航空活塞发动机可持续燃料燃烧排放碳烟颗粒微观特性

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作者 曹阳 陈龙飞 +1 位作者 胡雪欢 陈晓阳 《内燃机工程》 北大核心 2025年第3期8-14,共7页

探究了燃用100%加氢酯和脂肪酸途径生产的可持续航空燃料(hydro-processed esters and fatty acids-sustainable aviation fuel,HEFA-SAF)和常规航空煤油RP-3的航空活塞发动机排放的碳烟颗粒的微观特性。发动机设计负荷包括慢车、巡航... 探究了燃用100%加氢酯和脂肪酸途径生产的可持续航空燃料(hydro-processed esters and fatty acids-sustainable aviation fuel,HEFA-SAF)和常规航空煤油RP-3的航空活塞发动机排放的碳烟颗粒的微观特性。发动机设计负荷包括慢车、巡航和起飞。结果表明:HEFA-SAF碳烟聚集体在起飞工况下具有较大的碳氧质量比(记为C/O比),而RP-3碳烟聚集体在慢车工况下具有较大的C/O比。两种航空燃料衍生的碳烟颗粒的初级颗粒平均粒径均随发动机负荷的升高而增大,但在所有工况下HEFA-SAF碳烟颗粒的平均粒径均小于RP-3碳烟颗粒。从低负荷升至高负荷时,两种航空燃料衍生的碳烟颗粒内部纳米结构反应性均有所降低。在慢车工况下RP-3碳烟颗粒反应性较小,而在起飞工况下HEFA-SAF碳烟颗粒反应性更小。研究结果揭示了C/O比、内部纳米结构、碳烟颗粒石墨化程度和发动机负荷之间密切相关,而燃料成分对这些参数具有非单调性影响,这可归因于燃料-空气混合和燃料热解动力学之间的动力学时间尺度竞争。 展开更多

关键词 可持续航空燃料 碳烟颗粒 化学组分 微晶反应性

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基于不确定理论的网络时间可靠性评估方法

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作者 马骥 李瑞莹 +1 位作者 张清源 康锐 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第4期1267-1276,共10页

针对现有的网络时间可靠性评估方法往往只考虑固有不确定性的影响,而忽略由于故障信息不足而导致的认知不确定性对可靠性评估结果影响的问题,提出一种基于不确定理论的新方法。根据网络可靠性关注的节点范围,设计了单节点对和多节点对... 针对现有的网络时间可靠性评估方法往往只考虑固有不确定性的影响,而忽略由于故障信息不足而导致的认知不确定性对可靠性评估结果影响的问题,提出一种基于不确定理论的新方法。根据网络可靠性关注的节点范围,设计了单节点对和多节点对时间可靠度两类度量参数,提出了扩展不确定网络模型可直接实现对节点和链路上的认知不确定性特征建模,并进一步设计了基于最可靠路径和最可靠扩展不确定子网络的单节点和多节点对时间可靠度算法。分别以一个六节点网络、中国教育和科研计算机网(CERNET)骨干网络为例,应用所提方法实现了2种时间可靠性指标的评估,验证了所提方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 时间可靠性评估 认知不确定性 扩展不确定网络 不确定理论 确信可靠性

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基于高热流密度芯片的金刚石歧管针翅散热器传热特性实验研究

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作者 乔通 汤凯 +5 位作者 郭元东 黄金印 刘金龙 黄亦龙 苗建印 林贵平 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期449-457,共9页

微通道散热器是解决高热流密度功率器件的散热难题的有效手段之一,本文设计并制造了一种适用于高热流散热的金刚石歧管针翅微通道散热器.利用热测试芯片作为模拟热源,研究了该散热器在基于氨工质的泵驱两相流回路中的热工性能.在1510 W&... 微通道散热器是解决高热流密度功率器件的散热难题的有效手段之一,本文设计并制造了一种适用于高热流散热的金刚石歧管针翅微通道散热器.利用热测试芯片作为模拟热源,研究了该散热器在基于氨工质的泵驱两相流回路中的热工性能.在1510 W·cm^(-2)的局部热流下,芯片热源表面温度为102.5℃,热阻为0.151 K·W^(-1),压降为1.1 kPa.研究了进口温度、热流密度、质量流量对散热器热阻和压降的影响,发现在较高的进口温度条件下散热器的热阻最小.保持各种工作参数一致,与铜材质的扩缩流道歧管微通道散热器进行对比,在710 W·cm^(-2)热流条件下,金刚石歧管针翅微通道散热器的热阻降低33.32%,压降降低23.88%. 展开更多

