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期刊信息/Journal information
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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    轻微弯曲输流管道的非线性强迫振动特性

    郝鑫张超杰王则杨雪霞...
    10701-10707页
    查看更多>>摘要：为了掌握轻微弯曲输流管道在外激励下的非线性振动特性,基于哈密顿原理建立了轻微弯曲输流管道的非线性振动方程,并使用伽辽金截断法将振动方程离散为非线性常微分方程组.利用增量谐波平衡法求解系统的非线性动力学响应,并使用Floquet理论研究系统响应的稳定性和分岔行为.研究结果表明,轻微弯曲输流管道在一些参数下同时具有软弹簧特性和硬弹簧特性.分析系统参数对响应的影响表明,随着管道弯曲程度增加,系统的响应特性由硬弹簧特性转变为软弹簧特性.可见,管道的初始弯曲是影响输流管道系统振动特性的重要因素,因此在输流管道的设计中必须考虑管道弯曲构型的影响.

    轻微弯曲输流管道非线性强迫振动增量谐波平衡法鞍结点分岔

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    不同距离迫近时鸽子脑室纤维膜周围灰质脑区局部场电位节律差异性

    尚志刚杜需需杨莉芳李蒙蒙...
    10708-10714页
    查看更多>>摘要：恐惧情绪的研究对于动物情绪控制和发展有着重要意义.当前恐惧情绪对动物(尤其是鸟类)行为和脑活动的影响多偏重于行为学和生理学现象,缺乏涉及特定相关核团内神经电活动模式的动态分析研究.为了了解鸽子在恐惧情绪下的神经信号变化规律,以鸽子为模式动物,以其脑室纤维膜周围灰质(stratum griseum periventriculare,SGP)核团为目标脑区,采用危险逐渐迫近的实验方法研究不同恐惧迫近距离下神经活动的变化模式,深入分析基于局部场电位(local field potential,LFP)信号的频域、时频能量和功能连接节律性差异.首先采集2只鸽子在静息状态和恐惧迫近实验的LFP信号,并提取Del-ta、Theta、Beta和Gamma这4个特征节律成分;然后采用自回归模型法计算了安静和恐惧两种状态在各节律下的功率谱密度占比差异;接着分析了恐惧状态下的时频能量随着迫近距离的变化的特异性变化;同时构建了基于相干性的脑功能网络,并对鸽子在安静和恐惧两种状态下的局部网络连接特性采用双因素方差分析方法进行了统计分析;最后对网络拓扑特征与迫近距离之间的关系进行了线性拟合分析.结果表明,鸽子恐惧迫近状态下Theta频段的功率谱占比和脑功能网络连接强度显著增加.随着迫近距离的缩短,Theta和Beta频段内的时频能量变化呈逐渐上升趋势,且局部网络连接强度与迫近距离之间呈现显著的负相关.说明Theta频段可能与恐惧情绪的表征有关,Theta和Beta频段的神经电信号特征差异能够表征恐惧迫近距离的变化.研究结果可以为进一步探索鸟类恐惧情绪的神经编码机制研究及其神经调控提供有价值的参考.

    鸽子恐惧情绪时频分析功能网络节律

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    基于数据挖掘和生物信息学探讨专利中药复方治疗酒精性肝病的用药规律及作用机制

    高松林韦柳婷温文建管晓...
    10715-10725页
    查看更多>>摘要：专利中药复方是实用性较强的验方,但其治疗酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)的用药规律和作用机制尚不明确.采用数据挖掘方法探讨中药专利复方治疗ALD的用药规律,运用生物信息学探索核心药对调节铁死亡治疗ALD的潜在作用机制.通过中医传承计算平台(V3.0)对治疗ALD的专利中药复方进行数据挖掘,提取核心药对.从GSE28619数据集、FerrDb和BATMAN-TCM数据库中获取"核心药对-ALD-铁死亡"共同分子靶点的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)并分析其相关性和富集分析.构建机器学习模型筛选关键DEGs,构建列线图模型预测ALD的患病风险并验证.共获得229个专利中药复方,包含609味中药.高频药物有丹参、甘草等23味,以补虚药、利水渗湿药、清热药和活血化瘀药为主,丹参-山楂是核心药对.共有10个共同分子靶点DEGs,它们具有相互调控、介导促性腺激素释放激素、糖尿病并发症中晚期糖基化终产物及其受体等信号通路的作用.RF机器学习模型的预测效果最佳,磷酸丝氨酸转氨酶1(phos-phoserine aminotransferase 1,PSAT1)、早期生长反应因子 1(early growth response factor 1,EGR1)、醌氧化还原酶 1(NADPH quinone oxidoreductase 1,NQO1)、醛酮还原酶 1C3(aldo-keto reductase 1C3,AKR1C3)、JUN 原癌基因(Jun proto-oncogene,JUN)是关键的DEGs.列线图模型能够准确地预测ALD的患病风险.结果表明:中药专利复方治疗ALD以扶正祛邪为基本原则,用药以补虚药为主,兼以利水渗湿、清热、活血化瘀等药物.核心药对丹参-山楂调节铁死亡治疗ALD可能与PSAT1、EGR1、NQO1等DEGs及其介导的促性腺激素释放激素、糖尿病并发症中晚期糖基化终产物及其受体等信号通路有关.

