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等离子体作用下不同脉冲数超快激光烧蚀过程中化学反应机制的数值模拟

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机械工程学报 2024年第8期60卷 94-106页

作者：张春波吴成军袁浩天西安交通大学机械工程学院西安710049

为了降低激光加工试验成本,建立较为完善的激光加工仿真模型,预测加工材料表面氧化物分布情况,基于计算流体力学方程、流固耦合理论和双温模型,借助OpenFOAM流体仿真平台,通过C++自编程的方式,建立了超快激光烧蚀的三维热化学反应模型... 详细信息

为了降低激光加工试验成本,建立较为完善的激光加工仿真模型,预测加工材料表面氧化物分布情况,基于计算流体力学方程、流固耦合理论和双温模型,借助OpenFOAM流体仿真平台,通过C++自编程的方式,建立了超快激光烧蚀的三维热化学反应模型。模型考虑了等离子体对入射激光能量的吸收和散焦作用以及温度变化对表面反射率和分层吸收系数的影响,采用Maxwell-Stefan理论模拟了多元组分间的扩散现象,并利用配分函数法拟合了热化学反应速率。采用240 fs脉冲激光进行相同功率、不同脉冲数下的激光打孔试验,验证了仿真模型的有效性。试验结果表明,随着脉冲数的增加,等离子体对激光的屏蔽作用增强,烧蚀后材料表面微孔结构的直径逐渐增大,烧蚀区域的氧化物含量逐渐上升。通过仿真结果与试验结果对比可知,在表面微孔结构的直径方面,两者间的相对误差不超过5%,在表面氧化物含量方面,相对误差控制在12%以内。并且分析出当脉冲数较小时,等离子体作用较弱,热效应在激光能量中所占比例比较大,使得仿真与试验的氧化物占比误差较大。将等离子体与化学反应模块相结合,采用配分函数法求解了热化学反应速率,能够预测材料表面氧化物含量。

关键词：超快激光烧蚀多元组分扩散热化学反应等离子体

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近地阶段复杂条件下飞机尾涡数值模拟研究

近地阶段复杂条件下飞机尾涡数值模拟研究

作者：罗昊天中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

在全球化的今天,航空运输的重要性与日俱增,航班延误问题也日益严重,尾流间隔(保障后机不受前机尾流影响的最小安全间隔)是制约机场效率的关键因素。本文主要考虑了几种复杂条件(侧风、湍流、地面效应)对于飞机尾涡演化的影响。首先,本... 详细信息

在全球化的今天,航空运输的重要性与日俱增,航班延误问题也日益严重,尾流间隔(保障后机不受前机尾流影响的最小安全间隔)是制约机场效率的关键因素。本文主要考虑了几种复杂条件(侧风、湍流、地面效应)对于飞机尾涡演化的影响。首先,本文详细分析了进近着陆阶段,飞机如何受到低空风切变的影响。在航空飞行中,低空风切变极易对处在起飞爬升或进近着陆阶段的飞机带来安全隐患,严重时会导致飞机失速甚至坠毁。低空风切变往往还具有持续时间短、尺度小、突发性强等特点。因此在我国民航和通用航空业高速发展的背景下,加强对飞机遭遇低空风切变的数值模拟仿真和研究具有重要意义和实际价值。采用SST湍流模型计算尾涡演化,通过构建二维H-B尾涡模型,编译环境侧风不同的七种情况进行尾涡耗散机理的数值模拟,通过对比成都双流机场实地探测的尾涡发现在非线性垂直切变影响下侧风和涡诱导速度的叠加会导致尾涡对周围的压力分布不对称,引起尾涡对倾斜。其次,本文重点探讨了在均匀各向同性大气湍流条件下的尾涡的演化规律,采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)方法研究A330-300飞机尾涡在大气中的演变特性。研究工作首先发展了飞机尾涡演变的LES方法,将自适应网格技术应用于飞机尾涡演变的LES,大幅减少所需的网格量,采用LES计算了环境大气湍流下在3种不同湍流耗散率下的情况,并将数值模拟结果与成都双流机场的激光雷达尾涡探测情况进行了对比研究。研究结果显示:采用自适应网格法生成的涡核区域的细化网格在飞机尾涡的数值研究中被证明在是可靠的,能够很好地捕捉到长短波不稳定性;尾流相遇的安全性主要受环境湍流强度和尾涡结构不稳定性的发展影响。最后,本文深入探索了双涡系统在不同湍流耗散率下的行为特征,并重点研究了涡流和湍流在地面效应作用下的相互作用及其物理原理。湍流本身是通过Rogallo能谱LES获得的,然后用双涡系统(two-vortex systems,2VS)补充流动。为了深化对涡流行为的理解,我们采用LES进行了分析,该模拟结果提供了涡流行为的平均值及其变化范围。本文全面考虑了几种复杂条件下飞机尾涡演化的影响,提供了在低空风切变、大气湍流和地面效应条件下飞机尾涡演化的深入分析和数值模拟。通过多种方法和技术的综合运用,增强了模拟的准确性和可靠性,为理解和预测飞机尾涡的动态演化提供了有力的理论支持和实证依据。本文为航班运行的安全和效率提供了宝贵的理论指导和实践参考。在航空运输日益发展的今天,本文对于推动我国民航和通用航空业的持续、健康和安全发展具有一定的理论和实践意义。

