“GRIDS”教学法在工程热力学教学中的创新与实践

针对工程热力学课程传统教学课堂沉闷、教学效率低、专业拓展少、课时吃紧、思政入耳不入心和学生创新能力培养不足等问题,依托省级线上线下混合式一流课程,开展基于“GRIDS”教学法的教学创新与实践。混合式教学模式让线下教学融入更多高阶知识点、针对性案例,让课程内容更具弹性;“GRIDS”每一个字母代表一种教学方法;分组案例汇报拓展学科前沿,培养学生团队合作能力;雨课堂随堂测验;4种思政范式让思政“铭于心而践于行”;讨论式互动培养学生批判性学习思维;学习卡片帮助学生把握重难点。各教学方法的形成性评价是过程化考核依据。教学方法形成合力,将教学痛点逐个击破,形成闭环,并持续改进。

泄压孔对聚能传爆管的影响

以炸药在点燃瞬间的压力均衡为前提条件,计算聚能传爆管点火后只产生燃烧反应的最小泄压孔面积,以此为基础,对含不同尺寸泄压结构的聚能传爆管在慢速烤燃和快速烤燃环境下的响应特性进行分析,在建立三维轴对称烤燃计算模型的基础上,采用Fluent对不同大小泄压孔的慢速烤燃响应特性进行数值模拟。为研究含泄压孔聚能传爆管对起爆威力性能的影响,对3种不同大小泄压孔的聚能传爆管进行了起爆实验。结果表明,该型聚能传爆管的泄压孔设计单孔直径7 mm为最优,研究结果对水雷不敏感引信的结构设计有一定的指导意义。

国外离子推力器栅极几何形貌测试评价技术的应用与发展

栅极组件作为离子推力器的核心部件,对电推力器的性能、可靠性及寿命起着非常重要的作用。简述了离子推力器栅极几何形貌测试评价技术的主要研究内容,重点论述了国外航天技术先进国家在寿命试验中应用栅极几何形貌测试评价新技术的重要进展,总结了几何形貌测试评价技术的发展趋势。

基于机器视觉的飞机电镀部件曲表面无损检测

[目的]为解决机器视觉在曲表面无损检测中算法复杂的问题,以及克服传统光源在曲表面检测中的局限性,开发了一套基于格栅光源的飞机电镀部件曲表面无损检测系统。[方法]该系统通过格栅光对电镀部件曲表面进行成像,随后进行图像分析,包括图像导入、预处理、Blob分析等步骤。[结果]该系统能够快速、准确地检测出电镀部件曲表面存在的缺陷,检测效率高且稳定可靠。[结论]该系统在飞机制造企业及航空公司飞机维护一线的初步工程应用中取得了良好效果,有望进一步推广。

强震损伤格栅墙处理地基抗液化性能离心模型试验研究

水泥土格栅墙能有效减缓被围束土体在地震作用下的剪切荷载及变形,已广泛应用为一种高效的抗液化对策。针对其长期服役过程,开展了两组超重力离心模型试验以研究强振历史对水泥土格栅墙内被围束土体液化响应的影响。两组模型均由15 m厚的易液化含黏粒砂土和2.5 m厚的粗砂层组成。其中,一组模型采用水泥土格栅墙对易液化层进行加固;另一组模型则未进行处理,作为自由场地对照组。两组模型均经历振幅为0.15g的振动事件,且在0.15g振动事件前,对两组模型施加振幅为0.4g的振动事件作为强振历史。试验结果表明,格栅墙在强振下主要的损伤模式表现为竖向贯穿型裂缝,并部分伴随有局部斜向裂缝,且外侧格室对于中心格室表现出类似于群桩基础的“遮蔽效应”。强振历史后,格栅墙中心格室内被围束土体的超静孔压显著低于自由场地,损伤后格栅墙仍具有良好的抗液化效果。同时,格栅墙由于强振后整体刚度的削弱,其与下卧粗砂层间的剪切变形显著减小。

碳纤维树脂基复合材料回转体的网格结构优化研究

针对复杂回转体的网格结构参数进行优化,以最大载荷质量比为优化目标,筋条几何参数及数量为设计变量,ABAQUS有限元屈曲分析为手段,确定模型结构承载效率的评价指标,进行单因素分析。其中,纵筋数量、纵筋宽度、筋条高度3种因素对模型承载效率影响较为显著。环筋数量与环筋宽度对模型承载效率的影响显著性较低,并结合实际制造条件分析得出用于正交试验的因素范围。利用数理上的正交性原理设计了L16(45)正交表与适用于复杂网格结构的正交试验方案。通过数值模拟,得到16组试验结果,并对试验结果进行极差分析。发现各因素对目标值影响程度的排序均为:纵筋宽度>筋条高度>纵筋数量>环筋数量>环筋宽度,并得出最优参数组合。最后对最优参数组合进行试验验证,找出使用最优参数组合的回转体所能承受最大载荷的理论值与实际值之间的差异,并分析差异出现的原因。

