DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 通信站级 通信站级包括收费站和服务区，偏重于测试光板的光口、电口各项指标 [ 5 ]。测试时应选用合适的测试方法。使用光功率计读取光口接收光功率、发送光功率，每站测试1块光板。使用可调光衰减器调节光路衰减，达到系统告警数据丢失后，测试光口接收灵敏度，每站测试1块光板。使用SDH通信性能测试仪测试发送光口输出抖动，接收光口的输入抖动容限。使用误码测试仪测试数字配线架连接性能。使用网络性能测试仪，异地测试千兆以太网传输性能。使用杂波表测试通信开关电源输出杂波。 检测时会遇到各种各样的问题：光接收灵敏度不符合要求；接收光功率过低，在灵敏度临界范围，存在通信隐患；输出抖动指标超标，输入抖动容限不符合要求，存在通信隐患，造成偶然间歇性数据丢包；数字配线架接线不稳定，存在通信隐患，产生偶然误码等。此时，若光板产品为残次品，不能达到标准要求，就应立即更换；检查设备的低速率板卡，重新插拔布线，必要时，需立即更换。通信电源开关电源输出杂波过大，影响电源寿命。由于管理处房屋资源紧张，将UPS电源和通信设备放置在一起，产生强电干扰。建议布置设备时应间隔3 m以上。电磁波辐射每间隔3 m，其功率约降10倍。无人通信站或供电不稳的通信站，蓄电池续航时间不符合要求。由于频繁断电，蓄电池充电不足，形成浮充，大大缩短电池寿命 [ 6 ]。建议使用蓄电池内阻测试仪定期监测。由于蓄电池的国标要求里，对于电池容量及寿命只规定了破坏性试验，尚未给出使用内阻值衡量电池寿命的公式，因此，测试值仅作参考，不做判定。目前，通信行业已经开始规范蓄电池的国内市场 [ 7 ]，大型机房已经使用蓄内阻测试仪作为长期维护设备。
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user: 4. 光缆传输链路 该级设施主要检查人手孔内光缆敷设质量及预留情况，测试光缆中继段总衰耗和接头平均损耗。测试人手孔施工质量时，使用人手孔验收图纸，沿线开启人手孔，检查穿缆孔位和预留孔位封堵情况，检查人手孔内缆线弯曲半径，布放预留缆线应上爬架并标识清晰。必要时使用空气泵做试通实验，使用OTDR光时域反射仪测试光缆中继段的总衰耗及接头平均损耗。检测时会遇到的情况有人手孔内管道预留孔封堵不全积水过多，线缆无标识、未挂在爬架上，线缆弯曲半径不足，光缆接头损耗超标。在施工过程中加强监管，注意施工质量。光缆接续盒应在人手孔内挂接，不能悬空放置。光缆不能盘留太小，施工过程中不能受损挤压。 光纤数字传输系统一般涵盖以下几部分：光发射机、中继器、光纤接收机、光纤连接器和耦合器等。其主要功能是确保信息的无损传输。主要被应用于高速公路机电工程中数据业务、视频业务、语音业务的信息数据传输等。当光通信网络中发生故障时，需要及时排除故障，修复通信网络。排除光纤链路故障的方法有肉眼观察法、光功率计测量法和反射测量法。肉眼观察法是从光纤输入端输入一束可见光，肉眼直接观察，有可见光泄露的地方即为发生光纤故障的位置。此方法可以判断简单的故障，对于复杂的无源光网络系统不可行。光功率计测量法是通过测量光纤输入端和输出端的功率比，计算光纤损耗即可判断该段光纤的线路状况。此方法只能判断该段光纤是否发生故障，故障的类型和故障点的位置无法判断。反射测量法的理论基础是后向传播理论，根据光纤中的瑞利散射和菲尼尔反射就可判断光纤故障点的位置和衰减。光时域反射仪就是根据此方法研制而成，并且根据此理论衍生出了多种测量方法。
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user: 5. 结语 以上对高速公路通信设施检测中常见问题与解决途径的分析，是在实践中总结出来的，具有—定的可行性和意义。为了提高高速公路通信设施的安全性、稳定性，可以通过针对由通信设施各大模块检测结果与整个设施运行情况之间关系的深入剖析，进而以期构建一套科学、合理以及完善的通信设施安全评估系统，对高速公路通信设施进行系统、客观、全面的分析与评价，及时发现问题所在，提前预防，采取对应的措施、方法，准确评价系统和设备的状态，可以取得良好效果。高速公路检测单位应由逐步转变过去事业单位的心态，逐步树立起企业独立法人的意识。积极吸收和借鉴国外先进企业的技术和经验，应对市场竞争。建立完善检测单位的发展制度，树立起服务观念，提高自身服务水平。
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user: 摘要 皮肤氧化与年龄增长生理代谢功能变弱、氧化应激、外界环境的刺激(如紫外线辐照等)密切相关。中药黄酮具有抗氧化、抗衰老、抗菌和抗炎等广泛的药理活性，在新型化妆品研发中具有一定的潜在优势。本文结合皮肤老化机制，概述了中药黄酮抗氧化机制，发现中药黄酮能够清除自由基，阻断自由基反应，提高超氧化歧化酶(Superoxide-Dismutase， SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase， GSH-Px)、过氧化氢酶(Catalase from micrococcus， CAT)等抗氧化酶和金属硫蛋白等抗氧化蛋白活性，调节关键因子Nrf2和激活丝氨酸激酶(phos-phoinositide 3-kinase， PI3K)信号传导通路、AMP依赖的蛋白激酶(Adenosine 5’-monophosphate activated protein kinase， AMPK)信号传导通路和抑制丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases， MAPK)等信号通路，缓解氧化应激状态，起到抗氧化的作用。进一步地，综述了中药黄酮在抗氧化面膜、乳霜和防晒剂等护肤品的应用及相关产品开发，比较此类产品的抗氧化机制与效果。
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user: 1. 前言 皮肤氧化与机体细胞内自由基过量累积造成氧化应激相关，在外观特征上可表现为红斑、鳞屑、皮肤变薄、表面粗糙、弹性降低、起皱、色斑等 [ 1 ]，影响人们的心理健康和生活质量。随着生活水平的提高，人们对皮肤的重视程度不断提高，对于抗氧化、抗衰老护肤品的需求也日益增长。相较于以过氧化氢、氯化氨基汞以及各种酚类衍生物为主要成分的传统化妆品，天然活性化妆品具有低腐蚀性、低细胞毒性和低过敏性 [ 2 ]。天然植物提取物中，中药黄酮具有广泛的生物活性，其提取物具有抗氧化、抑菌、抗炎、抗衰老等药理作用，对皮肤刺激性小、安全性高 [ 3 ]。中药黄酮提取物能够通过直接捕获清除自由基、清除链引发阶段自由基、阻断自由基链反应等方式有效清除自由基，同时还可调节MAPK、NF-κB、PI3K/Akt、SIRT1、mTOR、AMPK等相关信号传导通路，显著提升抗氧化酶系的活性，增强细胞抗氧化应激能力，达到较好的抗氧化效果 [ 4 ]，在美白、祛斑、防晒等美容护肤品中应用广泛，市面上已有抗氧化面膜粉、抗氧化啫喱面膜、抗氧化高分子面膜、淡斑妆前乳、防晒剂等各类商品。但由于中药种类众多，所得黄酮提取物成分结构复杂、活性多样，其抗氧化作用机制尚未完全明确，仍需结合分子生物学等技术进一步开展抗氧化机制研究。综上，本文概述了中药黄酮抗氧化作用机制的国内外研究进展，总结了中药黄酮提取物在化妆品中的应用现状及存在问题，为进一步探索中药黄酮开发利用的新方向提供基础。
