基于本构模型参数的肌肉主动力响应有限元分析

研究了肌肉主动力有限元模型的力学性能与稳定性,使其适用于头颈部动力学响应的仿真研究.运用准线性黏弹性被动单元与Hill主动单元相耦合的方法,建立了兔子胫前肌的有限元仿真模型.对比Myers实验数据验证了该模型在不同应变率下离心收缩的应力应变特性.同时研究了等长收缩与轴向压缩模式下的肌肉的力学特性.仿真结果表明,仿真模型与实验输出应力应变曲线具有较好的一致性,在相同应变情况下,最大应力误差仅为0.07MPa.该模型具有较好的计算稳定性与生物逼真度,能够满足人体颈部肌肉建模的需求.     

基于生物流变学的真实感人脸模型

该文给出了一种基于生物流变学的真实感人脸建模方法。该方法从决定人脸运动及表情的两方——受力方人脸及施力方人脸肌肉的运动动力学性质及生物流变学性质出发,用胡克体与牛顿体的串并联构建人脸各器官的粘弹性模型,建立应力—应变关系的本构方程;给出了人脸部三类肌肉的力学模型,并推导出人脸驱动模型。实验结果表明,本方法所得人脸模型能较逼真地模拟人脸的力学性质及运动特性。     

利用表面肌电信号的下肢动态关节力矩预测模型

为实现表面肌电信号的下肢关节力矩动态解码,建立了从表面肌电信号到关节力矩输出的人体下肢运动系统正向生物力学模型。首先,从幅值和频率两个角度建立表面肌电信号到骨骼肌激活程度模型;其次,根据肌丝滑移理论,构建反映骨骼肌生理结构和微观力学特性的肌肉力模型,同时确定活动肌肉拉力线方向及力作用点位移矢量,将骨骼肌力转换到关节力矩;最后,以牛顿-欧拉逆动力学方法获得关节力矩作为准确值,给出正向生物力学模型参数动态标定方法。在模型基础上,对4名对象进行随意步态下膝关节屈伸动态力矩预测试验,结果表明:所建模型对步态行走下的膝关节动态关节力矩具有很好的动态跟踪性能,最大绝对误差为(11.0±1.32)N·m,平均残差为(4.43±0.698)N·m,预测值与准确值之间的平均线性相关系数为0.927±0.042,验证了该方法的正确性和有效性;可为康复训练机器人人机协同过程中的力学交互模式研究提供接口。     

骨骼肌快速收缩时的糖代谢--糖原短路模型

根据目前13C和31P核磁共振(NMR)关于运动骨骼肌的研究，对运动骨骼肌能量代谢有了新的认识，并提出了新的能量代谢模型．在10～40ms的快速收缩中，需要能量快速地传递，骨骼肌中慢速的碳水化合物氧化供能最终必须设法与快速的能量消耗相适应，因此有人提出一个新的能量代谢模型——糖原短路：骨骼肌快速收缩的能量来源于糖原分解，在收缩间期，糖原重新合成来补充消耗的糖原，糖原合成需要的能量来自于氧化磷酸化，这个机制主要利用磷酸化酶快速转变的重要的特征腓肠肌，此过程产生的乳酸是能量快速消耗与相对慢速能量供应之间的时间缓冲，这合理的解释了富氧组织产生乳酸的原因．糖原短路的模型符合多数的生化和生理实验的结果，这个模型提供了骨骼肌疲劳的可能原因，提示骨骼肌糖原水平低的时候，不能提供快速收缩所需要的能量．     

内外括约肌主动力作用下尿道压力的研究

男性下尿路的控尿功能由内外括约肌实现,为了研究内外括约肌主动力作用下尿道压力分布,建立一种包含肌肉主动力的下尿路生物力学仿真模型.下尿路几何模型由中年男性人体火棉胶切片图像重建;肌肉模型由被动非线性黏弹性实体单元和Hill主动单元共节点耦合.对内外括约肌模型在主动力作用下进行主动收缩的生物力学仿真计算.结果表明:仿真得到最大尿道压力在临床测量的值域内,该模型可以用在下尿路流固耦合分析中,为研究尿失禁成因提供理论依据.     

