内置翅片参数对封闭腔内流体流动与传热性能的影响

为了研究内置翅片参数对封闭腔内湍流自然对流换热的影响,采用RNG k-ε模型数值分析了翅片位置、翅片高度和翅片数量对封闭腔内温度场和流场的综合影响。结果表明：在热壁面上布置1个翅片,热壁面竖向边界层厚度随翅片高度的增大而变厚,但腔体顶部水平边界层结构变化微弱;本文所研究的短翅片高度对热壁面上远离翅片位置处局部传热特性影响很小;在热壁面上距底面2H/6处布置高度为1.5cm的翅片能使得热壁面上平均Nu数获得最大值,在热、冷壁面上距底面及顶面分别为2H/6处各布置1个高度为1.5cm的翅片能达到同样的强化传热效果。但在热、冷壁面上距底面及顶面分别为H/6处各布置1个翅片时,翅片高度过大或过小均会抑制热壁面与腔内气流之间的对流换热过程。本文研究结果对于指导工业工程中封闭空间内流体的冷却或加热具有一定的理论参考价值。     

图像数值分析在人工机械心脏瓣膜运动特征中的应用

动态图像测量技术是一种非接触式、动态、精确的检测运动物体特性的分析方式。人工心脏瓣膜体外动态开闭性能测试,依靠高速图像摄影技术捕捉瓣膜的细微运动,快速图像和精准的时间记录,将瓣膜运动转化为图像信息,分析瓣膜及各组件运动时的相对位移和速度变化,有效地解析瓣膜运动状况,为评价瓣膜性能提供参考。在人工心脏瓣膜脉动流平台上,选择双叶型机械心脏瓣膜在正常心动条件下,采用高速摄影技术通过标记点跟踪瓣膜瓣叶运动,记录瓣膜的运动轨迹及运动状态;通过图像数值分析瓣膜开启和关闭的运动情况,将瓣膜运动过程离散为多步静止状态的图像,离散后的图像数据导入Matlab数值分析,解析瓣膜中瓣叶的转动速度及角加速度等运动状态。以此改善瓣膜结构与流场之间的相互作用,改进瓣膜使用性能,结合瓣膜临床病症特征,解决瓣膜类相关并发症。     

基于XGBoost与SVR变权组合模型致密油的采收率预测

致密油储层因具有渗透率与产能低下的特点,多采用大型水力压裂改造储层来提高采收率,根据不同的地质、压裂参数变化,预测改造后的采收率对于压裂施工改造有良好的指导作用。目前多因素影响的致密油压裂后采收率预测理论模型,难以实时准确地根据压裂方式及参数来预测压裂后油藏采收率变化。为进一步提升致密油的采收率预测精确度,本文引进机器学习进行预测,基于极限梯度爬升算法（XGBoost）和支持向量回归算法（SVR）进行了一定改进得到变权组合模型XGBoost-SVR,模型借鉴残差进化机制,实现加权融合系数的最优组合,该组合模型可对两种单模型进行优势互补,避免了因单一模型参数导致的范围性误差,增大模型预测容错率。本文首先对致密油的采收率影响因素进行收集整理,分析地质因素、储层因素和工程因素对采收率的影响,构造相关原始数据集;其次将预处理后数据集输入SVR单模型和XGBoost单模型分别进行训练,得出单模型预测值;最后采用基于残差的自适应的变权组合方法建立XGBoost-SVR组合模型,得到各模型最终预测结果,明确采收率影响因素及各影响因素权重比。模型预测结果表明：与SVR和XGBoost单模型相比,组合模型在预测精度达到94.63%,表现出更好的适应性。     

