检索结果-南通市图书馆

作者：贾亚军中国科学技术大学

学位级别：硕士

自然界一直是人类创造力的丰富源泉,人类认识事物的能力大部分都来源于与自然界的相互作用之中。自然界中的许多自适应优化现象不断给人以启示:生物体和自然生态系统可以通过自身的演化就使许多在人类看起来极其复杂的优化问题得到完美... 详细信息

自然界一直是人类创造力的丰富源泉,人类认识事物的能力大部分都来源于与自然界的相互作用之中。自然界中的许多自适应优化现象不断给人以启示:生物体和自然生态系统可以通过自身的演化就使许多在人类看起来极其复杂的优化问题得到完美的解决。近些年来,一些与经典的数学规划原理截然不同的、试图通过模拟自然生态系统机制以求解复杂优化问题的生物启发式算法相继出现(如进化算法、粒子群优化算法、人工免疫算法、蚁群优化算法等),大大丰富了现代优化技术,也为那些传统最优化技术难以处理的NP难问题提供了切实可行的解决方案。因其高效的优化性能,无需问题特殊信息等优点,已广泛应用于工程优化设计、计算机科学、组合优化、优化调度等领域。因此生物启发式算法也越来越受到众多学者们的关注。本文主要研究了其中的进化算法、蚁群算法、粒子群算法和人工免疫算法。全文共分六章,第一章为绪论,主要介绍了生物启发式算法的发展历史,以及目前的一些发展现状,并分别介绍了进化算法、蚁群算法、粒子群算法和免疫算法的产生背景和发展现状。并对本论文研究的主要内容和研究方法进行了简单的介绍。第二章在介绍了进化算法的基本原理的基础上,分别对遗传算法、进化规划、进化策略、遗传编程的不同方面的特点进行了研究,然后从编码策略,选择方式,遗传算子等在不同算法的操作过程中所具有的不同点与侧重点,以及对性能可能带来的影响进行了对比分析;最后讨论了进化算法中两种最主要的操作算子:变异操作算子和交叉操作算子各自的优缺点。第三章首先介绍了蚁群算法的基本原理,并介绍了旅行商问题——这一典型的组合优化问题的特点。针对进化策略收敛速度快但容易陷入早熟收敛以及最大最小蚂蚁系统求解能力强但收敛速度较慢的特点,将进化策略与最大最小蚂蚁系统融合,利用最大最小蚂蚁系统求出每一步迭代的最优解,再对迭代出最优解进行进化策略中的变异操作来加快解的收敛速度。最后将所提出的改进算法应用到中国旅行商问题(CTSP)的实际应用中,来验证算法的优越性。第四章介绍了粒子群算法的基本原理以及解决旅行商问题的基本步骤,并针对基本粒子群算法易陷入局部极小值的缺点,分别将进化算法中的变异因子和模拟退火算法引入粒子群算法中,结合粒子群算法全局搜索能力强和模拟退火算法局部搜索能力强的优点,提出了一种混合算法。最后将混合算法应用于解决中国旅行商问题中,并将实验结果与基本的模拟退火算法、基本的粒子群算法以及带有变异因子的粒子群算法进行了对比研究。第五章首先对人工免疫算法的起源,基本原理,以及解决实际优化问题的基本步骤进行了介绍,并着重介绍了基于信息熵和基于欧式距离的免疫算法。针对上述两种免疫算法存在的不足,提出了一种基于新的浓度计算方法的改进人工免疫算法,最后将该算法应用在中国旅行商问题的求解中,并针对旅行商问题的实际特点提出了一种新的免疫疫苗的提取和注射的方法,通过对比实验验证了改进算法有着更高的求解效率。第六章对本论文的一些研究成果进行了归纳总结,并指出了目前生物启发式算法的研究中还存在一些问题,最后对下一步研究的内容和方向进行了展望。

关键词：生物启发式算法进化算法蚁群算法粒子群算法人工免疫算法中国旅行商问题

乌溪港和大港河水环境特征解析与水质改善方案研究

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乌溪港和大港河水环境特征解析与水质改善方案研究

作者：田亚军北京林业大学

学位级别：硕士

乌溪港和大港河是太湖西区两条主要入湖河流,位于宜兴市丁蜀镇境内。近年来,随着镇区经济的不断发展,导致入河污染物逐渐增加,乌溪港和大港河水质不断恶化,因此亟待识别出主要的污染源,并采取有效措施对污染进行综合治理,使其达到《地... 详细信息

