“以学生为中心”的一流课程建设探索与实践

针对传统教学模式中以“教材为中心”“教师为中心”“教室为中心”的弊端,在一流课程建设中注重以“学生发展”“学生学习”“学习效果”为中心,围绕“课程资源建设—教学模式革新—学习评价创新”,对混合式教学模式与学生学习成效评估进行了创新探索,并通过评估服务促进资源的共建共享。在“信号与系统”一流课程建设与实践中初步体现出其效果。

基于数据驱动的数据中心平面布局三维数字化设计

[目的]数据中心的平面布局是其设计方案的重要设计输入,其变化将导致设计成果的巨大变化。而数据中心又是一个极其复杂的基础设施,各专业之间的关联性较强,每个专业的变化又会同时影响一个或多个专业,从而影响整个平面布局。对于目前传统的各专业各司其职的并行工作模式,往往平面布局的确认需要经过多专业多次的计算分析、互提资料及协调沟通,不仅消耗了大量的时间,频繁的调整也难以确保质量。[方法]为提高平面布局的设计效率和质量,文章提出了一种基于数据驱动的模块化、参数化、可视化平面布局设计模型及方法,通过三维数字化设计工具Revit、可视化编程工具Dynamo,实现平面布局随着输入参数自动完成设计。[结果]通过这种方法,设计人员只需要输入一些关键的需求和指标参数,即可以完成平面布局的自动设计。[结论]基于数据驱动在数据中心平面布局三维数字化设计,一方面大大提升了设计效率,节省了人力物力,一方面通过将标准规范等硬性约束内置在设计模型中,不仅可以大大提升设计质量,还为项目设计各阶段节省大量时间。

带壳装药毁伤元威力参数计算方法

带壳装药爆炸后将产生冲击波、破片等毁伤元,提高毁伤元威力参数计算精度对于武器破坏效应和工程防护研究都具有重要意义。为提高破片与冲击波威力参数的计算精度,通过分析带壳装药爆炸能量的分布规律,基于修正的能量守恒方程提出了一种更精确的破片初速计算公式;采用等效药量转换方法来计算带壳装药爆炸产生冲击波的等效药量,通过分析带壳装药初始冲击波的形成过程,建立了冲击波威力参数的理论计算模型,通过试验数据验证了计算模型的科学性和可靠性;通过已建立的理论模型推导得出两种毁伤元重叠时与爆源距离的计算公式,并量化分析了影响因素。研究表明,该计算方法的精度优于传统的毁伤元威力参数计算方法,破片初速、冲击波超压峰值、波阵面到达时间与试验的误差分别为3.0%、4.9%、1.1%;破片弹幕与冲击波波阵面重叠时的运动距离与炸药能量(炸药爆热)成正比,与壳体厚度(装药质量比)成反比。

考虑晶体取向的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金动态力学性能研究

鉴于高熵合金材料(high-entropy alloy,HEA)在高应变率动态响应下呈现不同的破坏模式及力学性能,其潜在机理从宏观角度已不能够完全解释,需从微观角度研究其动态响应过程中的原子结构变化、位错分布变化、演变机理及变形机制,为优化HEA防护材料的加工工艺、制备方法等提供参考。利用分子动力学模拟的方法,设计了[100]、[110]和[111]等3种取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金在不同应变率下的压缩、拉伸及冲击试验,分析了动态响应过程中原子结构变化、位错分布变化、演变机理及变形机制。压缩试验中:[110]取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金的屈服强度最高,[111]的次之,[100]的最低;[100]取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金主要的变形机制为孪晶变形,[110]的为滑移变形,[111]的为位错变形。拉伸试验中:[111]取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金的屈服强度最高,[100]的次之,[110]的最低;[100]取向结构Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金拉伸过程中孪晶结构较多,[110]取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金产生较规则的密排六方结构滑移面,[111]取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金不会产生任何滑移面。随着应变率的升高,3种取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金压缩和拉伸屈服强度均大幅度提高,对应伸长量增大。较低应变率(1×109 s^(−1))下的塑性变形机制主要为滑移变形,但滑移系较少;中应变率(1×10^(10)s^(−1))下的塑性变形机制是以滑移为主的变形机制,但滑移系较多;高应变率(1×10^(11)s^(−1))下的塑性变形机制是由原子排列无序化的非晶原子诱导的变形。[110]取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金的抗冲击性能最好,与其具有最高的屈服强度,并且在屈服结束阶段也能保持最高的应力有关。

