稳态分析论文

稳态分析论文（精选8篇）

稳态分析论文 篇1

一．单选题：（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为正确答案的题号，填入题干的括号内，多选不给分。每小题1分，共10分）

1、下面所列各组电力网接线方式中，完全属于有备用接线的一组是（）。

A、两端供电网、环网、双回线路辐射网 B、双回线路辐射网、环网、单回路链式网

C、单回路辐射网、两端供电网、单回路干线网

2、关于中性点不接地三相对称系统的中性点对地电压，下述说法中正确的是()。

A、正常运行时为零，单相接地时升高为线电压；

B、正常运行时为零，单相接地时升高为相电压；

C、正常运行时无法确定，单相接地时为相电压。

3、220kv电力系统中性点应采用的接线方式是（）。

A、不接地； B、直接接地；

C、经消弧线圈接地。

4、架空输电线路采用分裂导线的目的是()。

A、减小输电线路电阻； B、减小输电线路电抗；

C、增大输电线路电容。

5、500kv超高压输电线路两端装设并联电抗器的目的是()。

A、防止输电线路重载时末端电压降低；

B、防止输电线路轻载时末端电压升高；

C、防止输电线路轻载时末端电压降低。

6、关于单侧电源电力网，下述说法中正确的是（）。

A、电力网的功率分布由负荷分布确定，其潮流无法调控；

B、电力网的功率分布与线路阻抗有关，其潮流无法调控；

C、电力网功率自然分布就是功率的经济分布。

7、在一个具有n个独立节点的系统中，节点阻抗矩阵的阶数为()。

A、n×n阶； B、（n－1）×（n－1）阶；

C、（n＋1）×（n＋1）阶。

8、系统中有功功率不足，会造成()。

A、电压水平上升； B、电压水平下降； C、频率下降。

A、1号机组； B、2号机组； C、同时减小。

10、电力系统无功电源最优分配的目的是（）。

A、使电力系统总的能源消耗最少； B、使电力网的有功损耗最小； C、使电力系统的电能质量最好。

二．判断题：（下列各题中，你认为正确的，请在题干的括号内打“√”，错误的打“×”。每小题1分，共15分）

1、输电线路首端电压不一定总是高于末端电压。（）

2、高压系统中，有功功率总是从电压相位超前的点向电压相位滞后的点传输。（）

3、辐射形网络的潮流分布和环网的潮流分布都可调控。（）

4、在多电压等级环形电力网中一定存在循环功率。（）

5、中等长度线路是指100Km以下、300Km以下的线路。（）

6、35KV电力系统都采用中性点不接地的中性点运行方式。（）

7、电力系统无功电源的最优分配原则是等耗量微增率准则。（）

8、任何两端供电网的供载功率分布都不可能是经济功率分布。（）

9、同一电压等级的所有电气设备的平均额定电压都相同。（）

10、多电压等级环形网络中，线路串联纵向加压器主要改变电力网的无功功率分布。（）

11、未装设无功补偿装置的降压变电站的低压母线为PQ节点。（）

12、最大负荷时将电压中枢点的电压适当升高，最小负荷时将电压中枢点的电压适当降低，电压中枢点的这种调压方式称为逆调压。（）

13、有载调压变压器可以在不停电的情况下改变分接头。（）

14、并联电容器既可作为无功电源向系统送出（感性）无功功率，又可作为无功负荷从系统吸收（感性）无功功率。（）

15、我国对电力系统频率偏移的规定是正常情况下不超过+-5%。（）

三．简答题：（每小题5分，共25分）

1、对电力系统的基本要求是什么？

2、对调频电厂的基本要求是什么？什么电厂最适宜担负系统调频电厂？

3、什么叫功率分点？标出下图所示电力系统的功率分点。

4、在下图所示的电路中，变压器的实际变比如图所示，并联运行的两台变压器中有无循环功率存在？为什么？如果循环功率存在的话，请指出循环功率的方向。

5、在无功电源不足引起电压水平普遍偏低的电力系统中，能否通过改变变压器变比调压？为什么？

四．计算题：（共50分）

1、某35KV电力系统采用中性点经消弧线圈接地的运行方式，已知35KV线路长度为100公里，线路每相的对地电容为，单相接地时流过接地点的电流为3.6安培，求消弧线圈的电感值。（10分）

2、110kv降压变压器铭牌数据为：

① 计算变压器的参数（归算到110KV侧）；

② 画出变压器的 形等值电路。（10分）

3、某地方电力网的等值电路如下图，有关参数均已标于图中，求网络的初步功率分布标出其功率分点，并计算其经济功率分布。（10分）

4、联合电力系统的接线图及参数如下，联络线的功率传输限制为300MW，频率偏移超出 才进行二次调频，当子系统A出现功率缺额200MW时，如系统A不参加一次调频，联络线的功率是否越限？（10分）

5、某降压变电所装有一台容量为10MVA，电压为 的变压器。已知：最大负荷时变压器高压侧电压为114KV，归算到高压侧的变压器电压损耗为5KV；最小负荷时变压器高压侧电压为115KV，归算到高压侧的变压器电压损耗为3KV。现要求在低压母线上实行顺调压（最大负荷时要求电压不低于线路额定电压的 倍；最小负荷时要求电压不高于线路额定电压的 倍），试选择变压器的分接头。（10分）

电力系统稳态分析模拟试题参考答案

一． 单项选择题：（每小题1分，共10分）

1、A

2、B

3、B

4、B

5、B

6、A

7、A

8、C

9、B

10、B

二． 判断题：（每小题1分，共15分）“√”，错误的打“×”)

1、√

2、√

3、×

4、×

5、√

6、×

7、×

8、×

9、√

10、√

11、√

12、√

13、√

14、×

15、×

三．简答题：（每小题5分，共25分）

1、答：对电力系统的基本要求有：满足用户对供电可靠性的要求（2分）；具有良好的电能质量（2分）；电力系统运行的经济性要好（1分）。（意思对即可得分）

2、答：对调频厂的基本要求是①具有足够的调节容量；（1分）②调节速度要快；（1分）③调节过程的经济性要好（1分）。具有调节库容的大型水电厂最适宜作为调频电厂（2分）。

3、答：电力系统中如果某一负荷点的负荷功率由两侧电源供给，则该负荷点就是功率分点，功率分点又分为有功功率分点和无功功率分点（3分），分别用“▼”和“▽”标注。图示电力系统中负荷点2为有功功率分点（1分），负荷点3为无功功率分点（1分）。