乌溪港和大港河是太湖西区两条主要入湖河流,位于宜兴市丁蜀镇境内。近年来,随着镇区经济的不断发展,导致入河污染物逐渐增加,乌溪港和大港河水质不断恶化,因此亟待识别出主要的污染源,并采取有效措施对污染进行综合治理,使其达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准,这对改善乌溪港和大港河水环境质量及削减入太湖污染负荷具有重要意义。本研究于2015年3月至2016年3月对乌溪港及大港河开展水环境质量监测,对DO、高锰酸盐指数、TN、TP和NH4+-N等13项指标进行监测分析。结果表明,乌溪港整体属于轻度污染,水质状况属于地表Ⅳ类标准;大港河高锰酸盐指数和TP等指标基本能达到地表Ⅲ类标准,但不稳定,TN偏高且全年处于Ⅲ-Ⅴ类。采用输出系数模型对污染负荷进行估算,并采用等标污染负荷法对乌溪港和大港河主要污染源及污染因子进行识别。结果表明,乌溪港COD、TN和TP入河污染负荷总量分别为77045.17 kg/a、14182.26 kg/a和1343.08 kg/a;不同污染源的贡献程度分别为：农村生活污水(72.58%)>规模化养殖(18.79%)>种植业(3.82%)>畜禽散养(3.80%)>大气氮沉降(1.01%);就不同污染物而言,TN的污染最为严重,其次为TP和COD。大港河COD、TN和TP入河污染负荷别为21159.24 kg/a、3965.16kg/a和486.52 kg/a;主要污染源是农村生活污水,主要污染因子是TN和TP。基于水质监测和污染源解析的结果,确定了乌溪港和大港河水环境质量改善的总量控制目标,遵循“控源、截污、生态”的理念,提出了水质改善总体方案,具体包括：(1)农村生活污水治理工程;(2)规模化畜禽养殖厂拆除工程(3)生态沟渠+人工湿地组合系统控制农田径流污染工程;(4)木桩复合三维植被网生态护岸工程;(5)生态清淤工程。对水质改善方案进行工程设计,并对预期污染负荷削减量进行估算,结果表明,工程实施后乌溪港COD、TN和TP预期削减量分别为68251.83 kg/a、10174.24 kg/a和1114.90 kg/a,大港河COD、TN和TP预期削减量分别为16320.17 kg/a、2515.4 kg/a和358.11 kg/a,能够满足流域污染物削减目标,乌溪港和大港河水质均可达到地表水环境Ⅲ类标准。

关键词：乌溪港大港河水质监测污染源解析水质改善方案

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节庆花坛设计研究

节庆花坛设计研究

作者：周亚军中南林业科技大学

学位级别：硕士

随着人们生活水平提高,花卉管理技术的进步和节庆活动的受重视,节庆花坛设计会变得越来越常见。在对北京、西安、广州、上海、长沙等城市大量节庆花坛的调研,和对相关资料的整理后发现节庆花坛设计存在一些问题：节庆花坛设计定义不够明... 详细信息

