DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 沉积盆地热历史研究目的在于对烃源岩生、排、运、聚等过程更全面的评价，是含油气盆地评价的重要内容。四川盆地作为我国西部重要含油气盆地，经历多期构造演化，具有复杂的热历史。该地区基础地质、石油地质、构造演化等方面的研究成果丰富，近年来，不少学者恢复了川东北等重点油气区块、与青藏高原相接的盆地西缘等热点研究区的热史 [ 1 ] - [ 9 ]。Richardson N. J.等利用磷灰石裂变径迹和(U-Th)/He技术研究四川盆地西缘新生代热史，认为盆地在三叠纪晚期至始新世大陆沉积后长期抬升遭受剥蚀 [ 1 ]；卢庆治等利用古温标数据恢复了川东北的热史，认为晚二叠世初期古热流值达到最高，此后热流持续降低直到现今 [ 2 ]。朱传庆等利用镜质体反射率(Ro)和磷灰石裂变径迹(AFT)数据研究四川盆地东部不同地区的古地温梯度、古热流、剥蚀量，认为盆地东部地区地温梯度和热流从三叠纪至今持续降低 [ 6 ]，同时利用古温标恢复川西坳陷钻井热史发现，川西坳陷晚白垩世至今总体表现为冷却及抬升剥蚀的过程 [ 7 ]。 但是，缺少对四川盆地热历史进行系统研究，这制约着四川盆地烃源岩油气生成及排烃过程的研究，严重影响油气成藏动力学的研究。四川盆地镜质体反射率古温标数据较少，且数据主要集中在中生界，因此，本文利用古温标方法恢复四川盆地中、新生代的热历史。
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user: 2. 地质概况 四川盆地位于中国西部，地处扬子地台西北部，是被龙门山、大巴山、米仓山等山系所环绕的菱形沉积盆地，面积约2.3 × 10 5 km 2 。以四川盆地的现今构造展布特征为依据，可以将其划分为六个次一级构造单元，即川东高陡褶带、川南低陡褶带、川中平缓褶带、川西南低陡褶带、川北低平褶带、川西低隆褶带(图1)。 图1. 四川盆地构造分区与典型井位分布图 四川盆地是在古生代海相克拉通盆地基础上逐渐发展起来的叠合盆地，发育自震旦系至第四系超过10，000 m厚的地层，总体表现为西厚东薄，北厚南薄(图2)。其中，震旦系至中三叠统的海相碳酸盐岩、泥页岩厚4100~7000 m，上三叠统至新近系的陆相碎屑岩厚3500~6000 m。受加里东运动影响，川东地区缺失上志留统、泥盆系与下石炭统，中石炭统仅残余黄龙组，与上、下地层间均为不整合接触。受印支运动影响，川东地区中侏罗统遭受抬升剥蚀，不同位置残存厚度不一。四川盆地范围内，白垩系–古近系不整合于侏罗系之上，主要分布于川西及川西南和川中地区，在川东地区不发育；新近系、第四系仅小规模分布于盆地边缘地带，川东地区发育较局限。
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user: 3. 方法与原理 3.1. 热史研究方法 沉积盆地一般都经历了沉降沉积(增温)和抬升剥蚀(降温)等复杂的温度变化过程，恢复其热历史难度较大。目前，关于盆地热历史恢复的方法总体上可以分为两类：一类是利用古温标恢复盆地的热历史 [ 11 ] - [ 18 ]；另一类是利用地球动力学模型恢复岩石圈的热历史 [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]。 古温标指地层中用来指示地质过程中曾经历过的温度指标，是岩层中记录有热信息的物理或化学特性。古温标模拟结果的可信度由古温标(Ro、AFT等)直接检验，其研究精度较高，是沉积盆地热史研究的最主要的方法。镜质体反射率是目前沉积盆地热历史研究中最常用的古温标，研究程度最高，其大小主要受有机质受热时间和温度的控制。目前，Sweeney和Burnham于1990提出的镜质体演化动力学模型Easy%Ro是预测Ro最为精确的方法，且在沉积盆地热史研究中得到普遍使用。 图2. 四川盆地地层简表 [ 10 ] 盆地内一定深度的古温标取决于当时的古地温梯度和古埋深及其相关的岩石热物理参数(如岩石热导率、生热率等)。因此，沉积埋藏史的恢复是热史恢复的关键。对于正常连续沉积的盆地，地层的古埋深可以通过回剥技术和压实校正进行模拟。通过模拟地层埋藏史和热历史，计算该热史路径下古温标的理论值及该理论值与实际值之间的方差，应用最优化方法就可以实现目标函数极小值的求取和埋藏史、热历史的反演及抬升剥蚀量的计算。 因此，针对四川盆地现有的有机质镜质体反射率古温标数据，本文采用有机质镜质体反射率对四川盆地中、新生代热历史进行恢复，镜质体反射率模拟热历史采用Easy%Ro模型 [ 22 ]。 3.2. 基本参数 3.2.1. 基础地质参数 模拟参数包括岩性参数、现今地表温度数据、现今地温梯度、岩石热物理参数、地层分层及年龄和古温标等数据。岩性参数主要包括岩石的孔隙度、渗透率、各岩层的砂泥岩含量、砂泥岩的压实曲线等，这些参数采用四川盆地实测值。古地表温度取四川盆地年平均温度(15℃)，并设在地质历史时期不变。四川盆地现今地温场研究表明，四川盆地沉积地层岩石热导率介于2.39~3.64 W/(m∙K)，四川盆地地温梯度在17.7℃/km~33.3℃/km之间，平均值为22.8℃/km，大地热流值在35.4~68.8 mW/m 2 之间，平均值为53.2 mW/m 2 ，具有典型的克拉通型盆地中低热流特征 [ 7 ] [ 8 ] [ 23 ]。 3.2.2. 古温标数据 收集到四川盆地古温标包括70多口井的970个镜质体反射率数据。镜质体反射率整体随深度增加而增大，但是同一深度的镜质体反射率数据变化范围较大，这与四川盆地晚白垩世差异抬升剥蚀有关(图3)。对于中生界烃源岩发育的三叠系，镜质体反射率最小为0.40%，最大为3.52%，平均为1.36%，整体烃源岩热演化达到成熟阶段，而侏罗系也处于成熟阶段，镜质体反射率最小为1.12%，最大为1.22%，平均为1.16%。 图3. 四川盆地有机质镜质体反射率与深度关系
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user: 4. 四川盆地中、新生代热历史特征 在利用镜质体反射率古温标恢复四川盆地中、新生代热历史的模拟中，选择了四川盆地6个构造区11口典型井数据(图1)。 在总结四川盆地的岩石热导率、生热率、现今地温梯度、大地热流和关键时期的剥蚀量的基础上，根据地层厚度和剥蚀量建立埋藏史曲线，利用BasinMod 1D软件，采用镜质体反射率古温标进行单井的热史模拟，得到典型井热史特征(图4)和各构造区地温梯度演化(图5)。从模拟结果来看，实测镜质体反射率和模拟计算值之间具有很好的相关性，模拟结果具有较高的可信度。 以川西低陡构造区大参井(图4(a))和川合100井(图4(b))模拟结果为例，分析其埋藏史和热史演化，该构造区在三叠纪至早白垩世接收沉积，到早白垩世晚期，大参井的三叠系底界埋深达到7700多米；从晚白垩世开始，该区经历了晚白垩世快速抬升剥蚀、古近纪缓慢抬升剥蚀和新近纪至今的快速抬升剥蚀三个阶段。大参井和川合100井总剥蚀量分别达到2998 m和1650 m。在早白垩世晚期，三叠系古地温达到最大，为205℃。热史模拟结果显示，该区地温梯度自早三叠世开始至今，地温梯度逐渐降低。在早三叠世开始沉积时，地温梯度最高，达到60℃/km；随后至早白垩世晚期，地温梯度快速降低至25~26℃/km；晚白垩世开始至今地温梯度缓慢降低，现今地温梯度仅为22℃/km (图5(a))。 图4. 典型井沉积埋藏史和热史模拟结果 图5. 