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罗纳德·约翰斯顿的学术思想与贡献

地理科学进展 2024年第3期43卷 603-615页

作者：汤茂林刘凯孙俊南京师范大学地理科学学院南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 河南财经政法大学资源与环境学院/城乡协调发展河南省协同创新中心郑州450046 云南师范大学地理学部昆明650500

罗纳德·约翰斯顿是一位享誉世界的人文地理学家和人文地理学史家。在硕果累累的一生中,他对人文地理学科作出了特别的贡献,表现于城市地理学、政治地理学、政治学等学科领域的理论和经验研究,地理学思想史和计量方法方面的开创性研究,... 详细信息

罗纳德·约翰斯顿是一位享誉世界的人文地理学家和人文地理学史家。在硕果累累的一生中,他对人文地理学科作出了特别的贡献,表现于城市地理学、政治地理学、政治学等学科领域的理论和经验研究,地理学思想史和计量方法方面的开创性研究,出版地理学经典《地理学与地理学家》《选举地理》《人文地理学辞典》等重要著作、教材40余部。此外,约翰斯顿注重培育健康的学术文化,发表了大量书评,长期担任著名学科期刊编辑。

关键词： Ron Johnston 城市地理学政治地理学思想史

西风流场切变分歧及其对东北冷涡形成的影响机制的初步分析

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高原气象 2024年第2期43卷 478-487页

作者：刘春孙俊于涵辽宁省辽阳市气象局辽宁辽阳111010 中国气象局气象干部培训学院四川分院四川成都610072

本研究运用多尺度变换和摄动法简化正压准地转涡度方程,分析了西风流场切变对具有非线性Shrödinger孤子特征的包络Rossby孤立波的影响,并分析了具有这类波形的西风流场的拓扑结构。结果表明:(1)西风流场切变存在一临界值,当切变小于这... 详细信息

本研究运用多尺度变换和摄动法简化正压准地转涡度方程,分析了西风流场切变对具有非线性Shrödinger孤子特征的包络Rossby孤立波的影响,并分析了具有这类波形的西风流场的拓扑结构。结果表明:(1)西风流场切变存在一临界值,当切变小于这个临界值时,流场的拓扑结构无奇异点,只有退化的中心结构,对应的西风流场为纬向流场;大于这个临界值时,流场的拓扑结构存在奇异点,西风流场则有涡旋产生。(2)流场奇异点出现位置不同,西风流场呈现不同的涡旋流型,当奇异点仅出现在系统的北部时,则西风流场呈Ω型阻塞流场;当奇异点仅出现系统的南部时,则西风流场呈倒Ω型切断流场;当奇异点在南北部均出现时,则西风流场呈偶极子型阻塞流场。(3)倒Ω型流场和偶极子型阻塞流场中,均有切断低压出现,如果切断低压在乌拉尔山附近形成,向下游运动到我国东北地区,则为东北冷涡。研究从东北冷涡的源头阻塞形势为切入点,结合阻塞的全局思想与局地特征,探讨东北冷涡的形成机制,深化了对东北冷涡形成的认识。

关键词：非线性Shrӧdinger孤子分歧包络Rossby孤立波西风流场切变阻塞形势东北冷涡

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氢气在颗粒床内流动不稳定性分析

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1156-1161页

作者：吉宇毛晨瑞孙俊郎明刚石磊清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

基于颗粒床反应堆的核热推进技术在深空探测等场景有巨大的优势,氢气在颗粒床内被加热可能会发生流动不稳定现象。理解流动不稳定性发生机理并准确判断不稳定边界对颗粒床反应堆的安全运行有重要的意义。本文对一维颗粒床内的流动过程... 详细信息

基于颗粒床反应堆的核热推进技术在深空探测等场景有巨大的优势,氢气在颗粒床内被加热可能会发生流动不稳定现象。理解流动不稳定性发生机理并准确判断不稳定边界对颗粒床反应堆的安全运行有重要的意义。本文对一维颗粒床内的流动过程进行了理论分析,推导了流动稳定性判据和阻力特性指数表达,并得到了流动稳定性边界。采用计算流体力学的方法对颗粒床内的流动换热过程进行了模拟,依据压降–流量特性曲线同样得到了流动稳定性边界,两者预测在趋势上相似,对颗粒床反应堆核热推进系统的设计提供了重要的参考。

关键词：核热推进颗粒床流动不稳定性理论分析数值模拟

基于注意力机制多尺度卷积神经网络的轴承故障诊断

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华东理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期50卷 247-256页

作者：孙俊静顾幸生华东理工大学能源化工过程智能制造教育部重点实验室上海200237

提出了基于注意力机制的多尺度卷积神经网络(Multi-scale and Attentive Convolutional Neural Network,MACNN)进行轴承故障分类,该模型以一维Resnet18网络结构为主体,卷积模块采用残差模块和空洞卷积并行方式以达到扩大感受野、避免特... 详细信息

