DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 黄连素的全合成研究 早在1911年Pictet和Gams就发表了第一种据称是小檗碱的合成方法 [ 7 ]，但Buck和Davis对此提出了质疑，后来通过研究证明Pictet合成中使用的关键环结构是一种与小檗碱相反的生物碱异构体 [ 8 ]。 1969年，Kametani完成了小檗碱的首次全合成 [ 9 ]。此路线以化合物1和2为初始原料，先加热缩合得到化合物3，在POCl 3 作用下环化成化合物4，再通过还原和脱保护基得到化合物6。化合物6和甲醛经Mannich反应得到化合物7，再和锌反应脱苯环上的Br，最后经重氮甲烷甲基化和单质碘氧化脱氢得到最终产品黄连素碘化物(图1)。此反应路线的总产率非常低，小于8%，且所用的原料1和2也需要进行合成而来。 1973年，我国广西南宁制药厂开发出了国内盐酸黄连素的第一条工业路线 [ 10 ] (图2)，该路线是以广西的土特产–黄樟油素(10)为起始原料，采用的是常压条件的工艺路线。黄樟油素在氢氧化钾作用下双键重排异构化，然后被重铬酸钠氧化得胡椒醛(11)，化合物11与硝基甲烷发生Henry反应，用锌汞齐将硝基还原得化合物14。化合物14与2， 3-二甲氧基苯甲醛先发生缩合反应，然后在硼氢化钾的作用下还原得化合物15，最后和乙二醛环合得盐酸黄连素。该合成路线只有6步，总收率约为23%，但起始原料天然产物黄樟油素比较稀缺、价格昂贵，工业成本较高。 1974年，杭州第一制药厂研究给出了另外一种盐酸黄连素的合成路线 [ 11 ] (图3)，即以邻二氯苯(16)为起始原料，在氢氧化钠和氯化钡作用下发生水解得邻苯二酚(17)，与二氯甲烷亚甲醚化得化合物18，然后化合物18与多聚甲醛在酸性条件下发生氯甲基化反应，再与氰化钠发生亲核取代反应引入氰基得到化合物19，后在活性镍催化下加氢还原氰基得3，4-亚甲二氧基苯乙胺(14)，最后两步反应与广西南宁制药厂一致，最终也得到盐酸黄连素。同样是先合成中间体14，这条路线原料简单易得，但合成路线收率较低，仅有11%，且需用到氰化钠。 图1. Kametani’s合成路线 图2. 广西南宁制药厂合成路线 图3. 杭州第一制药厂合成路线 1975年，东北制药厂以苯酚(21)为起始原料，先氯代再在碱性条件下水解，后与二氯甲烷亚甲醚化得化合物18，化合物18与多聚甲醛在酸性条件下发生氯甲基化反应，并加入乌洛托品，在醋酸和水中反应生成胡椒醛(12)，胡椒醛与氯乙酸甲酯环氧化并水解脱羧得胡椒乙醛(25)。胡椒乙醛与氨气在高压下胺化，氢气还原得3，4-亚甲二氧基苯乙胺(14)，最后化合物14经缩合、环合反应得盐酸黄连素 [ 12 ] (图4)。该条合成路线较长，共有18步，总收率仅为9%，并且反应过程中有三步是高压氢化，对反应设备要求苛刻，工业成本较高。 图4. 东北制药厂合成路线 2014年，Gatland等发明了一条盐酸黄连素新的合成路线 [ 13 ] (图5)。胡椒苯乙酸27经还原、取代、傅克乙酰化得一个中间体28。化合物29为起始原料，先和碘甲烷反应进行甲基化，后用乙二醇对醛基进行缩醛保护得另一个中间体30；中间体28和30在5 mol% [(Amphos) 2 PdCl 2 ]催化下发生偶联，然后在氯化铵作用下加热环化生成盐酸黄连素。该条合成路线共7步，总产率约50%，路线短，产率高，但该路线原料27和29不易得、钯催化剂价格昂贵。 图5. Gatland’s合成路线 2015年，Anand等利用Ag(I)催化的方法合成盐酸黄连素 [ 14 ] (图6)。该路线以三甲基硅芳炔化合物31为起始原料，先在四丁基氟化铵作用下脱三甲基硅得化合物32，化合物32再和化合物33进行Sonagashira偶联反应得化合物34，然后化合物34在硝酸银的作用下和醋酸铵反应形成异喹啉母核得到化合物35，最后在三苯基膦存在下环化形成盐酸黄连素。该合成路线只有4步，总收率高达32%。该反应路线短，每一步产率中等以上，操作简单，但化合物31不易获得，同时也存在使用钯催化剂的情况，成本较高。 图6. Anand’s合成路线 2016年Tong等报道了一种新颖的方法用来高效地合成小檗碱 [ 15 ] (图7)。首先化合物33，36和37在CuI和苯甲酸催化作用下进行缩合和偶联反应，再在K 2 CO 3 作用下脱除三甲基硅保护基生成化合物38，第二步则是在Pd(PPh 3 ) 4 催化作用下发生分子内偶联消除反应，得到中间体39，在四丙基高钌酸氨/N-甲基吗啉-N-氧化物(TPAP/NMO)氧化体系中氧化得到化合物40，然后在RhCl(PPh 3 ) 3 催化剂作用下和叠氮磷酸二苯酯(DPPA)反应脱醛基，最后羰基还原消除得到最终产品小檗碱。这种针对四环框架的新策略已成功应用于合成30种以上天然原小檗碱和5种金刚烷生物碱。 图7. Tong’s合成路线 2016年陈等报道了一种盐酸黄连素的合成新路线 [ 16 ] (图8)。该路线以儿茶酚(17)为起始原料，在碱性条件下与二氯甲烷进行亲核取代反应得化合物18，再经过氯甲基化反应得到化合物19，然后与丙二酸二乙酯在乙醇钠的作用下通过亲核取代得到化合物42，再经水解、脱羧、酰胺化得到化合物45，化合物45通过霍夫曼重排得关键中间体14，最后进行缩合、环化得盐酸黄连素。此条路线共九步，总产率13%。此路线的优点在于避免使用了氰化钠，也没有催化加氢操作，但总产率偏低。 2017年陈等又报道了一种汇聚式合成路线合成盐酸黄连素 [ 17 ] (图9)。此路线以1，2-亚甲二氧基苯(18)为起始原料，溴代得化合物48，化合物46 N-H上Boc保护基团得化合物47。化合物48制成格氏试剂，在催化剂CuBr•SMe 2 作用下和化合物47进行开环反应得到化合物49，三氟乙酸条件下脱保护基得到重要的中间体14，再经缩合、还原、环化得盐酸黄连素，该汇聚式合成路线仅需5步，收率高达33%。该路线具有路线短、收率高、反应条件温和等特点，为合成盐酸黄连素提供一种新思路新途径，具有潜在的工业应用价值。 图8. Chen’s合成路线一 图9. Chen’s合成路线二 2018年Clift等以化合物14为初始原料，和化合物50经Pictet-Spengler反应合成混合物51，和2，3-二甲氧基苯甲醛进行还原胺化，其以79%的收率得到了叔胺化合物52，然后在三氟甲磺酸作用下进行分子内傅克烷氧基烷基化反应，得到中间体53，化合物53进行E1甲醇消除反应而得到化合物54，最后在乙酸钾的存在下，用碘氧化54生成了盐酸黄连素 [ 18 ] (图10)，后面几步收率几乎是定量的。这种简洁高效的合成方法总产率为54%，仅需进行四步反应操作即可。该策略的关键步骤是分子内傅克烷氧基烷基化反应，该反应在氧化后建立了这一类天然产物的异喹啉鎓核心。 图10. Clift’s合成路线
