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关键词： 无线通信   网络链路   非线性规划   数学模型  

摘要： 受到时延和丢包问题的影响,以往链路规划方法的使用效果不佳,由此,提出舰船无线通信网络链路非线性规划数学模型分析方法。描述链路非线性规划问题,应用Whittle方法进行规划参数确定,结合离散小波变换方法组合模型参数,对不同时间尺度下的网络流量进行分解;通过判定最短流量数据的传输链路,将参数代入组合模型,得到相应的舰船无线通信网络链路非线性规划数学模型;利用非线性反馈控制原理,有效补偿系统的容错现象,改善系统的时延和丢包问题。由实验结果可知,该模型最低丢包率为0.70%,最大时延为3 ms,具有良好的非线性规划效果。

关键词： 高中阶段   物理课堂   高效课堂建设   学生特点  

摘要： 随着新课程改革标准的不断完善和更新,对高中阶段的物理课程提出了更多的要求。教师作为教育的先锋队更应顺应时代的发展,在教育教学工作中做出具体的改变,不断地挖掘和尝试新的教学方法,提高学生的综合能力,注重发展学生的学科素养,促进学生全面发展,建设物理高效课堂。下文将针对构建高中物理高效课堂展开相应讨论、分析,以提供相应参考。

关键词： 肿瘤细胞   免疫细胞   化疗   数学模型   动力学分析  

摘要： 癌症是威胁人类生命健康的最严重疾病之一,由于机体的复杂性,与其他单一疾病相比,肿瘤的发生和发育机制异常复杂.越来越多的证据表明,免疫系统可以识别并消除肿瘤细胞,免疫反应的一个复杂性在于,有多种类型的免疫细胞,每种免疫细胞在靶向和杀伤肿瘤细胞方面都起着独特的作用.本文分为四个部分,主要研究了自然杀伤细胞,CD8+细胞毒性T淋巴细胞,树突细胞在免疫监视中的作用,以及加入化疗药物作用的肿瘤-免疫反应,为癌症治疗提供可能的治疗方向和有力的理论支撑.第一章简要介绍了单细胞种群的肿瘤生长模型,肿瘤-免疫系统相互作用的数学模型和肿瘤治疗的数学模型,以及几个常用的常微分方程基本理论.第二章基于生物学背景给出了一个肿瘤细胞与免疫细胞相互作用的四种群模型,通过确定平衡点的存在性与稳定性条件来描述该系统的动力学行为,并进行了数值模拟,结果表明免疫系统本身并不能完全有效地防止肿瘤细胞生长.第三章是根据第二章的分析结果,加入化疗药物的作用,提出了一个五维数学模型.同样地,讨论分析了该模型非负平衡点的存在性和稳定性,并将数值模拟结果进行对比分析,结果表明在化疗时应严格控制化疗药物的用量,否则可能无法有效治愈癌症,甚至加速免疫细胞的失活;加大自然杀伤细胞的增长率,对癌症治疗有很大帮助;增大树突细胞对CD8+T细胞的刺激作用,可以增强免疫系统的能力.第四章总结了本文的主要研究结果,提出了本文的不足及未来的工作展望.

关键词： 数学模型   数学能力   策略方法  

摘要： 数学模型就是将实际问题转化为数学问题求解的过程中抽象出来的模型。在初中数学教学中建立数学模型,不仅有助于学生提升解决实际问题的能力,更能优化学生的思维品质,助推学生数学素养的形成。

关键词： 食管癌   多平面重建技术   喉返神经   淋巴结转移   食管癌   淋巴结转移   喉返神经   列线图   数学模型   食管鳞状细胞癌   MCM7   Ki-67   Podoplanin   细胞表型  

