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矿井地下水库破碎岩体运移的DEM-CFD耦合分析

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采矿与岩层控制工程学报 2021年第4期3卷 81-91页

作者：张村宋子玉赵毅鑫韩鹏华滕腾中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001

利用矿井采空区建设矿井地下水库有利于协调煤矿开采与矿区水环境保护利用。采空区垮落带作为矿井地下水库协同承载体与库容体,在矿井地下水库循环蓄放水过程中内部破碎岩体的运移直接影响垮落带孔隙率的分布与渗流特性。以矿井地下水... 详细信息

利用矿井采空区建设矿井地下水库有利于协调煤矿开采与矿区水环境保护利用。采空区垮落带作为矿井地下水库协同承载体与库容体,在矿井地下水库循环蓄放水过程中内部破碎岩体的运移直接影响垮落带孔隙率的分布与渗流特性。以矿井地下水库为工程背景,构建矿井水渗流的破碎岩体流固耦合模型,量化分析了垮落带孔隙率、破碎岩体半径以及流体流速对破碎岩体流体压力和运移的影响。在此基础上,借助PFC3D与Python进行了破碎岩体模型不同流体流速的DEM-CFD耦合数值模拟。研究结果表明:水渗流过程中对破碎岩体的流体压力由拖曳力与梯度压力组成,且在矿井水库工程背景下,梯度力可以忽略不计。垮落带孔隙率的增加,促使流体压力急剧减小,在垮落带孔隙率范围内对破碎岩体运移影响较小。流体压力随着破碎岩体粒径的增加呈幂函数式增加,但破碎岩体的增加同时造成重力的升高,使得破碎岩体移动所需的流体压力大幅度增加,进而造成破碎岩体越小越容易被流体携带。由于破碎岩体间接触应力的存在,使得流体很难打破原有的破碎岩体孔隙平衡结构。只有游离于破碎岩体结构孔隙内的小破碎岩体才能被流体携带,这对整体破碎模型孔隙率影响较小。研究结果有助于科学评估矿井地下水库蓄放水过程中垮落带孔隙率的演化情况。

关键词：矿井水库破碎岩体孔隙率流体流速岩体半径

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腌制对鱼肉风味物质及理化性质影响研究进展

食品与发酵工业 2021年第2期47卷 285-291,297页

作者：吴涵施文正王逸鑫杨文仙上海海洋大学食品学院国家淡水水产品加工技术研发分中心(上海)上海201306

腌制是鱼类保藏的主要加工手段之一,相比冻藏对设备的要求更低,且能产生独特的腌腊风味,市场前景广阔。腌制过程中,鱼类在微生物、内源酶及盐的作用下,其风味及理化性质会产生较大变化,阐明这种变化规律可以为调控及提高产品品质、指导... 详细信息

腌制是鱼类保藏的主要加工手段之一,相比冻藏对设备的要求更低,且能产生独特的腌腊风味,市场前景广阔。腌制过程中,鱼类在微生物、内源酶及盐的作用下,其风味及理化性质会产生较大变化,阐明这种变化规律可以为调控及提高产品品质、指导企业生产、规范市场经营提供理论基础。为此,该文介绍了鱼体挥发性及非挥发性风味化合物,以及部分理化指标在腌制过程中的变化,并展望了腌制鱼产品研究的发展方向。

关键词：腌制鱼类风味理化指标

基于羟乙基淀粉-姜黄素前药的SN38协同给药胶束构建与评价

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高校化学工程学报 2024年第4期38卷 608-615页

作者：王子丹韩银磊彭虎红关怡新姚善泾浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058

化疗药物协同给药可以作用于不同代谢通路,有效抑制癌细胞增殖,从而改善药物的治疗效果,在避免引发多药耐药性等方面具有显著优势。本研究基于季铵盐羟乙基淀粉-姜黄素(QHES-S-CUR)前药,构建了负载7-乙基-10-羟基喜树碱(SN38)的协同给... 详细信息

化疗药物协同给药可以作用于不同代谢通路,有效抑制癌细胞增殖,从而改善药物的治疗效果,在避免引发多药耐药性等方面具有显著优势。本研究基于季铵盐羟乙基淀粉-姜黄素(QHES-S-CUR)前药,构建了负载7-乙基-10-羟基喜树碱(SN38)的协同给药胶束SN38@QHES-S-CUR。首先,借助分子动力学模拟的手段预测姜黄素与SN38共混体系的稳定性;在此基础上,通过纳米沉淀法制备了负载SN38的协同给药胶束。详细考察了QHES-S-CUR与SN38的质量比对胶束形貌及粒径分布的影响,在QHES-S-CUR与SN38的质量比为20:1时,可得到平均粒径为(258.76±28.76)nm的球形纳米粒。体外药物释放实验表明,SN38@QHES-S-CUR胶束能够在模拟的肿瘤微环境中响应性地释放出姜黄素及SN38,比SN38单独给药对小鼠结肠癌细胞CT-26的细胞毒性显著增强。本研究将两亲性前药应用于疏水性化疗药物的递送中,为化疗药物的协同给药提供了新思路。

