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借助学术期利促进教师专业发展的有效路径

中小学外语教学 2024年第9期47卷 11-16页

作者：鲁周焕浙江省杭州市余杭高级中学

教师专业发展既是教师自身提高专业素养的必由之路,也是新课标理念有效转化并落地日常教学、发展学生核心素养的必然要求。本文在梳理学术期刊和教师专业发展相关文献的基础上,从丰富理论知识、提升实践水平、培养学术能力和认同职业价... 详细信息

教师专业发展既是教师自身提高专业素养的必由之路,也是新课标理念有效转化并落地日常教学、发展学生核心素养的必然要求。本文在梳理学术期刊和教师专业发展相关文献的基础上,从丰富理论知识、提升实践水平、培养学术能力和认同职业价值四方面阐述了教师如何借助学术期刊促进专业发展,旨在提升教师专业素养。

关键词：学术期刊专业发展教师发展

基于二阶链式子区的金属拉伸试验DIC辅助测试方法

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工程力学 2024年第4期41卷 237-246页

作者：李得睿周焕新程斌上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

为提高金属材性试验的测量精度和测试效率,在传统拉伸试验方法的基础上引入数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)技术,提出相应形变测量理论及方法。基于拉伸试件的颈缩变形特征,提出链式形变测量理论,该理论通过一种跟随表面... 详细信息

为提高金属材性试验的测量精度和测试效率,在传统拉伸试验方法的基础上引入数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)技术,提出相应形变测量理论及方法。基于拉伸试件的颈缩变形特征,提出链式形变测量理论,该理论通过一种跟随表面形状变化而自由变形的柔性链条来表征各阶段的试件形变。进一步通过设置多个连续且等尺寸的DIC二阶链式子区,采用DIC亚像素算法得到任意变形时刻的链式子区角点坐标,并进一步得到沿试件长度方向的柔性离散链形变结果,实现对试件各处应变、颈缩极值点等的求解,从而建立了一套完整的金属拉伸试验DIC辅助测试方法。开展了多个标准金属试件的拉伸试验,通过与引伸仪、靶标图像测量等传统方法对比,验证了该文方法对颈缩效应、弹性模量、极限伸长率、真实应力-应变曲线等金属材性指标具备较高测量精度及有效性,同时该文方法能够实现高度自动化测量,可在金属拉伸试验领域进行工业化推广普及。

关键词：金属拉伸试验数字图像相关真实应力-应变曲线颈缩效应二阶形函数

钼基催化剂的精准构筑及其在木质素与其衍生碳资源高效转化中的应用

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钼基催化剂的精准构筑及其在木质素与其衍生碳资源高效转化中的应...

作者：周焕兴曲阜师范大学

学位级别：硕士

近一个世纪以来,不可再生化石资源的迅速开发和枯竭导致了严重的能源短缺和环境污染问题。为了实现绿色和可持续能源转型,有必要推动生物炼制产业,实现地球上储量丰富的生物质资源的高值化利用。木质素作为自然界中最为丰富的生物质资... 详细信息

