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动态风向变化下风力机叶片和塔架应力及功率特性分析

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中国电机工程学报 2024年第2期44卷 610-619,I0014页

作者：汪建文闫思佳张建伟高志鹰内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古自治区呼和浩特市010051 风能太阳能利用技术教育部重点实验室(内蒙古工业大学) 内蒙古自治区呼和浩特市010051 内蒙古自治区风能太阳能利用机理及优化重点实验室(内蒙古工业大学) 内蒙古自治区呼和浩特市010051

风向变化显著影响风力机气动载荷分布,从而影响风力机稳定高效的运行,而气动载荷是风力机结构应力和功率变化主要影响因素之一。该文以S翼型三叶片水平轴风力机为研究对象,在旋转平台上进行风洞实验,对不同风向变化速度(0.5°、1°、1.... 详细信息

风向变化显著影响风力机气动载荷分布,从而影响风力机稳定高效的运行,而气动载荷是风力机结构应力和功率变化主要影响因素之一。该文以S翼型三叶片水平轴风力机为研究对象,在旋转平台上进行风洞实验,对不同风向变化速度(0.5°、1°、1.5°、2°/s)下风力机叶片和塔架的应力以及风力机功率特性进行分析。结果表明:风向变化速度为0.5°/s时,在风向由0°变化到30°时,叶片弦向和展向应力值和风力机功率下降幅度最大;在风向由0°变化到20°时,叶片应力值和功率下降较为缓慢,风向变化结束后,风力机应力与功率会进一步减小;风向变化角度在0°~20°范围内,受叶片转速和气动载荷下降速度与风向变化耦合作用的影响,塔架应力值出现较大波动,并随风向变化速度的增加,波动出现的区间从15°~20°提前到0°~5°;风向变化结束后,叶片转速持续下降,造成塔架应力仍有不同程度的波动。结果可为考虑风向变化下运行的风力机结构设计提供一定理论依据。

关键词：动态风向变化风力机叶片塔架应力功率

基于Ghost-TiFPN的轻量化快速目标跟踪算法

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兵工学报 2024年第5期45卷 1703-1716页

作者：阴国华齐咏生刘利强苏建强张丽杰内蒙古工业大学电力学院内蒙古呼和浩特010080 内蒙古自治区机电控制重点实验室内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区高等学校智慧能源技术与装备工程研究中心内蒙古呼和浩特010080

针对传统孪生目标跟踪算法体量大、难以在嵌入式设备部署以及其在目标尺度变化大、有相似物干扰等条件下效果不佳的问题,提出一种新的轻量化快速跟踪(Ghost fast Tracking with TiFPN and Retriever,GTtracker)算法。引入Ghost机制,对Re... 详细信息

针对传统孪生目标跟踪算法体量大、难以在嵌入式设备部署以及其在目标尺度变化大、有相似物干扰等条件下效果不佳的问题,提出一种新的轻量化快速跟踪(Ghost fast Tracking with TiFPN and Retriever,GTtracker)算法。引入Ghost机制,对Resnet网络进行重新设计,构建一种轻量化G-Resnet网络对跟踪目标进行快速特征提取。设计轻量自适应加权融合(Tiny adaptive weighted fusion algorithm Feature Pyramid Network,TiFPN)算法,进一步加强特征信息的融合,解决相似物干扰问题。设计一种轻量化区域回归网络(Ghost Decoupled Net,GDnet),以实现目标分类、交并比(Intersection-over-Union,IoU)计算以及边界框回归,并在跟踪阶段应用一种新的目标寻回器提升算法跟踪的成功率。在OTB100数据集和VOT2020数据集上进行算法验证,并移植算法到嵌入式设备Jetson Xavier NX上进行性能测试。实验结果均表明算法的有效性和优越性,相比经典孪生目标跟踪(SiamCAR)算法,新方法在精度和期望平均重叠率(Expected Average Overlap,EAO)指标均相似的前提下,能够实现更快的运行速度,可在Jetson Xavier NX上实时运行,达到30帧/s,且能有效解决相似物干扰、尺度变化大等问题。

关键词：目标跟踪孪生网络轻量化嵌入式设备

基于三点力原理对足内翻矫形器矫正效果的有限元分析

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中国组织工程研究 2024年第6期28卷 891-899页