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user: 3. 结语 在此，我们总结了所知的自盐酸黄连素发现以来的各种全合成方法。特别是最近几年研究出了几种合成盐酸黄连素的新策略，为黄连素作为母核的各种天然产物的合成提供了新的思路。虽然黄连素已经实现了工业化生产，但随着对黄连素的应用的研究越来越深入，它的需求量也将越来越大，将迫切需要科研工作者们开发更多更新的合成方法合成黄连素，使合成路径更短，成本更低，也更节能环保。
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user: 摘 要 本文采用分子动力学计算方法从微观上对热声发动机板叠间的传热传质机理及其起振频率进行了模拟研究。在往复振荡过程中，由于温度梯度的存在，使得能量面发生了迁移，最终在冷热气体间产生密度梯度，直至密度梯度为零时完成一个周期。自激振荡伴随有能量耗散，故而温度波峰与波谷随着周期数的增加逐渐减小。随着温度比的升高，起振频率逐渐降低，这将有利于微通道板叠结构缩短谐振管的长度，实现结构的微型化。 关键词 :热声发动机，板叠结构，起振频率，分子动力学模拟 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，由于长期使用氟利昂带来的环境问题受到了越来越多的关注，加之传统的机械制冷装置因为震动，密封要求高等对制冷机的长期稳定运行有一定的影响，制冷装置的发展遇到了瓶颈。为此，人们开始寻找新的制冷装置，以期改变这种局面。1988年Swift最早对热声制冷机进行了报道，自此，热声制冷技术引起了人们的广泛关注。B. Yu等人 [ 1 ] 测试了由行波热声发动机驱动的热声制冷机，对不同直径惯性管的制冷机进行了研究。实验发现此方法可以提高了制冷机的COP和发动机的输出效率。杨卓等人 [ 2 ] 设计了一台气液双作用行波热声发动机上使用的行波制冷机，在300 K的环境温度，250 K的制冷温度下进行理论研究，COP达到了2.74，相对卡诺效率接近60%，效率高。汪建新与张彤 [ 3 ] 设计了一种高效热声制冷机谐振管，采用Fluent软件进行模拟，发现纵向谐振频率与声源驱动器频率相近，振动增强，热声制冷机制冷效率提高。何秋石等人 [ 4 ] 建立了热声制冷微循环模型，算例模拟结果表明，在热声制冷微循环中，制冷量、制冷率以及制冷机性能系数都得到了优化解，对热声制冷机的改进及优化起到了一定的理论指导作用。汪建新等人 [ 5 ] 发现谐振管截面的几何尺寸是热声制冷机比较重要的参数，他们通过模拟得出相同激励条件下，采用圆锥形谐振管活塞震动幅值最大，声强较高。李德玉等人 [ 6 ] 通过研究发现，板叠长度和中心位置对热声转换效率影响比较大，并以空气为工质，在常温常压环境下获得了冷热端37℃的温差。蒋智杰等人 [ 7 ] 根据热声制冷机参数振荡特点，建立了不可逆热声制冷循环模型，提出了目标函数，并在目标函数取最大值时，使设备达到了最优的效果。A. C. Alock等人 [ 8 ] 通过研究发现，通过调节装置的几何形状可以改变其性能，并且在需要较少的输出量时，与传统蒸汽压缩式制冷机相比，热声制冷机效率更高。汪建新等人 [ 9 ] 基于热声效应理论和有限元法对热声制冷装置谐振腔内声压幅值和气柱活塞的振动特性进行了分析，得到了谐振腔内声强越高，热声制冷机效果越好的结论。基于以上研究，本文分别建立了室温与低温、高温与室温的微通道板叠热声转化模型，为使热声结构进一步微型化、高效化提供理论依据。
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user: 2. 热声转化 板叠作为热声制冷机的核心部件，由回热器两端的加热器与冷端换热器基于温度梯度，基于起振温度，使气体微团在板叠间进行往复振荡，从而在板叠两端形成温度梯度。图1是板叠内气团振荡移动的示意图。板叠间距的增加提高了热传递效率但增大了熵损耗，因此减小板叠间距，提高自激振荡频率，使板叠结构进一步微型化且保持较小的熵损耗与热声转化效率。本文基于分子动力学计算方法，将复杂的板叠与气团间对流换热与气团振荡过程分解分析，估算板叠间的高、低温气团的温差对自激振荡过程的频率、压力波动的影响，对板叠间无传热温差的温度场内的传热传质微观机理进行分析，并为微型板叠结构的设计提供理论基础。 图1. 板叠内气团振荡移动示意图
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user: 3. 分子动力学理论与模型建立 分子动力学模拟方法基于牛顿经典理论，从微观角度对温度场内热–声能量转换机理进行研究与分析，仅考虑两侧板叠对附近气团充分传热时刻冷、热气团的单周期混合振荡过程。图2是运行前的模型。模拟盒子的尺寸均为5.72 nm * 200 nm * 2291.2 nm (x * y * z)，初始压力为5 bar，模拟盒子左右两侧分别被区分为高温区域与低温区域，高温区域的z轴坐标范围为0 nm~1145.1 nm，低温区域范围的z轴左边坐标范围为1145.1 nm~2290.6 nm，板叠厚度维度采用周期性边界条件，以仿真板叠长度无限长，ylo、yhi、zlo、zhi维度均采用固定边界条件并设置反弹壁面。表1为运用理想气体状态方程计算的在预定温度、压力的原子个数，公式如下： n = p v R T (1) Table 1 Number and distribution of model atom He原子总数 高温区He原子数 低温区He原子数 80，082个 40，040个 40，040个 表1. 模型原子数与分布 图2. 模型运行前分子构象 首先对高温与低温He气库采用无定型结构分别建立模型，之后进行模型能量最小化计算，并拼接形成完整的模拟盒子。表2是各模型的温度参数。先采用NVT系综对温度进行标定，采用Langevin控温方法调节颗粒间的摩擦阻力、黏性阻尼、颗粒随机碰撞力(耗散、波动定理)，将高温区域的气体平均温度设定为300 K，低温区域的气体平均温度设定为100 K。由温度差引导能量面的迁移，之后采用NVE系综对模型运行900万步，时间步长0.8 fs。模型采用LAMMPS (Large-scale Atomic Molecular Massively Parallel Simulation)进行并行计算，输出每个时刻的原子坐标与瞬时速度。之后将模拟盒子沿yhi维度每100 nm划分一个格子，采用Fortran编程统计每个格子内的温度、压力、速度、原子数、单位截面质量流率。 