近一个世纪以来,不可再生化石资源的迅速开发和枯竭导致了严重的能源短缺和环境污染问题。为了实现绿色和可持续能源转型,有必要推动生物炼制产业,实现地球上储量丰富的生物质资源的高值化利用。木质素作为自然界中最为丰富的生物质资源之一,已经受到了研究人员的广泛关注。鉴于木质素的化学惰性和结构几何复杂性,如何解聚其结构中固有的C-O、C-C键,将木质素选择性加氢脱氧转化为高附加值化学品和超清洁燃料仍具有挑战性。此外,为了拓宽生物质氢解领域应用范围,还需深层次探究非还原性载体在木质素氢解领域的作用机制。针对以上问题,本文分别设计并合成了氮掺杂混相碳化钼催化剂和核壳包覆碳化钼催化剂,并实现了木质素高效催化加氢脱氧转化为环烷烃类化合物和芳香族类化合物,研究内容如下所示:(1)通过五氯化钼功能化咪唑离子液体介导,二乙烯基苯交联聚合成功制备了氮钼掺杂的聚离子液体前体,后续通过碳化及浸渍还原工艺成功制备了镍负载的氮掺杂的混相碳化钼催化剂。Ni/N-mMoCs具有优异的功能性底物吸附行为,达到催化剂高效吸附木质素衍生物以促进木质素结构单元间C-O桥键的裂解和芳环快速氢化的目的,继而将木质素以高选择性转化为环烷烃。在上述木质素加氢转化过程中,相互佐证的表征技术和DFT计算表明催化剂对环烷烃的超高选择性归因于氮物种对金属镍物种的锚定分散效应,以及mMoCs载体中α-MoC和β-Mo2C物相分别对含氧基团和芳环的选择性吸附能力。高度分散的镍物种极大程度上促进了活性氢物种的生成,间接性的加速了被吸附的木质素衍生物的氢化反应。在催化机理研究过程中发现混相碳化钼具有特异性的底物吸附行为,即mMoCs载体所介导的吸附架桥效应在反应过程中会促进所吸附的木质素衍生物由垂直吸附构型向平行吸附构型演变,从而协同促进了被活化的C-O桥键的裂解和芳环的高效氢化。此外通过实验数据进一步确定了 mMoCs产生吸附架桥效应过程中的最佳阈值,使得本催化剂可以最大限度地吸附木质素衍生物,从而有效地促进被吸附底物的完整加氢脱氧反应。该混相碳化钼催化剂在实际碱木质素的应用反应中表现出极佳的84%的底物转化率和83%的环烷烃类化合物选择性。Ni/N-mMoCs催化剂可以通过外部磁场装置实现回收再利用,可有效降低催化剂制备成本并提供了显著的工业应用前景。鉴于Ni/N-mMoCs催化剂极佳的催化性能及可回收分离的特性,以及其所具有功能化底物吸附能力和磁性多相可回收的特点,本工作为合理设计具有功能性底物吸附能力的碳化钼基催化剂提供了一个总体设计及应用框架,特别是将木质素衍生生物质资源升级为环烷烃类化合物。(2)为了拓宽木质素氢解领域的应用范围以及提升非均相催化剂催化解聚木质素的加氢反应性能,精准构筑了钴负载的核壳包覆碳化钼基催化剂Co/C@MoC。基于前人所报道的碳化钼对活性位点的超稳定作用将其与活性金属组分相结合,使本催化剂具有超高甲醇分子活化能力。在反应过程中实现重整原位自供氢催化解聚木质素,无需额外添加氢源,能极大程度上降低成本以及排除反应风险。通过氧化手段使得催化剂结构由疏水性向亲水性演变,使得水分子在反应中不仅能够作为甲醇重整的底物,还能间接性的运输活性氢物种,从而促进核壳内/外的高速传质过程。并且氧化手段使得催化剂表层富含丰富的-OH基团更有利于锚定所负载的金属物种。此外,本工作还添加了一系列氢转移试剂(如甲醛、乙醇等)加速重整反应过程中产生的原位氢物种的氢溢流,以实现非还原性载体上的可控氢溢流。最后接力传递所得的活性氢物种与被金属吸附锚定的底物相结合定向解聚木质素的C-O键得到所需的木质素衍生芳香族产物。将该催化剂应用于木质素氢解领域是成效极佳的,不仅实现了木质素高选择性加氢裂解为芳香族化合物,并为非还原性载体表面氢溢流的形成与迁移机制开辟了新的视野,这种一石二鸟催化剂的构建并将其应用于木质素的催化解聚领域将极具前景。

关键词：木质素加氢脱氧碳化钼吸附架桥效应氢溢流非还原性载体

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ROV水下障碍物检测和避障技术的应用综述

计算机工程与应用 2024年第17期60卷 34-47页

作者：李明桂周焕银龚利文东华理工大学机械与电子工程学院南昌330000

全面回顾了远程操作车(ROV)在水下障碍物检测和避障技术方面的技术进展。研究集中于声呐系统、光学系统及其与机器学习和人工智能算法的结合,分析了这些技术如何提高水下作业的自主性、效率和安全性。尽管声纳和光学系统在环境适应性和... 详细信息

