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基于黏性流体-柔性结构耦合的波浪中船舶非线性波激振动研究

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中国造船 2023年第5期64卷 1-12页

作者：屈毫拓俞俊陆晔倪歆韵叶永林田超中国船舶科学研究中心无锡214082

波激弹振和砰击颤振是集装箱船运营中极易出现的两种现象,分析其对船舶运动和剖面载荷的影响,对船舶设计和强度评估具有重要意义。采用黏性流体-柔性结构双向耦合方法对集装箱船模型在不同波长工况下的运动和响应进行求解,其中计算流体... 详细信息

波激弹振和砰击颤振是集装箱船运营中极易出现的两种现象,分析其对船舶运动和剖面载荷的影响,对船舶设计和强度评估具有重要意义。采用黏性流体-柔性结构双向耦合方法对集装箱船模型在不同波长工况下的运动和响应进行求解,其中计算流体力学用于模拟流场的冲击和上浪等非线性现象并得到船体外载荷,然后通过有限元法求解船体运动和变形,两者在流固交界面进行隐式信息交换。计算捕捉到船体的非线性波激振动和颤振,分析结果发现,波激振动和颤振对整体运动影响较小,但会显著增大船体中垂的弯矩幅值,艏、艉区域垂向加速度受颤振的影响较大,当遭遇波浪的倍频成分接近船体湿频率时也会激发船体一定程度的弹振。与文献结果的比较表明,该耦合方法有望成为处理船舶水弹性问题的一种有效手段。

关键词：流固耦合船舶水弹性非线性波激振动砰击颤振波浪载荷

集装箱船在波浪下的结构动态崩溃数值仿真研究

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中国航海 2022年第1期45卷 43-49页

作者：刘维勤屈毫拓黄宇杨萌宋学敏王绪明武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063 中国航发贵阳发动机设计研究所湖北武汉430063 中国航发贵阳发动机设计研究所贵州贵阳550000 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

船舶遭遇大波浪载荷后极可能产生结构崩溃事故,集装箱船具有甲板大开口,在大波浪下更容易产生结构动态崩溃。文章提出一种联合三维势流理论和非线性有限元的数值仿真方法用于计算集装箱船在波浪下的结构崩溃响应,采用势流理论计算船体... 详细信息

船舶遭遇大波浪载荷后极可能产生结构崩溃事故,集装箱船具有甲板大开口,在大波浪下更容易产生结构动态崩溃。文章提出一种联合三维势流理论和非线性有限元的数值仿真方法用于计算集装箱船在波浪下的结构崩溃响应,采用势流理论计算船体的波浪载荷,采用非线性有限元计法计算结构的崩溃响应,实现波浪载荷由水动力模型至有限元模型的映射,以典型的集装箱船为研究对象,研究集装箱船在系列波浪下的结构崩溃响应和规律。首先建立集装箱船的水动力模型,然后建立适用于结构崩溃响应模拟的集装箱船非线性有限元模型,采用文章中的联合仿真方法求解,计算得到在各波浪工况下的船舯时域转角大变形曲线,根据船中舱段非线性有限元模型计算得到船舶的转角大变形-非线性弯矩关系,转化得到船体模型的时域非线性弯矩。通过改变系列波浪工况的波高和波长,研究集装箱船的结构崩溃响应与波浪工况参数间的关系,比较分析非线性计算结果与线性计算结果的差异。文章提出的基于三维势流理论和非线性有限元的联合数值仿真方法可为船舶类结构在波浪下的结构崩溃响应评估提供研究路径。

关键词：波浪集装箱船结构崩溃水动力非线性有限元转角弯矩

大型浮体浮筒纵横置方案的载荷和结构响应研究

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2022年第1期46卷 100-103,108页

作者：罗文平刘维勤屈毫拓宋学敏武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063 教育部高性能船舶技术重点实验室武汉430063

文中基于三维势流理论的边界元法和线性有限元的数值仿真方法进行浮筒横置与纵置的VLFS的载荷和结构响应研究.采用Hydrostar软件对两型平台进行波浪载荷计算,得到两型平台结构的波浪弯矩RAO.根据确定性设计波法确定设计波的波浪参数,使... 详细信息