4、答：有循环功率存在（3分）。因为上述网络实际上是一个多电压等级环网，两台变压器的变比不匹配（如取绕行方向为顺时针方向，则 ,所以存在循环功率（1分）；循环功率的方向为逆时针方向（1分）。

5、答：不能（3分），因为改变变压器的变比并不能改善电力系统无功功率平衡状态（2分）。

四．计算题：（共50分）

1、解：

单相接地短路时的原理电路图和相量图如下：

稳态分析论文 篇2

1 相量的概念:

1.1 定义

我们把正弦波的三要素中抽取幅度和初相位两要素构成二维平面相量, 称为“相量”, 这里的“相”为相位的“相”, 而不是方向的“向”, 记为:

或称为有效值相量, 没有特别指明时, “相量”就是指有效值相量。

称为电压相量或电流相量。也可以表示为最大值相量:

, 这里, 下标“m”不能去掉。

1.2 相量的平面表示, 如图1所示。

电压相量:

1.3 相量的运算

加运算:, 如图2 (a) :

减运算:, 如图2 (b) :

乘运算:=

除运算:==∠ (—)

相量用在同频率的正、余弦代数和时, 运算十分方便。

例1:求:时域

解:因为三项正弦为同频率, 可以用相量法, 写成最大值相量:

所以:y=8.854

若用我们在高中学过的正弦叠加、利用法化因子是特别麻烦的。

解:因为该题仍为同频率正、余弦函数叠加, 可利用相量法。

最大值相量为:

1.4 三大元件的相量模型

(1) 线性电阻R, 如图3所示。

说明电阻R的电压相量和电流相量只有大小差别, 没有相位差别。

(2) 线性电容, 如图4所示。

由线性电容的关系式::

(3) 线性电感L, 如图5所示。

2 相量在电路中的应用:

对于由线性元件构成的电路或网络, 输入由正弦波激励, 输出 (或响应) 不会出现新的频率, 我们就可以利用相量法来求解:

例3, 如图6所示。

(2) 输入功率为多少?

(3) 用单个元件的功率验算总功率。

解: (1) 该电路由线性元件构成, 并由单一频率的正弦波激励, 不可能产生新频率, 为正弦稳态电路, 可用相量分析, 原图的相量图如图7所示。

(2) 3电阻中电流:

(3) 验算:

电阻R1的功耗:PR1=16133.33 (W)

R2的功耗;PR2=9680 (W)

总功耗:P=PR1+PR2=25813.33 (W) , 与输入计算值 (25813W) 完全相同。

例4:计算并实验:

利用我院的实验条件, 计算并验证下题:

电路如图8所示。

已知:ui=311sin (314t+30°) 其它参数如图:

求: (1) 求输出电压u0 (t) 的表达式。

(2) 求输入功率Pi=?Qi=?

(3) 利用单个元件的吸收功率来验证总功率。

(4) 求输入端的功率因数。

(5) 实验验证。

解: (1) 由于电路为线性元件构成, 无谐波分量, 可利用正弦稳态分析 (相量分析) :

原图的相量图如图9所示。

电压、电流相量已标在图上:

电感电流相量:

滞后相位角为 (

(3) 用单个元件的功率来验证总功率:

与原计算出的:Pi=27.45W (基本相同) 。

(4) 功率因数, 如图10所示。

(5) 实验, 如图11所示。

标称值:R=1800, R2=90 C=300 L=700

(1) 输入电压的波形和输出电压uo的波形, 如图12所示。

(2) 在输入端 (智能表) 测, 如图13所示:

(3) 分别测有关电流, 用真值电流表测, 如图14所示:

(1) 验算:可以近似认为IL滞后II90°

实测:Ii=732m A基本符合, 如图15所示。

(2) 电容电流Ic超前电阻电流90°

电感电压UL=232V, 比输入电压Ui=224V还高的原因是因为电感和电容会有谐振趋势而造成的。

原因:线路和接触电阻造成损耗, 使有功功率增大。

4功率的另一种算法:

(4) 可以改变电路中几个元件的参数, 再用智能表测有关数据。

3 相量在三相交流电中的应用

正序时, 三相交流电的时域表达式:

为相电压有效值

相量形式:

如图16所示, 我们用相量图可以很方便地求出:

线电压:

摘要：文章从相量的定义、平面表示和运算3个方面, 详细介绍了相量的概念, 结合线性电阻、线性电容、线性电感3大元件的相量模型, 对相量在电路和三相交流电中的应用, 进行了实例分析。

关键词：相量,正弦稳态,电路,三相交流电

参考文献

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稳态分析论文 篇3

(1．山东大学(威海)数学与统计学院，山东 威海 264209； 2.西北工业大学应用数学系，陕西 西安 710072)

含分数阶导数项的随机Duffing振子的稳态响应分析

孙春艳1, 徐 伟2

(1．山东大学(威海)数学与统计学院，山东 威海 264209； 2.西北工业大学应用数学系，陕西 西安 710072)

对一个含有分数阶导数项阻尼的、Gaussian白噪声激励下的Duffing振子进行了稳态响应分析。首先，基于能量平衡理论，运用等效线性化方法，计算等效系统的线性阻尼及自然频率，建立统计意义下的等效线性化系统。然后，利用平均法建立随机It方程，得到随机响应的Markovian近似；给出描述振子振幅概率密度函数演化的Fokker-Planck方程，并得到它的稳态解。进一步，对于含有响应振幅的等效线性系统，借助由Laplace变换得到的转换函数，得到原系统的条件功率谱密度，结合振幅的稳态概率密度作为权重函数，给出原系统功率谱密度的估计，以及响应的统计量的估计。数值模拟的结果说明所提出的功率谱密度的近似解析表达式是可靠的，它甚至适用于Duffing振子具有强非线性回复力的情形，因为它可以较好地表现出功率谱密度共振频谱加宽及多峰现象的出现。

