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Two Monte Carlo-based simulators for imaging-system modeling and projection simulation of flat-panel X-ray source

Nuclear Science and Techniques 2024年第7期35卷 31-46页

作者： Meng-Ke Qi Ting He Yi-Wen Zhou Jing kang Zeng-Xiang Pan song kang Wang-Jiang Wu Jun Chen Ling-Hong Zhou Yuan Xu School of Biomedical Engineering Southern Medical UniversityGuangzhou510515China State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies Guangdong Province Key Laboratory of Display Material and TechnologySchool of Electronics and Information TechnologySun Yat-sen UniversityGuangzhou510275China Department of Radiotherapy Guangdong Provincial People’s Hospital(Guangdong Academy of Medical Sciences)Southern Medical UniversityGuangzhou510515China

The advantages of a flat-panel X-ray source(FPXS)make it a promising candidate for imaging *** imaging-system modeling and projection simulation are critical for analyzing imaging performance and resolving overlapping projection issues in *** conventional analytical ray-tracing approach is limited by the number of patterns and is not applicable to FPXS-projection ***,the computation time of Monte Carlo(MC)simulation is independent of the size of the patterned arrays in *** study proposes two high-efficiency MC projection simulators for FPXS:a graphics processing unit(GPU)-based phase-space sampling MC(gPSMC)simulator and GPU-based fluence sampling MC(gFSMC)*** two simulators comprise three components:imaging-system modeling,photon initialization,and physical-interaction simulations in the ***-system modeling was performed by modeling the FPXS,imaging geometry,and *** gPSMC simulator samples the initial photons from the phase space,whereas the gFSMC simulator performs photon initialization from the calculated energy spectrum and fluence *** entire process of photon interaction with the geometry and arrival at the detector was simulated in parallel using multiple GPU kernels,and projections based on the two simulators were *** accuracies of the two simulators were evaluated by comparing them with the conventional analytical ray-tracing approach and acquired projections,and the efficiencies were evaluated by comparing the computation *** results of simulated and realistic experiments illustrate the accuracy and efficiency of the proposed gPSMC and gFSMC simulators in the projection calculation of various phantoms.

关键词： Flat-panel X-ray source(FPXS) Imaging-system modeling Projection simulation Monte Carlo-based simulators

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海水与高温环境对膨润土泥浆流变特性的影响研究

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现代隧道技术 2024年第1期61卷 174-181,199页

作者：周骥王希浩康松代镇洋中交隧道工程局有限公司北京100088 青岛国信胶州湾第二海底隧道有限公司青岛266000

泥水盾构在海底掘进时,配制合适的泥浆以确保其在海水入侵和高温条件下良好的流变性能和渗透特性具有重要意义。为探明高温环境与海水侵入对膨润土浆液流变性能的影响,利用博勒飞RST软固体流变仪开展一系列流变测试试验,分析高温环境与... 详细信息

泥水盾构在海底掘进时,配制合适的泥浆以确保其在海水入侵和高温条件下良好的流变性能和渗透特性具有重要意义。为探明高温环境与海水侵入对膨润土浆液流变性能的影响,利用博勒飞RST软固体流变仪开展一系列流变测试试验,分析高温环境与海水侵入条件下泥浆的流动形式与本构模型。结果表明:在高温环境下,膨润土泥浆具有明显的升温稀化特性,随着温度的升高,膨润土泥浆的流变模型未发生变化;随着海水的侵入,泥浆的保水能力和物理稳定性被削弱,并出现离析现象,膨润土泥浆近乎丧失了幂律流体与屈服性流体的流变特征,泥浆的流动形式劣化为牛顿流体;此外,电镜扫描结果显示淡水泥浆的空间结构呈结块团絮状,结块密集且相互连续,空间结构较为完整且致密;50%海水泥浆的空间结构主要以薄片形式出现,且薄片之间存在明显的空隙,局部出现离散颗粒堆积。

关键词：海底隧道泥水盾构海水侵入高温环境流变特性室内试验

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河湖氧化亚氮(N_(2)O)温室气体的微生物还原作用研究进展

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环境科学研究 2024年第5期37卷 929-938页

作者：宋康邓闵森巴提·叶尔肯王昱人李露中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室湖北武汉430072 中国科学院大学北京100049

氧化亚氮(N_(2)O)是强温室气体和破坏臭氧层的主要物质之一,河湖生态系统是人为活动导致N_(2)O排放的热点区域.含有nosZ功能基因的N_(2)O还原菌(N_(2)ORB)是唯一已知的N_(2)O还原微生物,在减少N_(2)O排放中起着至关重要的作用.先前的研... 详细信息