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user: 3. 中药黄酮提取物在抗氧化化妆品中的应用 中药黄酮可以通过自身结构直接清除自由基、通过活化抗氧化蛋白清除自由基、通过调节关键因子抑制自由基的产生等方式减弱细胞氧化损伤，达到良好抗氧化效果，因此在抗氧化类化妆品中有较多的应用(见表1)。 Table 1 Application of Chinese traditional medicine flavonoids in antioxidative skincar 护肤品种类 中药 主要提取物 主要机制 参考文献 面膜 黄蜀葵花 金丝桃苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、 异槲皮苷等 活化抗氧化蛋白，抑制酪氨酸酶活性，从而清除自由基 [ 26 ] 山刺玫果 山刺玫果总黄酮、VC等 抑制自由基生成， 防止脂质过氧化反应 [ 27 ] [ 28 ] 化橘红 柚皮苷、野漆树苷、枳属苷、新橙皮苷等 提高SOD、GSH-PX活力， 降低MDA含量，清除自由基 [ 29 ] [ 30 ] 红薯叶 红薯叶总黄酮 切断链式反应，直接清除自由基 [ 31 ] 乳霜 黑枸杞、沙棘果、 蜂蜜、冬虫夏草 花青素、异鼠李素、异鼠李素-3-O-β-D-葡 萄糖甙、异鼠李素-3-O-β-芸香糖甙、芸香 甙、紫云英甙、槲皮素和山柰酚为甙元 的低糖甙等 活化抗氧化蛋白、降低脂质过氧化， 减轻金属离子对机体造成的氧化应激 反应 [ 32 ] [ 33 ] 甘草 甘草总黄酮 调节Nrf2、Caspase-3、Bax等因子， 抑制氧化应激 [ 34 ] [ 35 ] 黄岑 黄岑黄酮、棕榈酰三肽-5等 降低ROS及过氧化脂质水平 [ 36 ] 防晒 甘草 甘草总黄酮 通过转录因子GADDl53/CHOP、激酶ASKl/JNK以及caspases的激活三条途径调节相关因子，以抵抗氧化应激 [ 37 ] [ 38 ] 苦荞 芦丁、槲皮素等 直接吸收紫外线 [ 39 ] 表1. 中药黄酮在抗氧化护肤品中的应用 利用天然植物提取物作为主要成分，相较人工化学合成成分，能够减少添加剂的添加，具有较高的安全性，刺激性也相对较低，满足了当前大众对绿色安全化妆品的需求 [ 40 ]。且中药黄酮具有良好的抗氧化、抗炎、抑菌等活性，其提取物所制化妆品具有较好的抗氧化、抗衰老等功效。基于上述优点，中药黄酮已被应用于多种化妆品的开发，但中药黄酮提取物研制的化妆品在提取方式、提取物种类、产品种类等方面仍有许多研究空缺与市场空缺，具有良好的研究空间与发展潜力。
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user: 4. 结论与展望 中药黄酮通过清除自由基，阻断自由基反应，提高抗氧化蛋白活性，调节关键因子Nrf2和激活PI3K信号转导通路、AMPK信号转导通路及抑制MAPK等信号通路等，起到抗氧化的作用。但在现阶段，国内外科研工作者对中药黄酮抗氧化活性天然成分的研究还远远不够。中药黄酮种类众多且有效成分复杂多样，要搞清它们的作用机理是一个庞大的工程。随着对中药黄酮的研究不断深入，中药黄酮的抗氧化机制正在将逐渐完善。针对中药黄酮的较好的抗氧化和抗炎功效，现已研发出防晒剂、面膜和乳霜等各类化妆品。中药黄酮抗氧化化妆品因其成分为天然物质，对皮肤刺激伤害小，作用温和且品种单一的特点在未来具有广阔的发展市场，在预防衰老和相关皮肤损伤方面有进一步开发的潜力。
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user: 摘要 糖基化修饰是抗体药物的关键质量属性(Critical Quality Attributes， CQAs)之一。在现代抗体工业中，调节和控制糖基化修饰对抗体的药代动力学(PK)，活性及免疫原性都有着重要影响。作为蛋白质众多翻译后修饰中最为复杂且重要的修饰之一，N-糖的表征和质量控制往往充满挑战。早期研发时，为创新型药物制定高效的N-糖分析策略和为生物类似药制定与原研药的N-糖相似性判定标准是关键的；工业生产时，证明工艺条件变更前后的N-糖质量可比是必要的。本文综述了抗体药物N-糖基化修饰在不同水平上的表征方法，并结合相关法规，对创新型药物和生物类似药在研发阶段和工业生产阶段的N-糖质量研究策略进行了讨论。
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user: 1. 抗体和糖基化修饰简介 治疗性单克隆抗体(Therapeutic Monoclonal Antibodies， t-mAbs)药物已成为具有临床重要价值的药物类别。截至2020年底，已有超过90种治疗性抗体被美国食品药品监督管理局(U.S. Food & Drug Administration， FDA)以及欧洲药品管理局(European Medicines Agency， EMA)批准用于临床，另有88种抗体药物正处于临床研究阶段 [ 1 ] [ 2 ]。由于新冠疫情的爆发，抗体药物也迎来了新的挑战和机遇。目前，已有多款抗体药物及其鸡尾酒疗法在美国、俄罗斯和印度申报用于新冠的紧急治疗 [ 2 ]。 当前所有已批准的单克隆抗体大多基于IgG (Immunoglobulin G) [ 3 ]。IgG抗体是一种糖蛋白，在Fc部分的CH2域中具有保守的N-糖基化位点，通常位于Asn297，大约15%~20%的多克隆IgG分子在Fab区域有N-糖修饰 [ 4 ]。由于聚糖结构的复杂性，抗体药物实际上是具有不同糖型的蛋白质的混合物 [ 5 ]。 适当的糖基化对于抗体的药代动力学，效应功能和安全性至关重要 [ 6 ]。例如，末端唾液酸化的抗体比未唾液酸化的抗体具有明显更长的半衰期 [ 7 ]，末端甘露糖含量高的抗体具有更高的血液清除率 [ 8 ]。核心岩藻糖的缺乏或者高甘露糖的修饰可以增强Fc与FcγRIIIa之间的亲和力，从而提高抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(Antibody-dependent Cell-mediated Cytotoxicity， ADCC) [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]，然而Fc区末端的唾液酸会降低抗体的ADCC和补体依赖的细胞毒性作用(Complement Dependent Cytotoxicity， CDC) [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]。另外，由非人源的细胞系生产的抗体中可能存在非人源的N-糖，这使得产品免疫原性增强，可能成为某些疾病发生的因素，也可能影响抗体的特异性识别，进而导致严重的副作用或低活性 [ 13 ]。 N-糖由于其复杂的结构和与生物学活性密切的关联，是抗体药物监管和评估的关键，因此，准确高效的N-糖分析方法至关重要。制定合适的N-糖分析策略，以此获得抗体糖基化位点、糖型和糖含量的相关信息，从而指导候选药物的筛选、培养和纯化工艺的开发以及产品的质量控制，是抗体工业中必不可少的一环。