Table 2 Temperature parameters of each mode 低温气团温度T c (K) 高温气团温度T h (K) T h /T c 模型一 300 400 1.333 模型二 300 500 1.667 模型三 300 600 2.000 模型四 200 300 1.500 模型五 100 300 3.000 模型六 80 300 3.750 模型七 50 300 6.000 表2. 各模型温度参数 通过势能函数描述式赋予原子初始时刻位置，He原子之间采用LJ势能函数，并计算整个系统的势能。遵循牛顿经典力学，则模型中任意一原子i受到的力均为势能的梯度，并获得原子加速度，最后对牛顿运动定律方程进行时间积分，预测i原子在经过 τ 后的原子瞬时速度与位置。 F i = − ∇ i U = − ( i ∂ ∂ x i + j ∂ ∂ y i + k ∂ ∂ z i ) U (2) a i = F i m i (3) 其中 r i 为原子随时间迭代的瞬时位置； v i 0 为原子初始时刻速度； v i 为原子随时间迭代的瞬时速度。将所有原子置于模型中，初速度满足高斯分布，则系统中所有原子运动的动能总和应满足一下条件： K . E = ∑ i = 1 N 1 2 m i ( | v i | ) 2 = i 2 N k B (4) 其中，N为总原子数；k B 为玻尔兹曼常数；T为热力学温度。由系统平均温度，赋予下一次循环的原子初始速度，并由该时刻原子的坐标球得到新的系统势能与动能，进行迭代计算，以下给出局部温度、压力的统计式： T c a l = ∑ m i ( v i ， x 2 + v i ， y 2 + v i ， z 2 ) 3 N k B (5) P = ρ k B T + 1 3 v 〈 ∑ i = 1 N F i j ( r i j ) r i j 〉 (6)
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user: 4. 结果分析 4.1. 温度场与密度分布分析 由图3可见，往复振荡过程伴随着传热传质过程。冷端换热器、加热器附近的气体温度伴随气体工质的往复振荡随时间发生了波动。当由温度梯度引导能量面发生迁移时，两侧的气体温度发生了快速的变化，高温气团大量向冷端气团扩散，冷端附近密度快速上升，产生密度梯度。当2000 ps时，两侧气体微团温差较小时会产生较大的密度梯度，进而由密度梯度引导能量面的迁移，靠近冷端的气团大量向热端移动，直至两侧密度相同，但同时在两侧再次产生了较大的温度梯度，完成一个周期的振荡，周而复始。一个完整的周期时长约为38，000 ps，由于未对两侧反弹壁面进行温度控制，第二个周期的温差波峰与密度波峰略低于第一个周期，自激振荡伴随着能量耗散，通过控制加热器的加热温度为系统泵入能量，维持自激振。 图3. 模型三冷端、热端的温度波动(加热温度600 K) 4.2. 压力波动与起振频率分析 回热器内板叠结构靠近冷端换热器一侧，由于气团温差驱动的往复振荡输出压力波，其中实线代表冷段换热器一侧的压力波动，虚线代表加热器一侧的压力波动。由图4所示，在冷端换热器侧和加热器侧均捕捉到了驻波，对于微通道板叠结构，当T h /T c 为1.33时，冷端压比为1.437193；T h /T c 为1.667时，冷端压比为1.81916；T h /T c 为2时，冷端压比为2.18442。随着温度比的升高，冷端可提供的压比与之成正比。由此可见微通道板叠结构的起振温度比远小于常规尺寸的温度比。 图4. 冷、热两侧压力波动随时间的变化 同时，随着温度比的升高，冷端与热端均维持了均匀的周期时长，且相位差为90度，但起振频率与温度比成反比。由于热声驱动器的另一个重要参数时谐振管的长度，由声波波长、频率决定， v = λ f ，其中v为当地声速， λ 为声波波长，f为起振频率。谐振管管长通常为1/2波长或1/4波长。分子动力学计算模型可为起振频率、谐振管管长提供指导，以模型三为例，计算所得模型中周期时长为38，000 ps，按比例求得当板叠长度为10 cm时起振频率为603 Hz，所需的谐振管长度为0.829米。因此，微通道板叠结构有利于进一步缩短谐振管长度，使发动机微型化。 4.3. 压力波动与单位截面质量流率分析 图5(a)是模型一靠近zlo侧100 nm处压力波与质量流率随时间的变化曲线，图5(b)是模型一中间1100 nm处压力波于质量流率随时间的变化曲线，在这两个位置压力波都是超前于质量流率的；而图5(c)是靠近zhi侧90 nm处压力波与质量流率随时间的变化曲线，此时则是质量流率超前于压力波。可以看到，在三个位置，相同时间点的质量流率相位基本是没有变化的，只是波幅在变化，这主要是因为驻波声场气团获得的总能量变化时只会引起波幅的变化，并不会引起相位的变化。而压力波从zlo侧到zhi侧变化了180˚，主要是气体原子在整个模型盒子内做往复运动，所以在到达一端时会因为能量面的迁移而转变运动方向，就会出现模型两侧压力波相位相差180˚的情况。 4.4. 压力波与速度波分析 图6为压力波与速度波随时间的变化曲线，压力波与速度波在整个运动过程中相位差为90˚ [ 10 ]，因为沿着波传播的方向，气体微团压力波和速度波的波形始终是保持不变的，变化的只有因为能量迁移而带来的波幅的变化，所以在整个模拟中，压力波与速度波相位差保持在90˚附近。相位有微小的波动是因为气体微团在运动过程中会受到张力、粘性阻力等的影响。 图5. 模型一zlo、中间及zhi处压力与质量流率随时间分布 图6. 压力波与速度波随时间变化
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user: 5. 结论 本文基于分子动力学计算方法对热声发动机板叠间微通道内气团移动过程进行了仿真，于微观层面阐述了板叠间压力波动主要由温度梯度与密度梯度交替主导能量面迁移完成热声能量转换。进而讨论了加热温度对起振频率与压力波动的影响。随着加热温度的升高，压力波动也逐渐升高，振荡周期缩短，起振频率升高。对驻波声场而言，在整个循环中，气体微团的压力波与速度波相位差保持在90˚，改变的只有波幅。
