潜航器垂直出水过程非定常空化流场演化分析

针对潜航器垂直出水过程空泡演化特性分析问题,采用多相混合物模型、完全空化模型和标准k-ε湍流模型,对稳态条件下的潜航器垂直出水过程非定常空化流场演化过程进行建模模拟,以试验中潜航器壁面上若干离散点的压力试验数据与计算模型进行对比,验证了所提数值方法的有效性。通过动态模态分解方法对潜航器周围壁面流场的速度场进行分解与重构,提取各阶模态频率及其变化过程。结果表明,2阶和4阶模态的频率与空泡生成、脱落的频率一致,表征了肩空泡在生长过程中壁面及尾部的大尺度旋涡与回射流的形成、脱落过程,是空化流场演变过程中的主要结流动特征。

基于OBE理念和课程思政的野外地质实习课程线上线下混合式教学模式探索

野外地质实习是地学类等高校专业人才实践能力和创新能力培养的重要环节,其线上线下混合式实习模式值得探索和完善。原有地质实习多以教师为中心,不利于发挥学生的主体学习能力;教学方式主要为线下教学,常受特殊事件(如疫情、极端天气等)的影响;课程思政与实习课程教学有效融合不够,造成课程思政环节滞后;考评方式不能客观地反映实习课程的教学效果和学生的综合学习效果等。针对这些问题,基于工程教育成果导向教育理念和课程思政建设纲要,紧密围绕野外地质实践教学实习课程特点和实践内容,以树立正确价值观、知识传授和能力培养作为实习课程三位一体的教学目标,充分利用现代信息技术,构建了野外地质实习课程线上线下混合教学模式;深度挖掘、精心设计课程思政内容并有机融入线上和线下教学,达到润物细无声的协同育人效果。构建全方面多元立体全生命周期课程教学评价体系,提升和优化线上线下教学效果,着力培养创新型地学人才的综合素质,提升野外地质实习课程的教育教学质量。

含Y型组合节理花岗岩单轴压缩破坏机理及声发射特征

利用劈裂法在花岗岩试件中预制不同倾角的Y型组合节理,进行单轴压缩实验,分析组合节理倾角对破坏模式、峰值强度、表面变形场、声发射能量释放特征的影响,探究不同破坏模式下的破坏机理.实验结果表明:1)含Y型组合节理岩石随节理倾角变化呈现整体破坏、楔形体弹射破坏和沿主节理面破坏三种主要模式;2)组合节理夹角、主节理倾角均与岩石强度具有负相关关系;3)破坏模式从整体破坏转变到弹射破坏、沿主节理破坏时,滑移变形集中区域由次节理向主节理转变,AE高能级事件诱发原因由主、次节理压密及滑移错动向主节理压密及滑移错动转变;4)随主节理倾角的不断增大,主节理面上释放的能量更高、能量的分布更加不均匀.

踏面与盘式两种制动模式温度分布特征的模拟分析

探究1∶1踏面制动与缩比盘式制动得到的温度场存在偏差的原因,有利于提高利用缩比制动模式评价制动摩擦副热负荷能力的精度。基于TM-I型缩比车辆制动试验台和1∶1制动试验台,采用ADINA有限元软件,在制动压力10、15、20 kN和初速度60、80、105 km/h条件下,模拟计算2种制动模式的温度场,并分析影响2种制动模式温度偏差的因素。结果表明:1∶1踏面制动模式和缩比盘式制动模式得到的温度存在明显差别,踏面制动的温度均高于缩比盘式制动的温度;2种制动模式的温度差别随压力的变化不明显,但随制动初速度增加而明显加大;踏面制动由于摩擦面积集中,散热程度不良,随初速度从60 km/h增加到105 km/h,制动温度增加幅度为56%~77%,盘式制动由于摩擦弧长沿盘半径方向的不均匀,散热面积大,制动温度随初速度增加幅度为32%~44%。