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user: 2. N-糖基化表征方法 考虑到N-糖结构对抗体药物半衰期、功效和安全性的巨大影响，在创新型药物和生物类似药的开发过程中，选择高灵敏度的分析工具来表征N-糖的异质性是非常重要的。分离技术和质谱分析技术的进步已经成功地运用于不同水平的N-糖分析，主要包括完整蛋白、亚基、糖肽和游离糖苷水平 [ 14 ]。本综述就药学研究和申报中被广泛使用的分析方法做简要介绍。 2.1. 完整蛋白水平 完整蛋白水平分析可获得分子量信息和不同糖型的相对含量。将抗体还原后，翻译后修饰的信息能够更准确的获得，例如赖氨酸缺失、氧化等 [ 15 ] [ 16 ]。 反向色谱(Reversed-Phase Liquid Chromatography， RP-LC)对于蛋白质有良好的分离能力，常与电喷雾–飞行时间质谱(Electron Spray Ionization-Time of Flight Mass Spectrum， ESI-TOF MS)联用被应用于完整蛋白的分析 [ 17 ]。通常使用高柱温(70℃~80℃)来提高峰分离度和回收率，但是要注意避免高温造成唾液酸的降解。选择不同长烷基链的固定相，使用高洗脱强度的溶剂(异丙醇和正丙醇)和离子对剂(三氟乙酸，甲酸和七氟丁酸)也可以改善RP-LC的性能 [ 17 ] [ 18 ]。ESI-TOF MS被广泛运用于大分子的表征，具有高精度和高分辨率的优点。相比于基质辅助激光解吸电离技术(MALDI)来说，ESI的电离效果更柔和，不易产生碎片，是大分子表征中最常使用的质谱模式 [ 19 ]。 2.2. 亚基水平 化脓性链球菌的免疫球蛋白降解酶(IdeS)的最新发现大大改善了治疗性抗体的亚基水平分析。IdeS能在IgG铰链区下方特定序列位点处进行酶切，使其水解为F(ab’)2和Fc片段。再经过二硫键还原最终产生三个23~25 kD左右的片段(LC，Fd和Fc/2) [ 20 ]。这三个片段采用RP-LC串联ESI-TOF MS的技术进行分离和分析。分别对三个片段的质谱图进行去卷积分析，能够得到各片段的分子，糖型及各糖型含量的数据。IdeS蛋白水解具有高特异性，高效性和良好的鲁棒性。能够发生酶切的前提是抗体具有完整的铰链区酶切位点 [ 21 ]，因此，该方法的使用在一定程度上受抗体本身性质的限制。 2.3. 糖肽水平 肽图分析通常在抗体含有多个糖基化位点时发挥优势。利用多种蛋白酶(Trypsin，Asp-N和Lys-C等)的组合作用使抗体酶解成糖肽片段，利用RP-LCMS/MS进行分离分析。单次实验就可提供定性和定量的大量结构信息，包括翻译后修饰，糖谱，末端修饰，序列突变和降解产物等，这是该方法相对于其他常规色谱方法的显著优势 [ 22 ] [ 23 ]。但缺点也比较明显，为了获得较高的序列信息覆盖度，需要针对不同分子进行酶解步骤开发 [ 23 ]；此外，数据的处理和分析需要消耗大量时间。因此，肽图分析并不是一个通量高的检测手段，一般仅用作重点样品的表征。 2.4. 游离糖苷水平 N-糖苷酶(EndoH、PNGase F等)能够释放蛋白的N-糖苷，糖苷由荧光基团(2-AB、2-AA等)衍生化，利用亲水相互作用液相色谱法(Hydrophilic Interaction Chromatography， HILIC)分离，荧光检测器(Fluorescence Detector， FLD)检测荧光信号并进行定量分析，也可串联质谱检测器进行定性分析。 HILIC是一种广泛使用的极性化合物分离方法，该方法使用具有中高极性的固定相，通常使用水含量低的乙腈作为流动相，对典型的抗体聚糖具有很高的选择性 [ 24 ] [ 25 ]。 游离糖苷分析的缺点之一是无法为具有多糖基化位点的抗体提供修饰位点信息。对于具有多糖基化位点的抗体，其修饰位点信息可以通过肽谱图分析获取 [ 23 ]。
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user: 3. 研发和生产中的质量研究 化学制造与控制(Chemistry，Manufacturing and Controls， CMC)贯穿了产品的生命周期，是产品质量的保证。在相关法规的指导下，以“安全、有效和质量可控”为目标，研发团队针对不同的分子在不同阶段都会制定特定的研究策略。 3.1. 指导糖型质量控制的相关法规 美国食品药品监督管理局，欧洲药品管理局，中国国家药品监督管理局(National Medical Products Administration， NMPA)和人用药品注册技术要求国际协调会议(The International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use， ICH)已发布了一系列与蛋白质治疗药物糖基化有关的指南。 ICH Q6B和EMA建议对一些物理化学特性进行表征以证明产品异质性的一致性，包括不同的糖型，各糖型的含量，多肽链的糖链结构，寡糖图谱(触角形状)，糖基化位点和占有率 [ 26 ] [ 27 ]。EMA还建议注意糖基化结构的测试和可接受限度，例如，Fc片段的G0，G1和/或G2的相对量，半乳糖基化，岩藻糖基化和唾液酸化的水平，并考虑到其在临床情况下预期的影响，例如Fab糖基化对生物学活性的影响等 [ 27 ]。考虑到糖基化情况会受到工业参数的影响，ICH Q5E要求当制造工艺发生变更，可能影响质量属性时，要进行可比性研究 [ 28 ]。根据ICH Q11，当特定糖型被确定为CQA时，质量控制策略应包括生产过程中的控制，在关键生产步骤和批放行中证明特定糖型为CQA的合理性 [ 29 ]。美国FDA建议对于批次间的比较，应使用具有适当特征，特异性和效价的，具有适当资格的内部参考标准品，将其存储在适当的条件下并进行定期测试以确保其完整性；参考标准品应随着产品的发展而更新，但应在临床第3阶段试验开始之前最终确定；应制定适当的标准操作程序(Standard Operating Procedures， SOPs)以标定新的参考标准品 [ 30 ]。