作者：宁天亮王坤王领彪韩鹏飞内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古自治区呼和浩特市010000 内蒙古自治区康复辅助器具中心内蒙古自治区呼和浩特市010000

背景:三点力学是踝足矫形器矫正与预防足部各类疾病的有效方法,目前关于3D打印踝足矫形器的临床应用研究已普遍存在,但其涉及三点力学矫正的数值模拟与有限元分析报道相对较少,缺乏相关生物力学实验验证。目的:通过有限元法对踝足矫形... 详细信息

背景:三点力学是踝足矫形器矫正与预防足部各类疾病的有效方法,目前关于3D打印踝足矫形器的临床应用研究已普遍存在,但其涉及三点力学矫正的数值模拟与有限元分析报道相对较少,缺乏相关生物力学实验验证。目的:通过有限元法对踝足矫形器与足部复合模型进行三点力加载分析,观察在三点力干预下佩戴踝足矫形器的足部矫正效果,验证三点力的有效性及踝足矫形器的可靠性。方法:基于医学图像处理软件Mimics构建1例健康志愿者足踝三维模型,采用Rodin 4D与Geomagic逆向工程软件对各模型进行优化处理,设计个性化踝足矫形器模型。利用Solidworks软件对足踝模型进行内侧翻转10°以模拟足内翻病态,通过ANSYS软件结合三点力学原理对足部施力区进行静力加载,在满足人体足部痛阈时分析足踝各组织形变与应力变化,利用显示动力学进一步验证踝足矫形器施加三点力的有效性。结果与结论:(1)设计的个性化踝足矫形器具有预防足踝内翻和固定作用,在未穿戴踝足矫形器时,受到1 N·m内翻载荷后足踝内翻1.81mm,而穿戴踝足矫形器后仅为0.44mm,变形率降低75.7%,预防内翻效果明显增强;(2)仅冠状面矫正时,跟骨力系过小会加剧患者前足内翻,调整足跟内侧与内踝上方矫正力后,前足内翻角与跟骨位得到改善,但足部内侧趾骨区仍有不同程度内收移位,会加剧患者前足内收畸形;(3)冠状面、水平面两组三点力系统联合作用矫正效果优于单冠状面,表现为在足跟内侧、第一跖骨干内侧、外踝下方与内踝上方的力(25,10,10,20 N)作用下,前足内侧趾骨无内收移位,前足内翻角减小,并沿X轴外翻矫正1.395 mm,跟骨外翻矫正1.227mm,在变形比例放大云图下跟骨内翻角由10.21°矫正至7.25°,内翻角改善28.9%;(4)两平面三点力作用下,足底外侧跖骨负荷减小,内侧跖骨负荷增加,矫正后足底骨骼应力显著得到改善,进一步验证了三点力原理的可靠性,该研究为临床患者穿戴踝足矫形器治疗足内翻提供了重要理论支撑。

关键词：足内翻三点力学踝足矫形器 3D打印生物力学有限元分析逆向工程

金属及碳基材料电催化还原CO_(2)研究进展与展望

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洁净煤技术 2024年第4期30卷 58-71页

作者：赵峻标于秋阳姜洋郝海刚高瑞内蒙古大学化学化工学院内蒙古自治区呼和浩特010021

随着全球工业化快速发展,化石燃料大量使用导致碳排放量急剧增加,造成严重环境问题。因此,寻找有效方法降低CO_(2)浓度以遏制全球变暖成为紧迫任务。目前,减少CO_(2)主要策略包括限制传统化石能源使用和将多余CO_(2)转化为高附加值化学... 详细信息