地理野外实践思政元素挖掘与思维模式培养

课程思政是一种教学理念,立德树人是教育的根本任务,实践育人是立德树人的重要环节和途径。为切实发挥实践课程立德树人的育人功能,打造立德树人课程体系,该文以武汉大学地理科学基地班在湖北的地理野外实践为例,在思政元素挖掘及专业融合、科学思维模式构建、提升教师育人功能三个方面进行探索,构建一套具备立德树人价值的课程模式。通过自然地理类、人文地理类及交叉类思政元素挖掘及专业融合,综合性思维、区域性思维、生态思维以及辩证思维能力思维模式的构建,并通过提升教师的育人功能,潜移默化地提升学生的综合素质,实现立德树人教育。

基于动态模态分解的Π形梁涡振流场特征分析

为探索Π形桥梁断面的涡振机理及气动措施的抑振原理,采用动态模态分解方法,结合计算流体动力学数值模拟,对某Π形桥的不同工况进行流场解耦和对比分析.结果表明,主梁下表面方腔内的不稳定涡是导致Π形梁涡激振动的重要因素,增设2道四分点下稳定板将空腔分割成3个较小的区域,可减少下缘分离涡的形成空间并降低空腔内涡的强度和尺度,从而有效抑制涡振.第2阶分解模态与结构振动同频,是引起涡激振动的主导模态;此模态能够直观揭示流场中主涡的形成和发展,简化流场分析的复杂性.第3、4分解阶模态与结构的涡振频率存在明显的倍频关系,能够精确捕获涡激力中的高频成分,有利于深入理解涡激振动的瞬时变化特性,制定更为精细的抑振措施.

数字媒介时代中国儿童文学的游戏新质

游戏精神是儿童文学的核心审美要素,反映儿童本能心理需求。从纸媒时代到数字媒介时代,儿童文学的创作和传播形式发生巨大转向,其游戏形式与游戏场域发生根本性转换。数字图书实体能够与故事分离,成为阅读游戏的新主体,读者身体亦参与进阅读活动,作为精神游戏的阅读活动被加入实体游戏形式。非线性叙事和自由选择模式让数字图书阅读增加了建构个性化故事的游戏形式。与此同时,传统儿童文学阅读形成的“书与人”的私密阅读空间被打破,数字图书提供了群体交互空间,数字阅读表现出群体性活动特征和社交性活动转向。文本世界与现实世界的界限因数字技术变得模糊,图书元素可通过数字技术呈现于现实世界,现实世界的不确定性经由互动进入文本世界。游戏的结构特性和数字媒介表达形式、内在符号会深刻影响儿童认知和文化生成。数字儿童文学的游戏精神由“出世”的精神幻想转为“入世”的互动乐趣,表现出与数字媒介特性相符的狂欢性、主动性、社交性特征,以及由故事幻想转向世界幻想的新特质。

高速动车组横梁应变场光纤测量与反演研究

针对高速动车组车底底架横梁的应变场反演问题,基于模态叠加法和传感器优化配置理论,提出一种根据部分测点的实测单向应变反演结构空间应变场的方法。以结构的应变模态为输入,以模态坐标独立性为目标,基于信息熵理论建立了传感器优化配置的数学模型,再根据模态坐标和振型采用正则化方法反演结构应变场。仿真计算结果表明,无噪声干扰下,反演的精度较高,最大均方误差为9.87×10~(-12),并且正则化方法可以有效抑制噪声对结果的影响。搭建了基于光纤光栅传感系统的测试试验台,基于实测应变数据和模态结果反演应变场,结果表明,反演后的应变幅值相对误差带为1.21%~10.79%,反演数据和实测数据的均方误差带为0.80~3.69。该方法能够准确识别结构的模态坐标,为获取高速列车关键结构的应变场分布提供参考。

双层空竹超表面中基于BIC的局域太赫兹磁场增强的研究

设计了包含双层空竹的超表面,通过调节其晶格周期实现了不同阶晶格模式与超表面本征模式间的耦合,获得了3个强耦合区,并在两个晶格周期处实现了弗里德里希–温特根型连续域束缚态(Friedrich-Wintgen bound states in the continuum,FW-BIC)。基于耦合模理论对其进行分析,理论分析结果与模拟结果吻合,进一步证明了结构的有效性。讨论了在介质间隔层中基于强耦合和FW-BIC的局域磁场增强,发现最大磁场强度是入射太赫兹波磁场强度的41 209倍,且该值是单纯的由超表面电磁共振产生的磁场强度的4倍。这项研究将为强场太赫兹产生和太赫兹非线性研究提供参考。

