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关键词： 肝脏肿瘤   数学模型   正电子发射计算机断层显像   氟代脱氧葡萄糖-18  

摘要： 【目的】基于双输入双房室数学模型及非线性最小二乘法,探究18F-FDG PET/CT灌注显像在肝细胞癌（HCC）及肝转移癌（MHC）中的鉴别诊断价值。【方法】前瞻性地对高度怀疑或确诊为肝脏恶性肿瘤的患者增加一次肝脏18F-FDG PET/CT动态采集,对最终病理或根据临床诊断标准诊断为HCC 24例（28个病灶）和MHC23例（38个病灶）的患者进行研究,观察比较病灶在常规图像及动态图像中的表现,同时测量病灶、正常肝脏组织、腹主动脉、门静脉4个感兴趣区（ROI）的SUVmax、SUVmean值,绘制放射性活度-时间曲线,联合双输入双房室模型及非线性最小二乘法,计算出灌注参数肝动脉灌注血流量（Fa）、全肝灌注血流量（F）、门静脉灌注血流量（Fv）、肝动脉灌注指数（HPI）、门静脉灌注指数（PPI）、平均通过时间（MTT）、血管外细胞外容积分数（Ve）及细胞内早期摄取率（Ki）,利用统计学方法对灌注参数进行分析。【结果】灌注参数Ve、Ki不能有效鉴别HCC及MHC（P>0.05）,F、Fa、Fv、HPI、PPI、MTT在两者间均有鉴别意义（P<0.05）,尤其是MTT、Fa的AUC分别为0.904（%）、0.929（%）。另外,F、Fa、HPI、PPI、MTT对两者的鉴别效能高于SUVmax,且差异性具有统计学意义（P<0.05）。【结论】18F-FDG PET/CT灌注显像有助于HCC及MHC的鉴别诊断,并且部分参数的鉴别诊断效能优于SUVmax,其中灌注参数MTT、Fa鉴别效能最好。

关键词： 高速钢钻头   304不锈钢   群钻   钻尖优化   数学模型  

摘要： 随着国内制造业的迅猛发展,304奥氏体不锈钢材料因其优异的耐腐蚀性与易成型性在汽车、医疗器材、农业、航空航天等领域得到了广泛应用。但这类材料同时具有导热性差、塑性韧性高、易发生加工硬化、对刀具表面材料粘附性强等特点,其切削加工性差的问题未能得到有效解决。因此,本文分析了304奥氏体不锈钢的材料特性,针对其在实际钻削加工中表现出的不断屑、冷却差、钻头磨损严重等难点,以传统群钻为载体,在群钻钻型及加工工艺等方向做出优化改进方案。 群钻是一种性能优异的钻削加工刀具,具有断屑性强、定心稳定、加工负载轻、成孔质量好等优点。本文首先根据五轴数控钻尖磨床MK6335A的机床结构及运动方式,采用磨削表面坐标变换法建立起通用型群钻6个形面与7条刃口的数学模型,推导出各数学模型与实际刃磨参数的关系以实现群钻钻尖的磨削加工。 其次,根据国内外科研人员的研究成果设定304奥氏体不锈钢的加工工艺,设计出9款针对此材料的群钻钻型,并加入普通双刃麻花钻进行正交钻削实验。实验中为了使钻削负载采集仪器高效使用,根据仪器及实验材料的外形特点与装配方式设计了1套仪器专用夹具。正交钻削实验的结果表明,群钻的加工效果在多方面要优于麻花钻,且群钻中不同的结构参数对钻削效果影响不一。 最后结合在正交实验中收集到的钻削负载、断屑情况、钻尖磨损情况及加工质量进行对比分析,针对对群钻断屑能力影响最大的圆弧刃半径与深度、对钻芯强度影响最大的横刃长度做出优化,再根据各刃口的磨损情况,对各刃口长度及后角进行调整,同时还加入了不同加工参数组合及刃口钝化工艺进行对比,根据实际加工结果进行多轮优化实验,最终建立了一套适合使用M2高速钢群钻钻削304奥氏体不锈钢材料的加工方案。

关键词： 数学模型   倍增   核心素养  

摘要： 数学思想模型在解决数学问题中扮演着至关重要的角色。它是连接理论与实际问题的桥梁，能够帮助学生更好地理解和分析复杂的数学现象。通过构建数学模型，学生可以将抽象的问题具体化，从而更加直观地找到问题的关键所在。