构造区地温梯度演化模拟结果 利用同样的方法，模拟了其它五个构造带9口井的埋藏史和热史。结果揭示四川盆地6个构造区的中、新生代热史具有一致性，主要经历了三叠纪~早白垩世的地温梯度快速下降阶段和晚白垩世至今的地温梯度缓慢下降阶段(图6)。主要表现为：早三叠世的地温梯度最高，为55℃/km~60℃/km；到三叠纪末期，地温梯度降低为40℃/km~46℃/km；早白垩世末期地温梯度已经降至21℃/km~29℃/km；现今仅为20℃/km~22℃/km。 图6. 四川盆地中、新生代地温梯度演化 盆地的热演化史受控于构造演化。上扬子板块早期的热状态较为稳定，热流值较低。海西期，上扬子西部发生张裂活动，峨眉山地幔柱发育，盆地古地温梯度开始增高，在距今260 Ma左右，达到最高，玄武岩喷发后，古地温梯度快速降低。早三叠世开始，四川盆地岩浆活动与深部热作用渐趋稳定，地温梯度逐渐降低。晚三叠世，四川盆地开始进入盆山转换与前陆盆地形成演化阶段，岩石圈增厚，地幔热流降低，地温梯度逐渐降低。燕山期和喜山期的前陆盆地发展和定格阶段，热流缓慢降低至现今。 受构造演化控制和峨眉山地幔柱后期热效应的影响，四川盆地在三叠纪仍有较高的地温梯度，在三叠纪末期地温梯度为40℃/km~46℃/km，四川盆地为热盆；侏罗纪到早白垩世早期，地温梯度受峨眉山地幔柱的影响基本消失，地温梯度进一步降低，盆地表现为温盆；早白垩世晚期至今地温梯度进一步降低，整体上处于30℃/km~20℃/km，盆地表现为冷盆。
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user: 5. 结论 本文通过有机质镜质体反射率古温标方法模拟了四川盆地6个构造区11口典型井的沉积埋藏史和热历史，模拟结果与前人对四川盆地各构造区热史认识有很好的匹配关系。因此，研究四川盆地中、新生代热历史总体特征，本文得到以下两点系统性认识： 1) 四川盆地中、新生代经历了三叠纪~早白垩世的基底下沉、接收沉积阶段；晚白垩世快速抬升剥蚀阶段；古近纪缓慢抬升剥蚀阶段和新近纪至今的快速抬升剥蚀阶段。 2) 四川盆地6个构造区的中、新生代热史具有一致性，主要经历了三叠纪~早白垩世的地温梯度快速下降阶段和晚白垩世至今的地温梯度缓慢下降阶段。主要表现为：早三叠世的地温梯度最高，为55℃/km~60℃/km；到三叠纪末期，地温梯度降低为40℃/km~46℃/km；早白垩世末期地温梯度已经降至21℃/km~29℃/km；现今仅为20℃/km~22℃/km。
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user: 摘要 针对汽车动力性分析教学问题，选取某轻型货车实例为研究对象，基于Matlab/Simulink设计汽车动力性仿真分析实验。首先建立动力性基本仿真模型，求解驱动力–行驶阻力平衡图；其次，分别在基本仿真模型基础上搭建坡度计算单元和基于Stateflow的换挡逻辑单元，求解汽车原地起步加速时间及各挡爬坡度。通过图形化的编程搭建车辆动力性仿真模型进行仿真分析的实验方式，在仿真实验中完成所选轻型货车动力性评价指标的计算及整车动力性能分析，帮助学生更好地掌握汽车行驶动力学，了解车辆运行机制，有益于提高学生创新、分析并解决问题的能力。
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user: 1. 引言 汽车理论课程是汽车类及相关专业的专业必修课和核心主干课，主要研究汽车的各项性能。汽车理论既是一门学科理论应用课程又是一门专业基础理论课程，是进行汽车设计、汽车选择、汽车运用、汽车安全、汽车运输等重要的理论基础和科学依据。 动力性是汽车最基本、最重要的性能之一，主要由最高车速、加速时间、最大爬坡度三方面指标来评定 [ 1 ]。由于车辆系统动力学涉及知识范围广、概念及公式抽象，教学难度较大，需要借助实验帮助学生加深对汽车动力性的理解 [ 2 ]。 但是由于实车实验分析价格昂贵、运行成本高，且实验环境特殊，欲使在真实环境中直观感受车辆动力性无疑具有一定的难度 [ 2 ] [ 3 ]。为此，本文针对汽车动力性教学分析问题，采用计算机仿真技术，在实验条件有限的情况下，依据动力性相关评价指标及汽车动力性数学模型，在Simulink上完成动力性相关模型的搭建及仿真分析。 建模与仿真是将客观事物抽象、映射和描述，通过计算机仿真实验设计，对汽车纵向行驶动力学原理这一科学性问题进行模型抽象化，基于仿真模型对车辆动力传动原理以及动力性能进行分析研究，实验结果直观清晰。不仅辅助理论教学，更能提高学生建模的逻辑思维能力，加深学生对理论知识的理解与掌握。
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user: 2. 动力性基本仿真模型 根据实验教学目标，本文设计的动力性仿真实验应满足：1) 提高学生建模仿真及编程能力、锻炼学生逻辑思维；2) 加深学生对车辆系统动力学及车辆动力传递系统的认识与理解；3) 掌握汽车动力性基本评价指标的计算过程及计算方法 [ 1 ] [ 4 ] [ 5 ]。 在进行动力性仿真分析计算前，需要掌握车辆行驶过程中的受力情况，对仿真环境做出一定假设：车辆在良好的道路条件下行驶，且整个过程均无风或者仅存在微风 [ 6 ]。 由汽车理论可知 [ 1 ]，汽车行驶平衡方程为： F t = F f + F w + F i + F j (1) 其中，驱动力： (2) 发动机输出转矩 T q 由发动机台架测试而得，不同发动机的输出转矩 T q 随转速 的变换关系一般不同，在进行汽车动力性计算分析时，一般沿用稳态工况时发动机台架测试所得的转矩 T q –转速n曲线 [ 7 ]。为了便于计算，发动机输出转矩 T q 与转速n的关系通常采用多项式拟合而得，即发动机输出转矩是关于发动机转速的函数。而发动机转速与汽车行驶速度之间存在关系： u a = 0.377 r n i g i 0 (3) 因此，由式(2)、(3)及 T q -n函数关系可建立如图1所示驱动力仿真计算Simulink模型。需要注意：一般发动机转速受限于一定范围内，因此需要在发动机转速计算子系统中添加‘Saturation’模块对发动机转速进行限制，保证转速输出入实际台架测试所得相符。 图1. 驱动力计算模型 滚动阻力 F f 、空气阻力 F w 、坡度阻力 F i 分别为： F f = G f cos α F w = C D A 21.15 u a 2 F i = G f sin α } (4) 三者共同构成汽车行驶阻力，其中滚动阻力 F f 及空气阻力 F w 是在任何行驶条件下均存在的，坡度阻力仅在一定条件下存在 [ 8 ]。由(4)可建立行驶阻力仿真计算Simulink模型，如图2所示： 图2. 行驶阻力计算模型 加速阻力： F j = δ m d u d t = F t − F f − F w − F i (5) 旋转质量换算系数： δ = 1 + ∑ I w m r 2 + I f i g 2 i 0 2 η T m r 2 (6) 由上述公式可搭建汽车动力性基本仿真模型如图3所示，添加“Simout”模块将所需的仿真数据导入WorkSpace中存储，以便后续进行数据可视化分析。 图3. 动力性基本仿真模型
