黄树蟋雄性鸣声的研究

应用计算机技术,对黄树蟋Oecanthus rufescens Serville雄性鸣声的时域及频域特征进行了分析.结果表明,黄树蟋雄性鸣声的时域波形由规则的脉冲组序列构成,通常含有11个脉冲组.每个脉冲组持续时间约为0.230 s,脉冲组间隔约为0.330 s,脉冲组重复率约为0.64次/s,每个脉冲持续时间约为0.008～0.012 s,脉冲重复率约为23次/s,脉冲间隔约为0.004 s.鸣声频率的主频带范围是2.2～4.4 kHz,主能峰频率约为3.3 kHz.     

海州湾海域三维潮流数值模拟

基于三维河口、陆架、海洋模型(ECOM3D),引入干湿网格法变动边界处理技术,建立三维动边界潮流数值模型.将该模型用于海州湾近岸海域三维潮流场模拟,结果表明,模型计算结果与实测值吻合良好,较好地模拟出此海域M2分潮的潮流场时空分布特点:大部分海域流速在40~65 cm/s之间,垂直流速量级为10-4m/s,最大垂直流速为5.2×10-4m/s.     

基于TMAES对GrC神经元放电活动影响的仿真

经颅磁声电刺激（TMAES）是一种新型无创的脑神经调控技术,具有良好的应用前景.该技术利用静磁场和超声波共同作用所产生的磁声电效应,在神经组织中产生感应电流,进而对神经组织实施刺激.作者基于小脑颗粒细胞模型（GrC模型）,建立了突触连接GrC模型,对TMAES刺激下突触连接GrC模型的动作电位进行仿真,分析了动作电位的传播方向.在TMAES神经元的不同突触连接方式下,对比了兴奋性与抑制性对神经元放电的影响.通过改变抑制点的位置分析了抑制作用在TMAES下对神经元放电模式的影响.仿真结果显示,经颅磁声电刺激对GrC模型神经元放电节律具有重要影响.实现了两个神经元突触连接模型在TMAES下的仿真,对进一步发掘和研究神经元的传导及连接模式具有重要意义.     

露天煤矿开采爆破振动对边坡稳定性影响分析

以新疆某露天煤矿爆破开采为工程实际,利用ABAQUS有限元模拟软件对矿区边坡进行数值模型的建立,并对爆破振动下煤矿边坡稳定性影响进行数值模拟分析.模型将边坡开采简化为平面应变问题,建立边坡结构二维平面应变有限元几何模型.平面单元类型取为CPE4R,根据别矿平均力学性能,设置岩土体材料内摩擦角和黏聚力.以四边形单元网格为主划分单元,在边坡底部施加三个方向上的约束,对岩土体施加自重应力和Dynamic、Implicit荷载分析部进行不同速度场量的模拟.爆破中心施加爆破振动速度,取5种不同的速度,分别对应5种不同的单位长度单孔装药当量,监测离爆破位置4个不同距离的点的剪应力大小判断爆破作用影响.结果显示,控制地面爆破振动速度在8 m/s,单孔的炸药当量控制在29.74 kg/m时,各处薄弱位置的剪切应力可以控制在5 MPa以内,达到安全标准.     

成年斑胸草雀HVCX神经元电生理特性的侧别和性别差异

以成年斑胸草雀为实验对象,利用膜片钳电生理技术观察高级发声中枢HVC(higher vocal center)中HVC_X神经元的电生理活动特性,以期探究成年雌雄斑胸草雀HVC_X神经元是否存在侧别差异和性别差异.对成年雌雄斑胸草雀左右脑HVC_X神经元给予5ms、300pA和500ms、100pA的刺激以诱发动作电位,并对其电生理特性指标进行统计分析.结果显示:雌鸟左右脑HVC_X神经元电生理特性无侧别差异,而雄鸟右脑的动作电位潜伏期和后超极化达峰值时间显著低于左脑,且发放频率高于左脑;雌雄鸟左脑HVC_X神经元电生理特性并无显著性差异;雄鸟右脑的动作电位潜伏期和后超极化达峰值时间均显著低于雌鸟右脑,其中,后超极化达峰值时间达到极显著差异,且雄鸟右脑的发放频率显著高于雌鸟右脑.结论为雄鸟右侧HVC_X神经元的兴奋性强于左脑,具有右侧优势.雌雄右侧HVC_X神经元电生理特性存在性别差异.     