摘要： 研究背景和意义食管癌是全球常见的恶性肿瘤之一,2020年赫捷院士团队的流行病学数据显示,我国食管癌年新发病例数为24.6万,占全球病例总数的43%;年死亡人数为18.8万,其发病率和死亡率分别居我国恶性肿瘤的第6位和4位。目前而言,食管癌分期是确定治疗策略的主要依据。局限于黏膜层内的早期食管癌主要应用内镜下局部切除(包括粘膜剥离术和粘膜切除术)或内镜下能量治疗(如光动力治疗、激光治疗、射频消融术等)。对于侵及黏膜下层的中早期食管癌,外科切除是最有效的治疗措施之一。食管癌手术不仅需要彻底切除病灶,还需彻底的淋巴结清扫。据报道,食管癌术后淋巴结复发率约20%-40%,且以上纵隔和颈部为主。日本学者Isono于1991年报道的多中心回顾性研究提示:采取左颈、右胸、上腹三切口食管癌切除+颈部、胸部及上腹部的淋巴结清扫的McKeown术式降低了术后淋巴结复发率,使日本食管癌患者的5年生存率由两野清扫的26.7%增加至34.3%,因此日本许多学者开始采用McKeown术式。但该术式增加创伤且操作复杂、术后并发症多,尤其是行喉返神经旁淋巴结清扫时会导致喉返神经损伤并继发肺部感染等并发症产生。研究显示并非所有患者都能从清扫喉返神经旁淋巴结中获益,如日本学者Taniyama的研究发现对胸下段及腹段食管癌而言,是否行该部位淋巴结的清扫其5年生存率无统计学差异,对于喉返神经旁淋巴结阴性及喉返淋巴结广泛转移者行该部位清扫均无价值。因此,治疗前准确评估该处淋巴结转移情况对确定手术入路及淋巴结清扫程度有重要的指导意义。目前,螺旋CT仍然是判断肿瘤侵犯程度及淋巴结转移状况时最常用的检查方法。影像学专家判断淋巴结转移时,通常以短径1厘米为分界,其敏感性及特异性均低于80%,且不同部位的淋巴结共用同一标准显然不妥,但目前探讨食管癌喉返神经旁淋巴结CT诊断标准的研究有限。本研究的第一部分将对食管癌喉返神经旁淋巴结CT诊断标准进行探讨。预测和影响喉返神经旁淋巴结转移状态的因素有多种,单一以CT或其他某种检查方法判断淋巴结的转移状态都存在准确性不高的问题。数学预测模型是综合临床中的多个危险因素或检查方法进行量化加权后得出的数学公式。Logistic多因素回归分析作为特殊的概率预测数学模型在临床上应用越来越广泛。2003年,美国纽约Memorial Sloan-Kettering肿瘤中心的Van Zee教授通过对来自11个研究中心的702例发现前哨淋巴结转移后清扫腋窝淋巴结的乳腺癌患者的临床病理资料进行多元回归分析,筛选出与腋窝淋巴结转移有关的8个危险因素,并建立预测乳腺癌患者前哨淋巴结阳性时非前哨淋巴结转移可能性的MSKCC列线图模型,该模型被刊登于Memorial Sloan-Kettering肿瘤中心的网站上并被在世界范围内广泛验证,得到的AUC(曲线下面积)值为0.58-0.86,具有较高的准确性。本研究的第二部分通过对食管癌患者中预测和影响喉返神经旁淋巴结转移状态的因素进行logistic回归分析,建立数学预测模型以计算该处淋巴结转移概率,为喉返神经旁淋巴结的转移状况提供了较为有效的预测方法,从而为患者的个体化治疗提供参考依据,指导临床治疗。为进一步提高我们预测胸段食管癌喉返神经旁淋巴结转移的准确性,我们希望通过增加分子诊断指标以进一步提高我们的食管癌淋巴结转移的预测及认识。另外,影响肿瘤发生发展的相关分子指标通常对其病变程度、复发转移情况及预后密切相关,对其深入研究有利于评估病变复发及远期生存。增殖细胞核抗原(Ki-67)是目前被广泛应用的肿瘤细胞的潜在增殖标志物,对预测肿瘤的恶变有一定的参考价值。有研究显示其在正常食管向异型增生及食管癌演变的不同阶段表达率逐渐升高,有利于对早期食管癌及癌前病变的区分。微小染色体维持蛋白7(Minichromosome Maintenance Proteins 7,MCM7)是一种新的增殖指标,在细胞的复制过程中高表达,但不受DNA修复影响,有更好的特异性,因此有学者建议将其作为监测细胞增殖过程的可靠生物标志物。既往研究发现在多种人类恶性肿瘤细胞中如非小细胞肺癌、肝细胞癌、神经母细胞瘤等肿瘤中都存在着MCM7过表达或扩增现象。平足蛋白(Podoplanin,PDPN)与肿瘤的恶性进展,如上皮间质转化及远处转移及浸润等紧密相关。PDPN可促进包括口腔鳞状细胞癌,膀胱肿瘤、脑肿瘤等多种肿瘤的进展和转移,但其与食管鳞癌发生发展的关系尚不明确。本研究的第三部分探讨了 MCM7、Ki-67、Podoplanin在食管鳞癌中的表达与其临床病理特征(如淋巴结转移状况、肿瘤浸润深度、分化程度)的相关性及其在预后预测方面的临床价值。另外,我们从细胞学水平观察了Ki-67和Podoplanin对食管癌细胞的生物学行为的影响,为准确预测食管癌病