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user: 3. 实例验证分析 针对仿真实验所设计的汽车纵向动力学仿真模型，本文选取某轻型货车进行模型仿真验证。其中，发动机使用外特性的T q -n曲线的拟合公式为(由于本仿真实验旨在计算汽车动力性，以下相关计算均在节气门开度为100%下进行)： T q = − 19.313 + 295.27 ( n 1000 ) − 165.44 ( n 1000 ) 2     + 40.874 ( n 1000 ) 3 − 3.8445 ( n 1000 ) 4 (7) 其中，T q 为发动机转矩(N∙m)；n为发动机转速(r/min)。发动机最低转速 n min = 600   r / min ，最高转速 n max = 4000   r / min 。车辆基本参数如表1所示；变速器各挡传动比如表2所示。 Table 1 Basic parameters of the vehicl 参数 数值 装载质量 2000 kg 整车整备质量 1800 kg 总质量 3800 kg 车轮半径r 0.367 m 机械传动效率 η T 0.85 滚动阻力系数f 0.013 风阻系数 × 迎风面积 C D A 2.77 m 2 主减速器传动比 i 0 5.83 飞轮转动惯量 I f 0.218 kg∙m 2 二前轮转动惯量 I w 1 1.798 kg∙m 2 四后轮转动惯量 I w 2 3.598 kg∙m 2 表1. 车辆基本参数 Table 2 Transmission ratio i 挡位 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 i g 5.56 2.769 1.644 1.00 0.793 表2. 变速器传动比 i g 3.1. 驱动力行驶阻力计算 将实例所给的T q -n曲线的拟合公式填入图1对应计算模块 f ( u ) 中，变速器传动比填入图3查表模块中，再将发动机最低、最高转速填入用于限制发动机转速的“Saturation”模块中，完成驱动力行驶阻力计算仿真模型。驱动力行驶阻力通常是认为车辆在良好水平路面上行驶所获得，即坡度输入i设置为0 [ 9 ]。为了一次性得到各挡的驱动力，根据车辆基本参数，采用“for”循环、“if”及“Sim”函数组合编写M文件，在仿真计算时依次调用Simulink模型。由于车辆驱动力会随着挡位的提高而逐渐降低，即高档位动力性不如低档位，使得高档位的加速时间有所延长，因此在使用“Sim”函数调用仿真模型时，需要对不同档位设置不同的仿真时间(高档位仿真时间应较低档位更长) [ 10 ]。 由于各挡车速受到发动机转速的限制，需要继续使用“Saturation”模块对各挡车速进行约束限制，根据发动机最低、最高转速分别计算出各挡的最低、最高车速，分别赋值给“Saturation”模块中的上、下限变量。运行图3所示仿真模型，将仿真计算仿真所得到的数据绘制成驱动力行驶阻力平衡图和加速度曲线图，如图4、图5所示。通常情况下，应当绘制出加速度倒数–车速关系曲线，如图6所示。 图4. 驱动力行驶阻力平衡图 图5. 加速度曲线 图6. 加速度倒数曲线 3.2. 连续换挡加速时间 在各种车辆的实际设计中，一般用加速时间来表示汽车的动力性。根据GB/T12543-1990，汽车的加速性能试验包括原地起步加速时间与超车加速时间两种 [ 11 ] [ 12 ]。本文在加速时间仿真实验中，采用1挡原地起步加速至70 km/h的加速时间表征汽车加速能力(假设在加速性能仿真时，路面坡度 i = 0 )。 加速过程中的换挡时刻可由加速度–时间曲线来确定，由图5的加速度曲线可知，各挡加速度曲线无交点，在计算加速时间时，应以低挡加速行驶至该挡速度最大时切换入下一高档(即发动机转速达到最高时切换至下一挡)。并且在仿真计算时，忽略车辆原地起步时的离合器的打滑过程，即假设在最初时刻，汽车已具有起步挡位的最低车速来计算，同时假定换挡前后车速不变且换挡时间忽略不计 [ 1 ] [ 13 ] [ 14 ]。 利用Stateflow完成挡位状态及换挡逻辑建模如图7所示，计算出本仿真实例中各挡最高车速，并填入Stateflow中的换挡执行条件中，完成换挡逻辑模块的搭建。 图7. 换挡逻辑 加速度 a = d u d t ，因此相邻车速之间的加速时间 ，由于du的单位为km/h，在计算时需进行单位换算，转换成m/s，则 d t = 1 3.6 a d u ，在Simulink中，可用延迟模块来计算相邻车速差du及累加总加速时间，加速时间计算模型如图8所示。 图8. 加速时间计算模型 在上一小节的仿真模型基础上，稍作修改，将图7、图8所建立的换挡逻辑模块和加速时间累加模块添加到基本仿真模型中整合。至此，完成加速时间仿真计算模型如图9所示。 图9. 连续换挡仿真模型 编写M文件，给仿真模型中的变量赋值，运行此连续换挡仿真计算模型，根据仿真结果绘制出原地起步的车速–加速时间曲线，如图10所示： 图10. 加速时间曲线 3.3. 爬坡能力计算 汽车爬坡能力是根据驱动力 F t 与行驶阻力(滚动阻力 F f 和空气阻力 F w )之差来计算而得，即加速阻力 F j = 0 时，车辆剩余驱动力全部用于爬坡，相关公式如下所示： F i = G sin α = F t − F f − F w α = arcsin ( F t − F f − F w G ) i = tan α } (8) 根据坡度计算公式(8)，在基本仿真模型上修改行驶阻力计算模块(删除原先的坡度输入或者继续将其暂时设置为0)，添加坡度计算模块，如图11所示： 图11. 爬坡度仿真模型 爬坡度仿真模型所用的M文件与驱动力行驶阻力计算模型的大体相同，仅需修改调用的模型名称。运行M文件，调用仿真模型，根据计算结果绘制出各挡爬坡度曲线如图12所示。 至此，汽车动力性仿真实验完成基本评价指标计算任务，并且所建立仿真模型具有通用性，可根据要求对不同车型进行相关仿真实验分析。 图12. 爬坡度曲线 3.4. 仿真结果分析 从仿真结果中的到车辆动力性相关评价指标如表3所示。 Table 3 The simulation result 动力性指标 最高车速 (Km/h) 0~70 Km/h加速时间(s) 最大爬坡度(%) 仿真结果 99 25 36 表3. 仿真结果 该实例在整车满载情况下进行仿真计算：最高车速为99 km/h，原地加速至70 km/h时间约为25 s，最大爬坡度约36%。对比多数轻型货车可知，该车的三项指标性能达到货车的基本动力性能要求。仿真结果直观准确，符合要求。
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user: 4. 结束语 利用计算机仿真技术进行辅助教学是现代先进信息技术在课程教学中的应用。通过开展开放、研究性的仿真实验教学，培养学生的创新意识，激发学生的科研兴趣，对于现代教学方式及提高学生自主学习、研究的能力都具有重要的意义。 本文基于Simulink的图形化建模仿真的方法，设计汽车动力性仿真实验，对某轻型货车的动力性能展开了深入的仿真分析研究，可达到以下实验教学目标： 1) 提高学生建模分析、编程及逻辑推理能力； 2) 促进学生对汽车理论相关知识的深入了解与研究； 3) 帮助学生掌握汽车动力性能基本评价指标的分析及计算方法。 因此，本文所设计的综合性仿真实验，可以很好地完成辅助教学任务，达到提高教学质量的效果。
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user: 摘要 目的：探讨分析健康教育干预对老年消化内科患者护理的影响。方法：选取了2019年5月~2020年2月我院收治的消化内科老年患者200例作为研究对象，按照护理方式将其分为两组，各100例，观察组接受常规护理和健康教育，对照组则采用一般护理。结果：观察组患者的护理质量评分高于对照组，观察组患者不良事件发生率低于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)。结论在老年消化内科患者治疗中，加强健康教育干预可以降低患者不良事件发生率，提升护理质量评分。
