具有不同染病程度的一类阶段结构传染病模型的分析

把成年染病个体分为轻度染病个体和重度染病个体两个阶段,同时考虑了一种饱和形式的输入函数,建立了一类阶段结构的传染病模型.通过Hurwitz判据、构造Lyapunov函数的方法分析了系统平衡点的存在性和稳定性,并且发现当满足一定条件时,系统将发生Hopf分支.     

一类具有非线性传染率、隔离率的SIRS传染病模型解的存在性研究

染病年龄结构数学模型已经成为应用数学领域的研究热点之一.染病年龄的引入使传染率依赖于染病年龄,这样所建立的模型更适合染病期较长的疾病,如AIDS等.在形式上,这类模型是常微分方程和偏微分方程相结合的微分方程组.对这类模型非负解存在性及惟一性研究具有重要的理论意义和应用价值,正被广大学者关注.建立了具有一般非线性接触率、一般非线性隔离率及染病年龄结构SIRS传染病模型并综合运用Bellman-Gronwall引理、不动点定理及解的延拓定理等多种数学方法证明模型全局非负解的存在性及惟一性.     

具有环境差异的SIQR校园传染病模型

针对校园内常见多发的传染病问题,建立了具有环境差异的SIQR校园传染病模型,将人群分为环境卫生条件好群体(N1)和环境卫生条件差群体(N2),计算出平衡点与基本再生数.仿真实验表明,隔离措施可以有效降低最大感染人数和最终规模,选取适当的隔离措施,使隔离率达到0.3,感染规模就可以控制在较低范围,加大隔离力度可以大幅度缩短传染病的持续时间.     

一类具有染病者隔离的非线性传染病模型的研究

讨论了一类具有染病者隔离的非线性传染病模型,确定了疾病传播的阈值,得到了无病平衡点全局渐近稳定、地方病平衡点局部渐近稳定和疾病一致持续存在的条件.     

基于生态环境和阶段结构的SIQR传染病模型的全局稳定性

根据传染病动力学原理建立了一类基于生态环境和阶段结构的SIQR传染病模型,将种群分为成年和幼年两个阶段,而且病毒仅在成年种群传播,而成年种群中的易感群体和幼年种群中接近于成年的活跃群体采取控制策略使之隔离于染病区。利用常微分方程定性与稳定性方法,分析了模型有界性和非负平衡点的存在性,通过构造适当的Lyapunov函数和极限系统理论,获得了平凡平衡点、无病平衡点和地方病平衡点全局渐近稳定的充分条件。研究结果表明:当基本再生数小于等于1时,所有种群趋于灭绝;当基本再生数大于1并满足一定条件时,病毒将被清除;当病毒主导再生数大于1并满足一定条件时,病毒持续流行并将成为一种地方病。     

对潜伏期人口隔离的SEIQR模型的全局分析

首先建立了一个对潜伏期人口隔离且考虑发病者类和隔离者类具有不同因病死亡率的SEIQR传染病动力学模型,确定了模型的阈值.其次,用Routh-Hurwitz判据,La Salle不变性原理和极限方程理论讨论了其各类平衡点的局部稳定性和全局稳定性.最后,从疾病的可控性和疾病流行规模两方面与只隔离染病者类的SEIQR模型相比,得出对潜伏期人口也进行隔离的SEIQR模型更合理.     

一类具有年龄结构的SIRS模型的全局稳定性

建立了一类具有隔离措施及年龄结构的SIRS传染病(免疫期有限的传染病)模型,定义了疾病的基本再生数,并通过构造Lyapunov函数讨论了模型的平衡点的全局渐近稳定性.     

具一般非线性接触率、隔离和染病年龄结构的SIQS模型非负解的存在惟一性

染病年龄的引入使传染率依赖于染病年龄,这样所建立的模型更适合染病期较长的疾病,如AIDS等.而且从形式上讲,模型是常微分方程和偏微分方程相结合的微分方程模型.对这类模型非负解存在性及惟一性研究具有重要的理论意义,正被广大学者关注.首先,将SIQS传染病模型引入了一般非线性接触率及染病年龄结构建立了一类新的SIQS传染病模型,继而综合运用Bellman-Grownall引理、不动点定理讨论模型非负解的存在性及惟一性,最后由延拓方法将解延拓到正半实数轴.     