文中基于三维势流理论的边界元法和线性有限元的数值仿真方法进行浮筒横置与纵置的VLFS的载荷和结构响应研究.采用Hydrostar软件对两型平台进行波浪载荷计算,得到两型平台结构的波浪弯矩RAO.根据确定性设计波法确定设计波的波浪参数,使用Homer软件联合调用水动力计算模块和结构计算模块,对浮筒横置式和纵置式的VLFS的结构响应进行比较.结果表明:浮筒纵置平台的纵向波浪弯矩和结构响应水平均小于横置平台.

关键词： VLFS 浮筒横置浮筒纵置波浪载荷结构响应

易地扶贫搬迁老人自我效能感提升的实务研究 ——以贵州省R市F社区为例

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易地扶贫搬迁老人自我效能感提升的实务研究 ——以贵州省R市F社...

作者：陈毫贵州师范大学

学位级别：硕士

基于生物炭的电化学传感器对环境水体中重金属的检测研究

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基于生物炭的电化学传感器对环境水体中重金属的检测研究

作者：林金毫东莞理工学院

学位级别：硕士

随着工业化和科技的不断进步,人们对重金属离子带来的健康和环境问题日益关注。这些问题严重威胁着人类健康和环境安全。常用的重金属离子检测方法主要是光谱检测技术。尽管光谱检测技术具有高灵敏度的特点,但其高成本和需耗时的预处理... 详细信息

随着工业化和科技的不断进步,人们对重金属离子带来的健康和环境问题日益关注。这些问题严重威胁着人类健康和环境安全。常用的重金属离子检测方法主要是光谱检测技术。尽管光谱检测技术具有高灵敏度的特点,但其高成本和需耗时的预处理程序限制了其广泛应用。因此,开发一种快速、低成本的重金属离子检测方法至关重要。电化学方法中的差分脉冲阳极溶出伏安法（DPASV）是一种有效工具,能够同时测定多种重金属离子。该方法具有经济实惠、省时高效、操作简便、检出限低的优点,因而受到广泛认可。电极材料在提高电化学传感器的催化活性方面起着至关重要的作用。生物炭因其无定形特性、大比表面积、优良的稳定性、广泛的用途和低廉的价格,在电极结构和制造成本效益传感器方面展现出巨大潜力。本文基于玉米秸秆和荔枝树枝作为原材料制备生物炭和生物炭电化学传感器,采用DPASV法检测水体中的重金属离子。本文主要研究成果如下:（1）基于玉米秸秆和荔枝树枝生物炭电化学传感器单独检测Cd金属离子时,在线性范围为0.2～20μmol/L内均成功检测到Cd金属离子。其检出限分别为0.06μmol/L以及0.05μmol/L。两种生物炭电化学传感器均具有良好的选择性、稳定性和重现性。最后通过标准添加技术对实际样品进行分析,结果显示两种传感器对Cd金属离子具有较高的回收率,分别为96.97%—102.57%以及91.01%—99.10%。表明该两种生物炭修饰的传感器对环境水体中的Cd金属离子具有较好的可行性和实用性。（2）基于玉米秸秆和荔枝树枝生物炭电化学传感器单独检测Pb金属离子时,其电化学检测线性范围均为0.2～20μmol/L,检出限分别为0.03μmol/L以及0.04μmol/L。当溶液中含10倍浓度的干扰离子时,这两种传感器对Pb金属离子的检测干扰影响较小。此外,通过标准添加技术进行的实际样品分析显示,两种生物炭修饰的传感器对Pb金属离子的回收率分别为90%—103%以及91%—102%,且相对标准偏差均小于1%。（3）运用玉米秸秆和荔枝树枝生物炭电化学传感器对Cd和Pb金属离子进行同时检测。在0.2～20μmol/L的线性范围内,两种传感器均成功检测到Cd和Pb金属离子,且检出限均为0.05μmol/L。此外,这两种生物炭电化学传感器均具有良好的抗干扰性、重复性和稳定性。在存在10倍浓度的干扰离子情况下,这两种传感器对Cd和Pb金属离子的同时检测干扰影响低于10%。在同时测定自来水中Cd和Pb金属离子时,两者均获得了极高的回收率(玉米秸秆生物炭传感器—Cd:96.16%—103.28%;Pb:100.05%—107.35%;荔枝树枝生物炭传感器—Cd:98.91%—99.97%;Pb:101.00%—108.22%)。（4）基于荔枝树枝生物炭传感器的电化学传感器同时检测Cd、Pb以及Cu金属离子。在0.4～20μmol/L的线性范围内,成功检测到这三种金属离子,其检出限为0.2μmol/L。此外,该传感器还具有良好的抗干扰性、重复性和稳定性。在存在10倍浓度下的干扰离子情况下,对这三种金属离子的同时检测干扰影响较小。经过一个月后,对这三种金属离子的同时检测结果仍保持在98.96%—99.85%。将该传感器用于实际自来水中的Cd、Pb以及Cu金属离子的同时检测时,获得了极高的回收率(Cd:96.20%—102.62%;Pb:96.65%—103.38%;Cu:105.33%—108.09%),进一步展示了它们在实际复杂环境中的应用潜力,这突显了生物炭修饰电极在水质监测和环境分析领域的可行性和实用性,为解决重金属污染问题提供技术支持。