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user: 1. 引言 近年来，我国老龄化问题非常严重，消化内科的老年患者越来越多，患者受到自身病情和其他因素的影响 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]，老年人因为身体机能出现了比较明显的衰退，特别容易出现消化内科等相关方面的疾病，消化内科疾病主要指的是胃、肝、胰、大肠、小肠、胆囊等相关组织器官方面的疾病 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]。它的病种比较多样，病情变化十分复杂，在临床上特别容易出现多种并发症，所以这种疾病十分严重，对于患者的生命健康会造成十分严重的威胁，必须要着重关注。老年消化内科疾病患者，病情状况十分复杂，这在很大程度上进一步加大了护理实践的难度 [ 8 ] [ 9 ]，并且在无形之中使护理风险的发生几率进一步增大，所以怎样才能更有效的规避风险，找到其风险问题的对策，这是护理工作者持续关注的焦点问题 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]。结合这样的情况，我们这次研究选取我们医院在2019年5月~2020年2月这个时间段内收治的200例老年消化内科患者作为研究对象，有针对性的分析和探讨老年患者消化内科护理的安全隐患与对策等相关内容，希望为临床实践提供相对应的参考。在治疗期间容易发生很多不良事件。完善消化内科老年患者的护理工作，可以保障患者住院期间的安全性，降低不良事件的概率 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 一般资料 选取2019年5月~2020年2月我院收治的消化内科老年患者200例作为研究对象，按照护理方式将其分为两组，各100例，观察组接受常规护理和健康教育，对照组则采用一般护理。 2.2. 方法 对照组100例患者应用常规护理，即遵医嘱对患者实施对症治疗，给予患者相关饮食建议，并结合患者恢复情况对其实施康复指导。观察组100例患者应用常规护理 + 健康教育，常规护理同对照组，同时给予患者健康教育，具体为： 组建健康教育小组：科室负责人结合疾病特点及以往患者情况制定健康教育大纲的范围；专科护士负责了解患者基本信息，对患者心理状况及疾病认知程度进行评估，并详细记录，结合了解情况制定健康教育计划；责任护士负责落实和执行健康教育计划。 教育实施： 疾病知识教育：为增加患者对疾病的认知度，护理人员应使用通俗易懂的语言向其讲述功能性消化不良的发生原因、危害及治疗方法，重点向其阐述治疗的必要性及意义，以增加其治疗配合程度，在宣讲过程中应注意多观察患者表情，多和患者互动，注意使用多种宣讲方式，以增加其兴趣。 心理教育：由于受到疾病困扰，加上老年患者心理承受力普遍较差，在治疗期间易出现心理问题，为改善上述现象，护理人员应主动和其交流，认真倾听患者内心的想法，帮助其分析产生心理问题的主要原因，结合了解情况对其实施对症心理辅导，例如可告知患者功能性消化不良属于常见病，不必过度担忧，多向其讲述病情恢复良好的病例，以增加其治疗信心。 用药教育：由于大部分老年患者各项身体机能均存在不同程度下降，如记忆力等，故护理人员应详细告知患者各种治疗药物的服药方法，并定期提醒患者服药，嘱咐其切忌随意更改服药剂量，对于易混淆的药物，应使用显眼的标记将其区分，以免误服。 生活教育：在日常生活中，护理人员应嘱咐患者多进食清淡的食物，避免食用油腻、辛辣生冷的食物，注意少食多餐。 2.3. 观察指标 采用问卷调查的方式，对护理质量和不良事件发生率进行对照。统计学方法采用SPSS22.0统计学软件对数据进行处理，计量资料以“x ± s”表示，采用t检验；计数资料以例数(n)，百分数(%)表示，采用x 2 检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。 2.4. 评估指标 (1) 对比两组患者的疾病认知程度评分、心理状况评分、服药依从性评分、生活质量评分及护理服务好评度。 (2) 疾病认知程度评分：选择我院自制问卷进行调查，主要对功能性消化不良的发生原因、治疗方法及危害等内容进行评估，满分100分，得分越高，则疾病认知程度越高。 (3) 心理状况评分：选择症状自评量表(总分45分)进行调查，评分越低，心理状况越好。 (4) 服药依从性评分：选择Morisky量表进行评估，计分制为0~8分，≤5分为依从性差，6~7分为依从性中等，8分为依从性高，评分越高，则服药依从性越好。 (5) 生活质量评分：选择生命质量测定量表(QOL) [ 17 ] 进行评估，对患者精神、食欲、体力、睡眠等内容进行评估，总分60分，评分越高，则生活质量越好。 (6) 护理服务好评度：选择我院自制问卷(护理内容、护理态度分别为7分、3分，总分10分)进行评分，其中<5分、5~8分、>8分分别表示差评、中评、好评，统计中评和好评结果。
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user: 3. 结果 两组患者护理质量评分、健康宣教知识掌握程度及护理依从性比较对照如下(见表1、表2)，观察组护理质量评分明显优于对照组，观察组知识掌握程度及配合度且P < 0.05，差异有统计学意义。 Table 1 Nursing quality score of two groups (x ± s， score 组别 n 护理质量评分 观察组 100 94.23 ± 6.65 对照组 100 83.62 ± 8.32 t值 80.434 P值 0.001 表1. 两组患者护理质量评分(x ± s，分) Table 2 Comparison of health education knowledge and nursing compliance between two groups (score， x ± s 组别 例数 知识掌握程度 配合度 知识掌握程度 配合度 对照组 100 43.0 ± 2.55 91.20 ± 5.16 41.20 ± 1.30 78.60 ± 2.97 观察组 100 47.0 ± 2.00 97.00 ± 2.12 47.80 ± 1.48 96.66 ± 2.41 t值 −9.561 −8.054 −25.953 −36.575 P值 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 表2. 两组患者健康宣教知识掌握程度及护理依从性比较(分，x ± s)