关键词： 储层非均质性   多层合采   数学模型   产能评价  

摘要： 低产油井往往采用多层合采方式开发,然而合采开发过程中存在由于储层非均质性带来干扰影响的问题,尤其是注水油藏进入中高含水期层间干扰更加显著。因此,研究强非均质性油藏不同开发阶段的层间干扰规律,建立多层合采产能评价模型,对于准确评价油井产能至关重要。 本文首先采用层次分析法和熵权法,定量评价了储层非均质性,在此基础上通过室内物理模拟实验,研究了多层合采和单注分采的驱替效率,建立了多层合采层间干扰与含水率的动态变化关系;然后,利用Buckley-Leverett理论,建立考虑了渗透率级差的水驱多层合采理论模型,研究不同含水阶段下的生产规律,及粘度、级差、相渗等对各层产液\产油的影响,认为粘度越大,级差越大,高渗层产液占比越高,不同级差范围对合采的影响程度不同,级差界限为3～6;最后,建立了考虑井筒储集效应和表皮系数多层合采产能评价模型,并进行了油田实例应用,得到稳产期无因次产量评价误差小于10%,评价结果准确度较高。 本文所建立的产能评价模型,对油田油井的产能准确评价以及不同含水阶段开发政策调整提供技术支持。

关键词： 谷子   联合收获机割台   防缠绕设计   物理特性   有限元分析  

摘要： 谷子为我国特有作物之一,其产量更是占据世界总产量的8成以上。在已知的禾本科作物中,谷子在粮食作物中具有的营养价值最高,且与现有粮食作物相比,谷子的营养更加均衡,拥有的功能成分也相对较多。谷子脱壳后的产物就变成了总所周知我们日常食用的小米。因其具有较高的营养价值广受人民喜欢。当今农业粮食种植主产区以我国北方为主,在其中谷子的生产方式依旧停留在传统的生产方式,由于谷子产业的机械化程度较低,其发展受到了严重的制约。为了适应现代农业发展的要求,必须舍弃传统的谷子经营方式,同时机械化程度急需提高。如今国内外许多学者陆续对谷子的联合收获机开展了研究,但依旧存在割台损失沿着的问题,为更好解决割台损失的问题,本文以现有割台为基础加以改良改进缠绕消减割台,以达到因缠绕造成的割台损失谷子的问题。本文主要完成研究内容和结论如下:(1)对谷子的物理特性进行了分析。通过测量称重得到谷子重心位于高度自然株高的1/3处,从而更好的分析收获时力的分布。(2)以谷子自然株高、重心位置为参照,根据前人经验对谷子收获割台的各项参数进行了计算分析,其中包括防缠绕绞龙的直径320mm拔禾轮轴的直经900mm。(3)对现有分禾机构进行了优化,为解决谷子因成熟造成的谷穗倒伏难以分离的现象。最终得到方案为分禾器最高离地距离应大于1500mm,进而降低拔禾轮与分禾器夹缝见谷穗堆积现象。(4)利用UG NX 12.0对防缠绕绞龙进行三维建模和仿真运动,以此确认在工作期间没有出现干涉现象。(5)利用ANSYS Workbench18.0软件对防缠绕绞龙以及收获机的机架分别进行静力学分析和模态分析所得解决为防缠绕绞龙的最大应力为23.687MPa,最大形变位移为0.053129mm、割台机架的最大应力为25.131MPa最大形变位移为0.067818mm。所得结果均小于许用应力因此也表明满足生产时所需要的刚度、强度要求。且由模态分析可知作业过程中发生共振几率较低。符合生产需求。最后通过试验验证,证明仿真试验的可行性以及准确性。