NMPA要求在生物类似药和原研药的相似性研究中，应在考察足够多的有代表性的原研药批次后，建立相似性评价可接受范围 [ 31 ]。 下文将结合相关法规和实际情况，对研究、生产中的糖型表征和质量研究策略做具体介绍。 3.2. 早期研发阶段 3.2.1. 创新型药物 在创新型药物的早期药学研究过程中，糖基化修饰情况是影响细胞株构建，培养工艺开发和纯化工艺开发的关键因素。在不同研发阶段，糖型分析策略侧重点也会有所差异。 在细胞株构建阶段，基因编辑、宿主细胞选择、质粒转染和细胞培养条件都影响着细胞株的性状和蛋白表达的情况 [ 32 ]。在选择表达量高，稳定性好的克隆的同时，Man5和唾液酸等对生物学活性有较大影响的糖型在项目早期也应重点关注。培养工艺开发阶段是糖型优化的关键阶段，发酵规模放大，培养方式、补料方式、收获方式都可能影响蛋白产品的糖型情况，例如，溶解氧、温度、pH和营养水平的变化等 [ 33 ]。除了Man5，G0F外，该阶段时常会关注所有无核心岩藻糖糖型的比例 [ 6 ]。在下游纯化阶段，通过工艺调整可以有针对性的富集或去除部分带有特定糖型的抗体产品。例如，唾液酸修饰会降低蛋白的等电点(Isoelectric Point， pI)值，在离子交换层析步骤收集较高pI值的产品，则纯化后的抗体将具有较少的唾液酸修饰 [ 34 ]。但是，该方法会一定程度上降低产品收率，只有在上游工艺优化收效甚微的前提下一般才考虑损失收率来收集或去除目标糖型，以获得具有理想生物学活性的产品。 分析策略上，对于能够被Ides酶识别，且在Fab或Fc部分仅具有单个糖基化位点的抗体分子，亚基水平的分析方法由于其高效性而常被采用。该方法既能提供糖型的定性和定量结果，同时还能汇报亚基的分子量信息。游离糖苷法由于其分离度高，定量准确的特点也被广泛应用于N-糖含量分析。值得注意的是，该方法应对脱糖效率进行考察以确保糖苷酶酶切环境适合，分析结果客观有效。完整蛋白水平和糖肽水平的方法由于其复杂性往往用于重要产品或关键批次的表征。 3.2.2. 生物类似药 由于新药的研发成本高、时间长、成功上市的难度大，随着许多抗体原研药专利即将到期，生物类似药(Biosimilar)也已然成为一种研发趋势。 鉴于糖基化修饰在抗体药代动力学，活性及免疫原性方面的重要影响，糖基化修饰的相似程度成为了抗体生物类似药与原研药相似性评估的重要考量内容之一 [ 35 ]。Samsung Bioepis在进行曲妥珠单抗(Trastuzumab)的生物类似药的研究中发现，购入的曲妥珠单抗有效期至2018年8月或更晚的批次中，无核心岩藻糖糖型(G0 + G1 + G2)比例明显降低；有效期为2019年6月至2019年12月的批次中，高甘露糖糖型(Man5 + Man6)比例明显增加，ADCC活性结果也证实了糖型变化带来的影响 [ 36 ]。Sandoz Biopharmaceuticals对利妥昔单抗(Rituximab)进行糖型分析，发现有效期在2010年5月至2011年期间的产品，G0糖型含量增加约3倍，ADCC效应增强 [ 37 ]。因此，在拟定抗体生物类似药的目标质量属性时，收集更多、更有代表性的原研药批次，建立有效的相似性评价标准是非常重要的 [ 16 ]。 标准建立后，有目的的开展工艺优化，使得生物类似药产品糖基化修饰情况符合相似性评价标准。若生物类似药与原研药糖型存在较大差异，例如由不同细胞系生产，则可以通过对比其ADCC、CDC活性进一步考察；若仍有差异，则要综合考量糖型的差异是否在安全性和有效性等方面具有临床体现 [ 16 ] [ 38 ]。 3.3. 工业生产阶段 生产工艺变更在抗体药物生命周期中非常常见，英夫利昔单抗(Infliximab)上市后就已经发生了50次风险等级不同的工艺变更，评估工艺变更前后产品的可比性非常必要 [ 39 ]。早期申报时，生产规模远小于临床后期时的生产规模，或者生产产地以及生产时使用的耗材、物料、培养基等不同，导致放大生产后的生物成品药质量与申报时的成品药质量存在差异，尤其是极易受到生产影响而又对活性和代谢影响极大的糖型。 在进行糖型的可比性研究时，一般参考工艺变更前具有代表性的多批次的检测数据，例如非临床批次、毒理批次、关键临床批次和商业化生产批次，来建立可比性接受标准，然后对工艺变更后的样品进行评估。可接受标准的建立一般根据统计学方法，比如平均值 ± n × 标准偏差(Average ± nSD)，抗体作用机制、历史生产检验数据和临床效果与糖型的关联度等也要在建立标准时纳入考量 [ 16 ] [ 38 ]。
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user: 4. 总结与展望 近年来，国内研发和申报抗体类新药和生物类似药迎来了的爆发期。随着经验的积累，糖型所带来的生物学活性影响，及其在产品质量控制方面重要性也愈发受到重视，选择合适的策略进行N-糖基化修饰表征对于创新型药物和生物类似药也至关重要。 随着质量源于设计(Quality by Design， QbD)的理念在抗体的糖基化修饰方面日益凸显，运用糖基化工程技术(Glyco-engineering)改造单克隆抗体的N-糖修饰，获得生物活性更好的糖基化工程抗体已经成为主流趋势 [ 40 ]。莫加木珠单抗(Mogamulizumab)和奥比妥珠单抗(Obinutuzumab)就运用了该项技术并已被批准上市 [ 41 ] [ 42 ]。因此，N-糖的表征和质量研究策略的地位日益凸显。 尽管目前国内企业抗体药物申报数量和国外仍有一定差距，但是国内生物医药的大环境在蓬勃发展、势头正好。借助欧美发达国家的药品研发、审评和监管经验，结合国内行业发展现状，快速推进生物医药产业发展，是目前的主要课题。
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user: 摘要 喷雾冷却是一种新型的冷却方式，能够快速对电子元器件进行散热，提高其工作性能，在电子元器件散热方面有非常广阔的应用前景。喷雾冷却换热影响因素众多，且机理复杂，本文针对两种强化方法，即微结构表面和表面活性剂对喷雾冷却的换热影响进行综述。并且，对闪蒸也做了详细介绍，指出了今后的研究方向，将闪蒸与喷雾冷却结合，是未来高热流密度散热技术的趋势。
