基于虚拟仿真实验平台的课程教学改革探索--以“风能与风力发电技术”课程为例

“风能与风力发电技术”课程是新能源科学与工程专业的专业必修课,目前的教学方式以理论讲授为主,相关实验教学受到场地及设备的限制,对学生实践能力的培养不足。为加强学生的工程实践能力,满足工程教育认证及新工科对人才培养的需求,实现教育数字化目标,该文以“MW级风力发电机组设计安装与运维虚拟仿真实验”建设为例,从建立虚拟仿真实验平台的必要性、实验平台的构成和实验方法等方面展开,为“风能与风力发电技术”课程教学改革提供新思路。

交通荷载引发主应力轴旋转下软黏土变形与强度特性试验研究

交通、波浪、地震等循环荷载引发不同主应力方向变化模式,对软土地基长期沉降与稳定产生显著影响。为研究饱和软黏土在交通荷载下的长期动力特性,借助空心圆柱扭剪仪开展偏应力空间中主应力轴心形线旋转、圆形旋转与定向剪切等3类主应力方向变化路径的室内模拟,对比研究了不同试验条件下试样不排水塑性累积变形、孔压、临界动应力比与动强度特性的发展规律,研究表明:(1)不同主应力轴旋转路径下土体临界应力比由低到高依次为主应力轴圆形旋转、主应力轴心形旋转、拉压非等幅三轴路径。与前面临界应力比分布相对应,在轴向累积应变稳定型中,产生的塑性累积变形与极限孔压依次减小;(2)振次大于一定数值时,不同主应力方向变化路径下稳定型试样的轴向累积应变与时间的对数具有良好的线性关系,并依此建立了轴向塑性累积变形方程;(3)与轴向塑性累积变形相对应,动力荷载下土体孔压增长也存在3种发展规律,主应力轴连续旋转路径下临界型破坏的土体孔压-应变时程曲线呈三阶段两相态点模式;(4)在其他条件均相同时,土体在主应力轴圆形旋转路径下强度最小,在主应力轴心形旋转路径下的次之,在拉压非等幅动三轴路径下最高。

列车荷载下考虑频率影响的软黏土破坏标准研究

列车荷载在地基土体中引发一种心形线主应力轴旋转动力路径,考虑频率作用时,会对地基土产生更为复杂的影响。以南京河西典型重塑软黏土为对象开展数组不同频率f和动应力比η的不排水空心扭剪试验。试验发现,不同动应力比下,土体变形随振动频率的变化趋势主要分为两种情况。另外,随着频率f的提高,试样发生破坏的临界动应力比η'先减小后增大。频率f在1.0~2.0 Hz范围内,孔压发展曲线受频率影响较小,当f=0.5 Hz时,孔压发展显著增大。提出一种适用于列车荷载下考虑频率影响的重塑软黏土破坏评价方法。该标准以孔压–应变耦合曲线为主要辨识曲线,可以判别试样所属的稳定、临界或破坏型状态,为后续开展列车荷载引起的软黏土地基承载力研究提供理论支持。

重塑黏土空心圆柱试样制备技术改进及应用

受大体积制样降低土体均衡性及取芯扰动试样的影响,目前在包括主应力轴旋转等复杂应力路径下所开展的重塑软黏土力学特性试验研究的可靠性有待进一步提高。基于真空预压技术设计了制备重塑样的新型装置及方法,具有渗透排水与内壁成型双重作用的竖向排水体、分级施加真空负压以及多个试样同时制作等部件和技术,可快速制备大量空心圆柱试样,所制试样含水率具有较好的均匀性和一致性,减小了后期取芯对试样造成的扰动。开展了主应力轴旋转路径下的相关验证试验,从土体力学性能方面证明了所制试样用于研究复杂应力路径条件下土体性态演变规律的可靠性,为系统研究软黏土静动力学特性与长期稳定性提供了前提。

新能源科学与工程专业“3+2”分段培养课程体系衔接研究

课程衔接是高职专科与应用型本科"3+2"分段培养实现有效贯通的关键所在。文章就常州工学院的新能源科学与工程专业"3+2"分段培养的课程体系衔接进行分析讨论,提出从专业培养目标出发立足实际培养实践过程进行教学改革,遵循人才培养规律和用人单位就业市场需要的课程衔接建设思路,并就培养目标的定位、衔接式课程模块设计、主干核心课程建设与实践教学环节衔接等方面具体方案进行介绍。同时就各模块的衔接、主干课程建设、教师教学等方面提出继续改进与完善的措施,并对衔接课程体系构建提出策略和对策。通过分析讨论,对发展适应当前产业结构的现代职教体系建设试点和高职专科与应用型本科教育资源的整合进行有益的探索。

