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基于声波操纵的微小物体运动建模与控制

控制理论与应用 2024年第2期41卷 229-239页

作者：徐连迪孙昊陶金孙俊清天津理工大学计算机科学与工程学院天津300384 南开大学人工智能学院天津300071 Silo AI 赫尔辛基芬兰00100

采用声波操纵克拉尼平板上的微小物体,在精准医学、液滴和颗粒的工业控制等方面有着广阔的应用前景.传统声波操纵认为在运动过程中,声波对微粒的影响是无序的,而近年来,研究得出声振动是有序的,但缺乏精确、有效的建模手段,限制其应用.... 详细信息

采用声波操纵克拉尼平板上的微小物体,在精准医学、液滴和颗粒的工业控制等方面有着广阔的应用前景.传统声波操纵认为在运动过程中,声波对微粒的影响是无序的,而近年来,研究得出声振动是有序的,但缺乏精确、有效的建模手段,限制其应用.针对该问题,本文提出了结合Faster R-CNN算法与局部加权回归(LOESS)算法的方法对声波场进行建模.采用图像识别技术辨识微粒在克拉尼平板上的位置,计算在某一固定声波频率下微小粒子在克拉尼平板不同位置上的位移.在积累大量位移数据后,基于LOESS算法,建立平板上的完整声波位移模型,分析声波力场如何在平面上对微小物体的运动施加影响,并建立仿真模型,进行克拉尼平板上微粒操纵的仿真实验.最后,本文将基于所搭建的声波操纵平台,对易碎的速溶咖啡颗粒进行控制,通过与仿真实验相对比,验证了建模与控制方法的可行性,证明该模型可实现微小粒子的运动控制.

关键词：声波操纵微小物体控制克拉尼平板 Faster R-CNN 局部加权回归

学校时间如何撬动教育质量:美国学校时间改革的经验

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全球教育展望 2024年第1期53卷 149-160页

作者：白倩连志鑫福建师范大学教育学院福州350007

在传统学校时空框架与教育改革的矛盾愈发凸显之际,美国学校时间改革提供了值得借鉴的经验。美国学校时间改革以提高教育质量和扩大学校教育公共价值为目的,围绕数量革命和质量革命展开,最终落脚于支持持续深度学习和满足个性化学习需... 详细信息

在传统学校时空框架与教育改革的矛盾愈发凸显之际,美国学校时间改革提供了值得借鉴的经验。美国学校时间改革以提高教育质量和扩大学校教育公共价值为目的,围绕数量革命和质量革命展开,最终落脚于支持持续深度学习和满足个性化学习需求。一系列改革措施促进美国的时间观念发生了根本性转变。学校时间改革的结果似乎表明,在大多数情况下改良时间结构比延长时间数量更有利于提高教育质量,并且只有当学校时间改革与课程、教学法、教师和评价方式等改革相联系时,真正的教育改革才会发生。

关键词：学校时间改革教育质量教育改革

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考虑推力意图的航空器连续爬升垂直剖面预测

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1347-1353页

作者：杜卓铭张军峰苗洪连王斌南京航空航天大学民航学院南京210016 中国民用航空中南地区空中交通管理局广州510403

航空器连续爬升剖面的准确预测可以提高冲突探测的可靠性和离场排序的精确性。基于推力设置信息,提出航空器推力意图的建模方法。利用航空器的全能量方程,考虑风速向量与温度信息,提出考虑推力意图的航空器连续爬升垂直剖面的预测方法... 详细信息

航空器连续爬升剖面的准确预测可以提高冲突探测的可靠性和离场排序的精确性。基于推力设置信息,提出航空器推力意图的建模方法。利用航空器的全能量方程,考虑风速向量与温度信息,提出考虑推力意图的航空器连续爬升垂直剖面的预测方法。利用快速存取记录器(QAR)数据,进行多案例的对比分析,以QAR每一数据帧为采样点,重点对预测剖面的真空速、高度和燃油流量等进行误差分析。考察不同预测方法,对比到达爬升顶点(TOC)的时间和距离的误差。结果表明:采用所提预测方法可以将到达TOC时间平均绝对误差控制在1 min内;与不考虑推力意图的预测方法相比,可以降低到达TOC时间平均绝对误差约52%。

关键词：空中交通管理航迹预测连续爬升性能模型推力意图

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海上桩基础注水加压拆除法的研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第4期57卷 437-444页

作者：张浦阳信连硕丁红岩乐丛欢天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350

近年来,全球海上风电发展势头迅猛.单桩基础作为最早应用于海上风电的基础类型,在全球风场中占据主导地位.现有风机的寿命一般约为20年,预计未来10年将迎来大量风机退役,这使得海上桩基础的回收问题变得愈发重要.为更好地解决海上桩基... 详细信息

近年来,全球海上风电发展势头迅猛.单桩基础作为最早应用于海上风电的基础类型,在全球风场中占据主导地位.现有风机的寿命一般约为20年,预计未来10年将迎来大量风机退役,这使得海上桩基础的回收问题变得愈发重要.为更好地解决海上桩基础退役拆除问题,本文通过物理模型实验的方式对注水加压拆除法进行了研究.实验结果显示:大直径桩基础拆除时所需压强更小,更易通过注水加压拆除法进行拆除;桩基础初始倾角对注水加压拆除所需压强影响较小,但初始倾角越大基础越易倾倒;拆除过程中桩基础单位位移引起的舱内压强下降幅度始终相同,不受基础直径、入泥深度以及倾角的影响.根据物理模型实验数据,结合土力学、水力学相关理论,建立了注水加压拆除法全过程理论模型,可大致预测不同桩径、不同入泥深度桩基础的启动舱内压强与舱内压强-位移曲线,并且在此基础上,结合渗流计算,利用有限元模型对水泵在注水回收过程中可产生的最大舱内压强进行了预测,对比最大舱内压强与基础拆除所需的启动舱内压强即可判断此水泵能否用于注水加压拆除.本文所得结论可为海上风电桩基础的退役处理提供参考,有助于保障风场海床资源的可持续利用,具有一定的工程价值.

