基于深度学习弹性超材料带隙逆向设计研究

弹性超材料是一种具有超常力学和声学性能的人工微结构,具备独特的带隙特性,通过对其带隙的动态调控设计,可以满足航空航天领域中重大装备对减振降噪性能的特定需求.文章基于深度学习开展弹性超材料带隙的逆向设计技术研究.首先,利用深度学习模型在图像处理方面的优势,以像素图像的形式表示单胞结构并将其转换为像素数据,基于参数化曲线描述和膨胀函数运算生成样本构型,并结合两种方法的优缺点,快速生成大量具备带隙特征、多样性好的样本数据;其次,采用条件生成对抗网络进行弹性超材料结构逆向设计,将色散曲线作为样本条件,并利用PatchGAN判别器关注图像区域的误差细节,提升网络对图像细节的处理能力,同时引入新的误差评估标准,提高误差评估的精确度;最后,开展弹性超材料带隙的逆向设计,包括带隙的拓宽、生成和扩增等,通过数值计算得到逆向生成结构的频率响应曲线,结果显示逆向设计弹性超材料弹性波衰减范围与给定带隙区域吻合,验证了逆向设计技术的可靠性,为弹性超材料主动带隙调控提供了一种有效的设计方法.

逆向设计理念下小学英语单元作业的价值重构——以译林版英语五年级下册Unit 8 Birthday单元作业设计为例

作业在教学过程中具有检验、评估、预测、导向等多方面的作用。文章基于逆向设计的理念,分析小学英语单元作业的价值重构,阐述逆向设计单元作业的实施路径,以作业设计促进单元整体教学,助力学生核心素养的落地。

UbD理念下,阅读教学的逆向设计

UbD,即逆向设计理念,核心在 于从教学预期目标出发,逆向规划教 学过程。它首先设定评估标准,再据 此设计学习活动,确保学生的学习达 到深度理解和知识应用的层次。将UbD 理念应用于小学语文阅读教学中,教 师应深入理解教学内容、教材要求、 教育理念及学情,从而发挥其教育 价值。

逆向设计的大单元教学模式在高中美术教学中的应用

在知识经济时代,社会对人才的能力和素质提出了更高的要求。为了培养适应社会要求的高素质人才,教育改革已经成为趋势。在高中美术课程教学中,构建大单元教学模式是十分重要的,这有利于推动教学理念和教学方法的创新,同时可以提高学生的自主学习能力。基于逆向设计理念来完善大单元教学模式可以进一步提高美术课程教学的有效性,促进学生全面发展。这要求教师按照确定预期成果、选择评估证据以及设计学习体验和开展教学的流程来完成教学模式的构建和教学活动的组织。本文从大单元教学模式的特征出发,探究了逆向设计的大单元教学模式在高中美术教学中的应用方法,希望为教育工作者提供参考与借鉴。

基于正逆向设计结合的3D打印实践教学

以装配体零件为载体,以正逆向设计结合为思想,以项目式教学为依托的3D打印实践教学项目,引导学生自主创新,注重产品质量。实践过程中部分零件采用正向设计并打印制作成型,其余零件则采用逆向设计并打印制作成型,组装获得完整装配体。教学实施效果表明,实践环节中的产品废品率显著下降,同时学生的课堂参与度显著提升。基于正逆向设计结合的教学方法突破传统的3D打印实践教学思路,锻炼了学生项目管理、自主创新、主动思考解决问题等综合能力,贯彻落实了学生质量观意识的培养。

新工科背景下“正/逆向设计加工”课程实践体系的探索与实践

阐述了长安大学现代工程训练中心建立的“正/逆向设计加工”课程实践体系的主要内容和实施效果。体系以教学融合+创新实践的方法进行构建,融合“CAD”“3D打印”“逆向工程”“CNC数控加工”等知识内容,采用递进式教学打破课程孤岛,鼓励学生自主创造,坚持全贯穿式教学实践环境。为培养新工科背景下的智能制造复合型人才提供了新型教学思路,对推动高校工程训练教学改革具有一定的借鉴意义。