    酒精性肝病中药专利复方铁死亡数据挖掘用药规律生物信息学作用机制

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    基于肛门括约肌临检的多系统萎缩病症分析

    孟萌徐晓彤万志荣李秀花...
    10726-10730页
    查看更多>>摘要：分析了多系统萎缩患者临床特点和肛门括约肌肌电图特征,探讨了肛门括约肌肌电图对多系统萎缩早期临床诊断的价值.回顾性分析多系统萎缩患者26例,采集患者一般资料、日常生活活动能力评分、肛门括约肌肌电图结果.以是否出现卫星电位、是否存在尿便障碍、是否有体位性低血压分别进行分组比较,比较组间患者的年龄、病程、日常生活活动能力评分、肛门括约肌肌电图结果.同时分析病程、肛门括约肌肌电图运动单位动作电位平均时限、日常生活活动能力评分和病程的相关性.26例多系统萎缩患者中最常见症状依次为尿便障碍、走路不稳及睡眠障碍;最常见体征依次为肌张力障碍、体位性低血压及共济失调;26例患者运动单位动作电位平均时限为11.6 ms(范围为10.1～14.5 ms),平均波幅为876.5 μV(范围为740.8～1 135.8 μV),多相波百分比为27.4％(范围为13.3％～53.6％);卫星电位组比无卫星电位组运动单位动作电位平均时限长、多相波百分比高、日常生活活动能力评分低(P＜0.05);体位性低血压组比无体位性低血压组日常生活活动能力评分低(P＜0.05);多系统萎缩患者的病程与日常生活活动能力评分呈显著负相关(r=-0.695,P=0.000),病程与运动单位动作电位平均时限无明显相关性,日常生活活动能力评分与运动单位动作电位平均时限无明显相关性.多系统萎缩患者病程越长,病情越重,出现卫星电位或出现体位性低血压病情更重,肛门括约肌肌电图有利于无尿便障碍多系统萎缩患者早期诊断.

    多系统萎缩肛门括约肌肌电图尿便障碍体位性性低血压日常生活活动能力评分

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    周边孔外插角对隧道爆破超挖的影响:以巴岳山隧道工程为例

    郭伟平马帅陈跃进李鹏东...
    10731-10738页
    查看更多>>摘要：为研究周边孔外插角对于隧道爆破开挖超挖的影响,依托铜安高速中的巴岳山隧道工程,采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了隧道周边孔外插角为3°、4°、5°的三维数值模型,数值模拟计算得出结果后,分析围岩损伤以及有效应力与周边孔外插角大小的关系.结果表明:随着周边孔外插角的增大,超挖量也随之增大,外插角为4°和5°时岩体超挖超过了 15 cm;当外插角大于4°和5°时,岩体的有效应力超过了岩体强度;基于对围岩损伤和有效应力的分析,周边孔的外插角不宜大于4°.

    数值模拟隧道爆破周边孔外插角

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    基于低场核磁共振的煤岩孔裂隙结构定量表征

    武轶凡杨文宇李渊
    10739-10745页
    查看更多>>摘要：为探究原生煤和构造煤的孔裂隙结构特征,以山西吕梁华晋焦煤有限责任公司沙曲二号煤矿为研究对象,通过低场核磁共振手段研究了原生煤和构造煤的孔裂隙结构差异,并讨论了不同类型煤样T2图谱、不同类型孔裂隙占比、有效孔隙率和孔隙分形维数等特征.结果表明:原生煤由微孔、中孔和大孔构成,且微孔占主导.构造煤由微孔、小孔、中孔和大孔构成,且中孔和大孔所占比例远大于原生煤.无论是饱和水煤样还是束缚水煤样,构造煤的孔裂隙复杂程度和分布范围均大于原生煤.对比了两种煤样瓦斯赋存和运移能力的差异,认为构造煤有利于瓦斯渗流,而原生煤则更有利于瓦斯吸附和扩散.通过计算得出构造煤的总孔隙率和有效孔隙率均大于原生煤,其孔裂隙结构更为发育.此外,结合分形理论发现构造煤吸附孔的复杂程度大于原生煤,而其渗流孔的复杂程度略小于原生煤.研究结果可为构造煤瓦斯灾害治理和煤层气高效开发提供一定理论参考.