Plyometric练习的研究进展

plyometric练习已发展成为提高爆发力非常有效的被广泛接受的方法,而且对于骨骼肌神经肌肉性能也有明显改善,同时也对于运动损伤的预防也起着重要作用,综述了plyometric练习的可能机制、发展骨骼肌收缩能力的作用及预防损伤作用的研究进展．     

肌肉训练的生理学分析

本文从生理学的角度,对肌肉的收缩过程,肌肉训练三要素及不同肌肉训练方法进行分析,为肌肉力量训练提供了生理依据。     

浅析网球运动员肌肉力量素质训练

肌肉力量是人体进行各项运动的基础,因为骨骼肌收缩产生的力量是人体运动的动力来源,肌肉力量的大小与肌肉的体积、初长度、肌肉类型、收缩方式、收缩速度、神经控制等多种因素有关。肌肉力量训练可以有效地刺激肌肉增加其力量或改变其特性,达到提高运动素质的目的。良好的肌肉力量可增加关节的稳定性,提高动作的平衡能力,使神经肌肉系统、骨骼、关节和韧带能够承受大负荷、高强度的运动和训练,能够有效降低和防止运动损伤。     

一种外骨骼式康复机器人训练效果仿真

针对外骨骼式下肢康复机器人训练有效性的问题,开展了基于人体生物力学软件Any Body的康复训练仿真实验研究.通过人体动作捕捉实验,获取一成年男子在正常步行时的运动学信息,利用Any Body建立人体步行模型,并以下肢肌肉受力情况为依据确定下肢主要肌肉群.建立人-机系统模型,借助Hill方程,以人体下肢肌肉收缩速率作为判断标准,通过模拟实现矢状面内运动的外骨骼式下肢康复机器人的康复运动,获取下肢主要肌肉的收缩速率变化情况,并将其与正常步行时的肌肉收缩速率进行比较与分析.结果表明,两种情况下大腿肌肉群的收缩速率变化情况基本一致,小腿与髋部肌肉群差异较明显.改进外骨骼结构,使其能够同时实现在冠状面内的运动,比较在两种结构下的下肢主要肌肉收缩速率变化情况,结果表明髋部肌肉产生了较为明显的波动.因此,能实现矢状面内运动的外骨骼式下肢康复机器人能够有效训练大腿肌肉群,但对小腿与髋部肌肉的训练效果不明显,加入冠状面运动后,能提高对髋部肌肉的训练效果.     

骨科领域发展现状和未来挑战

<正>骨科学又称矫形外科学,专门研究骨骼肌肉系统的解剖、生理与病理,运用药物、手术及物理方法保持和发展这一系统的正常形态与功能以及治疗这一系统的伤病。骨骼肌肉系统由骨、骨连结和骨骼肌三种器官组成。骨以不同形式连结在一起,构成骨骼。骨形成了人体的基本形态,并为肌肉提供附着,在神经支配下,肌     

土地覆盖变化预测模型研究进展

根据模型对土地利用／覆盖变化机理的认知程度以及空间模拟能力．把常用预测模型分为3类：经验模型、机理模型和机理一时空模型,并按类别对国内外常用土地利刚／覆盖变化预测模型做了评述,根据现有各类模型存在的缺陷和土地利用／覆盖变化预测对模型提出的需求,探讨了预测模型的发展方向,为今后我国LUCC的预测研究提供借鉴．     

电解质溶液热力学性质模型

本文描述了建立电解质溶液热力学模型的理论基础,对现有的主要模型进行了分类(经验模型和理论模型),并加以评价。对目前应用甚广的 Bromley模型、Meissner模型、Pitzer和Chen模型以及本文作者近期开发的新模型进行了计算比较。提出了今后的发展方向。     

基于混合模型的多重故障诊断

介绍了基于模型的多重故障诊断，它可通过ＡＴＭＳ来实现，能克服基于规则的诊断系统的一些局限性，但当运行模型和故障模型同时被运用或者等级模型被运用时，普通ＡＴＭＳ不能处理这种情况．本文应用分层ＡＴＭＳ来实现基于混合模型的故障诊断方法，同时给出广义最小诊断的定义，从而克服关于最小诊断定义中的不足．由于分层ＡＴＭＳ能表示和处理论据之间的优先级，因而能运用混合模型，能结合基于模型和基于规则的诊断，及提高诊断效率．     

本构模型对黏性土侧向卸荷路径下应力应变关系适用性研究

为研究侧向卸荷应力路径对黏性土应力应变特性的影响,首先介绍了2种典型的修正邓肯张模型和三参数模型,然后分析比较了这3种模型反映侧向卸荷应力路径条件下土体应力应变特性的能力。即分别利用这3个模型模拟普通三轴侧向卸荷条件下的试验结果,得到相同条件下各种模型的应力应变特性曲线。并与试验结果进行对比发现：3种模型均能在不同程度上反映侧向卸荷应力路径对黏性土应力应变特性的影响,其中修正3的效果更明显一点,3种模型存在一定的联系,即参数值达到特定的情况时3种模型退化成为同一模型。     

Analysis of deep-layer and bottom circulations in the South China Sea based on eight quasi-global ocean model outputs

