基于人体心房模型的房间阻滞仿真（英文）

目的:探究不同心房间传导通道阻滞的组合对形成房间阻滞的影响及体表心电图变化,探究房间阻滞的产生机理。创新点:通过仿真证明了单一Bachmann束阻滞并不能产生典型的房间阻滞P波时长和波形,并结合电兴奋传导时序,解释了房间阻滞的产生机理。方法:通过64位螺旋电子计算机断层扫描(CT)扫描人体心房,构建心房解剖模型。阻断不同的心房间传导通道,以单域方程仿真出心房电兴奋传导时序,采用边界元法计算各时刻人体体表电位,进而计算出P波波形。结论:要使P波时长和形态均满足临床诊断房间阻滞的条件,必须同时阻断Bachmann束和右肺静脉后部的穿间隔纤维(VRPV)通道,这为进一步了解房间阻滞的发病机制及未来临床研究提供了指导。     

成纤维细胞增殖改变心脏兴奋传导和收缩的仿真研究(英文)

研究目的:通过建立心肌-成纤维细胞电力耦合模型,探讨成纤维细胞增殖对心脏兴奋传导和力学收缩的影响。创新要点:基于人心室肌细胞的实验数据,修正了ten Tusscher等人发表的心室肌模型,构建心肌细胞-成纤维细胞的耦合模型,仿真了成纤维细胞对心肌组织电生理及力学的影响。通过改变耦合模型中重要参数的数值,如网格分辨率、成纤维细胞模型参数、缝隙连接电导等,观察其对心脏去极化、复极化和动作电位周期的影响。重要结论:在细胞水平上,耦合成纤维细胞使心室肌细胞的动作电位周期延长,主动张力峰值下降(见图4、5)。在组织水平上,成纤维细胞增殖降低兴奋波传导速度并引发传导阻滞(见图6),降低成纤维增殖区域的应变,延长组织的去极化和复极化(见图8),并维持折返(见图10)。     

蹦极安全防护装置的探究和仿真

介绍人体蹦极的基本物理过程,并在理论上根据模型列出方程,从而刻画出人体蹦极的运动轨迹,探究人体蹦极整个过程中不同物理量的变化及影响因素。利用Matlab对其求解析解,并计算一系列不同弹性系数的蹦极绳拉伸造成的影响,定量分析人体在此过程中的各物理参量变化,从而计算出给定条件下的极限安全防护装置的弹性系数。同时,对人体蹦极过程进行仿真,通过对不同物理量变化的模拟,直观展示人体蹦极整个过程,并通过对比仿真结果,对给定条件下人体是否处于安全状态进行判断。     

窦性激动经房室结双径路前传双重激动心室致心动过速的电生理特点

目的:研究窦性冲动沿房室结双径路同时前传导致心动过速的电生理机制,探讨房室结快、慢径同时传导的影响因素。方法:56岁男性患者,室上性心动过速无休止发作,抗心律失常药物无效,心电生理检查明确心律失常性质,射频消融改良房室结。结果:心动过速时,记录食道电图P波后两个QRS波群呈P-QRS1-QRS2型;希氏束电图示A-H1-V1-H2-V2,心房激动沿双径同时前传时快径文氏或高度阻滞、慢径不典型文氏阻滞;心房内电生理刺激诱发出1∶2房室激动现象,呈S-A-H1-V1-H2-V2;快径不应期430 m s,慢径不应期260 m s;房室结区无室房逆传功能。P-P间期≤0.72 s,1∶2房室传导多见。射频消融改良慢径后,心动过速终止,房室传导为1∶1。随访3月未再发作心动过速,心脏结构与功能正常。结论:房室结双径路同时前传窦性冲动引起心动过速为非折返性心动过速。快/慢径前传不应期、传导时间差异及房室结区无室房逆传特性、窦性频率变化可能是窦性冲动能否同时沿双径路前传双重激动心室的影响因素。射频消融可根治此类心律失常。     

例谈从物理题目中挖掘信息

<正>题目:心电图仪通过一系列的传感手段,可将与人心跳对应的生物电流情况记录在匀速运动的坐标纸上。医生通过心电图,可以了解被检查者心跳的情况,例如,测量相邻两波峰的时间间隔,便可计算出1min内心脏跳动的次数(即心率)。同一台心电图仪正常工作时测得待检者甲、乙的心电图分别如图甲、乙所示。若医生测量时记下被检者甲的心率为60次/min。则:     