关键词 金刚石 歧管针翅散热器 流动沸腾 氨 高热流

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电热塞助燃对天然气射流点火特性的影响

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作者 李常委 沈旭龙 +1 位作者 潘康 陈龙飞 《内燃机工程》 北大核心 2025年第3期1-7,共7页

针对天然气点火延迟时间较长问题,开展了电热塞(glow plug,GP)辅助下天然气点火特性数值模拟研究。结果表明GP可以有效促进天然气点火,引燃的火焰快速从GP防护罩圆形开口和底端开口向燃烧室内部蔓延。其中,菱形多开口防护罩更有利于火... 针对天然气点火延迟时间较长问题,开展了电热塞(glow plug,GP)辅助下天然气点火特性数值模拟研究。结果表明GP可以有效促进天然气点火,引燃的火焰快速从GP防护罩圆形开口和底端开口向燃烧室内部蔓延。其中,菱形多开口防护罩更有利于火焰传播,点火延迟差(ignition delay difference,IDD)最小。方形多开口防护罩避免了天然气射流直接撞击GP表面并冷却GP的风险,从而促使GP始终保持高温,有利于天然气点火,温度点火延迟(ignition delay by temperature,IDT)时间小于单开口防护罩。高温可以有效促进天然气点火,在GP温度超过1400 K时,天然气点火可以忽略防护罩开口设计,单开口防护罩表现出与多开口防护罩一样优异的点火性能(点火时间约为0.3 ms),但也带来了GP使用寿命缩短的风险。 展开更多

关键词 天然气 电热塞 点火特性 燃烧室

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基于多目标优化方法的Voronoi仿生多孔支架设计

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作者 田素静 宫赫 +2 位作者 张翔 高甲子 周立明 《医用生物力学》 北大核心 2025年第3期646-655,共10页

目的 提出一种基于多目标优化的适用于不同骨缺损程度的Voronoi仿生多孔支架设计方法。方法 首先研究支架设计参数对力学和生物学性能的影响。然后建立支架设计参数分别与支架性能指标(比表面积、弹性模量、屈服强度和渗透率)的响应面... 目的 提出一种基于多目标优化的适用于不同骨缺损程度的Voronoi仿生多孔支架设计方法。方法 首先研究支架设计参数对力学和生物学性能的影响。然后建立支架设计参数分别与支架性能指标(比表面积、弹性模量、屈服强度和渗透率)的响应面模型。最后以边长15 mm立方体支架为例(假设骨缺损尺寸为边长15 mm立方体),将骨组织弹性模量和渗透率范围作为性能约束,通过非支配遗传算法-Ⅱ对支架进行多目标优化。结果 Voronoi支架的各向异性程度受种子点数的影响,而支架尺寸和缩放因子均只影响其杆径和杆长;通过本研究的设计方法,可针对特定缺损尺寸,设计出同时满足力学和生物学性能的最优支架。此外,通过调整屈服强度权重因子来改变乌托邦点,能够满足不同强度需求下的最优支架设计。结论 提出了一种基于多目标优化的Voronoi多孔支架设计方法,可适用于不同程度的骨缺损,为骨组织工程支架的个性化设计提供新的思路。 展开更多

关键词 Voronoi仿生多孔支架 骨缺损 力学性能 渗透性能 多目标优化

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面向红外弱小舰船检测的轻量化神经网络设计

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作者 唐文婷 李波 季梦奇 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第7期2394-2403,共10页