随着人们生活水平提高,花卉管理技术的进步和节庆活动的受重视,节庆花坛设计会变得越来越常见。在对北京、西安、广州、上海、长沙等城市大量节庆花坛的调研,和对相关资料的整理后发现节庆花坛设计存在一些问题：节庆花坛设计定义不够明确,节庆花坛设计理论知识不够完善,节庆花坛景观定量分析比较少,节庆花坛设计中存在浪费现象等。因此,如何提高节庆花坛设计水平是一个十分值得研究的课题。本文采用实地调研法、文献研究法、多学科研究法和设计实践法。在综合国内外节庆花坛设计相关文献的基础上,结合对北京、广州、西安、上海、长沙等多地对节庆花坛的调查,提出了节庆花坛设计的原理和方法,并用层次分析法得出节庆花坛设计的要点和2015年湖南省国庆节花坛设计现状,最后以2016年湖南省长沙市国庆节花坛为实践案例对前文的理论知识验证。具体研究结果如下：(1)通过对国内学术界节庆花坛的相关概念如花境、花台、花坛和节日花坛的梳理,得到节庆花坛的概念：在节庆活动如园艺博览会、亚运会、春节、清明、结婚纪念日等中,选择相应的花卉以及不同的布置形式以达到渲染节庆气氛、突出节庆主题的目的而专门摆设的花坛。并阐述了节庆花坛的分类和国内外研究现状。(2)通过对北京、西安、广州、上海、长沙等城市节庆花坛的实地调查和查阅相关文献,提出了节庆花坛设计的原理和方法。主要原理有：科学性原理、艺术性原理和文化性原理。主要原则有：主题性、整体性、安全性、愉悦性、时空性、经济性和形式美法则。设计手法：主次分明、藏景与露景、引导与暗示和模拟仿生。植物选择原则：乡土性原则、色彩原则、植物生长特性和植物观赏特性。(3)以科学性、艺术性、经济性、文化性和效益性五个方面构建了节庆花坛景观综合评价体系。得到的准则层排序：艺术性0.3270>文化性0.2468>效益性0.1635>经济性0.1394>科学性0.1234。指标层排序：主题表达0.1332>艺术造型0.0965>色彩搭配0.0908>施工成本0.0752>意境表达0.0733>社会效益0.0701>经济效益0.0701>艺术手法0.0655>观赏特性0.0473>环境友好0.0447>可持续性0.0422>维护成本0.0414>植物文化0.0403>空间层次0.0294>环境效益0.0234>设计成本0.0228>安全性0.0208>生长特性0.0132。(4)在第三章的评价结果基础上,深入分析节庆花坛设计的四个要点：主题元素、主题表达、节庆花坛与现代艺术和形式美法则。主题元素可以直接提取和间接提取;主题表达可以物质表达和精神表达;节庆花坛设计可以融入大地艺术、抽象艺术和极简主义艺术;形式美法则从主从和谐、对称与平衡、比例和尺度、节奏和韵律四个方面把握。(5)对第16届亚运会广州雕塑公园花坛的现场调查和对迪拜奇迹花园花坛资料的网上收集,进一步验证节庆花坛设计的原理、方法以及节庆花坛设计的要点。(6)建立了2015年湖南省长沙市国庆节花坛景观评价的AHP模糊评价,计算了湖南省长沙市国庆节花坛14个样点的综合评价指数,综合评价分值为64.4,等级为Ⅱ,基本合格。找到了长沙市国庆节花坛设计的不足：没有非常优秀的花坛景观,且在艺术手法、植物文化、主题表达和可持续性方面做得不合格。在此基础上,结合理论知识和案例借鉴,以2016年湖南省长沙市国庆节花坛设计为实践,为以上理论进行实践验证。

关键词：节庆花坛设计原理综合评价设计要点植物选择长沙市

智能手表生产质量改进的应用研究——以A公司为例

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智能手表生产质量改进的应用研究——以A公司为例

作者：何亚军四川大学

学位级别：硕士

A公司是成立于2017年10月12日。目前该公司核心业务是为美国苹果公司代工智能手表。虽然A公司作为全球3C代工规模最大的公司之一,但是随着近年来随着竞争对手逐渐增多,其对手实力越来越强。尤其在智能手表代工领域,作为最主要的竞争对手... 详细信息

A公司是成立于2017年10月12日。目前该公司核心业务是为美国苹果公司代工智能手表。虽然A公司作为全球3C代工规模最大的公司之一,但是随着近年来随着竞争对手逐渐增多,其对手实力越来越强。尤其在智能手表代工领域,作为最主要的竞争对手,在产品良率方面稳步提升且长期稳超A公司近2个百分点。产品质量是企业赖以生存和发展的生命线。为了增强市场核心竞争力,扩大企业的生产能力与经营范围。本论文以智能手表生产质量改进为研究对象。首先阐述了质量与质量管理的基本概念。采用的是基于全面质量管理和可持续质量改进的理论方法。为A公司产品质量提升奠定了理论基础。其次是通过5W2H方法与4M1E法,基于A公司生产过程中的产生的大量数据对A公司电子产品的生产质量现状进行调查与分析。使用柏拉图与80/20方法论对影响A公司智能手表生产质量的主要问题进行层别。紧接着再使用鱼骨图、归因法、5Why法、头脑风暴法对影响产品良率的中框螺丝松动、导电泡棉缺失、外观问题的根本原因进行深入分析与研究。然后以标杆法设立的质量改善目标为基础,针对上述影响产品生产质量的根本原因,设计出相应的质量改进方案与具体的改善措施。最后对比智能手表生产质量改善前后的良率数据和综合评价,论证出该方案确实可行且有实际的应用效果。本论文所提出的电子产品生产质量改进方案,不仅对A公司智能手表产品的质量提升有一定的指导意义,其次在品质管理过程中的思路也对A公司智能手表的良率提升有很强的指导意义,同时也给电子制造行业其它从业者提供了借鉴和思路。