关键词： 肿瘤耐药   细胞动力学   药代动力学   数学模型   微环境  

摘要： 耐药是目前临床治疗癌症中最棘手的问题之一.肿瘤细胞的异质性和靶向治疗的微环境适应性能够促进耐药的获得和肿瘤的转移.癌症细胞群的内在异质性是其包含药物敏感和耐药细胞,在靶向治疗中药物敏感的癌细胞分泌多种可溶性因子进入肿瘤微环境,这些因子可以促进耐药癌细胞的生长、扩散和转移,支持药敏细胞的生存,因此微环境适应在获得性耐药的迅速出现中起着重要作用.在肿瘤异质性和微环境适应的背景下评价癌症治疗是非常困难的.本文将复杂的相互作用机制简化为一个五维动力学模型,全文分为三个部分,主要研究由于治疗引起的耐药性.研究结果可以帮助人们更深入地理解耐药机制,并为临床治疗提供有力的科学依据.第一章简单地介绍了肿瘤耐药的生物背景、肿瘤生长模型、癌症耐药的基本模型、药代动力学模型以及常微分方程的基本理论.第二章主要给出了治疗诱导的癌症耐药的数学模型,此模型是基于细胞动力学、药代动力学以及微环境适应性建立起来的,用来描述敏感癌细胞(CS),耐药癌细胞(CR),转移癌细胞(CM),血管生成细胞(CK),药物浓度(D)之间的相互作用关系.本章主要对该模型非负平衡点的存在性和稳定性进行了详细的分析与讨论,对每一种正平衡点存在的情况进行了模拟.此外,本章也分析了药物代谢率、突变率和血管生成细胞对患者耐药性的影响并给出了建设性的治疗建议.第三章总结了本文中的主要研究结果并提出了本文的不足及未来的工作展望.

关键词： 透明软黏土   PIV   物理特性   渗透系数   流速频率值  

摘要： 目前,发生于天然土壤中的渗透渗流是常见的岩土工程实践问题,因此研究不同类型土壤的渗透渗流规律,深入探究其特性对解决工程实践问题,预防工程灾害的发生具有较为重要的意义。对于岩土渗透问题的研究方法通常以试验成本相对高昂,试验操作较为复杂的试验技术对此类问题进行研究,常规的试验方法在某些方面具有一定的局限性,因此寻求一种无损低成本操作简易的研究技术显得意义非凡。近些年来,通过透明合成材料模拟特定类型土壤以研究天然土壤物理特性的方式被国内外众多科研人员所开发,本文以模拟软黏土的新型透明土为基本的试验材料,结合透明土试验技术和简易的粒子图像测速技术,对一定试验条件下透明软黏土的渗流情况进行了观测分析,并且对材料进行了基本的物理特性试验和GDS柔性壁渗透试验,对透明软黏土的渗透问题进行了探究,总结了该类新型透明土的渗透特性。主要的研究工作及内容如下:(1)整体介绍了透明土试验技术的研究现状和粒子图像测速技术的研究现状,并且对两者试验技术的理论知识进行了阐述,并对不同类型透明土对应于不同类型土壤进行了总结,以及对PIV粒子图像测速技术的应用和实践进行了详细阐述。(2)介绍了该类新型透明软黏土的基本信息,并且对环刀试样的制备方法及流程进行了详细介绍,对制备好的试样进行了直剪试验,固结试验得到了基本不同质量比下的基本物理力学特性。之后用XRF手持式荧光光谱分析仪对透明软黏土试样X荧光光谱分析试验,得到了试样中的元素组成类型及元素组成含量。(3)本文利用GDS柔性壁渗透仪测定了试验周期内不同压力差的透明软黏土渗透系数,发现该类透明软黏土在实验周期的前半阶段变化幅度较大,后半阶段变化较小,总体趋势呈现先下降后稳定的变化规律。通过对比不同质量比渗透系数的变化规律,发现稳定阶段中随着质量比的增加,试样的渗透系数减小,且不同质量比下的渗透系数之间的差距在两个数量级以内。(4)对透明软黏土的大型试样制备过程以及试验所用到的仪器进行了详细介绍,组装了简易的恒压渗流装置,选取了不同空间位置的断面为研究断面,运用简单的图像处理和PIVLab分析软件对断面的竖向流速和水平流速值进行了统计,比较了不同断面的流速频率值,得到了流速大小在不同断面的分布规律。

