基于菱形块四叉树的全球六边形网格实时绘制方法

为解决全球六边形网格编码复杂、不易分层的问题,提出一种基于菱形块四叉树的全球多分辨率六边形离散网格实时绘制方法.首先以正20面体作为剖分基础,将全球划分为10个基础菱形块,并使之作为四叉树根节点;然后引入一种简化的六边形编码算法,借助孔径为4的六边形剖分方式实现层次间六边形与菱形块的快速索引,建立菱形六边形块的四叉树模型;最后针对菱形块三角化过程产生的裂缝问题,设计4类三角形条带,在调度过程对裂缝进行实时缝补.实验结果表明,该方法可在网格拓扑结构基本不变的情况下,实现视点相关的全球离散网格多分辨率可视化,与相同精度的单分辨率网格相比,在加快渲染效率的同时能有效地降低内存占用率.

基于数据相似度的多维海洋数据交互式集成可视化

为充分挖掘多维海洋数据中的隐藏信息,提出一种基于数据相似度的多维数据交互式集成可视化方法。引入平行坐标作为交互工具,以颜色条带表示用户感兴趣数据集;设计一种迭代式alpha颜色混合方法,对条带重叠区域的颜色进行处理以实现相关信息的有效表征;引入数据相似度概念并给出形式化定义,通过颜色空间RGB与HSL之间的相互转换,改变混合色亮度实现其区别表征。实验结果表明,基于数据相似度的多维数据集成可视化方法不仅能够将多个相关数据集以集成的方式同时展现,并且还对各组交互数据集的相似度进行了区分表征,细化了信息展现层次,有效提高了可视化结果的信息承载量。

视点相关的多层次流场快速可视化方法

为解决大规模线形流场可视化效率较低的问题,提出一种视点相关的多分辨率流场快速可视化算法.将四叉树结构引入到种子点的选取过程,根据视点位置实时对四叉树进行调节,以实现种子点和流线的分布层次多样化;将几何着色器用于流线的生成过程,利用GPU强大的并行处理能力实时进行流线积分计算;为解决传统颜色线性映射时产生的分布不均问题,引入一种积分颜色映射方式,提高了颜色分布的均匀性,使流场强度的表现更加具有层次感.实验结果表明,基于几何着色器的多层次流场快速可视化方法能有效降低流线生成过程中的数据传输量,减少带宽占用.同时,基于四叉树的种子点分布策略能够使流线的分布密度随视点实时变化,优化了可视化效果的同时进一步提高了渲染效率.

基于OBE教育理念的数据库原理课程教学探索

针对目前数据库原理课程中存在的重理论、轻实践、无兴趣、考核方式单一、忽视能力培养等问题,将OBE教育理念引入到数据库原理课程教学中,教学过程由课堂理论教学、讨论课、实验和三级项目4个环节组成,建立以学生为主体、以产出为导向、可持续改进的数据库原理教学模式。采用问卷调查法,收集的数据来自于燕山大学2014级软件工程专业4个班共113名学生。本研究认为:在数据库原理课程教学中采用OBE教育理念有助于加深学生对理论知识的理解、提高学生能力的达成、锻炼学生将理论知识灵活运用到实践中的动手能力,能够充分发掘学生的个人潜质,使学生成为具有创新意识与能力的新世纪优秀人才。

基于热交换器原理及应用课程的项目式教学模式研究

热交换器原理及应用课程是能源与动力工程专业一门重要的专业课,但该课程的部分理论知识复杂、抽象,仅通过教师的课上讲授学生难以理解。课题组将项目式教学模式引入该课程的教学过程以完善其教学方式和教学内容,同时培养学生主动发现学习与解决问题的能力,并以合理的方式对学生的学习效果进行考核。改革后的教学得到了学生的一致好评,通过分析7个方面、5个等级的教学质量网上评价,发现学生的特别满意率达63%、满意率达到100%。

通道形状对活塞冷却油腔内工作流体阻力及流动特性的影响

为揭示通道形状对活塞冷却油腔内工作流体的阻力及流动特性的影响,将冷却油腔的直壁通道改为波壁通道,并采用压力差和可视化的方法对通道内工作流体的阻力及流动特性展开了实验研究。压力差实验结果表明,与水在直壁通道内的流动相比,水在波壁通道内层湍转捩点大大提前,将非牛顿流体替换水作为工作流体后,层湍转捩点再次提前;可视化实验结果表明,波壁通道内工作流体在雷诺数较低时就可呈现不稳定流动形态。为在较低雷诺数下继续强化活塞冷却油腔内的热质传递,进一步开展了脉动流场下非牛顿流体在波壁通道内的流动特性实验和数值模拟研究,结果表明:脉动流场的操作参数对波壁通道内非牛顿流体的流动不稳定率有较大影响,且影响了通道内非牛顿流体的质量传递。

非线性映射的气象数据可视化及其应用

为解决传统基于2.5维面的数据分析手段单一,未充分结合地理环境信息,难以快速实时获得任意区域气象变化规律的问题,提出非线性数据映射的2.5维面可视化方法,经过坐标转换应用至球面并利用GPU进行快速绘制;从区域和时域两方面进行全球气象数据可视分析:通过用户交互提取任意区域信息,定量展示分析结果并进行反馈;引入时间维展现选定区域气象数据变化趋势,并用不同表现形式进行统计分析。实验表明,本文可视化效果及可视分析方法能直观清晰地表达和分析气象数据的时间和空间关系,直观的视觉效果、实时交互的手段有助于气象预测和数据分析。