关键词：智能手表柏拉图鱼骨图质量改进良率提升

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纸浆模塑制品工艺方法及其参数的研究

纸浆模塑制品工艺方法及其参数的研究

作者：赵亚军西安理工大学

学位级别：硕士

纸浆模塑制品是目前替代一次性发泡塑料比较理想的环保型材料,国内发展非常迅速。但是由于缺乏统一的规范,每个企业都有各自的一套生产规范,导致行业竞争处于无序状态,影响行业的进一步发展和治理白色污染的速度。本文将着重分析生产纸... 详细信息

纸浆模塑制品是目前替代一次性发泡塑料比较理想的环保型材料,国内发展非常迅速。但是由于缺乏统一的规范,每个企业都有各自的一套生产规范,导致行业竞争处于无序状态,影响行业的进一步发展和治理白色污染的速度。本文将着重分析生产纸浆模塑制品时每一步所涉及的主要参数,定性的分析各个参数之间的关系,为以后定量的研究和制定统一的生产规范提供依据。目前,国内很少研究纸浆模塑制品的生产工艺流程,所以本课题具有开创性的特点。纸浆模塑制品主要应用于餐具和工业包装两个领域,生产流程主要包括制浆、吸附成型和干燥整形三大部分,本文只研究用于工业包装的纸浆模塑制品。由于整个生产过程所涉及的参数比较多,而且相互影响,无法对每一个工艺参数都进行很深入的研究,所以本文只重点研究了制浆过程中防水剂的配比问题和吸附成型过程中吸附厚度和吸附时间之间的关系,其它工艺参数只根据实际的生产过程提供其经验值,并简单分析改变其值会对整个工艺造成什么样的影响。本文将生产工艺的三个部分分开进行研究,在研究某个部分时,只考虑该部分中工艺参数的相互影响关系,而将所涉及的其它部分的工艺参数假想为理想值。经研究认为,在制浆过程中添加防水剂时,当阳离子淀粉使用量为0.8%～1%,松香防水剂的使用量为1.5%～1.7%,硫酸铝的使用量为1.7%左右时,制品的防水效果能达到24小时以上。同时硫酸铝的加入顺序应该在阳离子淀粉之后,最后将浆液浓度加水调节到1%～2%。在真空吸附过程中,当真空度一定时,吸附时间越长,制品的厚度并不是一直随之增加,而是变化不大,而且添加一定量的松香防水剂,会使制品的吸滤时间增加。

关键词：纸浆模塑制浆真空吸附热压整形

泉州城南片区仪式空间附加棚幔的气候适应性研究

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泉州城南片区仪式空间附加棚幔的气候适应性研究

作者：李亚军华侨大学

学位级别：硕士

仪式空间不仅承载着居民的文化信仰,同时也是闽南居民生活中重要的公共空间,是社区居民茶余饭后休闲活动、社会交往的重要场所,这一现象在泉州城南片区内尤为明显。然而仪式空间是如何抵御该地区炎热气候来获取居民较长时间逗留,除了文... 详细信息