随着全球工业化快速发展,化石燃料大量使用导致碳排放量急剧增加,造成严重环境问题。因此,寻找有效方法降低CO_(2)浓度以遏制全球变暖成为紧迫任务。目前,减少CO_(2)主要策略包括限制传统化石能源使用和将多余CO_(2)转化为高附加值化学品。由于经济发展仍极度依赖化石能源,简单地限制其使用存在显著困难。因此,高效转化CO_(2)成为高附加值化学品显得尤为关键。在众多CO_(2)转化技术(生物还原、热化学加氢还原、光电化学及电化学还原CO_(2))中,电化学还原CO_(2)因其高效性和良好的工业应用前景而显得尤为突出。基于此,对CO_(2)转化技术、电催化还原CO_(2)原理、主要产物、反应途径、评价参数及目前发展迅速的金属基及非金属碳基材料电催化剂的研究现状进行了综述。金属基和非金属碳基材料的结合能够提高催化剂的催化活性,具有良好的研究前景。从新型高效低成本催化剂开发及其形貌和表面活性位点的微观调控,利用原位表征技术和密度泛函理论计算加深对反应机理的揭示,加快组装器件设计开发、促进CO_(2)RR工业应用等方面提出CO_(2)RR未来发展方向。

关键词：电催化二氧化碳还原金属催化剂碳材料催化剂

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煤矸石山斜坡面矸石散体的空气渗流特性研究

煤炭科学技术 2024年第5期52卷 139-151页

作者：王文才王鹏吴周康李扬康杨少晨内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区矿业工程重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古自治区煤炭安全开采与利用工程技术研究中心内蒙古包头014010 内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心内蒙古包头014010

煤矸石山斜坡面矸石散体的颗粒偏析现象对其渗透特性有重要影响。为了研究斜坡面的空气渗流特性,基于自主设计的室内渗透率测定装置,结合散体岩土力学理论、通风理论及FLUENT数值模拟,研究了煤矸石山斜坡面不同高度不同深度处矸石散体... 详细信息

煤矸石山斜坡面矸石散体的颗粒偏析现象对其渗透特性有重要影响。为了研究斜坡面的空气渗流特性,基于自主设计的室内渗透率测定装置,结合散体岩土力学理论、通风理论及FLUENT数值模拟,研究了煤矸石山斜坡面不同高度不同深度处矸石散体孔隙率与渗透率的整体分布规律及空气渗流和温度分布特征,并通过现场实测进行验证。结果表明:在研究预设条件下,矸石山斜坡面浅部的孔隙率和渗透率分布特征受到颗粒偏析现象的显著影响,随着高度与深度增大,呈现出非线性负指数衰减规律;随着斜坡面矸石散体的粒径增大,其孔隙率也呈增大趋势,并且其增速逐渐放缓;矸石山顶部覆盖黄土层,导致渗流速度缓慢,氧气质量浓度较低,不利于氧化放热反应的进行,底部孔隙率较大风速过快,积热条件不佳,因此高温区域位于矸石山中上部距坡面2~3 m处,最高可达780 K;风速场在热风压与外界风压的共同影响下,最高风速位于中上部近坡面处,可达0.06 m/s。此外,沿矸石山X方向和Z方向深入,渗流速度与氧气浓度下降速率逐渐减小;整体而言,矸石山斜坡面孔隙率的分布是影响矸石山内部空气渗流特性的一个极为重要的因素。通过对矸石山风速氧气以及温度场的研究,将矸石山大致划分为表层冷却区、聚热易燃区以及内部低温区。研究成果可为我国干燥多风的中西部矿区煤矸石山自燃火区的准确预测和判定提供基础参考。

关键词：煤矸石山渗流渗透率孔隙率热风压

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机器人辅助全膝关节置换技术的应用与前景

中国组织工程研究 2024年第30期28卷 4889-4895页

作者：王若宇张志峰黄健内蒙古医科大学内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学第二附属医院内蒙古自治区呼和浩特市010000

背景:目前用于全膝关节置换的机器人系统设计的基本原理是将三维手术规划、术中危险区预警、实时数据反馈及机械臂辅助截骨等技术相结合,以实现全膝关节置换的精准化、个性化,这也恰好是它最大优势所在,因此近年来成为关节外科领域热点... 详细信息

