大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2020年第1期

• 基于SiPESC.FEMS的隧道施工数值模拟构架

  陆旭泽,张盛,陈飙松,白杨

  基于开放式结构有限元分析软件系统SiPESC.FEMS及其弹塑性分析构架，结合隧道结构设计常用的地层结构模型理论思想和相关技术，实现了一种隧道施工有限元分析计算构架．该构架通过地应力平衡分析计算围岩的初始应力，利用SiPESC.FEMS弹塑性分析功能，实现地应力平衡多步序分析所需的加载和卸载过程．利用SiPESC.FEMS对单元和材料属性数据的灵活管理，实现生死单元技术．利用SiPESC.FEMS对多种单元和多点约束的支持，实现埋入单元技术．利用SiPESC.FEMS动态任务流程配置，搭建了多分析步隧道施工计算流程．数值算例表明，该构架适用于隧道施工过程的数值模拟，能有效地计算出地应力平衡过程的应力变化，并对隧道施工方案进行优化．

• miR-23b对口腔癌转移影响

  杨青,潘悦,肖桂山

  口腔癌转移是威胁全世界生命健康的问题，有效的靶向治疗对口腔癌患者尤为重要．近年来，microRNA(miRNA)作为一种微小的非编码RNA在肿瘤转移中发挥着重要的作用，因此，开展了体外探究miR-23b在口腔癌转移中的作用．利用实时荧光定量核酸扩增检测系统(qRT-PCR)检测了miR-23b在口腔正常细胞和口腔癌细胞中的表达差异，结果显示miR-23b在口腔癌细胞中的表达明显高于口腔正常细胞中的表达，且随着口腔癌转移程度的增加而增高(P<0.05)．在此基础上，通过给细胞转染miR-23bmimics的方法过表达miR-23b，以探究该miRNA对口腔癌转移的作用．实验结果发现，增加口腔原位癌细胞Um-2中miR-23b的表达后，该细胞的转移能力显著增强，表明miR-23b在口腔癌转移中发挥着重要作用，可能成为临床口腔癌的治疗靶点和口腔癌检测标志物．

• 植物水孔蛋白PIP2表达量快速无标记检测

  徐铭,赵子健,夏秀英

  相较于传统的抗体检测，适配体更易于大量快速合成，且可和多种检测技术相结合，在蛋白检测方面具有巨大的潜力．水孔蛋白作为生物体内水分跨膜运输的主要途径，了解其表达量的变化在植物水代谢研究中有着重要意义．利用传统的混合列分法构建了8个C端恒定半胱氨酸残基的类肽适配体文库，结合表面等离激元共振成像技术，筛选得到能特异性结合高等植物水孔蛋白PIP2的类肽适配体PPA7，其亲和力KD高达2.52×10-9mol/L．利用PPA7检测了石竹玻璃化和正常植株的水孔蛋白表达量，结果表明，石竹玻璃化植株的水孔蛋白表达量显著高于正常植株．研究提供了一种新的植物蛋白定量检测策略，也为进一步明确水孔蛋白在组培苗玻璃化发生中的作用奠定了基础．

• 基于参数化方法的船体分段吊装快速有限元分析技术

  张帆,李瑞,刘玉君,孙瑞雪,李政润

  为了提高分段吊装工艺结构强度的计算效率，将参数化思想应用于分段吊装方案的有限元分析中．首先采用结构参数化方法快速建立各种分段结构的有限元模型，然后对眼板、吊绳、工况等3类吊装工艺信息进行参数化处理并提出了针对不同吊装工艺的快捷仿真方法．最后实现了基于参数化分析方法的典型双层底分段的平吊和翻身的结构强度分析．经过实例验证该参数化方法避免了大量重复性工作，有效地提高了分段吊装有限元建模和强度计算的效率．

• 一种面向船舶智能航行的海上目标实时跟踪算法

  卜瑞波,徐海祥,冯辉,余文曌

  海上目标感知的准确性和实时性是实现船舶智能航行的前提和基础．为了满足以上要求，将有效卷积算子(ECO)引入海上船舶目标跟踪中．该算法以相关滤波为基础，响应最大值之处为目标船舶中心所在位置．获得中心位置之后，采用尺度滤波方法估计出船舶目标的最佳尺度，从而完成对目标当前帧的跟踪．利用因式分解卷积的方式分解卷积，降低数据维度，减少计算时间；采用高斯混合模型将样本分成不同类别，降低训练集样本冗余度；采用稀疏更新策略更新样本模型，防止过拟合问题．选取海洋环境下船舶不同运动场景作为实验样本，与几种常用跟踪算法对比，验证了ECO算法在海上船舶目标跟踪上的准确性和实时性．

