7 有限元法简介 145 7.1 简介 145 7.2 变分原理 147 7.2.1 功和补充功 147 7.2.2 应变能、补充应变能和动能 148 7.2.3 加权残值技术 149 7.3 能量泛函和变分算子 151 7.3.1 变分符号 153 7.4 控制微分方程的弱形式 153 7.5 一些基本能量定理 154 7.5.1 虚功的概念 154 7.5.2 虚功原理(PVW) 154 7.5.3 最小势能原理(PMPE) 155 7.5.4 Rayleigh-Ritz 方法 156 7.5.5 Hamilton 原理(HP) 156 7.6 有限元法 158 7.6.1形函数 159 7.6.2 有限元方程的推导 162 7.6.3 等参公式和数值积分 164 7.6.4 数值积分和高斯求积 167 7.6.5 质量和阻尼矩阵公式 168 7.7 有限元法中的计算方面 171 7.7.1 影响 FE 解速度的因素 172 7.7.2 静态分析中的方程解 173 7.7.3 动态分析中的方程解 174 7.8 超收敛有限元公式 178 7.8.1 超收敛深杆有限元 179 7.9 谱有限元公式 182 参考文献 184
自激振荡(系统在非周期性刺激下的周期性变化)对于在软机器人技术中创建低维护自主设备至关重要。宏观尺寸的软复合材料通常掺杂有等离子体纳米粒子,以增强能量耗散并产生周期性响应。然而,虽然目前尚不清楚光子纳米晶体的分散体是否可以作为软致动器对光作出反应,但对纳米胶体在液体中自激振荡的动态分析也缺乏。这项研究提出了一种用于照明胶体系统的新型自激振荡模型。它预测热等离子体纳米粒子的表面温度及其簇的数密度在从次声到声学值的频率范围内共同振荡。对自发聚集的金纳米棒的新实验,其中光热效应在宏观尺度上改变了光(刺激)与分散系统的相互作用,有力地支持了该理论。这些发现拓展了目前对自激振荡现象的认识,并预测胶体状态的物质将成为容纳光驱动机械的合适载体。从广义上讲,我们观察到一种复杂的系统行为,从周期性解(霍普夫-庞加莱-安德罗诺夫分岔)到由纳米粒子相互作用驱动的新动态吸引子,将热等离子体与非线性和混沌联系起来。
▶联合国和东南亚国家协会(东盟)应支持区域和地方机制,以监测和应对气候变化的影响,包括通过联合国对所有“所有”倡议的“早期警告”来投资缅甸的气象监测能力。监测系统可以支持当地领导的灾难准备和降低风险的工作,改善的气候适应策略和气候富裕的农业实践。▶缅甸秘书长的新联合国特使应支持对气候敏感的冲突动态分析,包括气候变化对流离失所和移民的影响以及流离失所者,少数民族,男人,男女,妇女,妇女和儿童的不同脆弱性。在联合国,关于气候相关的安全风险的更强有力的报告可以改善对直接人道主义需求的反应,并告知节目以减少气候脆弱性并长期建立和平。▶涉及缓解冲突的联合国,东盟和政府应协调限制限制,并消除与气候相关的灾难后安全通过人道主义援助的官僚障碍。与地方治理和基层网络互动可以支持对冲突敏感的恢复并建立气候弹性,同时降低援助工作的风险。▶联合国大会决议76/180强调了冲突和侵犯人权的不成比例影响对缅甸的少数群体。在气候,和平与安全交汇处工作的组织应寻求通过有意义的参与,例如环境治理,可持续生计和生态系统恢复计划来促进少数群体权利的机会。环境保护,公平的资源管理和气候变化适应可以作为加强弹性和生计安全的切入点。
