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自由场空泡溃灭过程能量转化机制研究

力学学报 2021年第5期53卷 1288-1301,I0001页

作者：韩磊张敏弟黄国豪黄彪北京理工大学北京100081

综合应用实验与数值模拟方法,深入讨论了自由场空泡溃灭过程中的能量转化机制.在实验研究中,应用纹影法记录了空泡溃灭的演变过程,提取了空泡在溃灭过程中的半径,溃灭速度等数据,结合空泡势能和动能方程,描述了空泡能量的转化过程.在开... 详细信息

综合应用实验与数值模拟方法,深入讨论了自由场空泡溃灭过程中的能量转化机制.在实验研究中,应用纹影法记录了空泡溃灭的演变过程,提取了空泡在溃灭过程中的半径,溃灭速度等数据,结合空泡势能和动能方程,描述了空泡能量的转化过程.在开展数值模拟分析时,运用弱可压缩流体质量守恒方程和动量方程,建立了三维数值模型用以模拟空泡在自由场中的溃灭过程,并且由结果中获取了空泡溃灭过程中的压力及速度变化规律,揭示了空泡在溃灭过程中能量转化机制.研究结果表明:(1)自由场空泡在溃灭过程中,空泡势能与空泡半径具有相同的演化趋势,空泡动能与势能变化趋势相反;当空泡达到最大半径处时,空泡势能最大,流场动能为零.(2)溃灭后期在空泡周围会形成高压区域,该区域的压力梯度与速度梯度较高,随着空泡收缩,高压区域面积逐渐减小.(3)空泡在自由场中发生溃灭时,空泡势能不断转化为流场动能,在溃灭时刻可以明显观察到冲击波现象,空泡的大部分能量会在此时转化为冲击波的波能.

关键词：空泡溃灭空泡势能流场动能波能

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蹬跨步时羽毛球鞋工效及其有限元分析

蹬跨步时羽毛球鞋工效及其有限元分析

作者：黄国豪福建师范大学

学位级别：硕士

研究目的:羽毛球蹬跨步动作与下肢损伤密切相关,羽毛球鞋作为“足-地”接触介质对于减少下肢损伤至关重要。探究蹬跨步动作中羽毛球鞋形态、结构与功能之间的关系,为蹬跨步的运动损伤预防,运动表现的提高和羽毛球鞋的优化设计提供理论... 详细信息