关键词：尾涡数值模拟侧风湍流地面效应

《中国特色社会主义》课程教学中科学精神素养的培育研究 ——以重庆市万州区上海中学为例

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《中国特色社会主义》课程教学中科学精神素养的培育研究 ——以...

作者：姜仁天重庆三峡学院

学位级别：硕士

科学精神“是指公民在认识世界和改造世界的过程中表现出来的一种精神取向,即坚持马克思主义的科学世界观和方法论,能够对个人成长、社会进步、国家发展和人类文明作出正确的价值判断和行为选择。”(1)青少年是国家的未来和民族的希望,... 详细信息

科学精神“是指公民在认识世界和改造世界的过程中表现出来的一种精神取向,即坚持马克思主义的科学世界观和方法论,能够对个人成长、社会进步、国家发展和人类文明作出正确的价值判断和行为选择。”(1)青少年是国家的未来和民族的希望,是担当民族复兴的主力军,但当前的高中生面临着复杂的成长环境,普遍缺乏科学精神,对中国特色社会主义的科学性还缺乏深入理解,对我国制度的认同还处于感性阶段。高中思想政治课程是培育学生科学精神素养的关键课程,加强学生科学精神素养的培育有利于学生辩证、创新思维的发展和形成正确的价值观,还关系到中国式现代化进程的推进和民族复兴中国梦的实现。本文笔者通过阅读大量文献,发现当前科学精神素养培育主要从整个高中思想政治课程和哲学角度进行研究,且《中国特色社会主义》课程与科学精神培育也有紧密的联系。因此,本文笔者从《中国特色社会主义》课程角度对科学精神素养的培育进行研究。第一章,绪论。阐述本文选题背景和研究意义,整理国内外科学精神及培育的研究现状,明确本文的研究方向,阐述本文研究思路、方法和创新点。第二章,《中国特色社会主义》课程中科学精神素养培育概述。界定科学精神的概念,详析了《中国特色社会主义》课程中蕴含的科学精神素养内涵,分析了《中国特色社会主义》课程教学中科学精神培育的重要意义。第三章,《中国特色社会主义》课程教学中科学精神素养培育的依据。分别梳理了《中国特色社会主义》课程教学中培育科学精神素养的理论依据和现实依据。第四章,《中国特色社会主义》课程教学中科学精神素养培育的现状、问题及成因。以重庆市万州区上海中学为例,通过学生调查问卷结果和教师访谈结果,分析了当前《中国特色社会主义》课程教学中科学精神培育的现状,详析了《中国特色社会主义》课程教学中科学精神培育所存在问题,并归纳其成因。第五章,《中国特色社会主义》课程教学中科学精神素养培育的优化策略。针对《中国特色社会主义》课程教学中科学精神素养培育存在问题的成因,主要从教师入手探讨优化策略。第一,深入解读课标,提升培育能力;第二,科学设计目标,引领素养培育;第三,整合教学素材,丰富培育资源;第四,落实多元教学,筑牢培育桥梁;第五,完善素养评价,强化培育保障。

关键词：《中国特色社会主义》科学精神素养教学

计及多源数据因果关系的风电功率短期概率预测

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计及多源数据因果关系的风电功率短期概率预测

作者：张书天东北电力大学

学位级别：硕士

基于不同蒸发器面积配比下的双热源热泵供热性能研究

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基于不同蒸发器面积配比下的双热源热泵供热性能研究

作者：高昊天北方工业大学

学位级别：硕士

在低碳、绿色、可持续的大背景下,热泵技术顺应时代被广泛推广,冬季空气源热泵会存在能效比低、压缩机缺油、结霜等问题。现如今存在改善热泵供热性能的技术,也有一些关于双热源热泵方面的研究,但对于双热源不同蒸发器面积配比的研究较... 详细信息