分数阶导数； 等效线性化法； 随机平均法； 条件功率谱密度； 响应的功率谱密度估计

引 言

随机响应分析是随机动力学研究的重要方面，已有了一些经典的方法和结果[1-3]。对于响应的功率谱密度，文献[4]利用经典的等效线性化方法表现出缺陷，它给出的估计得到了正确的共振频率，却高估了共振处的峰值而且低估了频谱的宽度。一种改进的等效线性化方法在文献[5]中被提出，它与传统方法的主要区别在于将等效线性系统的待定参数设定为响应振幅的函数，从而建立了一个求解等效的线性刚度的计算方法。在文献[6]中，首次出现了术语“条件功率谱密度”，并通过与随机平均法的结合，以概率密度函数为权重函数，将响应的功率谱密度作为条件功率谱密度的加权和，给出了随机响应功率谱密度的有效估计。在文献[4]中被正式提出后，条件功率谱密度的概念开始被广泛地应用于响应功率谱密度的估计，给出了理想的近似解析结果，但它的数学严密性及合理性的说明却一直是一个空白，直到在文献[7]中，Spanos等才给出了严格的证明。

近年来，分数阶微积分在结构动力学及工程力学领域，越来越多的研究表明分数阶导数可以用较少的参数来模拟某些黏弹性材料的本构关系[8-10]，在确定性的响应分析中，基于特征向量展开，Laplace变换[8-9]和Fourier变换[11]被用来得到精确的解析解。文献[12]中，平均法被用来分析响应的振幅。在随机响应的情形，已有的方法主要适用于求解弱非线性系统。文献[13]中，基于广义谐和函数的随机平均法被用于对高斯白噪声激励下的含有分数阶导数的强非线性系统进行随机响应分析。此外，数值方法方面，已有的结果如有限差分方法、有限元方法及无网格方法等[14-16]，都一定程度上受到分数阶导数全局依赖性这一本质特征对计算速度的影响。文献[17]给出的算法在一定程度上减低了分数阶导数项对历史数据的依赖和记忆性，提高了数值计算的速度。

本文旨在建立一个对含有分数阶导数项的随机Duffing振子进行随机响应分析的方法。利用改进的等效线性化方法，首先得到一个含分数阶导数项的线性系统，其中的线性阻尼及自然频率都是振幅的函数。将分数阶导数项作为一个弱阻尼项，对得到的系统运用平均法，建立随机It方程，得到响应的Fokker-Planck方程并求得其稳态解。然后，借助Laplace变换，得到等效线性系统的转换函数及条件功率谱密度，并综合之前的结果，对条件功率谱密度利用振幅的概率密度函数进行加权求和，得到原系统响应功率谱密度的估计。最后，通过数值模拟的结果来验证响应的稳态概率密度及功率谱密度轨迹的合理性。

1 含分数阶导数项的随机Duffing振子

考虑一个高斯白噪声激励下的含分数阶导数项的Duffing振子

(1)

(2)

(3)

(4)

并引入参数D=πS0来表征噪声的强度。

2 等效线性化系统

有别于传统的等效线性化方法，从能量平衡的角度，改进的线性化方法认为原振动结构的能耗与等价系统的能耗相同，以此得到等价线性系统的待定阻尼系数，而待定的自然频率可以通过完全独立的其他方法来得到，普遍的方法是将它认为是原系统的共振频率[19]。

将待定的阻尼及刚度系数作为系统振幅响应的函数，设等价线性振动结构为

(5)

(6)

利用广义谐波平衡技术，可以得到如下的待定系数，使误差(6)达到均方意义的最小

(7)

至此，可以得到等效的线性系统为

(8)

3 平均法、随机响应的稳态概率密度

在弱阻尼下随机系统的响应分析中，平均法可以建立原系统振幅响应的Markovian近似，并通过求解描述振幅概率密度函数演化的Fokker-Planck方程，得到随机响应的概率分布及统计特性。对于线性系统(8)，当阻尼系数ξ是一个小量时，它在原点附近的运动可以被看作是周期的，据此引入变换

(9)

(10)

(11)

这里m(A)和σ(A)分别为待定的漂移和扩散系数，B(t)是单位Wiener过程。

(12)

为计算m(A)，需要分别计算两个确定性平均，对0<α<1，其中第一项有

(13)

其中

(14a)

(14b)

由于A(t)和Θ(t)都是慢变变量，式(14)中

(15)

即有

(16)

对于式(16)中的Fresnel积分，引入渐近积分

(17a)

(17b)

将式(16)及(17)代入L1和L2，得到

(18)

及

(19)

综上，当0<α<1时，平均后的结果为

(20)

对于1<α<2的情形，类似的推导得到

(21)

将式(20)及(21)代入计算公式(12)，结合G1和G2的表达式，得到漂移系数

m(A)=

(22)

及扩散系数

(23)

对于It随机微分方程(11)，描述随机响应的概率密度函数变化的Fokker-Planck方程为

(24)

在稳态情形，方程(24)的解为

(25)

式中C为归一化常数。

图1～4给出了振幅响应的稳态概率密度，通过不同阶数α及不同非线性程度ε下近似解析结果与数值模拟结果的对比，说明式(25)给出的结果的合理性。其中数值模拟采用的参数分别为：D=0.1，ξ=0.1，ω0=2，其他参数取值不同，分别在图中给予说明。从图1和2中可以看出，当分数阶阶数α取值为0.5时，对于强非线性系统情形，即ε=1及ε=3，利用随机平均法所得到的稳态概率密度函数与响应的数值模拟结果十分贴近。这说明，在0<α<1时，所得到的稳态概率密度的近似解析结果是有效的。类似地，图3和4给出了分数阶阶数α取值为1.5时稳态概率密度解析解与模拟解的对比情况，对ε=1及ε=3两种情形，近似解析解与数值模拟解很好的吻合，说明所得到的解析解在1<α<2时也是有效的。

图1 α=0.5，ε=1时振幅的稳态概率密度Fig.1 The stationary probability density function for α=0.5, ε=1

图2 α=0.5，ε=3时振幅的稳态概率密度Fig.2 The stationary probability density function for α=0.5, ε=3

图3 α=1.5，ε=1时振幅的稳态概率密度Fig.3 The stationary probability density function for α=1.5，ε=1

图4 α=1.5，ε=3时振幅的稳态概率密度Fig.4 The stationary probability density function for α=1.5，ε=3

4 功率谱密度估计

对于得到的等效线性系统(8)，在系统达到稳态时，任意给定一个振幅的观测值A=a，即可得到一个等效系统

(26)

与系统(26)对应的转换函数为

(27)

由此可以得到系统(26)响应的功率谱密度

(28)

(29)

