“5E”教学模式在“电动力学”中的应用研究——以导电介质中的平面单色电磁波知识点为例

“电动力学”主要讲述电磁场的基本性质、运动规律以及和物质的相互作用,课程的最大特点是理论性和抽象性比较强,同时在军事应用、生产实践和科学实验方面都有重要的指导意义。阐述“5E”教学模式在“电动力学”课程中导电介质中的平面单色电磁波这一特定知识点的具体应用,并结合专业课程理论知识特色对具体教学进行了详细讲解,将前沿领域和实际应用引入抽象的理论课教学中,课程教学过程中激发学习兴趣、强化学习效果,实现从专业基础的学习到实践应用的提升,让“电动力学”课程学生在专业技术方面上有明显优势。

基于覆盖准则的多轮测试用例优先排序方法

针对测试用例优先排序中存在的覆盖准则选择困难、确定最优准则序列难等问题,提出了一种基于扩展有限状态机模型的最优覆盖准则序列排序方法(CWTCP)。该方法首先运用鲸鱼优化算法挑选出最优覆盖准则序列,为后续的排序提供了有力支持;其次将覆盖准则序列依次应用在多轮排序中,以应对可能出现的平局问题。为了验证CWTCP方法的有效性,在5个扩展有限状态机模型上进行了实验,采用平均故障检测百分比(APFD)作为度量标准。实验结果表明,CWTCP的平均APFD值为0.918,比随机算法的相应值高了19.8%。

10 GW甘油介质双螺旋Blumlein脉冲形成线

为实现脉冲驱动源的高储能密度和紧凑化,研制了一种以甘油为储能介质,具有中筒螺旋和内筒螺旋的高功率双螺旋Blumlein脉冲形成线(BPFL)。首先,综合绝缘稳定性和储能密度考虑,分别计算BPFL的外线和内线尺寸。利用增加中筒和内筒螺旋的方式增加输出脉宽和形成线阻抗,实现BPFL的紧凑化设计。其次,利用场路协同仿真软件计算形成线内的瞬态场位形变化,结合瞬态场分布分析电压波在形成线内的传输过程,给出外线和内线传输时延的仿真结果。在此基础上,对中筒螺旋匝数、内筒螺旋匝数,以及开关电感等影响输出波形质量的情况进行详细分析。最后,根据仿真优化结果搭建基于双螺旋BPFL的10 GW实验平台。利用脉冲变压器对BPFL充电600 kV,在10 Hz重频条件下运行10 s,于50Ω负载上产生峰值电压712 kV、半高宽136 ns的准方波脉冲,单脉冲能量与BPFL体积比达到10.8 kJ/m^(3),脉冲平顶峰峰值抖动为3.8%,与仿真结果吻合度较高。

高电压大电流环境下碳纤维电极开关

为进一步研究碳纤维材料用于脉冲功率开关时的性能,将碳纤维材料制成的电极用于一个高电压(>500 kV)、大电流(>10 kA)脉冲功率自击穿气体(SF6)开关中,在不同的开关间距和气压条件下,对碳纤维电极开关的耐压能力和工作稳定性进行了实验研究,并与传统铜钨合金电极开关进行了对比。实验结果表明,相似条件下,碳纤维作为电极材料的耐压能力、稳定性和寿命不如铜钨合金电极开关。分析认为,用于脉冲功率开关时,碳纤维材料更适合低压及低功率的装置。相关结果可为研究人员选用碳纤维作为电极或阴极材料提供参考。

面向多尺度折线图数据解析的两阶段方法

折线图数据解析在医疗、学术等领域具有重要价值,传统的基于图形学的方法需要对每个像素归类再进行后续识别从而影响了算法的效率,而基于神经网络的方法由于需要依赖显著的图表特征,在背景与线条颜色相近、折线较细等情况下存在效果不佳等问题。基于此,本文融合图形学方法和神经网络方法,提出了一种两阶段折线图数据解析方法。首先,基于色彩筛选线条上的像素对轴标签、边界、角点、网格等图表基础信息进行检测;其次,利用神经网络获取初步分割结果,结合传统图形学方法进一步完善分割效果并进行数值映射;最后,在多尺度折线图数据抽样数据集上评估本文算法,在轴标签检测中F1-Score值达到0.851,在线条分割中mIoU值达到0.921,在数值映射中平均欧式距离达到0.087。实验结果表明该方法可以有效解决线条与背景色颜色接近、图表分辨率不高等场景下的折线图数据解析问题。

