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科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    基于隐结构和网络药理学探讨泛血管疾病用药证型及作用机制

    何霄金学连康晓娜王国为...
    7574-7583页
    查看更多>>摘要：通过计算机技术探讨中医药治疗泛血管疾病的用药证型及可行性,为临床治疗及新药研发提供客观参考依据.检索《中华人民共和国药典》2020版治疗血管类疾病的中成药,进行数据分析;运用Lantern 5.0,进行隐结构分析,对所得Z5组药物进行网络药理学预测及分子对接验证.得到相关中成药79个,涉及中药156味,其中高频中药有丹参、川芎、三七等,功效以补虚药、活血化瘀药为主,以温性药最多,药味以甘、苦为主,入肝、心经;通过隐结构分析推测出常见证候有气虚血瘀、痰瘀阻络、阴阳两虚、阴虚血瘀、气滞血瘀5种.可见泛血管疾病总体是因虚致病,虚实夹杂,气虚血瘀,临床治疗以活血化瘀为主,随证配合补气行气、温阳滋阴、化痰等治法.通过网络药理学及分子对接发现Z5组药物可能通过主要活性成分槲皮素、黄芩素、山奈酚等,激活流体剪切应力与动脉粥样硬化、AGE-RAGE信号通路在糖尿病并发症中的作用、血脂和动脉粥样硬化等信号通路,作用于TNF、AKT1、PTGS2等靶点,干预炎症、细胞增殖和凋亡、脂质代谢等过程而发挥抗动脉粥样硬化作用,从而治疗泛血管疾病,说明通过计算机技术分析已有数据在探索治疗疾病上有其一定的有效性及可能性.

    隐结构泛血管疾病中医药动脉粥样硬化分子对接

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    饱和岩石循环冻融蠕变力学特性及损伤分析

    郭夏飞李伟
    7584-7591页
    查看更多>>摘要：为研究饱和岩石循环冻融条件下的蠕变力学特性,开展了不同饱和冻融次数三轴蠕变力学试验.根据试样变形特征建立了弹黏塑性蠕变模型,计算了蠕变模型相关参数,研究了饱和循环冻融相关参数变化特征.分析了随冻融次数增加裂隙扩展发育规律,提出了循环冻融蠕变损伤模型,基于试验数据对损伤模型进行了验证.研究表明:饱和循环冻融蠕变过程分为过渡蠕变阶段,稳定蠕变阶段和加速蠕变阶段3个阶段,冻融次数增加蠕变各个阶段均呈缩短趋势.建立弹黏塑性蠕变模型基础上,总结相关蠕变参数随加载应力增加均呈现增大趋势,随冻融次数增加,相同应力条件下蠕变参数逐渐减小.冻融过程中裂隙发育主要分为两种:沿原有裂隙扩展和独立发育的裂隙.原有裂隙扩展速度大于独立发育裂隙产生速度.试样循环冻融过程中裂隙发育速度逐渐增大.考虑冻融次数对蠕变参数的影响,同时引入损伤系数对其影响结果修正,建立蠕变损伤模型解释了循环冻融蠕变损伤过程,模型理论曲线与试验数据对比显示具有较好的相关性,验证了蠕变损伤模型的正确性.

    饱和循环冻融蠕变力学特性蠕变模型裂隙发育规律损伤模型

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    基于粒子群算法最优化Verhulst模型的开采残余下沉预测

    石力帆廉旭刚韩雨
    7592-7598页
    查看更多>>摘要：矿区开采引起的残余下沉稳定时间长、潜在危害大,有必要准确地预测矿区地表的残余下沉.鉴于传统的残余下沉Verhulst模型建模误差大、适用性弱,在建模过程中以数据序列的首个数据保持不变导致预测效果差的缺陷,以直接离散Ver-hulst模型为基础,引入粒子群算法寻求模型迭代初始值的最优解,建立基于粒子群算法优化的矿区开采残余下沉直接离散Verhulst模型,并以山西阳泉和山东兖州矿区两个时间尺度的地表残余下沉监测数据集进行实例验证,最后利用MATLAB App Designer工具实现模型算法的可视化.结果表明:基于粒子群算法优化的直接离散Verhulst模型的矿区开采残余下沉预测精度和稳定性增益明显,所开发的计算工具具有正确性和有效性.