全面回顾了远程操作车(ROV)在水下障碍物检测和避障技术方面的技术进展。研究集中于声呐系统、光学系统及其与机器学习和人工智能算法的结合,分析了这些技术如何提高水下作业的自主性、效率和安全性。尽管声纳和光学系统在环境适应性和障碍物检测精度方面已取得显著成果,但动态障碍物实时识别和复杂环境适应性的挑战仍待克服。此外,探讨了机器学习和人工智能技术在增强ROV自主避障能力方面的潜力和挑战,指出了这些技术在未来ROV操作中的重要性。该研究为深海探索和海洋科学提供了新的理论视角和应用实践。

关键词：水下障碍物检测自主避障声纳系统光学系统机器学习与人工智能

正交异性钢桥面板疲劳裂纹图像巡检测量系统研究

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公路 2024年 351-358页

作者：周焕新程斌黄斌曾令博滕念管上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院

为提高正交异性钢桥面板疲劳裂纹检测效率及精度,研究提出了一套集磁吸附攀爬机器人与裂纹图像处理平台为一体的新型巡检测量系统。攀爬机器人所搭载的磁吸附装置使其能安全吸附在顶板、U肋侧板以及横隔板表面,并按预先设定路线或手动... 详细信息

为提高正交异性钢桥面板疲劳裂纹检测效率及精度,研究提出了一套集磁吸附攀爬机器人与裂纹图像处理平台为一体的新型巡检测量系统。攀爬机器人所搭载的磁吸附装置使其能安全吸附在顶板、U肋侧板以及横隔板表面,并按预先设定路线或手动操作路线开展裂纹图像巡检工作,裂纹采集平台通过Wi-Fi远程控制工业相机与激光测距自标定装置,采集并实时回传图片及标定数据以计算相机的内参和外参。后处理阶段,裂纹处理平台基于神经网络训练和单应性矩阵计算,完成裂纹图像识别以及裂纹几何特征提取,并借助图像拼接技术生成钢桥面板疲劳裂纹分布全景图。在正交异性钢桥面板足尺模型上应用该系统进行裂纹图像采集与测量,结果表明:各区域常见疲劳裂纹均可实现无障碍测量,标尺长度的测量误差均在0.2%以内,平均误差仅为0.14%,裂纹分辨能力达到亚毫米级。研发的疲劳裂纹图像巡检测量系统具备很高的测量精度,且与传统方法相比具有检测过程自动高效、检测区域全覆盖等显著优势,可在实际桥梁工程中推广应用。

关键词：桥梁检测正交异性钢桥面板疲劳裂纹巡检系统图像测量攀爬机器人

基于GR4J模型在浙江中小流域应用的适应性研究

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水利水电技术(中英文) 2024年

作者：周焕杨锟林文扬舒全英浙江省水利水电勘测设计院有限公司浙江同济科技职业学院

浙江省位于我国沿海地区，拥有众多中小山区河流，建立一套适合当地流域且具有物理机制的水文模型对规划工程配置、规模选择以及工程调度是十分必要的。以浙江省典型中小流域为研究对象，采用GR4J水文模型对浙北、浙南、浙西、浙东及海... 详细信息

浙江省位于我国沿海地区，拥有众多中小山区河流，建立一套适合当地流域且具有物理机制的水文模型对规划工程配置、规模选择以及工程调度是十分必要的。以浙江省典型中小流域为研究对象，采用GR4J水文模型对浙北、浙南、浙西、浙东及海岛典型流域共5个区域的各对应系列日降水、日蒸发和日径流过程进行模拟率定，率定参数优选采用PSO粒子群算法，以确定性系数与水量平衡最佳为寻优目标值。通过模型检验期在研究区域适应性进行分析评价。结果显示，GR4J模型在5个典型流域表现较好，率定期和检验期NSE（确定性系数）在0.77～0.91，径流总量的总体误差居于±10%以内。因此，GR4J模型在浙江典型中小流域日径流模拟中取得较高精度，且模型总体结构清晰、简洁，具有一定实用推广价值。

关键词： GR4J 日径流计算 NSE 峰值流量基流 PSO粒子群算法相对误差RE

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基于改进正余弦算法的抱杆结构优化

应用数学和力学 2024年第5期45卷 529-538页

作者：杨小猛李亮胡雄飞周焕林合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 国网安徽省电力有限公司建设分公司合肥230071 国网安徽省电力有限公司安庆供电公司安徽安庆246001