研究目的:羽毛球蹬跨步动作与下肢损伤密切相关,羽毛球鞋作为“足-地”接触介质对于减少下肢损伤至关重要。探究蹬跨步动作中羽毛球鞋形态、结构与功能之间的关系,为蹬跨步的运动损伤预防,运动表现的提高和羽毛球鞋的优化设计提供理论依据。研究方法:选取六双不同品牌/型号的羽毛球赛事常用鞋作为测试对象,以10名男性羽毛球运动员作为受试者。基于平板式足底压力测试系统,采集受试者分别穿着六双羽毛球鞋进行蹬跨步的“鞋-地”接触界面的力和压力数据,计算第一冲击峰值及其冲量、压力面积和平均压力,使用单因子方差分析对实验参数进行统计分析。基于曲线拟合和百分化方法对垂直地面反作用力进行量化分析;使用惯量主轴标准化对压力进行标准化,计算压力中心和惯量主轴比例。进一步地,使用3D扫描仪和CT扫描仪分别对羽毛球鞋和足部进行扫描;通过逆向工程软件、医学软件、建模软件实现羽毛球鞋模型和“足-鞋”模型的重建;根据蹬跨步的边界条件使用有限元软件实现羽毛球鞋和足部仿真分析。研究结果:蹬跨步时不同羽毛球鞋的第一冲击峰值、冲量、压力面积和平均压力均存在显著性差异(p<0.05)。YONEX-1的第一冲击峰值显著大于其他鞋子,与LI-NING不存在显著差异;LI-NING的冲量明显大于MIZUNO、ASICS和YONEX-2。LINING、VICTOR和ASICS的压力面积都显著大于YONEX-1、MIZUNO和YONEX-2。MIZUNO和YONEX-2的平均压力显著大于VICTOR和ASICS。相比于其他鞋,ASICS和LI-NING的压力中心分别在x和y惯量主轴更接近中心。羽毛球鞋有限元分析结果表明,蹬跨步动作的羽毛球鞋的总形变,应力和应变峰值均集中与后跟中心,其中YONEX-1的总形变,应力和应变最大,而VICTOR最小。“足-鞋”模型有限元分析结果表明,蹬跨步动作的足部应力峰值主要集中于胫骨和腓骨,以及足底筋膜的跟骨附着点,而应变峰值主要集中于足底筋膜的联合处;其中YONEX-1和YONEX-2的足底筋膜、跟骨、距骨、胫骨和腓骨的应力和应变峰值均小于其他羽毛球鞋,而MIZUNO和VICTOR的足底筋膜、跟骨、距骨、胫骨和腓骨的应力和应变峰值远大于其他羽毛球鞋。结论:1)羽毛球鞋后跟的形态结构对蹬跨步的第一冲击峰值、冲量、压力面积和平均压力的影响显著,其中MIZUNO的缓冲工效明显优于YONEX-1和LI-NING,VICTOR和ASICS在压力分布中明显优于其他羽毛球鞋。2)通过蹬跨步的垂直地面反作用力加载率、百分化的缓冲时相、足底压力冲量惯量主轴压力中心等参数,可以有效评估羽毛球鞋的缓冲工效和稳定性。3)蹬跨步时羽毛球鞋的应力和应变主要集中鞋底后跟中心,足部的应力和应变主要集中于足底筋膜、跟骨、距骨、胫骨和腓骨,其中YONEX-1和YONEX-2对于足部的保护功能优于其他羽毛球鞋。4)平板式足底压力测试系统可以有效评价特定技术动作下鞋底结构的适配性,结合有限元分析实现运动鞋功能的定量评价和足部损伤机制探究,动力学和有限元的结合是运动鞋设计优化的发展方向。

关键词：运动鞋优化蹬跨步足部损伤逆向工程有限元分析

基于用户中心点访问上下文的边缘缓存应用研究

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基于用户中心点访问上下文的边缘缓存应用研究

作者：黄国豪武汉大学

学位级别：硕士

移动用户激增和流媒体业务兴起造成了回程链路带宽的巨大消耗,新型5G结合移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)架构将内容投递移动到网络边缘,做到请求本地产生本地消费,能有效减少回程链路消耗。另一方面,由于边缘缓存容量的限制,... 详细信息

移动用户激增和流媒体业务兴起造成了回程链路带宽的巨大消耗,新型5G结合移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)架构将内容投递移动到网络边缘,做到请求本地产生本地消费,能有效减少回程链路消耗。另一方面,由于边缘缓存容量的限制,高效智能的边缘缓存策略也成为了该领域的研究热点。边缘缓存的一个特点在于内容请求受用户时空移动性的影响,同时内容的时域局部性也造成了边缘侧内容请求的多样性,因此学习用户时空上下文和探索内容请求多样性能潜在提高边缘缓存策略缓存效率。本文研究内容如下:1.针对边缘侧内容请求受用户时空移动性的影响和多样性的特点,本文采用上下文多臂问题对边缘缓存问题进行建模。由于内容流行度的时变性和求解目标的NP难特性,本文提出基于用户中心点访问上下文的在线边缘缓存策略(Online Edge Caching Strategy based on User Central Point Access Context,OCUC),并详细阐述了 OCUC的三个主要模块:用户特征构造模块、群体上下文构造模块和结合上下文的在线探索模块。2.利用边缘侧用户访问时空特性存在的中心点效应,本文提出用户中心点特征转换算法,将传统的用户时空特征转换成用户中心点特征,并利用距离相关系数(Distance Correlation,DC)分析用户中心点特征的有效性。结果表明,用户中心点特征与用户访问兴趣具有更高的相关性。3.内容缓存受用户群体兴趣偏好影响,针对用户群体中用户个数不定和群体上下文有效性评价的问题,本文结合用户特征,提出基于卷积神经网络的群体偏好上下文构建方法(CNN for Group Preference Context,GCNN),并进一步通过实验分析了网络超参数对网络输出的影响。4.考虑到真实场景中上下文空间为连续空间和内容空间大造成的过量探索问题,本文结合多臂算法提出上下文缩放缓存算法,对受欢迎的上下文区域进行缩放,从而维护更细粒度的上下文与内容偏好关系。5.基于真实的中国移动用户记录数据集,本文从缓存击中率、算法稳定性和运行效率3个方面对不同的边缘缓存更新算法进行对比。结果表明,OCUC在缓存击中率和算法稳定性上均优于所有的对比算法;在运行耗时上,OCUC略多于MPC算法,所以实际应用中不会造成系统过载。本文提出的OCUC策略能有效学习用户时空上下文与内容偏好关系,实现基站间经验共享,从而有效减轻回程链路带宽消耗。本文研究工作不仅对用户时空上下文相关的边缘缓存策略设计具有参考意义,也具有一定的应用价值。