火灾后锈蚀混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究既有锈蚀混凝土结构受火后的残余力学性能,设计并制作了9根钢筋混凝土梁,通过电化学加速锈蚀的方法获得不同锈蚀程度(目标锈蚀率为5%和15%)的混凝土梁,然后按照ISO834标准升温曲线进行不同受火时间(1 h和2 h)的火灾试验,最后对所有混凝土梁进行静力加载试验。结果表明:锈蚀钢筋混凝土梁的破坏过程和模式与普通混凝土梁相似,表现为适筋弯曲破坏,相比普通梁,其荷载-挠度曲线会发生下移并表现出带裂缝工作阶段和破坏阶段特征,挠度变形也更大;对于经历不同受火时间的混凝土梁,钢筋锈蚀均明显降低其屈服荷载,但常温下钢筋锈蚀对混凝土梁极限荷载的影响相对较小,火灾作用明显降低混凝土梁的极限承载力;受火后微锈蚀梁的残余承载力变化规律与未锈蚀梁相似,钢筋锈蚀几乎不会削弱构件的抗弯承载力;对于严重锈蚀梁,由于锈蚀引起截面削弱以及锈胀裂缝的影响,锈蚀混凝土梁在火灾下经历的最高温度更高,火灾后其残余极限承载力加速下降,相同受火时间下锈蚀率为13.5%的混凝土梁残余极限承载力比锈蚀率为6.2%的混凝土梁下降15.9%。

四旋翼无人机滑模-CPCMAC联合控制半物理仿真系统

针对四旋翼无人机强耦合、欠驱动、非线性等特点,以及在实际飞行过程中极易受到干扰的问题,对四旋翼无人机动力学模型进行分析,提出了一种基于联合的四旋翼无人机姿态控制算法,并在此基础上设计了四旋翼无人机半物理仿真系统。首先,针对非线性系统设计滑模控制器,选择跟踪航迹和翻滚角设计位置控制率和姿态控制率。其次,滑模控制器在实际应用中易产生震荡,利用基于信用积分的小脑模型神经网络(CPCMAC)来学习滑模控制的方式。最后,搭建基于LabVIEW的控制站,同Matlab/Simulink进行数据收发控制。仿真结果表明,在跟踪目标相同时,提出的四旋翼无人机滑模-CPCMAC联合控制相比于传统的比例积分微分(PID)控制和积分反步法控制优势明显,能够抑制超调和余差,在快速性和鲁棒性方面都更加优越。同时,构建的四旋翼无人机半物理仿真平台能清晰反馈出无人机参数的变化,应用预留的参数接口和地面控制站,降低了无人机飞控算法的开发难度,提高了开发效率,具有明显的实用价值。

地浸采铀工艺中电潜泵内流场数值模拟研究

电潜泵是我国地浸采铀工艺中实现浸出液有效提升的主要装备,但目前针对介质举升状态下电潜泵水力部件内部流场作用机制的研究较少。试验以叶轮-导叶内部结构为研究对象,应用CFD方法对介质流动特性开展非定常分析,研究了叶轮和叶轮出口段内部的压力脉动变化规律,并利用瞬态流场数据对叶轮截面压力流场进行动模态分解(DMD)与压力流场重构,揭示了介质举升状态下由动静干涉引起的压力脉动周期性变化规律与动静部件距离对动静干涉强度的影响规律。结果表明,叶片通过频率值与快速傅里叶变换(FFT)频率值基本一致。试验结果可对减少由压力脉动引发的泵体无效震动、优化电潜泵水力部件结构参数和提升系统效率提供一定理论参考。