无芯模旋压旋轮轨迹曲线对其成形精度影响的仿真研究（英文）

研究目的:验证无芯模旋压工艺可行性,同时深入探究此新型工艺机理,研究并获取旋轮轨迹曲线参数化控制及其对于零件成形精度的影响趋势。创新要点:基于贝塞尔曲线实现对于无芯模旋压旋轮轨迹曲线的参数化控制;通过构建包括成形与回弹工艺过程的无芯模旋压仿真模型,研究参数化轨迹曲线对成形件壁厚及形状精度的影响趋势及关系,同时对成形过程变形区应力应变进行了深入探究分析。研究方法:1.基于三次贝塞尔曲线实现对于旋轮轨迹曲线的拟合以及参数化控制(图3);2.利用LS-DYNA软件实现对无芯模旋压成形及回弹工艺综合仿真及其过程、结果数据的提取;3.研究不同参数化轨迹曲线下成形件壁厚及形状精度变化趋势(图12和13),获取量化轨迹曲线对于零件成形精度影响关系(表3),并通过增加实验组验证所获关系模型;4.提取成形过程中及成形后板料变形区应力及应变数据(图14–19),深入探究上述变形机理。重要结论:凹轨迹曲线下,坯料中部出现最大减薄及变形程度,且降低曲线曲率,形状精度提高;凸轨迹曲线下,最大减薄及变形区域出现在坯料后部,且降低曲线曲率,壁厚及形状精度均提高。     

2D-EIT和3D-EIT仿真结果比较

电阻抗断层成像(Electrical Impedance Tomography,简称EIT)的原理是给人体施加微小的电流(电压),在电极上获得相应的测量电压(电流),从而根据一定的算法来实现电导率的重构.因电流在体内的传播是三维的、立体的,所以在研究二维EIT的基础上,通过仿真实验来验证三维EIT的可行性.仿真结果表明:相比2D-EIT,3D-EIT技术可以获得更为丰富的阻抗信息,重构出的图像分布更为接近真实情况.     

砂带磨削参数对材料去除深度的影响

为探究金属工件在砂带磨削加工中的材料去除机理,对砂带磨削系统简化后建立几何模型,并设置模型参数及运动建立了砂带磨削加工的离散元动态仿真。仿真结果表明:通过单因子试验研究不同的磨削参数对材料去除深度(material removal depth, MRD)的影响规律?通过正交试验得到不同磨削参数对MRD 的影响贡献率,其中砂带转速的影响最大、其次是砂带进给量,同时得到磨削参数的最优组合为工件进给量为0.5 mm,砂带转速为1 800 r/ min,工件速度为40 mm/ s,水平夹角为40°;最后通过实验验证仿真结果与结论的正确性。     

薄壁筒形件错距旋压有限元仿真模型构建方法研究（英文）

目的:探究错距旋压仿真模型关键特性参数影响,改进建模方法,克服现有模型方案的缺陷,构建更准确、可靠和稳定的错距旋压有限元仿真模型。创新点:1.提供包括全模型、六面体离散、速度边界、全仿真、双精度和无干涉模型等在内的改进有限元模型构建方法;2.基于所构建的改进模型,完善错距值对成型过程影响的现有结论。方法:1.通过能量、网格独立性和过程参数分析,验证改进有限元模型的可行性和可靠性;2.通过对比仿真和数据分析,获得边界模式、精度模式、时间截断和错距干涉对仿真结果的影响;3.通过仿真模拟,完善现有受干涉、单精度、时间截断和位移边界影响的错距值研究成果。结论:1.速度边界模式较之位移边界模式具有更高的计算精度和效率;2.时间截断不能确保获取稳态结果,不利于计算的准确性和稳定性;3.截断误差对错距旋压成型结果影响显著,计算过程中应采用双精度模式;4.错距干涉严重干扰计算的正确性和可靠性,应在实验设计阶段予以排除;5.针对现有错距值研究受干涉、单精度、时间截断和位移边界影响的现状,基于改进模型,完善错距影响结论(表11)。     