为高效提取红外遥感图像中弱小舰船的深度特征,提出一种轻量化骨干网络设计方法。受视觉注意力驱动的感受野调节机制启发,提出包含多尺寸感受野感知与选择过程的视觉感受野调节机制模拟方法,提高红外弱小舰船目标的表征效果;结合特征复... 为高效提取红外遥感图像中弱小舰船的深度特征,提出一种轻量化骨干网络设计方法。受视觉注意力驱动的感受野调节机制启发,提出包含多尺寸感受野感知与选择过程的视觉感受野调节机制模拟方法,提高红外弱小舰船目标的表征效果;结合特征复用与卷积核分解的设计思想优化了多尺寸感受野模拟过程,实现轻量特征选择算子模拟多尺寸感受野选择过程,进一步降低网络的运算开销。在红外弱小舰船检测数据集上的实验结果表明:该网络检测精度提高了2%,且相较通用轻量化网络参数量减少2.3×106,计算量降低9.1 GFLOPs次;在存在相似地物干扰的港口及离岸复杂场景下,所提方法有效降低了虚警,并抑制了漏检。 展开更多

关键词 小目标检测 卫星遥感图像 感受野 神经网络设计 轻量化神经网络

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晚期糖基化终末产物及其受体对2型糖尿病骨质疏松的影响

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作者 史佩佩 宫赫 《医用生物力学》 北大核心 2025年第2期485-491,共7页

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)引发的骨质疏松增加了患者的骨折风险及骨折后死亡率。然而,其具体发病机制尚未明确,目前缺乏有效的预防和治疗手段。本综述首先总结非酶糖基化反应所产生的晚期糖基化终末产物(advanced glyca... 2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)引发的骨质疏松增加了患者的骨折风险及骨折后死亡率。然而,其具体发病机制尚未明确,目前缺乏有效的预防和治疗手段。本综述首先总结非酶糖基化反应所产生的晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)对T2DM骨基质成分、骨结构和力学性能的影响;然后阐述AGEs及其受体(receptor for AGEs,RAGE)导致骨退变的生物学机制;最后探讨有益于骨合成代谢的降糖药物及其他药物通过抑制AGE/RAGE信号通路对骨质量的改善,为T2DM相关骨质疏松的预防和治疗提供潜在的干预靶点和思路。 展开更多

关键词 2型糖尿病 骨质疏松 晚期糖基化终末产物 骨转换 药物干预

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GNSS线极化天线干涉信号反演土壤湿度算法测试 被引量：2

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作者 李杰 杨东凯 +1 位作者 洪学宝 王峰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期874-885,共12页

利用全球导航卫星系统干涉信号(GNSS-IR)测量土壤湿度已成为热门的研究课题。搭载低成本线性极化天线的智能手机可以方便快捷采集干涉信号信噪比(SNR)。分别仿真垂直和水平线性极化天线采集的GNSS干涉信号,给出2种极化方式下干涉信号SN... 利用全球导航卫星系统干涉信号(GNSS-IR)测量土壤湿度已成为热门的研究课题。搭载低成本线性极化天线的智能手机可以方便快捷采集干涉信号信噪比(SNR)。分别仿真垂直和水平线性极化天线采集的GNSS干涉信号,给出2种极化方式下干涉信号SNR波形和反射率随卫星高度角变化的结果。对于垂直极化分量,电磁波会在入射角65°~85°左右时发生全透射,导致干涉信号振荡效果消失,而水平极化不存在该现象。同时,分别仿真右旋圆极化(RHCP)直射和左旋圆极化(LHCP)反射天线采集的GNSS信号,并计算直反射信号的幅值比。在仿真基础上分别利用不同极化天线进行实验,结果表明:采用线性极化天线采集的GNSS干涉信号振荡效果几乎不受卫星高度角的限制,可以为土壤湿度反演提供更多的有效数据,并且反演得到的土壤湿度与同位数据具有良好的一致性,两者的相关性达到0.95。使用搭载圆极化天线的双通道接收机采集北斗系统卫星数据进行对比,相关性达到0.91。对于不同的设备,智能手机采集的GNSS数据占用空间相对比于双通道接收机降低1%,且反演结果相关性接近,由于干涉信号提取直反射信号需要一定的振荡周期,故反演结果的时间分辨率要低于双通道接收机。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统干涉信号 线性极化 信号幅值比 土壤湿度 圆极化