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user: 摘 要 随着国家经济的发展，大学生创业政策经历了由探索到推进、到完善、再到“互联网+”阶段的飞跃。通过对不同阶段创业政策的分析与整理，发现我国创业政策存在如政府创业政策执行力欠佳、地方政策配套设施不足、高校创业教育体系不完备等诟病。基于此，提出应该优化创业政策与法律法规、优化地方创业服务、优化高校创业教育体系等对策，构建政府、地方和高校多方联动的创业服务模式。 关键词 :高校创业政策，大学生，创业服务 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 2019年5月，教育部等六部门下发《高职扩招专项工作实施方案》的通知，要求高职院校扩大招生计划，招生对象主要面向普通高中毕业生、中职(含中专、技工学校、职业高中)毕业生、退役军人、下岗失业人员、农民工和新型职业农民等群体。高校扩招政策的不断推出，从侧面意味着大学毕业生数量逐年增加。据新华网统计，2020年毕业生将达到874万，同比增长40万 [ 1 ]，大学生就业面临更大的挑战。为了促进大学生更好更快地就业，政府出台了一系列政策支持，从20世纪末《关于进一步做好1999年普通高等学校毕业生就业工作的意见》中指出要鼓励大学生自主创业，到2014年夏季达沃斯论坛上“大众创业、万众创新”口号的提出，大学毕业生自主创业成为“时尚潮流”。作为当今创新创业的新生力量，大学生是一个具有前瞻性的群体，善于创新，勇于开拓。即便如此，有研究显示，“美国大学生创业成功率达10%，而我国大学生创业成功率总体还不到2%，有的地区更是不到1%” [ 2 ]。麦可思研究院在《2019年中国大学生就业报告》中发布，2018届大学毕业生自主创业比例为2.7% [ 3 ]，与发达国家平均20%~30%的自主创业率仍相差甚远。由此可见，虽然政府颁布了有利于大学生创新创业的政策与文件，但囿于种种弊端很难在地方高校顺利实施，一定程度上限制了大学生创新创业的激情。
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user: 2. 创业政策概念 创业政策即“国家机关为了引导、帮助和管理创业者的创业活动而制定的一系列行动准则” [ 4 ]。高校大学生创业政策即为了引导、帮助和管理大学生的创业活动进而制定的一系列行动准则，目的是为拓宽毕业生就业市场，通过创业活动缓解就业压力，带动就业市场。
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user: 3. 高校创业政策实施过程中存在的弊端 虽然我国创新创业政策体制不断完善，大学生创新创业规模不断扩大，但与西方国家相比，我国大学生创业选择领域仍处于产业链下端。大学生创新创业政策在实施过程中仍存在些许缺陷。 (一) 政府创业政策执行力欠佳 首先，创业政策缺乏法律基础。就目前来看，大学生创业帮扶仅见于政策文件中，缺乏法律依据，而相比于法律文件，政策性文件执行力欠佳。我国关于大学生创业的规定主要源于《就业促进法》中，《就业促进法》是保障就业的法律文件，“对于大学生创新创业问题的规定过于笼统” [ 5 ]，大学生创业安全感较低。 第二，创业政策制定主体混乱。创业活动涉及多行业、多领域，必然会牵动多个部门。如今在大学生创业政策制定过程中，“不少内容涉及共青团中央、教育部、人力资源和社会保障部、财政部、国家税务总局、中国人民银行等十几个部门” [ 6 ]，政策制定主体不清，职责分工不明确，以至于大学生创业在实施过程中出现“人人该管、人人不管”的现象。 第三，创业跟踪反馈服务不及时。当今各级政府制定的大学生创业政策有很多，但是在执行过程中比较重视事前服务，忽视了事中和事后的跟踪与反馈。比如大学生在咨询创业相关的政策时，政府相关人员态度不积极或思想不端正；有的大学生拿到创业基金后，盲目投资或不会使用。这些都是创业跟踪服务不到位落下的“病根”。 (二) 地方政策配套设施不足 自国家鼓励高校大学生创新创业以来，地方政府颁布了一系列支持大学生创新创业的配套政策，因为这些政策的细则由多个部门联合制定，这就导致大学生在创业实践过程中找不到政策落实者，在遇到创业瓶颈时寻不到政府的帮扶政策。李李在其调查中指出，“亳州对大学生创业的政策支持最突出的特点就是补贴” [ 7 ]，然而俗话说，“到什么山，唱什么歌”，各地政府应因地制宜，提供有利于本地大学生的创业扶持服务，并明确规定政策服务的落实者。根据《2017年河南省高校毕业生就业质量调查报告》中的数据显示，2017年有56.70%的毕业生反馈创业资金来源于父母亲友的支持，仅有12.13%的毕业生会考虑到获取政府资助 [ 8 ]。这表明地方政府在推进和鼓励大学生创业方面宣传不到位，配套设施不足，在支持大学生创业方面作用不够甚至缺位。 (三) 高校创业教育体系不完备 我国高校大学生创新创业教育模式、课程体系、师资队伍、配套设施等方面都有待加强。在学科建设方面，大部分高校中创新创业教育的地位很难与专业课相媲美，课程建设被边缘化。即便开设的有创新创业课程，但却无法与专业课相融合，重理论轻实践。在师资队伍方面，高校创新创业导师专业化程度不高。大部分高校中的创业课程由招生就业指导中心、教务处、学校办公室等行政人员以及辅导员担任，由于身兼数职，这些老师“在大学生创业教育培训指导上难以做到专业和专一” [ 9 ]。在资金支持方面，政府虽然给高校拨有创新创业经费，但部分学校并没有真正把资金的效用落到实处，在创新创业配套设施方面依然落后。
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user: 4. 高校创业政策的优化 面对大学生创业政策存在的诸多问题，政府、地方和高校应当齐心协力，共同为大学生构建良好的创新创业环境。 (一) 优化创业政策与法律法规 在西方发达国家，大学生创新创业服务有法律援助为保障，如美国已经形成比较完善的支持大学生创新创业的法律法规。反观我国，政府应修订并颁布大学生创业相关的法律法规，并以法律的形式给与确立，把“通知”、“意见”等上升到法律的高度，增强政策的权威性。大学生创业法律还应明确政府主体部门，把大学生创业服务真正落到实处，增加创业服务的执行力。最重要的是，普及大学生创业法律意识，让他们明白创业过程中应学会运用法律援助。 (二) 优化地方创业服务 地方政府应优化大学生创业服务。在美国，大学生“注册公司较为简单，几乎没有门槛限制，而且申办便利快捷” [ 10 ]。我国处于创新创业发展的上升期，地方应制定合理的创业服务设施。第一，结合本区域发展状况，降低高校大学生创业准入门槛，如降低初次注册资金、降低市场准入成本，让更多可行性的企业进入市场。第二，出台更多的补贴政策，提供更多的融资渠道，让大学生在创业融资方面享受更多的便利。第三，简化创业审批流程，让大学生在项目申请、审批、办理等程序方面更加流畅。第四，增强政府人员服务意识，为大学生提供绿色、健康、便利的创业服务环境与氛围。 (三) 优化高校创业教育体系 高校应重视并加强对大学生创新创业教育的引导，建立完善的创业教育体系。第一，把创新创业教育课程纳入到必修课中，使其可以与专业课相提并论，并使之与专业课教学相融合。第二，加大创新创业师资队伍建设，在优化校内教师师资水平的同时，聘请校外创业导师和专家，壮大创新创业师资力量。第三，搭建创新创业平台，与优质企业建立合作，定期邀请企业专家做创业讲座；与兄弟院校建立合作，不断进行创业教育学习与交流；把握校友资源，定期组织校友见面会。第四，加大资金支持力度，尤其在“互联网+”创新创业大赛以及“挑战杯”等大赛方面的资金补贴，并对获奖项目给与物质奖励。第五，做好学生创业咨询与管理工作，根据学生的身心特点，对有创业意愿的大学生进行针对性的管理、咨询、指导和培训，帮助其找到合适的商业模式。