关键词： 纳米液滴   声诺维   Definity   物理特性   纳米液滴   声诺维   Definity   机械指数   声强  

摘要： 第一部分 纳米液滴的制备及物理特性的探究 目的 制备声诺维及Definity纳米液滴,并评估其粒径大小及表面电荷等物理特性。 方法 1.纳米液滴的制备:取出一支未开封的声诺维,按照商品使用说明书制备声诺维微泡(Sonovue microbubble,LMB)原液,并使用生理盐水将其稀释成10%LMB,盖上橡胶盖。从4摄氏度冰箱取出一支未开封Definity,恢复至室温,使用 VIALMIX?震荡 45 秒激活 Definity,形成 Definity 微泡(Definity microbubble,DMB)原液,并稀释成10%DMB,盖上橡胶盖。从-20摄氏度的冰箱中取一瓶无水乙醇倒入50ml量筒,将10%LMB及10%DMB浸入含无水乙醇量筒的液面以下,冷却3分钟。取出冷却的注射器擦干,连接于压力传感器与夹枪之间。注射器夹枪加压后调节压力至注射器内白色微泡消失后停止加压,取下注射器,将制备好的微泡(microbubble,MB)及纳米液滴(nanodroplets,ND)置入冰盒备用。 2.物理特性的探究:使用纳米颗粒跟踪分析仪Nanosight测量声诺维及Definity微泡纳米液滴的粒径和Zeta电荷,重复测量三次,取其平均值。 3.统计学方法:采用Shapiro-Wilk进行数据的正态性检验,正态分布计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用独立样本t检验;偏态分布计量资料以中位数(四分位数间距)[M(Q)]表示,组间比较采用Mann-Whitney U检验。统计学分析采用SPSS软件(版本26.0,SPSS ***,Illinois,USA)进行。 结果 声诺维纳米液滴(Sonovue nanodroplets,LND)粒径为 182.5±78.2nm,而Definity 纳米液滴(Definity nanodroplets,DND)粒径为 83.5±38.1nm,两者粒径有统计学差异(P<0.05)。LND的Zeta电荷为-12.8±11.1mV,DND的Zeta电荷为-1.6±4.0mV,二者有统计学差异(P<0.05)。 结论 本研究成功制备了声诺维及Definity纳米液滴,并探究了其物理特性,为下一步探究ND介导超声造影成像技术的参数优化奠定了基础。 第二部分 基于体外循环模拟装置系统探究ND介导超声造影成像技术的参数优化 目的 完成体外循环模拟装置系统的搭建,并基于此系统探究ND介导超声造影成像技术的参数优化。 方法 将制备好的MB及ND注入体外循环模拟装置,溶解于20ml/min流速的0.9%氯化钠溶液中,以模拟MB及ND在体内循环,采用诊断经胸超声换能器(1.3MHz中心频率,3.4MHz接收频率,3ms脉冲待续时间),采集超声造影剂在不同机械指数(mechanical index,MI)下的成像,并用QLAB软件分析声场中不同区域的声强(acousticintensity,AI)。采用Shapiro-Wilk进行数据的正态性检验,正态分布计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用独立样本t检验,多组比较采用Bonferroni多重比较法;偏态分布计量资料以中位数(四分位数间距)[M(Q)]表示,组间比较采用Mann-Whitney U检验。统计学分析采用Excel、GraphPad Prism 8 及 SPSS 软件(版本 26.0,SPSS ***,Illinois,USA)进行。 结果 1.从超声图像上可直观地发现,LMB及DMB在低MI(MI=0.2或0.4)时均表现出较高的AI,并且随着MI的增加而降低。此外还可发现,在较高MI(MI=1.0或1.4)时,MB在区域1和2的AI比其他区域强。 2.在56-Hz-FR成像中,LMB及DMB在低MI时均表现出较高的AIs,并且随着MI的增加而降低(P<0.005)。在每一个区域内,LMB及DMB在不同MI下的AI均有统计学差异(P<0.005)。尤其是将MI=0.4和1.4时的AI相比可发现,无论是LMB还是DMB,在4个区域内两者之间均有显著差异(P<0.001)。 3.在56-Hz-FR成像中,MI=1.2或1.4时,LMB及DMB在区域1和2的AI最大。并且当MI=1.4时,除了区域1和2之间的AI无统计学差异外,其余两两区域的AI进行比较时均有显著统计学差异(P<0.005)。 4.在56-Hz-FR成像中,MI较高时,ND才产生明显的视觉对比,并且AI随着MI的增加而增强(P<0.005)。在每一个区域内,LND及DND在不同机械指数(MI=0.2,1.0,1.4)下AI总体均有显著统计学差异(P<0.001)。尤其是将MI=0.2和1.4时的A