场域理论视域下中医药文化在中小学校园传播路径——基于拉斯韦尔5W模式分析

提升中医药文化自信是坚定中华民族文化自信的重要推手,中医药文化校园传播是提升中医药文化自信的有效路径。本研究以分析中医药文化校园传播的路径为切入点,以布迪厄场域理论为情境分析框架,剖析当下中医药文化校园传播的内部结构、各主体持有的资本、各主体的行为惯习。研究发现,中医药文化进校园场域中的主体包括行政部门、中小学校、中小学生三部分。行政部门位于场域中心位置,在经济资本与社会资本方面存在显著优势,且行为惯习有一定的权威性与强制性色彩;中小学校占据次中心位置,在文化资本方面具备优势,行为惯习兼具“上位者”与“下位者”的特征;中小学生处于边缘位置,其家长的符号资本可能衍生为对中小学生的符号暴力,在行为惯习方面存在“被教育者”的倾向。在此基础上,以拉斯韦尔5W传播模式为指导,提出中医药文化校园传播的推进路径。传播主体方面,提升中医药文化进校园传播主体间协同,培养高素质中医药文化进校园传播队伍;传播内容方面,选择高质量中医药文化进校园传播内容,选择符合中小学生特点的适宜传播内容;传播媒介方面,创新性融合现有媒介于中医药文化传播,构建多渠道中医药文化进校园传播矩阵;传播受众方面,扩大中医药文化进校园的传播受众范围,加强中医药文化进校园传播受众的互动;传播效果方面,多维度考核中医药文化进校园传播效果,评估并改进中医药文化进校园传播活动。

带空气狭缝倒置结构的脊型硫系光波导后向受激布里渊散射研究

受激布里渊散射效应具有光谱线宽窄、频率稳定和增益方向敏感等优点,常用于激光器,慢光产生和微波光子滤波器等.本文基于As_(2)S_(3)硫系玻璃、以SiO_(2)为衬底设计了一种亚微米尺寸的带空气狭缝倒置结构脊型波导结构,具有高达8.22×10^(4)W^(–1)·m^(–1)的后向受激布里渊散射增益系数.研究显示在该结构的同种光学和声学模式下,更小的声光场有效模场面积具有更高的后向受激布里渊散射增益系数.还分析了硫系玻璃的光学损耗对后向受激布里渊散射的影响,发现当波导长度超过最优值后,斯托克斯光波功率开始下降,而增大泵浦光功率不仅可以提高斯托克斯光波功率的极大值,同时还会增大波导长度的最优值.当所输入的泵浦光功率为20 mW时,受激布里渊散射增益达到100 d B波导长度仅需要2 cm,这非常有利于光子器件的片上集成.

拼装式土工格室挡墙受力变形测试分析

以四川成宜高速连接线某试验段变截面土工格室挡墙为工程依托,首先对新型拼装式土工格室挡墙的施工方法进行介绍,采用新型玻璃钢轻质面板有效解决了挡墙线形不美观并容易破损的不足;其次,通过现场监测对该挡墙的支护效果进行分析,现场监测结果表明:该挡墙不同部位的土压力沿墙高呈非线性分布,底部大,顶部小,局部会出现土压力减小的现象;挡墙同一水平高度处墙背和墙中部土压力较大,而墙面处较小,说明土压力从墙中部到墙面范围内的衰减程度较大;对墙身水平位移的监测结果表明:水平位移曲线为“S”形,存在2个位移分界点,水平位移在截面形状改变处变化明显,挡墙顶部和底部的水平位移为最大值和最小值,分别为30 mm和3 mm;对挡墙的沉降监测结果表明:该挡墙填筑施工期沉降量较大,占总沉降量的70%~90%,工后沉降很小,墙体最大沉降发生在挡墙顶部,沉降最大值仅为23 mm。最后,结合土压力计算理论分析该台阶式截面挡墙的土压力分布和墙身变形规律,结果表明该挡墙变形符合“转动+平动+绕墙底转动”模式,采用该文计算方法得到的墙背土压力与实测值较为接近,用于挡墙设计时结果更偏安全。