    残余下沉Verhulst模型粒子群算法下沉预测MATLAB软件开发

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    急倾斜中厚矿体开采引发的岩体移动规律模拟实验

    马姣阳魏殿恩张庆嵩陈生鑫...
    7599-7605页
    查看更多>>摘要：急倾斜中厚矿体开采过程中,不同采深下崩落区开采引起的周边岩体移动趋势对诱导冒落法的安全使用起到至关重要的作用.以双鸭山铁矿诱导冒落法开采为工程背景,采用相似材料实验方法模拟了 400、600、800、1000 m采深下,矿体及近矿上、下盘围岩受开采扰动的影响.研究表明:400～1 000 m采深条件下,矿体及近矿上、下盘围岩均呈现压密→滑移→压密的现象,且放矿对顶板矿岩受扰动的影响较大;矿体水平位移变化相较于近矿上、下盘围岩位移变化更剧烈,同时上盘围岩较下盘围岩对放矿的扰动更敏感;随采深的增加,矿体及近矿上、下盘围岩水平位移和垂直位移均出现由指向采空区转变为背离采空区的现象,且矿体总位移和应变波动范围均增大.

    采深诱导冒落放矿扰动急倾斜相似模拟

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    基于CNN-GRU-LightGBM模型的单井产量预测方法

    杨莉周子希王婷婷王艳铠...
    7606-7614页
    查看更多>>摘要：单井日产量趋势预测研究在油田生产中具有重要意义.由于油井生产工况复杂,难以准确预测日产量,建立了基于多变量时序数据的产量模型.基于卷积门控循环单元(convolutional neural network-gate recurrent unit,CNN-GRU)提取深层特征进行时序预测,基于梯度提升框架的集成模型(light gradient boosting machine,LightGBM)从回归预测角度进行预测,两者结果相互融合,进一步提高产量预测精度.同时,提出了 一种可以实现多变量时序预测或回归预测模型在未知输入特征情况下准确预测产量的方法℡超前参数递归预测策略.采用该方法对影响产量的重要特征进行超前预测,并将预测到的重要特征应用于预测产量的仿真测试中.仿真结果表明:本文模型与超前参数递归策略配合最好,在测试集上的预测准确度最高.相比单变量时序预测和回归预测模型,可显著提高预测精度.

    单井产量预测超前参数预测CNN-GRULightGBM

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    傅里叶变换离子回旋共振质谱技术在稠油高低温氧化评价中的应用

    闫红星徐建斌陶硕秦敏...
    7615-7622页
    查看更多>>摘要：为了认识稠油开发过程中低温氧化与高温氧化阶段原油变化规律,利用静态氧化釜开展稠油的高低温氧化实验,借助傅里叶变换离子回旋共振质谱分析技术对高低温氧化前后的原油分子量及O、N、S杂原子化合物特征开展研究,结果表明:原油低温氧化阶段分子量分布特征与原样相似,相对分子量分布范围在200～750,整体呈平缓状单峰型分布,高温氧化阶段分子量分布范围前移,呈明显的前峰单峰型分布;杂原子化合物中的0元素在低温氧化阶段主要以无环的饱和二元酸形式存在,在高温氧化阶段受环化、芳构化及脱甲基作用的影响,伴随着侧链烷基及杂原子基团的断裂和芳构化过程,造成原油中杂原子化合物向着碳数更小、双键当量(double bond equivalents,DBE)值更低的方向演化.该研究探索了温度与原油结构及化学组成之间的关系,对于指导稠油开发现场具有重要意义.