高校教师在提高职业道德修养基础上培养学生的创新能力

高校教师应在职业道德修养方面不断提升自己,更应担负起高校教师该有的使命与责任。高校教师应从自己培养的学生中取样总结,分析职业道德修养的提高对当代大学生的影响程度,再反馈到自身,继续发现自己职业道德修养中的不足,有针对性地提升自身的职业道德修养;高校教师要培养自己良好的师德观,要在跟学生交流过程中养成宽厚的心胸,同时高校教师要在社会生活细节方面严格要求自己;在提升职业道德修养方面各高校应有合理的培育方式;较高职业道德修养的高校教师为提升学生的创新能力,应对传统教学方法进行不断地改良与优化,可在传统课程授课的基础上创建虚拟仿真实验平台,使学生在传统理论学习的基础上,利用仿真实验平台来直观学习传统教学中比较抽象的理论知识;也可采用产学研结合模式与学生科研创新能力培养模式协同发展的方式来提升学生的创新能力。

波壁管中脉动流动的数值模拟

利用数值模拟的方法,文中对脉动流动下波壁管内流体的流动和换热特性进行研究,分析了脉动参数雷诺数Re、斯德鲁哈尔数St以及振动分率P对波壁管中流体的传热和阻力特性的影响.结果表明:Re、St与P对流体的换热特性均有影响,在脉动流场下,波壁管内流体的传热强化幅度随雷诺数Re的增大而先增大后减小;与斯德鲁哈尔数St以及振动分率P均成正比关系.随着St的增加,摩擦阻力系数在较低St时几乎不发生变化,而在较大St时明显发生变化,但随着St的增加,平均摩擦系数f_(m)几乎不发生变化;平均摩擦系数f_(m)随振动分率P的增加而逐渐增大,随雷诺数Re的增大而逐渐减小.

波壁管几何尺寸对流动与传热特性的影响

基于数值模拟的方法，分析在低雷诺数下波壁管波形变化对流体流动与传热特性的影响，并分析了相同功耗下波壁管的综合传热性能。结果表明：波幅和波长变化对波壁管传热均有影响，强化效果与波幅成正比，与波长成反比；当功耗相同时，小波幅的波壁管有较好的综合换热效果，大波幅的波壁管强化传热以较大能量消耗作为代价；雷诺数大于2000时，增大波长能达到较好的综合换热效果。

波纹管对管壳式换热器内流体传热及流动特性的影响

为解决传统管壳式换热器换热效率低的问题,采用数值模拟的方法对波纹管换热器进行了数值模拟分析。研究表明:管壳式换热器壳程进口流量超过2 257 kg/h时,采用增加壳程进口流量来强化换热器内换热的方式整体经济性较差;与直壁管换热器相比,波纹管换热器的对流换热系数提高45.2%～51.1%,壳侧压降反而降低了2.6%～13.1%。同时发现,整个研究范围内性能评价指标EEC>1; EEC受进口流量影响较大,其最优值出现在1 250～1 500 kg/h范围内。本研究结果为波纹管换热器在工业中的应用提供重要参考价值。

脉动流场对波壁管内流体的传热及阻力的影响

为了解决换热器、发动机等设备热质传递效率低的问题,采用数值模拟和实验相结合的方法,入口速度设为具有正弦脉动特点的非定常边界、流体温度设为348 K;出口速度设为自由出口、壁面温度设为298 K、忽略管壁传热热阻;对Re=600时波壁管内流体的传热和阻力特性进行研究,分析了不同时刻管内流体的速度场和温度场,以及努塞尔数Nu和摩擦系数的变化规律,将定常和脉动流场下流体的传热及流动特性进行了对比。结果表明:脉动流场下波壁管内流体的换热效果较定常流场差异明显,在振动分率P=1.5,斯德鲁哈尔数St=2.8时,脉动流场较定常流场的Nu增幅达34%,而在P=0.5,Re=400时,脉动流场较定常流场的Nu增幅达55%;脉动流动下,摩擦系数呈现正弦规律;在瞬时雷诺数Re时,脉动流场下的平均摩擦系数与定常流场相比差别不大,但瞬时摩擦系数差异显著。

外切圆弧波壁管半径比对传热及流动特性的影响

为了研究波壁管外切圆弧半径比i对管内流体换热及流阻特性的影响,分别建立了i=0.1、0.5、1.0、5.0、10.0和相同尺寸参数的正弦波壁管几何模型,分析了管内流场和温度场,并用性能评价因子PEC对不同波壁管的综合换热性能进行了评价。结果表明:i越小,速度场与温度梯度场间的协同程度越高,换热能力越强;Nu随i的增大而减小,降幅随Re的增大而减小;0.1<i<1.0时摩擦阻力系数与i成正比,1.0<i<10.0时摩擦阻力系数与i成反比,当i=1.0时摩擦阻力系数出现最大值;PEC随Re增加而增大,圆弧波壁管的PEC高于正弦波壁管。