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关键词： MATLAB  

摘要： Hydrogen gas during subsurface storage in deep geological formations is prone to losses due to its unique hydrodynamic and chemical properties. These losses mostly induced by hydrogeochemical interactions between the stored hydrogen gas, brine and caprock minerals amount to significant energy losses. The interactions in turn result in alterations to the geochemical integrity and porosity of the caprock formation, which has a direct impact on the caprock sealing capacity. It is established that the major objective of a gas storage project is confinement of the stored gas, which can be achieved by storage in a formation with a relatively high caprock sealing capacity. The understanding of the impact of hydrogen gas-brine interactions on caprock geochemical integrity and porosity is currently limited and hence further research with novel outcomes is required. We therefore develop a numerical geochemical model and use it to quantify and investigate the change in porosity of a caprock formation of a depleted gas reservoir and establish the reason for the porosity change. Due to the scarcity of experimental or field data, our work is realised by expanding upon an earlier numerical modelling effort from the published literature. The initial modelling code is the PHREEQC geochemical software package, which is used to investigate the changes in the geochemical parameters that influence hydrogen gas losses during the underground storage of the gas. IPhreeqc, an interfacing version of PHREEQC is next coupled with the Matlab Reservoir Simulation Toolbox (MRST) and used to verify the accuracy and performance of the developed geochemical model. The hydrogen gas-caprock mineral-brine interactions result in a decrease in the caprock's porosity despite the dissolution of all the primary minerals in the caprock formation. The precipitation of albite, a secondary mineral was observed to be the likely reason for the decrease as it countered the net effect of the primary minerals' disso

摘要： This article presents a novel univariate mapping-based material interpolation method for density-based multi-material topology optimization. The proposed multi-material interpolation model maps the single-variable design field to the multi-variable physical field based on a smoothed Heaviside projection. Multi-material topology optimization problems can be efficiently addressed, and definitive binary results (0 or 1) can be obtained for each candidate material through a parameter continuation scheme. The proposed interpolation function and its first derivative demonstrate continuity, enabling their application in gradient-based optimization algorithms. The issues associated with false material coexistence and material envelope in single-variable interpolation schemes for multiple materials are examined, and a new filtering technique is developed to mitigate these problems. An educational MATLAB code is presented for 2D and 3D multi-material topology optimization problems utilizing the proposed univariate mapping-based interpolation scheme. This document presents a solution for the topology optimization of multiple materials aimed at minimum compliance while adhering to a total mass constraint. It includes details on the multi-material interpolation model, specialized filtering techniques, optimization iterations, and post-processing procedures. Benchmark numerical examples involving multiphase materials illustrate the effectiveness and efficiency of the code, highlighting the impact of parameters on the optimization results. The outcomes obtained by the proposed approach are compared with those of other state-of-the-art methods documented in the literature. The appendix section of this article includes the educational MATLAB code, which is also accessible on the website ( https://***/TopJay/SVMMTO ) for further learning.

关键词： HyTRV   升力体   全局稳定性分析   非对称流向涡   eN  

摘要： 高速飞行器实际飞行时存在非对称流动，为加深对非对称三维流场结构失稳机制的认识，采用二维全局稳定性分析方法对高速转捩研究飞行器（HyTRV）腰部非对称流向涡结构的稳定性特征进行了研究。模型长度为1600 mm，攻角为0º，来流马赫数为6，单位雷诺数为1.0 × 107/m，静温为79 K。采用等温壁面（300 K）条件，通过高阶精度有限差分方法直接求解N-S方程获得层流基本流场。计算结果表明：升力体上表面顶部及下表面长轴处的低速流体向腰部汇聚，形成非对称流向涡，其中靠近下表面一侧的涡卷曲程度更强。稳定性分析结果表明，升力体腰部非对称流向涡的不稳定模态主要有内模态、外模态和Mack模态，内模态主要由展向速度剪切主导，外模态主要由法向速度剪切主导。不同于传统对称流向涡的是，非对称流向涡的扰动形函数主要分布在流向涡卷曲更强的一侧。基于全局稳定性分析的eN方法求解不稳定模态的N值发现：上游Mack模态N值较大，可能在噪声环境下引起转捩；下游外模态N值较大，可能在静声环境下引起转捩。

