中外合作办学背景下MATLAB课程教学模式探索

文章首先分析了桂林航天工业学院MATLAB课程教学情况,然后从授课方式改进、教学进度改进、教学内容改进、作业方式改进四个方面阐述了中外合作办学背景下MATLAB课程教学模式改进设想,最后论述了中外合作办学背景下MATLAB课程教学案例及成效。

基于海鸥翼型的小型风力机叶片仿生设计与试验

针对现有小型风力发电机效率远低于理论值问题,对100 W水平轴风力机叶片进行仿生改进。采用Spalart-Allmaras模型分析不同攻角下海鸥翼型与标准翼型的气动特性;以标准100 W水平轴风力机叶片为原型,结合海鸥翼型、标准弦长和计算得出的安装角,设计得到仿海鸥翼型叶片;利用SST k-ω模型进行仿海鸥翼型叶片与标准叶片气动特性数值模拟;搭建室内风力机效率测试平台,进行仿海鸥翼型风力机与标准风力机效率对比试验。结果表明:海鸥翼型气动性能优良,最大升力系数是标准翼型的2.19倍,最大升阻比是标准翼型的1.34倍;仿海鸥翼型叶片与标准叶片相比,输出功率提高25.77%。该研究可为小型风力发电机的改进设计提供参考。

基于蝉口针形态的仿生针头结构优化设计及减阻机理分析

基于蝉上颚口针表面的非光滑结构形态,结合对蝉口针刺入机理的分析,设计出锯齿形仿生针头。采用二元二次回归正交组合试验优化设计方法,研究了锯齿宽度、锯齿间距这两个仿生结构参数对针头穿刺阻力的影响规律,求取了回归方程。得到最优仿生锯齿形针头的结构参数为:锯齿宽度0.3mm、锯齿间距2.5mm,减阻率为43.21%。锯齿形仿生针头通过减小接触面积、形成滚动轴承模型和产生微震的方式实现减阻效果,为无痛仿生针头的研制提供了依据。

100W风力机叶片仿生设计与试验研究

通过数值模拟,分析家燕翼型气动性能;采用家燕翼型,改进100 W水平轴风力机叶片;进行仿家燕翼型叶片气动性能分析;搭建小型水平轴风力机测试平台,完成仿家燕翼型风力机与标准风力机效率对比试验。结果表明:家燕翼型气动特性优良,最大升力系数是标准翼型的1.78倍,最大升阻比是标准翼型的1.77倍;仿家燕翼型叶片输出功率高于标准叶片,平均提高26.48%。

《试验优化设计》课程教学改革的思考

通过分析《试验优化设计》课程在吉林大学的教学现状,发现本门课程在教学上存在授课系统性不足、例题的专业针对性弱、例题库不完善等三方面问题。针对以上问题,文中提出从授课方式和考查方式入手对本门课程进行教学改革,具体分为教学内容系统化、例题讲解动画化、例题库专业化和考查方式全面化四个方面。希望通过全面、立体的教学方式,让学生充分领略本门课程的精髓,达到在实践中灵活应用的教学目的。同时,经过分析可知,本改革方法切实可行,并适合推广使用。

《试验优化设计》教学改革——实验课

本文从《试验优化设计》教学过程的现存问题出发,提出了以开设实验课来帮助学生学习本门课程的教学改革方法,并详细论述了开设实验课的具体方式,同时对开设实验课这一举措的现实意义及可行性进行了分析,最终得出了一套具体的、可行的、能够有效地帮助学生学好《试验优化设计》课程的实验课开设方案。

凹槽形仿生针头优化设计与减阻机理分析

以蚊子和蝉的口针为原形设计了凹槽形仿生针头,运用试验优化技术,通过显示动力学接触分析,证明凹槽形仿生针头具有明显减阻效果,最高减阻率可达40.94%;分析凹槽针头表面非光滑几何形态参数对注射时针头外壁所受摩擦力的影响规律,凹槽深度对摩擦力影响最大,宽度对摩擦力影响最小,凹槽深度和宽度与摩擦力呈抛物线关系,凹槽条数与摩擦力呈线性关系,随着凹槽条数增加,摩擦力减小;探讨仿生针头减阻机理,针头凹槽结构的存在可减小针头外壁与软组织的接触面积,使软组织与针头表面间存在间隙,产生空气膜,降低摩擦因数,另一方面,可使皮肤中的液体易于逸出,增加了润滑效果。依据国标,对数值分析所用的9种凹槽形仿生针头进行了穿刺试验,试验结果与数值分析结果一致。

水黾多腿并排表面的疏水性能

通过体视显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱对水黾腿表面的形态、结构和成分进行了定性定量研究,采用视频光学接触角测量仪以及Cassie模型对水黾多腿并排的表面润湿性能进行了测量与分析.结果表明,水黾腿表面均匀分布有刚毛,刚毛表面有螺旋状沟壑;水黾多腿并排后的表面接触角达(152.9±1.0)°,表明该表面具有超疏水性;Cassie模型计算结果表明,水黾多腿并排后的超疏水性是其腿部表面有机物质和表面微观结构耦合作用的结果,并排测量方式对其影响较小.