关键词：边缘缓存时空上下文卷积神经网络上下文缩放多臂算法

魏村枢纽双向泵站X形流道进口有害涡消除措施研究

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魏村枢纽双向泵站X形流道进口有害涡消除措施研究

作者：黄国豪扬州大学

学位级别：硕士

魏村枢纽工程为水利与航运结合的大型工程。该枢纽工程采用船闸、节制闸和双向泵站并列布置的形式,泵站中心线与河道中心线相距较远,水流由河道流向泵站前池需作较大幅度转弯,水流条件复杂。闸站并列布置的水利枢纽工程在泵站运行时,进... 详细信息

魏村枢纽工程为水利与航运结合的大型工程。该枢纽工程采用船闸、节制闸和双向泵站并列布置的形式,泵站中心线与河道中心线相距较远,水流由河道流向泵站前池需作较大幅度转弯,水流条件复杂。闸站并列布置的水利枢纽工程在泵站运行时,进入泵站前池水流的流动方向与前池中心线存在一定夹角,易导致泵站前池产生横向流速,严重时将产生吸气涡带,影响水泵机组的安全稳定运行。因此需采用一定的工程措施消除进水流道进口处有害涡,并同时尽可能提高流道进口断面的流速分布均匀度与水流平均角度,以保证水泵机组获得良好的进水条件。本文以魏村枢纽工程双向泵站的前池为研究对象,运用三维数值模拟软件Fluent,基于N-S方程和标准k-ε湍流模型对该双向泵站排涝与引水工况时的前池流动进行三维湍流流场数值模拟,在对泵站前池原方案不同开机组合时前池流场进行分析的基础上,提出了采用隔墙和隔板相结合消除流道进口有害涡的措施并进行了数值模拟研究。本文具体研究成果如下:（1）魏村枢纽工程双向泵站前池原方案不同开机组合时各水泵机组进水流道进口前均出现较大的横向流速和不同程度的立轴旋涡,这种旋涡严重时极有可能挟带空气进入水泵机组,影响水泵机组的安全稳定运行。受流道进口前横向流速影响,排涝工况时各机组进水流道进口断面的流速分布均匀度在71.38%～86.61%之间,水流平均角度在79.11%～87.97%之间,5台机组全开时靠近节制闸侧1#机组进水流道进口断面的流速分布均匀度最低,2#机组进水流道进口断面的水流平均角度最低。引水工况时各机组进水流道进口断面的流速分布均匀度在79.83%～87.27%之间,水流平均角度在86.74%～88.87%之间,当只开启5#机组时其进水流道进口断面流速分布均匀度与水流平均角度最低。（2）将清污机桥墩与对应机组间的隔墩相连形成隔墙,5台水泵机组全开时各进水流道进口断面的水流平均角度在86.68%～88.19%之间,较原方案明显提高;在各水泵机组进水流道前设置隔墙有利于减小横向流速,但进水流道进口前上方仍存在立轴涡。（3）缩短节制闸与泵站之间导流隔墙的长度,可以减小位于泵站侧导流隔墙头部旋涡区的范围,将导流隔墙头部缩短至与清污机桥桥墩齐平时,可消除该旋涡;在2台单向水泵机组对应的清污机桥桥墩前设置导流墩,可有效提高单向机组进水流道进口断面的流速分布均匀度与水流平均角度,但进水流道进口前上方仍存在立轴涡。（4）竖向隔板的水平位置、底高程和水平倾角对进水流道进口前的流态影响显著;随着竖向隔板距进口流道进口断面距离的增加,各进水流道进口断面的水流平均角度均有所增加但流速分布均匀度下降,同时各进水流道进口前上方立轴涡的范围减小,当竖向隔板距进水流道进口断面距离为12m时,各水泵机组进水流道进口前上方的立轴涡消除;不同竖向隔板底高程时进水流道进口前上方均不存在立轴涡,随着底高程的抬高,流道进口断面流速分布均匀度增大但水流平均角度下降,底高程-1.38m时流道进口断面水流平均角度基本不变、流速分布均匀度较好;不同隔板水平倾角时进水流道进口前上方均不存在立轴涡,减小隔板水平倾角可有效提高流速分布均匀度但对水流平均角度提升较小,当水平倾角为30°时,进水流道进口断面流速分布均匀度较好;在双向泵站前池内增设隔板对作为出水流道时的水头损失影响较小。（5）对魏村枢纽双向泵站排涝和引水工况不同开机组合时的前池建议方案的流态进行了三维流动数值模拟,结果表明:本文提出的前池流态改善建议方案在不同开机组合情况下可以实现消除立轴有害旋涡、保证水泵机组稳定运行的目标。本文对魏村枢纽工程闸站并列布置泵站进水流道进口有害涡消除措施的研究,对类似水利枢纽工程具有重要的参考意义。