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user: 5. 总结 总而言之，大学生毕业后的创业取向在缓解社会就业压力方面举足轻重。政府出台创新创业相关政策也好，相关法律法规也罢，最终受益群体始终是大学生。相比较于西方发达国家，我国创业教育起步晚，大学生创新创业教育还没有形成完备的支持体系，而实践证明，完善的体系机制是大学生创业活动的有效载体。因此，我国政府、地方和高校应当充分发挥联动力量，构建有益于大学生个性特点的创业服务体系。
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user: 摘 要 中国化学奥林匹克竞赛(以下简称奥赛)是中国化学会为普通高中生举办的竞赛活动。奥赛促进了中国化学教育。本论文研究奥赛中亲核加成反应相关试题，重点搜集和分析2011~2018年初赛和决赛试题，在试题研究的基础上对高频考点进行了梳理，发现试题中亲核加成反应考点较为分散，试题主要有有机反应类型判断、中间体及产物的结构推断、有机反应机理书写、逆合成分析四类考查方式；针对每一种题型提出了一些解题技巧，分析了试题命题趋势，提出了竞赛备考建议，期望能帮助学生高效掌握该部分知识，提高竞赛成绩。 关键词 :中国化学奥林匹克竞赛，有机化学，亲核加成反应，试题分析 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 中国化学奥林匹克竞赛(以下简称“奥赛”)是中国化学会为普通高中生举办的竞赛活动，自1984年开始举办至今已有30多年的历史。奥赛是中学化学阶段最高级别的竞赛形式，对中学化学教育具有引导作用。奥赛为国际化学奥林匹克竞赛选拔了一批批优秀的学生代表，他们在国际赛场上摘金夺银，为祖国和人民赢得了荣誉；奥赛可以激发高中生对化学学科的兴趣，提升他们的综合素质；奥赛有助于辅导教师教学能力的提高，教学相长有益于我国化学教育水平的不断提高 [ 1 ]。 有机化学是化学学科的重要分支，是奥林匹克竞赛的重要组成部分。奥赛初赛的有机化学内容和难度与大学基础有机化学相近，但决赛试题范围和难度远远高于大学本科教学内容，大幅度增加了有机合成和有机反应机理的内容 [ 2 ]。亲核加成反应是有机分子骨架增长或官能团变化的重要手段，是奥赛必考的内容 [ 3 ]。本文即研究奥赛中所涉及的亲核加成反应。
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user: 2. 试题考察情况统计 本研究搜集了2011~2018届奥赛初赛和决赛试题，并进行归纳整理(见表1和表2)，希望明确奥赛试题中亲核加成反应的具体考察内容、分值分布和占比情况，以及相关试题的考察方式。 2.1. 2011~2018年试题考点和分值统计 通过表1和表2可以看出，亲核加成反应在2011~2018年试题中出现频率较高，分值占比较大(初赛27~30分，决赛25~34分)，是奥赛重点考察的反应(初赛权重0.10~0.43，决赛为0.10~0.47)。该部分考查内容主要是碳杂不饱和键的亲核加成与碳碳不饱和键的亲核加成；考察的重点常常涉及重要的人名反应。相较而言，决赛试题中所考察的化合物和反应对考生来说更为陌生，分值和难度较初赛整体上都有提升，需要参赛学生不断拓宽知识，加深相关知识的理解，提高综合运用能力。 Table 1 Statistical results of nucleophilic addition reactions in the Preliminary examination questions of the 2011-2018 Chinese Chemistry Olympia 年份 题号 具体考查内容 分值/分 有机部分总分/分 权重 2011 8 9 10 Darzen反应，格氏试剂的亲核加成，亚胺的亲核加成—消除反应 3 28 0.11 2012 9 Knoevenagel反应，Michael加成，腈的还原 12 28 0.43 2013 7 8-2 9-1 酮酯缩合，Michael加成，亲核加成—消除反应历程 7 27 0.26 2014 11 羟醛缩合及其逆反应 10 29 0.35 2015 - - - - - 2016 8-1 Mannich反应，Michael加成，Robinson增环反应，格氏试剂与α， β-不饱和羰基化合物的1，2-加成 3 30 0.10 2017 9 10 酮酯缩合，Robinson增环反应，羰基与含氧亲核试剂的反应，羰基的1，4-加成反应 10 30 0.33 2018 - - - - - 表1. 2011~2018年初赛试题中亲核加成反应统计结果 Table 2 Statistical results of nucleophilic addition reactions in the final examination questions of the 2011-2018 Chinese Chemistry Olympia 年份 题号 具体考查内容 分值/分 有机部分总分/分 权重 2011 7 醛与格氏试剂的亲核加成反应，Wittig反应，羟醛缩合反应，Michael加成反应，腈的亲核加成反应 14 30 0.47 2012 5， 6 酮、亚胺与格氏试剂的亲核加成反应 3 31 0.10 2013 10 Mannich反应，亚胺的亲核加成反应 7 29 0.24 2014 10 腈的水解，Michael加成反应，含氮试剂与羰基的亲核加成反应 6 25 0.24 2015 8 9 α，β-不饱和羰基化合物的1，2-加成和1，4-加成，羟醛缩合，Wittig反应机理与拓展 10 30 0.33 2016 8 苯炔的亲核加成反应 5 29 0.17 2017 7 醛与含氧、含氮试剂的亲核加成反应，Michael加成反应 4 30 0.13 2018 7 羰基与含氮试剂的亲核加成，亚胺的水解，环氧烷与含硫试剂的亲核加成 4 34 0.12 表2. 2011~2018年决赛试题中亲核加成反应统计结果 2.2. 试题考查方式统计 从表3和表4的统计结果可以看出，亲核加成反应所涉及的试题主要有四种考察方式：有机反应类型判断、中间体及产物的结构推断、有机反应机理书写、逆合成分析。其中，判断有机反应类型的题目难度系数小，奥赛试题中考察的较少；比较而言，初赛出现的频率比决赛要高。中间体及产物结构推断的题型出现的频率很高，尤其是初赛，几乎每一年都有此类题目出现；该类题目难度适中，是需要掌握的重点题型。