关键词： 飞机   环控系统   数学模型   均值模型   仿真  

摘要： 飞机环境控制系统作为飞机机载设备关键系统之一,对整机工作性能和机组人员生命安全保障具有重要影响,本文主要对飞机环控系统建模与仿真进行研究。飞机环控系统建模方面,重点研究了空气循环机各附件(包括压气机、涡轮和风扇)的均值模型。首先,用现有性能数据对现有压气机、涡轮和风扇流量特性和效率特性模型进行了分析评价,鉴别出了预测精度较好的现有模型,获得了新模型的建立思路和方法。接着,基于已有的压气机、涡轮和风扇特性数据,利用Matlab迭代寻优程序和1st Opt曲线分析软件,建立精度更高的新的均值模型。获得的压气机流量特性模型的平均绝对偏差(MAD)为1.9%,而现有最好的压气机流量特性模型的MAD为2.4%;获得的压气机效率特性模型的平均绝对偏差MAD为1.8%,而现有最好的压气机效率特性模型的MAD为3.0%。获得的风扇效率特性模型的MAD为1.9%,而现有最好的风扇效率特性模型的MAD为3.4%。可见,获得的新均值模型显著提高了预测精度。建立了换热器静态模型。根据静态模型和换热器性能要求,设计了板翅式换热器,并对其性能进行了校核。结合质量守恒方程和能量守恒方程,运用参数集中法建立了换热器动态模型,编写了换热器性能计算机仿真程序,利用其对换热器的动态性能进行了仿真分析。最后,根据环控系统结构将各附件模型进行连接,构成了环控系统整体模型。基于该模型,编写了环控系统性能仿真计算机程序,通过实验数据与仿真结果对比,验证了仿真结果的准确性。用经过验证的仿真程序,研究了冲压空气温度和发动机引气温度对系统性能的影响,获得了系统和各个部件的性能曲线。