随即可以得到响应的统计特征，如原系统稳态位移响应的方差为

(30)

5 数值结果

为了验证式(29)给出的响应的功率谱密度估计，将近似的解析结果与数值模拟的结果进行对比。图5～8中，参数分别为：D=0.1，ξ=0.01，ω0=2，Welch法被运用于响应的数值模拟结果，得到响应功率谱密度的Welch法估计。观察图5及6，在分数阶阶数α取值为0.5时，对于ε=1及ε=3，对比式(29)给出的近似解析结果与数值结果，响应的功率谱密度的估计不仅给出了正确的共振位置，也给出了合理的共振频谱带宽。说明在0<α<1时，利用条件功率谱密度所建立的式(29)给出的响应的功率谱密度估计是有效的。同样地，对比图7及8，在分数阶阶数α取值为1.5时，对于ε=1及ε=3的情形，对比式(29)给出的近似解析结果与数值结果，响应的功率谱密度的估计都给出了正确的共振位置及合理的共振频谱带宽，并有效地表现共振出频谱加宽及多峰现象的出现。说明在1<α<2时，利用条件功率谱密度所建立的式(29)给出的响应的功率谱密度估计是有效的。为进一步说明响应功率谱密度估计的有效性，利用式(30)所得到的位移响应方差的近似解析结果与模拟结果进行对比，得到图9，说明所得到的响应的功率谱密度估计可以很好地用于计算响应的统计特性。

图5 α=0.5，ε=1时响应的功率谱密度估计Fig.5 Response power spectral density estimation for α=0.5, ε=1

图6 α=0.5，ε=3时响应的功率谱密度估计Fig.6 Response power spectral density estimation for α=0.5, ε=3

图7 α=1.5，ε=1时响应的功率谱密度估计Fig.7 Response power spectral density estimation for α=1.5, ε=1

图8 α=1.5，ε=3时响应的功率谱密度估计Fig.8 Response power spectral density estimation for α=1.5, ε=3

图9 位移响应的方差Fig.9 Variance for the displacement response

6 结 论

对于含分数阶导数项的强非线性随机Duffing振子，本文给出了一个响应功率谱密度估计的程序。在假设分数阶导数项表现为结构阻尼的前提下，本文给出的功率谱密度估计程序是可靠的，即使是在较强的非线性系统情形。首先，利用改进的等效线性化法，得到一个与原系统等效的含分数阶导数项的线性随机Duffing振子，通过计算等价系统的线性阻尼和自然频率，原系统的非线性回复力被一个线性的回复力代替，而且它是振幅响应的函数。然后，随机平均法被作用于得到的线性振子，通过系统振幅响应的Markovian近似，建立了振幅响应的随机It方程；写出描述振幅概率密度函数演化的Fokker-Planck方程，并给出其稳态解。最后，利用等效线性系统的转换函数，得到随机响应的条件功率谱密度，并结合得到的振幅稳态概率密度函数，得到响应功率谱密度的估计。数值结果表明，文中所给出的近似解析结果，无论是振幅的稳态概率密度还是响应的功率谱密度，对于包括强非线性回复力情形在内的稳态响应分析都是有效的，尤其对于强非线性系统，所给出的估计可以表现出响应功率谱密度频谱的加宽及高次谐波的出现。这在一定程度上说明“改进的”等效线性化方法是可靠的，并且，将分数阶导数项作为一个弱阻尼项的假设是合理的，且基于此建立的随机平均法是适用的；条件功率谱密度在含分数阶导数项的系统中仍然适用，说明了它是一个对随机响应进行功率谱密度估计的有效工具。

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Stationary response analysis for a stochastic Duffing oscillator comprising fractional derivative element

SUNChun-yan1,XUWei2

(1．School of Mathematics and Statistics, Shandong University, Weihai 264209, China;2．Department of Applied Mathematics, Northwestern Polytechnical University, Xi′an 710072, China)

Stationary response is investigated for a Duffing oscillator comprising fractional derivative elements excited by Gaussian white noise in the present paper. Firstly, harmonic balance technique is adopted to form a statistically equivalent linear system. Then, stochastic averaging is applied to the system to obtain a Markovian approximation of the response amplitude, and the associated Fokker-Planck equation and its stationary solution are derived. Furthermore, in virtue of Laplace transform, the transfer function of the equivalent linear system with amplitude-dependent coefficients is derived and it gives the conditional power spectral density, after weighted by the stationary probability density function, estimations of the power spectral density for the response and related statistics are derived. Numerical simulations verify the reliability of the proposed procedure, even for strongly nonlinear oscillators with properties like spectrum broadening and multimodal pattern.

fractional derivative; equivalent linearization; stochastic averaging; conditional power spectral density; response power spectral density estimation

2014-03-26；

2014-09-01

国家自然科学基金资助项目(11772233)

O322； O324

A

1004-4523(2015)03-0374-07

10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2015.03.006

稳态分析论文 篇4

一内环境与稳态

金沙二中高三备课组叶子

教师寄语：每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。

学习目标：

1、能说出内环境的概念及组成，明确各成分之间的关系并能用图解表示；

2、举例说出内环境的稳态的概念及生理意义。学习重点：内环境的概念及组成。学习难点：内环境的概念 教学时数：1课时 自主·合作·探究 知识点1：内环境 预习与探究：

1、体液可以分为和

2、细胞外液包括组织液、和

3、阅读P6图1-1后总结出组织液、血浆和淋巴三者的关系：

4、体内细胞只有通过，才能与外界环境进行物质交换。

5、是否所有细胞所处的内环境都是由以上三种成分构成？请举例说明。

知识点2：稳态的概念 预习与探究：

1、2、探究活动：人体是怎样使内环境的Ph维持在相对稳定的状态？

3、生理学家把正常机体在和的调节下，通过各个、知识点3：稳态的生理意义 预习与探究：

1、是机体进行正常生命活动的必要条件。

2、当稳态遭到破坏时，就会引起细胞降低时，成年人表现为_____________________。课堂达标：

1．下列有关人体细胞外液的叙述，错误的是（）A．人体内的细胞外液构成了人体的内环境

B．人体的细胞外液主要包括血浆、组织液和淋巴 C．人体内的所有液体统称细胞外液

D．人体内细胞通过细胞外液与周围环境交换物质 2．下列说法正确的是（）

A．血浆是血细胞直接生活的环境

B．在人体的体液中，细胞内液约占1／3，细胞外液约占2／3 C．组织液是体内所有细胞直接生活的环境

D．血浆和组织液中含有较多的蛋白质，而淋巴中蛋白质较少 3．人体内环境中，与组织液成分最接近的液体是（）A．血液B．血清C．淋巴D．原尿 4．口腔上皮细胞所处的细胞外液是指（）