在低碳、绿色、可持续的大背景下,热泵技术顺应时代被广泛推广,冬季空气源热泵会存在能效比低、压缩机缺油、结霜等问题。现如今存在改善热泵供热性能的技术,也有一些关于双热源热泵方面的研究,但对于双热源不同蒸发器面积配比的研究较浅。本文在双热源热泵系统的基础上,基于空气源、水源对应不同蒸发器面积配比,在不同条件下对系统进行供热特性研究。在原有空气源热泵的风冷蒸发器出口接入水冷蒸发器,制冷剂先后吸收空气源和水源中的热量,进行二次吸热,再经过压缩、冷凝、节流,由此完成冬季供热循环。本文通过调节水冷蒸发器阀门与加热水箱流量得以改变水源水量,进而调节双热源蒸发器面积占比,系统共设置三种面积配比,其中空气与水的面积配比分别为2.85、4.78、10.55,研究三组面积配比下系统在冬季室外温度较低(-3℃～6℃)、室外温度较高(6℃～15℃)、20℃和30℃水源温度下的能效比变化情况。当其他条件不变,空气侧温度越高,系统供热性能越好。低温组(-3℃～6℃)平均COP最大值为2.65,高温组(6℃～15℃)平均COP最大值达到3.26,相较单空气源热泵能效比分别提升54.1%、89.5%,这两组双热源空气、水面积配比均为2.85,当水温、空气侧温度不变时,面积配比越小(水量占比越大),系统能效比提升越明显。当面积配比不变且处于较小值时,水量占比多,随着空气温度的提升,系统COP增长速率较慢,因为空气少、水多,系统受空气温度变化影响较小,反之系统COP增长速率会变快。其次保持了室外空气侧温度不变,设置双热源面积配比为2.85,进行变水温工况测试,设置15℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃从低到高六组水温变化。研究发现水温越高,系统能效比提升越明显。测得水温为40℃时系统平均COP值为3.14,相比15℃水温时系统COP的2.40,提升了30.8%。相较于空气侧温度,水源侧温度对系统制热性能影响更大。当室外温度较低,制冷剂主要从水源侧吸收热量,空气侧部分吸热效果不大。对空气、水面积配比为2.85、水源温度为30℃的系统进行24小时供热测试,系统平均COP值为2.82。研究发现水冷蒸发器水源的补热作用可以提升系统性能,改善低温环境蒸发器结霜的问题,水源占比越多,补热效果和抑制结霜效果越好。运行期间补热后的系统除霜时间为11分钟,而单空气源系统的除霜时间长达44分钟,双热源的补热作用将除霜时间减少75%。最后对实际运行情况假设双热源中的水源为太阳能热水、工业余热废水及地下水,对系统进行效益分析,比较了三种系统的初投资、运行费用和费用年值,计算节能量和投资回收期。太阳能热水作双热源的节能率为39.4%,工业余热废水作双热源的节能率为34.2%,地下水作双热源的节能率为28.7%。通过节约能耗转换为标准煤的方式,可以看出双热源热泵系统展现出良好的节能环保效益。未来可以设计成可调节式蒸发器,根据所需动态调整双蒸发器面积配比,形成优势互补,将双热源热泵系统与北方农村大规模对接,形成规模供热体系。

关键词：热泵系统性能系数双热源水量占比节能

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列宁劳动观及其当代价值研究

列宁劳动观及其当代价值研究

作者：姚舜天北方工业大学

学位级别：硕士

劳动是马克思主义的重要范畴,是人类历史发展的重要动力。劳动观是人们关于劳动的观点及态度的总和,关系到人类实践的进程。自成型以来,列宁劳动观曾深刻影响了苏联等社会主义国家的建设历程。虽然21世纪的劳动形态发生了进一步的演变,... 详细信息

劳动是马克思主义的重要范畴,是人类历史发展的重要动力。劳动观是人们关于劳动的观点及态度的总和,关系到人类实践的进程。自成型以来,列宁劳动观曾深刻影响了苏联等社会主义国家的建设历程。虽然21世纪的劳动形态发生了进一步的演变,但列宁劳动观仍可作为解决当下劳动问题的理论武器,在新时代中国仍具有重要的指导意义。列宁劳动观是在马克思主义劳动观的基础上,结合国内外其他学者的劳动观念与俄国具体国情而生成的。随着革命工作的推进,列宁对劳动的认识也逐渐加深,经历了从分析与批判异化劳动到探讨全方位保障劳动者权益、从鼓动劳动者反抗剥削压迫到组织劳动者进行经济建设的转变。列宁的劳动观具有着丰富的内涵。本文偏重于其与劳动者相关的部分,以劳动正义论、劳动教育论、劳动组织论三部分为切入点,从多个角度探究了列宁劳动观。其中,劳动正义论,批判了异化劳动,推崇共产主义星期六义务劳动,注重提升劳动保障水平,主张完善劳动法律体系;劳动教育论,强调进行劳动纪律教育,重视家庭劳动技能训练,坚持教育与生产相结合以及加强综合技术教育;劳动组织论,重视发挥工会组织功能,强调组织劳动竞赛,主张落实工农检查院制度,坚持完善劳动改造机制。经过对列宁劳动观的总结分析,归纳出理论性与实践性统一、科学性和人民性统一、系统性和针对性统一三大内在特征。列宁劳动观的历史贡献主要体现在理论与实践两个方面:在理论方面,通过对俄国具体劳动问题的科学分析,丰富了马克思主义劳动观的实施细节;在实践方面,通过对劳动纪律、劳动竞赛、劳动法规、劳动教育等具体问题的论述,指导了苏联的经济建设,推进了苏联的快速工业化。列宁劳动观进一步发展了马克思主义劳动观,促进了马克思主义劳动观的中国化,对中国特色社会主义劳动观的形成与发展起着重要作用。在当代中国,仍要在结合中国具体实际的基础上,吸收和借鉴列宁劳动观中永不过时的成分,为新时代劳动观的研究与创新奠定基础,为新时代劳动教育提供经验指导,为促进社会主义现代化建设发挥实践价值。