背景:目前用于全膝关节置换的机器人系统设计的基本原理是将三维手术规划、术中危险区预警、实时数据反馈及机械臂辅助截骨等技术相结合,以实现全膝关节置换的精准化、个性化,这也恰好是它最大优势所在,因此近年来成为关节外科领域热点话题,备受关注。目的:文章将从机器人辅助全膝关节置换在关节外科领域的发展现状及其与传统全膝关节置换优劣势对比进行概述,此外,还将对机器人辅助全膝关节置换技术未来的发展进行展望。方法:应用计算机检索PubMed、中国知网、万方和维普数据库的相关文章,英文检索词:“robot OR robotic OR robotics OR robotically OR computer,total knee arthroplasty OR total knee replacement,TKA OR TKR”,中文检索词:“机器人辅助,计算机导航,全膝关节置换术”,最终纳入64篇文献进行综述分析。结果与结论:①用于辅助全膝关节置换的机器人系统根据其自由度分为主动式、半主动式和被动式。半主动式系统是目前使用最为广泛的机器人系统,该系统有效提高了全膝关节置换手术的精准性和个性化程度,但其高昂的使用成本与较长的学习曲线仍是在该领域内推广时需要权衡的主要因素。②机器人辅助全膝关节置换可实现膝关节局部三维空间的精准截骨、正确安置假体,已被广泛证明可以提供更好的假体植入精准度,减少影像学异常值,在术中可获得良好的软组织平衡,最终改善术后膝关节运动及功能状态。③但目前的机器人辅助系统依然存在客观的不足之处,包括不同机器人设备与术者之间的学习曲线问题、额外增加的安装和维护成本以及与机器人手术相关的潜在并发症,所以其能否让医疗系统及患者真正受益仍需要更长期的研究予以证明,机器人辅助系统也仍需进行更多实质性的改进。④机器人辅助全膝关节置换技术在临床上仍然处于初步研究阶段,并没有大范围地应用到临床,更加明确该技术的用法、完善该技术的临床操作规范和安全性成为了未来对该技术的研究侧重点。

关键词：骨关节炎关节外科机器人手术膝关节关节置换下肢力线术后并发症精准外科人工智能综述

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基于响应面法的微咸水反渗透脱盐工艺优化

中国环境科学 2024年第6期44卷 3151-3159页

作者：王辛铜高峰吴友兵杨宇宋日权孙昕卢金锁西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055 内蒙古自治区水利科学研究院内蒙古呼和浩特010011 马鞍山市城乡规划设计院有限责任公司安徽马鞍山243011 内蒙古自治区水利水电勘测设计院有限公司内蒙古呼和浩特010020

为应对淡水资源短缺,提高微咸水反渗透工艺的处理效果,设计了一种单级多通道低压反渗透(RO)中试装置,采用Box-Behnken响应面分析法(RSM)建立了微咸水RO淡化过程的模拟和优化模型.在不同的进料浓度,进水流量和浓淡水比例等工艺参数条件下... 详细信息

为应对淡水资源短缺,提高微咸水反渗透工艺的处理效果,设计了一种单级多通道低压反渗透(RO)中试装置,采用Box-Behnken响应面分析法(RSM)建立了微咸水RO淡化过程的模拟和优化模型.在不同的进料浓度,进水流量和浓淡水比例等工艺参数条件下,考察了系统的盐截留率和膜通量,分析和计算了系统的评价系数和单位能耗(SEC).结果表明,进料浓度和浓淡水比例是影响盐截留率的显著因素.低进料浓度、较高进水流量并不能显著提高盐截留率,反而会增加设备的单位能耗.在5000mg/L进料浓度的条件下,控制进水流量258.02L/h,浓淡水比例1.39时,脱盐效果最佳,评价系数达到10.58L/(m^(2)·h),单位能耗相对最低为5.15(kW·h)/m^(3).所建的RSM模型能够较好地模拟微咸水反渗透脱盐的过程,SEC预测精度良好,R^(2)值达到0.9925,盐截留率模型误差RMSE仅为***模型可以用于优化不同进料浓度下的操作条件,指导反渗透脱盐工艺的长期高效运行.