A．淋巴液B．组织液C．血浆D．唾液 5．血浆中的水来自（）

A．组织液B．血浆．消化道 C．消化道．组织液．淋巴D．淋巴．组织液 6．下列何种情况与发生组织水肿无关（）

A．毛细淋巴管堵塞B．组织液中蛋白质增多 C ．血浆中蛋白质含量增多D．毛细血管通透性增加 7．对人体内环境中pH及调节途径叙述不正确的是（）A．人体血液的pH通常维持在7～7．45之间

B．血液中乳酸过多时，就与NaHCO3反应生成乳酸钠和碳酸 C．血液中Na2CO3过多，就与H2C03结合成NaHCO3

D．血液中C02过多时会刺激神经中枢促进呼吸运动将CO2排出 8．下列属于哺乳动物和人体“内环境”的是（）

A．肺泡腔内的气体B．小肠内的消化C．心室腔内的血浆D．膀胱腔内的尿液 9．下列各组化合物中全是内环境成分的是（）

＋

A．O2、C02、血红蛋白、HB．过氧化氢酶、抗体、激素、H20

2+＋2-C．纤维蛋白原、Ca、载体D．Na、HPO4、葡萄糖、氨基酸

10．哺乳动物肌肉细胞之间进行物质交换的环境是（）

A．血液B．体液C．组织液D．细胞内液 11．下列属于人体内环境的组成成分是（）

①血浆．组织液和淋巴②血红蛋白．O2和葡萄糖③葡萄糖．CO2和胰岛素④激素．递质小泡和氨基酸 A．①③B．③④C．①②D.②④ 12．稳态的生理意义是（）A．使体温维持相对恒定B．使体液的PH保持相对稳定 C．使内环境的渗透压处于相对平衡D．是机体进行正常生命活动的必要条件 13．与维持内环境稳定无关的生理活动是（）A．剧烈运动时血液中的乳酸上升 B．干渴时尿量明显减少

C．人少量失血后，血量很快恢复正常

D．炎热的夏天，人体内产生的热引起发汗而使体温不至于上升

作业布置：教材P7复习题

经典高中生物内环境与稳态 篇5

高考生物综合复习――内环境的稳态与免疫

[内容概述]

本专题包括选修本第一章的内容。稳态是正常机体在神经系统和体液的调节下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境相对稳定状态。包括pH、温度、渗透压、理化性质和各种化学物质的含量等方面。是机体进行正常生命活动(酶发挥作用)的必要条件。

[重点难点] 一.内环境与稳态 1.内环境的概念

内环境是指人体内(高等的多细胞动物体内)的细胞外液，是人体细胞赖以生存的液体环境。

主要包括淋巴、血浆和组织液，它们之间的关系是：血浆和组织液之间可以通过毛细血管壁互相渗透，组织液可以渗入毛细淋巴管成为淋巴，淋巴只有通过淋巴循环再回到血浆。

2.内环境的稳态

细胞的代谢活动和外界环境的不断变化，必然会影响内环境的理化性质，如pH值、渗透压、温度、各种化学物质的含量等，但内环境通过机体的调节活动能够维持相对的稳定。

(1)血浆pH稳态

人体在新陈代谢过程中，会产生许多酸性物质，如乳酸、碳酸;人的食物(如蔬菜、水果)中往往含有一些碱性物质(如碳酸钠)。这些酸性和碱性的物质进入血液，就会使血液的pH值发生变化。

血浆中有多对对酸碱度起缓冲作用的物质，每对均由一种弱酸和相应的强碱盐组成，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/ Na2HPO4等。由于血液中缓冲物质的调节作用，可以使血液的pH值不会发生大的变化，通常稳定在7.35～7.45之间。

原理：当酸性物质进入血液时，H+HCO3 ==== H2CO3

H2CO3 ==== H2O+CO2(从肺部排出)

例如：乳酸进入血液后，就与血液中的NaHCO3发生作用，生成乳酸钠和H2CO3。

+

-

当碱性物质进入血液时 OH+H2CO3 ==== HCO3+H2O

例如：当Na2CO3进入血液后。就与血液中的H2CO3发生作用，生成碳酸氢盐，而过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。

(2)水和无机盐的平衡与调节 ①水的平衡与调节 水的平衡：

来源：饮水和食物是主要途径，此外还有物质代谢产生的水。

去路：肾脏排尿是主要途径，此外还有皮肤通过汗液排出、肺呼吸、大肠排便。

水平衡调节

--

②无机盐的平衡与调节

钠盐主要是维持细胞外液的渗透压;钾盐主要维持细胞内液的渗透压。

(3)血糖平衡 ①血糖平衡

②血糖平衡调节

调节方式：神经――体液调节

调节激素：使血糖升高――胰高血糖素和肾上腺素 使血糖下降――胰岛素

(4)体温及调节

人和高等动物具有一定的体温，且相对恒定是进行新陈代谢(生化反应)和正常生命活动的重要条件。人体产热是能量代谢的结果，安静时人体产热主要来自内脏(肝脏、肾等)，运动时主要来自骨骼肌，可比安静时高出10余倍。人在寒冷的环境中，常打“寒战”，产热量明显增加。人体的散热主要通过皮肤。当气温达到35℃以上时，人体散热主要通过汗液蒸发这一条途径。人体体温的相对恒定是因为产热过程和散热过程能够维持动态平衡，主要调节中枢在下丘脑。

二、总结下丘脑在机体稳态调节中的主要作用： 1.感受：渗透压感受器感受渗透压升高。

2.分泌：分泌抗利尿激素。寒冷时分泌促甲状腺激素释放激素。

3.调节：体温调节中枢、血糖调节中枢、渗透压调节中枢。

4.传导：可传导渗透压感受器产生的兴奋至大脑皮层，使之产生渴觉。

三、免疫 (1)免疫分类

(2)淋巴细胞的起源和分化

(3)特异性免疫过程 ①体液免疫：

②细胞免疫：

(4)免疫系统疾病 ①过敏 原理：

病例：过敏性休克、过敏性鼻炎等。

②自身免疫病

病因：免疫系统不能正确分清“自我”和“非己”成分，把自身的某些细胞和组织当作入侵的抗原而围攻，造成对自身组织和器官的伤害并出现病症，这就是自身免疫病。

病例：类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。

③免疫缺陷病

病因：机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。包括先天性免疫缺陷病和获得性免疫缺陷病。

病例：艾滋病等。

[知识链接]