关键词：魏村枢纽闸站并列布置双向泵站前池流态有害涡消除措施

碳纤维复合材料各向异性特性对气泡形态影响试验研究

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兵工学报 2019年第11期40卷 2272-2282页

作者：常青张敏弟马潇健黄彪黄国豪北京理工大学机械与车辆学院

为探究碳纤维复合材料各向异性特性对气泡溃灭形态的影响,利用高速全流场显示系统记录和观测单向纤维铺层的碳纤维复合材料边界附近气泡形态,以及复合材料边界变形随时间变化的过程,对气泡在不同铺层角度复合材料边界附近的形态变化进... 详细信息

为探究碳纤维复合材料各向异性特性对气泡溃灭形态的影响,利用高速全流场显示系统记录和观测单向纤维铺层的碳纤维复合材料边界附近气泡形态,以及复合材料边界变形随时间变化的过程,对气泡在不同铺层角度复合材料边界附近的形态变化进行分析。在气泡距复合材料边界相同初始距离下,针对铺层角度为0°、90°以及0°+90°交替叠加铺层的3种碳纤维复合材料板,对比了复合材料边界附近气泡的形态变化过程以及复合板变形的差异。研究结果表明:气泡在边界附近溃灭时产生高速射流以及冲击波是破坏边界的主要原因;铺层角度的不同会导致单向纤维复合材料边界的变形方式不同,从而严重影响气泡的形态演化过程以及溃灭方式。

关键词：碳纤维复合材料气泡形态铺层角度各向异性

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我国高校定向越野运动开展状况的调查与分析

广州体育学院学报 2003年第2期23卷 51-53页

作者：潘华山黄森黄国豪广州中医药大学体育教研室广东广州510405 广东工业大学体育部广东广州510000

以参加 2 0 0 2年全国学生定向锦标赛的 5 1所高校为研究对象 ,对各高校定向越野运动的课程设置、教学内容、组织形式、师资结构、场地设施等方面进行全面的概括和总结 ,分析其存在优势和急需解决的问题 ,以期为今后我国高校定向越野运... 详细信息