关键词：微咸水反渗透脱盐响应面法优化

锂硫电池凝胶聚合物电解质：合成工艺及先进表征技术

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复合材料学报 2024年

作者：于淼解姝媛薛嘉仪张莹莹刘景海吴桐段莉梅内蒙古民族大学化学与材料学院锂硫电池储能内蒙古自治区工程研究中心内蒙古自治区固体化学与电池重点实验室

凝胶聚合物电解质(GPE)的应用为改善锂硫电池的安全性和抑制穿梭效应提供一种有希望的方案。凝胶聚合物电解质能够改善全固态电解质与双电极之间存在的高界面阻抗所带来的电荷转移受阻、锂沉积不均匀等问题，有效解决容量衰减快、循环... 详细信息

凝胶聚合物电解质(GPE)的应用为改善锂硫电池的安全性和抑制穿梭效应提供一种有希望的方案。凝胶聚合物电解质能够改善全固态电解质与双电极之间存在的高界面阻抗所带来的电荷转移受阻、锂沉积不均匀等问题，有效解决容量衰减快、循环稳定性差等缺陷。本文针对锂硫电池中制备凝胶聚合物电解质所采用的原位聚合和非原位聚合两种不同的工艺手段进行介绍，通过阐述不同合成工艺改进凝胶聚合物电解质基底的方法，重点分析不同工艺所带来的“收益”，并介绍了具有实时性和精准性的原位表征仪器在锂硫电池中的应用，指出原位先进表征技术对锂硫电池电极材料设计的指导作用，并供科研工作者开发研究更适宜产业化的凝胶聚合物电解质的合成工艺，展望未来锂硫电池凝胶聚合物电解质合成设计的发展方向。

关键词：锂硫电池凝胶聚合物电解质合成工艺先进表征凝胶聚合物

毛蕊花糖苷促进神经递质乙酰胆碱释放的分子机制

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中国中药杂志 2024年

作者：周志华邢海燕梁彦高杰刘洋张婷朱莉钱嘉隆周川李刚内蒙古医科大学内蒙古自治区人民医院药学处

研究毛蕊花糖苷（verbascoside，OC1）促进阿尔茨海默病（Alzheimer′sdisease，AD）发病过程中乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）释放的分子机制。使用β-淀粉样蛋白(Aβ1-42)诱导的大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞（PC12）作为AD体外模型，分... 详细信息

研究毛蕊花糖苷（verbascoside，OC1）促进阿尔茨海默病（Alzheimer′sdisease，AD）发病过程中乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）释放的分子机制。使用β-淀粉样蛋白(Aβ1-42)诱导的大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞（PC12）作为AD体外模型，分为：对照组（control），模型组(model，Aβ1-42/10μmol·L-1)，OC1处理组(2μg·mL-1，10μg·mL-1)和阳性药神经节苷脂组(GM1，50μmol·L-1)。通过全蛋白磷酸化修饰定量组学分析OC1对AD细胞模型磷酸化蛋白的影响，结合计算机辅助药物设计虚拟筛选OC1对于钙通道亚型的选择性，荧光探针Fluo-3/AM检测细胞中Ca2+浓度，WesternBlot检测OC1对磷酸化钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ（p-CaMKⅡ，Thr286）及突触囊泡相关蛋白表达的影响，UPLC/QExactiveMS检测OC1对AD细胞模型ACh释放的影响，试剂盒检测OC1对AD细胞模型中乙酰胆碱酯酶（acetylcholine esterase，AChE）活力的影响。结果显示，模型组与OC1处理组的差异修饰蛋白在GO分类、KEGG通路和蛋白结构域3个层面均与钙通道激活相关。分子对接结果揭示了L型钙通道的主导作用。在Ca2+螯合剂EGTA（乙二醇四乙酸）、L-型钙通道阻断剂维拉帕米（verapamil）和N-型钙通道阻断剂芋螺毒素（conotoxin）存在的条件下，Fluo-3/AM荧光强度均降低，且verapamil的作用强于conotoxin。这证实OC1主要通过与L型钙通道蛋白相互作用促进细胞外Ca2+内流。磷酸化蛋白质组学分析和Western blot结果表明，OC1处理后p-CaMKⅡ及下游囊泡相关蛋白表达上调，说明OC1通过激活CaMKⅡ作用于囊泡相关蛋白，参与神经突触的重塑和递质释放，从而影响学习记忆。此外，OC1还降低了AChE活力，延长ACh在突触间隙的作用时间。

关键词：毛蕊花糖苷阿尔茨海默病钙离子囊泡蛋白乙酰胆碱