单开门术中门轴断裂伴椎板移位的处理方式及疗效对比

观察单开门椎管扩大成形术中椎板门轴侧断裂伴移位的处理方式及对术后疗效产生的影响。2013年05月～2018年9月有319例脊髓型颈椎病患者在我院接受单开门椎管成形钛板固定术治疗,其中有63例患者术中发生门轴断裂伴椎板移位,根据处理方式将其分为两组：重建组(35例),对椎板进行叠瓦状重建及钛板固定治疗;切除组(28例),将断裂并移位的椎板切除。记录并比较两组患者术中的相关指标,观察患者神经功能(JOA评分)、颈椎曲度指数(CCI)、颈后肌群横截面积变化及轴性症状的发生情况。在手术时间及术出血量上,两组比较无显著统计学差异(P＞0.05)。术后两组的颈后肌群横截面积较术前均有明显减小(P<0.05),但重建组横截面积减小程度明显低于切除组(P<0.05)。重建组术后CCI获得较好维持(P＞0.05),切除组的CCI较术前出现明显丢失(P＜0.05);至末次随访时,组间比较有显著统计学差异(P＜0.05)。两组患者JOA评分均有显著升高(P<0.05),组间比较无显著统计学差异(P＞0.05)。术后重建组有8.6%的患者出现轴性症状(3/35),切除组为21.3%(6/28),具有显著统计学差异(P<0.05)。经CT扫描发现,重建组术后3个月时有81.6%(31/38)的节段门轴获得骨性融合,术后6个月时有94.7%(36/38)的节段获得骨性融合。以上结果表明,对门轴断裂伴椎板移位的患者,采用叠瓦状椎板重建联合钛板固定及切除椎板均不会影响术后神经功能的恢复,但椎板重建更有利于颈椎曲度的维持并减轻颈后肌群的萎缩,从而降低轴性症状的发生。     

结合拆分注意力特征融合的病理图像分割网络

针对卷积神经网络在执行病理图像分割任务时,特征提取单一导致分割性能较差的问题,提出了一种结 合拆分注意力跨通道特征融合的病理图像分割网络。首先以UNet为基本结构,设计了空洞拆分注意力模 块来提取并融合病理图像上细节特征,以增强通道间的特征交互能力,提高分割精度。其次,设计了深 度残差可分离幻影模块,在解码特征融合阶段有效获取足够丰富的特征图。最后在公开数据集DSB2018、 MoNuSeg上实验,其灵敏度分别为90.13%、89.23%,准确率分别为92.89%、92.51%。为进一步验证算 法有效性,将来自合作单位的病理图像自制成数据集ColonCancer,其灵敏度和准确率分别为90.15%、 89.94%。实验结果表明,该方法相较于UNet、ResUNet、GhostUNet、TransUNet等算法有效提升了病理 图像分割性能,并对实现不同组织病理图像的分割任务具有一定参考价值和意义。     

郑州市不同埋藏深度地下水水化学特征及成因分析

以郑州市浅层、中深层、深层、超深层地下水为研究对象,利用描述性统计分析对研究区不同埋藏深度地下水的主要化学成分进行识别,基于Piper图和舒卡列夫分类法划分研究区地下水水化学类型,结合相关系数法、离子比例系数法、Gibbs图和氯碱指数法对研究区地下水的主要化学成分来源进行分析,并对研究区的水质进行了评价。结果表明：浅层水和中深层水主要阳离子含量Ca2+>Na+>Mg2+>K+;深层水和超深层水的主要阳离子含量Na+>Ca2+>Mg2+>K+;不同埋藏深度的地下水主要阴离子含量均为HCO3->SO42->Cl->NO3->F-,浅层水和中深层水主要水化学成分及其含量最为相似。随埋藏深度的增加,Na+含量逐渐增加,并成为超深层地下水中的绝对优势阳离子,而Ca2+含量逐渐减少,由浅层地下水中的主要阳离子变为超深层地下水中的次要阳离子;HCO3-含量随埋藏深度变化幅度较小,始终是地下水中的绝对优势阴离子。研究区地下水的化学组分主要受溶滤作用、阳离子交换作用、反阳离子交换作用、混合作用以及人类活动的影响。水质评价结果表明：中深层和深层地下水的水质优于浅层和超深层地下水,除浅层水有11.4%的水样点为Ⅴ类外,其余地下水水质均为Ⅲ类或Ⅳ类。     