仪式空间不仅承载着居民的文化信仰,同时也是闽南居民生活中重要的公共空间,是社区居民茶余饭后休闲活动、社会交往的重要场所,这一现象在泉州城南片区内尤为明显。然而仪式空间是如何抵御该地区炎热气候来获取居民较长时间逗留,除了文化之凝聚力外,另一个原因乃是有效地营造了舒适阴凉的户外环境、抵御该地区炎热气候,相应的营造经验及其防热效果是值得关注和学习之处。首先本文通过对泉州城南片区仪式空间的调研,了解其数量、分布特点以及在居民生活中的角色扮演;仪式空间建筑主体外普遍地存在遮阳防晒的附加棚幔,且居民进行休闲活动实则是在仪式空间附加棚幔所衍生出的灰空间之内。对这些附加棚幔气候适应性进行深入调研,结果显示:受访者中80%认为棚幔下“很阴凉”、“较舒适”,94%认为基本能够满足其遮阳需求。其次是分析和归纳附加遮阳棚幔的材料种类和构造做法、设置部位的数量和比例。依照材料种类进行统计,其中铁皮棚占比最大为53%,其余依次为黑网、布幔、混凝土及阳光板。按照棚幔设置部位分类,遮阳棚幔主要出现在建筑前院和天井之中,前院占比较多为66.7%;充分调研相关风俗民情、仪式空间使用情况、并测绘详细平面图。然后依照棚幔设置部位的不同分别对选取“前院棚幔”和“天井棚幔”典型对象进行实验测试、对比分析。实验结果显示:富美宫仪式空间前院阳光板和铁皮棚灰空间WBGT值都在30℃以下保持安全无晒伤的状态,而室外空地的WBGT值多次超过32℃,且阳光板和铁皮棚的SET平均值较室外空地分别低4.0℃和4.2℃,富美宫及接待处室内PMV平均值比无棚户室内分别低0.13和0.21,前院棚幔能有效优化自身以及首层遮蔽房的热舒适性,同时棚幔灰空间能够为居民提供较舒适的室外逗留的场所。实测宝海庵组天井棚幔,在日间太阳辐射强度较高时,对比户天井空地WBGT值较天井棚幔灰空间平均高出1.9℃,多次高于32℃,且对比户室外SET值和室内PMV值均高于有遮阳棚幔的天井及室内空间,说明天井附加遮阳棚幔有效的优化了自身及其旁边室内热环境;而在夜间无太阳辐射或太阳辐射值较低时,天井遮阳棚幔因为对风速有所遮挡导致对室内热舒适略有不利影响,较对比户室内PMV值高0.28。文章最后尝试总结仪式空间中自发搭建棚幔的防热经验及策略,即各种分散的点状公共空间应考虑在前院或天井设置遮阳灰空间,前院遮阳设施的尺寸进深宜大于3.5m,可考虑结合形成部分有顶盖的街道;天井宜是活动式、半透光式。仪式空间等公共建筑遮阳灰空间的存在,增加与社区的融合、居民逗留时间,同时也形成室内的气候缓冲效果,有效应对闽南湿热气候,是生态时代背景下炎热气候类型的公共建筑设计中值得学习和借鉴的气候设计语言。

关键词：城南片区仪式空间棚幔气候适应性热舒适

配音一致性原则下迪士尼动画电影歌词的翻译技巧研究

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配音一致性原则下迪士尼动画电影歌词的翻译技巧研究

作者：胡亚军兰州交通大学

学位级别：硕士

迪士尼动画电影作为一种具有音乐剧特征的电影,电影中的歌词相当于电影剧本中的台词,与影视画面完美结合。其歌词对电影中的人物塑造,主题的阐释以及剧情的设定等起着重要作用,因此在迪士尼电影的配音翻译中,恰当的翻译歌词有助于观众... 详细信息

迪士尼动画电影作为一种具有音乐剧特征的电影,电影中的歌词相当于电影剧本中的台词,与影视画面完美结合。其歌词对电影中的人物塑造,主题的阐释以及剧情的设定等起着重要作用,因此在迪士尼电影的配音翻译中,恰当的翻译歌词有助于观众理解整个剧情。本文以配音的一致性原则为理论依据,采用描述性的研究方法,以四部配音版迪士尼动画电影中的22首歌曲作为研究对象,探究电影中歌词的配音翻译。作者首先统计了四部电影中的歌曲数量并依据Chaume的配音一致性原则(等时性原则,身势语一致原则,口型一致原则)对译语歌词进行分类;然后针对配音的三个一致性原则,分析这四部电影中歌词所采用的翻译技巧及其译文是否再现了原歌词的含义,并解释了歌词在配音翻译中没有再现原歌词含义的原因。本文研究结论如下:1.在迪士尼动画电影歌词的配音翻译中,译者主要采用了八种翻译技巧:自然翻译,替代,省略,缩译,增加,增补法,改变词序和重复。2.在歌词的配音翻译中,译文不同程度上再现了原语歌词的含义。在等时性原则下,83%的译文再现了原语歌词的含义,其中增补法84%,缩译82%;在身势语一致原则下,85%的译文再现了原语歌词的含义,其中自然翻译和重复都为100%,替代53%;在口型一致原则下,79%的译文再现了原语歌词的含义,其中重复100%,省略89%,改变词序88%,增加85%,替代62%。3.在歌词的配音翻译中,部分歌词的翻译偏离了原语歌词的含义,其主要原因是受配音一致性原则的影响,如译文替换原歌词的含义;增加或省略原语中的词或词语;选择发音相同或相似的音素。译文为了达到一致性做出了以上调整导致部分歌词的翻译偏离了原语歌词的含义。

