非典型肺炎病毒在空气中传播过程的初步数值模拟

针对非典型肺炎(SARS)病毒在室内通过空气中的飞沫扩散传播现象，通过求解非稳态N—S方程和浓度守恒方程，模拟了SARS病毒在空气中传播的动态过程。计算了SARS病人或病毒携带者在咳嗽一次(持续时间为0.4s)和连续咳嗽(每次持续时间为0.4s，咳嗽周期为1s)2种工况下，从嘴里呼出的飞沫在空气中的扩散过程，得到了含病毒飞沫在空气中的动态浓度分布图，指出了可能造成的危害区，为SARS病毒的预防提供了依据。     

人员移动对患者呼出病毒颗粒传播影响的数值研究

许多呼吸道传染病(如新型冠状病毒肺炎)同时具有飞沫传播和气溶胶传播的特点,人员移动会影响病毒颗粒的传播路径。该文使用具有真实人体形状的三维数值模型,采用计算流体动力学(CFD)方法研究了人员移动对患者呼出病毒颗粒传播的影响,分析了气流、气压和颗粒扩散的瞬态变化特性,并通过实验数据进行了对比验证。结果表明：在通风不良的室内,移动者以1 m/s从坐姿患者身旁经过时,尾流速度峰值可达1.6～2.0 m/s,横向距离0.10、 0.25、 0.55 m外的气流速度峰值分别达到0.53、 0.22、 0.13 m/s,室内气流波动持续时间可能超过10 s;附近区域气流速度呈现双峰特点;移动导致的局部气压差(0.49 Pa)引起卷吸气流,促使病毒颗粒被带入移动者尾流,并减缓了重力主导的近距离沉降,导致超过50%的病毒颗粒沉积在移动者表面或扩散到远处。据此建议在疫情流行地区采取减少跨区域走动、佩戴口罩、个性化通风等措施。     

流感高发季,湖南疾控发布最新提醒

湖南省疾控中心提醒:新春佳节期间,我省正值流行性感冒(简称"流感")等呼吸道传染病高发季节,监测发现,消停了大半年的流感病毒近期检测阳性率不断升高,如何避免中招?市民需要注意5个方面. 流感是由甲型或乙型流感病毒引起的急性呼吸道感染,传染性强、传播速度快,主要通过空气中的飞沫、人与人或人与被病毒污染物品的接触传播.典型的临床症状为急起高热、咳嗽、咽痛、流涕、鼻塞、身体疼痛、寒颤、疲乏等.此外,感染乙型流感的儿童以呕吐、腹痛、腹泻为特点.     

新冠肺炎病毒颗粒在空调大巴中的传播与乘客感染风险

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)存在气溶胶传播的可能性。该文选择了一例发生在湖南省空调大巴中的新冠肺炎传染案例,建立数值模型开展计算,分析了含新冠肺炎病毒的液滴和气溶胶的扩散输运过程,研究了空调排风模式、颗粒粒径、传染源位置等因素对于新冠肺炎病毒在空调大巴中传播规律的影响,并针对所有乘客的感染风险进行了定量评估,将结果与实际感染情况进行了对比。新冠肺炎感染者呼出的病毒颗粒有较高的比例沉积在大巴内部壁面与座椅表面。粒径和排风口位置会影响气溶胶扩散规律。小粒径含病毒气溶胶在空气中悬浮的时间长、扩散距离远,带给远处乘客的风险较高。基于研究结果,提出了降低空调大巴中新冠肺炎传播风险的建议。     

传染病在小世界网络中传播的相变

为了研究传染病在小世界网络中传播的动力学特性,数值模拟了小世界网络中传染病的传播行为,观察到了相变现象.使用Watts等提出的小世界网络模型以及传统的SIR模型作为传染病模型,分别模拟了在固定传染概率Pi、改变构建小世界网络的无序参数Ps以及固定无序参数Ps、改变传染概率Pi两种情况下的传染病动力学行为.研究了以Pi和Ps为变量的传染病在小世界网络中传播的三维相变行为,并讨论了传染病传播过程中出现的这种相变行为与传染速度之间的关系.结果表明,在上述两种情况下,传染病的传播动力学行为都会有明显的相变发生,可以观测到在传染病稳定期传染人数从收敛态向振荡态的相变.     