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user: 1. 引言 随着人们进入信息化、智能化时代，电子芯片等元器件的集成度越来越高，体积越来越小，产生的热量也越来越大，严重影响电子元器件的性能，高热流密度散热技术在很多应用领域极为重要，传统冷却方式如强迫对流 [ 1 ]、微通道换热 [ 2 ] 及射流冲击冷却 [ 3 ] 等。考虑到其散热性、经济性和可靠性，均达不到电子元器件的冷却标准。在众多散热方式中，喷雾冷却因为换热效率更高、工质利用更充分、综合性能更好等优点，对于提高电子元器件的稳定性、高效性和使用寿命具有重要的意义，在电子元器件散热方面有非常广阔的应用前景。 当液滴突然释放到低压环境中时，如果液体温度高于其压力下的饱和温度，则液体过热并发生闪蒸。闪蒸分为液滴闪蒸和液膜闪蒸，液滴或液膜在闪蒸过程中带走大量潜热，导致液滴或液膜温度降低，显著地提高了系统的冷却能力和工作液的利用率。因此闪蒸过程在航空航天 [ 4 ]、海水淡化 [ 5 ]、食品干燥 [ 6 ] 等领域有重要的应用价值，近年来逐渐受到重视。闪蒸机理和影响因素也相对复杂，初始过热度、环境压力以及液滴直径或液膜高度均会影响闪蒸特性的变化，研究人员对这两个闪蒸过程进行了大量的实验和数值模拟研究。 对喷雾冷却来说，为了强化换热效果，微结构和表面活性剂是两个重要因素，会影响传热的性能和热流密度以及冷却的速度。近年来，很多研究人员改变热表面结构或在水中加入表面活性剂，成为喷雾冷却新的研究方向，但基本是分开研究。微结构对换热性能的影响主要是改变表面几何形状、表面粗糙度以及增加表面涂层，能够增加传热面积，延长液滴在表面的冷却时间，对喷雾冷却起到强化换热的作用；而在水中添加表面活性剂，能够显著降低溶液的表面张力和接触角，对液滴在表面湿润和铺展有重要作用，同样增强表面的传热。为了更加清楚地了解闪蒸以及喷雾冷却的强化方式，本文对国内外关于液滴闪蒸和液膜闪蒸特进行了综述，并综述了微结构和表面活性剂等对喷雾冷却换热特性的影响和机理分析，为进一步强化喷雾冷却的换热提供理论基础。最后指出了今后的研究方向，即闪蒸与喷雾冷却的结合，这是一种极具发展潜力的高效冷却方式。
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user: 3. 微结构表面强化喷雾冷却换热 微结构表面能够增加传热面积，延长液滴在表面的冷却时间，对喷雾冷却起到强化换热的作用。基于此，大量的国内外学者将微结构表面应用到喷雾冷却中，从微结构的形状、尺寸和材料等方面，综述了微结构表面对喷雾冷却的影响和换热机理，为进一步强化喷雾冷却的换热提供理论依据。 Silk等 [ 23 ] 实验研究了强化表面(立方体肋、三角肋和直肋表面)对喷雾冷却传热的影响。腔体压力为41.4 Kpa，体积流量为0.016 m 3 /m 2 s，喷嘴高度为17 mm，喷雾温度为20.5℃。结果表明，强化表面增强了喷雾冷却的传热性能，光滑表面、立方体肋和三角肋表面的临界热流密度分别为80 W/m 2 、114 W/m 2 和105 W/m 2 ，直肋表面的强化效果最好，达到126 W/m 2 的临界热流密度值。三角肋、立方体肋和直肋表面的多相效率分别为38%、41%和46%，而光滑表面的效率为29%，强化表面在单相区和多相区热流密度都增强了。 Tulchinsky等 [ 24 ] 也同样研究了两种微结构表面(凹槽和翅片)对喷雾冷却传热性能的影响，并与光滑表面进行了比较。喷雾流量为0.54~2.04 m 3 /m 2 s，凹槽的宽度和高度分别为100~500 μm和30~60 μm，翅片的宽度和高度分别为127 μm和60 μm。结果发现，在低流量和高流量下，翅片表面在单相区的传热有所改善，在中间流量的条件下，单相区的传热没有增强，在两相区，翅片表面有高达50%的显著增强。而凹槽表面在单相区与光滑表面没什么区别，在两相状态和临界热流密度时，传热性能显著降低，在高流量的情况下，与光滑表面相比热传递减少高达50%。这一结论与Silk等 [ 23 ] 不同的是，综合微结构表面和流量两个参数，对喷雾冷却换热进行改善。 Sodtke等 [ 25 ] 研究了金字塔微结构表面对喷雾冷却性能的影响。实验表明，在相同壁面过热度下，与光滑表面相比，微结构表面的喷雾冷却可以显著提高冷却性能，特别是在小流量的工况下。这是因为微结构增加了三相接触线的长度，导致非常有效的薄膜蒸发。使用红外照相机可以显示，对于光滑表面，表面过热度较低时，热流密度随着接触线长的增加而增加。 Hsieh等 [ 26 ] 研究了极低质量流量下水在平面和微结构硅表面的喷雾冷却的蒸发传热特性。对于平面和微结构硅表面上的单个水滴蒸发的定性研究表明，微结构提供了提高蒸发速率的有效手段，微结构内部的毛细作用力有效地扩展了沉积的液膜，导致热流密度增加，从而提高了蒸发速率。观察到四种不同的传热状态，即淹没状态、薄膜状态、部分干燥状态和干燥状态，在薄膜状态和部分干燥状态下有更好的冷却性能，因为更多的水由于毛细作用力而停留在表面上。研究还发现，强化表面结构越小，换热性能越好。 Kim等 [ 27 ] 对平面和微孔涂层平板加热器进行了喷雾冷却研究。实验结果表明，对于微孔涂层表面，冷却性能的主要因素是孔隙率的增加和毛细作用对液体表面润湿程度的增加来确定的，在其表面上观察到三种不同的流动形式(完全湿润、蒸发湿润和干燥)。在蒸发区，即喷雾冷却的20~35 kw/m 2 的热流密度区，微孔涂层表面的平均传热系数比平面表面高约130%，比空气喷射冷却高约420%。 张伟等 [ 28 ] 在闭式循环喷雾冷却系统上，以水为工质，研究了表面结构对喷雾冷却临界热流密度的影响。结果表明，与光滑表面相比，微槽表面可提高临界热流密度，当槽深为0.3 mm，槽宽为0.2 mm时，临界热流密度最大。主要是因为微槽表面可有效阻止液滴流出受热面，延长液滴停留时间，增大临界热流密度。该研究表明，表面结构对喷雾冷却换热影响明显，存在最佳的结构尺寸 Zhang等 [ 29 ] 使用去离子水为冷却剂，在微米、纳米和混合结构表面上对喷雾冷却的传热特性进行了实验研究。结果发现，纳米结构表面的传热速率更好，其次是涂有SiO 2 薄膜的光滑表面和纯光滑表面，因为纳米结构表面的接触角最小，较高的湿润性增强了传热，后两者的接触角增大。涂有SiO 2 薄膜的25G × 25S表面的传热系数比涂有SiO 2 薄膜的50G × 50S表面增加的多，这是因为SiO 2 薄膜的亲水性更强，导致更多的传热面积被利用，不同于纯硅微结构表面的传热性能，涂有50G × 50S的临界热流密度更大。另外发现，微结构表面上的碳纳米管涂层的特征尺寸会影响其传热效率，特征尺寸小于液滴尺寸的会更有效的改善热传递，25G × 25S混合结构表面的CHF最大，比光滑表面增加了75.3%。 Launay等 [ 30 ] 在351℃和601℃之间的饱和温度范围内，以PF5060和去离子水为冷却工质，对光滑和粗糙的硅表面、完全涂覆碳纳米管的硅涂层、硅蚀刻和基于碳纳米管的翅片结构以及3D硅微结构表面的性能进行了详细的研究。实验发现，使用3D硅微结构表面表现出最佳性能，PF5060和水的热流密度分别为27 W/cm 2 和130 W/cm 2 。与光滑表面相比，使用碳纳米管的纯纳米结构表面只能在非常低的过热下改善传热，传统的硅刻蚀微结构在所有情况下都优于碳纳米管的结构表面。该研究相比以上学者更加全面，将微肋结构、表面涂层以及表面粗糙度等参数对喷雾冷却换热影响均进行了实验研究。 通过改变热源表面的结构，是强化喷雾冷却换热的一个新的方法，能够明显增强喷雾冷却的换热特性，这是因为微结构表面增大了换热面积，且表面存在更多的气化核心，同时也由于毛细作用力的存在，液滴能在表面更快的排开，提高了热流密度，强化换热性能。目前将微结构应用于喷雾冷却换热的研究中，除了改变表面的形状、尺寸等，还可以使用不同的材料、不同的表面涂层等，均对喷雾冷却换热性能有不同的促进作用，今后还可以研究不同的微结构表面，结合最佳的喷雾参数，能够更大程度的增加喷雾冷却的换热。
