基于Voronoi建模和Cohesive单元的PBX细观力学模型

针对PBX的细观力学模型存在模型结构与真实PBX细观形貌不符、破坏行为描述不全面(仅考虑界面脱粘)、研究对象单一(大多针对PBX-9501)等问题,建立了基于Voronoi建模和Cohesive单元的PBX细观力学模型。首先,基于光学显微镜下的细观结构图,采用Voronoi方法构建了更贴近实际形貌的PBX炸药细观模型;然后,采用内聚力有限元方法在炸药晶体内部、黏结剂内部及炸药颗粒/黏结剂界面处都引入了Cohesive单元,以在二维尺度上实现任意路径破坏行为的模拟;最后,针对某HMX基-F2311黏结剂炸药和某HMX基-F2313黏结剂炸药标定了模型参数,模拟了这两种炸药的准静态拉伸行为。结果表明,两种炸药数值模拟的拉伸变形曲线、破坏应力、破坏应变都与试验数据吻合良好,表明该模型不仅适用于不同PBX炸药材料(线弹性PBX、非线性PBX)的变形行为描述,还可以分析PBX炸药在拉伸破坏过程中的细观机理,刻画不同PBX炸药的裂纹萌生、扩展和贯穿的过程。

气体封隔器密封单元的增强方法与安全分析

气体封隔器胶筒是实现气井分层分段开采的关键部件。常规三胶筒结构在坐封时易发生初始破坏,导致胶筒整体应力水平降低,密封安全性储备不足。为此,提出一种多材料组合式密封单元的增强方法,用于HPHT105-232-V0型含硫化氢高温高压气体封隔器密封单元的设计;基于拉伸试验和Yeoh理论获得橡胶的本构模型参数;在温度204℃、坐封力200 kN和环空压力70 MPa下,分析了胶筒的应力和变形规律;试验测试了增强单元的密封安全性。分析结果表明:HPHT105-232-V0型封隔器密封单元胶筒的最大变形量为94.785 mm,最大接触应力为240 MPa,位于金属护环与套管接触区域。根据API标准,对HPHT105-232-V0型封隔器实物进行测试试验,坐封时胶筒未发生初始破坏,密封单元的整体应力水平提高;稳压过程胶筒压降幅度小于1%;整个试验测试过程中,密封单元无气泡溢出,封隔器卸载后胶筒结构无明显的塑性变形。研究结果表明,采用该增强方法所设计的多材料组合式密封单元具有良好的密封性能,满足极端环境下的密封安全性要求。

基于S-CAD方法的四川省单元式乡村国土空间规划政策评价与优化研究

国土空间规划改革以来,各地开展了探索与实践,2021年四川在全省推行以片区为单元编制乡村国土空间规划,是全国第一个在全省范围开展单元式乡村国土空间规划的省域。通过运用S-CAD方法和政策工具分析法对其政策体系进行分析,并结合规划编制成果对政策进行综合评价,发现其存在以下不足:一是政策体系不完善,主要出台了规划编制相关政策,而在规划实施和监督方面缺乏专门政策;二是政策价值观和政策预期结果超出了政策目标和政策手段所能够实现的范围,政策元素之间具有不一致性;三是政策工具结构不平衡,在规划区域衔接、对上衔接等方面非常薄弱。因此,需要进一步完善政策体系、调适政策元素关系、优化政策工具结构。通过这一研究,以期为深化乡村国土空间规划探索提供借鉴。

基于Cohesive单元的石拱桥主拱圈二相数值模拟方法

为解决石砌体材料非均质的描述问题,提出一种基于Cohesive单元的石拱桥主拱圈两相数值模拟方法。视石砌体为两相材料(砌块和砌缝),采用实体单元模拟砌块并引入非线性本构描述其破坏行为,在相邻砌块间插入Cohesive单元考虑砌缝砂浆的剪切和拉伸破坏。通过室内试验与数值模拟对比验证方法的有效性及适用性,分析了砌缝抗剪摩擦系数μ、加载位置等敏感参数对拱桥承载力的影响。结果表明:基于Cohesive单元的石砌体两相数值模型,可以有效描述石砌体材料的非均匀性及石拱桥的破坏过程(尤其是砌缝剪切滑移破坏行为),可为石拱桥极限承载力评估提供重要信息,如荷载-位移曲线、破坏模式等。此外,研究结果还发现主拱圈破坏机制由拱的受弯、受剪特性决定,并与砌缝抗剪摩擦系数μ强相关。