转化的生长因子-BETA(TGFβ)信号通路在建立免疫抑制性肿瘤微环境中起着至关重要的作用,使抗TGFβ剂成为癌症免疫疗法的重要领域。然而,针对上游细胞因子和受体的当前抗TGFβ药物的临床翻译仍然具有挑战性。因此,小分子抑制剂的发展特异性靶向TGFβ途径的下游主调节器SMAD4,将采取一种替代方法,具有明显的抗TGFβ信号传导的替代方法。在这项研究中,我们介绍了在超高通量筛选(UHTS)1536孔板格式中基于细胞裂解物的多路复用时间分辨荧光共振能量转移(TR-FRET)测定。该测定法可以同时监测SMAD4和SMAD3之间的蛋白质 - 蛋白质相互作用,以及SMADS及其共识DNA结合基序之间的蛋白质-DNA相互作用。多路复用的TR-FRET分析表现出高灵敏度,从而使单氨基酸分辨率下的Smad4-Smad3-DNA复合物进行了动态分析。此外,多路复用的UHTS分析证明了筛选小分子抑制剂的鲁棒性。通过对FDA批准的生物活性化合物库进行试验筛选,我们将gambogic Acid和Gambogenic Acodic鉴定为潜在的HIT化合物。这些概念验证的发现强调了我们优化的多重TR-FRET平台的大规模筛选的实用性,以发现针对SMAD4-SMAD3 – DNA复合物作为新型抗TGFβ信号剂的小分子抑制剂。
绿色发展是推动经济社会高质量可持续发展的关键,在中国,绿色发展是实现美丽中国和中华民族伟大复兴的国家目标的关键。本研究采用基于松弛度的测度数据包络分析方法,测算了2005—2020年中国安徽省面板数据的绿色发展效率值,并利用Malmquist指数对安徽省16个地市的绿色全要素生产率及其分解指数进行动态分析。采用探索性空间数据分析法,测度安徽省各省绿色发展效率值的空间关系。然后,根据空间相关性建立空间滞后模型,并对其影响和溢出效应进行综合分析。结果表明:安徽省各城市总体绿色发展效率呈现波动趋势,但多数城市表现出中、高等绿色发展效率;各类城市表现出空间聚集性,存在绿色发展效率高值、高值、低值分布;产业结构、数字经济发展水平、城镇化水平与区域经济发展水平呈现较为显著的正相关关系,能源结构和对外开放水平呈现显著的负相关关系,环境管理和科技发展水平的影响不显著;产业结构、城镇化率对本地绿色发展呈现正向影响,但对周边地区呈现负向溢出效应,能源结构、相对经济发展水平、对外开放水平则产生正向溢出效应。
作为未来可持续能源系统的一个组成部分,区域供热已被广泛认可为提供节能空间供暖和卫生热水的便捷解决方案。在区域供热脱碳的道路上,第四代技术能够整合大量可再生能源和废热。本文回顾了这种整合所面临的挑战,研究了将太阳能热能、废热、地热和生物质能纳入区域供热系统所涉及的技术和非技术困难。研究表明,尽管太阳能热能区域供热是一项成熟的技术,但太阳能场大小、位置和集热器类型的优化仍然是一个活跃的研究领域。在废热应用中,热源和用户之间的距离通常是一个障碍。此外,低温废热和低焓地热源需要使用热泵。至于生物质,其理论上的可调度性在实践中受到物流挑战和生物质锅炉灵活性低的限制,大多只能覆盖基本负荷。因此,考虑到生物质用于生产生物燃料(脱碳难度较大的行业需要),生物质似乎不是供暖的长期解决方案。最后,季节性储存与热泵相结合的应用有望在最大限度地利用可再生能源方面发挥关键作用,但其规模和集成需要对热需求以及充电和放电温度进行动态分析。
摘要 飞机水平稳定器容易因气流与机翼分离以及随后尾流对稳定器结构的冲击而发生疲劳损坏,这被称为抖振事件。在本研究中,先前开发的等几何混合壳方法在动态分析环境中重新表述,以使用不同的俯仰角模拟飞机起飞。提出的 Kirchhoff-Love (KL) 和连续壳混合允许使用连续壳对飞机水平稳定器的关键结构部件进行建模,以获得高保真度的 3D 应力,而使用计算效率高的 KL 薄壳对不太重要的部件进行建模。施加的气动载荷是由混合浸入几何和边界拟合的计算流体动力学 (CFD) 分析生成的,以准确记录稳定器外表面上的动态激励。具体来说,为了节省计算量,除了机翼和稳定器之外的整个飞机都浸入基于浸入几何分析 (IMGA) 概念的非边界拟合流体域中,而围绕飞机机翼和稳定器的网格是边界拟合的,以准确计算稳定器上的气动载荷。然后将获得的载荷时间变化应用于水平稳定器的动态混合壳分析,并评估高保真应力响应以进行后续疲劳评估。然后进行简单的频域疲劳分析,以评估稳定器的抖振引起的疲劳损伤。代表性水平稳定器的稳态和动态非线性混合壳分析结果证明了所提方法的数值精度和计算效率。