关键词： 引航道口门区   通航条件   引航道平面布置   物理模型   数学模型  

摘要： 融江属于珠江流域西江水系,是西江一级支流柳江的中游段,为西南水运出海北线通道。大埔水利枢纽位于柳江流域融江段,而已建船闸等级低、尺度偏小,难以适应运输船舶大型化的要求,也成为西南水运出海北线通道柳州流域融江航道发挥整体效益的瓶颈所在。因此,为提升融江航道等级,需对大埔枢纽船闸进行扩能。本文基于大埔水利枢纽工程项目,采用物理模型与数值模拟相结合的研究思路,研究了大埔水利枢纽下引航道布置的设计方案、优化方案一、优化方案二的通航水流条件,为了解决船闸引航道通航问题来提供相应的技术支撑,采取了相应的工程措施来解决引航道的通航问题。主要内容包括:(1)在充分研究国内外船闸通航相关资料基础上,对下引航道布置、枢纽通航水流条件标准、现有已建船闸下引航道口门区通航水流条件研究现状、研究方法的发展及趋势等进行总结说明。(2)通过对大埔枢纽水工模型进行实验研究,由设计方案发现,引航道口门区会形成跌水和斜流不利流态,并在引航道停泊段形成泡水和大范围回流,且影响枢纽泄流和坝下游河道行洪。遂提出优化方案一和优化方案二两个布置方案。通过总结试验效果并考虑各种影响因素,认为优化方案二能较好满足试验要求,有效改善了下引航道、口门区及连接段流态,横向流速值与超标范围均有所减小。有效减小了船闸下引航道布置对枢纽泄流和河道行洪的影响。(3)由二维水流的数值计算方法出发,就MIKE21软件计算原理进行阐述,包括控制方程的建立和数值解法。接着,对模型进行了模拟河段选择、制作河网文件、划分网格,确定了模型关键参数、并对数值模拟求解过程加以解释。最后对数学模型进行了验证:在不同工况下,该数学模型能正确地模拟出引航道口门区流态,数值计算中切实可行,并且能够很好的满足实际要求。(4)通过对优化方案通航条件进行数值模拟研究,从构建模型、数值模拟结果、计算结果分析三个方面进行分析研究。针对数值模拟结果由水位图,总水深图、矢量分布图等加以分析和对比。由结果可知:通过物理模型和数值模拟相互比较,可以确切推出证实优化方案二的布置方案是可行的。(5)由于二维模型无法准确呈现隔流墙结构水流情况。因此采用三维水流数学模型对优化方案的隔流墙结构布置型式进行初步研究,对下引航道口门区通航水流条件进行检验,针对三维数值模拟结果,分析和对比总水深图,水平面口门区速度矢量图、口门区截面横向流速分布图等。以确保引航道隔流墙布置的合理性。并提出往下引航道布置型式的推荐方案。

关键词： 复合纳米纤维膜   丝素蛋白   豆蛋白   溶液喷纺   力学性能   物理特性   生物特性  

摘要： 溶液喷纺是一种新型的纳米纤维制备技术，得到国内外研究者的广泛关注并取得了快速发展。利用喷纺技术将两种天然生物高分子材料丝素蛋白（SF）和豆蛋白（SPI）结合，可以制备具有独特、可调结构和物理化学性能的新型生物材料。SF作为一种从天然蚕丝中提取出来的生物材料，具有优异的细胞粘附性、生物相容性、非免疫排斥、非致癌性、高拉伸强度、可生物降解和良好的光学透明度，在生物材料中发挥着重要作用。SPI具有可代谢、无抗原性、无毒、无免疫原性、更易吸收、生物相容性和可生物降解等特点，可以成为模拟人类细胞外基质（ECM）动物源蛋白质的良好且安全的替代品，有助于组织再生。　　本课题将来源广泛的SPI与SF复合，通过溶液喷纺技术制备了复合纳米纤维膜。利用一种操作简单、可控性强的超声技术辅助，喷纺制备了豆蛋白/丝素（SPI/SF）复合纤维膜。通过采用不同超声时间对共混液进行前处理，利用现代技术研究了超声空化作用对复合膜表观形貌、结构和物理生物学性能的影响。通过扫描电子显微镜（SEM）、拉曼光谱（Raman）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X-射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）等现代分析手段，以及水接触角、保水、降解和细胞实验对复合纤维膜的表观形貌、结构、热稳定性、力学性能和生物相容性进行了探讨。同时，阐述了两者材料之间及超声空化作用的作用机理，具体工作内容如下:　　（1）通过溶液喷纺技术成功制备了 SPI/SF质量比0∶100、20∶80、40∶60、50∶50、60∶40的复合纤维膜。研究发现将SF与SPI复合，且随着SPI含量的增加，纤维直径和孔隙率逐渐减小，保水性能和细胞相容性能提高，这有利于复合材料的细胞粘附、生长和繁殖。同时，SF和SPI具有良好的混溶性，复合纤维膜中α-螺旋和β-折叠结构含量增大，玻璃化转变温度（Tg）降低，热容增量ΔCp略有增大，热分解温度（Tonset）增大，从而增强了材料的热稳定性。此外，研究结果表明两相材料分子间发生相互作用，即SF中的C=O（N-H）基团和SPI中的N-H（C=O）发生强氢键相互作用，可以提高复合材料的力学性能。　　（2）建立超声辅助喷纺制备SPI/SF复合纳米纤维膜的新方法，成功获得了不同形貌和性质的复合纳米纤维。超声空化作用产生的瞬时高温高压有助于促进SF与SPI分子链之间的相互作用，解决了 SPI与SF混合比例为80∶20时不能喷纺纤维的问题。随超声时间从0增加到180 min,纤维直径和孔隙率均减小，串珠现象消失。并且使得分子链段得以更有序地重新排列，从而增加了材料中的β-折叠结构含量，使得材料的热稳定性和力学性能提高。同时，超声还增加了蛋白分子链段间的间隙，使更多的亲水基团的暴露，有利于材料的吸水性和细胞相容性的增大，促进样品的细胞粘附、分化和生长。与未经超声处理的SPI/SF喷纺纤维膜相比，超声空化作用极大改善了材料的各种物理和生物特性。

