覆膜对土表局部蒸发的抑制伴随滴灌湿润体的交汇,加剧了滴灌带带间水盐分布的不规则性,导致土壤积盐的潜在风险增加。针对上述问题,以布设形式为“两膜两行”的覆膜滴灌田间小区为试验对象,通过HYDRUS模型构建了不同滴头流量(0.5~3.0 L/h)及膜间裸地间距(0~50 cm)组合情景下的二维土壤剖面模拟域,并针对滴头处的带间区域进行水盐动态分布的模拟研究。结果表明,所建模型能较为精确地描述带间剖面内水盐的分布状况,且模拟精度随与滴头水平距离的减小而提升。当膜间裸地间距从50 cm缩小至0 cm时,带间剖面土壤的平均含水率从25.12 cm^(3)/cm^(3)上升至28.76 cm^(3)/cm^(3),平均土壤盐分质量浓度从9.53 g/L下降至6.25 g/L;滴头流量对带间区域内土壤水盐含量的影响程度相对较低,流量0.5、3.0 L/h下土壤体积含水率及盐分质量浓度的最大差异仅分别为0.14 cm^(3)/cm^(3)和0.22 g/L,且均出现在膜间裸地间距为50 cm的情景下。经多轮灌水蒸发后,带外区积聚的盐分将向带间区扩散,并随膜间裸地间距的减小,土壤含盐量最低值的水平位置将从滴头处向带间区推移。研究成果可为设施大棚环境下选取适宜的低盐作物栽种位置提供理论依据。

关键词：微咸水覆膜滴灌土壤水盐分布数值模拟

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中国城市生态效率的空间收敛性分析:基于地方政府竞争的视角

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Journal of Resources and Ecology 2024年第1期15卷 90-104页

作者：陈培荣尹向飞卢茗轩湖南财政经济学院经济学院长沙410205 湖南财政经济学院数学与统计学院长沙410205 湖南财政经济学院工商管理学院长沙410205

生态环境区域协同治理是促进区域可持续发展的重要途径,而地方政府竞争是中国区域生态环境治理过程中容易被忽视的体制性因素。选取2006–2018年中国278个地级市的面板数据,运用空间收敛回归模型和中介效应模型,从地方政府竞争的角度分... 详细信息

生态环境区域协同治理是促进区域可持续发展的重要途径,而地方政府竞争是中国区域生态环境治理过程中容易被忽视的体制性因素。选取2006–2018年中国278个地级市的面板数据,运用空间收敛回归模型和中介效应模型,从地方政府竞争的角度分析城市生态效率的空间收敛性及其影响机制。结果表明:首先,城市生态效率呈现收敛趋势,空间因素是影响城市生态效率收敛的关键因素;其次,地方政府竞争作为一种制度因素,在促进城市生态效率空间收敛的过程中发挥着重要作用,并且行政距离邻近竞争比地理距离邻近竞争的效应更强,其竞争压力程度每增加1个百分点,城市生态效率就增加0.114个百分点。再次,地方政府竞争导致了严格的环境规制政策,这些规制政策整体上促进了城市生态效率的改善,从而缩小了落后城市与先进城市的差距。最后,地方政府通过环境规制政策对城市生态效率产生异质性影响。具体而言,在地方政府间的竞争压力下,东部和环保重点地区城市的环境规制改善了生态效率,而中部和非环保重点地区城市的效果则相反。本研究的上述结果表明,如果进一步将城市生态效率引入地方官员行政绩效评价指标体系,可以通过生态竞争缩小地区之间的区域差距。

关键词：空间收敛城市生态效率地方政府竞争环境规制

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标本溶血对生化检验结果的影响及预防对策探讨

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临床医学工程 2017年第11期24卷 1543-1544页

作者：卢沛荣广东省江门市江海区人民医院广东江门529080

目的探讨标本溶血对生化检验结果的影响,并制定相应预防对策。方法选取我院2015年5月至2016年5月期间的60例健康体检者,空腹抽取静脉血5 m L,于溶血前后测定11项生化指标,观察测定结果。结果溶血前后的K^+、Na^+、AST、CK、CK-MB、TP、... 详细信息