关键词：歌词配音翻译翻译技巧一致性原则

跨界污染治理公共政策选择——以苏鲁边界跨界污染治理为例

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跨界污染治理公共政策选择——以苏鲁边界跨界污染治理为例

作者：刘亚军新疆大学

学位级别：硕士

适应经济新常态,转变经济发展方式,走生态优先发展道路,是我国一项长远发展大计,事关人民福祉,事关民族未来。跨界污染作为一种地区间污染溢出效应,因为常常涉及多个行政区域,利益博弈、治污脱节现象比较突出,既影响区域经济健康发展,... 详细信息

适应经济新常态,转变经济发展方式,走生态优先发展道路,是我国一项长远发展大计,事关人民福祉,事关民族未来。跨界污染作为一种地区间污染溢出效应,因为常常涉及多个行政区域,利益博弈、治污脱节现象比较突出,既影响区域经济健康发展,也影响社会稳定。加强跨界污染治理公共政策选择理论研究,正确应对环保公共事务挑战,以良好的环境公共服务满足公众的环境需求,提高生态文明建设水平,是政府转变职能的客观要求,也是公共政策选择理论研究的重要课题,具有重要的理论和现实意义。本文以苏鲁边界跨界污染治理为例,客观评价苏鲁边界跨界污染治理取得的成效,分析指出跨界污染治理存在的突出问题和不足之处,提出苏鲁边界跨界污染治理公共政策选择路径。主要通过调查研究、文献研究和实地研究等方式收集相关资料,并对相关资料采取定性和定量相结合的方式,运用国内外关于跨界污染治理研究成果,以及公共政策选择理论,分析研究苏鲁边界跨界污染治理公共政策问题。首次运用博弈论工具,在对跨界污染事件政府博弈动因深入分析基础上,建立苏鲁边界跨界污染政府博弈模型,指明政府策略选择的内在机制。通过进一步分析研究,建立起跨界污染治理公共政策选择博弈模型,直观表述苏鲁边界跨界污染公共问题、公共政策目标、公共政策内容和公共政策选择路径。针对苏鲁边界跨界污染公共问题,围绕实现公共政策目标,在公共政策环境下,从法律、经济、行政乃至社会等多层面丰富公共政策方案,优选公共政策选择路径,就完善苏鲁边界跨界污染治理公共政策规制,提出了具体的政策措施建议。本文结合苏鲁边界跨界污染治理实际,就解决苏鲁边界跨界污染问题,提出综合运用政治、经济、法律、社会等手段,丰富跨界污染治理公共政策,形成多层次的公共政策规制,从而提高跨界污染治理成效。一是从深化地方政府合作机制、优化区域发展布局、加大环境污染前端治理特别是面污染防治工作力度等方面深化区域合作,推动区域跨界污染治理走向合作共赢道路;二是从推进区域环境治理立法进程、改革环境公益诉讼制度、严格环境执法等方面着力完善区域跨界污染治理法制环境,将区域跨界污染治理纳入法治轨道;三是从改革环境产权制度、建立流域生态补偿机制、完善生态税制体系等方面引入市场机制,发挥经济手段提高对跨界污染外部性水平的调控水平;四是从严格环境治理问责制度、推行绿色GDP考核、加强执法环境伦理建设等方面强化行政手段,促使环境污染防治成为各级政府及其工作人员的自觉行动;五是从推进政府与非政府组织的合作、提高公民环保意识、发挥大众传媒监督作用等方面完善社会参与机制,努力形成推动区域跨界污染治理的社会合力。