密集贮存下蔬果库送风方式仿真研究

为延长蔬果库内蔬果的保鲜周期,蔬果库内温度需要维持在较小波动范围。同时,为了进一步提升船舶冷库内库容利用率,蔬果库内采用密集贮存方式。在密集存储状态下,将蔬果库内温度波动范围控制在±0.5℃,开展蔬果库内密集贮存下蔬果库送风方式的仿真研究。通过建立蔬果库内气流组织仿真模型,对密集贮存条件下冷风机直接送风和顶部采用可调风口送风2种不同送风方式进行仿真研究。结果表明:采用顶部可调风口送风可保证密集贮存条件下库内大部分区域温度场波动不超过±0.5℃,满足精确控温需求。研究成果可为后续实船的冷库布置及送风方式选择提供一定参考。

美国智库信息技术与创新基金会运行模式及其启示

美国信息技术与创新基金会(ITIF)是全球领先的科技智库,其因原创思维、严谨的分析、务实的政策成为美国新兴科技智库的代表,在决策中正发挥着重要影响力,其智库目标、运行模式、研究领域等对我国科技智库建设具有借鉴意义。研究发现:该智库在智库目标上注重创新政策;在组织模式上注重多领域的智力资源、多来源的资金管理机制、完善的智库成果转化渠道;在研究领域上着眼中美科技竞争,聚焦清洁能源、数据创新、信息技术、量子等前沿技术趋势研究。据此,在研究分析ITIF智库运行规律基础上,提出了我国科技智库建设应注重结构合理的智库人才队伍建设、灵活多元的资金渠道、智库成果的应用和社会化机制等政策建议。

基于插值的球面近远场变换精度提升方法

天线的远场方向图是研究天线特性的重要依据,近场测量技术能够通过天线的近场测量数据计算出天线的外推远场方向图,具有不依赖天气、成本低、速度快等优点,是一种有效的研究方法。有时探头故障、取样点间取样间隔过大或取样点不够密集会给结果带来较大的偏差。该文以球面近远场变换算法为基准,针对球面近场测量中探头有时出现故障的问题,利用HFSS仿真得到取样间隔不同的天线近场数据,利用计算机进行算法构建,通过将正常数据代入算法的手段验证球面近远场变换算法的正确性,而后引入双调和样条插值法对仿真出的问题近场测量数据进行修正,最后将所得结果与未修正前进行对比。对比结果表明,两方向的方向图平均误差分别减小了0.774 dB和1.3103 dB。

极端耗水层带形成机制及流场调控增效模式——以陆相砂岩特高含水后期整装油田为例

以胜利油区陆相砂岩油藏整装油田为代表,主力单元进入特高含水后期(含水率大于95%),局部区域出现极端耗水现象,水油比急剧上升,注入水利用率大幅下降,吨油操作成本成倍增加,经济效益变差,但油藏中还有60%左右剩余地质储量。注入水沿着极端耗水层带窜流是制约陆相砂岩整装油田特高含水后期效益开发的关键问题。以提高特高含水老油田开发效益为目标,明晰了极端耗水层带形成机制及调控机理,建立了基于老井的变流线调控极端耗水层带扩波及方法,形成特高含水后期油藏精准描述及调控极端耗水层带扩波及的效益开发技术体系。通过应用流场调控技术,使传统认为含水率98%近废弃油藏开展示范应用,基于极端耗水层带流场调控经济寿命期延长10a以上,产油量大幅增加,含水率下降,吨油操作成本下降,实现了特高含水后期老油田低成本开发。

飞机机载线槽结构对电磁防护性能的影响研究

针对雷击环境下,飞机机载平台内的线束易受到连接设备及外部辐射源的复杂电磁干扰问题,考虑线槽不同结构对线槽防护性能的影响,基于三同轴法,结合Van Helvoort形状系数,推导出线槽转移阻抗从低频到高频状态下的理论表达式。进而建立含不同高宽比线槽防护仿真模型,研究不同形状、尺寸的线槽防护性能。最后建立复合材料机身内线槽的雷击电磁防护仿真模型,分析机身不同位置、不同形状线槽的防护作用,进一步验证了不同结构线槽防护性能的差异性。结果表明:高宽比每增加1/2,线槽屏蔽效能约增加5 dB,且有效保护区域逐渐扩大;随着与机身蒙皮间距增大,机身内部线缆感应电流线性减小;线槽密封性与防护性能成正比。