关键词：生物炭电化学传感器差分脉冲阳极溶出伏安法重金属检测

基于AORBCO模型的焊接工艺评定专家系统自动生成技术研究与实现

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基于AORBCO模型的焊接工艺评定专家系统自动生成技术研究与实现

作者：徐毫西安工业大学

学位级别：硕士

数形结合思想在高中数学解题中的应用研究 ——以平面向量为例

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数形结合思想在高中数学解题中的应用研究 ——以平面向量为例

作者：高毫琴重庆三峡学院

学位级别：硕士

“数”与“形”是中学数学中两个密切相关的研究对象。《普通高中数学课程标准(2017年版2020修订)》指出:“数学是研究数量关系和空间形式的一门科学。”在新课程标准的要求下,教师不仅要重视知识的传授,更要重视数学思想的教学。数形... 详细信息

“数”与“形”是中学数学中两个密切相关的研究对象。《普通高中数学课程标准(2017年版2020修订)》指出:“数学是研究数量关系和空间形式的一门科学。”在新课程标准的要求下,教师不仅要重视知识的传授,更要重视数学思想的教学。数形结合思想作为数学思想之一,对数学教育起着重要作用。基于这些背景,本文主要采用文献分析法、调查问卷法、实验对照法来具体研究以下问题:问题一:数形结合思想在高中数学解题中的应用现状?问题二:学生应用数形结合思想解决数学问题时存在哪些问题?问题三:数形结合思想在解题过程中应该如何应用?教师应该采取哪些策略?问题四:在解题中应用数形结合思想是否会产生理想的教学效果?本研究首先通过阅读专家学者有关数形结合思想理论方面的著作,在明确数形结合思想内涵的基础上,仔细研读高中数学课程标准的要求,确定了数形结合思想各个水平的划分维度;然后编制出了数形结合思想在高中数学解题中应用现状的学生问卷和教师访谈提纲,再对调查结果进行深度剖析,分析学生的认知现状以及解题时存在的问题,并针对现状问题提出相应的解题教学策略;最后结合水平划分设计了检测学生数形结合解题能力的测试卷,在此基础上,将策略应用于实验班进行实证研究。研究得到的主要结论是:(1)应用现状:学生对数形结合思想的理解不够深刻;学生运用数形结合思想解题的意识和能力较弱;教师在习题课上对数形结合思想的应用和渗透程度不够;教师仅仅把数形结合作为一种解题工具,没有及时对解题过程进行总结和反思;教师对学生缺乏解题专项训练,忽略了学生的主观能动性。(2)存在问题:学生基础知识不扎实;学生不喜欢通过画图来解决问题;学生在解题时数与形的转化不准确;学生“由数及形”的能力较低,作图不准确导致出错。(3)解题教学策略:转变教学观念,改进学习方式;加强数与形的相互表征;重视对数形结合解题错误分析;引导学生及时总结;遵循数形结合思想的应用原则。(4)解题教学效果:提高了学生的解题能力和解题正确率,在遇到复杂的数学情境时,能够借助代数与图形之间的联系,准确进行数与形的表征;提升了学生的逻辑思维能力和抽象思维能力;加强了学生对于基础知识的理解和掌握,使得知识与思想融为一体;促进了学生数学学科核心素养的发展,学生能够感受到数学的简洁美。