提出了基于注意力机制的多尺度卷积神经网络(Multi-scale and Attentive Convolutional Neural Network,MACNN)进行轴承故障分类,该模型以一维Resnet18网络结构为主体,卷积模块采用残差模块和空洞卷积并行方式以达到扩大感受野、避免特征信息丢失的目的,同时利用注意力机制可以自动提取有用特征的能力,将模型提取特征作为输入送入注意力机制模块,进一步提高模型故障分类能力。此外,采用边界平衡生成对抗网络(Boundary Equilibrium Generative Adversarial Networks,BEGAN)模型对故障数据增强,改变不平衡数据集的比例,增加数据集样本数量,降低MACNN模型的过拟合,提高诊断的准确率。在帕德博恩轴承数据集(Paderborn University Dataset,PU)上验证MACNN模型,实验结果表明,该模型在特征提取和故障分类方面都表现出了良好的性能,优于当前主流模型。

关键词：故障诊断卷积神经网络注意力机制空洞卷积 BEGAN

核热推进系统分析程序模型与计算方法初步研究

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原子能科学技术 2024年第3期58卷 680-688页

作者：毛晨瑞吉宇孙俊郎明刚石磊清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

核热推进(NTP)系统具有高比冲、大推力和工作时间长等特点,在深空探测和轨道机动等方面具有明显的优势。系统性能分析是NTP系统研发与设计的重要内容。结合对国际历史上已开发程序的分析以及现阶段的研发需求,将系统性能分析划分为稳态... 详细信息

核热推进(NTP)系统具有高比冲、大推力和工作时间长等特点,在深空探测和轨道机动等方面具有明显的优势。系统性能分析是NTP系统研发与设计的重要内容。结合对国际历史上已开发程序的分析以及现阶段的研发需求,将系统性能分析划分为稳态设计点性能分析与优化、稳态非设计点性能分析以及瞬态性能分析3个主要环节。在清华大学核能与新能源技术研究院自主开发的核动力发动机系统分析程序PANES基础上,提出了基于“流网-热网”的系统分析程序框架,并建立了反应堆中子动力学与涡轮泵动态特性等数学模型,提出了对应的计算分析方法,拓展了原程序的功能。该工作为NTP系统设计方法的进一步研究和应用提供了重要基础。

关键词：核热推进系统性能分析程序开发点堆模型涡轮泵

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基于声波操纵的微小物体运动建模与控制

控制理论与应用 2024年第2期41卷 229-239页

作者：徐连迪孙昊陶金孙俊清天津理工大学计算机科学与工程学院天津300384 南开大学人工智能学院天津300071 Silo AI 赫尔辛基芬兰00100

采用声波操纵克拉尼平板上的微小物体,在精准医学、液滴和颗粒的工业控制等方面有着广阔的应用前景.传统声波操纵认为在运动过程中,声波对微粒的影响是无序的,而近年来,研究得出声振动是有序的,但缺乏精确、有效的建模手段,限制其应用.... 详细信息

采用声波操纵克拉尼平板上的微小物体,在精准医学、液滴和颗粒的工业控制等方面有着广阔的应用前景.传统声波操纵认为在运动过程中,声波对微粒的影响是无序的,而近年来,研究得出声振动是有序的,但缺乏精确、有效的建模手段,限制其应用.针对该问题,本文提出了结合Faster R-CNN算法与局部加权回归(LOESS)算法的方法对声波场进行建模.采用图像识别技术辨识微粒在克拉尼平板上的位置,计算在某一固定声波频率下微小粒子在克拉尼平板不同位置上的位移.在积累大量位移数据后,基于LOESS算法,建立平板上的完整声波位移模型,分析声波力场如何在平面上对微小物体的运动施加影响,并建立仿真模型,进行克拉尼平板上微粒操纵的仿真实验.最后,本文将基于所搭建的声波操纵平台,对易碎的速溶咖啡颗粒进行控制,通过与仿真实验相对比,验证了建模与控制方法的可行性,证明该模型可实现微小粒子的运动控制.

关键词：声波操纵微小物体控制克拉尼平板 Faster R-CNN 局部加权回归

基于环形电导传感器的气液两相流流型识别与过程参数测量

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化工进展 2024年第2期43卷 637-648页

作者：史雪薇谭超董峰天津大学电气自动化与信息工程学院天津市过程检测与控制重点实验室天津300072

针对水平管道气液两相流,提出一种仅采用单模态电导传感器实现流型准确辨识和流速、含率准确测量的综合性测试方法。首先,采用由6个电极环组成的电导传感器在线获取不同流动状态下含率和速度的相关信息。其次,在信号波动分析基础上,揭... 详细信息

