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溶质梯度诱导悬浮液滴自驱动的数值模拟研究

力学学报 2024年第5期56卷 1223-1232页

作者：李祥伟郝浩浩谭唤书南方科技大学力学与航空航天工程系多组分流体实验室复杂流动及软物质研究中心广东深圳518055

悬浮液滴在溶质浓度梯度下会发生自发的移动.其原因是液滴界面处的非均匀分布溶质会使得流体界面上出现界面张力梯度,诱发界面流动.该过程涉及自驱动液滴的界面移动、界面附近流场与溶质浓度场的演化,以及多物理场的耦合效应.认识和理... 详细信息

悬浮液滴在溶质浓度梯度下会发生自发的移动.其原因是液滴界面处的非均匀分布溶质会使得流体界面上出现界面张力梯度,诱发界面流动.该过程涉及自驱动液滴的界面移动、界面附近流场与溶质浓度场的演化,以及多物理场的耦合效应.认识和理解这一复杂动力学过程具有一定的基础科学意义.文章通过联合守恒型Allen-Cahn方程、不可压Navier-Stokes方程和溶质的对流扩散方程,构建了一套能够描述溶质梯度诱导液滴自驱动现象的多相-多组分流体数值模型.通过算例对照和理论对比(静置液滴的拉普拉斯压差、浮力驱动的气泡上升和溶质浓度驱动液滴的迁移)验证了数值模型的准确性.模拟并研究了不同Marangoni数下溶质Marangoni效应诱导的双液滴融合或分离现象.结果表明,液滴的尺寸越大,移动速度越快,且增大Marangoni数使得自驱动液滴界面传质从扩散主导转变为对流主导,增强了液滴移动对环境溶质场的影响,进而推迟两液滴的融合发生时刻或者减小两者的分离速度.为后续解决多相-多组分流体系统中的物理问题提供了一套可靠的数值模型,为多组分微液滴操控提供了参考数据.

关键词：多组分自驱动液滴 Marangoni界面流动相场模型

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基于关键频段和通道对EEG的咸味识别及研究

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基于关键频段和通道对EEG的咸味识别及研究

作者：宁浩浩东北电力大学

学位级别：硕士

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饱和土的非线性效应黏弹性人工边界

饱和土的非线性效应黏弹性人工边界

作者：沈浩浩北方工业大学

学位级别：硕士

饱和土是由固体颗粒土骨架和孔隙流体构成的饱和两相多孔介质。针对饱和土-结动力相互作用开放系统的近场波动问题,无限模型有限化处理常采用人工边界在无限域场地上截取有限范围计算域,将整个无限域划分为近场和远场两部分,并通过人工... 详细信息

饱和土是由固体颗粒土骨架和孔隙流体构成的饱和两相多孔介质。针对饱和土-结动力相互作用开放系统的近场波动问题,无限模型有限化处理常采用人工边界在无限域场地上截取有限范围计算域,将整个无限域划分为近场和远场两部分,并通过人工边界条件模拟波在远场的辐射阻尼效应,保证波在人工边界处的传播特性与原连续介质一致。在饱和土-结构动力相互作用问题中,近场内域通常采用非线性土体材料,远场介质常采用完全线弹性介质材料。但实际情况中,除了在极其微小振动情况外,波在土介质中传播均伴随着能量耗散和转化;入射荷载越大,土体的非线性越强烈。因此,均匀线弹性介质条件下建立的人工边界不再适用于存在非线性特征的动力反应分析。基于此,本文首先建立了一种不进行渗透系数为零假设的u-p格式的饱和多孔介质黏弹性人工边界,同时结合等效线性化方法,以考虑黏弹性边界中动剪切模量的衰减。主要研究内容有以下几方面:(1)基于位移的外形波假定及有效应力原理,结合点源作用下孔压场的Green函数,建立了一种由应力边界条件和流速边界条件组成的二维黏弹性人工边界。基于内源作用下波的传播过程,分别对饱和土中外形波假定,以及用Green函数描述土中液相孔隙流体的孔压场,建立了饱和多孔介质的应力边界和流速边界,并给出了该边界条件的集中和一致形式的有限元离散方程。提出边界无需进行渗透系数假设,避免了现有方法中广泛使用的零渗透性假设所导致的低精度问题。提出边界形式简单,物理意义明确,属于局部性人工边界,计算成本较低。并通过数值算例验证了提出边界的准确性和较高的计算效率。(2)结合等效线性化方法,提出了考虑动剪切模量衰减的饱和多孔介质的三维黏弹性人工边界。在二维边界条件的基础上,推导得到了饱和土的三维黏弹性人工边界。并基于等效线性化方法,修改边界条件中动剪切模量的相关项,建立了考虑动剪切模量衰减的饱和多孔介质黏弹性人工边界,在有限元软件Open Sees中实现其计算功能。通过数值算例,验证了提出边界的准确性。(3)将提出边界应用于分析饱和土-桩基-上部结构系统的地震响应问题。基于饱和土-桩基-上部结构系统,将提出的考虑动剪切模量衰减的饱和多孔介质的三维黏弹性人工边界应用于分析该系统的地震响应,为土-结动力相互作用问题提供一种新的数值方法。