《让灯泡亮起来》教学案例

三年级的孩子们刚刚学过《电在我家中》这节课,课堂上他们在赵老师的引领下,采用调查、交流的方法,了解了电在家中的用途和电从发电厂到家庭的路线。学生们尤其对“电”这一既熟悉又陌生的事物产生出儿童特有的好奇,提出了许多问题。赵老师没有直接给出类似像“家庭用电电压高,干电池电压低”等问题的答案,而是让学生自己搜集资料去寻求答案。这是赵老师一贯的教学方法,他不止一次地强调:“教师最大的成功是调动学生探究自然事物的积极性,如若一味无原则地牵引,则是剥夺了学生自我发展的权利。”赵老师通过收集学生提出的问题注意到,几乎所…     

非正交面齿轮副动力学仿真分析

目的:探究非正交面齿轮与直齿圆柱齿轮组成的齿轮副在啮合传动过程中动力学特性,为基于面齿轮的传动装置提供动力学仿真分析参考.方法:首先根据啮合原理,利用包络法推导非正交面齿轮齿面的曲面族,再通过VS编写相应的计算程序,计算得到非正交面齿轮齿面上的有限个坐标点,然后使用catia曲面设计程序,得到非正交面齿轮模型,最后将非正交面齿轮与配对圆柱齿轮进行正确装配,使用动力学分析软件Adams进行啮合仿真分析.结果:通过对比分析表明,动力学仿真分析下的非正交面齿轮输出转速、法向载荷、圆周力、径向力和轴向力与理论计算基本一致.结论:验证了非正交面齿轮在啮合传动过程中有轴向力的产生,面齿轮传动具有周期性啮入啮出的特性.     

激光致声探测水下目标分析

针对激光热膨胀致声,研究声波的接收信号及特性。分析了微音器接收端声波信号的产生原因是水底反射波和水面反射波,但是由于受实验条件限制没能分辨出这两种声波信号区别,对这一问题有待继续探究。结合实验现象,利用Matlab分析微音器接收声波信号的时间差与水深相互关系,并得出一组声波传播时间与距离和声波速度在两种介质的折射关系表达式。通过仿真可以在理论上对探测水深进行计算。     

清洁车用代用燃料焦炉气化学反应机理的简化与优化（英文）

目的:化学反应机理在内燃机计算流体动力学(CFD)仿真中起关键作用。基于敏感性分析与粒子群寻优算法,本文旨在提出适用于内燃机CFD仿真的焦炉气化学反应机理,为焦炉气在内燃机上的应用研究提供条件。创新点:1.结合敏感性分析与离子群寻优算法,对化学反应机理参数进行了优化;2.建立了焦炉气化学反应机理,可准确仿真滞燃期、层流火焰速度、缸内压力变化和NOx生成。方法:1.根据简单碳氢燃料机理结构,搭建焦炉气化学反应机理(图1);2.通过敏感性分析,获得在燃烧中起关键作用的化学反应(图2和3);3.通过粒子群寻优算法,对上述关键化学反应的动力学参数进行优化(图4和5);4.通过数值仿真,验证机理的准确性(图6~13、16和17)。结论:1.根据敏感性定义,搭建的敏感性分析模型可准确地识别在燃烧过程中起关键作用的化学反应;2.基于粒子群寻优算法搭建的优化模型可对化学反应的动力学参数进行合理优化;3.优化后得到的焦炉气化学反应机理可准确预测滞燃期与层流火焰速度以及模拟内燃机缸内压力变化与NO_x生成。     

基于幂律流体模型的非牛顿流体对斯特封密封行为影响的仿真研究（英文）

目的:研究润滑油的非牛顿流体行为对液压往复活塞杆的斯特封密封性能的影响,为密封设计提供理论参考。创新点:1.基于幂律流体模型和JFO空化理论,推导出同时考虑粗糙度、流体空化和非牛顿流体效应的修正雷诺方程;2.建立非牛顿流体的混合润滑软弹流模型,探究流体流变属性对斯特封密封行为及性能的影响。方法:1.通过理论推导,建立混合润滑条件下非牛顿流体的软弹流仿真模型;2.对比分析不同工况条件下假塑性(n1)、膨胀型(n1)两种典型非牛顿流体和牛顿流体(n=1)对斯特封密封行为影响的区别,揭示假塑性和膨胀型两种非牛顿流体的密封机理。结论:1.非牛顿流体效应对液压往复斯特封密封性能具有重要影响:幂律指数越大,流体的动压效应越强,密封性能越好。2.相比于牛顿流体,膨胀型流体润滑条件较好,密封具有低摩擦低泄漏的优点;假塑性流体润滑条件较差,密封摩擦力较大,不易实现零泄漏。     