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user: 4. 讨论 消化内科是一个以消化系统及其疾病为重点的医学分支，主要对食管、胃部、小肠、大肠好肝胆等器官疾病进行治疗。消化内科疾病的病程长，老年患者需要长期住院和长时间的护理。老年患者本身疾病比较多，身体虚弱，在临床护理中存在很多安全问题。护理安全隐患的发生与护理人员和患者都有关系，消化内科平时的护理工作非常繁琐，护理人员工作量大，不能及时接受系统和专业化的培训，护理人员的理论知识和实践水平不能及时得到提升，出现操作不规范问题，不能结合患者的生命体征进行各项操作，导致安全隐患发生。老年患者对自身疾病不够了解，在治疗环节中容易产生疑虑，不能主动地配合医护人员进行治疗，用药的依从性不高。老年患者的心理压力大，在住院期间的情绪波动大。在护理工作管理中，由于管理工作的针对性差，不能结合相应的制度进行管理。护理人员的管理意识比较差，临床医嘱的执行效果不好，导致护理人员分工不合理。 老年患者的身体机能退化，并且患有其他的慢性疾病，患者的生活自理能力比较差，患者平时不能自我保护，导致护理质量不高。我院消化内科老年患者出现了跌倒、药物乱服和漏服、烫伤、误吸和窒息等安全问题。在我院的此次研究中，对照组有4例患者跌倒，5例患者出现药物的乱服和漏服，4例患者出现烫伤，2例患者出现误吸，不良事件发生率明显高于观察组，差异有统计学意义(P < 0.05)。患者夜间如厕，家属不能陪伴，导致站立不稳跌倒。患者的疾病比较多，平时要使用很多种药物，有的药物是饭前使用，有的药物是饭后使用，患者的记忆里减退，导致药物的乱服和漏服。患者平时出现胃寒，喜欢使用热水袋热敷，老年患者对温度的敏感性差，导致水温过高出现烫伤。患者在进食中，常常因为进食过快导致呛咳。 针对上述的安全隐患，我院消化内科采用健康教育干预，结合护理人员、患者和患者家属的因素，提升了护理质量评分，降低了不良事件发生率。护理安全可以提升患者的治疗效果，护理人员应该不断学习护理理论，深化实践，提升护理安全意识，有效地消除各类安全隐患。为患者营造良好的治疗环境，确保患者早日恢复健康。
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user: 摘要 本文给出了基于ARM的教学用爬虫式四足机器人整体设计及各部件选型，采用对角线式的步态设计，研究了四足机器人的控制策略，传感器追踪通过传感器测距后进行判断前进、左转、右转还是后退，字母识别追踪依靠控制器识别摄像头采集的字母，进行目标追踪。
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user: 1. 引言 受传统教育的影响，大学教学模式较侧重于老师的讲解，对于学生的实践能力的培养相对较少 [ 1 ]。当今应更注重于学生的全面发展，培养学生的动手实践能力，让学生更直观的感受，基于ARM的教学用的机器人 [ 2 ]，可以让学生更好的了解机器人，提高其动手操作能力。相对于其他种类的足式机器人 [ 3 ]，爬虫式机器人的重心更低 [ 4 ]，四肢的着力点分散、易于行动，可以满足崎岖不平的路面和复杂地貌下的搜索、探寻等任务 [ 5 ] [ 6 ]。爬虫式机器人一般下肢拥有较少的自由度，在运动协调方面更容易控制 [ 7 ]。因此，爬虫式机器人具有对环境的高度适应性和工程应用性价值 [ 8 ]，目前受到了各个国家研究机构和人员的重视 [ 9 ] [ 10 ]。本文设计的基于ARM的教学用爬虫式机器人除可以实现基本运动步态，还加入传感检测设备来实现搜寻探测、识别追踪等功能。本文的研究结果对今后更深入地研究爬虫式机器人运动步态、控制程序及可行性，具有较好的参考价值。
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user: 2. 整体设计 2.1. 整体结构 本文设计了四足、八自由度爬虫机器人，整体结构如图1、图2所示，其中图1为UG建模三维模型，图2为搭建实物。 图1. 爬虫机器人三维模型 图2. 爬虫式机器人搭建实物 本文中设计的爬虫式机器人共在机械结构上共分为三部分，即腿部膝关节、胯关节以及爬虫机器人的机身。前两者的结构均由U型架和电机架构成，而机器人的机身部分选用连接板来近似代替。 2.2. 硬件系统 四足机器人硬件系统包括： 1) NImyRIO-1900控制器 选用美国国家仪器公司的NI myRIO-1900控制器，myRIO-1900内嵌 Xilinx Zynq芯片，并且在编程时可以使用NI研发的LabVIEW进行开发，其底层搭载的Linux系统使得开发及运行程序时具有更好的实时性。 2) DIY LDX-218舵机 使用的舵机为乐幻索尔公司生产的180度机器人DIY LDX-218舵机，该舵机为金属齿轮数字舵机。 3) 视觉摄像头 本四足机器人的摄像头在使用时直接连接在RIO的USB端口处，在图像获取模块和NI MAX的设备端口一栏中均可以显示已经连接的摄像头信息。其工作原理为镜头产生的光学影像投射到图像传感器表面转换成电信号，再经过A/D转换模块转变为数字图像信号，再送到DSP芯片中处理后送到I/O接口传送到控制器中 [ 1 ]。 4) 红外传感器 红外式传感器测量距离时利用的是红外超声波反射的原理进行测距，并且传感器测出的到物体的距离与红外测距仪输出电压的倒数成正比 [ 2 ]。 5) 超声波传感器 声波式传感器是通过发射出短波长的声波，待声波传播至前方物体返回后测量出相应的数据。
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user: 3. 控制策略 本文设计的爬虫式机器人设计了三种控制策略，分别为手动控制、自动探寻和追踪控制。 3.1. 手动控制 手动控制是基本功能，包括前进、后退、左转、右转四个爬虫式机器人基本运动步态。 3.2. 自动探寻 自动探寻和追踪控制属于机器人功能的上层应用部分，需要进行这两项功能的调用时，在上位机控制面板中选择相应的按钮，通过程序控制，控制器读取相应传感器或摄像头进行测距与字母识别的工作，在测距或识别工作完成后再通过逻辑控制程序决定执行哪一基本运动。 在自动探寻功能运行时，机器人可以在复杂条件下根据传感器测得的距离大小判断前进、左转、右转还是后退，从而避开障碍物。 3.3. 追踪控制 追踪环节分为传感器追踪与字母识别追踪，传感器追踪实现较为简单，它是通过传感器测距后进行判断，而字母识别追踪依靠的是控制器识别摄像头采集的字母，实现目标追踪。上述各功能的程序流程图如图3所示。 图3. 程序流程图
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user: 4. 步态规划 机器人的步态是指机器人各个腿关节及相应的配合关节的支持状态与转移状态随着时间变化的顺序集合，对于匀速前进的机器人，步态呈周期性变化，这种步态称之为周期步态 [ 4 ]，而能够根据传感器获取地面状况和自身的姿态，进而产生实时的步态被称为随机步态或实时步态。本文对爬虫式机器人进行了周期步态规划。爬虫机器人共有8个运动关节，因此该爬虫机器人拥有8个自由度，其中每只腿包含两个运动关节，即膝关节和胯关节。为了便于实现机器人的运动，使用了同种型号的数字舵机来实现关节的运动。 4.1. 运动学与动力学仿真 在常规步态规划的基础上实际机械结构搭建并利用ADAMS软件进行运动学与动力学仿真 [ 5 ]。机器人位移曲线如图4所示，直行时胯关节与膝关节舵机的加速度曲线如图5，图6所示。 图4. 机器人直行位移曲线 图5. 胯关节舵机加速度曲线 图6. 膝关节舵机加速度曲线 从图4可看出，仿真所得出的机器人位移曲线与设计时确定的直行步态方式基本一致，图中红色线条表示机器人在前进状态下位移量不断地积累，但仍存在些许的波动，而这些波动是由于设置了相应的摩擦力造成机器人在X方向上打滑的结果；其次，蓝线表示机器人在Y方向，即左右位置上的位移。在6个周期内，机器人每完成一个步态都包含了左偏和右偏的两个部分，反映到Y轴位移上即为上下波动的曲线。