成熟区块煤层气加密井堵漏工艺优选

为解决沁水盆地成熟区块加密井钻井施工过程中井漏的问题,基于研究区块实钻井身结构,建立三维井筒裂缝模型,采用Ansys-Fluent软件分别模拟常规堵漏浆、承压堵漏浆、凝胶堵漏浆在地层裂缝中的流动情况,并利用现场施工实例对仿真结果进行验证。结果表明:堵漏耗时方面,凝胶堵漏<承压堵漏<常规堵漏;固井环空水泥返高方面,凝胶堵漏>承压堵漏>常规堵漏;完井承压耗时方面,凝胶堵漏<承压堵漏<常规堵漏;结合三种堵漏工艺的优缺点表明:若发生单点漏失,且漏失层位明确,则采用凝胶堵漏效果较好;若漏失点较多,且漏失层位不明确,则采用承压堵漏效果较好。此外,优选堵漏工艺结合井口加压工艺相对于常规静止堵漏工艺,堵漏耗时更短,漏失地层承压能力更高,堵漏效果更好,且所需承压设备现场易制作,操作简单,适用性更强。

湖北主要矿产资源供需分析及对策建议

湖北省作为长江经济带重要组成部分,产业结构持续调整,新兴产业发展迅速,矿产资源需求旺盛,然而进入后疫情时代,矿产资源供需形势复杂。准确预测未来湖北省主要矿产资源消费需求量并分析供需变化形势具有重要意义,可为相关政府部门规划部署下一步工作提供资料支撑。在国内外矿产资源总体形势分析基础上,收集整理湖北省域范围主要矿种历年勘查开发利用及消费数据,基于矿产资源人均消费“S”形规律判断增长阶段,采用回归分析对历史消费数据进行函数拟合,前推预测2030年矿产资源需求量,结合资源禀赋、矿产勘查开发和产业发展情况,开展其供需分析并提出对策建议。结果表明,湖北省石油、铁、铜、金供需失衡明显,但页岩气极具潜力;磷、盐供应充足,可覆盖部分外省需求,但供给质量不高;水泥用灰岩和建筑用石料供需较平衡,但矿山布局不合理,基础保障能力不强。建议加快实施新一轮找矿战略突破行动,推进页岩气勘探开发,加大老矿山深边部勘查力度,增加能源和战略性金属矿产资源储量;持续做好磷、盐保护性开采工作,提升供给质量;进一步优化建材类矿产露天矿山布局,加强综合利用,多渠道利用砂石资源。

SLIPA^TM喉罩应用于小儿腹腔镜疝修补术中的可行性及安全性

目的探讨SLIPA^TM喉罩应用于小儿腹腔镜疝修补术中的可行性及安全性。方法纳入2018年6月~2019年6月在我院接受腹腔镜下疝修补术的小儿腹股沟疝患儿200例。根据随机数字表法分为对照组100例和观察组100例。对照组接受常规气管插管,观察组应用SLIPA^TM喉罩。观察两组患儿术中生命体征、手术情况和插管相关并发症的发生情况。结果两组患儿在麻醉诱导前、插入前和拔出后1min的心率、收缩压、舒张压和氧饱和度均无统计学差异(P>0.05),但观察组插入后1min的心率、收缩压和舒张压均显著低于对照组(P<0.05);观察组患儿的自主呼吸恢复时间、拔管(罩)时间和苏醒时间均显著短于对照组(P<0.05);观察组的并发症总发生率显著低于对照组,差异有统计学意义(24.00%vs 55.00%,P<0.05)。结论SLIPA^TM喉罩应用于小儿腹腔镜疝修补术可显著降低患儿应激反应,维持血流动力学稳定,降低插管相关并发症的发生风险,值得临床推广。