呼吸道传染病的消毒与隔离

呼吸道传染性疾病的预防及制止目前仍是现代医学及公共卫生工作中最重要的问题之一。目前各级医院设有室内空气高效过滤器的病房、负压病房及空气感染隔离室的仍为少数,隔离防护设施不完善的问题仍普遍存在。在这种情况下如何利用现有资源,经济有效的控制呼吸道传染病的传播以及医院内感染就成为现实问题。近几年我科重点从消毒、灭菌、无菌操作、隔离等方面入手,有效破坏了呼吸道传染病的传染链,降低了呼吸道传染病院内感染的发生率。     

普通病房飞沫污染物传播特性与评价

空调病房良好的气流组织能快速地排除室内病人产生的飞沫污染物,从而减小医护及陪护等健康人员的感染风险.通过文献分析给出人体呼吸活动产生飞沫的粒径、数目、速度和温度等基础数据,利用Fluent软件建立普通病房物理模型与飞沫污染物蒸发扩散模型,借助Fluent软件的开放接口UDF(用户自定义函数),编写描述病人呼吸与咳嗽产生飞沫的非稳态速度分布的UDF程序作为速度输入条件,模拟了普通病房在上送上回、贴附射流和上送下回3种典型的气流组织形式下,人体飞沫污染物的传播特性.模拟结果发现,3种气流组织病房中,粒径为0.1～3μm的飞沫在病人与健康人员呼吸区域个数浓度均最大,上送下回气流组织形式病房内健康人员呼气区域的飞沫个数浓度比上送上回低40％,比贴附射流组织形式低近70％,且通风效率更高、排除飞沫污染物的效果更好,建议普通病房采用上送下回气流组织形式以降低室内人员的交叉感染风险.     

座舱高密度群体环境中病毒传播的数值分析

客机座舱被怀疑是有利于传染性疾病传播的高危环境,在呼吸传染病各种传播模式里,病毒携带者搭乘飞机等交通工具进行远距离、蔓延的飞点跳跃跨区传播模式的危害最深重。本文开展了人体咳嗽喷射气流流动显示实验研究,分析了可能的病毒携带体——口腔飞沫在空气中传播的过程,并借助计算流体力学仿真方法详细探讨了口腔飞沫的动态传播过程,为今后的研究工作打下坚实的基础。     

会议室内飞沫气溶胶分布特征的数值模拟

目的分析会议室内不同气流组织对人持续说话产生的飞沫气溶胶运动轨迹的影响,模拟飞沫气溶胶在会议室内的分布特征,确定最佳的气流组织方式.方法采用CFD数值模拟方法,选择RNG k-ε湍流模型计算空调房间的温度场和速度场,分析飞沫气溶胶颗粒的受力情况,采用拉格朗日法建立飞沫气溶胶颗粒运动的数学模型,模拟空调房间会议室内同侧上送上回、同侧上送下回、对侧上送下回3种混合通风和置换通风对飞沫气溶胶的运动轨迹.结果飞沫气溶胶运动轨迹显示飞沫气溶胶在置换通风停留时间和运动距离最短.3种混合通风气流组织相比,同侧上送上回的气流组织中飞沫气溶胶运动时间112 s和运动路程11.1 m最短,同侧上送下回次之,对侧上送下回最长.结论 3种混合通风中,同侧上送上回更容易避免飞沫气溶胶在室内传播,是最佳的混合通风气流组织方式.置换通风相比于混合通风更易减小人员之间受感染的可能性,是最佳的气流组织方式.     

适应性网络上具有潜伏期机制的传染病传播

提出适应性网络上具有潜伏期机制的SIS传染病传播模型,给出该模型的演化方程,研究模型中各参数对传播强度的影响、网络度在演化过程中的变化等问题,得出了在不同参数下迭代后模型中3类人群（易感个体、隐性感染者和显性感染者）数量演化的最终稳定值不同、在适应性网络中＂断边重连＂概率对传染阈值有明显影响、网络中节点的度在迭代之后出现近似幂律分布等结论.经过分析给出发生疫情时应对感染者采取隔离治疗的建议.     