    稠油火驱低温氧化高温氧化燃烧状态傅里叶变换离子回旋共振质谱

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    射孔间距-倾角对深煤层水力裂缝扩展影响的离散元分析

    安果涛谢昕孔祥伟王存武...
    7623-7629页
    查看更多>>摘要：研究煤岩储层裂缝扩展的影响因素,对提高煤层气采收率十分重要.为探究不同射孔间距-倾角对深层煤岩裂缝扩展规律的影响,利用离散元分析方法,考虑井周煤岩应力变化特征、最大周向应力准则、原始储层等条件,研究射孔间距-倾角对压裂缝网扩展形态及延伸范围的影响规律.模拟结果表明:随射孔间距从40 mm变化至100 mm,当间距为60 mm时裂缝条数数量最多;当射孔倾角从15.到60.变化时,当射孔角度为45.时,缝网形态最为复杂;即射孔间距为60 mm且射孔倾角为θ=45.时,水力裂缝的缝网形态复杂度显著增大,缝网扩展范围最大.通过神府北木瓜区Y-1井验证,预测结果与实测数据具有一致性,证明所建煤岩数值模型的正确性.

    深煤岩射孔间距-倾角离散元水力裂缝扩展煤岩应力

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    白云凹陷浅层气开采过程中储层性质的影响因素

    何泽俊李冰张国彪王欢欢...
    7630-7638页
    查看更多>>摘要：由于深水浅部地层胶结性差、强度低,浅层气开采过程中极易出现储层失稳坍塌情况,严重制约浅层气的产能,为了深入了解浅层气开采过程中储层变化规律,开展了针对浅层气储层开采过程中的出砂模拟实验,并分析了不同黏土含量、主控开采参数和孔隙度对储层产气和产砂情况的影响.研究结果表明:压敏效应和微粒运移同时存在,近井端压敏效应造成的渗透率损伤更严重,在保证地层稳定的前提下,随着时间推移,小程度的微粒运移可使孔隙连通性增加,对稳定产气、提高渗透率有积极作用;随着气体产出,储层内水分也会被携带产出,且部分束缚水会转化为可动水,研究结果可为海域浅层气井的防砂增产提供参考.

    浅层气储层渗透率水含量变化出砂气体产量

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    Sentinel-1A影像在山区管道地表形变监测中的适用性评价指标构建

    方迎潮赵雪陈文乐王庆...
    7639-7645页
    查看更多>>摘要：Sentinel-1A卫星数据覆盖范围广、重访周期快、获取成本低,通过合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术能够高效获取管道沿线大面积地表形变信息.但是山区管道所处地形复杂、起伏大、植被茂盛,监测中易存在叠掩、阴影、失相干等现象,Sentinel-1A卫星数据在管道不同区段的适用性有差异.为了对Sentinel-1A在山区管道地表形变测量中的适用程度进行评价,以三段不同山区地形的管道为研究区,结合Sentinel-1A数据、Sentinel-2数据、ALOS DEM数据进行相关性分析,构建适用性评价指标.结果显示:管道沿线Sentinel-1A影像的叠掩阴影占总面积的比例与坡度的Pearson相关系数为-0.914,Spearman相关系数为-1,呈显著负相关;影像相干性和归一化植被指数的Pearson相关系数为-0.972,Spearman相关系数为-0.99,呈显著负相关.使用回归分析和归 一化的方法建立了山区管道沿线Sentinel-1A数据的坡度适用性指标和植被适用性指标,指标可对山区管道沿线域使用Sentinel-1A数据进行形变监测的适用性进行评价.

    山区管道InSARSentinel-1A影像适用性

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    桥式起重机神经网络自适应滑模定位防摆控制

    郭建明周惠兴徐佳琦吴昊...
    7646-7652页
    查看更多>>摘要：针对桥式起重机非线性、存在外界干扰的特点,提出了 一种神经网络自适应滑模控制器.首先采用拉格朗日法建立桥式起重机动力学模型;然后在分层滑模控制器的基础上,设计了径向基函数神经网络权值自适应更新率,利用径向基函数神经网络补偿系统的非线性与外界干扰引起的不确定上界,并利用粒子群算法对控制器参数寻优,通过构造Lyapunov函数证明了系统的稳定性;最后设计了 1组仿真实验和1组在搭建的实验平台上的验证实验,仿真结果表明:在非线性及外界干扰作用下,神经网络自适应滑模控制器可以快速实现小车定位和负载消摆,控制器可以消除不确定上界对系统的影响.实验结果也表明,所设计的控制器可以使桥式起重机达到控制目标,具有一定的抗干扰能力.

    桥式起重机神经网络自适应滑模控制

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