抛物线型零件固体颗粒介质成形变形理论研究(英文)

目的:板材固体颗粒介质成形工艺作为一种新型的软模成形技术,是采用固体颗粒代替刚性凸模或凹模(或弹性体、液体)对板料进行成形加工的工艺。固体颗粒介质板材拉深成形工艺为拉深和胀形两种变形模式的复合成形,其变形过程与传统拉深成形工艺有很大的区别。以抛物线型零件为研究对象,对其成形过程进行研究,建立固体颗粒介质板材软凸模拉深成形的几何条件和应变计算公式。创新点:1.首次提出了描述固体颗粒介质板材拉深成形变形机理的拉深权和胀形权的概念,并建立了相应的计算公式;2.建立了固体颗粒介质抛物线型零件软凸模拉深成形的几何条件和应变计算公式。方法:1.通过对抛物线型零件固体颗粒介质拉深成形的变形过程分析(图1~3),将变形过程和成形工件的变形区进行划分;2.将数学中权函数的思想引入到对抛物线型零件固体颗粒介质拉深成形的分析中,提出拉深权和胀形权的定义及相应表达式(公式(1)和(2));3.通过理论推导,构建不同成形阶段抛物线型零件拉深成形过程中的应变计算式(公式(28)~(30)和公式(62a)~(62c))和壁厚计算公式(公式(31)和(63));4.利用MATLAB编制抛物线型零件拉深成形应变计算程序(图14);5.以某航空零件为目标零件,通过试验试制不同成形条件下不同阶段的抛物线型工件(表2和3),将理论计算壁厚与实测厚度进行对比(图19),将试验轮廓与理论计算轮廓进行对比(图21),验证分析过程中所提假设及理论计算的可行性和正确性;将试验获得成形工件的几何尺寸(表3)代入MATLAB计算程序中,对该航空零件的变形过程进行分析(图15、18、19、21和22)。结论:1.固体颗粒介质拉深成形过程是胀形和拉深的复合成形,通过对其变形过程分析,首次提出了拉深权和胀形权的概念,并且给出了其计算公式。成形过程中,拉深权越大,工件成形后的壁厚差越小;胀形权则正好相反。2.利用拉深权和胀形权,建立了固体颗粒介质软凸模拉深成形变形区应变计算公式,且可以计算出应变分界圆位置半径,为分析固体颗粒介质软凸模拉深成形工艺变形过程提供了新的理论依据。3.设置合理的成形条件、拉深权的提高和应变分界圆半径的缩小可以降低拉深成形过程中底部的过度减薄,进而提高极限成形高度。     

数学课堂中培养学生的创新意识

新一轮课程改革强调对学生创新意识和创新能力的培养,为此,我们在教学中,必须有效地改变传统的教学方式和学习方式。要以学生发展为本,凸显学生学的方式,形成一种让学生主动探求知识并重视解决实际问题的积极教学方式。着力于学生的学,强调学生的探究和创新,本文就在小学教学中如何培养学生的创新意识谈几点认识。一、利用教材中的新奇因素,引发学生的好奇心“好奇”是儿童的天性,好奇心是创新的潜在能力,是创新意识的萌芽。教师应充分挖掘教材中的新奇因素,激发学生的好奇心。例如,教学“年、月、日的认识”时,教师先让学生举例说明哪些年份是闰年、哪些年份是平年。随后教师让学生做小考官报出年份,教师判断它是闰年还是平年。由于教师对学生所报的年份都能做出迅速准确的判断,学生感到非常惊讶。此时,教师说“:我有一个秘密,它能迅速准确地计算出这样是平年还是闰年,大家想学吗?”学生兴趣盎然,跃跃欲试,从而为参与学习提供了最佳心理准备。二、让学生产生数学学习的成功感这一阶段主要是通过鼓励为主的民主评价,对学生探究活动的收获,积极主动参与探究的精神给予充分肯定,并为学生今后解决类似或相关问题指明方向。其作用是使学生学会探究方法,养成研究习惯。教师在评价过...     