叶轮逆向设计与五轴加工技术的研究

针对叶轮逆向设计与五轴加工技术进行了研究。基于Geomagic软件,采用三维扫描仪对叶轮进行数据采集和处理,生成叶轮的三维模型,并对叶轮曲面精度和质量进行了分析。同时,利用NX软件进行五轴编程设计,生成了叶轮的加工程序,并在五轴机床上进行了试切加工验证。结果表明:该方法可以有效提高叶轮的设计和制造效率,为叶轮的应用提供了有力支持。

基于逆向设计的高校体育俱乐部课程构建

高校体育蕴藏着激发和维持学生运动的内驱动力。在逆向设计的路引下,对学情进行分析,建立分层基础,师生共同进行有针对性地设定目标,完成“三有”课程的兴趣导引,逐级推进至运动意义的联系和更多可能性的拓展。结合资料分析和实践反馈,初步构建“有兴趣”“有意义”“有可能”的高校体育俱乐部课程框架已成雏形,以此激励学生主观能动性,实现多维度育人。

逆向设计:让学生用表现展示自己的理解——以统编版语文教材四年级上册《为中华之崛起而读书》为例

逆向教学设计“以终为始”,从预期结果入手,然后确定必要的证据来判定是否已经达到预期结果。在明确预期结果和评估方法后,再考虑相应的学习活动。其一般流程为:确定预期目标—寻找评估证据—设计学习活动。小学语文逆向教学设计,能够助力学生核心素养的提升。

基于钛合金(TC4)材料的义齿逆向设计及3D打印技术分析

3D打印技术为义齿的设计和制造带来了新的思路和方法。逆向设计是3D打印技术的核心之一,可以根据患者的口腔模型反推设计方案,以确保义齿在功能、美学和稳定性等方面符合患者的需求。此外,3D打印技术还可以实现个性化制作,满足患者个体化需求。因此,对基于钛合金(TC4)材料的义齿逆向设计及3D打印技术进行了分析和研究。

逆向设计的整本书阅读教学要义——以童话故事集《小鲤鱼跳龙门》阅读教学为例

整本书阅读教学具有周期性长、内容丰富的特点,适合采用逆向设计的方式。在逆向设计下,整本书阅读教学要遵循课程标准要求,确定预期的学习目标;根据目标提炼阅读主题,设计适切的评价内容;创设指向目标、贯穿表现性评价的多样活动,保障充分的阅读实践;并提供伴读指导,帮助学生建构阅读经验图式,积累整本书阅读经验。

“逆向设计”视域下单元整体教学路径探析——以统编语文教材七下第三单元为例

基于“逆向设计”理论,聚焦初中生在叙事性作品学习中存在的文体知识模糊不清、写作平铺直叙等问题,围绕统编初中语文教材七下第三单元展开单元整体教学路径探析,具体展示“预估效果”阶段、“确定评价量规”阶段、“规划教学活动”阶段的设想与策划。“逆向设计”视域下的单元整体教学,旨在探索真正以学生为中心,切实提升学生核心素养的可行路径。

渐递进邮轮造型与功能布局逆向设计方法

为了形成我国邮轮的自主设计能力,提升在邮轮概念方案阶段中的智能化设计水平,提出一种渐递进邮轮造型与功能布局逆向设计方法。在剖析大型邮轮外观形态特征和内部功能区布局特征基础上,形成中大型邮轮典型特征值船型库,采用匹配值和关联值等逆向设计法来生成设计船造型与方案,并基于RHINO的二次开发,编制一套专门针对中大型邮轮上层建筑造型和内部功能区布局概念方案设计的软件模块,进行示例验证。结果表明,该方法生成的设计方案与原船设计拟合相似度高,方案逆向还原性强,证明应用该设计方法生成的方案具有直观性和可行性。该方法的实施可有效帮助设计师与船东来描述和展现邮轮船型方案,为将来进一步构建“邮轮设计脑”做出积极探索。