而粉色曲线则代表Z轴方向的位移，在图4中该曲线近似为一条直线表示为机器人直行运动时没有发生幅度较大的上下颠簸。故从上图可知，直行步态的模拟仿真近似达到设计要求。 如图5、图6可看出，机器人两个关节舵机分别都在X方向上有不同程度的加速度突变，这对于机器人运动会造成一定程度的影响，并且也会影响相应舵机的寿命，造成这种情况的原因时在进行STEP函数设置时参数的选择并不准确，需要进行适当调整。 综上所述，完成了对爬虫式机器人的运动仿真，并从动态图像和输出曲线上可以判定所设计的步态可以较为平稳的驱动机器人运动。 4.2. 步态设计 本文决定使用对角线式的步态设计，在保证机器人实现运动的基础上也同时能够维持稳定的状态，从而实现需求的运动步态。 图7. 直行初始步态 图8. 直行第一步态 图9. 直行过渡步态 图10. 直行第二步态 现作出如下设定，爬虫式机器人的头部左侧胯关节舵机为1号关节，按照顺时针的方向依次排序为2，3，4号关节。其次，假定与头部左侧胯关节相连接的膝关节舵机为5号关节，同样顺时针排序，依次为6，7，8号关节。 在上述设定的基础上，首先简述直行步态规划： 第一步：所有关节的舵机均回到初始的角度，如图7所示，保证爬虫机器人重心稳定。 第二步：2号及4号关节舵机均向后摆动，支撑脚6号、8号关节舵机蹬地，从而用摩擦力驱动机器人向左前方前进一定距离。与此同时，抬起5号、7号关节舵机并将1号、3号关节舵机向前移动，如图8所示，为下一步机器人运动轨迹回正做准备。 第三步：所有关节舵机回到初始位置，如图9所示，使得机器人回到直线运动轨迹上。 第四步：1号及3号关节舵机均向后摆动，支撑脚5号、7号关节舵机蹬地，从而用摩擦力驱动机器人向右前方前进一定距离。与此同时，抬起6号、8号关节舵机并将2号、4号关节舵机向前移动，如图10所示，为下一步机器人运动轨迹回正做准备。 关于机器人右转步态规划，其基本策略依旧是同一对角线部位的关节抬起，另一对角线上的关节滑动，从而完成运动，具体步骤如下： 第一步：所有关节舵机回正，保持机器人重心稳定。 第二步：5，7号舵机抬起，并延迟一定时间，待机器人稳定后再继续运动。 第三步：1，2号舵机均向前摆动，3，4号舵机向后摆动，此时机器人应向右旋转一定角度。 第四步：5，7号舵机落下，使机器人站立平稳。 第五步：6，8号舵机抬起，并延迟一定时间，待机器人稳定后再继续运动。 第六步：1，2号舵机均向后摆动，3，4号舵机向前摆动，此时机器人再向右旋转一定角度。 第七步：所有关节舵机回到初始位置，完成一次90度右转。 机器人的后退与左转步态与上述前进、右转步态类似 [ 6 ]，不再赘述。
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user: 5. 机器人基本运动子程序 爬虫机器人的基本运动包括前进、后退、左转、右转、左移、右移等基本步态，要对这些步态进行编写程序实现，需要对机器人运动学动力学进行仿真并结合实际情况的分析计算出舵机运动的角度。 在实现基本步态的过程时，结合前面所确定的步态以及在UG和ADAMS仿真软件中的建模与仿真，同时搭建了实际结构进行模拟，编写了完成这些步态的子程序。这些子程序中均使用了顺序结构内嵌套舵机控制子程序完成，这样程序就具有了良好可读性。 5.1. 直行控制程序 直行控制程序共分为四步，具体步骤在前文步态中已经介绍过，而程序中又添加了相应的延时函数，这是为了确保舵机能够准确地运动到相应位置。如图11所示为直行控制程序。 图11. 直行控制程序 5.2. 右转控制程序 该程序与直行不同的是，它包含6个步骤，但基本的运动方式对角线步态仍然保持不变。右转控制程序如图12所示。 图12. 右转控制程序 5.3. 追踪子程序 该程序旨在实现机器人在某些情况下需要对某些目标进行追踪的功能，追踪程序包括两种，第一类追踪程序依靠的是红外式传感器进行追踪，第二类程序依靠字母识别程序后进行追踪。两个程序相同点在于程序都是依靠外部传感器的反馈值进行判断是否前进，不同点在于红外传感器是通过测定距离后进行逻辑判断，而字母识别追踪程序则是依靠一系列图像处理后成功识别相应字母后才进行前进动作。红外追踪程序如图13所示。 5.4. 字母识别 该功能是由摄像头采集连续的图像并进行OCR处理，从而识别出相应的字母。 首先需要创建相应的字体模板库，在前面板中设置好视觉获取函数与视觉助手函数后进行图像处理函数的设置，如图14为图像处理过程函数。 图13. 红外追踪程序 图14. 图像处理过程 同时在设置字符集时要手动圈出要是识别的区域，但是视觉助手中没有矩形输出接口，故在接下来的两步处理就是作为矩形数据的输出。如图15所示为字符集样图，图16所示为实际识别时所识别的字母。 图15. 字符集样图 图16. 实际识别字母 识别了字母后，机器人将对该字母进行追踪，从而实现相应功能，在程序设计时，使用一个循环先后进行图像获取和处理，下一步在进行前进步态的调用，具体程序如图17所示。 图17. 字母识别追踪程序
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user: 6. 结束语 本文介绍一种基于ARM的教学用爬虫式机器人，利用嵌入式系统myrio，其搭载双核ARM9和相应模拟数字引脚来控制舵机和传感器，控制爬虫式机器人的八个关节，实现爬虫式机器人的前进后退左转右转等基本运动。利用labview编写程序，通过传感器和摄像头来实现四足机器人的搜寻探索，字母识别及追踪等功能。以基于ARM的教学用爬虫式四足机器人为研究对象能很好的发挥其在机器人实验教学中的作用。
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user: 摘要 为了研究分析爆炸冲击波压力作用下，球形阻隔防爆材料结构的应力应变响应和阻流效果，为后续的结构优化设计提供参考，基于结构对称性，本文选取了单个球形阻隔防爆材料的1/2模型作为研究对象，采用双向流固耦合方法对材料结构在连续流体冲击作用下的应力应变进行了分析，得出了主要应力集中区域、整体应力分布情况和阻流模拟结果。结果表明，球形阻隔防爆材料中，垂直于冲击波传播方向的隔板发生的应变最大，起到的阻流效果最强，45˚方向纵隔板与横向隔板连接区域为应力集中区域，纵向隔板与横向隔板连接处的应力较大。
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user: 1. 引言 球形阻隔防爆材料是一种用于填充在油箱、油罐中，用于防止油箱油罐在受到直接火力打击或撞击等意外破坏时发生“二次爆炸”的重要材料 [ 1 ]，它将容器内腔分为众多的“小单元腔”，所存储的燃料形成的可燃油蒸汽在发生燃爆时，火焰通过蜂窝状的防爆材料时被众多“小单元腔”分割成为离散的小“火焰团”，火焰的锋面呈不连续状态，且火焰所具有的能量(热能和动能)会被防爆材料吸收，火焰逐渐失去热平衡而不能维持燃烧与传播，导致整个火焰锋面的熄灭，起到遏制火焰的传播，从而抑制燃料的燃烧、爆炸 [ 2 ]。其结构如图1所示。而在主要使用柴油作为燃料的油箱、油罐中，柴油并不会仅仅因为火焰的传播即发生连续的爆炸，因此球形阻隔防爆材料起到的另一个重要作用是阻隔爆炸压力的传播，避免形成高压高温环境，从而避免柴油发生燃爆。 图1. 球形阻隔防爆材料结构模型图 尽管在实际试验和应用中，球形阻隔防爆材料具备良好的相容性，不会对所储存燃料的品质造成严重影响 [ 3 ]，阻隔防爆效果也极为出色 [ 4 ]，其仍然存在重量较重、成本较高的弊端。进行大量填充时，会极大增加油箱、油罐的重量，进而影响到装备的载重能力，甚至导致重心偏移。 因此，在不影响球形阻隔防爆材料的阻隔防爆效果的前提下，对球形阻隔防爆材料进行优化减重十分必要。目前，国内外主要通过设计不同结构的球形阻隔防爆材料和采用更轻的原材料来达到减重的目的，针对某一确定结构进行专门的应力应变分析，进一步做出优化的研究较少。本文拟通过分析在爆炸引起的连续流体冲击作用下，球形阻隔防爆材料结构的应力应变响应，明确应力集中区域和分布情况，以及现有结构的阻流效果，可以确定结构主要受力区域和有效阻流结构，为确定材料优化区域提供依据和参考。从而避免采用新结构设计和新材料研发途径带来的高成本以及长周期问题。