高超声速激波/湍流边界层干扰电磁控制研究（英文）

目的:临近空间中下层巡航的新一代高超声速飞行器面临着高马赫数激波/湍流边界层干扰的问题。本文旨在探讨磁场/电弧放电耦合作用因素(焦耳热作用、放电参数、磁场强度、电弧作用流向位置和壁面距离等)对高马赫数工况下激波/湍流边界层干扰控制的影响,并提出激波/湍流边界层干扰洛伦兹力控制能力的参数表征,以揭示电磁控制的原理和能力。创新点:1.建立低磁雷诺数假设下的激波/湍流边界层干扰数值模拟方法,对高超声速激波/湍流边界层干扰进行电磁控制,总结分析控制类型与控制机理,并根据仿真结果提出最佳控制参数建议。2.建立针对激波/湍流边界层干扰的磁控能力预测参数,以指导高超声速飞行器典型激波/湍流边界层干扰的磁控设计。方法:1.建立低磁雷诺数假设下的激波/湍流边界层干扰数值模拟方法,并分别对电磁力控制边界层、激波/湍流边界层干扰和湍流边界层速度剖面进行计算,验证使用方法的可靠性和有效性。2.采用相关实验的电磁激励器的半经验模型,对二维稳态假设下的激波入射平板进行数值模拟,并研究电磁输入参数对分离区大小的影响。3.通过理论分析,建立针对激波/湍流边界层干扰的磁控评价参数,并通过不同磁控强度下的数值仿真进行验证。结论:1.四种电磁控制类型的控制机理和控制效果不同;电磁控制区位于分离泡内的等压区且距离壁面越近对减弱激波/湍流边界层干扰分离的效果越好。2.电磁控制后等压区压力梯度与外加电磁力处于同一量级且呈近似线性关系。3.本文所提出的磁控参数的物理意义更加明确,可进一步应用于对不同工况下激波/湍流边界层干扰分离控制的预测。     

钢框架梁柱节点在强震作用下的损伤性能研究（英文）

目的:钢框架焊接梁柱节点在地震作用下往往容易产生脆性裂纹,裂纹的发展和损伤累积将导致节点延性降低,发生脆性断裂。本文旨在探究节点在地震往复荷载作用下的损伤性能,分析其主要影响因素,提出有效的损伤评估模型,为后续节点损伤数值模拟提供基础,为钢框架的抗震设计提供参考。创新点:1.通过足尺节点试验,分析加载幅值、加载历程和荷载峰值对节点损伤性能的影响;2.基于试验结果,标定并验证3种经验损伤演化模型,提出基于疲劳断裂力学的节点损伤评估模型。方法:1.通过对9个足尺梁柱节点试件开展往复加载试验,包括5种变幅加载制度及4种常幅加载制度,分析加载幅值、加载历程和荷载峰值对节点损伤性能的影响;2.基于试验结果,根据节点损伤特点,在能量模型基础上,推导并拟合适用于节点循环加载的双参数损伤演化方程,并与其他模型进行比较,以验证其准确性;3.结合疲劳和延性断裂理论,依据损伤机理,定义"有效塑性应变"量化损伤过程,并以疲劳裂纹发展公式为基础,推导适用于计算在极低周循环荷载下节点损伤过程的损伤演化方程。结论:1.加载跨幅对节点性能影响较小;加载历程的影响与历程中峰值位移循环次数密切相关;突发性的强峰值对节点造成的损伤最大。2.节点损伤过程为幂函数形式;通过比较表明,在能量模型基础上推导出的适用于节点循环加载的双参数损伤演化方程,相对于单参数线性模型,能够更准确模拟节点在极低周循环下的损伤过程。3.基于疲劳断裂力学理论的损伤演化方程物理意义明确,能够描述节点循环损伤试验中所表现出的加速损伤及"损伤拐点"特征。