关键词：饱和多孔介质 Green函数黏弹性人工边界等效线性化

线上线下混合式教学在高校足球普修课的实验研究

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线上线下混合式教学在高校足球普修课的实验研究

作者：段浩浩武汉体育学院

学位级别：硕士

在“互联网+”时代背景下,互联网的发展与传统高校体育教育深厚的底蕴相互交融,推动着我国高校体育教育向着信息化与智能化发展。从改革教学模式的角度出发,体育教学模式的多元化已成为一种趋势,将信息技术合理融入至课堂教学,打造线上... 详细信息

在“互联网+”时代背景下,互联网的发展与传统高校体育教育深厚的底蕴相互交融,推动着我国高校体育教育向着信息化与智能化发展。从改革教学模式的角度出发,体育教学模式的多元化已成为一种趋势,将信息技术合理融入至课堂教学,打造线上线下混合式“金课”已成为我国教育发展的一项目标。然而线上线下混合式教学应用在足球普修课程的相关研究比较薄弱。因此本研究基于“超星学习通”线上平台,在传统足球课程基础上应用线上线下混合式教学模式,探索线上线下混合式教学模式对于高校足球普修课学生身体素质、技能水平、理论知识、体育学习兴趣、教学能力的影响,以及学生对于线上线下混合式教学模式的满意度。旨在提升高校足球普修课程质量,优化教学质量,为开展足球普修线上线下混合式课程提供依据。本研究采用文献资料法、实验法、问卷调查法、数理统计法等方法,以线上线下混合式教学在高校足球普修课的应用为研究对象,从武汉体育学院2021级体育教育专业挑选四个班级,分为实验组(线上线下混合式教学,n=35)和对照组(传统教学,n=35),在教学干预前和干预后,对身体素质、足球理论知识、技能水平、身体素质、体育学习兴趣进行测试,并在实验后用问卷的方式对学生参与线上线下混合式足球课程的满意度进行评测,最终得到了以下结论。1.在线上线下混合式教学模式中,课前学生对线上资源进行预习,对所学足球技能有着初步正确的动作概念,课中通过教师示范讲解、集体练习、小组讨论进一步将动作动力定型稳固,课后在线上再次复习所学知识与技能,利用碎片化时间巩固所学内容。相比于传统足球教学模式,对学生的足球理论知识与技能水平影响更显著。2.在高校足球普修课程中,线上线下混合式教学模式与传统教学模式对比,学生身体素质成绩更优异,但两组学生身体素质成绩提升均不明显。这与普修课程的课程安排时间较短、学生身体素质发展不在发展黄金期、学生生活习惯以及教学安排没有专项身体素质训练有关。3.线上线下混合式教学在施行过程中,新颖的线上内容能够促进学生体育学习的外部动机;在教学过程中更注重学生主体地位,能够激发学生体育学习内部动机;与传统教学方式对比,对学生学习体育运动的学习兴趣提高更显著。同时学生对于线上线下混合式教学模式的认可度较高,并愿意在课程结束后继续线上课程学习。4.线上线下混合式教学模式,课中间歇时间线上学习教学视频并进行组内教学与练习,课后在线上上传“说课”作业,有助于提升学生的教学能力,并有效提高了学生的专业知识。与传统教学对比,对学生的教学能力提升显著。

关键词：混合式教学线上线下混合式教学足球普修课

车道荷载作用下的变截面连续箱梁桥约束扭转分析

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计算力学学报 2024年

作者：尉浩浩张和何昊王磊刘志中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司兰州职业技术学院后勤基建处