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GNSS-I/MR河流边界及水位测量理论与仿真

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作者 王峰 杨鹏瑜 杨东凯 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1877-1887,共11页

从几何构型和理论模型2个角度探究全球导航卫星系统干涉/多径反射测量(GNSS-I/MR)技术提取河流边界和测量河流水位的可行性。基于河流/河岸介电常数的差异性和河岸相对于河流存在斜度的事实,定义对河流边界敏感的反-直比和实验变化率2... 从几何构型和理论模型2个角度探究全球导航卫星系统干涉/多径反射测量(GNSS-I/MR)技术提取河流边界和测量河流水位的可行性。基于河流/河岸介电常数的差异性和河岸相对于河流存在斜度的事实,定义对河流边界敏感的反-直比和实验变化率2个观测量。在希尔伯特变换估计的载噪比包络和相位的基础上,提出基于一元二次方程求解反-直比和线性拟合实验变化率的估计方法,以及3-阈值最大类间方差识别河流/河岸和循环拟合提取河流边界的方法。基于河流表面的实验变化率测量河流水位,通过搭建仿真平台和设计2种河流场景,仿真验证所提方法的有效性。仿真结果表明:在设定参数下,利用介电常数检测场景1和场景2河流边界的均方根误差分别为1.47 m和1.13 m;实验变化率检测场景1和场景2河流边界的均方根误差分别为0.49 m和0.35 m;场景1和场景2的测量高度和真实值的误差分别为0.09 m和0.13 m。 展开更多

关键词 GNSS-IR 河流边界 河流水位 希尔伯特变换 最大类间方差 循环拟合

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目标机动补偿的动能拦截器增量式制导方法

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作者 陈旸 方艺忠 +1 位作者 韩拓 胡庆雷 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期831-838,共8页

面向目标强机动、推力干扰、测量偏差的动能拦截器强抗扰末制导方法设计问题,提出一种目标机动补偿的大气层外动能拦截器增量式强抗扰末制导方法。通过回采推力传感信息、视线转率辅助微分信息,同时联合增量式制导方法与惯性时延的扰动... 面向目标强机动、推力干扰、测量偏差的动能拦截器强抗扰末制导方法设计问题,提出一种目标机动补偿的大气层外动能拦截器增量式强抗扰末制导方法。通过回采推力传感信息、视线转率辅助微分信息,同时联合增量式制导方法与惯性时延的扰动估计方法,对目标机动等不确定性和内外部不确定性等带来的扰动进行实时补偿并融合至制导算法,从而实现复杂工况下拦截器对抗机动目标的制导系统扰动降级与鲁棒增强等目的。复杂工况下仿真结果表明:所提方法对强机动目标、测量偏差、推力干扰等多源扰动具有强抗扰能力,并且能够实现精确碰撞式拦截任务。 展开更多

关键词 动能拦截器 增量式制导 鲁棒制导 扰动补偿 机动目标

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创新型植介入器械设计

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作者 王丽珍 姚艳 +2 位作者 高元明 黄慧雯 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期208-208,共1页

临床上植介入器械对于外科治疗效果提升具有重要意义。比如骨钉由于松动脱出率高导致术后翻修率高,具有负泊松比效应的拉胀微孔结构单元用于骨钉设计可提升抗拔出性能,进而提升其稳定性,但多孔结构设计会影响其疲劳特性及在体使用寿命;... 临床上植介入器械对于外科治疗效果提升具有重要意义。比如骨钉由于松动脱出率高导致术后翻修率高,具有负泊松比效应的拉胀微孔结构单元用于骨钉设计可提升抗拔出性能,进而提升其稳定性,但多孔结构设计会影响其疲劳特性及在体使用寿命;特殊结构的支架设计对于性能改进也具有重要作用。本研究针对材料、结构优化开展研究,并基于力学、材料学、生物学测试方法开展体外和动物体内实验验证。创新型植介入器械的植入后性能发现结构设计对于植入后的生物学效应、力学适配性、诱导再生能力等均具有重要影响,比如植入骨钉的骨整合性能、支架进入体内后的内皮化速度、在体的移动性能等。植介入器械的结构设计及方法创新在其临床化过程中至关重要,基于生物力学的结构设计对提升设计效率、增强功能方面具有重要作用,对于临床治疗具有重要指导。 展开更多