基于逆向工程的水黾腹部建模及特征分析

采用三维激光扫描系统对水黾腹部进行扫描,获取其腹部表面三维点云图;利用Imageware软件对点云图等距截取,提取腹部6个节段共7条截断线数据,并采用最小二乘法进行数据拟合,得到水黾腹部表面轮廓线,实现水黾腹部生物模型向数学模型的转化;基于水黾腹部数学模型,进行腹部曲面重构。分析水黾腹部表面几何特征,研究表明水黾腹部的独特几何外形有助于水黾在复杂环境中减少负重,获得升力和前进动力。

小型水平轴风力机叶片仿生设计

为了提高风力机叶片性能,基于家燕翅膀翼型良好的气动特性进行了风力机叶片的仿生设计。采用计算流体动力学,对仿家燕翼型和标准叶片翼型的性能进行模拟和对比,结果表明,仿家燕翼型具有较高升力系数和升阻比。基于家燕翼型进行100 W风力机叶片的仿生设计,并对标准100 W风力机叶片和仿生设计叶片进行数值模拟和风力机效率实验。结果表明:相比于标准叶片,仿家燕风力机叶片展向位置翼型上下表面压力差有较大提高,能有效提高风力机叶片效率,效率比标准叶片提高25%以上。

《试验设计》实验课改革的探索

《试验设计》是一门重要的工具课程,具有较强的理论性与实践性。本文从《试验设计》课程的实践性出发,提出了该课程实验课教学的建设方案,指导学生将《试验设计》课程的理论知识与实践相结合,增强学生的试验设计意识和工程实践能力。

面向水上机器人的水黾运动观测

为了研究水黾水上运动时各腿的运动功能特性,采用高速摄像机记录未处理腿、去除前腿、中腿和后腿时水黾的水上运动,并对水黾的纸上运动进行观察。计算水黾各腿的关节角度,探讨水黾各腿在其运动过程中所承担的具体功能。水上直线运动结果表明:水黾前腿与水接触以维持身体平衡;中腿摆动划水,提供前进动力;后腿与水接触,为躯干提供支撑力,并反复开合,配合前腿维持身体平衡,同时配合中腿减少前进阻力。水黾在纸上直线运动时,为减小阻力,以跳跃方式前进,前腿与后腿维持起落平衡,中腿摆动提供动力。部分腿缺失后的水黾,可通过剩余腿的协同代偿调整来实现稳定运动。

仿山羊蹄匣孔结构的减振单元设计及优化

针对机械领域和汽车行驶的振动问题,对具有优异减振特性的山羊蹄匣进行观测与分析,设计并优化一种仿山羊蹄匣的减振单元。应用体视显微镜和扫描电子显微镜,对山羊蹄匣切片孔结构进行观测,发现山羊蹄匣内分布有倾斜角为55°的斜孔。设计与制造仿生减振单元和浇铸模具,并搭建减振性能测试系统,采用试验优化设计方法,以固有频率和最大传递比为试验指标,对仿生减振单元与无孔对比样件的减振性能进行测试。结果表明:仿山羊蹄匣孔结构的减振单元与无孔样件相比,固有频率和振动传递比更小,减振频域更大,具有更好的减振效果,且压力块的质量为760g、孔倾斜的角度为30°时,仿生减振单元固有频率最小,在激励电压为4V时,振动传递比更小,减振效果最佳。

基于Harris-改进LBP的特征匹配及目标定位算法

为满足机器人伺服抓取中定位精度和实时性的要求,提出一种基于Harris及改进局部二值模式(LBP)的特征匹配和目标定位快速算法.首先采用Harris检测算法提取图像特征点;然后提出一种新的特征点描述子定义方法,先利用胡矩确定特征方向,再根据特征方向对局部图像做标准化处理,提取标准化局部图像LBP特征作为特征点描述子;最后通过计算两张图像中各特征点描述子间的汉明距离实现特征匹配,再根据匹配结果估计单应性矩阵,定位目标在场景图像中的位置.实验结果表明,该算法匹配速度快、定位精度高.

基于CDIO的应用型本科液压传动课程改革与实践

为适应应用型本科教学的要求,提高人才培养的质量,解决学生普遍学习热情不高、学习与实践背离等问题,本文将液压传动的教学结合CDIO教育模式的教育过程进行本科教学知识系统化改革,应用以实践教学探讨课堂教学、结合项目为导向的培养过程的教学方法,从而提高学生的自主学习兴趣、实践能力,以适应应用型人才的培养。