This study is a preliminary analysis of the South China Sea (SCS) deep circulations using eight quasi-global high-resolution ocean model outputs. The goal is to assess models’ ability to simulate these deep circulations. The analysis reveals that models’ deep temperatures are colder than the observations in the World Ocean Atlas, while most models’ deep salinity values are higher than the observations, indicating models’ deep water is generally colder and saltier than the reality. Moreover, there are long-term trends in both temperature and salinity simulations. The Luzon Strait transport below 1500 m is 0.36 Sv when averaged for all models, smaller compared with the observation, which is about 2.5 Sv. Four assimilated models and one unassimilated (OCCAM) display that the Luzon deep-layer overflow reaches its minimum in spring and its maximum in winter. The vertically integrated streamfunctions below 2400 m from these models show a deep cyclonic circulation in the SCS on a large scale, but the pattern is different from the diagnostic streamfunction from the U.S Navy Generalized Digital Environment Model (GDEM-Version 3.0, GDEMv3). The meridional overturning structure above 1000 m is similar in all models, but the spatial distribution and intensity below 1500 m are quite different from model to model. Moreover, the meridional overturning below 2400 m in these models is weaker than that of the GDEMv3, which indicates a deep vertical mixing process in these models is biased weak. Based on the above evaluation, this paper discusses the impacts of T/S initial value, topography, and mixing scheme on the SCS deep circulations, which may provide a reference for future model improvement.     

国外国家公园管理模式

针对近年来自然遗产管理领域的热点——国家公园管理模式,将国外国家公园管理实践中采纳的管理模式分为4类,即:以树立国家认同为核心的中央政府管理模式、以自然游憩娱乐为驱动的协作共治共管模式、以自然保护运动为发端的属地自治管理模式和以自然生态旅游为导向的可持续发展管理模式,按照管理模式的构建动力、实施路径和推进阻力这一三维分析框架对这4种代表性管理模式进行梳理和归纳,并阐述了国外的模式经验对构建我国国家公园管理模式的启示.     

Sticker DNA computer model ——Part Ⅰ: Theory

DNAcomputationisanewcomputationalpatternusingDNAmoleculesandsomeenzymesforessentialmaterials,whichisbasedonsomebiochemicalreactions.ThiscomputationalmethodwasfirstlyproposedbyDr.Adlemanin1994[1].ItsprominentadvantageismakingthebestofDNAmoleculeswithenormousmemorygeneticcodes,andimmenseparallelismofbiochemicalreactions.Asaresult,DNAcomputersbasedontheDNAcomputa-tionmodelwillhaveenormousmemorycapacityandegregiousoperationspeed.DNAcomputercanrunwithhighspeed,enormousinformationmemorycapab…     

Multimodel Approach for Intelligent Control and Applications

IntroductionThemultimodelapproachappearsasapowerfultechniquetodealwithcomplex,nonlinearand/orilldefinedsystemsrepresentedusingasetofsimplelinearorsmoothlynonlinearmodelseachofthemallowingthegenerationofapartialcontroller.Differentapproachesexistintheliterature[1,2]tocopewiththetwokeypointsofthemultimodel/multicontrolstrategy:themodelbasisdeterminationandtheuseofpartialcontrollersinordertoderiveaglobalone.Hence,itappearsobviousthatoneofthemainobjectstofocusoninthemultimodel/multicontrolapproach…     

Marginal linearization method in modeling on fuzzy control systems

Marginal linearization method in modeling on fuzzy control systems is proposed, which is to deal with the nonlinear model with variable coefficients. The method can turn a nonlinear model with variable coefficients into a linear model with variable coefficients in the way that the membership functions of the fuzzy sets in fuzzy partitions of the universes are changed from triangle waves into rectangle waves. However, the linearization models are incomplete in their forms because of their lacking some items. For solving this problem, joint approximation by using linear models is introduced. The simulation results show that marginal linearization models are of higher approximation precision than their original nonlinear models.     

Sticker DNA computer model ——Part Ⅰ: Theory

Sticker model is one of the basic models in the DNA computer models. This model is coded with single-double stranded DNA molecules. It has the following advantages that the operations require no strands extension and use no enzymes; What‘s more, the materials are reusable.Therefore it arouses attention and interest of scientists in many fields. In this paper, we will systematically analyze the theories and applications of the model, summarize other scientists‘ contributions in this field, and propose our research results. This paper is the theoretical portion of the sticker model on DNA computer, which includes the introduction of the basic model of sticker computing. Firstly, we systematically introduce the basic theories of classic models about sticker computing; Secondly, we discuss the sticker system which is an abstract computing model based on the sticker model and formal languages; Finally, extend and perfect the model, and present two types of models that are more extensive in the applications and more perfect in the theory than the past models: one is the so-called k-bit sticker model, the other is full-message sticker DNA computing model.