关键词 结构设计 介入器械 负泊松比效应 移动性能 支架设计 骨钉 临床化 内皮化

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一种基于DDPG的变体飞行器智能变形决策方法

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作者 王青 刘华华 屈东扬 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1560-1567,共8页

针对一类变体飞行器自主变形决策问题,提出了一种基于深度确定性策略梯度(DDPG)算法的智能变形决策方法。首先,针对一种后掠角可连续变化的飞行器,通过计算流体力学方法获得飞行器的气动参数并分析其气动特性;然后,联合制导过程与DDPG算... 针对一类变体飞行器自主变形决策问题,提出了一种基于深度确定性策略梯度(DDPG)算法的智能变形决策方法。首先,针对一种后掠角可连续变化的飞行器,通过计算流体力学方法获得飞行器的气动参数并分析其气动特性;然后,联合制导过程与DDPG算法,以获得最优气动特性和制导性能为目标,提出了一种变体飞行器智能变形决策算法;最后,仿真结果表明所提算法收敛效果好,相比于固定外形,可通过合适的变形决策指令在得到最优气动外形的同时获得更好的制导性能。 展开更多

关键词 变体飞行器 自主变形决策 深度强化学习 深度确定性策略梯度算法

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降低血管内皮损伤的可降解自贴合智能变形支架覆膜

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作者 王加为 李玉琦 +1 位作者 王丽珍 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期381-381,共1页

目的血管介入支架技术可有效治疗血管狭窄,但支架介入后的血管再狭窄问题目前未能得到解决,主要原因是血管支架的应力集中促进平滑肌细胞增殖,同时异物反应导致炎症反应增强。本文设计制备了可降解自贴合于血管内皮的智能变形覆膜,可有... 目的血管介入支架技术可有效治疗血管狭窄,但支架介入后的血管再狭窄问题目前未能得到解决,主要原因是血管支架的应力集中促进平滑肌细胞增殖,同时异物反应导致炎症反应增强。本文设计制备了可降解自贴合于血管内皮的智能变形覆膜,可有效减少血管支架的应力集中并降低介入部位的炎症反应。方法通过微波预聚合成聚十二烷二酸甘油酯(PGD)前体,调控合成条件,检测其力学和热力学性能,并测量其形状记忆功能、亲疏水性、溶胀率、降解动力学曲线及生物相容性。随后通过静电纺丝制备血管支架覆膜,并通过体内、体外实验验证其介入过程的有效性和降低炎症反应、减少应力集中的功能。结果通过微波预聚的PGD可实现快速合成,具有良好的形状记忆功能和生物相容性。亲疏水性、溶胀率和降解动力学曲线与热固化PGD一致。经过体外实验验证,该材料具有极低的溶血、凝血率。动物实验发现,本文制备的支架覆膜可实现介入过程,未发现支架及覆膜的脱落,与无覆膜支架相比,有更低的炎症反应和更快的内皮化速度。结论本文设计制备的血管支架覆膜,可以有效降低介入部位的炎症反应及应力集中作用导致的内膜增生,同时可加快支架及覆膜的内皮化速度,为血管支架设计提供新思路。 展开更多

关键词 异物反应 形状记忆功能 血管介入 血管支架 炎症反应 动物实验 内皮化 亲疏水性

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仿豆荚自动弹射的肠道给药系统设计及生物力学调控机制研究

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作者 李玉琦 张敏 +1 位作者 王丽珍 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期254-254,共1页