关键词：羟乙基淀粉姜黄素 7-乙基-10-羟基喜树碱前药协同给药胶束

基于混合互信息和改进粒子群优化算法的医学图像配准方法

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中国生物医学工程学报 2015年第1期34卷 1-7页

作者：史益新邱天爽韩军金声大连理工大学电子信息与电气工程学部辽宁大连116024 大连现代高技术集团有限公司辽宁大连116024 澳大利亚纽卡索大学信息技术学院

为满足医学图像辅助诊断与治疗的需要,提出一种基于混合互信息和改进粒子群优化算法的医学图像配准方法。在每次迭代时,首先使用基于Renyi熵的改进粒子群优化算法对图像进行全局搜索,再使用基于Shannon熵的Powell算法对当前得到的最优... 详细信息

为满足医学图像辅助诊断与治疗的需要,提出一种基于混合互信息和改进粒子群优化算法的医学图像配准方法。在每次迭代时,首先使用基于Renyi熵的改进粒子群优化算法对图像进行全局搜索,再使用基于Shannon熵的Powell算法对当前得到的最优解进行局部寻优。实验图像为60幅模拟图像和10幅临床图像,对70幅图像进行单模态和多模态的医学图像配准实验,所提出算法的单模态医学图像配准结果均达到亚像素级。在多模态医学图像配准实验中,采用5种性能指标,评价配准结果的质量。同3种医学图像配准算法进行比较,结果显示新算法除计算时间外,其他4项指标均为最优,MI指数、NMI指数和CC指数的均值分别为1.338 6、1.363 1和0.837 8。主观和客观分析显示,所提出算法在精确度和收敛速度方面均优越于其他配准算法。

关键词：混合互信息改进的粒子群优化算法 Powell算法医学图像配准

吉林蛟河针阔混交林生物与非生物因素对生产力的影响

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林业科学 2023年第12期59卷 71-77页

作者：张萌范秀华岳庆敏韩卓秀黄一鑫北京林业大学理学院北京100083 北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心北京100083

【目的】探究生物与非生物因素对林分生产力的影响和维持作用,为东北针阔混交林可持续经营提供科学依据和理论指导。【方法】以吉林蛟河针阔混交林固定样地为研究对象,利用多元回归分析,量化解释变量(生物因素包括单位面积胸高断面积、... 详细信息

【目的】探究生物与非生物因素对林分生产力的影响和维持作用,为东北针阔混交林可持续经营提供科学依据和理论指导。【方法】以吉林蛟河针阔混交林固定样地为研究对象,利用多元回归分析,量化解释变量(生物因素包括单位面积胸高断面积、林木分化程度、生物多样性,非生物因素即地形因子)对响应变量(保留木生产力、进阶木生产力、死亡量)的影响,采用变差分解法分析3种生物量变化对生物量净变化量的相对重要性。【结果】对保留木生产力,所有解释变量可解释其总方差的12.07%,单位面积胸高断面积有显著正效应,坡度有显著负效应。对进阶木生产力,所有解释变量可解释其总方差的22.62%,胸径变异系数和系统发育多样性指数有显著正效应,单位面积胸高断面积、海拔和坡度有显著负效应。对死亡量,所有解释变量可解释其总方差的3.51%,单位面积胸高断面积有显著正效应。进阶木生产力、保留木生产力和死亡量对生物量净变化量方差的单独解释量分别占0.01%、20.87%和74.54%,其中,死亡量相对贡献最大,但可预测性较低。【结论】单位面积胸高断面积对不同生物量动态过程的作用不同,其中较高的单位面积胸高断面积促进保留木生长,加速林木死亡,对进阶木生长有明显抑制作用。林木分化程度及系统发育多样性促进进阶木生长。在地形因子中,保留木生长受坡度限制,进阶木生长同时受海拔和坡度限制。生物量净变化量主要受死亡量和保留木生产力影响。

关键词：单位面积胸高断面积林木分化程度生物多样性地形因子生产力死亡量

长期水浸作用下煤样渐进破坏特征及损伤本构模型

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 918-933页

作者：韩鹏华赵毅鑫高森高艺瑞张村胡勇中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 华能煤业有限公司北京100070

水岩作用是煤岩体弱化的一个重要因素,长期水浸作为水岩作用的一种类型,在采矿工程和井巷工程中广泛存在。通过单轴压缩试验获取长期水浸过程中煤样的渐进破坏特征,建立力学参数与饱和度和浸水时间之间的关系,并分析煤样宏观裂隙扩展特... 详细信息