基于动网格技术的抛鸟运动轨迹分析

发动机吞鸟试验是检验航空发动机安全性和可靠性的重要手段,为了探究在发动机吞鸟试验中,鸟体出膛后飞行轨迹的变化,优化抛鸟策略,采用动网格技术,使用六自由度模型对鸟体出膛后的轨迹进行计算分析。结果表明:鸟体出膛后,其肩部会形成一个高压区域,尾部形成一个低压区域,由此产生气动阻力,在运动方向阻力最大,在飞行过程中阻力会稳定在某一数值;运动方向垂向和横向所受气动力很小,但数值波动较大,且变化无规律;鸟体飞行过程中速度衰减小,弹道平直,可以采用直瞄的方式将鸟体抛向指定的位置。

基于深层级联残差图卷积的暂态稳定评估模型及其实际电网应用

目前,数据驱动的暂态功角稳定评估模型的研究和测试主要在小规模算例系统进行,在实际电网的应用检验不足,其内在原因是图深度学习中的局部信息提取特点与功角稳定全局性的矛盾尚未解决。为此,设计一种深层级联残差图卷积模型,利用含残差连接的深层级联结构,实现模型层数堆叠性能的有效提升。利用MinMaxPooling模块,使模型参数与系统规模解耦。该模型结构设计与节点数量无关,可以解决数据驱动模型应用于大规模实际电网的问题。在某5419个节点的实际区域电网进行测试,结果验证了所提模型的有效性和实用性。

基于超声导波的钢管杆件损伤探测模拟

为研究网架结构中钢管杆件损伤缺陷检测的问题,选择在杆端施加位移的方式进行有限元分析。考虑超声导波需要具有在特定频率范围内不发生频散的特征,选择L(0,2)模态超声导波开展无损检测。分析了适用于钢管无损检测的导波信号频率和信号周期特征,利用L(0,2)模态超声导波进行了不同圆周夹角的周向缺陷和不同长度轴向缺陷的导波检测。有限元分析结果表明,考虑多模态叠加和最大反射率的影响,频率为70 kHz周期为10的Hanning正弦信号激励的超声导波适用于钢管杆件的缺陷检测;当钢管缺陷宽度与深度不变时,周向损伤占圆周的比值与信号平均反射率成线性正比关系。对于杆件的轴向裂纹检测,可以利用信号反射率与裂纹宽度的关系进行对比判断。

基于CFD的离心泵水力性能优化设计

针对传统离心泵在工作时水力性能较差的问题,采用计算流体动力学技术对IS80-50-250型清水泵蜗壳结构参数进行优化设计。选取蜗壳基圆直径、蜗壳进口宽度、蜗壳第八断面半径和隔舌安放角4个结构参数制定正交试验方案。采用Pumplinx软件对各组方案进行数值模拟,获得离心泵内部流场分布规律。模拟结果表明,相较于原型泵,在额定转速下优化泵的出口压力提高了3.27%,蒸汽质量分数降低了10.47%,进一步提升了离心泵的水力性能。为验证优化方案的准确性,搭建离心泵外特性试验测试台,得到了在不同工况下原型泵和优化泵的外特性曲线。试验结果表明,在额定工况下,离心泵扬程和效率分别提高了4.43%和4.44%,进一步验证了正交试验优化方案的准确性和可行性,为下一步高性能离心泵设计提供了技术依据。

基于新内点测试与Grid-SCAN的铀尾矿库监测定位算法

面向铀尾矿库放射性核素污染WSN监测中,由于监测环境制约,针对该条件下节点密度低、带状分布网络连通性差等问题,为保证一定定位精度,提出一种新的定位算法。新内点测试利用RSSI值与海伦公式判断是否在三角形内外,无需未知节点周围其他节点信息,并采用Grid-SCAN寻找概率模型选取点,使该算法满足低密度条件的定位并减少其计算量。约束范围内计算网格内各点RSSI值的概率,并以最大概率坐标为定位结果。经过仿真,新算法较APIT算法在定位精度上提高了55%~69%。

基于GridSim的网格算法测试软件开发

针对目前绝大部分的网格任务调度实验均建立在仿真实验的基础之上,而GridSim网格模拟器在支持多任务、多资源环境下的网格算法测试方面表现得越来越力不从心,开发一个便于网格研究者使用的网格算法测试软件迫在眉睫。设计并实现了基于GridSim的网格算法测试程序,该程序包括了构建环境模块、任务调度模块和结果输出模块三个子模块。通过实验验证,该程序能够达到在多任务、多资源环境中分析、对比和验证网格调度算法性能的目的。

新型电力系统标准算例(一):功角稳定CSEE-RAS

含高比例新能源交直流混联电网的稳定特性已发生深刻变化,功角稳定依然是威胁系统安全运行的关键问题,相关研究对标准算例的真实性、合理性及代表性提出更高的要求。该文根据实际电网拓扑和数据,构建适用于功角稳定特性研究的功角稳定机电暂态仿真算例(Chinese society for electricalengineering-rotoranglestability,CSEE-RAS),该系统以500kV为主网架,包含2个区域、1个交流通道、1个直流通道。提供2种运行方式,分别对应动态、暂态功角稳定场景,上述场景新能源出力占比均在50%以上。考虑新能源出力占比、机组接入位置和控制策略等因素,量化不同因素对稳定水平的影响。敏感性分析结果表明,该算例较为全面地反映了机电暂态尺度下的不同功角稳定特性,且具有灵活的拓展能力,可为功角稳定分析与控制的相关研究提供基础平台,有助于不同结论的横向比较和研究人员科研效率的提升。