目的临床上肠道给药存在响应慢、药效差、量难控等问题,严重制约了口服大分子类药物的有效性,亟待寻找突破以上问题的新思路和新方法。本研究以豆荚双稳态弹射结构为灵感,提出一种新型仿豆荚肠道给药系统。方法基于豆荚弹射前后的平坦... 目的临床上肠道给药存在响应慢、药效差、量难控等问题,严重制约了口服大分子类药物的有效性,亟待寻找突破以上问题的新思路和新方法。本研究以豆荚双稳态弹射结构为灵感,提出一种新型仿豆荚肠道给药系统。方法基于豆荚弹射前后的平坦及手性螺旋荚瓣构型,该肠道给药系统由p H敏感肠溶性外壳、机械锁定水溶性包衣、互为手性的螺旋状温敏形状记忆聚合物及药物微针构成。本研究对形状记忆聚合物转变温度、力学性能进行调控,结合数值仿真模拟形状记忆聚合物弹射药物微针过程,探究形状记忆聚合物合成参数、结构参数与储能模量之间的定量化关系,并通过离体小肠及在体实验对系统的可行性和有效性进行验证。结果在体动物实验验证,系统可实现口服进入体内后,平直的条状温敏形状记忆聚合物产生变形趋势,其形状被包衣锁定,系统应力积累;进入肠道后,外壳及包衣降解,系统应力瞬间释放,两片形状记忆聚合物由条状瞬时变为螺旋状,将负载在其内部的药物微针弹射,刺入肠壁并给药。结论本文提出的仿豆荚肠道给药系统可实现肠道内的快速响应和毫秒级弹射过程,药物微针可有效刺入小肠内皮层并实现大分子药物递送。系统响应快速,给药剂量可控,可用于多种大分子药物口服oou。 展开更多

关键词 形状记忆聚合物 药物递送 大分子药物 生物力学 螺旋状 给药剂量 瞬间释放 双稳态

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Irisin通过激活卫星细胞和提高免疫反应来促进损伤肌肉再生

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作者 石烟祝 张雨薇 +3 位作者 张艺林 李林昊 王丽珍 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期643-643,共1页

目的探明Irisin能否促进损伤肌肉再生及其分子机制。方法本研究设计了一种新的局部药物递送方法,采用水凝胶作为载体将Irisin包裹其中,并将其植入大鼠肌肉损伤部位,随着水凝胶的逐渐降解,Irisin被释放到损伤区域。本研究设置了对照组、... 目的探明Irisin能否促进损伤肌肉再生及其分子机制。方法本研究设计了一种新的局部药物递送方法,采用水凝胶作为载体将Irisin包裹其中,并将其植入大鼠肌肉损伤部位,随着水凝胶的逐渐降解,Irisin被释放到损伤区域。本研究设置了对照组、水凝胶组、Irisin组三个实验组,利用组织学和免疫学的手段,探究Irisin对肌肉损伤部位的修复效果及分子机制。结果研究结果表明Irisin增加损伤肌肉肌纤维的横截面积和肌纤维的数量。在研究分子机制中发现损伤修复初期,Irisin组较水凝胶组有更多呈中央核分布的肌纤维;Irisin组和水凝胶组均能促进卫星细胞激活与成肌分化,Irisin作用效果略微更佳;Irisin在损伤肌肉修复均未观察到明显的神经再生;在研究Irisin对免疫细胞招募作用中发现,Irisin较水凝胶组能观察到更多M1巨噬细胞的浸润,但并未发现Irisin组中M2巨噬细胞极化数量比水凝胶组多;还发现Irisin组和水凝胶组均能促进损伤肌肉部位抗炎症因子TGF-beta和IL-10的表达,其中,Irisin对IL-10表达的促进效果更为显著。结论Irisin能促进肌肉损伤肌纤维再生;Irisin可通过激活卫星细胞来促进损伤肌肉的再生;Irisin对肌肉纤维神经连接的再生未见显著作用;Irisin对免疫细胞的招募浸润以及抗炎症因子的表达具有显著促进效果。 展开更多

关键词 药物递送 肌肉再生 肌肉损伤 免疫细胞 卫星细胞 肌肉纤维 神经再生 免疫反应

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基于代理模型的PLLA血管支架多目标结构优化方法

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作者 梁明凯 王丽珍 +2 位作者 高元明 冯文韬 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期69-69,共1页