基于cohesive单元海域天然气水合物储层水力压裂模拟

天然气水合物作为一种高效清洁能源,广泛分布于我国南海海域的沉积地层中。我国先后于2017年和2020年成功开展了2次试开采,但由于海域天然气水合物特殊的赋存条件,单井水合物试采仍然面临着开采范围小、高产稳产时间短等问题。为了提高水合物的开采范围,基于cohesive单元进行了水合物储层二维水力压裂数值模型研究,比较了100 m×100 m和20 m×20 m两种模型的裂缝半长和宽度,得出了当注入压力为25 MPa时,压裂裂缝半长均为6 m,最大宽度分别为5.8、5.5 mm,构建尺寸较大的模型得出的实验结果更加准确。并且研究了裂缝宽度随注入时间的变化规律,随着注入压力和注入量的不断增加,初期裂缝宽度急速变大,后续在地应力和注入流体压力的共同作用下裂缝出现“阶梯式”的扩展规律。该研究在页岩气和煤层气等非常规能源储层水力压裂模型分析中得到了成功运用,为海域天然气水合物储层水力压裂提供一定的理论指导。

一类二维椭圆界面问题的虚单元方法计算

针对一类椭圆界面问题,采用一种近年来新提出的虚单元方法进行求解。基于虚单元法适用于任意多边形网格的特点,将该方法应用于六种不同的多边形网格下,求解一类椭圆界面问题,并给出虚单元法的计算公式。数值结果表明,虚单元方法应用于椭圆界面问题是有效的。

外肢体机器人驱动单元低速死区自适应补偿方法

为提高外肢体机器人高功率密度驱动单元的控制精度,提出一种低速死区自适应补偿方法。首先基于最小二乘系统辨识与阻尼辨识方法建立驱动单元模型,然后提出驱动单元的计算力矩控制方法,最后提出驱动单元的低速死区自适应补偿方法,并进行了实验验证。研究结果表明,与传统PID控制方法相比,采用计算力矩控制方法后驱动单元最大角度跟踪误差减小了约53%,平均角度跟踪误差减小了约38%;在计算力矩控制方法的基础上,采用低速死区自适应补偿方法后,驱动单元最大角度跟踪误差减小了约45%,平均角度跟踪误差减小了约60%,驱动单元的控制精度得到了显著提高。

“鸡兔同笼”单元教学中数学思想方法的渗透

数学思想方法的渗透可以加深学生对所学知识的理解,降低学习难度,拓展学生思维,是教师培养和发展学生数学核心素养的重要途径。“鸡兔同笼”是人教版数学四年级下册的内容,具有渗透数学思想方法、积累数学基本活动经验等教学功能,具有较大的探究空间。本文结合“鸡兔同笼”单元内容,阐述其所蕴含的穷举法、假设法、化归法等数学思想方法的内涵,并通过具体案例探讨这些数学思想方法在单元教学中渗透的过程。一、穷举法——解决“鸡兔同笼”问题的基础方法穷举法的基本思想是在解决有关计数问题时,如果需要计算的次数不多.