摘要 飞机水平稳定器容易因气流与机翼分离以及随后其尾流对稳定器结构的冲击而发生疲劳损坏,这被称为抖振事件。在本文中,之前开发的等几何混合壳方法在动态分析设置中被重新制定,以模拟使用不同俯仰角的飞机起飞。所提出的 Kirchhoff-Love (KL) 和连续壳混合允许使用连续壳对飞机水平稳定器的关键结构部件进行建模,以获得高精度 3D 应力,而使用计算效率高的 KL 薄壳对不太重要的部件进行建模。施加的气动载荷由混合浸入几何和边界拟合的计算流体动力学 (CFD) 分析生成,以准确记录稳定器外表面的动态激励。具体来说,为了节省计算量,除了机翼和稳定器之外的整个飞机都浸入基于浸入几何分析 (IMGA) 概念的非边界拟合流体域中,而围绕飞机机翼和稳定器的网格则采用边界拟合,以准确计算稳定器上的气动载荷。然后将获得的载荷时间变化应用于水平稳定器的动态混合壳分析,并评估高保真应力响应以进行后续疲劳评估。然后进行简单的频域疲劳分析,以评估稳定器的抖振引起的疲劳损伤。代表性水平稳定器的稳态和动态非线性混合壳分析结果证明了所提方法的数值精度和计算效率。
基于多方的计算(MPC)的机器学习,重新为多方学习(MPL)已成为利用来自具有隐私保护的多个政党的数据的重要技术。近年来,为了在更实际的情况下应用MPL,已经提出了各种对MPC的模型,以减少MPL的非凡通信开销。在对MPC友好型模型的优化中,应对挑战的关键要素是分析模型的通信成本。但是,当前的解决方案主要取决于手动建立概况以识别模型的通信瓶颈,通常会在单调的过程中涉及繁重的人类努力。在本文中,我们提出了一个静态模型计算分析框架Hawkeye,它使模型设计师能够在MPL框架中获得Mod-Els的准确通信成本,而无需动态运行安全的模型培训或在特定MPL框架上的推理过程。首先,要通过复杂的结构来介绍模型的通信成本,我们提出了一种基于前缀结构的静态连接成本分析方法,该方法在静态分析过程中记录了函数调用链。其次,Hawkeye采用自动差异库来帮助模型设计师分析Pytorch模型的通信成本。最后,我们通过在五个流行的MPL框架上,Cryptflow2,Crypten,Delphi,Cheetah和SecretFlow-Semi2k上动态运行安全的模型训练和推理过程来核对鹰眼的静态分析结果。实验结果表明,鹰眼可以准确地介绍模型通信成本而无需动态分析。
- 我们实现并验证了一种针对基底神经节内和周围皮层下区域的脉冲网络模型的联合仿真方法,并将其与每个皮层区域的平均场网络模型相结合。 - 我们的模拟基于一个规范的连接组,包括皮层和基底神经节区域之间的详细路径,并结合了健康对照者和帕金森病患者的特定受试者优化权重。 - 我们通过证明所实现的模型在静息状态下显示出生物学上合理的动态来提供概念证明,包括虚拟患者的丘脑活动减少,以及虚拟深部脑刺激期间的丘脑活动正常化和主要在额叶区域的分布改变的皮层活动。 - 所提出的联合仿真模型可用于为个别患者定制深部脑刺激。摘要深部脑刺激 (DBS) 已成功应用于各种神经退行性疾病,作为一种有效的对症治疗。然而,它在大脑网络中的作用机制仍然知之甚少。许多虚拟 DBS 模型将基底神经节周围的子网络及其动态分析为脉冲网络,其细节由实验数据验证。然而,连接组学证据表明 DBS 的广泛影响影响了许多不同的皮质和皮质下区域。从临床角度来看,除了运动影响之外,DBS 的各种影响也已得到证实。神经信息学平台虚拟大脑 (TVB) 提供了一个建模框架,使我们能够虚拟地执行刺激(包括 DBS),并在进行 DBS 导线置入的侵入性手术之前从动态系统的角度预测结果。为了准确预测 DBS 的影响,我们实施了一个详细的基底神经节脉冲模型,并通过我们之前开发的联合仿真环境将其与 TVB 相结合。这