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user: 4. 表面活性剂强化喷雾冷却换热 表面活性剂是另一个可以强化喷雾冷却换热的参数，在水中加入表面活性剂，能够显著降低溶液的表面张力和接触角，对液滴在表面湿润和铺展有重要作用，增强表面的传热。 Qiao等 [ 31 ] 研究了纯水和含100 ppm和1000 ppm表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的水溶液的蒸发和沸腾。结果表明，表面活性剂的加入显著降低了液滴的寿命，其主要作用是降低液固接触角，增加了接触面积，传热面积的增加减少了液滴蒸发时间。除了增加接触面积外，表面活性剂促进了气泡在液体中的成核和发泡，大大增强了热传递。表面活性剂浓度的增加降低了雷登弗罗斯特温度，在此温度以上，液滴悬浮在表面上，形成一层自己的蒸汽薄膜，表面活性剂对液膜沸腾中的蒸发时间没有影响。 Liu等 [ 32 ] 将三种不同浓度的表面活性剂AOS、CTAB和Tween20加入纯水中，研究它们在低温(≤100℃)下对喷雾冷却的影响。结果表明，三种表面活性剂均有不同的最佳浓度，显著提高了喷雾冷却的传热性能，浓度为200 ppm的CTAB得到最低平均表面温度，但其表面温度均匀性没有得到改善，特别是在高浓度下传热恶化。在进一步的研究中，发现倾斜喷雾能显著提高表面活性剂喷雾冷却的传热能力，并产生最佳浓度点后移现象。 Lin等 [ 33 ] 以FC-87、FC-72、甲醇和水为工质，对封闭系统中多喷嘴喷雾冷却的传热特性进行实验研究。结果表明，对于给定的表面过热度，热流密度随着体积流量的增加而增加，使用纯表面活性剂FC-87和FC-72时，喷雾冷却的临界热流密度可达90 W/cm 2 ，使用纯甲醇时可达490 W/cm 2 ，使用纯水时可达到500 W/cm 2 ，将FC-72应用于喷雾冷却系统对喷雾在冷却表面的传热特性有显著影响。 Ravikumar等 [ 34 ] 同样研究了不同类型表面活性剂通过喷雾冷却对提高超快冷却速度的影响。结果表明，随着表面活性剂浓度的增加，表面张力和接触角降低，使得表面活性剂溶液在测试板上更好的扩散，导致蒸发速度更快，达到最佳浓度后，由于泡沫过多，热通量和冷却速率会降低。此外，表面活性剂提高了临界热流密度，在Tween20的最佳浓度下，临界热流密度达到最大值3.32 mA/m 2 。阴离子表面活性剂SDS的最大冷却速率为187℃/s，阳离子表面活性剂CTAB的冷却速率为205℃/s，非离子表面活性剂甚至更高为214℃/s，相比在纯水中的冷却速率，分别提高了12%、24%和30%，在这三种表面活性剂中，非离子表面活性剂在低浓度下能够产生最高的冷却速率。 Bhatt等 [ 35 ] 使用不同类型的冷却剂如纯水、乙醇-水和Tween20-乙醇-水混合物来研究对喷雾冷却的影响。实验结果表明，对于乙醇-水添加剂，随着乙醇浓度的增加，接触角减小，传热速率增加，导致传热面积的增加和气泡聚结速率的降低，乙醇浓度超过500 ppm时，泡沫的过度出现会降低传热速率。对于乙醇-水-Tween20混合添加剂，表面活性剂Tween20能够控制发泡特性并显著降低接触角，达到的临界热流密度(2.1 MW/m 2 )是纯水(1.3 MW/m 2 )的1.6倍，最大冷却速率达到141℃/s。 Chandra等 [ 36 ] 采用实验和数值模拟相结合的方法，通过向水中加入不同浓度的表面活性剂，研究了不同初始液固接触角对不锈钢表面单液滴蒸发的影响。向水中添加表面活性剂，会降低表面张力。表面活性剂浓度增大时，接触角减小，增加其在固体表面的铺展，从而增加了液滴与固体表面的传热面积，也减小了液滴厚度，增强了通过液滴的热传导。初始接触角从90˚减小到20˚，液滴闪蒸时间缩短50%，表面冷却增加了110%。 Cheng等 [ 37 ] 研究了在水中添加高醇表面活性剂(1-辛醇或2-乙基己醇)对喷雾冷却传热强化的影响。为了比较，还测试了在水中加入溶盐添加剂(如NaCl或NaSO 3 )对喷雾冷却的传热影响。实验发现，添加浓度为200 ppm 1-辛醇或浓度为150 ppm 2-乙基己醇时，传热性能增加了28%或36%，添加浓度为1.76% NaCl或浓度为2.76 NaSO 3 时，传热性能提高了29%或31%。结果表明，在水中添加适当浓度的高醇表面活性剂和溶盐添加剂均能显著增强喷雾冷却的传热性能，尤其是高醇表面活性剂2-已基己醇的强化传热性能更好。 还有学者在纳米流体中添加表面活性剂。Tiara等 [ 38 ] 采用浓度为10~85 ppm的含Tween20的Al 2 O 3 纳米流体，研究AISI 304钢板的射流冲击传热。实验发现，Al 2 O 3 纳米流体的热导率的最大增强和接触角的最大下降是在表面活性剂为55 ppm时，而Tween20浓度为10ppm时，热导率增强最小，接触角下降也最小。 以上可知，在水中加入表面活性剂，能够显著降低溶液的表面张力和接触角，对液滴在表面湿润和铺展有重要作用。表面张力的降低可以让液滴的直径变小，液滴破碎成更多更小的液滴，提高了液滴与表面的接触面积，液滴与表面的接触角也减小了，使得液滴在表面的湿润性更好，铺展程度更大，增加液体的流动，液滴的换热面积更大，可以强化沸腾换热。目前的研究，主要是针对单一的表面活性剂，今后的研究中，可以将表面活性剂进行复配，比如二元或三元混合表面活性剂，其传热性能是否更好，值得去继续研究。还可以探索其他的表面活性剂或在流体中添加纳米颗粒，前者主要是降低液体表面张力和接触角，增大换热面积，后者的作用是提高流体的导热率，加强液膜内的流动，提高强迫对流。