• 埋深对岩溶隧道地震动力响应影响分析

  臧万军,贾晨浩,张国军,王峥峥,孙文涛

  基于工程波动理论，应用ABAQUS数值模拟和理论解析方法，研究了溶洞中心与隧道中心处于同一水平时，埋深对岩溶隧道地震动力响应影响规律，并对比分析地震作用下有无溶洞时隧道的反应差异性．分析结果表明：岩溶隧道和非岩溶隧道发生较大位移的部位均为拱肩和拱脚；溶洞对隧道地震动有缓冲作用；岩溶隧道埋深越浅，地震动力响应位移越大；在地震作用下，隧道二次衬砌第一主应力较集中的部位是拱脚．埋深15m时第一主应力最大，埋深100m时第一主应力最小；埋深100m时，岩溶隧道比非岩溶隧道的第一主应力小，说明溶洞对隧道岩体有一定的应力释放作用．

• 高阻尼高雷诺数下串列双圆柱尾流激振数值研究

  李小超,罗旋,徐伟,黄筱云,陈龙

  流激振动水流动能转换装置多柱体阵列涉及复杂的尾流激振问题，其运行时柱体振动具有高阻尼、高雷诺数特征．基于雷诺平均Navier-Stokes方程，结合SST?k-ω湍流模型和任意拉格朗日-欧拉流固耦合动网格控制方法建立串列双圆柱尾流激振数值模型，重点考察小间距比(两圆柱中心距离与圆柱外径之比)、高阻尼、高雷诺数条件下串列双圆柱的尾流激振特性．计算时间距比分别为1.5、2、3、4、20，振动圆柱阻尼比为0.12，雷诺数范围为17000~98000．结果表明，不同间距条件下下游圆柱振动表现为驰振、分离的涡激振动-驰振、涡激振动等不同的振动特性，振动特性的不同与上游圆柱后面的尾流形态及其剪切层重附于下游圆柱的方式密切相关，间距比为1.5、2时上游圆柱分离出来的剪切层交互式地重附于下游圆柱，使下游圆柱振动表现为驰振；间距比为3、4时下游圆柱振动表现为分离的涡激振动-驰振振动形式，此振动形式的出现与恒定式的剪切层重附方式或剪切层未发生卷曲有关．

• 微纳米砖混凝土垃圾改性沥青及其混合料路用性能研究

  张琛,许辉,尚为公,韩森

  针对逐年提高的路面质量要求和大量的废旧沥青材料浪费的现象，提出将建筑垃圾中的砖、混凝土类细料部分进行碾压、研磨并加工成微纳米级别，并将其作为改性剂加入到基质沥青中，达到改善沥青并减少沥青用量的作用．采用针入度、延度、软化点、黏度和动态剪切流变等试验测试并验证改性沥青的高、低温性能；采用车辙试验、低温弯曲蠕变试验、冻融劈裂试验以及浸水马歇尔试验分别验证改性沥青混合料的高、低温性能和水稳定性．试验结果表明：改性沥青中，微纳米砖混凝土垃圾材料能够改善其高温性能，且在10%掺配比时效果最佳；混合料中，微纳米砖混凝土垃圾材料能显著提高其高温稳定性和水稳定性，其中动稳定度提高60.2%，残留稳定度与劈裂强度比分别提高13.8%和24%．由此可见，微纳米砖混凝土垃圾能够有效提高沥青及其混合料的路用性能．

• 纤维对乳化沥青冷再生混合料路用性能影响

  蒋应军,王瑞祥,刘鹏,陈浙江

  采用与施工现场压实效果相关性更好的垂直振动试验方法，研究了纤维掺量以及纤维类型对乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响．结果表明：随着纤维掺量的增加，冷再生混合料动稳定度、弯拉应变、冻融劈裂强度等各项路用性能指标均先增大后减小．此外，与不掺加纤维冷再生混合料相比，试验选用的4种纤维对混合料水稳定性影响效果总体上均不明显；掺加木质素纤维的冷再生混合料高温稳定性能最好，动稳定度可提高79%，其最佳掺量为0.4%；掺加聚酯纤维的冷再生混合料低温抗裂性能最好，弯拉应变可提高19%，其最佳掺量为0.6%．