氧化亚氮(N_(2)O)是强温室气体和破坏臭氧层的主要物质之一,河湖生态系统是人为活动导致N_(2)O排放的热点区域.含有nosZ功能基因的N_(2)O还原菌(N_(2)ORB)是唯一已知的N_(2)O还原微生物,在减少N_(2)O排放中起着至关重要的作用.先前的研究关注于河湖中N_(2)O的产生和排放过程及其影响因子,缺少对N_(2)O汇过程及其微生物还原作用的系统报道.本研究通过系统梳理发现,寒冷的北方地区和河湖局部位点,如底泥、水库深水层和水草区,广泛表现为N_(2)O的汇.非反硝化N_(2)ORB是N_(2)O的净汇,新发现的nosZⅡ型N_(2)ORB更加多样,其N_(2)O还原酶转位能量需求更低.相比于nosZⅠ型N_(2)ORB,nosZⅡ型N_(2)ORB还原N_(2)O的半饱和常数更低,对N_(2)O的亲和力更高,在利用环境中低浓度的N_(2)O时具有优势.内源电子供体对N_(2)O还原过程的影响受微生物自身代谢特性的影响,内源电子供给不足会减弱N_(2)O还原过程,然而部分完全反硝化菌株会优先进行N_(2)O还原.河湖系统中的胞外呼吸细菌和腐殖质等电子穿梭体,可以增加外源电子供给,从而促进N_(2)O还原.河湖系统中竞争性电子受体对N_(2)O的影响复杂,可以通过影响电子分配减弱反硝化细菌尤其是nosZⅡ型N_(2)ORB的N_(2)O还原性能,但也有发现并不会影响水体N_(2)O/NO_(3)-和纯菌培养系统稳定阶段的最低N_(2)O浓度.最后,温度、溶解氧浓度、pH和河流水力停留时间会通过改变N_(2)O还原酶活性和N_(2)O还原反应时间来影响河湖系统N_(2)O还原过程.未来应当加强对河湖系统中原位N_(2)ORB的生物动力学特征及其环境影响机制的探索,提高对环境中N_(2)O减排机制的理解,这对正确估算全球N_(2)O温室气体排放总量及其受全球变化的影响具有重要意义.

关键词：氧化亚氮还原河湖系统基因型动力学电子供体腐殖质酶活性电子穿梭体

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进气畸变对冲压燃烧室性能影响实验研究

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推进技术 2024年第6期45卷 147-153页

作者：何陈邓远灏康松姜军翟云超王健中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都610500

为研究进口气流畸变对冲压燃烧室总压恢复系数、点火边界及燃烧效率等工作性能的影响,对冲压燃烧室模型实验件在均匀进口气流及3种不同的畸变进口气流条件下进行了冷态流阻实验、点火实验及燃烧性能实验。结果表明:进口流场畸变程度对... 详细信息

为研究进口气流畸变对冲压燃烧室总压恢复系数、点火边界及燃烧效率等工作性能的影响,对冲压燃烧室模型实验件在均匀进口气流及3种不同的畸变进口气流条件下进行了冷态流阻实验、点火实验及燃烧性能实验。结果表明:进口流场畸变程度对冲压燃烧室的总压恢复系数影响较小;将点火电嘴设置在流场低压区,可以明显提高点火性能,在设计冲压燃烧室时,设置2支点火器并成两侧对称分布,可以保证始终有1支点火器位于流场低压区中,进而扩大点火边界;气流畸变对燃烧效率有明显影响,当进口马赫数大于0.15时,均匀来流燃烧效率略高于畸变来流;当进口马赫数小于0.15时,畸变来流燃烧效率高于均匀来流,其中畸变程度最大的畸变模拟孔板1可以使燃烧效率提高10%以上。

关键词：冲压燃烧室进气畸变总压恢复系数点火性能燃烧效率

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区域金融服务能力对中国经济增长的影响效应研究

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江苏师范大学学报（哲学社会科学版） 2024年第1期50卷 17-42,123页

作者：陈斐庞欣茹康松浙江理工大学经济管理学院中国杭州310018 德国汉堡大学商业、经济和社会科学学院德国汉堡20146

以金融资源、金融效率和金融生态三个维度构建中国省级区域金融服务能力评价指标体系,测算结果表明:2003-2020年中国区域金融服务能力呈现明显上升趋势,东、中、西部地区与全国变化趋势基本一致,东部各省份的金融服务能力整体上高于中... 详细信息