低透气性煤层深孔预裂爆破增透数值模拟研究

针对高瓦斯低透气性煤层瓦斯超限影响煤巷掘进速度问题,建立深孔预裂爆破三维有限元模型进行数值模拟研究。模拟结果表明,深孔预裂爆破经历了冲击波冲击煤岩产生裂纹、稀疏波使煤体裂纹扩展以及爆轰气体驱动裂纹扩展3个过程(0～5 ms),增透深孔预裂爆破爆破孔合理间距为3～5 m.     

液氧管路燃气射流冷凝压力脉动传播特性研究

针对液氧/煤油补燃循环发动机液氧管路中,因发动机不稳定燃烧、系统结构振动、阀门启闭等原因产生压力脉动,从而影响推进剂流动及相间传热传质的问题,基于欧拉两流体模型构建了低温两相流动冷凝压力脉动传播数值模型,运用计算流体动力学(CFD)模拟研究了压力脉冲传播下气氧-液氧大温差掺混冷凝的两相流场瞬态分布特性及其松弛特性,分析了压力脉冲极性、幅值和持续时间对流场松弛时间、脉动传播速度和衰减率等传播特性的影响规律。模型预测结果与前人实验数据呈现良好的一致性。计算结果表明：相比于稳定冷凝状态,幅值为100 kPa、持续时间为0.1 s的正压力脉冲使气相冷凝长度缩短9.3%,相同参数的负压力脉冲则使其相对延长7%。正脉冲幅值的增加使得其平均传播波速增大、衰减率减小,负压力脉冲则相反;波速和衰减率与脉冲持续时间呈负相关性,随脉冲持续时间由0.01 s增长至1 s,正、负压力脉冲平均波速减小约65%,平均衰减率分别减小约51%和90%;松弛时间随脉冲幅值、持续时间的增加均增加,对脉冲极性的依赖性很小。该计算结果可为液氧/煤油补燃循环发动机推进系统动特性分析提供有效依据,为提升低温液体火箭安全性和稳定性提...     

飞机对核安全壳撞击破坏效应的数值模拟

为了研究大型商用客机撞击核电站安全壳的破坏效应,通过建立精细化的空客A320以及岭澳核电站安全壳有限元模型,采用LS-DYNA软件对飞机撞击安全壳进行了数值模拟。分析结果表明:A320撞击力时程曲线出现3次明显的峰值,分别对应驾驶舱、引擎以及机翼(油箱)受撞击产生,其中引擎撞击导致最大峰值荷载。得到的撞击力时程曲线形状与已有研究结论相似,但因飞机型号、质量及撞击速度不同,撞击持续时间、峰值荷载大小及出现时刻存在明显差别。在飞机速度为100m/s撞击下安全壳损伤严重,撞击中心发生局部穿透并很有可能引发核泄漏。     

矩形盒拉深成形的数值模拟与实验

建立了矩形盒拉深成形的有限元三维模型，对其进行了数值模拟分析，并把数值模拟结果和实验结果进行了对比分析，讨论了在有限元数值模拟过程中虚拟冲压速度对模拟结果的影响，发现增加虚拟冲压速度会带来系统的惯性效应，当虚拟冲压速度大于一定值时，会使模拟结果严重失真．板材拉深数值模拟时最大虚拟冲压速度建议设定在2000mm／s范围内．     

钢束预应力对飞机撞击核安全壳破坏效应的影响

为了分析预应力钢束其对安全壳防护性能的影响,建立了精细化的岭澳核安全壳以及A320大型商用客机有限元模型,通过LS-DYNA有限元软件对不同预应力工况下,飞机以215 m/s的速度撞击安全壳最薄弱部位进行了数值模拟分析,结果表明：模拟得到的撞击力时程曲线形状与已有研究相似;随着钢束预应力的增加,安全壳的损伤程度降低,且最大撞击位移不断减小并趋于平稳;拟合得到了最大撞击位移随钢束预应力变化的公式.     