关键词：跨界污染公共政策选择

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高中物理电磁学核心概念的学习进阶研究

高中物理电磁学核心概念的学习进阶研究

作者：苏亚军河南大学

学位级别：硕士

2017版高中物理新课程标准强调重视以学科大概念为核心引领教学,注重学生对学习内容的理解状况、不同表现及相关水平的达成,促进学生核心素养的落实。而学习进阶作为一个能够呈现学生思维路径的手段现如今已成为国际教育研究的热门话题... 详细信息

2017版高中物理新课程标准强调重视以学科大概念为核心引领教学,注重学生对学习内容的理解状况、不同表现及相关水平的达成,促进学生核心素养的落实。而学习进阶作为一个能够呈现学生思维路径的手段现如今已成为国际教育研究的热门话题,其关注学生在学习核心概念时,认知不断发展思维不断进步的过程。高中学生在学习电磁学内容时面对抽象化、理论化程度较高且编排相对零散的教材时会有很大的学习困难。因此本文通过围绕高中物理电磁学核心概念建立学习进阶,以促进学生对物理概念的深层次理解和体系化学习、促进高中物理课程内容的整合、给教师提供科学有效的教学依据、为教师科学评价学生提供依据。学习进阶是一个假设-检验-修订-假设的循环过程,本研究以高中物理电磁学核心概念为载体进行了学习进阶的一个研究循环,即核心概念的学习进阶的假设、检验、修订过程,并探讨了高中物理电磁学核心概念学习进阶的教学指导意义。研究内容主要包括以下几个部分:高中物理电磁学核心概念的学习进阶理论研究。首先是高中物理电磁学核心概念的识别,通过对高中物理新课程标准和人教版新教材的解读梳理,得到电磁学部分的23个重要概念,再对开封市和郑州市40名一线物理教师进行问卷调查,确定出高中物理电磁学的4个核心概念,并绘制各核心概念的概念图以便于进行学习进阶的构建。然后构建高中物理电磁学核心概念的学习进阶假设,根据调查结果4个核心概念确定进阶变量,根据高中物理学业质量水平和SOLO分类理论划分进阶层级,并依据高中物理新课程标准、考纲、人教版新教材、参考美国高中主流物理教材相关内容确定详细的进阶起点、终点和中间层级,初步得出高中物理电磁学核心概念的学习进阶假设,并通过访谈一线教师及学科专家对进阶假设作出初步改修。高中物理电磁学核心概念的学习进阶假设的检验。首先依据得到的学习进阶假设编制出高中物理电磁学核心概念的学习进阶测试卷,并在郑州市两所高中对试卷进行两次小规模的初步测试,用Rasch模型的数据分析软件Winsteps 3.66.0对测试题目进行初步的各项质量分析并修改部分与模型拟合不好、难度不符合进阶水平、误差较大的题目,得到与Rasch模型拟合良好、能够反映学生真实水平的正式测试卷《高中物理电磁学核心概念的学习进阶测试卷》用于大样本实证研究。然后对高中物理电磁学核心概念的学习进阶假设进行验证,使用正式测试卷在开封市两所高中的高二高三年级共计430人进行大样本正式测试,用Rasch模型的数据分析软件Winsteps 3.66.0和SPSS22.0进行定性定量研究,总结出高中学生对电磁学概念的学习水平状况如下:高中生男生在电磁学核心概念的进阶水平上高于女生;高三学生在电磁学核心概念的进阶水平上高于高二学生;高二学生在核心概念低阶水平的掌握程度好于高三学生;高三学生在核心概念高阶水平的掌握程度好于高二学生;高中生核心概念掌握最好和最差的分别是静电场和电磁感应。最后对高中物理电磁学核心概念的学习进阶假设进行修订,依据大样本调查结果修订学习进阶假设,构建出最终的《高中物理电磁学核心概念的学习进阶》。本研究得到了高中物理电磁学的4个核心概念即电路、静电场、磁场、电磁感应;编制出了具有较高信度且与Rasch模型拟合良好的《高中物理电磁学核心概念的学习进阶测试卷》,能够检测出学生的电磁学概念学习水平;本研究构建的《高中物理电磁学核心概念的学习进阶》可以呈现出高中学生在学习电磁学概念时的思维发展径迹;在本研究最后部分基于核心概念电磁感应的学习进阶设计了大单元教学设计,为一线教师进行核心概念的学习进阶大单元教学设计提供了参考,有利于高中物理电磁学部分教师的科学教学和学生的系统化学习。