关键词： 可调阻尼减振器   数学模型   外特性   优化设计   道路试验  

摘要： 悬架系统是车辆行驶系统的重要组成部分,悬架系统主要由减振器、弹性元件、导向机构三部分组成,其中减振器直接影响乘坐舒适性和操纵稳定性,由于减振器结构参数设计基本都是在确定阻尼范围后再根据经验及反复试验确定,不具有可靠性,因此研究减振器结构参数对性能的影响和开展优化设计的相关研究就显得尤为重要。本文以某可调阻尼减振器为研究对象,在其结构及工作原理的基础上搭建了数学模型,进行了台架试验,完成了对其部分结构参数的优化设计,通过试验及仿真对比分析,验证该结构参数设计方法的可行性;并开展道路试验对平顺性做了部分研究,为将来该可调阻尼减振器的设计和控制提供指导,具体工作从以下几个方面开展:(1)基于某款可调阻尼减振器的工作原理及结构,运用圆薄板弹性变形理论得到节流阀片变形微分方程、结合边界条件求解得到受非均布载荷的阀片变形量,并分析了该变形量与半径间的关系,然后根据流体力学缝隙流动、细长孔节流理论和该可调阻尼减振器在两个工作行程的油液流动情况及工作过程,推导了该可调阻尼减振器的节流压差和阻尼力公式,在此基础上,在MATLAB/Simulink中成功建立本可调阻尼减振器复原、压缩行程的数学模型。(2)依据汽车减振器性能要求及台架试验标准,制定了相应的可调阻尼减振器的试验方案,在MTS849减振器试验台架上完成了试验,将该可调阻尼减振器试验与Simulink数学模型仿真分别所得的示功特性曲线以及速度特性曲线进行对比分析验证所搭建数学模型的准确性。(3)为进一步提升该可调阻尼减振器的性能,对其结构参数进行优化设计。确定待优化的设计变量及优化目标,通过仿真分析待优化的设计变量对减振器外特性的影响,利用Isight和Matlab软件对优化的设计变量进行采样并计算点集从而建立Kriging模型,在Isight软件中运用自带集成的NSGA-II优化算法求最优解,对优化后的减振器进行示功特性试验,对比仿真结果验证了该方法的可行性。(4)为研究车速及阻尼系数对车辆平顺性地影响,将该可调阻尼减振器搭载于某车上,依据《GBT 4970-2009汽车平顺性试验方法》,制订了具体、可行的道路试验方案,在完成数据采集后,通过MATLAB编程,完成了对传感器采集数据的处理及分析,;在MATLAB中搭建随机路面及整车悬架模型,通过仿真和试验对比分析阻尼系数及车速对车身振动加速度的影响。

关键词： 初三年级学生   数学模型   模型思想   实际问题  

摘要： 数学模型思想是一种重要的数学思想,在当前实施的《义务教育数学课程标准(2011年版)》中,模型思想已被列为十大核心词之一,《普通高中数学课程标准(2017版)》也把数学建模能力列为六大核心素养之一,可见数学模型思想对学生的数学学习具有非常重要的意义。模型思想虽然如此重要,但在数学教学中仍存在着许多问题。比如学生能否应用数学模型思想解决实际问题,在解题时存在哪些问题,教师能否针对模型思想的理解和应用进行有效教学等等,这些都是需要我们思考与探究。因此本研究以初三年级学生为调查对象,对学生数学模型思想学习现状进行调查,一方面可以帮助初中数学教师了解初三年级学生应用数学模型思想解题的现状,另一方面给数学一线教师提供了教学参考。本研究主要采用了文献分析法、测试法、问卷调查法,访谈等研究方法。首先根据已有的文献,将初三年级学生对数学模型思想的了解分为四个维度,并编制初三年级学生数学模型思想问卷,在南宁市的某一中学初三年级中抽取两个班进行调查,了解初三年级学生对数学模型思想的了解情况。其次结合新课标对数学模型思想的要求,将初三年级学生数学模型思想应用水平分为三个水平,并编制初三年级学生数学模型思想测试卷,在南宁市的某一中学初三年级中抽取三个班进行调查,探究初三年级学生数学模型思想的应用水平以及不同性别,不同层次的学生数学模型思想应用水平的差异性。最后,在此基础上进行访谈研究,对测试班级的部分学生与教师进行访谈,进一步探究初三年级学生在应用数学模型思想解决实际问题时遇到的困难和产生的原因,并由此提出一些合理化的教学建议。本研究所得到的结论主要有:(1)从整体上看,初三年级学生对数学模型思想还是有一定的认识的,并且从总体上看初三年级学生数学模型思想的应用水平的处于中上水平。(2)不同性别的学生数学模型思想的应用水平的差异未达到显著性水平。(3)在涉及方程模型与概率统计模型的实际问题时,重点班与普通班学生数学模型思想的应用水平的差异未达到显著性水平,但涉及几何模型与函数模型的实际问题中,重点班与普通班学生数学模型思想的应用水平的差异达到显著性水平。表明在涉及到几何模型与函数模型的实际问题的考试中,重点班的学生更有优势。(4)对数学模型思想的应用水平中处于较低水平的学生,主要在以下方面的原因:(1)阅读理解能力较弱;(2)知识结构不够完善;(3)没有良好的数学学习习惯。(5)部分数学一线教师对学生应用数学模型思想解题问题的不够重视。