反应机理类的考题难度较大，综合性较高，区分度更大，对考生的水平要求比较高，在初赛试题中出现次数较少，在决赛中出现的次数明显增加。逆合成分析类的题目总体出现次数较少，决赛要比初赛多，此类题目不仅要求学生对基础知识熟练掌握，还需要学生具备一些逆合成分析的知识和逆推能力；题目的不常规性也无形增加了试题难度，是体现学生思维能力的很好的一类题型。 Table 3 Statistical results of types of test questions in nucleophilic addition reaction in the Preliminary examination questions of the 2011-2018 Chinese Chemistry Olympia 年份 题号 考题类型 2011 8， 9， 10 有机产物及中间体结构推断、判断有机反应类型 2012 9 逆合成分析、有机产物及中间体结构推断 2013 7， 8-2， 9-1 有机产物及中间体结构推断、反应机理 2014 11 有机产物结构推断、判断有机反应类型、反应机理 2015 - - 2016 8-1 有机产物结构推断 2017 9， 10 有机产物结构推断与分析 2018 - - 表3. 2011~2018年初赛试题中亲核加成反应考题类型统计结果 Table 4 Statistical results of types of test questions in nucleophilic addition reaction in the final examination questions of the 2011-2018 Chinese Chemistry Olympia 年份 题号 考题类型 2011 7 有机产物结构推断、反应机理 2012 5， 6 有机产物及中间体结构推断 2013 10 有机产物结构推断、反应机理 2014 10 有机产物及中间体结构推断 2015 8， 9 逆合成分析、反应机理 2016 8 有机产物及中间体结构推断、判断有机反应类型 2017 7 逆合成分析、反应机理 2018 7 反应机理 表4. 2011~2018年决赛试题中亲核加成反应考题类型统计
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user: 3. 试题的解法研究 3.1. 判断反应类型相关题型 有机化学反应类型较多，可以从反应过程对其进行分类。有机化学反应的过程是旧化学键的断裂和新化学键的生成，化学键异裂所发生的反应是离子型反应，若生成的碳正离子作底物，且有亲核试剂进攻而发生的反应为亲核反应，依据反应历程可细分为亲核取代反应、亲核加成反应；若化学键异裂所生成的碳正离子和亲电试剂反应则发生亲电反应，依据反应历程可细分为亲电取代反应和亲电加成反应。由化学键均裂而发生的反应称为自由基反应，也可细分为自由基取代反应和自由基加成反应。若旧化学键的断裂和新化学键的生成同时发生，则是周环反应 [ 4 ]。所以在试题中判断反应类型时可以前后联系试剂和产物，分析化合物断键和成键的位置，明确试剂是亲核试剂还是亲电试剂、另一组份是亲电组分还是亲核组分，便可以准确判断反应的类型。对于亲核加成反应来说，原料中一般含有较为明显的亲电位点，如碳杂不饱和双键、亚胺、腈、α，β-不饱和羰基化合物、炔烃和苯炔等；试题中常见的亲核试剂有LiAlH 4 、NaBH 4 、格氏试剂、烷基锂、二烷基铜锂、有机锌试剂、Wittig试剂、烯胺、非金属试剂型的碳负离子等，其中碳负离子最为常见，主要是醛、酮、酯类在碱的作用下失去活泼α-H而形成的烯醇负离子、或具有活泼亚甲基的β-二羰基化合物，如丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯和α-卤代羧酸酯失去α-H形成的碳负离子。 3.2. 有机产物及中间体结构推断类题型 有机合成是有机化学中非常活跃的领域，也是许多有机化学试题的背景，竞赛试题中常常在一个具体的合成工作中略去几个中间产物的结构，要求学生填写。此类试题考察的重点是基础有机化学反应，在解题时，只要能够准确找出亲电性和亲核性最强的试剂，确定反应位点，然后结合已经学过的相关反应的产物特点便能准确得出题目中要求的有机物的结构。在进行复杂和难度较大的有机物结构推断时，可以采取顺延推导、逆向推导、猜想论证的思路进行分析 [ 5 ]。顺延推导就是以题目中所给的条件和层次为解题突破口，运用正向思维进行推导分析，得出结构；若有机物结构较为复杂或反应物与生成物之间是串联反应时，便可以采用逆向思维从后往前推导，当然，如果对基础有机化学知识掌握的比较好，也可以凭借自己的经验对结构进行猜测，然后再综合分析结构的正确性。 例1、第30届化学奥赛初赛试题第8题： 画出以下反应过程中化合物A-F的结构简式 【试题解析】题目中反应的第一步为含有活泼α氢的酮与甲醛和胺盐的反应，很明显是Mannich反应，形成的A与过量的碘甲烷反应形成一个四级铵盐B，接下来，B在强碱NaOEt的作用下发生季胺碱热消除形成α，β-不饱和酮，再与乙酰乙酸乙酯发生Michael加成，然后在碱的作用下继续发生Robinson增环反应形成D；D发生酯水解并脱羧形成F，F为一个α，β-不饱和酮，但其羰基的β碳上位阻较大，故与甲基格氏试剂发生1，2-加成，经脱水形成稳定的共轭双烯。A-F结构式如下图所示： 3.3. 反应机理类题型 有机反应机理表现反应的过程，是有机化学学习的难点。此类题目在初赛试题中出现的几率较小，主要出现在决赛综合性试题中，而且需要书写机理的反应一般都是陌生反应，这也增加了试题难度。所以，扎实掌握亲核加成类型的每一个反应的机理依然是解题的关键。在学习和记忆反应机理时一定要动手去写，以避免在考试中由于书写不规范或细节不注意而失分；其次，要在典型有机反应机理学习的基础上提升自己迁移和运用的能力，在试题中要学会判断参与反应的官能团和试剂，确定亲核原子和亲电位点，并将已学过的相似的反应的机理迁移到题目中来。 例2、第24届化学奥赛决赛试题第8-5题： 写出由中间体D到中间体E转化的机理(用反应式表示)。 【解题思路】化合物D具有1，5-二羰基结构，反应之后变成了α，β-不饱和环酮，很明显从D到E经历了分子内羟醛缩合和脱水；由于第一步的反应条件是Ba(OH) 2 ，所以此题考查的是碱性条件下的反应机理。即OH-先进攻酸性较强的甲基上的氢，得到动力学稳定的烯醇负离子，然后再对另一个羰基进行亲核加成形成环状的β-羟基羰基化合物，然后在酸性条件下脱水便形成了化合物E，反应机理如下： 3.4. 逆合成分析类题型 奥赛试题中对逆合成分析的考查方式一般是直接要求写出某一步骤的逆合成分析过程，或者运用逆合成分析推断化合物结构式或反应式。