关键词：数形结合思想高中数学解题应用现状解题策略实证研究

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周期驱动拉曼晶格系统中的动力学拓扑现象

物理学报 2024年第14期73卷 24-33页

作者：蔡德欢屈苏平合肥国家实验室合肥230088 中国科学院量子信息与量子科技创新研究院合肥230026 蚌埠学院蚌埠233030

基于目前超冷原子系统中模拟能带拓扑和动力学量子相变的有关实验进展,设计出一个时间周期驱动的一维拉曼晶格系统来模拟动力学拓扑现象.利用振幅周期调制的拉曼光束耦合类碱土^(171)Yb原子的{^(1)S_(0),^(3)P_(1)}能级可以实现所需要... 详细信息

基于目前超冷原子系统中模拟能带拓扑和动力学量子相变的有关实验进展,设计出一个时间周期驱动的一维拉曼晶格系统来模拟动力学拓扑现象.利用振幅周期调制的拉曼光束耦合类碱土^(171)Yb原子的{^(1)S_(0),^(3)P_(1)}能级可以实现所需要的周期驱动拉曼晶格系统.时间周期系统的单带紧束缚近似哈密顿量通过特定变换可以解析求得有效Floquet哈密顿量和微动算符(micromotion operator),从而可以在一维晶格系统中研究任意驱动频率下Floquet动力学量子相变和动力学斯格明子结构出现的条件.结果表明,拓扑非平庸的有效Floquet哈密顿量是系统出现Floquet动力学量子相变的充分不必要条件,并且可以保护Floquet微动过程中的动力学斯格明子结构.

关键词：拓扑相动力学量子相变超冷原子拉曼晶格

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考虑应力梯度效应的金属微梁屈服模型研究

力学学报 2024年第4期56卷 1025-1036页

作者：张旭秦聪屈腾飞马竞郑州大学力学与安全工程学院郑州450001 珠海格力电器股份有限公司广东珠海519070

一系列微加载测试结果表明,金属微梁的弯曲强度会随着材料外部几何特征尺寸的减小而显著升高,呈现出明显的尺寸相关性.基于位错塞积模型,探讨了纯金属单晶微梁的初始屈服应力,并提出了描述其尺寸相关性行为的关键内禀特征长度.通过综合... 详细信息

一系列微加载测试结果表明,金属微梁的弯曲强度会随着材料外部几何特征尺寸的减小而显著升高,呈现出明显的尺寸相关性.基于位错塞积模型,探讨了纯金属单晶微梁的初始屈服应力,并提出了描述其尺寸相关性行为的关键内禀特征长度.通过综合分析现有的微梁弯曲实验及其离散位错动力学数值模拟结果,并考虑到位错-自由表面交互作用的影响,提出了一种仅涉及位错源的位错塞积构型.在此构型下,对线性应力梯度作用下的位错塞积行为进行了连续性分析,并建立了一个由位错源主导的应力梯度屈服模型.该模型有效地解释了微梁初始屈服应力的尺寸相关性,并与实验结果一致.研究结果表明,针对外部几何特征尺寸在数微米及以下的纯金属单晶微梁,位错塞积行为是其尺寸相关性行为的主导机制,而且刻画这种行为需要两个内禀特征长度参数,即位错源长度和位错塞积长度.为解释非均匀加载条件下微尺度晶体材料屈服应力的尺寸相关性行为,特别是纯金属单晶微梁,提供了新的视角.

关键词：位错塞积应力梯度屈服应力尺度效应

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