关键词：高中物理电磁学核心概念学习进阶

一体化钛基人工颈椎间盘的设计及力学行为研究

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一体化钛基人工颈椎间盘的设计及力学行为研究

作者：高亚军南京航空航天大学

学位级别：硕士

人工颈椎间盘置换术为颈椎病的治疗提供了新的方法。针对现有人工颈椎间盘抗疲劳性能差、结构复杂、手术繁琐、术后易发生并发症等缺点，本论文研究设计出新型的一体化人工颈椎间盘假体以及适用于该假体疲劳试验的专用试验夹具，并对假... 详细信息

人工颈椎间盘置换术为颈椎病的治疗提供了新的方法。针对现有人工颈椎间盘抗疲劳性能差、结构复杂、手术繁琐、术后易发生并发症等缺点，本论文研究设计出新型的一体化人工颈椎间盘假体以及适用于该假体疲劳试验的专用试验夹具，并对假体生物力学性能及疲劳性能进行模拟分析研究。按照设计构思，确定新型的一体化人工颈椎间盘假体的结构特征并采用SolidWorks软件建模。然后在ANSYS软件中建立植入后端厚度为0.6mm、0.8mm、1.0mm和1.2mm以及齿形为人字形和菱形的一体化人工颈椎间盘后的C5-C6单节段有限元模型。赋予假体β型钛合金、TC4钛合金和纯钛的材料属性，在前屈、后伸以及侧屈载荷下进行模拟。分析表明，后端厚度为0.6mm、材料为纯钛的假体在前屈载荷下的最大等效应力超过纯钛的屈服强度，其他几种假体三种载荷下均未超过选用材料的屈服强度。三种载荷下后端厚度为0.8mm、假体材料为β型钛合金的具有人字形齿结构的人工颈椎间盘假体最大的等效应力为383.264MPa，节段活动度为2.506o、3.232o和1.194o;前屈和侧屈载荷下的活动度接近正常颈椎的50%，而后伸载荷下活动度会达到正常颈椎的90%。通过对不同类型假体的最大等效应力和节段活动度的分析比较表明，后端厚度为0.8mm、假体材料为β型钛合金的具有人字形齿结构的人工颈椎间盘假体能极大的恢复颈椎节段的运动功能，该假体结构和选材为最佳设计方案。针对一体化人工颈椎间盘假体的结构特征，设计了适用于颈椎间盘假体疲劳试验的专用试验夹具，建立带假体的疲劳试验夹具有限元模型，并进行模拟分析。结果表明，该疲劳试验专用夹具能逼真地模拟人体正常颈椎的生物力学特征，通过调节有限元模型的加载载荷，可使人工颈椎间盘假体应力水平与假体植入椎间隙后的应力结果等效。采用ANSYS/FE-SAFE软件对各种不同类型颈椎间盘假体进行疲劳模拟分析得出，后端厚度为0.8mm的纯钛假体的疲劳寿命为2132万次，而后端厚度为1.0mm以上的纯钛假体以及后端厚度为0.8mm以上的β型和TC4钛合金假体疲劳寿命均超过八千万次，符合人工颈椎间盘设计指标要求。还发现，假体的最大疲劳累积损伤均发生在假体后端内侧。根据以专用疲劳试验夹具实体装夹的假体疲劳试验结果，后端厚度为0.8mm的纯钛假体的疲劳断裂寿命实测为3564.5万次;后端厚度为1.0mm的纯钛假体以及后端厚度为0.8mm的β型和TC4钛合金假体在经历八千万次循环后均未发生疲劳断裂，该疲劳试验结果与疲劳数值模拟结果吻合度高。最后对颈椎间盘假体疲劳断口进行了形貌分析，发现假体疲劳裂纹均在假体后端内侧萌生，并快速扩展至外侧，导致假体疲劳失效，这与疲劳数值模拟发现的假体最大疲劳累积损伤均发生在假体后端内侧的结果吻合。综合上述可知，后端厚度为0.8mm的β型钛合金一体式人工颈椎间盘假体能够极大地恢复节段运动功能并满足经历八千万次循环不发生疲劳破坏的设计要求。

关键词：颈椎病颈椎间盘假体生物力学有限元模拟疲劳试验夹具疲劳试验