神经纤维对外加均匀电场刺激的响应

为了研究外加均匀电场对神经纤维的影响，基于电缆模型，以有限长度的有髓鞘神经纤维为研究对象，通过理论推导，分析了均匀电场刺激下细胞相对跨膜电位的变化机理，得出了细胞相对跨膜电位与细胞轴向不同位置的定量关系．仿真结果证明了理论分析的正确性，证明神经纤维中各点对均匀电场的响应不同，其结论与前人实验结果吻合．     

Modulation of intracortical synaptic potentials by presynaptic somatic membrane potential

Traditionally, neuronal operations in the cerebral cortex have been viewed as occurring through the interaction of synaptic potentials in the dendrite and soma, followed by the initiation of an action potential, typically in the axon. Propagation of this action potential to the synaptic terminals is widely believed to be the only form of rapid communication of information between the soma and axonal synapses, and hence to postsynaptic neurons. Here we show that the voltage fluctuations associated with dendrosomatic synaptic activity propagate significant distances along the axon, and that modest changes in the somatic membrane potential of the presynaptic neuron modulate the amplitude and duration of axonal action potentials and, through a Ca2+-dependent mechanism, the average amplitude of the postsynaptic potential evoked by these spikes. These results indicate that synaptic activity in the dendrite and soma controls not only the pattern of action potentials generated, but also the amplitude of the synaptic potentials that these action potentials initiate in local cortical circuits, resulting in synaptic transmission that is a mixture of triggered and graded (analogue) signals.     

3种麻醉剂对蟾蜍离体坐骨神经电生理特性影响的比较研究

使用BL-420生物机能实验系统,采用细胞外记录神经干动作电位的方法,观察了氨基甲酸乙酯、水合氯醛和戊巴比妥钠3种麻醉剂对蟾蜍离体坐骨神经电生理特性的影响.结果:3种麻醉剂均可使坐骨神经的兴奋性降低、动作电位时程延长;另外,氨基甲酸乙酯和水合氯醛对神经的传导速度和动作电位幅度抑制作用较强,戊巴比妥钠对神经传导速度抑制作用较弱,但中浓度的戊巴比妥钠有增加动作电位幅度的作用.     

Temporal integration by a slowly inactivating K+ current in hippocampal neurons

A central aspect of neuronal function is how each nerve cell translated synaptic input into a sequence of action potentials that carry information along the axon, coded as spike frequency. When transduction from a graded depolarizing input to spikes is studied by injecting a depolarizing current, there is often a remarkably long delay to the first action potential, both in mammalian and molluscan neurons. Here, I report that the delayed excitation in rat hippocampal neurons is due to a slowly inactivating potassium current, ID. ID co-exists with other voltage-gated K+ currents, including a fast A current and a slow delayed rectifier current. As ID activates in the subthreshold range, and takes tens of seconds to recover from inactivation, it enables the cell to integrate separate depolarizing inputs over long times. ID also makes the encoding properties of the cell exceedingly sensitive to the prevailing membrane potential.     

Novel preparation for studying excitation-secretion coupling in the isolated single cell

Cellular mechanisms of secretion in exocrine and endocrine glands are technically difficult to study. We present here a model which offers fundamental advantages for studying excitation-secretion coupling at the level of the isolated single cell. The salivary gland of the leech Haementeria ghilianii possesses a unique combination of unusual properties which greatly facilitate research in this area. Its cells are exceptionally large (up to 1 mm in diameter), clearly visible and easy to penetrate with microelectrodes. They do not form a homogeneous population but consist of five distinct histochemical types, secreting a number of identified products such as the fibrinolytic enzyme hementin (for which there is a sensitive assay). The cells generate overshooting calcium-dependent action potentials up to 90 mV in amplitude and with a duration of 200-1,000 ms. One of their most useful and unusual features is a lack of electrical coupling which means that individual cells can be studied in an intact gland without interference from neighbouring cells.     