以金融资源、金融效率和金融生态三个维度构建中国省级区域金融服务能力评价指标体系,测算结果表明:2003-2020年中国区域金融服务能力呈现明显上升趋势,东、中、西部地区与全国变化趋势基本一致,东部各省份的金融服务能力整体上高于中部、西部省份。选定的基准模型估计结果表明:2003-2020年区域金融服务能力对中国经济增长存在显著促进作用;三大地区子样本情形的分析也表明区域金融服务能力对其经济增长均存在显著促进作用;两类经济发展水平地区子样本分析表明:相对发达地区金融服务能力对其经济增长的促进作用更为明显,而欠发达地区这种促进作用相对较弱。全国样本情形下的修正模型估计结果表明:当经济系统遭受外生冲击影响时,区域金融服务能力对经济增长仍存在正向促进作用,但提升区域金融服务能力则对中国经济波动存在一定的反向抑制效应。进一步讨论表明:在全国样本和两类经济发展水平地区子样本情形下,区域金融服务能力对经济增长的贡献率基本上呈现出先波动变化再稳定上升的趋势;相较于增加金融资源而言,提高金融效率或改善金融生态手段在抑制外生冲击、平滑经济波动方面更为有效。优化金融生态环境和区域金融布局将为中国经济发展提供进一步支持。

关键词：金融服务能力评价指标体系经济增长经济波动面板模型

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三种空心钉构型踝关节融合的有限元分析

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中国矫形外科杂志 2024年第8期32卷 744-749页

作者：张宁康颂科李伟延李强朱涛山东第一医科大学附属人民医院手足外科山东济南271199

[目的]通过有限元分析,研究空心钉不同构型对镜下踝关节融合稳定性的影响。[方法]选择1例37岁男性志愿者为研究对象,螺旋CT自膝关节至足底进行薄层扫描,获得DICOM图像导入到Mimics中分割跟骨、距骨、胫骨、腓骨三维点云,Geomagic、Hyper... 详细信息

[目的]通过有限元分析,研究空心钉不同构型对镜下踝关节融合稳定性的影响。[方法]选择1例37岁男性志愿者为研究对象,螺旋CT自膝关节至足底进行薄层扫描,获得DICOM图像导入到Mimics中分割跟骨、距骨、胫骨、腓骨三维点云,Geomagic、Hypermesh中模拟构建踝关节有限元模型,分别建立正常对照模型和双钉平行、双钉交叉和三钉交叉的踝关节融合模型。观察模型中胫距关节面相对位移、Mises应力峰值及平均Mises应力。[结果]载荷下双钉平行组位移显著大于双钉交叉组和三钉交叉组,包括跖屈[(106.2±8.6)μm vs (58.9±4.5)μm vs (58.5±4.1)μm, P0.05)。双钉平行组空心钉的应力峰值大于双钉交叉组和三钉交叉组,其中站立状态下(65.5MPa, 51.3 MPa, 50.5 MPa),双钉平行组胫距关节平均Mises应力显著小于双钉交叉组、三钉交叉组(P0.05)。[结论]双钉交叉组、三钉交叉组空心钉构型的稳定性优于双钉平行组,有利于提高镜下踝关节融合的成功率。

关键词：踝关节融合关节镜内固定有限元分析

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矿用机电设备安装控制与管理探讨

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世界有色金属 2024年第13期 34-36页

作者：李自淼宋庆康郓城化工产业园管理服务中心山东菏泽274700 郓城县昌润安装有限公司山东菏泽274000

在矿山生产过程中,矿用机电设备的安装控制与管理是保障生产安全、提高生产效率的重要环节。然而,由于矿山环境的恶劣、设备种类繁多等因素,矿用机电设备的安装控制与管理存在一系列挑战和问题。因此,需要引起足够的重视和深入的研究。... 详细信息

在矿山生产过程中,矿用机电设备的安装控制与管理是保障生产安全、提高生产效率的重要环节。然而,由于矿山环境的恶劣、设备种类繁多等因素,矿用机电设备的安装控制与管理存在一系列挑战和问题。因此,需要引起足够的重视和深入的研究。本文主要探讨了矿用机电设备安装控制与管理的相关内容,以期实现行业的可持续发展和创新发展。

关键词：矿用机电设备安装控制管理

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爆炸载荷与倾斜裂纹相互作用的动态焦散线实像-虚像

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科学技术与工程 2024年第5期24卷 1775-1781页

作者：宋国康陈程翟柏洋童玉升杨阳北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 招金矿业股份有限公司烟台265400