通气参数影响超空泡形态的研究

为获得低速段水下航行体形成通气超空泡的规律,设计了在可连续通气水洞中对航行体缩比模型的通气超空泡试验,研究了通气超空泡形态与通气参数之间的关系.通过改变水洞工作段的来流速度和压力、通气压力和通气流量等因素,获得了一系列不同形态的通气超空泡,分析了空泡的形态与通气系数之间的关系,研究表明通气空泡直径和长度均随通气系数的增大而增大,但是它们都是有一个极限值的.随着速度的增大,自然空化的影响逐渐增强,通气超空泡对通气的依赖性逐渐减弱.     

基于机器视觉和激光测距的输电线故障定位

结合定位技术和激光测距技术,提出了一种基于机器视觉的电力巡线故障定位新方法.通过无人机搭载可见光相机进行巡线拍摄,将航拍图像实时传回地面站进行处理.采用数学形态学的图像处理方法和模式识别方法进行故障检测与识别.通过惯性测量系统进行初步定位,得到无人机的经纬度坐标.利用无人机机载激光测距模块,测量故障点到无人机的距离来修正坐标.最后,经过空间大地坐标系和空间直角坐标系的变换,以及两个空间直角坐标系的基准转换,计算出了故障点的准确位置,并且很大程度地提高了定位的准确性,其空间直角坐标测量精度可达0.11m.     

新型冠状病毒在家庭环境中的主要传播途径

 通过构建数学模型，定量研究了1个3人家庭环境中飞沫传播、接触传播和气溶胶传播在COVID-19传播中的作用。研究表明，飞沫传播和接触传播在COVID-19传播中起着最重要的作用。和患者交流时保持1.5~2 m的空间距离对控制飞沫传播至关重要，洗手和保护环境表面清洁是控制接触传播的最有效手段。虽然通过气溶胶途径传播风险相对较小，但当患者呼出飞沫中病原体浓度较高时（患者可能为超级感染者），在家庭环境中24 h暴露下，气溶胶传播风险依然可以高达26%。     

基于无人机巡检平台的劣化绝缘子带电检测技术

绝缘子是输电线路中起到机械支撑及电气连接的重要部件,一旦发生本体劣化,可能导致断串、绝缘失效等严重故障,对电网的稳定运行造成威胁。绝缘子串的空间电场曲线能够反映其绝缘性能,早期大多通过人工登塔操作检测仪器测量得到空间电场值,随着无人机技术的迅猛发展,搭载各类检测仪器的无人机在电力系统的应用越来越广泛。采用高集成度光学元件,设计完成小型化的空间电场传感器,分析了无人机介入对绝缘子原有空间电场的影响。搭建了包括机载端和地面端的无人机巡检平台,配套研制基于A/D转换模块和射频模块的电场信号无线传输装置,实现了无人机巡检平台电场测量信号在机载端与地面端的传输,并进行了复合绝缘子芯棒局部导通的带电检测试验。实验证明基于无人机巡检平台的电场测量系统能够检测出复合绝缘子芯棒导通缺陷。研究结果有利于推进无人机平台在绝缘子检测领域的应用。     

考虑风险公平的危险品运输车辆调度优化

为了减小危险品运输过程中各人口聚集区域间风险分布差异,提出了一种多源-目的(OD)间同时进行危险品运输时考虑风险公平的车辆调度优化方法.提出了采用标准差来衡量各人口聚集区域间风险差异的风险公平性评价方案.设计了考虑风险分布公平的车辆调度数学模型,通过获取周期性调度方案来减小人口聚集区域间的风险差异,实现区域风险分布公平的目标.为了降低求解难度,将模型分解并增加决策者交互环节后,设计了两阶段算法求解.通过算例分析表明,该方法可在不同OD间同时运输危险品时,通过调节运输车辆选择不同路径运输的频次,在保证运输总成本和总风险可接受的前提下,达到风险公平性最优的目标.     