土力学原理可视化演示模型实验系统的研究

为推进以教师为主导、学生为主体的创新型土力学实验教学改革,基于与工程实际密切相关的一系列土力学原理,自主研发了可视化演示模型实验系统.该系统体现了土压力破坏、振动液化、毛细作用、渗透破坏及电渗固结的产生机理,不仅可直观反映裂缝、沉陷、盐结晶等可视化的实验现象,还能利用设备的特殊构造与功能强化对机理影响因素效果的反映.该实验系统丰富了土力学实验教学内容,其研制和实验操作的过程也能培养学生的创新思维及实践能力,是对创新型实验教学模式的有益探索.

列车移动荷载下饱和软黏土地基的长期沉降计算

借助空心圆柱扭剪仪开展偏应力空间中主应力轴心形线旋转路径的室内模拟,建立列车移动荷载引发的主应力轴心形旋转路径下土体的塑性累积模型和孔压模型;在动力有限元中引入等效移动列车荷载,并结合分层总和法的思想,建立高速列车移动荷载作用下饱和软黏土地基的长期沉降计算方法,进一步研究交通荷载下地基软土的长期变形规律。研究结果表明:总沉降量随着振次的增加而增大,其增大速率迅速减小,并在振动约250万次时出现拐点,总沉降速率趋于稳定,此时沉降量占4 a总沉降量的90%以上;土体总沉降量随着深度的增加而不断减小,整体沉降主要发生在距地面5 m以上部分,该部分的沉降量占总沉降量的95%以上;随着列车运行速度的增大,地基土层的总沉降增大,当列车速度超过临界速度时,地基的总沉降量反而大幅度减小。

基于分层总和法的地基沉降计算教学反思

目前,工程中计算地基沉降常使用规范推荐方法,而各类土力学教材所用的方法却不尽相同,或者直接介绍分层规范推荐方法,或者根据分层总和法的基本原理进行讲解。总体而言,各类教材对此处知识点的介绍侧重不同,对沉降计算整体知识框架关注不够。通过比较规范推荐方法与土力学教材中常用的一般原理法,建立两种方法的联系,同时进行教学反思,以期找到一种更好的教学方法,从原理上讲解工程中所使用规范方法的具体内涵,帮助学生理解沉降计算知识体系。

软土电渗电极转换试验装置研制与等时间电极转换周期试验研究

电极转换常用于改善软土电渗过程中存在的后期电流快速下降、土体两极强度不均等问题,选择合适的电极转换时间周期是决定电渗处理效果的关键因素。针对电极转换时间周期难以确定的问题,自主研制了一种用于室内研究电极转换的试验装置,可以自动转换电极,并排除了大体积模型试验中如土体开裂等因素的干扰,并运用该试验装置进行了等时间周期的电渗电极转换试验。通过试验发现:在电渗初期阶段进行电极转换会使电流升高并持续一段时间;在电渗后期采用等时间周期的电极转换效果不明显,应适当调整电极转换时间周期;电渗后期,排水不畅,升高电压亦没有效果,反而进一步浪费能耗,故不建议在电极转换后期采取升高电压的措施。

双面光伏组件辐照度模型的建构与研究

文章构造了双面光伏组件的辐照度计算模型,用于评估双面光伏组件的总可接收太阳辐射能量,其中组件的正面辐照度基于Perez散射模型计算,组件的背面辐照度基于使用配置因子和入射角校正因子的模型计算。文章研究了双面光伏组件及阵列的配置参数(组件的倾斜角度)对光伏组件及阵列的可接收总太阳辐射能量的影响。研究结果表明,一定条件下光伏组件及阵列的配置参数的某些最优值可以使光伏组件及阵列获得最大的总太阳辐射能量。

新能源科学与工程专业新能源材料课程的教学探索与实践

新能源材料是常州工学院为新能源科学与工程专业学生开设的一门专业限选课程,该课程具有内容丰富、信息量大、专业性强、课时少的特点。根据教学实践,对新能源材料课程的教学内容、方法和考核方式等方面进行了初步探讨,以期提高该课程的教学质量和效果。

Matlab/Simulink仿真在光伏发电技术课程中的应用

计算机仿真在课程教学中发挥着重要的作用,文章探讨了计算机仿真方法在光伏发电技术课程中的应用,分析了仿真方法在光伏发电技术课程中可以适用的范围,此外,对以Matlab/Simulink仿真软件对课程中重点内容进行仿真时的可行性和需要注意的问题进行了阐述。