目的PLLA血管支架存在支撑力不足和提早断裂的问题。代理模型在支架结构优化研究中表现良好,但算例数量限制了结构参数的数量范围和模型的精准性。本研究旨在基于自动化仿真平台,实现支架多参数大范围的结构变形以找到最优结构。方法对... 目的PLLA血管支架存在支撑力不足和提早断裂的问题。代理模型在支架结构优化研究中表现良好,但算例数量限制了结构参数的数量范围和模型的精准性。本研究旨在基于自动化仿真平台,实现支架多参数大范围的结构变形以找到最优结构。方法对支架的支撑环弧度1和弧度2、连接筋宽度和支架厚度参数化,使用抽样方法选取1200个样本点,对每个样本点的支架结构进行几何建模和仿真,获取每种支架结构的支撑力F和最大等效塑性应变PEEQ。采用径向基神经网络(RBF)模型、Kriging代理模型和响应面(RSM)模型构建支架结构参数与性能之间的函数模型,并比较3种代理模型的误差值(RMS)。使用遗传算法找出误差最小代理模型中的最优结构参数,并进行建模仿真,获取其对应的F和PEEQ。结果RBF、Kriging和RSM模型对F的RMS值分别为0.0558、0.0562和0.0609,对PEEQ的RMS值分别为0.1108、0.118和0.1111。通过遗传算法找到了RBF模型的最优结构参数。优化后的支架相较于初始结构,F提升了24.7%,PEEQ降低了28%。RBF模型对最优结构的F和PEEQ的预测误差分别为4.5%和2.4%。结论3种代理模型均能较好地预测支架结构性能,其中RBF模型表现最优,优化后的支架结构性能得到较大的提升,所提出的优化方法为PLLA支架结构的优化提供一定参考价值。 展开更多

关键词 血管支架 代理模型 数量限制 RSM模型 等效塑性应变 最优结构 支架结构 支撑环

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振动环境下头盔对飞行员椎间盘生物力学响应影响

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作者 刘景龙 徐鹏 +1 位作者 王丽珍 樊瑜波 《医用生物力学》 CSCD 北大核心 2024年第6期1050-1057,共8页

目的探究振动环境下头盔对飞行员椎间盘响应的影响。方法基于人体颈椎计算机断层扫描图像,建立C5~6颈椎节段的多孔介质有限元模型。对验证后的模型施加A、B、C头盔和无头盔4种工况载荷,开展时长3600 s振动分析,考虑振动频率影响,得到髓... 目的探究振动环境下头盔对飞行员椎间盘响应的影响。方法基于人体颈椎计算机断层扫描图像,建立C5~6颈椎节段的多孔介质有限元模型。对验证后的模型施加A、B、C头盔和无头盔4种工况载荷,开展时长3600 s振动分析,考虑振动频率影响,得到髓核和基质的最大多孔压力与最大主应力。结果在同一振动频率下,髓核和基质的最大多孔压力逐渐降低并趋于平稳,髓核和基质最大多孔压力曲线在B头盔情况下最高,C、A头盔次之,无头盔最小。B头盔情况下髓核的最大主应力曲线高于C、A头盔和无头盔。在5、9 Hz振动频率下,不同头盔作用时基质的最大主应力随时间增加,在约1200 s后逐渐接近且趋于稳定。同一头盔情况下,在加载1200~2400 s后,髓核在9 Hz下最大主应力曲线高于5、1 Hz曲线。基质在9、5 Hz下的最大主应力曲线接近,均高于1 Hz情况。结论不同头盔对椎间盘内髓核和基质多孔压力有显著影响,振动频率的升高导致基质的最大主应力增加。 展开更多

关键词 振动载荷 飞行员 颈部损伤 椎间盘退化 多孔介质建模 多孔压力

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时间约束三维超螺旋滑模制导控制一体化方法

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作者 李雪 王青 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期283-294,共12页