高功率微波的远场测量

叙述了高功率微波的远场测量方法,并加以改进。采用改进后的方法对本实验室反射三极管装置所激励的高功率微波进行了测量,测得了辐射方向图,得到了辐射功率,分析了辐射模式。测量结果表明:微波辐射功率超过300MW,辐射频率为2.8GHz,微波脉宽约150ns,辐射模式包含TE11等模式。

TM_(01)模虚阴极振荡器实验研究

在SPARK-04强流相对论电子束加速器上,对轴向反馈式虚阴极振荡器进行了实验研究,并采用远场测量方法对其激励的高功率微波辐射进行了测量,测得了微波辐射主模及辐射功率。结果表明:微波辐射主模为TM01模,辐射功率大于500 MW,微波转换效率大于3%,辐射频率约3.6 GHz,微波脉宽大于20 ns。同时,采用单反射面Vlasov天线,实现了该器件所激励高功率微波的定向传输。

EFSM可执行状态验证序列的生成

在以扩展有限状态机(EFSM)为模型描述的协议一致性测试系统中,为了解决状态验证序列的可执行性问题,提出了一种新的可执行状态验证序列(ESIS)生成算法.新算法基于宽度优先搜索可执行分析树(EAT)的思想,从状态验证需求的角度,在EFSM的状态格局投影子空间中,采用分步计算的方式生成具体验证场景下的最短可执行状态验证序列,从而减少了在完全状态格局空间中单步计算所有状态验证序列的复杂性.实验结果表明了新算法对生成EFSM可执行状态验证序列是有效的.

轴向反馈式虚阴极振荡器辐射微波模式的远场测定

采用远场测量法测量了虚阴极振荡器波导口的微波辐射方向图及虚阴极振荡器波导口处接上TM01TE11模式转换器时的微波辐射方向图,接收喇叭口面与微波辐射口之间的距离为1.00m,满足远场条件。结果表明两种情况下的辐射主模式分别为TM01模式和TE11模式,从而证实了在实验装置轴对称的条件下,轴向虚阴极振荡器的微波辐射主模式确为理论所预期的TM01模式。对辐射模式的分析表明,TM01模式纯度约为90%,TE11模式的辐射功率为TM01模式的5%左右;TE21,TE01和TM11模式三者的总辐射功率较TM01模式低一个量级以上,微波辐射功率大于300MW,辐射频率为4.6GHz左右,微波脉宽大于40ns。

虚阴极振荡产生高功率微波的粒子模拟

独立研制了一个柱对称、非周期边界12/2维相对论性电磁模粒子模拟程序。用它研究了强相对论电子束射入一端封闭、一端开口的波导管所产生的虚阴极振荡和激发的高功率微波。得到了清晰、合理的物理图象,虚阴极振荡频率符合(1～2π^(1/2)ω_(peb)的经验规律。激发微波的效率可高达10％。此外,通过模拟计算,研究了辐射频率、辐射效率与外加导引磁场、电子束流强度、电子束能量和电子束半径的依赖关系。得到了一些合理而有价值的规律。

自适应EFSM可执行测试序列生成

基于扩展有限状态机(EFSM)模型自动生成测试序列可以提高测试效率.由于EFSM模型包含丰富的变量和谓词条件,它们之间的冲突可能导致自动生成的测试序列不可执行.对EFSM变迁及变迁之间的关联关系进行了详细的讨论和分析,定义了一个邻接变迁关联图,提出了一种自适应EFSM可执行测试序列生成算法.新算法首先根据变量和谓词包含情况对变迁进行分类,然后深入挖掘了邻接变迁之间的关联关系,最后,基于自适应预测搜索函数启发式引导可达性分析树扩展生成可执行的测试序列.实验数据表明,与宽度优先可达性分析方法相比,新算法可以有效降低可达性分析过程中产生状态空间爆炸问题的概率,从而提高测试序列自动生成的效率.在最坏的情况下,新算法的计算时空复杂度也等同于宽度优先算法.