基于新工科背景下的新能源科学与工程专业传热学教学探讨

针对新能源专业的技术基础课传热学教学现状进行介绍,同时结合工程认证的要求明确其教学指标点,然后探讨了新工科背景下对传热学教学的基本要求,最后按照实际教学要求,对传热学教学实践过程中采用的三种方法进行介绍。

基于全寿命周期的光伏发电项目环境影响分析

光伏发电项目是一种利用太阳能采用特殊材料和设备发电的系统。随着国家对于环境的重视,光伏发电系统已经成为国家鼓励发展的一种绿色环保的电能提供设施。但是任何工程项目总是会对于环境有一定影响,本文基于全寿命周期管理对光伏发电项目的环境影响进行分析,得出目前国内光伏发电项目需要多加关注建设阶段、运营阶段对环境影响的结论。

阳极支撑的平板固体氧化物燃料电池的制备及其性能研究

通过相转换流延结合浆料涂覆的方法制备了基于YSZ(氧化钇稳定的氧化锆)电解质的阳极支撑的平板固体氧化物燃料电池,电池阳极具有良好的非对称结构,包括较厚的指状大孔层和较薄的海绵状小孔层。以La0.8Sr0.2Mn O3-δ-YSZ为阴极,电解质厚度为19μm的单电池获得了良好的性能输出,在600oC,650oC和700oC的最大功率密度分别为52MW/cm2,116MW/cm2和204MW/cm2,对应的开路电压分别为1.04V,1.02V和1.0V。结果表明:相转换流延结合浆料涂覆技术是一种非常有前景的阳极支撑的平板状SOFC制备方法。

氧化铈基微管固体氧化物燃料电池的制备与性能研究

以相转换与真空辅助浸渍相结合的方法制备了基于氧化铈基的阳极支撑的微管固体氧化物燃料电池。以La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)-Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-δ)为阴极,单电池在500℃和550℃时分别获得了38 m W/cm^2和104m W/cm^2的功率输出,对应的开路电压分别为0.74 V和0.73 V。通过在Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-δ)(SDC)电解质中引入BaZr_(0.1)Ce_(0.8)Y_(0.1)O_(3-δ)(BZCY)有效地提高了单电池的开路电压,基于BZCY-SDC(BAS)复合电解质的微管电池在500℃和550℃时分别获得了0.83 V和0.81 V的开路电压。结果表明,BAS是一种非常有前景的可用于微管固体氧化物燃料电池的复合电解质材料。

双kicked棘轮模型中粒子香农熵演化的研究

Delta-kicked模型是可以实现棘轮效应的哈密顿型量子模型。在双kicked型棘轮模型中，2个频率不同的闪烁势交替作用于1个具有均匀零动量初态的粒子，在量子共振被激发的条件下，模型中便出现棘轮效应。在不同的量子共振下，粒子香农熵演化出现了不同的规律。研究表明从香农熵演化的角度分析，可以更好地判断量子共振是否被激发。

阳极氧化法制备纳米二氧化钛管阵列研究

文章通过对乙二醇体系与丙三醇体系中相同条件下制得的样品进行扫描电镜图像及X射线衍射仪分析比较,研究了二氧化钛纳米管阵列的形貌和纳米管管径。从来得出以下结论:1)在乙二醇电解液体系中,制得的二氧化钛纳米管的管径更大,纳米管阵列排列的更加整齐;2)使用乙二醇含氟电解液体系时,阳极氧化反应60分钟时、阳极氧化电压低于40V时得到的二氧化钛纳米管阵列比较好。

提高仔猪成活率的关键措施

初生仔猪生长发育快，新陈代谢旺盛，免疫系统不健全，容易得病；消化器官不发达，胃肠容积小，消化腺机能不全；初生仔猪皮薄毛稀，皮下脂肪少，体表面积大，体内肝糖原和肌糖元储量少，防御寒冷能力有限；大脑皮质发育不全，垂体和下丘脑的反应不完善，体温调节能力差。所以应根据仔猪这些特点加强饲养管理，以提高仔猪的成活率，保证育成期和育肥期的生长发育。

不同掺量粉煤灰及再生粗骨料混凝土在硫酸盐侵蚀下的抗压强度研究

通过交替改变混凝土中粉煤灰和再生粗骨料的掺量,从混凝土的抗压强度方面研究不同组合方案对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,为实际工程中选用粉煤灰和再生粗骨料的掺量提供参考。