目的探讨标本溶血对生化检验结果的影响,并制定相应预防对策。方法选取我院2015年5月至2016年5月期间的60例健康体检者,空腹抽取静脉血5 m L,于溶血前后测定11项生化指标,观察测定结果。结果溶血前后的K^+、Na^+、AST、CK、CK-MB、TP、LDH以及HBDH水平比较差异均有统计学意义(P0.05)。△Hb与相应项目溶血变化值,包括△K^+、△Na^+、△AST、△CK、△CK-MB、△TP、△LDH、△HBDH均存在相关性,建立直线回归模型的结果显示有统计学差异(P<0.05)。结论标本溶血可对生化检验结果中的部分指标造成影响,利用Hb浓度校正有一定的价值。临床检验工作中应采取措施尽量避免标本溶血的发生,以减少诊断误差。

关键词：标本溶血生化检验预防对策

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添加秸秆和石膏改善滨海盐渍土盐分淋洗效果的试验研究

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灌溉排水学报 2022年第10期41卷 117-124页

作者：贺园春罗纨贾忠华张裕张大伟艾伯汉陆培榕许青扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009

【目的】探讨添加石膏和秸秆对滨海滩涂盐渍土盐分淋洗效果的改善作用。【方法】采用直径为20 cm,土层深度为60 cm的土柱开展室内试验,设置了对照组、秸秆覆盖、石膏覆盖以及秸秆+石膏覆盖4种试验处理;土柱饱和后观测了时长为5个淋洗周... 详细信息

【目的】探讨添加石膏和秸秆对滨海滩涂盐渍土盐分淋洗效果的改善作用。【方法】采用直径为20 cm,土层深度为60 cm的土柱开展室内试验,设置了对照组、秸秆覆盖、石膏覆盖以及秸秆+石膏覆盖4种试验处理;土柱饱和后观测了时长为5个淋洗周期(PV)的排水质量浓度变化,每2 L排水取淋洗液测量电导率、pH值和钠钾钙镁离子质量浓度;比较了土壤盐分淋洗过程中及试验结束后土壤EC_(e)和SAR值变化。【结果】①石膏覆盖处理和秸秆覆盖处理的土壤饱和电导率及交换性钠百分率在淋洗了5个淋洗周期后均达到脱盐标准(EC_(e)=4.0 dS/m)。②土壤盐分淋洗效果递减次序为秸秆+石膏覆盖>石膏覆盖>秸秆覆盖=对照组。【结论】在滨海滩涂盐渍土壤改良过程中,单独添加石膏覆盖或添加秸秆+石膏覆盖均可改善土壤的理化性质;秸秆+石膏覆盖处理对盐分淋洗有促进作用,单独使用则无明显效果。

关键词：盐渍土秸秆石膏淋洗脱盐

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秸秆隔层对沿海垦区盐渍土淋洗过程影响的模拟

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扬州大学学报（自然科学版） 2023年第2期26卷 19-28页

作者：陆培榕邢玮麟罗纨贺园春杨玉杰吴慧赵文宇扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009

为探究淋洗过程中秸秆隔层对江苏沿海垦区盐渍土壤水盐运移的影响,开展灌水淋洗的土柱试验,采用HYDRUS-2D模型模拟两类秸秆隔层(纯秸秆、土壤-秸秆混合)在覆盖、浅埋及深埋的单层、双层及三层布设形式下盐渍土壤水盐运移分布特征.结果表... 详细信息

为探究淋洗过程中秸秆隔层对江苏沿海垦区盐渍土壤水盐运移的影响,开展灌水淋洗的土柱试验,采用HYDRUS-2D模型模拟两类秸秆隔层(纯秸秆、土壤-秸秆混合)在覆盖、浅埋及深埋的单层、双层及三层布设形式下盐渍土壤水盐运移分布特征.结果表明,覆盖+浅埋+深埋的三层布设形式对土壤剖面水分的维持效果最优,但此时土壤盐分淋洗程度相对较低;秸秆隔层布设可显著提高其上方土壤淋洗后的蓄水量,且纯秸秆隔层的保水效果优于土壤-秸秆混合隔层;单层布设形式在首轮淋洗过程中的排盐速率比双层和三层布设形式分别高11.76%和17.41%,但各类布设形式在次轮淋洗后的累计排盐总量基本一致,最大差异仅为0.74%.

关键词：土柱试验秸秆隔层水盐运移数值模拟土壤盐分淋洗

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