染色与渗透试验在BGA焊点质量分析中的应用

在高密度组装焊点的质量评价中,染色与渗透试验不仅简单高效、易于操作,且反馈信息最为全面。基于标准测试方法,阐述了染色与渗透试验的基本原理及操作方法,并基于失效模式典型案例分析的方式,系统研究了染色与渗透试验中球栅阵列封装(BGA)焊点常见质量缺陷的具体表现形式及其产生机理,以期为可靠性分析工程师在实际测试中提供技术参考。

椒江沿海大风特征分析及精细化预报方法研究

利用大陈气象站、椒江口和一江山自动站的观测资料及美国国家环境预报中心分辨率为1°×1°的逐6 h再分析数据和欧洲中期天气预报中心的EC细网格(分辨率为0.25°×0.25°)模式资料,分析了椒江沿海大风月际、年际变化特征及影响因子,构建预报模态,提炼沿海大风预报思路,并对EC细网格模式大风预报进行检验。结果表明:冬季冷空气大风为椒江沿海大风的主要类型;气压梯度和高空环流形势是冷空气大风的两大影响因素;当椒江沿海存在负变压中心,极有可能在未来24~36 h出现变压大风;气旋北大风可划分为北槽南涡型和低涡切变型,气旋南大风可划分为东亚大槽型和沿海高压型;针对冷空气偏北大风和气旋偏北大风,EC细网格模式具有一定的可参考性,与实况极大风速相比,绝大多数情况下的预报风速偏小。

适用于栅格舵焊缝检测的超声扫查装置

针对栅格舵焊缝的超声无损检测需求,为解决当前人工手动扫查检测及缺陷评定中的可靠性低、周期长和系统成熟度低等问题,在阵列超声主机、换能器及成像软件的开发基础上研制了一种适用于栅格舵焊缝超声检测的装置。该装置以PLC(可编程逻辑控制器)为控制核心,采用GSKLink通讯协议实现对于机器人、伺服电机的控制,同时根据栅格舵焊缝结构设计自动化工艺运动流程,实现目标的自动化检测。通过实际运行该装置并将其应用于生产,证明了该装置能够满足栅格舵焊缝的自动超声检测需求,大大提高了栅格舵的生产效率。

螺栓球与圆钢管组合试件的超低周疲劳试验研究

随着社会经济的发展,越来越多的大跨度空间网格结构成为城市避难场所,因而强震下空间网格结构的安全性显得尤为重要。为研究螺栓球与圆钢管组合试件的超低周疲劳性能,对其进行了超低周疲劳试验,获得了组合试件超低周疲劳破坏形态的相关数据。试验数据表明:构件在整体失稳的情况下仍表现出稳定的滞回性能。对比分析了9种螺栓直径对试件滞回性能、骨架曲线和刚度退化的影响。

基于智能电网测试平台的广域监测和控制系统

针对智能电网控制系统内部通信协议杂糅导致的处理速度慢、处理数据时无法很好地检测出错误数据等问题,提出一种基于动态贝叶斯网络的监控与数据采集系统故障监测及诊断方法。该方法使用云平台处理和保存即时的数据,减轻各个站点因处理数据而产生的不必要开销,并使用贝叶斯网络模型来更快速更高效地进行错误数据的监测。在层与层之间使用通信协议快速高效地传输数据,以提高广域控制能力。试验结果显示,监控与数据采集系统相对于其他检测错误数据的系统灵敏度有了10%~20%的提高,故障识别准确率可达95%,提高了智能电网测试平台检测和识别能力。

某既有体育馆空间网架结构的检测与鉴定分析

基于北京市某体育馆工程实例探讨了既有空间网架结构的检测鉴定。根据现行钢结构检测技术标准及设计规范,对该空间网架结构进行检测并对其安全性和抗震性进行鉴定分析,为空间网架结构的检测鉴定提供了重要的理论价值和工程实用意义。

覆盖多层级全场景的构网型储能电站并网测试方法研究

随着新能源占比在电网系统中不断增加,国内调峰、调频与调压能力日益增大,电网灵活性受到较大影响。对此,重点围绕构网型储能相关领域进行分析研究。首先,对构网型与跟网型控制的技术特点进行对比分析,总结了新疆地区构网型储能的发展现状;同时,选取新疆某构网型储能电站示范工程对低电压穿越、惯量响应与阻尼特性方面进行相关性能测试,并提出了一种覆盖多层级全场景的构网型储能电站并网测试方法,测试结果可为构网型储能并网性能评估提供借鉴参考;最后,针对新疆地区构网型储能发展进行预测分析,总结了构网型储能在新能源富足地区的发展优势。