基于流域尺度的水环境分区识别与评价——以辽河流域(浑太水系)山水林田湖草沙一体化保护和修复工程为例

以“辽河流域(浑太水系)山水林田湖草沙一体化保护和修复工程”项目为依托,针对浑太水系流域上游修复区,建立了主成分分析、层次聚类、水质标识指数与反距离权重插值法相结合的水环境评价体系。利用主成分分析法进行指标降维筛选,对所选指标进行方差检验,通过聚类分析以及差异化将173个监测点分组,利用水质标识指数法对分组后的均值进行评价,再将结果分配到对应监测点。基于流域尺度与行政区划相结合的方法进行水环境评价分区,对研究区进行分区反距离插值,得到浑太水系流域上游的水环境状况。结果表明：173个监测点共分为14组,一组处于Ⅳ类水质,一组处于劣Ⅴ类水质,剩余12组均为Ⅲ类水质。以浑河流域和太子河流域为大界限,浑河流域被划分为5个评价区,太子河流域被划分为4个评价区,其中有6个分区整体处于Ⅲ类水平;浑太流域上游水质状况较好,仅太子河流域中的清河、浑河流域中的大柳河为Ⅳ类,以及浑河流域内的李石河和古城子河流域为劣Ⅴ类,其余均为Ⅲ类;清河和大柳河主要为五日生化需氧量(BOD₅)超标,李石河和古城子河均为金属镉超标。进行流域尺度的水环境分区识别与评价,可打破以往水环境评价中的行政区域界限...     

高温后花岗岩循环加卸载力学行为数值模拟

高放核废料处置库在开挖和使用过中围岩不断承受周期荷载,进而影响了高放核废料处置库的安全稳定。基于此,本文使用数值模拟方法研究了高温作用后花岗岩循环加卸载力学行为,在得到一组可以反映高温作用后花岗岩三轴压缩力学行为细观参数的基础上,分析了温度及围压对循环加卸载应力-应变曲线、弹性模量和破裂过程的影响。研究结果表明,常温下循环加卸载应力-应变曲线与单调加载吻合较好,循环加卸载造成宏观裂纹两侧晶粒脱落;600°C高温处理后,单轴循环加、卸载过程都会对应微裂纹增加,导致应力-应变曲线偏离较多。而高围压限制了卸载过程微裂纹数目增加及Felicity效应,循环加卸载峰值强度与单调加载差距明显减小,但循环加卸载会造成宏观裂纹两侧出现晶粒压碎现象。弹性模量随循环次数变化主要分为峰前阶段、峰后破裂阶段及残余强度阶段。600°C处理后试样内存在大量热裂纹,弹性模量峰前阶段会存在明显上升阶段,且对围压更加敏感。     

致密砂岩气藏动态水锁定量评价新方法

致密砂岩气藏开发过程中普遍存在水锁现象,其严重影响气相渗透率及采收率,极大制约了气藏的高效开发,因此水锁程度的准确评价对于气藏精细开发尤为重要。本文通过致密砂岩储层微观孔喉结构分析及基本渗流原理,结合动态生产参数,建立了孔隙度、生产压力梯度与水锁效应之间的数学联系,创新性的提出了动态水锁指数的概念,从而对生产中的水锁程度进行定量化的表征。进而将微观下的表征结论推广到宏观,从微观尺度到宏观尺度对水锁状况进行定量化的分析,明确了不同生产压力梯度与孔隙度对水锁效应的影响程度,建立了一套动态水锁程度定量评价新方法。通过对研究区实际生产资料进行对比分析,进一步验证了该评价方法的准确性与可行性,运用该方法能够对致密砂岩气藏中的水锁程度进行定量化的分析和监测,从而为剩余气分布状况的明确及下一步增产工艺措施的设计提供指导。     

基于改进对抗解释结构模型和交叉影响矩阵相乘法的多航站区分区运行设计影响因素分析

针对大型民用运输机场多航站楼、多机坪复杂布局形式,为科学确定多航站区分区使用模式。在构建多航站区分区运行影响因素集的基础上,运用模糊集理论对对抗解释结构模型(Adversarial Interpretive Structure Modeling Method, AISM)进行改进,通过模糊可达矩阵对水平截距分布进行深入分析,进而得到多航站区分区运行影响因素的多层级模型。最后结合对抗层级拓扑图以及模糊驱动力-依赖性图对因素之间的关联性和逻辑性进行分析,并以粤港澳大湾区某干线机场的远期规划进行实例验证。结果表明：航空公司年旅客运量和航空公司高峰小时旅客数量驱动力较高而依赖性较低;机位分配与使用策略、分散式航站楼间捷运系统的通达性驱动力较低而依赖性较高。综合对抗层级拓扑图所揭示的表层、中间层、深层影响因素可知,航司年旅客运量和高峰小时旅客数量是影响分区运行设计的最根源和关键的因素。