基于深度学习的实验原理教学研究——以“阿基米德原理”教学为例

基于深度学习理论,分析浮力教学中存在的深层次问题,构建“水球”物理模型,让学生经历“水球→水中空间→浮力的本质”的深度学习过程,在解决问题的过程中循序渐进地进行知识建构,探寻物理问题的本质,以期提升模型建构、科学推理等科学思维能力.

多天线中继系统中人工噪声辅助的安全波束成形

针对放大转发中继系统中转发信息易被窃听者截获的问题,提出了在中继节点处采用人工噪声辅助的安全波束成形方法。该方法以系统的安全速率最大化(SRM,secrecy rate maximization)为目标,在中继节点的总功率和单个天线功率受限情况下,联合设计最优的中继波束成形矩阵和人工噪声协方差矩阵。由于该SRM问题非凸,设计了双层优化算法,其中采用一维搜索解决外层优化问题,采用半定松弛及内点法解决内层优化问题。理论推导证明,内层优化问题总存在秩为1的最优解,即所采用的松弛技术是紧的。仿真结果表明所提的方法可以显著提高系统的安全性能。

不同耕作措施对粮饲兼用玉米产量形成的影响

2012～2013年在陇中黄土高原半干旱丘陵沟壑区采用大田试验研究了不同耕作措施（传统耕作、免耕、旋耕、深松耕）对全膜双垄沟播技术下粮饲兼用玉米产量形成及水分利用的影响.结果表明：深松耕与旋耕下叶面积指数相近,较传统耕作与免耕提高27.12%～40.24%,光合势动态变化与叶面积指数基本一致;各生育时期干物质积累量都表现为旋耕、深松耕〉免耕〉传统耕作,旋耕和深松耕处理双穗率、穗粗、千粒质量均高于传统耕作和免耕;2年平均生物产量、经济产量及秸秆产量旋耕与深松耕处理较高,且有较高的水分利用效率.因此,深松耕与旋耕通过增加叶面积指数提高了叶片光合势,从而增加了玉米干物质积累,且提高了双穗率、源器官光合产物向籽粒的转移量、促进果穗发育,最终有利于粮饲兼用玉米籽粒产量和生物产量及水分利用效率的提高.深松耕与旋耕是适合于黄土高原水土流失地区全膜双垄沟播技术下粮饲兼用玉米栽培的理想技术.

基于非理想信道状态信息的鲁棒安全发送方法

针对协方差信道状态信息(Channel State Information,CSI)不理想导致的通信系统安全性能恶化问题,该文提出一种鲁棒的人工噪声辅助的物理层安全发送方法。该方法基于非理想的协方差信道信息,对发送者的波束成形向量及人工噪声协方差进行联合优化设计,从而最大化系统的最差情况安全速率(Worst-Case Secrecy Rate,WCSR)。该功率受限的安全速率最大化问题是非凸的,采用半定松弛(Semi Definite Relaxation,SDR)技术和Lagrange对偶理论将其转化为一系列的半定规划(Semi Definite Program,SDP)问题进行求解。仿真结果表明,与现有方案相比,所提方法的安全性能有了明显的提升。

多用户MISO干扰信道中的安全协同波束成形

针对多用户多输入单输出(MISO,multiple-input single-output)干扰信道中保密信息泄露问题,提出了理想信道状态信息(CSI,channel state information)下的安全协同波束成形(SCB,secure coordinated beamforming)方案和非理想CSI下的顽健安全协同波束成形(RSCB,robust secure coordinated beamforming)方案。对于理想CSI情况,联合设计最优的协同波束成形向量,最大化最小安全速率。采用半定松弛(SDR,semidefinite relaxation)技术和连续的凸估计(SCA,successive convex approximation)算法得到原始非凸问题的局部最优解。进一步,将该框架扩展到信道向量和信道协方差矩阵存在确定误差的情况,提出的RSCB方案能够最大化最差情况的安全速率。仿真结果验证了所提方案的有效性和顽健性。

基于网络药理学探讨白芷治疗小儿过敏性鼻炎研究

目的:运用网络药理学方法探究中药白芷治疗小儿过敏性鼻炎的物质基础和作用机制。方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台以及文献检索以获取白芷的活性成分及潜在靶点,其中筛选条件选为OB≥30%和DL≥0.18,利用GeneCards和在线遗传数据库筛选白芷活性成分中治疗过敏性鼻炎的潜在靶标,收集整理数据,将白芷活性成分和共同作用靶标导入Cytoscape中绘画出网络数据图。结合String数据库和Cytoscape的Network Analyzer工具分析得出潜在靶标蛋白的相互作用关系。利用Metascape数据库,对潜在靶标基因进行基因分类富集分析与通路富集分析,探究其作用机制。结果:从白芷中筛选出活性成分22个,作用于62个靶标,其中重要活性成分有β-谷甾醇、豆甾醇、别欧前胡素、8-氧甲基异欧前胡内酯等;药物活性成分主要通过调控PI3K-Akt信号通路、IL-17信号通路、MAPK信号通路等来发挥治疗小儿过敏性鼻炎的作用。结论:本研究初步验证了白芷治疗过敏性鼻炎的分子作用机制,白芷以多成分-多靶点-多通路的方式发挥治疗的效果,为进一步研究白芷药效的分子作用机制提供理论基础。