为了分析约束扭转效应对箱梁截面应力的影响，基于箱梁约束扭转微分方程初参数解，推导出自由扭矩和二次扭矩的初参数解析式；引入以扭转角和广义翘曲位移为节点位移的箱梁单元，根据乌氏第二理论和箱梁单元推导出单元刚度矩阵、自由扭... 详细信息

为了分析约束扭转效应对箱梁截面应力的影响，基于箱梁约束扭转微分方程初参数解，推导出自由扭矩和二次扭矩的初参数解析式；引入以扭转角和广义翘曲位移为节点位移的箱梁单元，根据乌氏第二理论和箱梁单元推导出单元刚度矩阵、自由扭矩、二次扭矩的计算矩阵和等效节点荷载列阵；利用Fortran语言编写有限元程序，用于分析变截面连续箱梁桥的约束扭转效应，并用程序计算某变截面三跨连续箱梁桥在双力矩最不利布载下的截面内力和位移。结果表明：约束扭转效应所引起的二次剪应力与扭转剪应力的比值在腹板上达到峰值，其比值在支点截面和集中荷载作用截面上分别可达到35.66%和68.23%，而在其余截面上未超过2.23%；沿纵桥向，正应力放大系数和剪应力放大系数的峰值出现在支点截面；对于本文实例桥，正应力放大系数的取值范围为1.077～1.304，剪应力放大系数的取值范围为1.822～2.667。

关键词：箱梁约束扭转单元刚度矩阵二次剪应力扭转剪应力应力放大系数

基于光电锁相环的高线性FMCW激光雷达频率调谐技术

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光子学报 2024年第6期53卷 110-121页

作者：吴子涵袁国慧赵浩浩孙亮王卓然衢州学院电气与信息工程学院衢州324000 电子科技大学长三角研究院(衢州) 衢州324003 电子科技大学信息与通信工程学院成都610054

搭建了可调谐半导体激光器扫频非线性校正系统,研究了锯齿波调制下半导体激光器的扫频非线性特性,将光电锁相环技术引入调频连续波光源系统中,提出在预失真校正电流基础上采用光电锁相环的方法来克服扫频非线性,以防止大范围扫频非线性... 详细信息

搭建了可调谐半导体激光器扫频非线性校正系统,研究了锯齿波调制下半导体激光器的扫频非线性特性,将光电锁相环技术引入调频连续波光源系统中,提出在预失真校正电流基础上采用光电锁相环的方法来克服扫频非线性,以防止大范围扫频非线性频差导致的失锁现象。基于调频连续波激光测距实验,验证光频线性化的效果,并分析了扫频非线性对精确距离测量的影响。实验结果表明,经过非线性校正后,激光器输出光频与理想线性光频差的均方根误差缩小到23.7 MHz(减小为校正前的1/219),残余非线性仅余0.0339%,1-r2的数量级达到10-7,测距实验中得到的目标厚度误差在不同测量距离下在0.05 mm~0.15 mm之间变化,表明非线性校正取得了良好的效果。

关键词：调频连续波半导体激光器锯齿波调制扫频非线性校正光电锁相环

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基于OBE理念的多模态教学模式在高中英语阅读教学中的应用研究

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基于OBE理念的多模态教学模式在高中英语阅读教学中的应用研究

作者：张浩浩陕西理工大学

学位级别：硕士

阅读是英语学习需要具备的基本技能之一,也是学习者语言学习输入的重要途径。对学习者的有效输入,才能保证有效的输出。因此,阅读在英语教学中起着至关重要的作用。但在实际教学中,传统教学理念和评价在很大程度上影响着教师的教学模式... 详细信息