• 基于广义线性模型的基因表达水平预测

  师豪杰, 顾宏, 徐晓璐, 秦攀

  组蛋白修饰是生物体中普遍存在的一种现象,能够以不同的调控方式影响基因表达,且随着高通量测序技术的飞速发展,大量的测序数据使得探究组蛋白修饰信号与基因表达水平之间的内在联系成为可能.由于基因表达数据存在零膨胀现象,提出了一种基于广义线性模型框架的主从模型,能够以较高精度从组蛋白修饰信号预测基因表达水平.首先通过人类全基因组注释文件中的基因位点信息,筛选出包含完整基因位点信息的表达数据;其次,根据基因位点信息,定位并提取出组蛋白修饰数据中基因特定位点的特征信息,构建设计矩阵;最后结合响应变量数据零膨胀的特点,构建主从模型,以GM12878细胞系为例,与现有的多种回归算法进行对比,验证了所提模型的有效性.

• 基于BP-PSO联合算法的沥青混合料空隙率反演计算

  张蓓,李松涛,钟燕辉,李晓龙,高燕龙

  为提高沥青混合料空隙率反演计算效率，提出一种基于BP神经网络和PSO联合算法的沥青混合料空隙率反演计算方法．通过建立探地雷达电磁波在沥青路面结构层中的传播仿真模型，利用BP神经网络对仿真样本进行训练，得到能够反映输入和输出关系的回归曲面．利用PSO算法对回归曲面进行寻优，得到最优解．将该联合算法应用于沥青混合料空隙率反演计算中，反演计算结果表明：该联合算法能够在满足计算精度的条件下大幅提高计算效率，证明应用该联合算法反演计算沥青混合料空隙率的可行性和有效性．

• 干涉存在下自动化集装箱码头穿越式双起重机同步调度优化

  王耀宗,胡志华

  针对穿越式双起重机作业过程中的干涉问题，分析并界定干涉的存在形式，以最小化任务完成时间为目标，建立穿越式双起重机同步调度下的混合整数规划模型，确定装卸任务的分配与每台起重机的作业序列．用状态转移函数描述起重机的作业过程，提出基于任务优先级的随机键遗传算法，求解所提出的优化问题．根据现实自动化集装箱码头的特征参数，设计不同规模的算例并进行计算实验．实验结果表明，模型满足同步调度的约束条件，所得的解均为无冲突调度，验证了模型的有效性．算法求解结果显示，所得结果能够规避干涉实现同步调度，验证了算法的合理性与有效性．此外，所提算法具有良好的求解性能，能够提升穿越式双起重机同步调度问题的求解速度．

• 基于全基因组选择的长牡蛎肥满度分布参数预测方法

  董青原,曹隽喆,张国范,李莉,刘圣,顾宏

  全基因组选择是一种用于改良动植物育种群体中数量性状的方法，通过使用覆盖整个基因组的分子标记信息对复杂性状进行预测，从而帮助筛选出更适合培育的亲本．基于长牡蛎的单核苷酸多态性(SNP)位点信息，提出了一种预测长牡蛎肥满度分布参数的全基因组选择的新方法．首先，采用一种基于不同评价准则的二次特征选择方法，挑选与肥满度相关性较高的SNP位点；其次，利用所挑选的SNP位点信息构建具有正则化项的高斯通用加性模型对每个长牡蛎样本肥满度分布参数进行预测；最后，在长牡蛎数据上将所提方法和一些现有方法进行了验证比较．实验结果表明，所提方法具有更好的拟合精度和更低的均方误差，并能对样本性状稳定性进行有效的评估．

• 求解非光滑复合约束优化问题的再分配束方法

  吴琼,张宏伟,王爽

  针对一类特殊的复合约束优化问题提出了再分配型束方法，其中目标函数和约束函数为具有lower-C2性质的函数．利用改善函数，原约束问题可以被转化为无约束问题，并且新的目标函数也具有lower-C2性质．再利用lower-C2函数的性质，引入了凸化参数来改善子问题目标函数的凸性，并设计了相应的束方法．给出了原问题和新问题最优点的关系，并简单地给出了参数稳定性结论和算法的局部收敛性结论．通过对H2/H∞综合问题的分析，利用提出的算法计算了最优的H2/H∞动态控制器，表明了算法的有效性．