以数学思想方法为核心的单元整体教学设计与实施

学生核心素养的培养必须建立在连续、整体、一致的学习活动基础之上。以数学思想方法为核心开展单元整体教学研究,可以发挥思想方法在教学内容分析、教学活动设计、教学活动实施中的多重作用。以数学思想方法指导单元整体设计,在单元整体活动中习得和应用数学思想方法,可以实现数学思想方法与单元整体学习的互相促进,发挥两者在学生素养提升方面的重要价值。

大单元教学视角下的小学语文教学方法

随着教学改革的不断推进,大单元教学已成为一种富有成效的教学模式,它打破了传统教学的壁垒,系统整合知识,避免知识的割裂。本文结合一线实践,探讨小学语文大单元教学的方法,即以单元主题为核心设立任务群、精心设计大单元教学目标、创设多样化情境、通过对比锻炼学生思维能力、提炼大概念布置单元作业、完善单元整合下教学评价体系等,以期调动学生学习积极性和主动性,提高小学语文教学水平。

基于数学思想方法的单元整体教学探索——以“圆”的教学为例

学生的整体认知结构不仅涵盖数学知识的系统架构,亦包含数学思想和数学方法,以及元认知等方面。在这一结构中,数学思想方法占据着至关重要的地位。文章以“圆”为例,通过分析教材内容、设计教学流程、实施教学方案等多个环节,探讨以数学思想方法为核心的单元整体教学模式。

基于Cohesive单元法的弃置井水泥塞-套管界面胶结失效数值模拟

水泥塞-套管界面胶结失效对弃置井井筒完整性提出了严峻挑战。考虑地下流体与水泥塞的流固耦合作用,基于cohesive单元方法,建立水泥塞-套管-水泥环-地层系统三维有限元模型,模拟垂直井水泥塞-套管界面裂缝剥离过程,研究地应力对界面裂缝损伤演化的影响,并分析水平地应力、水泥塞力学参数及界面性质对裂缝剥离高度的影响。结果显示:水平地应力均匀时剥离裂缝沿着整个界面圆周延伸且高度相等,水平地应力非均匀时剥离裂缝倾向于沿着界面某一圆周角扩展且在最大水平地应力方向具有较大的高度;水泥塞弹性模量从30 GPa减小到1 GPa,裂缝剥离高度降低9.3 m,临界法向强度从0.25 MPa增大到2.0 MPa,裂缝剥离高度降低6.5 m,表明较低的弹性模量及较大的临界法向强度有利于减小水泥塞-套管界面胶结失效的风险;水泥塞泊松比从0.35减小到0.10,裂缝剥离高度仅降低2.0 m,临界剪切强度从0.5 MPa增加到4.0 MPa,裂缝剥离高度仅降低3.3 m,表明泊松比和临界剪切强度对界面胶结失效影响较小。建立的模型能够为水泥浆配方优选和井筒弃置工艺优化提供指导。

基于单元整体教学设计的“方法生长课”探索——《认识多边形》教学与思考

《平面图形的认识》单元的整体教学设计,应为学生构建认识图形的基本模式,沟通各个平面图形。本单元的“方法生长课”的教学,需要引导学生了解边与角的概念,学会基于某一标准对图形进行分类,并在分类的过程中抽象出图形的根本特征。

课堂转型视域下小学体操教学的研究与实践——以水平二体操类基本活动方法与游戏大单元为例

2021年9月,浙江省中小学体育新一轮课堂转型开始,本次转型明确了大单元教学在体育教学深度变革中的重要位置,并提出课堂转型四方面:教学内容结构化、教学组织小组化、教法学法问题化、课堂评价精准化。为了更好地培养学生核心素养,践行课堂转型,笔者将课堂转型的新理念融入到单元设计、实践中,以水平二体操类基本活动方法与游戏(滚翻与平衡)大单元为例,阐明大单元设计过程,并结合《滚翻、平衡练习方法4:平衡+滚翻》课例实践进行反思,以期构建单元教学体系,引导学生通过任务驱动和问题启发等形式在常态化分组下进行学习,有效促进学生深度学习。

初中道德与法治大单元教学方法探究

在初中道德与法治教学中,大单元教学作为新课标所提倡的教学方法,有助于整合知识,培养学生核心素养。本文围绕初中道德与法治大单元教学展开探究,针对教学中存在的问题,结合实践案例,提出构建清晰完整的知识体系、设计单元学习问题、利用思维导图、优化单元测试模式等改进教学的方法,旨在提高教学有效性,促进学生核心素养的发展。