水下爆炸作用下基于声学的爆源子结构输入方法

无限域吸收边界和爆炸波输入是水下爆炸载荷数值模拟的两个关键问题.本文借鉴基于内部子结构的地震波动输入方法和爆源子结构多尺度分析方法,考虑水下爆炸载荷与地震载荷同属于波动问题,提出一种水下爆炸作用下爆源子结构的爆炸波输入方法,该方法首先通过对爆源区域进行水下爆炸波自由场的波场分解,并利用地震波的内部子结构输入方法,将该自由波场运动转换为等效爆炸波输入载荷,从而实现了水下爆炸问题中冲击波的输入;本文采用圆形爆源子结构区域,并采用AUTODYN软件中一维自由场模型计算水下爆炸作用下该区域的自由波场压力时程.进一步,基于连分式近似方法提出了一种模拟无限域水体辐射效应的高精度时域人工边界条件,该吸收边界可设置于离结构和爆源子结构较近处.本文提出的分析方法通过圆形爆源子结构进行水下爆炸载荷的转化,并采用高精度吸收边界大大减少计算区域,既保证了计算精度,又降低了单元数量,具有较高的计算效率和较强的实用性.通过数值算例分析,验证了本文模型与方法的准确性,模拟了水下爆炸作用下的冲击波和气泡脉动阶段测点的压力时程曲线,并研究了圆形结构对水下近场爆炸波散射效应的影响规律.

高光谱遥感图像本征信息分解前沿与挑战

高光谱作为一种图谱合一的成像技术,在对地观测、航空航天领域具有十分重要的应用。然而,作为光学遥感的分支,高光谱成像易受到大气、光照等因素的影响。高光谱图像本征信息分解旨在抑制复杂环境因素对地物光谱与空间特征的影响,准确提取并表征观测场景最本征的光谱与空间信息,提升高光谱图像识别与解译性能。本文主要对代表性的高光谱图像本征信息分解的模型和方法进行综述,系统地分析了各种典型方法的原理及优缺点,进一步阐述了实际遥感应用中现有本征信息分解面临的挑战性难题,并结合遥感实际应用,对高光谱图像本征信息分解技术的发展趋势进行了展望。

Stability conditions of explicit integration algorithms when using 3D viscoelastic artificial boundaries

Viscoelastic artificial boundaries are widely adopted in numerical simulations of wave propagation problems.When explicit time-domain integration algorithms are used,the stability condition of the boundary domain is stricter than that of the internal region due to the influence of the damping and stiffness of an viscoelastic artificial boundary.The lack of a clear and practical stability criterion for this problem,however,affects the reasonable selection of an integral time step when using viscoelastic artificial boundaries.In this study,we investigate the stability conditions of explicit integration algorithms when using three-dimensional(3D)viscoelastic artificial boundaries through an analysis method based on a local subsystem.Several boundary subsystems that can represent localized characteristics of a complete numerical model are established,and their analytical stability conditions are derived from and further compared to one another.The stability of the complete model is controlled by the corner regions,and thus,the global stability criterion for the numerical model with viscoelastic artificial boundaries is obtained.Next,by analyzing the impact of different factors on stability conditions,we recommend a stability coefficient for practically estimating the maximum stable integral time step in the dynamic analysis when using 3D viscoelastic artificial boundaries.

爆炸荷载多尺度分析方法在仿真计算中的应用

基于爆源子结构的爆炸荷载多尺度分析方法为复杂工况和大范围场地的爆炸数值计算提供了高效解决途径.该方法虽然理论清晰,计算效率高,但涉及大量空间节点数据的比对和读写,直接在仿真计算中应用可能会存在操作困难等问题.本文简要介绍了该方法的基本理论,研究了该方法在仿真计算中的应用技术,对单爆源和多爆源2种算例进行了对比分析.研究结果表明,爆炸荷载多尺度分析方法可较好地应用于大当量爆炸荷载作用下的大范围工程场地动力响应计算,计算效率显著优于炸药-介质-目标整体计算模型.计算得到的标准化爆炸荷载可快速加载至介质任意位置,避免重复建模和流固耦合计算,大幅提高计算效率.基于Python的自编程序可快速准确比对和读写空间节点坐标和数据信息,极大提高前处理效率.