关键词： 基于神经网络的线性稳定性分析方法   卷积神经网络   eN方法   转捩预测  

摘要： 在实现eN方法时，需要搜索流场中的不稳定波，并大量求解当地边界层的稳定性问题，因此为高效求解当地边界层的不稳定波参数，提出了一种基于神经网络的线性稳定性分析方法（neural network-based linear stability analysis, NN-LSA）。采用卷积神经网络给出最不稳定波频率ω、展向波数β、流向波数αr和增长率σmax的初值对，再通过迭代法计算失稳扰动波的实际空间失稳波数和增长率。使用平板数据集训练神经网络模型，并利用平板和尖锥算例对NN-LSA方法的准确性和计算效率进行验证。结果表明：神经网络部分对不稳定波参数的预测结果与线性稳定性理论的计算结果吻合较好；LSA部分可根据神经网络提供的预测值，通过迭代法找到最不稳定波；NN-LSA方法的求解效率较高，求解时间比全局搜索方法约低20～50倍，大大减小了人为因素在计算过程中的影响。本文提出的NN-LSA方法可以实现自动分析边界层流动的线性稳定性，具有一定的应用潜力。

关键词： 接触力学   迭代法   线性方程组   鞍点系统   两网格预处理  

摘要： 在结构力学接触问题的数值模拟中，使用Lagrange乘子法施加接触约束会产生大规模离散鞍点线性方程组. 由于鞍点矩阵的不定性，其求解难度较大，针对二维绑定接触问题，提出了一种新型插值方式的两网格预处理方法，其核心思想是对任意光滑算法，在精确求解粗网格系统时实现单次收敛. 此外，构造的粗网格算子具有对称正定性，能有效反映接触约束条件. 数值实验结果表明, 该方法仅需要较少的迭代次数即可收敛, 在多种接触模型中表现出较高的计算效率, 其计算时间相比于SIMPLE方法最多可减少80%. 同时, 该方法在不同的接触约束条件下仍保持较强的健壮性, 且适用于大规模计算.

关键词： 不连续布局优化法   稳定性分析   滑动面   边坡稳定   极限平衡法  

摘要： 边坡、地基的稳定分析是岩土工程领域的重要内容之一。极限平衡法(LEM)是常用的一类岩土工程稳定性分析方法，但其在滑动面形态、块体间相互作用力等方面需要进行大量的假定和简化。不连续布局优化(DLO)法是近几年来逐渐发展起来的一种岩土体稳定性分析方法，由于其不受滑动面形态等的限制，在一定程度上可以克服了极限平衡法的不足。本文采用Davis提出的Mohr-Coulomb非关联流动法则修正系数对DLO法所采用的土体强度参数进行修正，分析了DLO法中土体强度参数c与φ对滑动面位置及形状的影响，并以此为基础，发展并研发了用于岩土体稳定性分析的算法，并采用系列经典算例对DLO法和LEM法在岩土体稳定性分析方法进行了系统的对比分析，结果表明采用Mohr-Coulomb非关联流动法则进行修正的DLO法得到的稳定系数和滑动面形态与LEM法较为接近。相比于LEM，DLO法不受滑动面形态假定的限制，可以基于非线性规划得到最优的潜在滑动面位置，以及不稳定条块的破裂模式，从而为边坡加固提供依据。

关键词： 建筑垃圾   混合料配比   废弃矿坑   直剪试验   稳定性  

摘要： 在城市建设及地下空间开发过程中产生大量的建筑垃圾与工程弃土，若以合理的配比混合料用于回填废弃矿坑，既可以有效解决废弃矿坑回填料不足的问题，又可以实现建筑垃圾固体废弃物的资源化利用，并解决堆放固体废弃物占用土地资源的问题，推进矿坑生态修复向节能减碳方向发展。但是，建筑垃圾与工程弃土成分复杂，需要合理配比才能保证填土边坡的稳定性及固体废弃物的利用率。本文依托苏州某矿坑回填土边坡，对建筑垃圾和工程弃土不同配比混合料开展室内试验研究，得到其混合料的相关物理力学性质指标。据此采用GeoStudio数值分析软件计算分析不同配比混合料回填土边坡稳定性。研究结果表明：随着建筑垃圾配比的增大，混合料的黏聚力呈现不断减小及内摩擦角呈现不断增大的趋势，混合料的抗剪强度与其配比呈指数函数关系；当配比为0.4的时候，不同工况下的边坡稳定性均良好，是矿坑回填边坡中工程弃土与建筑垃圾混合料的最优配比，在该配比下混合料的强度较大，且黏性土含量高，有利于矿坑后期的复绿工作。