    低场核磁共振构造煤原生煤孔隙结构

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    气举阀流量预测新模型

    侯耀东廖锐全王伟罗威...
    10746-10754页
    查看更多>>摘要：为解决Thornhill-Craver方法预测气举阀流量不准确的问题,以空气为介质,在气举阀实验平台上开展气举阀流量研究.对2.8、3.2、4.8、6.4 mm阀孔尺寸的气举阀进行实验,得到不同阀孔尺寸下阀杆行程与流量系数、临界压力比的函数关系;通过考虑阀球表面压力随工况条件的动态变化过程,引入阀的打开程度,优化了阀杆行程求解方法;对气举阀过流面积进行建模,利用已知参数分析推导了过流面积计算新方法;在实验及理论分析基础上,建立了气举阀流量预测新模型.研究结果表明:新模型对不同阀孔尺寸及工况条件下气举阀流量预测准确,平均相对误差为3.34％,较Thornhill-Craver方法有了较大提高,对判断气举阀在井下的工作状态及提高气举设计的精度具有重要意义.

    气举阀流量Thornhill-Craver气举阀阀杆行程流量系数过流面积

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    低温环境下海洋输油橡胶软管的扭转性能

    徐勤亮陈景皓高强汪利伟...
    10755-10761页
    查看更多>>摘要：开发极地海洋油气是世界能源可持续发展的需求,而海上漂浮输油软管是海上浮式液化天然气生产储卸装置(float-ing liquefied natural gas system,FLNG)到穿梭油轮输送原油的重要设备.低温环境会造成部分材料特性改变,橡胶软管逐渐变硬,甚至丧失原有的弹性,影响产品的性能.扭转刚度是评价输油软管力学性能的一项重要指标.使用ABAQUS有限元分析软件建立内径500 mm的输油软管,对低温环境下海洋输油软管进行整体扭转特性分析.分析发现,聚酯帘线提供了软管的主要扭转刚度,温度和橡胶软管结构参数对软管扭转刚度具有重要影响.有限元仿真数据和实验值偏差为10％,验证了有限元分析方法的合理性,相关研究成果可为管道设计提供参考.

    低温输油橡胶软管有限元分析扭转刚度

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    阻尼层敷贴法对钻井振动筛降噪效果的影响

    华剑肖昱岳辉申平安...
    10762-10767页
    查看更多>>摘要：针对钻井振动筛工作噪声问题,提出了在钻井振动筛筛箱侧板敷贴阻尼层以减弱其噪声辐射的方法.通过筛箱振声模型,采用有限元法和模态应变能法对侧板敷贴阻尼前后的振动模态和侧板声辐射进行分析,利用COMSOL进行仿真求解,比较分析了不同材料、不同厚度的阻尼层对筛箱表面噪声辐射的影响.研究表明,表面阻尼结构能减弱噪声辐射;敷贴较硬的材料能对侧板起到一定的振动约束作用;需要根据材料属性选取最佳厚度,达到最佳减振降噪效果.

    声学钻井振动筛噪声控制阻尼层COMSOL

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    考虑残余应力影响的桥式起重机多轴疲劳寿命评估

    张广辉孙淼吕世宁李仕华...
    10768-10775页
    查看更多>>摘要：桥式起重机桥架结构是典型的焊接结构,在日常服役时主梁焊缝区域经常出现疲劳裂纹.为保证起重机的服役安全,基于多尺度有限元分析方法建立危险裂纹区域的多级子模型;在二级子模型上建立热-结构耦合焊接有限元模型并模拟分析了焊接的全过程,通过模拟焊后热处理分析对残余应力的影响;结合多轴临界面法构建了以应变幅值作为多轴损伤参量的疲劳分析方法,评估了危险裂纹区域的疲劳性能.结果表明:所提方法将结构整体疲劳问题转化成局部焊接位置的疲劳问题,不仅增加了计算效率,还能考虑疲劳细节处更多的影响因素,为起重机焊缝部位的疲劳寿命评估和延寿提供了 一定的参考.

    疲劳裂纹多级子模型焊后热处理残余应力多轴临界面法

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