为研究爆炸载荷与岩体内存在的节理、裂隙等的相互作用关系,采用爆炸载荷动态焦散线实像-虚像综合实验方法,研究了爆炸载荷作用下倾斜裂纹尖端应力场和翼裂纹动态扩展特性。研究结果表明:在爆炸应力波P波作用下,裂纹下尖端Ⅰ型应力强度... 详细信息

为研究爆炸载荷与岩体内存在的节理、裂隙等的相互作用关系,采用爆炸载荷动态焦散线实像-虚像综合实验方法,研究了爆炸载荷作用下倾斜裂纹尖端应力场和翼裂纹动态扩展特性。研究结果表明:在爆炸应力波P波作用下,裂纹下尖端Ⅰ型应力强度因子小于0,裂纹上尖端Ⅰ型应力强度因子小于0。在爆生主裂纹作用下,爆生主裂纹与倾斜预制裂纹贯通,倾斜预制裂纹下尖端Ⅰ型应力强度因子小于0,因受到压应力未产生裂纹,裂纹上尖端Ⅰ型应力强度因子大于0,Ⅱ型应力强度因子大于0,受到拉应力并产生水平方向的翼裂纹。该综合实验方法可同时获得爆炸载荷下裂纹尖端的实像、虚像焦散斑数据,定量表征爆炸载荷与倾斜裂纹的相互作用过程。

关键词：爆炸载荷倾斜裂纹动态焦散线实像-虚像

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爆炸荷载下反向弧形裂纹扩展规律的实验研究

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工程爆破 2024年第1期30卷 35-43页

作者：翟柏洋杨冰涛宋国康王昊林陈程北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 招金矿业股份有限公司山东烟台265400

为了研究爆炸荷载作用下预制反向弧形裂纹的动态断裂特性,采用数字激光动态焦散线实像-虚像综合实验系统分析爆炸应力波作用下和斜入射爆生运动裂纹作用下预制弧形裂纹尖端实像和虚像焦散斑变化特征、预制弧形裂纹尖端应力强度因子变化... 详细信息

为了研究爆炸荷载作用下预制反向弧形裂纹的动态断裂特性,采用数字激光动态焦散线实像-虚像综合实验系统分析爆炸应力波作用下和斜入射爆生运动裂纹作用下预制弧形裂纹尖端实像和虚像焦散斑变化特征、预制弧形裂纹尖端应力强度因子变化特征以及爆生裂纹与翼裂纹运动扩展特征。结果表明:通过实像光路和虚像光路可以定量分析裂纹尖端拉剪应力和压剪应力的动态变化过程,从而获得爆炸荷载与预制弧形裂纹作用的全过程;爆生主、次裂纹能量具有大小之分,且其动态应力强度因子变化趋势具有一致性;定向爆生运动裂纹与预制弧形裂纹贯通位置是造成预制弧形裂纹上下端点应力强度因子差异性的主要原因。

关键词：定向爆破动态焦散线反向弧形裂纹斜入射裂纹实像虚像

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2型糖尿病微血管并发症和肠道微生物群关系的研究进展

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中国医药 2024年第8期19卷 1254-1257页

作者：马如意姚勇利宋康青海大学研究生院西宁810016 青海省人民医院内分泌科西宁810007

微血管并发症是糖尿病常见的特异性并发症,严重影响患者各脏器功能。研究表明,肠道微生物群在人体新陈代谢和免疫调节中发挥着重要作用,肠道微生物群组成的变化会导致胃肠道环境失衡,从而促进代谢产物的异常产生、炎症状态、葡萄糖代谢... 详细信息

微血管并发症是糖尿病常见的特异性并发症,严重影响患者各脏器功能。研究表明,肠道微生物群在人体新陈代谢和免疫调节中发挥着重要作用,肠道微生物群组成的变化会导致胃肠道环境失衡,从而促进代谢产物的异常产生、炎症状态、葡萄糖代谢改变甚至胰岛素抵抗。2型糖尿病患者存在代谢紊乱和慢性炎症状态,并伴有肠道微生物群紊乱,而肠道微生物稳定群落的改变影响糖尿病微血管并发症的预后。本文总结糖尿病微血管并发症中肠道微生物群特征及发病机制,旨在为通过调节肠道微生物群来防治2型糖尿病及相关微血管并发症提供更多的理论依据。

关键词：肠道微生物群糖尿病微血管并发症糖尿病肾脏病变糖尿病视网膜病变糖尿病周围神经病变

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