1.血糖平衡的调节与必修本第三章糖类、脂质、蛋白质的代谢、第四章第二节动物生命活动的调节。

2. 内环境的稳态与消化、呼吸、循环、泌尿四大系统。

3.必修本甲状腺激素的作用与寒冷时的体温调节。

4.免疫部分知识与初中有关免疫的基础知识。

[例题解析]

1.关于抗体的产生、特性和作用等的叙述，错误的是( ) A.抗毒素是抗体

B.抗体都能被蛋白酶分解 C.淋巴细胞都能产生抗体

D.抗体在某些特殊情况下会对自身成分起免疫反应

解析：

特异性中和外毒素毒性的成分称为抗毒素，属于抗体;抗体的化学本质是球蛋白，所以，抗体都能被蛋白酶分解;抗体在某些特殊情况下会对自身成分起免疫反应，例如：自身免疫病。所

以，ABD选项正确。只有效应B细胞能产生抗体，C选项错误。

答案：C

2. 当人处于炎热环境时，会引起( ) A. 冷觉感受器兴奋 B. 温觉感受器抑制

C. 甲状腺激素分泌量增加 D. 下丘脑体温调节中枢兴奋

解析：

当人处于炎热环境时, 温觉感受器兴奋,冷觉感受器抑制,甲状腺激素增加产热，炎热时不会增加，ABC选项错误。炎热环境时，下丘脑体温调节中枢兴奋，使皮肤血流量增加，汗液分泌量增加，使散热量增加。

答案：D

3.关于内环境与稳态的叙述，正确的是( ) A.内环境主要由血液、组织液和淋巴组成 B.内环境中多余的H主要从肺排出

C.Na、K以重吸收方式从消化道进入内环境 D.血浆是内环境中最活跃的部分

解析：

内环境是指细胞外液，主要由血浆、组织液和淋巴组成，血液包括血浆和血细胞，血细胞不属于内环境。多余的H可以与缓冲溶液发生反应，不能直接从肺排出。Na、K以主动运输方式从消化道进入内环境。ABC选项错误。血浆流动速度快，范围广，是内环境中最活跃的部分。

答案：D

4.下列关于体温调节的叙述，正确的是( ) A.大脑皮层是调节体温的主要中枢 B.温觉感受器只分布于皮肤

C.人在剧烈运动时主要产热方式是骨骼肌的收缩 D.降低新陈代谢是人在炎热环境中散热的主要方式

解析：

下丘脑是调节体温的主要中枢;温觉感受器也分布在黏膜和内脏器官;人在炎热环境中体温调节中枢调节，使皮肤血流量增加，汗液分泌量增加，使散热量增加而不是通过降低新陈代谢。ABD选项错误。人在安静时主要是内脏器官产热，剧烈运动时主要产热方式是骨骼肌的收缩。

+

+

+

+

+

+

答案：C

5.水和无机盐的平衡对内环境稳态具有重要意义，下列关于人体内水盐平衡调节的叙述，正确的是( )

A.Na来自饮食，主要通过汗腺排出

B.K排出的特点是多吃多排，少吃少排，不吃不排 C.调节水盐平衡的主要激素是抗利尿激素和醛固酮 D.寒冷环境中人体内多余的水分只从肾、肺和消化道排出

解析：

Na来自食盐，主要通过肾脏排出;K排出的特点是多吃多排，少吃少排，不吃也排;寒冷环境中人体内多余的.水分也可以通过皮肤蒸发排出，ABD选项错误。调节水平衡的主要激素是抗利尿激素，调节盐平衡的主要激素是醛固酮。

答案：C

6.关于过敏反应的叙述.正确的是( ) A.过敏反应一般会损伤组织 B.反应特点是发病迅速，反应强烈.消退较快 C.T细胞是过敏反应的主要免疫细胞 D.过敏反应只发生在皮肤及呼吸道 解析：

过敏反应是指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应。其特点是发作迅速、反应强烈、消退较快;一般不会破坏组织细胞，也不会引起组织损伤。过敏反应主要与效应B细胞有关，过敏反应也可以发生在消化道黏膜等处，甚至引起全身反应。

答案：B

7.遇海难而漂浮在海面的人，因缺乏淡水，此人( ) A.血浆渗透压升高，抗利尿激素增加 B.血浆渗透压升高，抗利尿激素减少 C.血浆渗透压降低，抗利尿激素增加 D.血浆渗透压降低，抗利尿激素减少

解析：

缺乏淡水，引起细胞外液(血浆渗透压)升高，刺激下丘脑中的渗透压感受器，使由下丘脑神经细胞分泌，垂体后叶释放的抗利尿激素增加，促进肾小管和集合管对水分的重吸收，减少尿的排出，保留身体水分。

+

+

++

答案：A

8.人体剧烈运动时，肌肉产生的大量乳酸进人血液，但不会引起血浆pH发生剧烈的变化。其中发挥缓冲作用的物质主要是( ) A.碳酸氢钠 B.碳酸 C.三磷酸腺苷 D.钾离子

解析：

血液中存在缓冲物质，乳酸进入血液后，就与碳酸氢钠发生反应，生成乳酸钠和碳酸，碳酸分解成二氧化碳和水，二氧化碳通过呼吸系统释放出去，乳酸钠可以通过尿液排出，不会引起血浆pH发生剧烈的变化。

答案：A

9.正常情况下，人体摄人和排出的无机盐是保持平衡的。若只饮水不进食，则( ) A.K排出量大于正常情况下的排出量 B.K排出量等于正常情况下的排出量 C.K排出量小于正常情况下的排出量 D.K排出量等于零