以参加 2 0 0 2年全国学生定向锦标赛的 5 1所高校为研究对象 ,对各高校定向越野运动的课程设置、教学内容、组织形式、师资结构、场地设施等方面进行全面的概括和总结 ,分析其存在优势和急需解决的问题 ,以期为今后我国高校定向越野运动的发展提供有益的参考。

关键词：高校定向越野运动体育教学课程设置教学内容组织形式师资结构场地设施

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基于用户中心访问行为的多臂缓存方法

计算机工程与应用 2018年第14期54卷 34-40页

作者：黄国豪江昊弈舒文曾园园武汉大学电子信息学院武汉430072

针对现有的边缘缓存策略无法有效预测短时热内容集和冷内容集流行度时变规律,而基于探索的多臂算法缺乏有效机制解决探索过程的过量探索问题,提出了基于用户中心访问行为的多臂缓存方法(MACB)。MACB利用用户中心访问上下文缩小群体访问... 详细信息

针对现有的边缘缓存策略无法有效预测短时热内容集和冷内容集流行度时变规律,而基于探索的多臂算法缺乏有效机制解决探索过程的过量探索问题,提出了基于用户中心访问行为的多臂缓存方法(MACB)。MACB利用用户中心访问上下文缩小群体访问偏好内容集,在此基础上采用多臂算法的探索开发过程,有效学习短时热内容集和冷内容集的内容流行度变化规律。实验采用了中国移动用户记录数据集,并与相关缓存算法进行对比。结果显示MACB在缓存击中率上均高于其他对比缓存方法,表明了MACB缓存方法的有效性和优越性。

关键词：边缘缓存用户中心访问行为多臂算法缓存击中率

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固体制剂制药工艺技术探讨

中国科技期刊数据库医药 2023年第6期 33-35页

作者：黄国豪海南皇隆制药股份有限公司海南海口570311

现阶段,我国药品的主要形态可以分为固体、液体以及粉末形态。在人们日常生活过程中,药品的质量以及药品的种类对于人们的身体健康有着极大的影响。相较于液体药品以及粉末药品而言,固体药品的携带以及服用更加便利,,由此固体药品在药... 详细信息

现阶段,我国药品的主要形态可以分为固体、液体以及粉末形态。在人们日常生活过程中,药品的质量以及药品的种类对于人们的身体健康有着极大的影响。相较于液体药品以及粉末药品而言,固体药品的携带以及服用更加便利,,由此固体药品在药品使用过程中占据极大的比例。固体制剂制药工艺在当前制药领域中的应用非常广泛,制药工艺技术应用效果和最终药物生产质量之间存在着密不可分的联系,而药物质量也关乎着人们身体健康,因此对制药工艺进行探索和研究具有必要性。虽然现阶段制药行业在发展过程中,对于固体药品的研发较为重视,但是在固体药品的药物制剂材料选取问题、药物质量问题、制药工艺技术等各类内容还需要进行重点关注。基于此,本文主要围绕固体制剂制药工艺技术进行分析和探讨,以期为相关人员提供参考。

关键词：固体制剂制药制药工艺技术

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人性视角下《鸟人》艺术特征分析

西部广播电视 2016年第12期37卷 105-107页

作者：黄国豪湖北文理学院文学院

在电影《鸟人》中,导演试图以福柯的"疯癫与文明和罕见的反战题材为基础,对电影《鸟人》(1984)中的"鸟人"和艾尔进行影像艺术的探析,以此追溯复杂多变的人性心理。影片通过叙述鸟人三次飞翔中的视听元素,挖掘电影画面中的内涵、思想、... 详细信息

在电影《鸟人》中,导演试图以福柯的"疯癫与文明和罕见的反战题材为基础,对电影《鸟人》(1984)中的"鸟人"和艾尔进行影像艺术的探析,以此追溯复杂多变的人性心理。影片通过叙述鸟人三次飞翔中的视听元素,挖掘电影画面中的内涵、思想、情感等心理表征,透析电影背后的深层含义,试图表现自由和禁锢这一对立主题。

关键词：人性鸟人自由禁锢