新课标视域下高中数学单元教学设计与方法探究

新课标对教学内容提出了更高的要求,主要体现在强调概念讲解和数学思想训练、注重知识拓展以及鼓励探究性学习。文章通过对新课标视域下高中数学单元教学设计的探究,总结了新课标对教学内容的要求及相关变化,提出了三项教学设计原则,确保教学贴近学生需求、具备明确目标、强调知识的整体性和系统性。还探讨了教学设计的具体方法,希望能为新课标下高中数学单元教学提供有益的理论指导和实践建议。

“双减”视域下初中语文大单元教学作业设计的方法与实践

随着“双一流”建设的推进和教育改革的不断深入,“双减”视域下的初中语文教学也面临着新的挑战和变革。语文教学作业是语文教学的重要组成部分,它能够有效地激发学生的学习兴趣和提升其语文能力。本文以“双减”视域为出发点,通过文献研究和实证分析,探讨了“双减”视域下初中语文大单元教学作业设计的方法与实践。研究发现,设计能够提高学生学习效果的大单元教学作业需要关注以下几个方面:一是根据学生的学情和学习需要,合理选择教学内容;二是充分利用多样化的教学资源,丰富教学形式和手段;三是通过设定不同层次的任务和要求,激发学生的学习动力;四是注重反馈与评价,及时发现和纠正学生的问题。本研究的目的在于为“双减”视域下初中语文教学作业设计提供一定的理论依据和实践指导,以促进学生在语文学习中的全面发展。

初中数学大单元整合教学方法分析

随着新教改的持续推进,初中数学教学以对学生进行素质教育为宗旨,大单元教学模式由此得到广泛重视。大单元教学模式注重系统学习,是一种整体的教学方式,它可以帮助学生通过单元整合构建出自己的数学知识框架,也可以促进对初中学生数学的核心素养的培养,全面提升学生学习数学的综合能力。此外,大单元教学模式也是一个重要的教学过程探究。随着教育的不断改革推进,大单元教学模式的优势日益凸显,被广泛应用于初中数学课堂教学,此模式有效的拓宽了学生对数学的理解思路,提升了数学思维空间,运用理论知识解决实践问题,培养学生初中数学核心素养。

基于大单元视角的高中英语教学方法研究

随着新课程改革的持续深入,基于大单元视角的高中英语教学方法步入一线英语教师的视野。针对高中英语教学中存在的教学内容碎片化和为考试而教等突出问题,《普通高中英语课程标准(2020修订版)》提出了“结合学生实际和发展需求提炼出具有价值主题及其主题意义,并设计出相应的单元核心任务(活动)”的教学思路。在新课标的指导下,大单元教学以其整合性、结构性及主题性,成为一线英语教师关注的焦点。通过从单元视角切入制定教学目标、聚焦于主题意义设计单元活动,可引领学生由浅入深且富有系统性地展开英语探究,从中建立完整的知识网络.

单元目标下小学生整体思维能力的培养策略和方法

《义务教育语文课程标准》中指出要建立开发、有活力的语文课程,要形成灵活的课程实施机制。在当前的教育实践中,主题单元教学已成为一种常见的教学模式。它强调整体性、连贯性和系统性,为学生提供了一个更加完整、深入的学习体验。一、合理规划教学顺序以“六年级下册第四单元‘宝贵的精神’主题教学规划”为例。第一步:启发思考--《一夜的工作》首先,我们引入《一夜的工作》。这篇文章讲述了周总理彻夜工作的情景,展现了他为国家和人民不辞辛劳、勤勤恳恳的工作态度。在这一阶段,教师为学生设置“寻找周总理的宝贵精神”的任务。引导学生通过自主阅读,发现文本中描述周总理工作的细节,体会他身上所体现出的崇高精神。