氮肥用量对粮饲兼用玉米产量和饲用品质形成的影响

本研究分析了陇中黄土高原半干旱雨养农业区全膜双垄沟播模式下不同氮肥施用量(N1:0 kg·hm-2,N2:100 kg·hm-2,N3:200 kg·hm-2,N4:300 kg·hm-2)对粮饲兼用玉米(Zea mays)产量和品质形成的影响。结果表明,相同P、K肥条件下,在0~300 kg·hm-2纯N用量范围内,粮饲兼用玉米叶面积指数(LAI),叶片、叶鞘和茎秆的干物质量,持绿性,以及籽粒产量和生物产量都随施氮量的增加而增加;中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量随着施氮量的升高而降低,随生育进程增加;粗蛋白含量随着施氮量的升高而增加,随生育进程降低;相同施氮量处理下的叶片中NDF和ADF含量在不同时期均低于叶鞘;高的施氮量也有利于籽粒饲用品质的改善。因此,适量增施氮肥能明显提高粮饲兼用玉米产量,改善其品质。建议陇中旱农区采用全膜双垄沟播技术种植粮饲兼用玉米时氮肥用量为纯N 300 kg·hm-2,既能提高生物产量和籽粒产量,又能改善青贮和饲用品质。

区域人口聚集效应差异根源新论——以深圳、东莞、顺德和南海为例

运用定量分析方法分析深圳、东莞、顺德和南海的人口聚集效应,发现影响区域人口聚集效应的关键是由企业、政府及人口所构成的经济市场化程度市场化程度高,即使产业结构高,人口聚集效应亦强；市场化程度高,即使城市规模小,人口聚集能力亦强；市场化程度高,即使经济外向度低,人口聚集效应亦强。除此以外,城市空间、技术结构和发展动力也是影响区域人口聚集能力的重要因素。

远距离射频识别系统的MAC设计

多点识别是远距离射频识别系统中一个关键问题.本文针对多点识别问题提出了一种采用两级窗口退避策略的MAC通信协议.文中分析和推导出了协议状态机中时间参数间的数学约束关系,通过仿真得出了碰撞概率以及不同情况下的平均检测时间.

重视实验原理教学 培育物理核心素养

通过分析物理实验教学中存在的问题,梳理物理实验原理的类型,提出探究实验原理的本源、理解实验设计原理、理解器材使用原理、运用实验原理解决物理实验问题、运用信息技术促进实验原理的理解等教学策略,以期促进学生对实验原理的理解,提升科学思维水平,培育高中物理核心素养。

基于FloEFD的集成模块散热优化设计

运用热分析软件FloEFD对某集成模块进行了散热设计。通过仿真计算,得到不同散热齿布局与不同散热齿结构参数组合时,热源温度响应。优化散热齿结构参数组合得到仿真最优解,结果表明:在开放隔离式集成模块中,齿片沿组件长边布置时散热效果更佳,齿片垂直组件长边布置时散热效果不佳;散热齿结构参数对散热影响较大,在允许范围内,随着齿高的增加,散热效果更好;齿厚与齿间距对散热的影响是关联的,对于1~2 mm厚的冷板齿片,最优的齿片间距在4 mm;对于2.5~4 mm厚的冷板齿片,最优的齿片间距在5 mm左右。

立普妥和国产阿托伐他汀对ACS患者炎症因子的影响分析

目的:探讨立普妥和国产阿托伐他汀对急性冠脉综合征(ACS)患者血浆炎症因子的影响。方法:将70例ACS患者随机均分为立普妥组和国产阿托伐他汀组。立普妥组于常规治疗基础上加服立普妥20mg.d-1,连用18周。国产阿托伐他汀组于常规治疗基础上加服国产阿托伐他汀20mg.d-1,连用18周。两组均于治疗前和治疗后测定血浆C反应蛋白(CRP)和白细胞介素IL-6浓度。结果:两组患者治疗18周后,患者血浆CRP和IL-6水平均较治疗前明显下降(立普妥组P=<0.01;国产阿托伐他汀组P=<0.05)。且治疗后患者血浆CRP和IL-6水平,立普妥组与国产阿托伐他汀组相比下降更为明显(P=<0.05)。结论:立普妥和国产阿托伐他汀对ACS患者都具有抗炎作用,能改善血管内斑块的炎症反应,稳定斑块,而立普妥的抗炎效果更佳。