解析：

K经肾脏随尿排出的特点是：多吃多排、少吃少排、不吃也排。K主要来自食物，只饮水不进食，K摄入量减少，虽然也会有排出，但排出量小于正常情况。

答案：C

10.下图表示人体内各类血细胞生成的途径。a一f表示不同种类的细胞。①一⑥表示有关过程。

++

+

++++

(1)造血干细胞形成各种血细胞，需要经历细胞的__________和__________过程。成熟红细胞失去全能性的原因是__________。

(2)各类血细胞均来自于造血干细胞，但它们的功能各不相同，根本原因是__________。

(3)图中f代表的细胞名称是__________，需要抗原刺激才能发生的过程有__________(填数字)。

(4)效应B细胞不能无限增殖，若要大量生产某种抗体，可通过细胞工程中的__________技术形成杂交瘤细胞。杂交瘤细胞合成抗体的翻译过程需要__________作为模板。单克隆抗体具有高度的__________，在疾病的诊断和治疗等方面具有广阔的应用前景。

解析：

本题考查淋巴细胞的形成过程和单克隆抗体形成的过程。

(1)造血干细胞形成各种血细胞，首先需要进行细胞的分裂，增加细胞数目，然后分化成各种细胞。细胞具有全能性的根本原因是细胞核具有全套遗传物质，成熟的红细胞没有细胞核，所以失去全能性。

(2)各类血细胞均来自于造血干细胞有丝分裂后分化而来，细胞核中遗传物质是相同的，基因有选择性的表达形成不同类型的细胞。

(3)F与效应T细胞来源于同一细胞d，所以是记忆T细胞，d是T细胞。c是B细胞，B细胞和T细胞接受抗原刺激时才能形成效应细胞和记忆细胞。

(4)效应B细胞与骨髓瘤细胞通过细胞融合技术形成杂交瘤细胞，杂交瘤经典高中生物内环境与稳态细胞中含有控制抗

体合成的基因，基因控制蛋白质合成的过程中，翻译过程的模板是mRNA(信使RNA)。。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点，在疾病的诊断和治疗等方面具有广阔的应用前景。

答案：

(1)增殖(分裂) 分化 没有细胞核

(2)基因的选择性表达

(3)记忆细胞 ⑤和⑥

(4)(动物)细胞融合 mRNA(信使RNA);特异性

二维稳态热传导逆问题初步研究 篇6

二维稳态热传导逆问题初步研究

在用有限控制体积法对二维稳态热传导问题进行成功数值模拟的.基础上,首先介绍了处理二维稳态热传导逆问题的两种方法:灵敏度法和伴随方程法;然后分别用这两种方法对一典型的圆环域边界条件反演问题进行了计算,并就测量误差对反演结果的影响做了初步分析.结果表明,灵敏度法和伴随方程法都是求解二维稳态热传导逆问题的有效方法.

作 者：钱炜祺 蔡金狮 任斌 作者单位：中国空气动力研究与发展中心总体技术部,四川,绵阳,621000刊 名：计算物理 ISTIC EI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS年，卷(期)：19(6)分类号：O39 TB115关键词：热传导逆问题 灵敏度法 伴随方程法

稳态分析论文 篇7

履带车辆接地压力分布十分复杂而集中载荷分布特点下履带转向问题研究不多。本文通过分析高速履带车辆稳态转向过程中,集中载荷下接地压力分布特点,采用剪切应变模型,分析转向性能参数与行驶速度以及相对转向半径的关系。并通过试验数据验证模型的正确性。

1 转向模型分析

为了切实符合履带稳态转向过程,作以下假设:

(1)履带车在硬质路面进行高速稳态转向,考虑转向过程中离心力对转向性能的影响。

(2)不考虑履带工作张力和履带与地面之间的推土效应。

(3)转向过程中的履带与土壤之间的剪切作用符合剪切变形原理。

履带接地压力影响履带与土壤的剪切力,从而造成各转向性能参数的变化。而接地压力的分布并不是均匀分布或者简单的连续函数分布,通过接地压力试验可以看出压力主要分布在负重轮正下方而负重轮之间基本没有如图1。由此可以假设接地压力呈矩形集中分布于各负重轮正下方如图2。

由于履带车辆高速转向,考虑离心力作用履带车辆两侧的载荷N1、N2重新分配,接地压力P也不同如图3。由平衡方程可以得出:(本文中所建立的模型凡是表示内侧履带相关参数下标为“1”凡是表示外侧履带相关参数下标为“2”)

如图4是转向运动关系图,其中IC是惯性坐标系XOY转向中心,o是牵连坐标系xoy转向中心,R’是惯性坐标系转向中心与履带车辆重心的垂直距离。D是纵向相对转向极偏移量,φ是航向角,˙φ是转向角速度。h是履带车重心高度,B为履带车距,L为履带接地长度。

假设任一点(xi,yi)处剪切速度为vj1,则履带与土壤的剪切位移在惯性坐标系中X、Y方向分量可表示为:

对任一点(xi,yi)处的剪切位移可以表示为:

如图5是转向动力学关系图。履带车辆在高速转向过程受到履带剪切土壤产生的牵引力、制动力、两侧履带的横向力、车辆行驶过程中滚动阻力、高速转向不可忽略的离心力等共同作用。

根据履带与土壤剪切关系可知:

式(6)中,p为接地压力,μ为履带与硬质地面的摩擦系数(常数),j为剪切位移,K为剪切模量。

两侧履带的纵向力表示如下:

转向驱动力矩表达如下

滑移率σ1则是绝对速度与履带车辆的牵连速度的比值,滑转率σ2是履带的绝对速度与履带的卷绕速度的比值。

2 转向性能分析

为分析集中载荷下稳态转向过程中转向行驶速度以及相对转向半径对牵引力、制动力和转向阻力矩等各性能参数的影响,设置转向行驶速度分别为0.1 m/s、2.0 m/s、4.0 m/s、6.0 m/s、8.0 m/s进行仿真。

图6是相对转向极偏移量ɑ1、ɑ2、ɑ3与相对转向半径的关系。由图6可知:

(1)从整体上来看,随着相对转向半径的增大,ɑ1、ɑ3呈现减小的趋势,ɑ2呈现增大的趋势。

(2)相对转向极偏移量ɑ1、ɑ2、ɑ3与转向速度呈正相关,并且相对转向半径越小,转向速度的影响越明显。

(3)当相对转向半径较大时,则相对转向极偏移量ɑ1、ɑ2、ɑ3都趋于定值。

图7是当转向行驶速度为1 m/s时,滑移率和滑转率与实际转向半径之间的关系。由图7可知:

(1)滑移率和滑转率都随着实际转向半径的增大而减小,且相对转向半径大时变化都不明显。

(2)滑移率始终大于滑转率,即内测履带滑移程度强于外测履带的滑转程度。

图8是行驶速度0.1 m/s、4.0 m/s、6.0 m/s时牵引力和制动力与相对转向半径关系,可以得出结论:

(1)牵引力制动力都随着转向半径的增大而减小;

(2)牵引力始终大于制动力。

图9是转向行驶速度为0.1 m/s、4.0 m/s、6.0m/s时转向阻力矩与相对转向半径的关系图,从图中可以看出随着相对转向半径的增加,转向阻力矩逐渐减小。

3 数据处理与试验验证

履带转向试验是模型验证的一个重要的验证方法,通过对履带车辆转向进行实车试验,测量履带车辆的运动学参数,并根据运动学与动力学之间的相互关系推导动力学参数。为了更加准确的测量所需的运动学参数,采用NI测试系统和GPS系统如图10。GPS系统主要负责测量转向运动轨迹、速度、航向角等参数。NI系统则负责一般性数据的采集,包括光电传感器、转矩传感器、数字罗盘、五轮仪等设备。

由于数据是有两个系统分别测量,时间上不一致,因此在使用数据之前需要对测量的数据进行滤波、同步、截断等处理。图11是试验数据处理流程。

图12、图13分别是滑移率和滑转率模型计算结果与试验数据的对比,图14是牵引力、制动力模型计算结果与试验数据的对比,从图中可以看出试验数据都分布于相应理论模型曲线附近并且趋势一致。

4 结论

本文根据Wong的剪切模型原理,基于履带车辆在硬质路面的接地压力试验数据提出载荷集中于负重轮下方的离散型分布模型,推导转向模型。解析各转向性能参数与相对转向半径之间的关系,最后通过试验数据进行验证。得出结论如下:

(1)建立履带车辆在集中载荷压力分布条件下,考虑滑移滑转以及离心力作用的转向模型,对模型进行运动学和动力学分析并最后求解。

(2)基于建立的转向模型进行数学仿真,分析了相对转向极偏移量ɑ1、ɑ2、ɑ3以及滑移率和滑转率等转向性能参数随不同转向行驶速度、不同相对转向半径的变化趋势,并得出结论。

(3)通过对转向试验的数据进行处理并与理论模型曲线进行对比,结果表明两者趋势和变化规律有较好的一致性,验证了所建立的转向模型的正确性。

参考文献

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[2] Steeds W.Tracked vehicles-an analysis of the factors involved in steering.Automobile Engineer,1950;14(3):143-148

[3] Kitano M,Jyozaki H.A theoretical analysis of steerability of tracked vehicles.Journal of Terramechanics,1976;13(4):24-30

[4] Wong J Y.Theory of ground vehicles.John Wiley,New York.2001;3:390-420

[5] Garber M,Wong J Y.Prediction of ground pressure distribution under tracked vehicles-I.an analytical method for prediction ground pressure distribution.Journal of Terramechanics,1981;18(1):1-23

[6] Wong J Y,Chiang C F.A general theory for skid steering of tracked vehicles on firm ground.Proceedings of the Institution of Mechanica Engineers,2001;215(3):343-355

[7] Kar M K.Prediction of track forces in skid-steering of military tracked vehicles.Journal of Terramechanics,1987;24(1):32-40

[8]魏宸官.一种履带车辆转向阻抗系数测定方法的实验研究.兵工学报,1984;2(1):23-35Wei C G.An experimental and theoretical study of a new method for determining the coefficient of the turning resistance of a tracked vehicle.Acta Armamentarii,1984;2(1):23-35

测试卷二十六 内环境稳态（1） 篇8

1. 正常情况下，转氨酶主要分布在各种组织细胞内，以心脏和肝脏含量最高，在血浆中含量很低。当某种原因使细胞膜通透性增高或因组织坏死细胞破裂后，可有大量转氨酶进入血浆。这项事实可作为下列哪项结论的证据（ ）

A. 内环境是不稳定的，其稳态是不存在的

B. 内环境的生化指标能反映机体的健康状况，可作为诊断疾病的依据

C. 稳态的动态变化将不利于机体的正常代谢

D. 内环境的稳态不受细胞代谢过程的影响

2. 下列关于内环境的说法不正确的是（ ）

A. 人体体液中细胞内液的含量约是细胞外液的2倍。

B. 细胞外液中含量最多的两种无机盐离子是Na+和Cl-。

C. 内环境的组成成分可以包括：葡萄糖、胰岛素、神经递质、Ca2+、抗体等。

D. 属于体液的液体：组织液、淋巴、细胞核内液体、线粒体基质、叶绿体基质等

3. 人体细胞与内环境之间的物质交换如图所示，下列叙述中，不正确的是（ ）

A.在饥饿状态下，若a表示小肠的细胞，则B端的胰高血糖素含量高于A端

B.在寒冷状态下，若a表示甲状腺的细胞，则B端的甲状腺激素含量高于A端

C.在皮肤过敏状态下，若a 表示过敏处的皮肤细胞，则B端的血浆蛋白含量低于A端

D.在正常状态下，若a表示肝脏的细胞，则B端的尿素含量高于A端

4. 有关“通过生物体维持pH稳定的机制”的实验中，说法正确的是（ ）

A. 该实验说明了生物材料具有缓冲物质H2CO3/NaHCO3

B. 根据所得实验数据，画pH变化曲线时，一般以pH为横轴，以酸或碱的量为纵轴

C. 本实验每一组都进行了自身前后对照

D. 在研究生物体维持pH稳定机制的实验中，用生物材料处理的结果与缓冲液处理的结果完全相同，与自来水处理的结果不同

5. 下列生理过程不能发生在人体内环境中的是（ ）

A. 葡萄糖不完全氧化分解产生乳酸

B. 兴奋传递过程中神经递质与受体结合

C. 抗体与相应抗原特异性结合

D. 激素与靶细胞的结合

6. 如图为高等动物的体内细胞与外界环境的物质交换示意图，下列叙述正确的是（ ）

A. ①、③都必须通过消化系统才能完成

B. 人体内的体液包括内环境和细胞外液

C. 细胞与内环境交换的④为养料和氧气

D. ⑥可表述为：体内细胞可与外界环境直接地进行物质交换