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user: 2. 物理模型构建与条件设定 2.1. 物理模型的构建 由爆炸原理及大量实验研究 [ 5 ] [ 6 ] 可知，当发生爆炸时，冲击波将以起爆点为中心，呈球形快速扩散 [ 7 ]，并以起爆点周围的流体介质为传导介质，将压力传导到球形阻隔防爆材料的结构上，如图2所示。 对于单个球形阻隔防爆材料来说，受限于本身结构尺寸的大小，流体介质对其产生作用的部分应与小球的直径相同，而小球的半径r远小于冲击波的半径R，因此可以近似地认为小球遭受冲击的液面为平面。 图2. 爆炸冲击阻隔防爆材料示意图 由于油箱、油罐中填充的球形阻隔防爆材料位置是完全随机的，因此垂直于冲击波传播方向，正面承受传导压力的横截面也是完全不确定的。假定图1侧视图中球形阻隔防爆材料的水平方向为X轴，垂直方向为Y轴，则有当爆炸中心处于Y轴时，承压横截面上的有效材料面积最小，可优化区域最小，而当爆炸中心处于X轴时，承压横截面上的有效材料面积最大，可优化区域最大。基于结构优化的考虑，选择爆炸中心处于X轴的设定进行分析。 基于球形阻隔防爆材料结构的对称性，选取球形阻隔防爆材料的上半部分结构，构建1/2模型作为研究对象。 2.2. 条件设定 本文采用双向流固耦合方法 [ 8 ] 来计算爆炸压力对小球结构的影响，需要对起爆后的初始状态进行模拟。基于以上分析，对球形阻隔防爆材料结构抗冲击模拟问题，进行如下假设： 1) 爆炸中心处于球形阻隔防爆材料X轴方向，传递爆炸压力的流体介质与球形阻隔防爆材料接触的部分近似为平面，垂直于水平方向，体积大小选定为40 mm × 15 mm × 10 mm； 2) 假定整个过程中球形阻隔防爆材料空间位置不变，相对速度为0； 3) 由于本文仅对结构受力进行分析，因此不考虑爆炸产生的高温，不计算热转换； 4) 由于本文主要分析球形阻隔防爆材料结构在冲击波超压作用下的应力应变情况，因此通过设定爆炸产生的油液/空气混合物初始压力为初始条件，由于模型构成非常类似水平一维激波管，因此参考一维激波管爆炸试验数据来选定初始压力值。
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user: 3. 流固耦合方法 流固耦合主要用于研究可变形固体在流场作用下的各种行为以及固体变形对流场的影响，主要基于计算流体力学和计算固体力学，以高性能计算机为载体实现同时对复杂流固耦合问题的流体和固体部分同时进行解析计算。 3.1. 流体控制方程 流体流动应遵循质量守恒、动量守恒、能量守恒和组分守恒(含有多种成分流体)定律，如式(1)、(2)、(3)、(4)所示： ∂ ρ f ∂ t + ∇ ⋅ ( ρ f v ) = 0 (1) ∂ ρ f v ∂ t + ∇ ⋅ ( ρ f v v − τ f ) = f f (2) τ f = ( − p + μ ∇ ⋅ v ) I + 2 μ e (3) e = 1 2 ( ∇ v + ∇ v T ) (4) 式中，t表示时间， f f 为体积力矢量， ρ f 为流体密度，v是流体速度矢量， τ f 是剪切力张量，p是流体压力， μ 是动力粘度，e是速度应力张量。 3.2. 固体控制方程 固体部分的守恒方程主要由牛顿第二定律导出，如式(5)、(6)、(7)所示： ρ s d ¨ s = ∇ ⋅ σ s + f s (5) ∂ ( ρ h t o t ) ∂ t − ∂ ρ ∂ t + ∇ ⋅ ( ρ f v h t o t ) = ∇ ⋅ ( λ ∇ T ) + ∇ ⋅ ( v ⋅ τ ) + v ⋅ ρ f f + S E (6) f T = α T ⋅ ∇ T (7) 式中， ρ s 是固体密度， σ s 为柯西应力张量， f s 为体积力矢量， d ¨ s 是固体域当地加速度矢量， λ 表示导热系数， S E 表示能量源项， α T 是与温度相关的热膨胀系数。 3.3. 流固耦合方程 流固耦合同样遵循最基本的守恒原则，所以在流固耦合交界面处，应当满足流体与固体的应力、位移、热流量、温度等变量相等或守恒，如式所示(8)： { τ f n f = τ s n s d f = d s q f = q s T f = T s (8) 基于以上基本方程，目前解决流固耦合问题的方法主要有直接耦合式解法和分离解法。由于直接耦合式解法目前主要用于压电材料模拟等电磁–结构耦合和热–结构耦合等问题中，本文采取分离式解法，进行双向流固耦合分析。
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user: 4. 计算模型构建与工况设定 4.1. 计算模型构建 基于前文的分析与假设，可以对整个模型进行构建。由于爆炸冲击波的扩散是关于平面对称的，结合球形阻隔防爆材料的对称结构，可以将问题进一步简化，只构建1/2模型来进行计算，以此降低模型大小和网格数量，提高计算效率，其物理简图如图3所示，实体模型如图4所示。其中流固耦合界面为球形阻隔防爆材料的外表面，其有限元模型如图5所示。整体流固耦合分析模块如图6所示。 图3. 1/2计算模型简图 图4. 三维实体计算模型 图5. 流固耦合界面有限元模型 图6. 流固耦合分析模块组成 4.2. 工况条件设定 4.2.1 . 初始条件 由于本模型的构成近似于水平一维激波管，因此选取激波管实验中第一个数据采集点得到的超压值200 kPa为油液/空气混合物初始压力。油气混合物密度与空气密度相近，在模拟计算中以空气模型替代。经预计算，设定分析时长为0.1 s。初始状态下，运动混合物和静止混合物的分布状态和静态压力分别通过vof和pressure两个表达式来进行设定。 4.2.2 . 边界条件 该模型中，底面(也即1/2剖面)固定，与前后面同为墙面边界，两侧为对称边界，顶部为开放边界，球形阻隔防爆材料外表面(除去固定底面)为流固耦合交互界面，如图7所示。 图7. 边界设置 4.2.3 . 耦合控制 由于本文采用的是双向流固耦合方法，必须对结构与流体求解的顺序做出设定，结合实际工况，应是先算流体运动后算结构受力，因此耦合控制为结构计算在流体计算之后，其中涡流模型为k-Epsilon模型。