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user: 5. 总结 喷雾冷却是一种新型的冷却技术，能够有效解决电子元器件的散热问题。喷雾冷却影响因素众多，且换热机理复杂，大量学者进行了相关研究。本文基于国内外研究成果，从微结构表面和表面活性剂两个角度综述了对喷雾冷却强化换热的影响，并对闪蒸进行了综述，研究发现，这两个参数对喷雾冷却换热与极大的促进作用。通过以上综述，得出以下结论及研究方向： 1) 液滴闪蒸经历两个阶段，第一阶段变化剧烈，第二阶段相对稳定。其影响因素众多，如液滴初始直径、液滴初始温度和环境压力等，对液滴闪蒸特性有明显的影响，其中压力是最重要的影响，压力越低，液滴的最终温度也越低。液滴初始温度影响液滴直径和质量，对闪蒸的平衡温度以及闪蒸时间影响不大。液滴直径的影响程度相对较低，不影响闪蒸现象的最终状态。 2) 液膜闪蒸同样经历两个阶段，即快速闪蒸和稳定蒸发的阶段。液膜高度、过热度和减压速率等，是液膜闪蒸的影响因素。液膜厚度越低，过热度越高，液膜闪蒸速率和传热系数就越大，液膜表面温度和蒸发质量的降幅就越大，对换热特性有明显的影响。 3) 微结构表面能够增加传热面积，延长液滴在表面的冷却时间，还能够提供更多的汽化核心数，产生更多的气泡，气泡的增多和破裂，对流换热增强，同时也提高了毛细作用力，强化核态沸腾，对喷雾冷却换热有极大的强化。同时还发现，微结构尺寸越小，热流密度越大，换热能力越强。目前的研究主要集中在改变微结构的形状、尺寸和材料等。 4) 表面活性剂能够降低溶液的表面张力和接触角，液滴破碎成更小的液滴，在表面的湿润性更好，从而增大了传热面积。同时，表面活性剂存在一个最佳浓度，在此浓度下，平均表面温度最低，传热系数最高，换热能力最强。目前主要是将单一表面活性剂应用于喷雾冷却中，未来可以对二元或三元表面活性剂进行研究。 5) 微结构表面和表面活性剂均能有效的促进传热，但是喷雾参数等也是影响因素，选择最佳的参数，将微结构表面、表面活性剂和喷雾参数结合起来，最大限度的提高喷雾冷却的换热，是今后可以研究的一个点。 6) 喷雾冷却不同于传统的冷却方式，其传热性能更好，而闪蒸在很大程度上促进了传热，换热过程更加迅速剧烈，将闪蒸和喷雾冷却相结合，可以极大提高系统的冷却能力和工质利用率，是未来的研究方向。
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user: 摘要 为了获得高频响气动探针的优良外形，采用数值模拟方法，在来流马赫数0.8~1.5时，对三种不同二维形状的楔形探针进行对比分析。首先计算了三角形探针流场，获得了楔角的最佳数值。在最佳楔角的基础上，进一步分析了三种形状探针的流场特点。计算结果表明，贝壳形截面具有更大的偏转角范围。本文的结果可为高频响气动探针外形选择提供一定参考。
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user: 1. 引言 气动探针的使用已经有一个世纪，目前还是测试流场中最常用的一种方法。在跨音速气流中气动探针会产生激波，激波产生的位置与来流马赫数和探针的形状相关。探针上的测压孔测量的是激波后的压力，显然它与要测的来流真实压力有差别，通过设计一种性能优良的探头，可以降低激波对探针测量的影响，所以在跨音速、超音速流动测量中，对气动探针外形的研究一直是一个重点。 国内外许多学者对跨音速探针进行了大量的研究，蔡小舒等人 [ 1 ] 研制了能测量湿蒸汽两相流的集成探针，它主要由四孔楔形气动探针和光学探针两部分组成。姜培正等人 [ 2 ] 研制了一种尺寸小，结构紧凑，使用方便的楔形四孔复合探针，它适用于不对向测量跨音速气流的总压、静压、速度的大小和空间方向。马宏伟等人 [ 3 ] 发展了一种楔顶圆柱双孔高频压力探针测量三维动态流场的方法，并应用于某跨声速多级轴流压气机转子出口流场测量。H. Bubeck等人 [ 4 ] 开发了一种高响应压力探头，表面安装的微型压力传感器用于测量流量波动，同时与相邻的传统压力导管同时测量常规压力。M. Boerner等人 [ 5 ] 研制了一种适用于二维跨音速尾流测量的微型楔形探头。Ferguson等人 [ 6 ] 的研究表明，与钝头几何相比，楔形探头最适合跨音速。Kost等人 [ 7 ] 研究了涡轮机中不同形状的探针对测量结果的影响。张有 [ 8 ] 设计了圆锥形测压头，并根据圆锥扰流气体动力学理论，确定了20˚半锥角产生脱体激波的最大马赫数为1.18。综上所述，国内外对探针的研究主要为探针形状的优化设计。 跨音速流动的实验研究中，采用高频响气动探针对流场的压力进行测量仍是基本手段之一，而测量的准确性与探针气动外形密切相关。本文针对三种不同截面形状的楔形探针，来流马赫数为0.8~1.5的二维情况进行了数值模拟，对比分析了不同楔角和几何外形气动特性。本文的结果可为高频响气动探针外形选择提供一定的参考。
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user: 2. 物理模型与数值方法 2.1. 物理模型 大量研究结果表明 [ 9 ]，几何形状为楔形的高频响气动探针最适合在跨音速流场测量中使用，如图1所示。本文基于楔形探针外形，设计了三种截面，图2(a)截面为三角形，命名为探针A；图2(b)截面为两腰内凹的三角形，内凹曲线对应的圆心角为10˚，命名为探针B；图2(c)截面为贝壳形截面，命名为探针C。这三种截面形状的共同特点就是比较尖锐，这是在跨、超音速气流绕尖劈形物体的理论分析和实验研究经验的基础上逐步摸索形成的。图2(b)和图2(c)是楔形探针结构设计的新方案。为了便于对比分析图2中三种截面形状的计算结果，取它们的水平长度均为6 mm，模型比列为1:1。 图1. 四孔楔形探针 图2. 三种探针几何外形 2.2. 计算区域与边界条件 计算流域如图3所示。外流域由半径为100 mm的半圆，长200 mm、宽100 mm的矩形组成，半圆的圆心在对称轴与探针二维截面尾部的交点上。探针二维截面放在流域的中心。外流域四周的边界条件为压力远场，探针二维截面的边界条件为固体壁面，来流的方向从左向右，偏转角(Yaw angle) α 定义为来流与水平方向的夹角。 图3. 计算区域 2.3. 网格划分 物理模型用Solidworks建模，利用Icem软件对计算流域进行网格划分，网格的划分参考马贵春等人 [ 10 ] 的研究成果，选用结构网格，应用C形和O形网格划分方法，并对壁面附近网格进行加密，根据来流马赫数的不同设置边界层，探针二维截面附近的网格如图4所示。选取多大的网格数量，既能满足计算精度，又可以节省计算资源，需要进行网格无关性验证。如表1所示，选取探针A模型，楔角为23˚，来流马赫数为1，偏转角为3˚，选取外流域一条直线上的质量流量作为分析对象。网格数量分别为8千、1.7万、3.4万、7.6万，网格数量为7.6万时，仿真结果稳定且有效。 图4. 三种楔形探针截面网格 Table 1 Grid independence verificatio 工况 网格(万) 质量流量(kg/s) 误差百分数 1 0.8 4.018 0.62% 2 1.7 4.077 0.52% 3 3.4 4.067 0.27% 4 7.6 4.056 0 5 13.7 4.055 −0.02% 表1. 网格无关性验证 2.4. 控制方程 利用Fluent软件对二维楔形探针截面进行数值计算。计算模型参考了马贵春等人 [ 10 ] 前缘可变弯度翼型的跨声速数值模拟选用的湍流模型，同时参考Issavet等人 [ 11 ] 进行数值计算时所选用的方法。湍流模型和Liu等人 [ 12 ] 选用的类似。