基于生成对抗网络模型的高自由度超表面原子逆向设计

为解决传统方法在设计电磁响应差异显著的超表面时需要消耗大量时间以及计算资源的问题,打破超表面在波前调控领域的应用瓶颈,将生成对抗神经网络与预测神经网络组合的模型引入设计流程中,实现了对高自由度超原子的快速、精确逆向设计。研究表明,使用卷积网络模型作为光谱预测器代替复杂的电磁数值模拟时,可实现对超原子电磁响应光谱的快速、准确分析。生成对抗网络模型则取代了传统的迭代优化试错法,能够根据设计要求快速产生多个满足条件的候选超原子结构。该模型结合工艺容差分析等手段,为全息显示、光学功能器件等新颖应用提供可靠的设计方法。

数字型太赫兹带通滤波器的逆向设计及优化

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求,本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中.建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型,从设定器件的目标功能和约束条件出发,利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结构,迭代寻优至最优结构图案.本文利用搭建的逆向设计框架设计了中心频率为0.51 THz、带宽为41.5 GHz、插入损耗为–0.1071 dB的太赫兹带通滤波器.与传统的人工正向设计相比,逆向设计方法可解构出窄带、低插入损耗、带外抑制强、极化稳定性强的带通滤波器.

逆向设计视域下小学生劳动画像的价值引领

学生劳动画像是依靠数字化技术以及时数据评价追踪学生的劳动学习轨迹,用一定的数据标签描述的方式为学生的劳动行为、表现等构建“画像”,从而给他们个性化的劳动教育提供有力支持。为此,以逆向设计理念为指导,通过对小学生进行劳动画像价值引领实践,即在精准把脉学情、量身定制劳育指导、用数据进行常态测评等基础上进行劳动画像的内涵解析,从建立画像指标体系、理清数据采集标准、累积画像模型证据完善小学生劳动画像顶层架构,并在重新定义,智能推送,动态跟进中不断实现价值追求,丰盈学生的综合素养,为劳动教育的信息化改革提供样本。

基于理解的逆向设计在劳动教学中的实践策略

劳动教学设计是规划和准备劳动课程的重要过程,对落实学生的劳动素养具有重要意义。当前劳动教学设计仍存在目标表层化、内容同质化、评价片面化等现实困境。基于理解的逆向设计以其目标导向、评价优先、以学生为中心的特点引领劳动教学目标的深度挖掘,促进劳动教学评价的发展与提升,助推劳动教学内容的适配与创新。逆向设计在劳动教学中的实践策略需要教师做到以下几点:以素养提升为基石,明确劳动教学目标;设计适切的劳动活动,持续反思的劳动过程;以评价理念为指导,运用多元评估手段。

汽车前悬架下摆臂的逆向设计与有限元分析

逆向工程与计算机辅助设计及有限元分析相结合,可显著提高新产品的开发效率,实现产品快速制造和降低开发成本。本文以某车型前悬架下摆臂为研究对象,通过三维扫描仪采集下摆臂的点云数据,对点云数据进行处理与简化。使用CATIA软件对前悬架下摆臂进行逆向设计,建立前悬架下摆臂的三维模型。使用Geomagic Qualif软件对建立好的模型进行误差分析,平均偏差在0.6mm范围内。对表面粗糙、不连贯及曲面不连续现象进行曲面光顺处理和局部结构优化,优化后的下摆臂模型表面平整、曲面光滑流畅,符合零件设计要求。利用惯性释放原理,使用ANSYS软件分别对逆向设计的下摆臂模型的三种典型工况进行静力分析,得到下摆臂的应力云图。结果表明各种工况下的下摆臂应力均满足强度要求。

逆向设计理念下小学语文“臻学课堂”教学范式的建构与实践

无锡市梅村实验小学在“舒展”课程及“构建小学语文高质量课堂的逆向教学设计课例研究”规划课题的基础上,提出了构建小学语文“臻学课堂”的教学理念。“臻学课堂”坚持以学生为中心,关注学生的学习体验与素养发展。基于此,文章探讨逆向设计理念下小学语文“臻学课堂”教学范式的建构与实践路径。

基于逆向设计的整本书阅读教学活动三阶段

整本书阅读具有发展语言和思维的功能,以学生自主阅读、摘抄、读书笔记和课堂分享为主,教师引导学生深入思考、讨论、交流和表演。逆向设计是以终为始的教学设计理论,它由三个阶段组成。第一阶段,确定预期目标;第二阶段,确定合适的评估证据;第三阶段,设计学习体验活动。