具有饱和接触率的SIQRS预防接种模型的控制策略

建立并分析一类具有饱和接触率、 隔离项和脉冲预防接种的SIQRS传染病模型. 通过综合运用Floquet定理、 脉冲微分不等式和极限系统理论, 获得了保证SIQRS传染病模型的无病周期解全局渐近稳定的阈值条件. 通过比较脉冲预防接种和隔离两种控制策略的有效性, 表明同时使用脉冲预防接种和隔离两种策略比单独应用一种策略更有效.     

一类时滞SIQS传染病模型的Hopf分支

研究了一类具有非线性发生率的时滞SIQSR传染病模型的Hopf分支,以模型中染病者和隔离者的临时免疫期时滞为分支参数,利用特征值方法得到模型局部渐近稳定和Hopf分支存在的充分条件,并通过实例验证了所得结果的正确性.研究表明,延迟Hopf分支的发生,可以有效控制疾病的传播.     

考虑土-桩筏基础-结构的共同作用的层间隔震结构地震响应

层间隔震结构是一种新型隔震体系,近年来其隔震性能受到各国学者关注.采用有限元软件ABAQUS建立了层间隔震结构三维整体空间模型,考虑地基土-桩筏基础-上部结构的共同作用(soil-structure interaction,SSI),进行地震作用下的非线性动力响应分析.研究了考虑SSI前后的层间隔震结构体系振动特性及动力响应,通过改变基础底部不同土层性质、不同桩长,探讨各因素对考虑SSI的层间隔震结构的影响规律.结果表明:不考虑SSI的层间隔震结构基底剪力、各层位移明显大于考虑SSI的情况;基底采用硬土层时的基底剪力、各层位移大于采用软土层时的情况;深桩基础相比浅桩基础的周期小、基底剪力、顶点位移、各层位移均增大.     

层间隔震结构减震机理的数值模拟分析

以振动台试验模型为背景,隔震垫采用铅芯橡胶隔震支座双线性滞回阻尼和粘滞阻尼的粘塑性分析模型,隔震层采用粘塑性分析模型,建立层间隔震结构的动力运动方程.同时,使用有限元分析软件ANSYS对该试验模型进行非线性有限元动力分析,获得层间隔震结构在地震动下的响应.分析结果表明,隔震层位置越低,隔震效果越好.随着隔震层设置位置下移,层间隔震体系在结构动力特性上体现为前两阶模态质量参与系数的比例发生变化.在中间层隔震区域,隔震层上部子结构反应基本上由一阶振型决定,而下部子结构反应却以二阶振型为主.隔震层上部子结构层间位移较稳定,可以近似为平动;下部子结构层间位移呈现抛物线状,且下部结构最大层间位移常出现在下部结构的中间位置.     

Incipient speciation by divergent adaptation and antagonistic epistasis in yeast

Establishing the conditions that promote the evolution of reproductive isolation and speciation has long been a goal in evolutionary biology. In ecological speciation, reproductive isolation between populations evolves as a by-product of divergent selection and the resulting environment-specific adaptations. The leading genetic model of reproductive isolation predicts that hybrid inferiority is caused by antagonistic epistasis between incompatible alleles at interacting loci. The fundamental link between divergent adaptation and reproductive isolation through genetic incompatibilities has been predicted, but has not been directly demonstrated experimentally. Here we empirically tested key predictions of speciation theory by evolving the initial stages of speciation in experimental populations of the yeast Saccharomyces cerevisiae. After replicate populations adapted to two divergent environments, we consistently observed the evolution of two forms of postzygotic isolation in hybrids: reduced rate of mitotic reproduction and reduced efficiency of meiotic reproduction. This divergent selection resulted in greater reproductive isolation than parallel selection, as predicted by the ecological speciation theory. Our experimental system allowed controlled comparison of the relative importance of ecological and genetic isolation, and we demonstrated that hybrid inferiority can be ecological and/or genetic in basis. Overall, our results show that adaptation to divergent environments promotes the evolution of reproductive isolation through antagonistic epistasis, providing evidence of a plausible common avenue to speciation and adaptive radiation in nature.     

类椭圆非线性迟滞隔振系统的动力学模型

应用类椭圆函数建立了非线性迟滞隔振系统的动力学模型，并导出了系统动力学模型的实用表达式.该模型由非线性刚度和非线性阻尼构造而成，模型中各个参数具有明确的物理意义，各阶刚度系数能很好地描述系统中存在的线性和非线性特性，而阻尼函数能很好地描述系统的迟滞和耗能特性.模型中含有待辨识的阻尼成分函数，该函数能反映系统中可能存在的高阶阻尼、粘性阻尼和干摩擦阻尼等各种阻尼成分.由于在模型中将阻尼项表示为位移的函数，因而减少了测量工作量，方便了数值计算.应用动力学模型重构了非线性迟滞隔振系统的恢复力-位移回线，结果表明理论回线与实验回线吻合得很好.     