阅读是英语学习需要具备的基本技能之一,也是学习者语言学习输入的重要途径。对学习者的有效输入,才能保证有效的输出。因此,阅读在英语教学中起着至关重要的作用。但在实际教学中,传统教学理念和评价在很大程度上影响着教师的教学模式,英语教学的重点停留在“教”而不是“学”上,教学效果欠佳。为了改变这一现状,诸多专家和学者针对高中英语阅读教学进行了理论探索和实践论证。而本研究引入成果导向教育理念(Outcome Based Education)与多模态教学模式,旨在融合OBE理念与多模态教学模式的优势,创建一种有效的英语阅读教学路径,以激发学生对于英语阅读的兴趣,提升学生的英语阅读能力。本研究主要包括以下两个问题:(1)当前高中英语阅读教学现状如何?存在哪些问题?(2)以OBE理念为指导的高中英语多模态阅读教学如何设计以提高学生的阅读兴趣和阅读能力?本研究以多模态话语分析理论、系统功能理论、可理解性输入结假说为主要理论基础,以文献研究法、问卷调查法、教育实验法和访谈等为研究方法。选取汉中市某中学高二年级的两个平行班为研究对象,设定实验班与对照班进行教育实验。实验班采用基于OBE理念的多模态阅读教学模式授课,对照班采用传统的语法翻译法授课。实验前期,通过问卷调查、测试来了解高中英语阅读教学现状与学生阅读能力差异。实验中期,通过教育实验探索基于OBE理念的多模态高中英语阅读教学路径的有效性。实验后期,通过测试,访谈来探索试验前后学生阅读能力与阅读态度的变化。研究发现:首先,当前英语阅读教学主要存在教学理念不清、教学模式单一、模态使用不当等问题。其次,实验班的阅读理解成绩相较于对照班,在经过基于OBE理念的多模态教学后,得到显著提升,这说明基于OBE理念的多模态教学能够有效激发学生的学习兴趣,提高学生的阅读理解能力。基于此,研究者也提出了相关建议,以期能为相关英语教师有所启示。

关键词： OBE理念多模态教学高中英语阅读

钝头前缘加工不确定性对亚声速压气机叶型气动性能的影响

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航空动力学报 2024年第2期39卷 171-181页

作者：王浩浩高丽敏杨光黄萍唐凯西北工业大学动力与能源学院西安710072 西北工业大学翼型、叶栅国家级重点实验室西安710072 中国航发四川燃气涡轮研究院成都610500

为对压气机叶片前缘的精细化设计与制造提供有力参考,以某高亚声速压气机叶型为研究对象,基于非嵌入式多项式混沌方法,定量评估了钝头前缘加工不确定性对叶型气动性能的影响。结果表明:在全工况范围内,钝头前缘加工误差恶化了叶型的平... 详细信息

为对压气机叶片前缘的精细化设计与制造提供有力参考,以某高亚声速压气机叶型为研究对象,基于非嵌入式多项式混沌方法,定量评估了钝头前缘加工不确定性对叶型气动性能的影响。结果表明:在全工况范围内,钝头前缘加工误差恶化了叶型的平均性能;在7°攻角下,叶型气动性能的波动幅度最大。在设计攻角下,钝头前缘的加工不确定性导致叶型平均损失增加18.7%,平均静压比降低1.2%。在7°攻角下,叶型总压损失系数的波动幅度是设计攻角下的4倍。根据叶型气动参数对钝头前缘加工误差的敏感性分析结果,发现两者呈现近线性关系。通过叶型流场的不确定分析可知,钝头前缘加工误差对前缘绕流影响显著,进而导致叶型吸力侧损失和尾迹掺混损失增大。分析了不同前缘加工公差下钝头前缘对叶型的不确定性影响,确定了前缘抛光的加工公差范围。

关键词：压气机前缘加工误差不确定性量化非嵌入混沌多项式

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基于实测扭转度误差对叶片气动合格性探讨

工程热物理学报 2024年第3期45卷 707-714页

作者：但玥王浩浩高丽敏李瑞宇西北工业大学动力与能源学院西安710072 西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710072

在叶片实际加工过程中,不可避免会产生扭转度超差叶片,为探究其气动合格性,以跨声速叶片Rotor37为研究对象,首先将加工公差[-0.5°,+0.5°]添加至设计叶片,采用数值模拟的方法确定气动性能合格范围,分析性能变化规律;而后基于实测扭转... 详细信息

在叶片实际加工过程中,不可避免会产生扭转度超差叶片,为探究其气动合格性,以跨声速叶片Rotor37为研究对象,首先将加工公差[-0.5°,+0.5°]添加至设计叶片,采用数值模拟的方法确定气动性能合格范围,分析性能变化规律;而后基于实测扭转度误差均值及标准差,创建加工合格以及超差叶片,总结其气动合格性。研究结果表明:受扭转度误差影响,叶片特性曲线整体偏移,因此在选择近失速及峰值效率工况参数衡量稳定裕度的前提下,“欠偏转”叶片稳定裕度减小,而“过偏转”叶片的增大;以加工公差为参考,叶片超差区域与未超差区域的通流面积和攻角变化趋势相反,即两区域对叶片性能的影响存在抵消作用,使得存在超差叶片气动合格的情况。

关键词：跨声速压气机叶片加工误差扭转度气动性能