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user: 5. 模拟计算结果 在计算的同时监视球形阻隔防爆材料在X轴向(即冲击波扩散方向)受力变化情况，得到整个过程受力变化曲线如图8所示。由图可见，主要峰值出现的时间为t = 0.01 s。因此选取该时间点，进行受力和阻流情况分析。 图8. X轴向受力变化曲线 5.1. 球形阻隔防爆材料受力情况分析(t = 0.01 s) t = 0.01 s时，球形阻隔防爆材料的应力云图如图9~12所示。由图可见，球形阻隔防爆材料在受到平行于剖面的冲击时，应力集中区域主要出现在直角连接区域。 图9. 等效应力云图前视图 图10. 等效应力云图后视图 图11. 等效应力云图上视图 图12. 等效应力云图右视图 图11、图12中显示，冲击压力峰值时刻，垂直于冲击波传播方向的隔板发生的形变最大，所起到的压力阻隔效果最大，同时在隔板之后形成的低流速区域也越大(如图14、图15所示)。 据此，可以在后续的结构优化中，对直角连接部位进行加强，而对蓝色区域进行适当结构删减，既可以保证整体结构的强度和抗冲击能力不变，又减少重量、体积，有效降低体积占有率。 5.2. 球形阻隔防爆材料对冲击流体的阻扰分析(t = 0.01 s) 由于球形阻隔防爆材料多分割、多子空间的结构特点，对冲击流体会起到分流、阻扰等作用，降低流体速度及压力，选取极值点0.01 s时，不同的剖面来观察流体的速度与压力分布情况。 由球形阻隔防爆材料俯视图可见，该模型关于Z = 0时的XY平面对称，根据结构特点，当选取Z = 0、Z = 0.0025、Z = 0.005、Z = 0.0075、Z = 0.01、Z = 0.0125这六个剖面时，球形阻隔防爆材料的截面结构均不相同，因此，选择该六个剖面来进行观察；由球形阻隔防爆材料前视图可见，当选取Y = 0、Y = 0.0025、Y = 0.0070、Y = 0.011、Y = 0.0125、Y = 0.014这六个剖面时，球形阻隔防爆材料的截面结构均不相同，因此，选择该六个剖面来进行观察。如图13所示。 图13. 剖面选取示意图(左侧XY向，右侧ZX向) 5.2.1. XY向剖面 图14为Z取不同值时的速度分布云图。由图可见，综合当Z取不同值时，阻隔防爆材料结构均对高速流体有较好的阻扰降速作用。除部分因涡流产生的局部高速外，在阻隔防爆材料右侧的低流速区域宽度总与材料截面在Z轴上的最大宽度密切相关。 图14. 不同Z值剖面流体速度分布 5.2.2. ZX向剖面 图15为Y取不同值时的速度分布云图，由图可见，当Y的取值小于0.007时，由于球形阻隔防爆材料的截面形状没有在垂直于流速的方向上闭合，因此出现了部分涡流增速区域。而当Y大于0.007时，由于结构的闭合，使得球形阻隔防爆材料的右侧出现了稳定的低流速区域，不再产生涡流增速。 图15. 不同Y值剖面流体速度分布 图14、图15中可见，球形阻隔防爆材料结构外侧以及不闭合的结构内部均产生了涡流，使流体流速增加，尤其结构内部产生的涡流，使关联结构存在更大的应变及应力。 图9、图10中显示的应力集中区域正好对应于图14中Z = 0.0025和图15中Y = 0.0025的结构剖面，由结构剖面的流体速度分布可见，正是因为流体在该位置出现了高速的涡流，导致结构受力较大。
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user: 6. 分析与结论 结合冲击压力峰值时刻的应力分布与不同剖面流体速度分布情况进行分析，可得出以下结论： 1) 球形阻隔防爆材料的结构能够有效地阻扰因爆炸产生的高速高压流体，极大的降低流速，阻止高速流体的快速扩散，其形成的低流速区域大小与材料在垂直于流速方向的投影尺寸密切相关。 2) 球形阻隔防爆材料的非闭合结构可能导致流体的涡流增速，但通过大量堆放、叠加，可以消弭这一现象。 3) 球形阻隔防爆材料在阻扰因爆炸产生的高速高压流体时，主要应力集中区域为肋板相接点处，应考虑通过倒圆角或增加加强筋来提高结构抗压强度。 4) 根据球形阻隔防爆材料的应力分析结果，可针对性的对应力较小区域进行减材优化，而对于应力集中等区域的结构进行强化，如直角的连接处改为弧形连接等。达到保证结构强度的要求下，降低材料重量和空间占有率。
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user: 摘要 白驹凹陷位于苏北盆地东台坳陷的东北部，可以划分为2段，自下而上分别为泰二段和泰一段，泰一段又分为泰一1小层、泰一2小层和泰一3小层。研究表明，在白驹凹陷泰一段时期，发育辫状河三角洲、曲流河三角洲、湖泊、共3种沉积相类型，其中以湖泊相、辫状河三角洲相、曲流河三角洲相为主。泰一段3小层主要发育辫状河三角洲、东南发育范围较小的滨浅湖相，泰一段2小层表现为西南西北方向为三角洲前缘相，整个东方向湖侵，发育湖相，泰一段1小层，湖退，发育曲流河三角洲前缘，西南发育的湖相。
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user: 1. 引言 随着我国国民经济快速发展，对天然气需求越来越大，并且存在夏季和冬季需求不平衡的矛盾，因此加大和加快储气库建设以解决冬季天然气调峰问题显得尤为重要。华东地区是我国经济发达地区，该区储气库建设相对滞后，加快该区储气库选址和建设尤为迫切。因此，急需将白驹构造纳入储气库之中，扩大建库面积。该项目对减缓华东地区冬季天然气调峰具备重要意义。所以作者在根据前人对相邻工区的研究经验上，应用沉积学和层序地层学的研究原理和方法，对泰一段的沉积相类型、沉积相平面展布进行研究，期望为预测有利砂体的平面分布的后续工作提供依据。
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user: 2. 地质概况 白驹凹陷位于苏北盆地东台坳陷的东北部，东临裕华、小海凸起，南接吴堡低凸起和梁垛低凸起相接，西靠柘垛低凸起，北依建湖隆起，面积约2180 km 2 [ 1 ]。从北到南细分为大丰次凹、施家舍断阶带、洋心次凹、草埝断阶带。白驹构造赤山组–泰州组发育二套有利储盖组合 [ 2 ]，上组合包括泰二段暗色泥岩为区域性盖层，泰一段上段砂岩为储层，下组合包括泰一中段泥岩为直接盖层，泰一下段及赤山组砂岩为储层，储集物性较好，圈闭为断背斜，具有有利构造条件，具有储气建库的优越条件 [ 3 ]。本次研究目的层为泰州组一段，细分为三个小层。
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user: 3. 沉积相类型及特征 在地震方面，泰一段顶部低Gr，高阻，粉砂岩底部低Gr，高阻整体发育砂泥互层，整体为低Gr，高阻，为三角洲–湖相沉积(图1)。 通过对白驹凹陷11口井岩心观察描述及室内镜下鉴定、粒度分析和古生物分析等资料的研究，并依据测井、地震响应特征和沉积层序、砂体分布特征 [ 4 ]，确定在白驹凹陷泰一段时期，发育辫状河三角洲、曲流河三角洲、湖泊、共3种沉积相类型其中以湖泊相、辫状河三角洲相、曲流河三角洲相为主。根据其沉积环境及沉积岩的颜色、成分、结构、构造、厚度等沉积标志 [ 5 ]，可划分为4个亚相。再进一步可共划分为7种沉积微相(表1)。 图1. 研究区泰一段单井沉积相综合柱状图 Table 1 Types and characteristics of sedimentary facies in the study are 沉积相 沉积亚相 沉积微相 岩性特征 发育层位 辫状河三角洲 辫状河三角洲前缘 水下分流河道 细砾岩，细砂岩沉积为主，砾石混杂堆积，多为棱角状，砂质沉积增多，砂地比高，块状层理 泰一3小层 支流间湾 暗色泥岩沉积为主，夹薄层砂砾岩沉积 曲流河三角洲 曲流河三角洲前缘 水下分流河道 以含砾细砂岩或细砂岩沉积为主，砾石磨圆为次圆状圆，厚度规模相对较小，块状层理 泰一1小层 支流间湾 暗色泥岩沉积为主，夹少量粉细砂岩沉积 湖泊 滨浅湖 滨浅湖泥 泥岩沉积为主，煤层相对发育，常见炭化泥岩 泰一1小层、2小层、3小层 砂坝 以砂岩沉积为主，见反旋回沉积 半深湖 半深湖泥 暗色泥岩沉积为主 表1. 研究区沉积相类型及特征