在前人的研究中发现，采用k-omega SST模型，不仅具有较高的计算精度，同时还具有较快的收敛速度。 对于可压缩流体需要求解质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程，控制方程表达式如下： 连续性方程 ∂ ρ ∂ t + ∂ ∂ x i ( ρ u i ) = 0 (1) 其中， x i 为空间步长分量； u i 为速度分量。 动量方程 ∂ ∂ t ( ρ u i ) + ∂ ∂ x j ( ρ u i u j ) = − ∂ p x i + ∂ τ i j ∂ x j + ρ f i (2) 式中 ρ 为压力； u i ， u j 为速度分量； x i ， x j 为空间步长分量； f i 为单位质量力； τ i j 为应力张量，其表达式为： τ i j = [ μ ( ∂ u i ∂ x j + ∂ u j ∂ x i ) ] − 2 3 μ ∂ u k ∂ x k δ i j (3) 其中， μ 为动力粘度； δ i j 为正应力张量。 能量方程 ∂ ∂ t ( ρ E ) + ∂ ∂ x i ( u i ( ρ E + p ) ) = ∂ ∂ x i ( λ ∂ T ∂ x i + u j τ i j ) + Q (4) 式中T为温度；λ为有效导热系数；Q为热源项；其中 E = c p T + u i 2 2 (5) 式中 c p 为比热容。
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user: 3. 计算结果分析与讨论 3.1. 楔角分析流程 以探针A为研究对象，模拟楔角分别为15˚、16˚、17˚、18˚、19˚、20˚、21˚、22˚、23˚、24˚、25˚、30˚、35˚、40˚时流场，每种截面三角形底边上的高都为6 mm。图5为这几种三角形水平高度和厚度的对应关系，横坐标表示距离顶点的距离，范围是0到3 mm；纵坐标为三角形底边上的高对应位置处的厚度。通过分析三角形底边上的高和对应位置处的厚度关系，为打孔位置的选择提供参考。数值计算对应的马赫数分别为0.8、1、1.2、1.5，每种马赫数对应的来流偏转角都是从0˚到20˚。 图5. 楔形截面三角形水平长度和对应位置处的厚度关系 3.2. 楔角结果分析 图6给出了部分模拟结果的压力云图和压力梯度云图。选取的截面三角形对应的角度为15˚、20˚、25˚，计算工况为马赫数等于1.2，来流的偏转角为5˚。从图6(a)压力云图可以看到楔形探针截面为三角形时周围的压力变化趋势，楔角越大对流场的影响越大。图6(b)为压力梯度云图，通过压力梯度可以分析壁面附近压力的变化情况，压力梯度变化较大的位置在三角形的三个顶点处。综上所述，当探针A的三角形截面水平长度相同时，顶角越大对流场的影响越大。在对燃气轮机流场测量时不仅要求探针有良好的气动性能，还需要尽可能小的降低探针对周围流场的影响。从以上的分析结果，可以初步得出楔角越小对流场的影响越小的结论。所以设计楔形探针在满足加工条件的情况下，楔角应尽可能小。 图6. 楔角为15˚、20˚、25˚对应的压力云图、压力梯度云图 图7(a)~(d)选取的分析对象为距离三角形顶点2 mm、2.5 mm、3 mm的三个位置处两边的压差，在图中分别用红、绿、蓝三种颜色表示。横坐边代表楔角大小，纵坐标代表压差。计算工况分别为马赫数为0.8、1、1.2、1.5，每种马赫数下对应的偏转角为0˚、3˚、6˚、9˚、12˚、15˚这六种偏转角。从四张图中我们可以得出以下结论：第一，同一马赫数，同一位置，在偏转角小于9˚时，随着楔角的增大，压差值在下降，在楔角增大到25°下降趋势明显，所以不建议选择楔角超过25˚的楔角。楔角越大，对流场的影响越大，打孔位置的气动特性也差。第二，观察与纵坐标平行的方向，从上到下依次是红、绿、蓝，说明在同一楔角、马赫数、偏转角下，位置越靠前，压差越大，更适合打孔。 图7. 三个位置不同工况下的压差曲线 图8(a)~(d)选取的分析对象为在不同楔角下厚度分别为0.5 mm、0.6 mm、0.7 mm、0.8 mm四个位置处的压差，在图中分别用黑、红、绿、蓝四种颜色表示。横坐边代表楔角大小，纵坐标代表压差。从四张图中我们可以得出以下结论：在同一楔角、马赫数、偏转角下，厚度越薄也就是位置越靠前，压差越大，更适合打孔。综上所述，选取楔角较小，位置靠前的位置打孔较好。 图8. 三个厚度不同工况下的差压曲线 根据加工条件的限制，两孔处之间的距离不能小于0.3 mm，还要保证打孔位置靠前，所以选取楔角为23˚较为适宜，打孔位置在厚度为0.6 mm处，对此型号探针分析偏转角范围。从图9中可以分析出，在马赫数等于0.8，偏转角大于11˚时，压差值不再有很明显的变化，所以跨音速范围内，楔角为23˚、截面三角形底边上的高为6 mm，在厚度为0.6 mm处打孔时，探针偏转角范围：α ∈ (−11˚， 11˚)。 图9. 不同工况下的压差曲线 3.3. 三种形状对比 基于上面的分析，选取楔角为23˚，截面的水平长度为6 mm的三种截面形状进行数值计算分析。模拟的工况分别为马赫数等于0.8、1、1.2、1.5，对应的偏转角为0˚、5˚、10˚。图10给出了三种截面形状模拟结果的压力云图、压力梯度云图，从左到右对应C形探针、A形探针、B形探针。计算马赫数为1.2，偏转角5˚。从图10(a)压力云图可以看到B形探针对流场的影响大。图10(b)为压力梯度云图，压力梯度变化较大的位置在三角形的三个顶点处。图10的分析结果表明，C形对流场的影响小。所以设计楔形探针选用C形要比A形好。 图10. 三种截面形状对应的压力云图、压力梯度云图 选取探针C，楔角为23˚，打孔位置在厚度为0.6 mm分析偏转角范围。从图11中可以看出在马赫数等于0.8，偏转角大于12˚时，压差值不再具有很明显的变化，所以跨音速范围内，探针偏转角范围：α ∈ (−12˚， 12˚)。
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user: 4. 结论 1) 跨音速范围内，楔形探针应选取楔角较小，并且位置靠前的位置打孔。 2) 楔角为23˚、水平长度为6 mm的A形探针，在厚度0.6 mm处打孔时，探针偏转角范围：α ∈ (−11˚， 11˚)。 3) 楔角为23°，水平长度为6 mm的C形探针，在厚度为0.6 mm处打孔时，探针偏转角范围：α ∈ (−12˚， 12˚)。 图11. C形探针不同工况下的压差曲线 4) C形探针对流场的影响小，并且偏转角范围相对较大，所以设计楔形探针选用C形要比A形好。
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user: 摘要 对垂直起降无人机的结构进行了设计，通过SolidWorks绘制，将其导入3D动态模拟器gazebo中，并且在ROS上进行软件在环仿真。当我们手上没有机器人硬件或实验环境难以搭建时，此种方法往往是非常有用的利器。