生殖器疱疹合并其它性传播疾病的临床研究

目的:探讨生殖器疱疹合并其它性传播疾病的发生率及其临床特点.方法:对生殖器部位有疱疹性损害或可能由疱疹病毒引起损害的患者进行临床资料采集和分析,并作了生殖器疱疹、梅毒、尖锐湿疣、生殖器念珠茵病等性传播疾病的病原学检测.结果:对10例(17.2%)生殖器疱疹患者作了HIV&清抗体检测,未发现HIV感染者.在58例生殖器疱疹病例中,14例(24.1%)合并有其它性传播疾病.有合并性传播疾病的生殖器疱疹均为HSV-2感染所致.结论:生殖器疱疹易合并其它性传播疾病,且可引起其损害形态发生改变.     

城市轨道交通接驳公交线路优化设计

城市轨道交通和常规地面公交之间的有效接驳是提高城市公共交通系统运行效率的重要环节。本文详细分析了接驳公交出行中乘客出行时间成本和公交车辆运营成本,以城市轨道交通接驳公交系统总成本最小为目标,考虑公交线路布局约束、乘客流量守恒约束,以及公交能力约束等,构建了城市轨道交通双边接驳公交线路优化模型,对接驳公交线路布局以及开行频率进行优化。根据模型特点,设计了人工蜂群算法。为了提高算法的计算效率和稳定性,采用了多种邻域搜索策略,且对算法的相关参数进行了校正。数值算例表明,人工蜂群算法可以很好地优化城市轨道交通接驳公交线路的布局,且在求解质量、计算效率和稳定性等方面都优于遗传算法。     

基于混合遗传算法的高速公路桥梁风屏障参数优化

为了优化高速公路桥梁风屏障参数,研究了风屏障参数对于车桥系统气动特性的影响.通过风洞试验考虑不同高度和透风率的风屏障,分别获取桥梁和车辆的气动力系数,进而得到桥梁在静风稳定性检验风速下的侧向位移和车辆在设计车速行驶下的失稳临界风速.采用多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ),以桥梁侧向位移与车辆临界风速为优化目标,将风屏障高度和透风率作为变量,得到相应的Pareto最优解集.利用数据包络法(DEA)对Pareto解集中个体的相对效率值进行评估,最终得到最优风屏障参数.结果 表明:透风率为30％、高度为3.2 m的风屏障对于桥梁和车辆的综合抗风效果最佳.     

公路信号平面交叉口安全服务水平研究

为了客观评价公路平面交叉口的交通安全状况,提出了交叉口安全服务水平基本概念.分析了影响信号交叉口安全服务水平的因素,给出了信号交叉口安全服务水平评价方案.分别建立了基于机动车与机动车、机动车与非机动车、机动车与行人冲突点的安全服务水平主模型和基于交叉口几何特征、交通标志等次要影响因素修正模型,并由此得到信号交叉口安全服务水平总模型.根据多个信号交叉口的数据,把安全服务水平分为A～F等级,并验证了安全服务水平模型的合理性.应用安全服务水平模型评价实际交叉口的安全状况,得到交叉口危险度为11.7,安全服务水平为B级.评价结果表明该安全服务水平模型可以快速有效地评价信号交叉口的交通安全.     

自动紧急制动系统行人避撞策略及仿真验证

为提高自动紧急制动系统对行人保护的安全性,提出了一种采用上层模糊控制和下层PID(proportion integration differentiation)控制的分层控制行人避撞策略。以某款E级SUV车辆为研究对象,建立其动力学模型,在国内外真实行人测试场景下,构建了基于TTC(time to collision)碰撞时间理论的风险评估模型,通过Matlab和CarSim软件的联合仿真,对控制策略进行了仿真验证。仿真结果表明:所提出的自动紧急制动系统行人避撞策略能满足国内行人测试工况标准,与行人最小安全距离为0.9m;在保证安全的前提下,模糊控制可自动调节制动强度,输出减速度范围控制在4.8～6.1m/s2,有较好的舒适性;TTC风险评估模型正确发出了行人碰撞预警,无漏警和误警发生。