关键词： Rack1   O-GlcNAcylation   细胞增殖   SHH-MB  

摘要： 目的研究O-GlcNAcylation调节蛋白激酶C受体1（receptor for activated C kinase 1，Rack1）的稳定性在SHH型髓母细胞瘤（SHH type medulloblastoma，SHH-MB）形成中的功能作用。方法选取中国人民解放军西部战区总医院临床肿瘤标本库中分子分型所确定的SHH-MB肿瘤及癌旁组织，分析样本中Rack1和O-GlcNAcylation（O-GlcNAc）的表达水平差异。对于人源髓母细胞瘤细胞系Daoy使用糖基化转移酶（OGT）抑制剂（OSMI-1）和去糖基化转移酶（OGA）抑制剂（TM-G）进行处理，通过Cell Counting Kit-8（CCK-8）法和免疫荧光染色检测肿瘤细胞增殖能力。采用O-GlcNAc酶标记系统、免疫共沉淀（Co-IP）和Western blot法判断Rack1有无发生O-GlcNAc，而后通过环己酰亚胺（CHX）实验和泛素化修饰实验证实O-GlcNAcylation对Rack1蛋白水平的影响。构建敲低Rack1的髓母细胞瘤模型，通过Cell Counting Kit-8（CCK-8）法、免疫荧光染色和划痕实验检测肿瘤细胞增殖能力。同时通过在免疫缺陷型小鼠进行异种原位肿瘤移植进行验证，在所得组织样本中（sh-NC和sh-Rack1）使用Western blot检测下游SHH信号通路变化。结果Rack1和O-GlcNAcylation在SHH-MB中表达水平显著增高，且Rack1表达水平和患者生存率呈负相关关系。对Daoy细胞系使用OSMI-1、TM-G处理后，发现O-GlcNAc能明显促进Daoy细胞增殖，而抑制细胞O-GlcNAc则抑制细胞增殖。分子实验证实Rack1蛋白O-GlcNAcylation可以调节其蛋白稳定性，进而促进肿瘤细胞增殖。在Daoy细胞系敲低Rack1表达，其细胞增殖能力明显低于对照组;在动物水平方面，相较于对照组，Rack1蛋白敲低的肿瘤组织增殖受到显著抑制。并且Rack1可通过调节SHH信号通路参与SHH-MB形成。结论O-GlcNAcylation可通过调节Rack1蛋白的稳定性进而参与SHH-MB形成。

摘要： 咏叹调《年轻姑娘应该懂得》出自莫扎特歌剧《女人心》。作品自问世以来，广泛唱响于世界各地的舞台，直到今天仍广为流传，彰显出了恒久的艺术价值和魅力。本文重点分析咏叹调《年轻姑娘应该懂得》的音乐特色及演唱要点，以期为相关研究者带来启示。一、咏叹调《年轻姑娘应该懂得》创作概述沃尔夫冈·阿玛多伊斯·莫扎特是奥地利作曲家，维也纳古典乐派代表人物之一。莫扎特自幼跟随父亲学习音乐，并表现出过人的音乐天赋，获得了“音乐神童”的美誉。其在短暂的一生中曾先后创作出几百部音乐作品，涵盖歌剧、交响乐、室内乐、钢琴、单簧管等多个领域。莫扎特虽历经坎坷，然而其作品表现出了鲜明的乐观主义精神。

关键词： 细颗粒物   时空序列   插值   反距离权重   粒子群算法  

摘要： 背景细颗粒物（PM2.5）监测站点因受各种因素的影响，导致在某一段时间的数据缺失。这种数据缺失会影响空气质量评估和污染治理决策的制定。目的提出一种基于粒子群算法（PSO）优化距离指数的反距离权重（IDW）时空插值方法，用于PM2.5时空序列缺失数据的插值补缺，提升插值补缺精度。方法研究分为两部分：第一部分以长三角地区为研究区，基于2017年1月1日四个时刻的小时尺度PM2.5观测数据进行插值补缺实验;第二部分以京津冀地区为研究区，基于2017年1月1日至10日共10 d的天尺度PM2.5观测数据进行插值补缺实验。实验分别选取均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）、平均绝对百分比误差（MAPE）和平均相对误差（MRE）4种指标对补缺精度进行评估。结果基于PSO优化距离指数的IDW时空插值方法提升了PM2.5时空序列缺失数据补缺的精度。在长三角地区的小时尺度实验中，相较于距离指数取2时，上述方法的RMSE、MAE、MAPE、MRE平均提升了0.17 μg·m−3、0.27 μg·m−3、0.17%、0.01%。基于该方法生成的4个时间段PM2.5空间场图，清晰展示了长三角地区小时尺度PM2.5浓度的时空分布特征。在京津冀地区的天尺度实验中，PSO优化的距离指数相比传统方法表现更优，插值精度提升约为0.215 μg·m−3、0.283 μg·m−3、0.174%、0.014%。此外，该方法生成的四个季节的PM2.5空间场图展现了京津冀地区在不同季节的PM2.5浓度时空分布特征，进一步验证了该方法的有效性和适用性。结论基于PSO优化的IDW时空插值补缺方法在长三角和京津冀地区的PM2.5时空序列缺失数据应用中展现出较优的插值精度和可靠性，为大气污染防治和公众健康保护提供了重要参考。