针对飞行器时间约束制导问题,提出了一种新型三维制导控制一体化方法。为满足大前置角及大期望到达时间下时间约束制导的需要,提出了一种新型滑模面,并证明了滑模运动时前置角的渐近收敛特性。在该滑模面的基础上,基于超螺旋算法和反步... 针对飞行器时间约束制导问题,提出了一种新型三维制导控制一体化方法。为满足大前置角及大期望到达时间下时间约束制导的需要,提出了一种新型滑模面,并证明了滑模运动时前置角的渐近收敛特性。在该滑模面的基础上,基于超螺旋算法和反步法,提出了有限时间稳定的制导控制一体化控制律,保证李普希茨有界扰动下的鲁棒,且控制量连续,其有限时间收敛特性通过李雅普诺夫稳定性理论得到证明,其有效性通过数值仿真得到了验证。 展开更多

关键词 飞行器 攻击时间控制制导 制导控制一体化 超螺旋算法 反步法

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液滴冲击过程动态接触角模型研究

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作者 王翔宇 柯鹏 杜锋 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第9期1133-1146,共14页

基于计算流体力学(CFD)模拟液滴冲击壁面,对于理解液滴在固体壁面铺展的动力学行为有重要的意义,可以为超疏水结构设计及防除冰涂层开发提供技术支撑,其中的难点在于如何在模型中准确刻画接触线及动态接触角的演化过程.总结了四种典型... 基于计算流体力学(CFD)模拟液滴冲击壁面,对于理解液滴在固体壁面铺展的动力学行为有重要的意义,可以为超疏水结构设计及防除冰涂层开发提供技术支撑,其中的难点在于如何在模型中准确刻画接触线及动态接触角的演化过程.总结了四种典型的动态接触角模型,从理论上分析了其应用范围,借助FLUENT中的UDF功能,将动态接触角模型应用于壁面边界条件.首先对液滴冲击光滑壁面的动力学过程进行了数值模拟研究,通过定量分析液滴形态的各项参数变化并与实验结果对比表明,Seebergh动态接触角模型更适用于模拟低毛细数下液滴的运动,Kistler模型与Jiang模型应用范围更广并且可以较准确地描述高毛细数下液滴的运动.随后基于Kistler动态接触角模型,对液滴在微结构表面的冲击与铺展过程进行了仿真研究,发现应用动态接触角模型会导致液滴内部流场在表面张力起主导作用的阶段内发生变化,并且在平衡状态下液滴接触角的模拟值与理论值相近. 展开更多

关键词 液滴冲击 动态接触角 铺展系数 高度系数 微结构壁面

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持续高速旋转载荷下的小鼠耐受阈值及脑损伤研究

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作者 殷欢 徐鹏 王丽珍 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期489-489,共1页

目的在航空航天领域中,特技飞行、舰载机飞行员弹射逃生以及飞船着陆过程始终伴随持续的高速旋转运动,而高速旋转载荷是导致颅脑损伤的主要原因之一。本实验将探究持续的高速旋转载荷,即高转速-持续时间下,小鼠的耐受阈值以及脑损伤情况... 目的在航空航天领域中,特技飞行、舰载机飞行员弹射逃生以及飞船着陆过程始终伴随持续的高速旋转运动,而高速旋转载荷是导致颅脑损伤的主要原因之一。本实验将探究持续的高速旋转载荷,即高转速-持续时间下,小鼠的耐受阈值以及脑损伤情况,以期为航天员训练以及相关防护措施的制定提供理论依据。方法将C57BL/6J小鼠的头部固定于旋转轴中央,在不同转速下进行全身高速持续旋转。记录7 d内小鼠死亡率;于旋转后1 h~7 d进行神经损伤严重程度评分(NSS);取材脑组织并进行HE染色分析。结果本实验确定并拟合了引起C57BL/6J小鼠50%死亡可能性的不同旋转速度-持续时间的阈值曲线;创伤后1 h各组小鼠的NSS评分显示轻-中度损伤,并于7 d内逐步恢复;未见明显的脑实质出血,HE染色观察到致伤组切片细胞核通透性增大,提示创伤后小鼠可能出现脑水肿。结论持续旋转载荷下,转速越高,引起动物死亡所需的持续时间越短;未引起明显脑实质出血,但可能引起脑水肿。持续高旋转载荷对于脑组织的影响仍需进一步探讨。 展开更多

关键词 脑实质出血 小鼠死亡率 脑损伤 C57BL/6J小鼠 中度损伤 航天员训练 脑水肿 特技飞行

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