关键词： 数学建模   数学模型   数学建模能力   数学核心素养  

摘要： 数学来源于生活,同时又服务于生活、高于生活。因此,在学习数学中要结合实际生活、建立数学模型,以便更好地解决问题。数学建模在数学学习中的应用有着举足轻重的地位,然而数学建模思想并没有被学生和部分老师引起高度重视,多次的普通数学课程标准实验教科书的改版都没有过多涉及到数学建模思想,教师的教普遍倾向于应试教育,而学生的学也普遍都倾向于死记死学。对于学生数学建模能力的培养很是欠缺。本文首先通过对数学建模能力问题的研究分析,参考国内外相关文献,探求了目前数学建模教学与学习的现状及存在的问题,引出了本文进一步研究的必要性。其次,对初中生数学建模能力培养现状进行调查,详细的了解学生数学建模能力水平,发现学生数学建模能力的欠缺与薄弱;了解教师对学生“建模”意识、方法、策略的培养情况,教师对于数学建模思想的了解情况以及重视的程度,以及教师在教学中是否有应用数学建模思想以及教授新知的一些方法来提升学生的数学建模能力。然后,基于当前学生数学建模能力不足的现状,分析指向数学建模能力提升的关键过程性子能力,提出培养策略的设计原则。在此基础上,从教师角度出发,结合对典型例题的分析过程,对学生数学建模能力的培养提出具体的方法论和培养策略。基此,对“函数”“几何与代数”“活动与探究”以及微专题复习四个模型进行建模教学案例设计。同时通过试题测验、问卷调查、个案课堂观察法,对比学生接受系统的数学建模能力培训前后在能力水平、学习兴趣、投入度以及回答问题的积极性等方面的变化,来评价本文提出的对初中生数学建模能力的培养策略的有效性。从而帮助教师优化教学,帮助学生解决学习的困难,提高学习效率,从而更好地落实数学核心素养的提升以及数学建模能力的培养与提升。数学核心素养的提出,强调数学教学不再是简单的数学知识的传授,这就要求教师要在理解学生学习困难的基础上灵活教学,结合自身教学经验,有的放矢的进行教学。本论文将帮助教师根据学生的认知情况和身心发展规律,调整教学策略,培养初中生数学建模能力,进而更好的提高学生数学学科素养。

关键词： 负载模拟系统   火炮垂直稳定器   数学模型   联合仿真   模糊PID  

摘要： 火炮垂直稳定器能在行进中将炮管自动稳定在给定的俯仰角上,以保证炮管给定俯仰角不受车体震动和倾斜的影响。火炮垂直稳定器要求具有较短的响应时间、较好的控制精度和稳定性,在实验环境中为了测试评估垂直稳定器的性能,需要利用负载模拟系统模拟其实际负载。本文设计和研究了用于火炮垂直稳定器控制性能测试的电液式负载模拟系统,以满足火炮测试自动化、标准化、高效化的需求,对于火炮的研究具有重要的意义与参考价值。论文主要研究内容和结论如下:首先,阐述了负载模拟系统的原理和评价指标,总结了国内外负载模拟系统的发展与研究现状,比较分析了机械式、电液式、电动式三种负载模拟系统的优缺点。考虑到火炮垂直稳定器系统受到载荷较大且较为复杂的特点,选择了电液式负载模拟系统并确定了设计方案,包括机械、液压、测控3个模块的设计。其次,根据负载模拟系统的功能要求和设计指标进行了参数计算、结构设计和元件选型;然后,建立了火炮垂直稳定器系统和加载系统的数学模型和基于联合仿真平台的AMESim仿真模型,通过仿真分析比较了PID算法和模糊PID算法的控制性能。结果表明:相比于传统的PID控制算法,模糊PID控制算法对于输入信号的响应速度更快、跟踪精度更高。最后,设计了负载模拟系统测试平台并进行了试验验证,结果表明:模糊PID控制算法在位置控制以及力控制中的控制性能要优于传统PID控制,且明显降低了跟踪误差,试验与仿真结果基本吻合。