这要求考生具有一定逆向推导的思维能力和常见的逆合成分析方法。亲核加成反应涉及了很多羰基缩合的反应，所以在进行多羰基化合物的逆推时若能掌握一些羰基缩合切断的知识则可快速有效的帮助学生解题。试题中常考到的化合物类型和切断法如表5所示。 Table 5 Disconnecting methods of common carbonyl compound 类型 切断法 1，3-二羰基化合物 β-羟基羰基化合物 α，β-不饱和羰基化合物 1，5-二羰基化合物 表5. 常见羰基化合物切断法 例3、第29届化学奥赛决赛第8题： 给出中间产物C的逆合成分析(不考虑立体化学)，据此给出反应物A的结构简式。 【试题分析】化合物C是一个α，β-不饱和酮，可以直接在双键的位置切断开环而得到一个分子内二酮化合物(如下图) 所得到的分子内二羰基具有1，5关系，可以在羰基的α，β位进行切断，由于此分子不对称，所以这一步有两种切断方式，但对比题目中所给的起始物B，只有b切断满足题意，因此A的结构也便知道了 [ 6 ]。 综上，可以得到完整的逆合成分析如下： 例4、第17届化学奥赛决赛试题第6题： 第6题(6分)碳负离子与α，β-不饱和羰基化合物进行共轭加成称为Michael加成，如： 该反应是增长碳链和合成环状化合物的有效方法。 串联反应是指：在反应中反应物一次投料，经几步连续的反应得到最终的产物；连续反应中的前一步产物为后一步反应的原料。如一种称为Hagemann酯的化合物就是按照如下反应经过串联反应(包括Michael加成等)得到的： 请写出该合成过程中的各步步骤。 【解题思路】本题以Michael加成为背景，给出一个陌生的Hagemann酯，指明经历了串联反应，要求写出合成过程中的各步反应。在解题时可以先采用有机合成切断进行逆合成分析再进行正向解题。产物中除了酯外还有一分子二氧化碳和乙醇，说明反应经过了水解脱羧的步骤，所以在水解前Hagemann酯羰基α位还有一个-COOC 2 H 5 ，结构如下： 此化合物分子中存在1，3-二羰基、1，5-二羰基及α，β-不饱和羰基三个位置可以切断，由于反应从原料到产物经历成环的过程，所以先考虑切断α，β-不饱和酮的C=C键，便得到一个对称的1，5-二羰基化合物，再切断羰基的α，β键便可以得到乙酰乙酸乙酯和1分子α，β-不饱和羰基化合物，后者便是由乙酰乙酸乙酯与另一分子原料甲醛缩合而来。逆合成分析如下： 所以反应经过了羟醛缩合、Michael加成、分子内羟醛缩合及水解脱羧四步：
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user: 4. 命题趋势 4.1. 亲核加成人名反应考察趋势持续增强 亲核加成部分所涉及的人名反应是有机化学中碳链增长的重要反应，在有机合成上应用广泛。较早的试题多以小题的形式考察产物结构推断，而最近八年的试题逐渐转变为以单独的人名反应为背景，结合该反应在科研中的成果为题面进行考察。这些题型和难度的变化说明对亲核加成中人名反应的考察趋势将持续增大，考察形式将不仅停留于推断有机产物结构，每一个人名反应的原料、试剂和产物的结构特点和作用，反应发生的条件，不同条件下的反应机理，可能发生的副反应以及反应的特点和常见运用都有可能被设计为考题。 4.2. 更加注重有机反应机理的迁移与应用 有机反应机理是有机化学学习的核心，解决反应机理的题目尤其考验学生对该部分知识理解的深度与迁移运用和综合分析的能力，所以此类题是具有选拔性的一类题型，可以推测在未来的竞赛试题中对反应机理的考察将更多，类似于2015年决赛第9题对Wittig主反应、副反应、不同溶剂中不同产物生成机理这样综合性的题型也会更多。 4.3. 依然注重对串联反应的考察 在竞赛试题中，一个步骤往往可能同时串联了多个反应，在亲核加成所涉及到的知识点中Robinson增环反应就是由Michael加成和分子内羟醛缩合串联起来的；由Mannich反应所得到的α，β-不饱和羰基化合物可继续发生Michael加成，也可作为D-A反应的原料继续进行反应；若α，β-不饱和酸(或酯)与氰基发生Michael加成之后，往往还会再发生腈的还原，这时会形成1，5关系的氨基酸(或酯)也可继续发生氨解形成五元环；此外，若发生亲核加成之后又引入其他基团也很可能发生串联反应，如羰基与胺缩合之后可继续作为亲电组分发生反应，苯炔发生亲核加成后引入苯环可能会发生亲电加成等等。通过串联反应可以考察学生对知识的掌握程度和灵活运用的能力，在往届的试题中较常出现，所以该类考题也是竞赛试题的一种考察趋势。 4.4. 试题将继续呈现综合性、新颖性特点 化学竞赛的作用之一就是普及化学知识，让学生了解化学前沿发展情况，所以有机化学试题具有与时俱进的特点，这些前沿的科研成果融入试题中使试题变得综合性更强。近几年来，有机试题背景越来越丰富，也越来越难，笔者对2011~2018年亲核加成反应相关试题背景进行统计，结果见表6。 Table 6 Statistical results of background of the test questions related to nucleophilic addition reaction in the 2011-2018 Chinese Chemistry Olympia 年份 题号 试题背景 2011年初赛 8 维生素A的部分合成 2011年决赛 7 2002年Scott等人报道的C 60 的全合成 2011年决赛 8 新型离子液体(GIL)对Michael反应的催化 2012年初赛 9 Knoevenagel反应 2014年初赛 11 异靛蓝的合成 2014年复赛 10 喹啉衍生物等杂环化合物的合成 2015年决赛 8 天然萜类化合物eduesmane合成片段 2015年决赛 9 有关改进和拓展Wittig反应的研究 2017年初赛 9 由McMurry于1977年发表的一篇方法学论文改编 2017年决赛 7 以经典Prins反应的基本原理为题面展开 表6. 2011~2018年亲核加成反应试题相关背景统计结果 从表6的统计中可以看出，有机化学题目常常取材于生活和有机前沿的研究成果，很多试题改编于一些影响较大、难度适中的方法学论文。随着有机化学的蓬勃发展，类似的研究将越来越多，更多的有机物将被制造出来，这些成果和创新也将更多地融入到有机竞赛试题中，成为考生了解和学习化学知识的又一途径。