针对水平管道气液两相流,提出一种仅采用单模态电导传感器实现流型准确辨识和流速、含率准确测量的综合性测试方法。首先,采用由6个电极环组成的电导传感器在线获取不同流动状态下含率和速度的相关信息。其次,在信号波动分析基础上,揭示了不同流型下的流动特性,进而提取了量纲为1电压序列的均值和方差及互相关速度作为流型表征的特征向量;采用适用于小样本的支持向量机方法,以“一对一”策略构建了15个以径向基为核函数的二分类器用于分层流、波状流、泡状流、塞状流、弹状流和环状流的划分,采用交叉验证方法对模型参数进行了优化选取,实现了6种流型的准确识别,平均识别率为93.1%。最后,在流型划分基础上,针对性地提出利用量纲为1电压和互相关速度获取不同流型下分相含率和平均速度的计算模型,并与入口参考含率和参考流速进行了对比。动态实验表明,含水率和含气率的均方根误差分别为2.56%和2.73%,平均流速的均方根误差为0.69m/s。

关键词：气液两相流仪器仪表流速含率测量流型识别

弯曲应变下六角晶格量子反铁磁体的赝朗道能级

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物理学报 2024年第2期73卷 49-58页

作者：解晓洁孙俊松秦吉红郭怀明北京科技大学物理系北京100083 北京科技大学理论物理研究所北京100083 北京航空航天大学物理系北京100191

利用线性自旋波理论和量子蒙特卡罗方法研究了弯曲应变下六角晶格量子反铁磁体的赝朗道能级.通过线性自旋波理论,发现磁赝朗道能级出现在磁子能谱的高能端,其能级间距与能级指数的平方根成正比.线性自旋波理论和量子蒙特卡罗方法都显示... 详细信息

利用线性自旋波理论和量子蒙特卡罗方法研究了弯曲应变下六角晶格量子反铁磁体的赝朗道能级.通过线性自旋波理论,发现磁赝朗道能级出现在磁子能谱的高能端,其能级间距与能级指数的平方根成正比.线性自旋波理论和量子蒙特卡罗方法都显示,尺寸相同时随着应变强度的逐渐增加,局域磁化强度逐渐减弱,应变强度相同的条件下反铁磁序在y方向上连续减弱,因为上边界处的海森伯链解耦为孤立的垂直链,导致上边界附近的磁序被破坏.量子蒙特卡罗方法提供了更精确的反铁磁序演化:在特定应变强度下上边界处垂直关联不变,水平关联增加,从而影响磁化强度,使局域磁化在上边界处呈上翘趋势.研究结果有助于理解弯曲应变对自旋激发的影响,并可能在二维量子磁性材料实验中得以实现.

关键词：弯曲应变赝朗道能级线性自旋波理论量子蒙特卡罗方法

指向抽象能力的初中数学导学案的设计与实践研究

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指向抽象能力的初中数学导学案的设计与实践研究

作者：孙俊生山东师范大学

学位级别：硕士

核心素养提出以来,初中学生数学核心素养的培养一直是研究的热点,但是关于抽象能力的导学案的设计与实践研究是相对缺乏的。数学抽象能力是数学能力的核心,也是数学核心素养的的核心。数学抽象能力的发展需要学生自主总结、归纳,需要一... 详细信息

核心素养提出以来,初中学生数学核心素养的培养一直是研究的热点,但是关于抽象能力的导学案的设计与实践研究是相对缺乏的。数学抽象能力是数学能力的核心,也是数学核心素养的的核心。数学抽象能力的发展需要学生自主总结、归纳,需要一定的自主学习能力。“学案教学”注重学法指导,突出学生自学,强调培养学生学习能力。因此,以培养数学抽象能力为目标指向,研究导学案的设计与实施策略并检验其可行性和有效性,是一个值得研究的话题。本文首先对指向抽象能力的初中数学导学案的设计进行理论分析。采用文献分析法,界定了导学案、数学抽象能力、指向抽象能力的初中数学导学案的概念。采用问卷调查法和访谈法,旨在了解初中生数学抽象能力水平以及培养过程中存在的问题。根据问卷调查和访谈结果发现,发现学生整体数学抽象能力水平较为一般,学生之间两极差距较大,在教学中对数学概念的重视不足,学生缺乏总结和反思的能力。根据文献分析和调查结果,结合当下数学抽象能力培养的具体实施情况和存在的问题,为了促进学生在数学活动中发展数学抽象的能力,本文提出了指向抽象能力的初中数学导学案的结构组成、设计策略、并给出了设计案例,设计策略为:一、明确抽象路径,指明学习方法;二、构造抽象过程,搭建思维桥梁;三、积淀抽象经验,促进深度理解;四、整合抽象结构,促进反思生成。通过教学实施对策略的可行性和有效性进行了验证,实验结果表明,指向抽象能力的初中数学导学案对促进学生数学抽象能力的发展起到了积极的效果,明确、具体、可操作性强的目标设计为学生抽象路径提供了指引,三个反思活动的设计对数学抽象能力特别是“数学思维与数学表达”维度的发展起到了良好的效果,同时也发现指向抽象能力的初中数学导学案需要教师具备一定的教学管理水平,及时对学生进行个性化指导。本研究表明,指向抽象能力的初中数学导学案具备可行性和有效性,对数学抽象能力的发展能起到积极效果,对初中数学课堂教学有积极意义。

关键词：抽象能力数学抽象能力导学案抽象能力培养