基于改进湍流模型的圆柱涡激振动数值模拟研究

为准确模拟圆柱体在涡激振动中的升力与阻力,本文对SST(shear stress transport)k-ω湍流模型进行改进,并在圆柱绕流中验证改进模型的正确性。基于OpenFOAM嵌入自编程序进行圆柱双自由度涡激振动数值模拟,采用三种不同的初始条件,通过计算对比三种初始状态下涡激振动的幅值、锁定区间、流体力、运动轨迹以及漩涡脱落特点,发现三种初始条件下得到的结果有一定的差别,相比之下匀加速条件的结果最为精确。研究显示:漩涡脱落模式的突变导致了幅值分支的突变,漩涡脱落体现出的"惯性"是产生"迟滞现象"的内在原因之一。

深水顶部预张力立管管中管结构强度参数敏感性分析

通过分析立管结构的受力控制方程,使用非线性时域分析软件Orca Flex建立管中管结构的有限元模型,分析生产TTR在正常操作状态时,不同顶部张力系数、不同波高和谱峰周期对立管强度的影响,并根据API RP 2RD规范校核管中管结构外管和内管的应力。结果表明,随着顶部张力系数增加,外部套管有效张力和等效应力均增大明显,内管改变不敏感;当波浪周期逼近平台运动周期,随着波高的增加,外管的有效张力和最大等效应力均增加,内管微幅变化;校核API规范,立管结果满足要求。认为在顶部预张力立管校核时,应对其进行敏感性分析,协调多个参数以使其性能达到最优。

基于模型的变压器工装设计方法研究

数字化工装设计解决方案的实现目标是基于MBD的全三维数字化研发模式,讲模块化设计的理念应用到工装设计中,通过对工装的模块化分类应用,实现工装设计知识和经验的累积和重用,促进工装设计的创新设计。实现工装数据的全面管理,工装设计结果在资源库中的管理,便于工装数据查询、参考和重用。从而达到缩短周期、改进质量、减少成本的目的。

HZQD900过隧道型架桥机

HZQD900过隧道型架桥机是针对山区复杂工况新研制的一种高速铁路架桥机。文中介绍了其结构特点和工作流程,着重说明该机型的关键技术内容和创新点。此型架桥机正在山区高铁项目施工中发挥其优势。

深水刚性跨接管安装过程中关键因素分析

结合中国南海1 500 m水深海况,使用非线性时域分析软件Orcaflex建立"M"型深水刚性跨接管有限元模型。分析跨接管在波浪及海流作用下,三种典型安装工况(提升工况、通过飞溅区工况及着陆工况)中,不同浪向和绞车下放速度对跨接管强度的影响。并根据API RP 2RD规范校核不同安装工况中的牵引力和结构应力响应是否满足要求。结果表明,提升过程中,绞车需要控制适宜的提升速度以避免发生支撑框架结构碰撞;通过飞溅区过程中45°浪向角时跨接管的应力响应最小,为理想施工浪向角;着陆过程中,绞车牵引力达到最大值,数值仿真可以预报安装施工船所需的基本起重能力。分析结果对南海深水跨接管安装具有一定参考意义。

双向多天线中继系统中安全速率受限的功率最小化

针对双向多天线中继系统中存在多个单天线窃听者的场景,在保证两个源节点安全速率情况下,提出了两种中继节点发送功率最小化方案:人工噪声辅助的波束成形(artificial noise aided beamforming,ANAB)方案和零空间波束成形(null space beamforming,NSB)方案。ANAB采用半定松弛(semidefinite relaxation,SDR)技术和连续的凸估计(successive convex approximation,SCA)算法,得到局部最优的波束成形和人工噪声协方差矩阵。考虑到中继节点的天线个数大于窃听节点个数,设计了低复杂度NSB方案,在等效窃听信道矩阵的零空间中发送保密信息,通过求解一个SDP问题得到波束成形解。仿真结果表明,所提的安全发送方法可以有效地降低中继节点的发送功率。

半潜式平台耦合动力响应分析

由于海洋这一特殊的环境,半潜式平台在海上会受到风、浪、流的联合作用,使得半潜式平台产生六自由度方向的运动,影响平台的作业,因此,进行平台运动响应预报及系泊线强度校核就显得尤为重要。本文选择在1 000 m水深的情况下,分别在时域和频域条件下对半潜式平台运动响应进行数值模拟,预报在频域和时域条件下半潜式平台运动响应,并对比分析在时域条件下不同风、浪、流组合工况下平台升沉运动幅值,计算设计的平台系泊线拉力,并进行强度校核。

超大容量换流变压器现场组装工艺仿真

超大容量换流变压器受到运输尺寸和运输重量的限制,要进行现场组装的方案,现场进行工艺仿真对成功的规划产品生产工艺流程有重大的意义。