关键词：列宁劳动观劳动者当代价值

基于随机控制理论的几个最优投资消费组合研究

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基于随机控制理论的几个最优投资消费组合研究

作者：张洪天北方工业大学

学位级别：硕士

随着金融理论与金融产品的不断完善与发展、经济水平的持续升高,理财需求逐渐成为越来越多人所关注的需求。在此基础之上,最优投资消费组合的研究显现了越来越重要的现实意义。在对最优投资消费组合的研究中,随机控制理论是一个学者们... 详细信息

随着金融理论与金融产品的不断完善与发展、经济水平的持续升高,理财需求逐渐成为越来越多人所关注的需求。在此基础之上,最优投资消费组合的研究显现了越来越重要的现实意义。在对最优投资消费组合的研究中,随机控制理论是一个学者们经常使用的重要理论,本文以该理论为基础,将求解最优投资消费组合的问题转化为求解HJB方程的问题,并在前人已有的研究基础上进行拓展探究。本文假设市场中具有一支债券和一支股票且市场具备随机利率与通货膨胀,假设资产可以连续交易、收益连续产生、消费连续发生,忽略资产与现金的转化以及现金用于消费所需的时间,在此前提之上,本文进行了三方面探究。(1)本文探究了投资者没有收入时的最优投资消费组合模型,并求得了该模型的解析解。(2)在第一项探究的基础上,本文假设投资者具有一项随机收入,并在股票收益率与利率的随机波动情况完全相关且股票收益率与收入增长率的随机波动情况完全相关的情况下求得了该模型的解析解。(3)在第二项探究的基础上,本文沿用相同的方程形式,对其他情况下模型的数值解进行了探究,并得出结论,在该方程形式下,当股票收益率与利率的随机波动情况不完全相关且股票收益率与收入增长率的随机波动情况不完全相关,并且利率、股票收益率、单位商品价格增长率、收入增长率之间的随机波动情况满足一定条件时,才可进行模型的数值运算。随后本文提供了一组特殊情况下的数值算例。最后,本文指出第二、三项探究的限制条件较为严格,未来可继续探究适用性更广泛的模型。

关键词：投资消费组合 HJB方程解析解数值解

安徽省固定资产投资对居民消费能力影响的实证研究

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南阳理工学院学报 2024年第2期16卷 22-29,54页

作者：尚坤乔国通陈飞张旦旦邹鹏安徽理工大学经济与管理学院安徽淮南232001

消费是我国经济增长的重要引擎。利用安徽省2012—2021年各地级市的面板数据,构建空间权重矩阵,在系列检验结果的基础上构建空间计量模型,分析固定资产投资对居民消费能力产生的影响。结果表明,居民消费能力呈现出稳定的空间集聚现象;... 详细信息

消费是我国经济增长的重要引擎。利用安徽省2012—2021年各地级市的面板数据,构建空间权重矩阵,在系列检验结果的基础上构建空间计量模型,分析固定资产投资对居民消费能力产生的影响。结果表明,居民消费能力呈现出稳定的空间集聚现象;第一、三产业固定资产投资的增加会对本地区居民消费能力带来显著的正向影响;城镇化水平和地区生产水平的提高会显著提升居民消费能力;交通网络建设会对本地区和邻近地区产生显著影响。据此提出建议,强化非中心城市的产业承接能力;优化固定资产投资方向;大力推进城镇化进程;加大公路交通基础设施投入力度。

关键词：固定资产投资居民消费空间计量模型

指向高阶思维发展的小学语文古诗文教学实践研究

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指向高阶思维发展的小学语文古诗文教学实践研究

作者：苏皓天贵州师范大学

学位级别：硕士