基于有限元数值模拟的宽厚板热轧过程宽度控制ANN模型

利用商业有限元分析软件DEFORM-3D,建立宽厚板热轧过程中立辊侧压和随后平轧过程的三维热力耦合刚塑性有限元模型.模拟了不同板坯厚度、板坯宽度、立辊压下量和平辊压下率条件下320种立辊侧压和随后平轧过程,探讨了不同工艺参数对调宽效率的影响规律.模拟结果表明,调宽效率随着板坯宽度和立辊压下量的增加而升高,随着板坯厚度和平辊压下率的增加而降低.基于上述有限元数值模拟结果,借助BP人工神经网络,建立了热轧宽厚板立轧-平轧宽度控制模型,经测试,模型预测的调控效率与有限元数值模拟结果符合很好.将宽度控制模型用于宽厚板实际热轧过程的有限元数值模拟,模拟轧件宽度与实测宽度吻合很好.     

北京平原地下水流数值模拟情景分析

在非稳定流模型(1995~2014年)基础上设计5个情景:现状(A)、回灌(B)、沉降中心停采(C)、沉降中心部分减采(D)及不同沉降中心不同减采比例(E),对北京平原2015~2030年地下水可持续利用进行分析。结果表明:(1)现状条件下,由于连续干旱及应急水源地的投入运行,北京平原地下水储存量被持续大量消耗,地下水位快速下降;(2)预测期内平均来说,A和B分别消耗1.16×108、0.28×108m3/a的地下水储存量,而C、D、E储存量分别恢复3.52×108、1.18×108、2.83×10~8m~3/a;(3)设计合理情景F:5区(八仙庄)、6区(天竺)和7区(王四营)的工业和城市生活用水分别减采0.51×108、0.12×108、1.76×108m3,总开采量19.28×10~8m~3,F是北京平原未来应采取的最优开采情景。     

Intracellular calcium stores regulate activity-dependent neuropeptide release from dendrites

Information in neurons flows from synapses, through the dendrites and cell body (soma), and, finally, along the axon as spikes of electrical activity that will ultimately release neurotransmitters from the nerve terminals. However, the dendrites of many neurons also have a secretory role, transmitting information back to afferent nerve terminals. In some central nervous system neurons, spikes that originate at the soma can travel along dendrites as well as axons, and may thus elicit secretion from both compartments. Here, we show that in hypothalamic oxytocin neurons, agents that mobilize intracellular Ca(2+) induce oxytocin release from dendrites without increasing the electrical activity of the cell body, and without inducing secretion from the nerve terminals. Conversely, electrical activity in the cell bodies can cause the secretion of oxytocin from nerve terminals with little or no release from the dendrites. Finally, mobilization of intracellular Ca(2+) can also prime the releasable pool of oxytocin in the dendrites. This priming action makes dendritic oxytocin available for release in response to subsequent spike activity. Priming persists for a prolonged period, changing the nature of interactions between oxytocin neurons and their neighbours.     

P物质对大鼠星状神经节细胞的除极化

应用细胞内生物电记录技术,观察神经肽P物质(SP)对大鼠星状神经节细胞的影响.SP在1 μmol～10 μmol或更高的浓度范围内,供试35个细胞, 有28个细胞发生膜除极反应.用低钙(0.25 mm)或用含河豚毒素(TTX,1 μmol)克氏液灌流神经节,不影响SP引起的除极反应的幅度和时程.SP引起除极反应的同时常伴有膜电阻增大.当膜电位增大时,除极化反应幅度变小,反转电位为-80 mV至-100 mV.研究表明,SP对部分星状神经节细胞具有兴奋作用,使通过这些细胞的信息传递增强;SP对细胞膜的除极作用是由于其引起细胞膜钾导降低所致.