抱杆是组立输电铁塔的特种起重设备.以最小质量为优化目标,杆件的截面尺寸、辅材连接方式以及摇臂节点坐标为优化变量,许用应力、位移和屈曲系数为约束条件,建立抱杆优化设计模型.提出一种改进的正余弦算法(improved sine cosine algori... 详细信息

抱杆是组立输电铁塔的特种起重设备.以最小质量为优化目标,杆件的截面尺寸、辅材连接方式以及摇臂节点坐标为优化变量,许用应力、位移和屈曲系数为约束条件,建立抱杆优化设计模型.提出一种改进的正余弦算法(improved sine cosine algorithm,ISCA),开展抱杆尺寸、形状和拓扑优化.引入Lévy飞行增强算法全局搜索能力,采用精英引导策略增强算法局部搜索能力,使用贪婪选择策略更新最优解.算例表明ISCA能够有效求解空间桁架结构的优化设计问题.

关键词：正余弦算法抱杆桁架结构结构优化有限元分析

波纹腹板内衬混凝土组合梁高温下抗剪性能研究

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2024年第3期48卷 508-514页

作者：周焕廷曹景曦崔帅武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 山东新汇建设集团有限公司东营257091

文中采用有限元软件建立波纹钢腹板组合梁(CBCW)和波纹钢腹板内衬混凝土组合梁(CBCWC)在火灾下的数值模型,研究组合梁高温下主应力、剪应力演化和组合梁截面各部件的承剪比.结果表明:在高温条件下,内衬混凝土中温度梯度改变了内衬混凝... 详细信息

文中采用有限元软件建立波纹钢腹板组合梁(CBCW)和波纹钢腹板内衬混凝土组合梁(CBCWC)在火灾下的数值模型,研究组合梁高温下主应力、剪应力演化和组合梁截面各部件的承剪比.结果表明:在高温条件下,内衬混凝土中温度梯度改变了内衬混凝土的承剪能力和传力路径,进而影响CBCWC的剪力分配机制.相对于CBCW,高温下CBCWC中波纹钢腹板的抗剪性能得到显著提升.在临界状态时,CBCW的失效机理为波纹钢腹板发生严重的剪切屈曲,CBCWC的抗剪机理可等效为力学“桁架”模型,失效机理为等效拉杆和等效压杆丧失承载能力.CBCWC中布置的内衬混凝土抑制了波纹钢腹板的高温剪切屈曲,显著提高了组合梁高温下的耐火极限.

关键词：耐火性能抗剪性能波纹钢腹板内衬混凝土非线性有限元

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基于物理信息神经网络的多介质非线性瞬态热传导问题研究

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力学学报 2024年

作者：陈豪龙唐欣越王润华周焕林柳占立合肥工业大学土木与水利工程学院工程力学系清华大学航天航空学院应用力学教育部实验室

文章基于物理信息神经网络(Physics-informed Neural Network, PINN)求解多介质非线性瞬态热传导问题。根据多介质热物性参数的不同,将求解区域划分成多个子域,在每个子域中单独应用PINN,不同子域通过公共界面的通量连续性条件相联系.... 详细信息

文章基于物理信息神经网络(Physics-informed Neural Network, PINN)求解多介质非线性瞬态热传导问题。根据多介质热物性参数的不同,将求解区域划分成多个子域,在每个子域中单独应用PINN,不同子域通过公共界面的通量连续性条件相联系.利用偏微分方程、初始条件、边界条件和子域间公共界面连续性条件的残差构建损失函数.通过自动微分算法计算偏微分方程中温度对各输入变量的偏导数.利用链式求导法计算损失函数对权重和偏差的梯度，再根据梯度下降法更新网络参数.为了加速网络收敛,在激活函数中引入训练参数,通过调节激活函数斜率,使网络具有自适应性.文章探讨了PINN在求解多介质非线性瞬态热传导问题中的适用性,并进一步讨论了不同激活函数、学习率、网络结构和损失函数中的各项权重等对PINN计算结果的影响.计算结果表明, PINN在求解多介质非线性瞬态热传导问题时仍具有较高的可靠性和较简洁的求解流程,且不需要对求解域进行人为的前处理,有一定工程应用可行性.文章通过系统的理论分析和数值验证,充分展示了PINN解决复杂热传导问题的可靠性.

关键词：物理信息神经网络非线性瞬态热传导问题多介质自适应激活函数