考虑清洁能源与储能的分布式数据中心低碳调度策略

针对目前数据中心日益增长的能耗需求以及资源利用率较低的问题,提出了一种多个地理位置数据中心之间实现多区域能效的任务调度和能源管理模型。首先,获取光伏发电量、电价、任务量、UPS储能电池状态信息;然后,根据最大资源利用原则和装箱近似算法动态调整每个时隙的任务分配策略和服务器的激活数量。最后,根据任务量的大小,采取不同的供电方式,并计算电池的循环成本等信息,判断是否进行光伏并网或电池充放电操作。算例分析验证了所提策略的有效性。

弹着点对钢筋混凝土侵彻深度的影响

在弹体侵彻钢筋混凝土研究领域,侵彻深度的离散性普遍存在于试验和经验公式中,弹着点位置的不同是造成此离散性的主要原因之一.为探究由弹着点位置造成的侵彻深度离散性并揭示其机理,参照公开发表的侵彻试验,建立了三种典型弹着点位置的有限元模型,对比分析出了三种典型弹着点位置侵彻过程差异的主要原因,依据数值计算结果归纳了表征侵彻深度离散性的表达式,提出了弹体侵彻钢筋混凝土侵彻深度是一个范围值的基本思想,并对表达式进行了初步验证.结果表明,造成侵彻深度离散性的主要因素是弹体撞击钢筋的数目和弹体接触钢筋的持续时间,此离散性随着弹径与钢筋网眼尺寸比值的增大而减小.

比较不同抗逆转录病毒治疗方案对老年HIV感染者血脂水平的影响

目的对比不同抗逆转录病毒治疗(ART)方案对老年人类免疫缺陷病毒(HIV)感染者血脂水平的影响。方法选取2019年4月至2021年4月新疆医科大学第八附属医院诊治的104例老年HIV感染者作为研究对象。随机分为非核苷类逆转录酶抑制剂(NNRTI)组和蛋白酶抑制剂(PI)组。检测两组治疗前与治疗后血清甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)及载脂蛋白(Apo)水平。比较两组治疗效果、高脂血症发生率及并发症发生率。结果治疗后,两组TC、TG、ApoB、ApoCⅢ和ApoE水平均显著升高,HDL、ApoA水平均显著降低(P<0.05),且PI组TG、ApoCⅢ和ApoE水平显著高于NNRTI组,HDL、ApoA水平显著低于NNRTI组(P<0.05);治疗后,PI组高脂血症总发生率高于NNRTI组(P<0.05);NNRTI组神经精神症状发生率及不良反应总发生率高于PI组(P<0.05)。结论接受PI的老年HIV感染者更容易出现血脂异常及高脂血症。

基于体积填充法的弹体侵爆一体毁伤效应研究

弹体侵爆一体试验很难区分侵彻和爆炸两种荷载的毁伤权重,目前亦未有较成熟的方法模拟弹体侵彻动爆一体的全过程。针对此问题提出一种基于体积填充法的弹体侵爆一体数值模拟方法,在背景网格中通过体积填充生成炸药材料,同时赋予其与弹壳相同的初始速度,设置流固耦合算法约束弹壳与炸药协同变形和运动,同步侵彻目标介质后静态或动态起爆炸药。利用经验公式对惰性弹侵彻过程进行了模型验证,完成了侵彻静爆一体和侵彻动爆一体全过程数值模拟,给出混凝土介质内部压力场、表面成坑和成坑深度的变化规律,量化分析了侵爆一体过程中侵彻和爆炸两种荷载的毁伤权重。结果表明:当侵彻静爆一体时,目标介质内未消散的侵彻波场会与爆炸冲击波场叠加,其压力峰值较侵彻后装药静爆的单一爆炸波场有所提高,但不明显;当侵彻动爆一体时,炸药的动爆效应使得介质内爆炸冲击波场呈现出不规则的球形分布,速度方向峰值压力提高20%以上,在固定着靶速度的情况下,起爆时间越晚,表面成坑越小,成坑深度越大;在固定起爆深度的情况下,着靶速度越大,表面成坑越小,成坑深度越大。