隔离桩对堆载下群桩下拉荷载的屏蔽效应

目前关于隔离桩对堆载下群桩负摩阻力及下拉荷载屏蔽效应的研究甚少,我国规范也未对隔离桩的设计参数给出建议。定义下拉荷载屏蔽效应系数这一概念;建立考虑桩-土作用的三维有限元模型,通过数值计算结果与模型试验数据的对比,验证数值模型的准确性。以群桩效应系数和下拉荷载屏蔽效应系数为评价指标,研究隔离桩对堆载下基桩负摩阻力与下拉荷载的屏蔽效果,分析隔离桩桩长、边长、与最外侧基桩间距3个因素对屏蔽效果的影响规律,对隔离桩的设置给出参考。研究成果可为堆载时群桩负摩阻力的消除及隔离桩的优化设计提供参考。     

粘滞阻尼器组合基础隔震结构分析

介绍了基础隔震结构能量设计方法原理。运用有限元分析软件ANSYS建立了5层3跨框架结构模型,对比分析了基础固定结构、基础隔震结构和粘滞耗能组合隔震结构地震反应。结果表明,基础隔震结构的地震反应显著小于基础固定结构,隔震结构层间位移集中于隔震层。在隔震层加设粘滞阻尼装置后,上部结构减震效果与未加设阻尼器隔震结构相近,而隔震层位移显著减小。     

随机激励下四自由度机床隔振系统的主动控制研究

针对精密机床的振动问题,建立了四自由度隔振系统的动力学模型,阐述了隔振模型动力学方程的建立原则和方法,根据隔振系统的动力学模型设计了PID主动控制器,并以随机地面模型作为输入在Simulink中对其进行了仿真分析,仿真结果表明具有PID控制器的主动隔振系统在隔离振动方面效果明显优于被动隔振系统．     

新型摇摆隔震装置振动台试验研究

为解决塔型结构在地震作用下产生的变形问题,提出了一种新型摇摆隔震系统,该系统由竖向弹性支座和限位球铰组成。限位球铰安装在隔震层中,使结构在地震作用下产生摇摆运动。为验证该摇摆隔震系统的性能,运用摇摆隔震悬臂梁分析模型,对一钢柱模型进行了振动台试验研究,探究装有摇摆隔震装置的塔形结构对比传统结构的隔震效果。试验结果表明,摇摆隔震结构在顶部位移小幅度放大的情况下,顶部加速度的隔震率达到33.5%,且结构底部的应变减少率高达85%。证明该摇摆隔震系统不仅能有效隔离水平地震力作用,还能够控制结构产生的倾覆弯矩,减小上部结构动力响应,同时大幅度减少结构底部的应变,从而保护结构本身和内部设施不被破坏,提高了结构的安全性。     

SOI双槽隔离结构的耐压特性

理论推导了绝缘体上硅(SOI)双槽隔离结构的耐压模型.该模型表明,在SOI双槽隔离结构中,因隔离氧化层压降的不均衡,高压侧隔离氧化层提前发生介质击穿,从而导致SOI双槽隔离结构的临界击穿电压小于理论值.增大沟槽纵横比和减小槽间距可以减弱隔离氧化层上压降的不均衡性,提高SOI双槽隔离结构的临界击穿电压.Sentaurus器件仿真软件的模拟结果和华润上华半导体有限公司0.5μm 200 V SOI工艺平台下的流片测试结果均证明,减小槽间距和增大沟槽纵横比是提高双槽隔离结构临界击穿电压的有效方法,同时也证明了该耐压模型的正确性.     

带钢板橡胶减震垫减振台性能的实验研究

通过人工制震对带有钢板叠层橡胶减震垫的减振台进行振动实验研究,用强震观测仪在3个方向上测得其振动加速度时程值;用D’Alembert理论建立了1质点计算模型,从而计算出带有钢板叠层橡胶减震垫减振台的各个特征参数,即减振台在3个方向上的临界阻尼比和刚度,为进一步研究减振台的非线性振动及减震垫的减震性能提供了依据·对参数计算结果进行分析,减振台双柱在水平两个方向上刚度的大小,并不是其尺寸比的4倍,原因与柱下剪力墙的刚度也折算到柱的刚度中有关,故实际测试结果与理论计算的结果并不矛盾·