水岩作用是煤岩体弱化的一个重要因素,长期水浸作为水岩作用的一种类型,在采矿工程和井巷工程中广泛存在。通过单轴压缩试验获取长期水浸过程中煤样的渐进破坏特征,建立力学参数与饱和度和浸水时间之间的关系,并分析煤样宏观裂隙扩展特征。结果表明,煤样的浸泡过程可分为非饱和浸泡和长期(饱和)浸泡2个阶段。在非饱和浸泡阶段和长期浸泡阶段,煤样的峰值应力分别降低46.3%和34.5%,且符合指数下降的趋势。在长期水浸的过程中,煤样加载后产生宏观裂缝的数量由干燥状态的6~8条逐渐减少至浸泡360 d的2~3条,且破坏形式由拉伸和剪切复合破坏向单一剪切破坏转变。根据煤样初始压密特征以及临界破坏强度特征,采用连续损伤力学和统计损伤理论提出一种描述煤样在长期水浸作用下整个变形过程的损伤本构模型。基于此模型可以发现随着浸水时间的增加,初始损伤量由干燥煤样的0逐渐增加至浸泡360 d煤样的0.773。此外,通过引入均方根误差RMSE和决定系数R^(2)来评估模型曲线与试验数据之间误差和拟合度,发现改进后模型的理论曲线与试验数据吻合度最高。改进后模型的RMSE最大值和R^(2)最小值分别为1.81和0.76,均优于已有文献提出的模型。

关键词：采矿工程煤长期水浸特征应力应变差损伤本构模型

仿生蛛网孔隙结构3D打印个性化钛网设计及三维有限元分析

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中国组织工程研究 2023年第30期27卷 4796-4801页

作者：张亮韩泽奎臧旖欣韩振佳王心彧黑龙江省生物医学材料及应用重点实验室黑龙江省佳木斯市154002 佳木斯大学口腔医学工程实验中心黑龙江省佳木斯市154002 佳木斯大学口腔医学院黑龙江省佳木斯市154002

背景:蜘蛛网结构具有内在的能量耗散机制,使其能承受较大的集中负荷,将其应用到3D打印个性化钛网设计上来减少由于应力集中引起的局部断裂。目的:研究新型仿生蛛网孔隙结构3D打印个性化钛网的设计方法,并应用三维有限元法对其进行生物... 详细信息

背景:蜘蛛网结构具有内在的能量耗散机制,使其能承受较大的集中负荷,将其应用到3D打印个性化钛网设计上来减少由于应力集中引起的局部断裂。目的:研究新型仿生蛛网孔隙结构3D打印个性化钛网的设计方法,并应用三维有限元法对其进行生物力学分析。方法:应用锥形束CT、Mimics、Geomagic Wrap、3-matic Research和ANSYS Workbench等软件分别建立仿生蛛网孔隙结构、圆孔结构、方孔结构、六边形孔结构且厚度均为0.3 mm的4组个性化钛网有限元模型,将100 N的载荷加载在牙槽嵴顶对应的钛网上,进行有限元分析。结果与结论:①方孔、圆孔、六边形孔、仿生蛛网孔隙结构个性化钛网最大位移值分别为0.064,0.103,0.107,0.070 mm,等效应力最大分别为1633.5,1611.3,2131.2,1104.8 MPa;②各组固位螺钉在钛网受力后应力分布相似,主要集中在螺钉颈部与钛网相接触部位,方孔、圆孔、六边形孔、仿生蛛网孔隙结构个性化钛网组固位螺钉最大等效应力值分别为149.13,200.32,178.73,163.30 MPa,各组固位螺钉所受到的应力处于安全范围内;③结果显示,仿生蛛网孔隙结构个性化钛网能很好地分散钛网应力,减少应力集中现象;同时,0.3 mm厚度仿生蛛网孔隙结构个性化钛网可以满足大面积颌骨缺损重建机械强度的要求。

关键词：颅骨缺损仿生蛛网孔隙结构 3D打印个性化钛网骨增量三维有限元分析生物力学

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地裂缝场地地震破坏特征及力学响应研究

土木工程学报 2022年第7期55卷 90-97,107页

作者：张朝熊仲明原晓露孟毅欣韩志强内蒙古科技大学土木工程学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学矿山安全与地下工程院士专家工作站内蒙古包头014010 西安建筑科技大学陕西西安710055 内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010

为系统研究地裂缝场地动力响应规律,以西安f地裂缝为背景,设计并完成地裂缝场地土体振动台模型试验,获得场地土体的动力特性变化规律、加速度响应分布规律以及地震损伤发展特征。运用数值计算方法,分析地质构造特征对地裂缝场地动力响... 详细信息

为系统研究地裂缝场地动力响应规律,以西安f地裂缝为背景,设计并完成地裂缝场地土体振动台模型试验,获得场地土体的动力特性变化规律、加速度响应分布规律以及地震损伤发展特征。运用数值计算方法,分析地质构造特征对地裂缝场地动力响应的影响规律。研究结果表明:地震作用下,上盘土体的地震响应比下盘更大,裂缝出现时间更早,破坏更严重;随着地震强度的增大,土体损伤加剧,刚度大幅退化,两盘土体的动力特性趋于一致,动力响应的“上下盘效应”也不再显著;加速度放大系数由土体底部到顶部逐渐增大,表现出明显的放大效应,但不同土层、不同地震波的放大程度不尽相同;地裂缝场地构造特征会影响地震波在土体介质中的传播方式,改变场地的振动特性。

关键词：地裂缝场地振动台模型试验数值模拟动力响应地震损伤

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超声联合粗针穿刺活检在胃癌锁骨上淋巴结转移检查方面的应用价值（英文）

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