弹体侵彻超高性能混凝土反弹效应理论初探

为了探究弹体在侵彻超高性能混凝土过程中弹体出现的反弹现象,基于空腔膨胀理论,分析了弹体从侵彻到反弹全过程的受力情况;分别以一维弹性杆弹性势能模型和一维应力波模型为理论基础,推导得到两种反弹速度的解析解,分析了影响反弹速度的物理量;通过数值模拟复现了弹体反弹现象,验证了理论模型的合理性,数值计算结果和两种解析解吻合良好。研究表明:侵彻阻力使弹体积累变形势能,侵彻结束后变形势能释放造成弹体反弹;反弹初速与着靶速度无关,与靶体材料的屈服强度和弹头形状系数等成正比,与弹体弹性模量和密度成反比。

整体式反应位移法的理论推导及一致性证明

整体式反应位移法是近几年提出的用于地下结构抗震分析的实用计算方法,目前适用于复杂断面形式地下结构抗震分析的整体式反应位移法已被《地下结构抗震设计标准》(GB/T 51336-2018)采用。该方法通过建立地层-结构整体模型来反映岩土介质与结构之间的相互作用、采用自由场地层模型计算等效输入地震荷载,避免了经典反应位移法中由地基弹簧的确定和使用带来的计算量和计算误差,同时弥补了经典反应位移法只适用于规则断面形状地下结构抗震分析的局限性。文章基于有限元离散模型,给出地下结构地震反应分析的整体式反应位移法的理论推导,并证明地下结构抗震设计标准中采用的整体式反应位移法与理论推导给出的整体式反应位移法的一致性,有助于对整体式反应位移法的理解和正确使用。

单筒双井表层预斜占位钻具打捞技术

渤海油气田为解决海上平台钻井槽口限制问题,提高大尺寸槽口的利用率,渤海油田先后实施了单筒双井及表层预斜单筒双井。其中表层预斜单筒双井需要在井筒内下入预斜占位钻具,施工过程中部分井出现占位钻具被临井水泥封固在井筒内,无法正常取出,需要进行打捞。

采用黏弹性人工边界时显式算法稳定性条件

黏弹性人工边界是处理无限域波动问题常用的数值模拟方法。采用显式时域逐步积分算法进行计算时,受黏弹性人工边界的阻尼、刚度等影响,人工边界区的稳定性比内部计算域的更严格,尚无明确、实用的稳定性判别准则,这限制了黏弹性人工边界在显式动力分析中的应用。针对二维黏弹性人工边界,利用基于局部子系统的稳定性分析方法和基于传递矩阵谱半径的稳定性判别准则,给出了可代表整体模型局部特征的不同边界子系统的稳定性条件解析解。通过对比分析不同计算区域的稳定性条件及其影响因素,证明了整体模型的稳定性由角点子系统控制。在此基础上,获得了含黏弹性人工边界的整体模型在显示动力计算中的统一稳定性判别准则和简化实用计算方法。在实际应用中,令积分时间步长满足稳定性条件,即可顺利完成整体模型的动力计算。以上研究可为将黏弹性人工边界应用于显式动力计算时积分时间步长的合理选取提供参考。

局部成层的海域岛礁场地地震反应分析

综合考虑岛礁与海水的动力耦合作用、固、液介质截断边界处的波动辐射效应和地震波动输入问题,建立二维局部成层的岛礁-海水系统地震反应分析模型,通过与陆域水平成层场地和斜坡平台场地的对比研究,分析岛礁场地地震动场的分布规律。结果表明,岛礁场地的地震反应幅值与水平成层场地相比明显放大,其中礁顶中点附近加速度峰值放大系数可达1~1.5,角点附近可达1.5~2。向海坡坡度和礁坪宽度等地形因素及海水的动力耦合作用均对岛礁场地的地震反应有显著影响,采用一维土层和斜坡平台场地地震反应分析难以全面地刻画岛礁场地真实的地震动场分布特征。对于重要的岛礁工程场地,有必要进行可反映其真实力学特征的岛礁-海水耦合动力分析。