多波契伦柯夫振荡器的实验研究

建立了一套Ｘ波段多波契伦柯夫振荡器装置，并进行了实验研究，获得了基于多波契伦柯夫振荡器机制的微波辐射。实验测得的微波频率介于９．５９～１０．４ＧＨｚ，辐射效率大于１０％，微波功率超过１００ＭＷ。

基于Voice XML技术的信息服务集成

分析了当前信息服务平台的现状与不足,介绍了新兴的VoiceXML技术和基于该项技术的语音应用开发模式,提出了构建相应信息服务集成平台的新框架,同时给出了实现基于该项技术的语音信箱和呼叫转移功能的核心代码段。

多波切仑柯夫振荡器的粒子模拟

本文运用维相对论电磁模粒子模拟方法，对多波切仑柯夫振荡器进行模拟研究，模拟中考虑束波非线性相互作用。用实例分析两组结构参数的器件，得到与实验符合的结果，给出反映物理实质的清晰图象，以及器件性能与一些结构参数的依赖关系，并对之进行合理的解释。模拟表明：产生的微波在X波段，微波辐射效率达到25％，最大辐射功率为2．3GW。因此，粒子模拟方法可以作为多波切仑柯夫振荡器结构设计中一种方便经济的辅助工具。

多波切仑柯夫振荡器的设计

采用相对论全电磁模粒子模拟程序，对多波切仑柯夫振荡器进行了设计，给出了一套结构参数。模拟结果表明：所设计的器件在较宽的运行条件下（Ud＝300～500kV，Ib＝0．45～10kA，τγ＝10～102ns）能产生相干微波，微波频率位于X波段（～10GHz），辐射效率在10％左右，最大输出功率约300MW．

具有电介质衬套的多波切仑柯夫振荡器

提出了具有电介质衬套的多波切仑柯夫振荡器的概念，并采用粒子模拟方法对之进行了研究。结果表明：电介质衬套能使器件在较低二极管电压下正常工作，同时，在低电压区的辐射效率明显提高。这对开发多波切仑柯夫振荡器在爆磁压缩产生高功率微波等领域的应用具有参考价值。研究还发现：微波频率随电介质的介电常数增大而单调下移，电介质的介电常数及导引磁场的强度均具有最佳值。

案例驱动的通信软件测试课程教学方法研究

通信软件测试课程具有概念繁多,理论抽象和实践性要求较高的特点。本着通信协议测试理论研究和实践能力并举的复合型人才培养目标,提出了一个基于具体协议测试案例驱动的课程教学新方法。案例驱动的教学方法强调测试案例在理论和实践两者之间结合的重要性,遵循学习的本质规律,促使学生以知识探索者身份提升学习主动性,从而达到课程的教学目标。

启发式探索的协议测试序列生成

为避免可达性分析方法生成协议测试序列状态过程中爆炸问题的出现,提出了一种启发式探索协议状态格局空间的可执行测试序列生成算法.该算法采用权值扩展有限状态机建模被测协议,以启发式状态格局探索策略替代传统的宽度优先搜索方式生成可执行协议测试序列;把协议可执行测试序列生成转化为在协议状态格局空间中探寻最小权值路径的问题.实验数据表明,与宽度优先可达性分析方法相比,新算法具有较好的时空特性.

计算机网络课程创新实验教学模式

针对计算机网络课程实验教学困难、教学效果不理想的教学现状,分析了建构主义学习理论,提出了一种基于建构主义理论的计算机网络创新实验教学方法。新方法遵循学习的本质规律,以培养学生创新实践能力为宗旨,通过选择合适的实验主题,并采用层进式的教学模式来激发学生的实验动力,从而提高实验教学效果。

ESIS序列自适应生成算法

在以扩展有限状态机(EFSM)为模型描述的协议一致性测试系统中,为了提高可执行状态验证序列(ESIS)的计算效率,提出一种ESIS序列自适应生成算法.新算法采用基于可执行分析树(EAT)的可执行分析方法确保生成的ESIS序列的可执行性.引入变迁区分度因子和节点收敛度因子,计算EAT搜索树节点权重来评价当前搜索方向的正确性.利用EAT搜索树节点权重函数作为节点搜索引擎,根据当前已经搜索节点的权重自适应选择下一步搜索的目标节点,把ESIS序列自动生成问题转化为自适应搜索权重最大的EAT节点问题来解决.实验数据表明,与宽度优先可执行性分析方法相比,自适应算法具有更小的状态格局搜索空间.