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user: 5. 竞赛备考策略 亲核加成反应属于大学本科的教学内容，不仅内容多难度较大，而且教学课时有限，所以学生在初学此部分知识时一定要重视课堂，夯实基础。在竞赛备考过程中应该转变思维，培养能力，虽然亲核加成反应要求学生掌握的知识很多且比较分散，但学生在备考时切忌死记硬背，应该在充分理解的基础上提取概念的核心并将其运用到解题的过程中 [ 7 ]。竞赛鼓励青少年接触化学发展的前沿。竞赛试题的设计也是与时俱进，一般都会加入科技前沿知识。题面和题目中的陌生知识会在一定程度上增加试题的难度，为了减少对于此类考题的畏难情绪，考生应该经常关注学科发展的前沿。考生可以向老师学习如何搜集资料，阅读文献，总结文章亮点等，在此过程中也可尝试将所搜集到的文献改编为题目，设置分值、答案和评分标准，然后可以交给老师评阅 [ 8 ]。在对论文查阅、运用的过程中也会潜移默化地学习到一些化学家的思想方法和工作方法，对于培养自己的科研能力、激发自身学习化学的兴趣爱好和创造精神都是有利的。兴趣是最好的老师，若考生在竞赛学习中都能做到始于兴趣，保持兴趣，但又不仅仅是为了满足兴趣，有目的去学习和探究，将有助于学生潜能的激发。
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user: 摘 要 磁感应热疗逐渐成为肿瘤治疗的热点领域。本文研究了以磁纳米粒子为热源的双相滞后传热模型。引入了描述温度和热流量的两个滞后参数τ t 和τ q 对Pennes热传导方程进行修正。利用分离变量法对修正的方程进行求解，得到温度的解析解，并分析了不同磁化率和磁场频率对温度分布的影响。结果表明，当磁化率或磁场频率增加，会使磁纳米粒子产生更多的热量，同时温度也会有所升高。此外，当无量纲时间为0.7左右时温度达到最大值。本研究对于磁流体热疗具有一定的理论指导作用。 关键词 :双相滞后模型，磁纳米粒子，分离变量法，滞后参数 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，热疗法逐渐成为肿瘤治疗的新领域。其中磁感应热疗是新兴的一种热疗方法。磁感应热疗的核心方法是将磁纳米粒子通过直接注射、静脉注射等方式使磁性纳米颗粒聚集在肿瘤区域附近，然后施加一外部交变磁场，使材料因产生磁滞、弛豫或感应涡流等现象而被加热。利用热源使得肿瘤组织升温，通过精确控制热疗温度，在不伤害正常组织的前提下，使肿瘤细胞自然凋亡。Johanssen [ 1 ] 报导了一组临床试验数据，表明了磁热疗可使90%的前列腺肿瘤组织温度达到38.8℃~43.4℃。Bohara [ 2 ] 等人对乳腺癌细胞进行了体外热疗试验，证实了磁流体热疗治疗乳腺癌的潜在可能性。 在低温情况下，热是以有限的速度传播的。为描述这种非傅立叶导热现象，Cattaneo [ 3 ] 提出了双曲型模型。这种模型假定在一个控制体内，热量流动和温度变化是在不同的时间发生的，两者存在着时间上的延迟。该模型因其形式简单、物理意义明确，在分析非傅立叶导热现象时获得了广泛的应用。但是对于双曲型热传导方程，Bai等人 [ 4 ] 发现，在某些条件下得出的温度会低于绝对零度，而且非傅立叶导热与热波并非等价。Tzou等人 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 分析了采用双曲型模型描述温度场的基本原理，从宏观和微观的角度对传热现象进行了研究，发展了更为完善的双相滞后(Dual-Phase-Lag， DPL)模型来描述非傅立叶导热现象。Poor等人 [ 8 ] 通过分离变量法求得了具有恒定的、周期性的和脉冲热流条件的双相滞后生物传热方程的解析解，研究了时间独立的表面热通量下皮肤组织的温度响应情况。 另外，在生物传热研究中，传统的Pennes方程因其简洁性得到了最为广泛的应用。但Pennes方程也有一定的局限性。对于常规条件下的热传导方程，人们通常用傅里叶定律来描述热流密度与温度梯度之间的关系，但在其描述瞬态导热过程时，与能量方程的结合得到的抛物线型温度方程由于热扰动现象将出现温度传播速度无限大的情况 [ 9 ]，显然是不符合物理实际的。因此对传统的Pennes方程利用双相滞后模型对其修正是有必要的。Liu等人采用广义的双相滞后生物传热模型来描述激光辐照活组织的热行为 [ 10 ] 和在生物组织中被高度吸收的激光照射现象 [ 11 ]，利用Laplace变换和改进的离散化技术研究了血液与组织的耦合系数、孔隙率和相位滞后时间对温度的影响。 基于以上研究，本文将引入双相滞后时间τ t 和τ q 的傅里叶传热方程与Pennes方程联立得到修正的Pennes方程。将磁纳米粒子作为热源，考虑修正的Pennes方程中的热源项随磁化率和磁场频率的变化。使用分离变量法对修正的方程进行求解，给出温度分布的解析解。讨论了磁纳米粒子的磁化率，外磁场频率和滞后时间对温度分布的影响。该研究对磁感应热疗的相关实验有一定的指导意义。
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user: 2. 模型建立 首先，一维傅里叶热传导定律可表示为 [ 12 ]： q ( x ， t ) = − k ∂ T ∂ x ， (1) 其中，k为组织热导率，T是组织温度，q为热流量。将傅里叶定律中的热流量q和温度T看作时间t和空间x的函数，并引入双相滞后时间τ t 和τ q ，式(1)变为： q ( x ， t + τ q ) = − k ∂ T ( x ， t + τ t ) ∂ x (2) 对很小的滞后时间τ t 和τ q ，将方程两边分别在t点进行泰勒展开，并保留一阶偏导数，得： q + τ q ∂ q ∂ t = − k ∂ ∂ x ( T + τ t ∂ T ∂ t ) ， (3) 式(3)中τ q 为热松弛时间，τ t 是温度弛豫时间 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]。 引入一维Pennes热传导方程 [ 16 ]： ρ c ∂ T ∂ t = ∂ ∂ x ( − k ∂ ∂ x T ) + ρ b c b ω b ( T a − T ) + Q m ， (4) 其中，ρ是组织密度，c是组织比热，ρ b ，c b ，ω b 分别为血液密度、比热和灌注率，T a 是动脉温度为常数 [ 17 ]。此外，Q m 为磁纳米粒子在外磁场条件下产生的热源，其表达式可表示为 [ 18 ]： Q m = μ 0 π χ 0 f H 0 2 2 π f τ 1 + ( 2 π f τ ) 2 ， (5) 其中f是磁场频率，H 0 为磁场强度，μ 0 是真空的磁导率，χ 0 磁化率，τ为磁纳米粒子的有效弛豫时间。联立式(3)和(4)，消去热流量q得： ( 1 + τ q ∂ ∂ t ) ( ρ c ∂ T ∂ t ) − ∂ ∂ x ( k τ t ∂ 2 T ∂ t ∂ x ) = ∂ ∂ x ( k ∂ ∂ x T ) + τ q ( − ρ b c b ω b ∂ T ∂ t + ∂ Q m ∂ t ) + ρ b c b ω b ( T a − T ) + Q m (6)