关键词：海上风电桩基础拆除注水加压模型实验

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单胶束定向组装合成介孔材料

科学通报 2024年第16期69卷 2110-2129页

作者：艾研杨超超盖甜雨封佳佑李伟复旦大学化学系先进材料实验室上海市分子催化与创新材料重点实验室聚合物分子工程国家重点实验室上海200433

历经30多年的蓬勃发展,功能介孔材料已经形成了一个庞大的材料家族,包含多种组分与结构.以表面活性剂或嵌段共聚物为模板,能够通过合理地调控组装过程来精确地调节介观结构,是制备介孔材料的主要方法.在该方法中,表面活性剂或嵌段共聚... 详细信息

历经30多年的蓬勃发展,功能介孔材料已经形成了一个庞大的材料家族,包含多种组分与结构.以表面活性剂或嵌段共聚物为模板,能够通过合理地调控组装过程来精确地调节介观结构,是制备介孔材料的主要方法.在该方法中,表面活性剂或嵌段共聚物分子首先自组装形成单个胶束或胶束聚集体,然后与框架前驱体组装形成有序的介观结构.本文重点讨论单胶束纳米结构的制备、单胶束基元与框架前驱体的组装以及界面诱导单胶束组装合成介孔材料这3个方面,旨在提高读者对单胶束的形成过程、胶束的组装以及有序介观结构生成机制的理解.最后,本文简要指出该领域存在的主要问题和挑战,探讨单胶束定向组装合成介孔材料可能的发展方向与机遇.

关键词：软模板单胶束自组装介孔材料

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(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2~5)团簇离子在308 nm处的光解动力学

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 279-285,I0103页

作者：赵云肖胡高明李佑卿陈旸赵东锋中国科学技术大学化学物理系合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230026

本文利用一套高分辨圆柱形低温离子阱速度成像谱仪装置研究了小团簇离子(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2-5)在308 nm处的光解动力学.通过记录光解产物碎片质谱和速度影像,发现二聚体水团簇(H_(2)O)_(2)^(+)解离生成H_(3)O^(+)和H_(2)O^(+)光碎片,... 详细信息

本文利用一套高分辨圆柱形低温离子阱速度成像谱仪装置研究了小团簇离子(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2-5)在308 nm处的光解动力学.通过记录光解产物碎片质谱和速度影像,发现二聚体水团簇(H_(2)O)_(2)^(+)解离生成H_(3)O^(+)和H_(2)O^(+)光碎片,表明其同时存在质子转移(H_(3)O^(+)-OH)和半束缚(H_(2)O-OH_(2))+两种构型,水团簇离子(H_(2)O)_(n)^(+)(n=3~5)普遍通过同时丢失OH和H_(2)O部分解离得到H+(H_(2)O)_(n-2,…,1)光碎片,并且(H_(2)O)_(5)^(+)团簇离子有一个仅通过丢失OH的额外通道得到H+(H_(2)O)4.前者表明(H_(2)O)_(n)^(+)(n=3~5)的构型是(H_(2)O)_(n-2)H_(3)O^(+)OH,后者表明在(H_(2)O)_(5)^(+)团簇离子中核H_(3)O^(+)和OH被H_(2)O分开.基于实验影像得到的光碎片各向异性参数为负值并且值较小,表明(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2~5)团簇离子在光子吸收后经历垂直电子跃迁,随后缓慢解离,并导致光碎片的高内部激发.

关键词： (H_(2)O)_(n)^(+)团簇光解动力学飞行时间质谱速度成像

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太赫兹多维度相位调控反射超表面研究

光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1858-1867页

作者：黄若彤李九生中国计量大学太赫兹研究所浙江杭州310018

数字编码超表面可以控制电磁波传输,受到了广泛关注。大多数报道的编码超表面基于几何相位或传输相位实现对反射或者透射线极化波和圆极化波的2π相位覆盖,限制了太赫兹波调控灵活性。提出传输相位和几何相位相结合排布超表面,在线极化... 详细信息

数字编码超表面可以控制电磁波传输,受到了广泛关注。大多数报道的编码超表面基于几何相位或传输相位实现对反射或者透射线极化波和圆极化波的2π相位覆盖,限制了太赫兹波调控灵活性。提出传输相位和几何相位相结合排布超表面,在线极化太赫兹波入射下,基于传输相位机理设计的超表面产生了涡旋波束。根据几何相位原理,在圆极化太赫兹波入射下,设计的超表面产生了反射波束的偏转,超表面可以在多个频点产生涡旋波束,在0.9和1.2 THz处产生拓扑荷数l=1和l=2的涡旋波束,通过卷积生成偏折涡旋波束。最后设计聚焦超表面,实现了反射聚焦。研究结果表明,设计的超表面提供了一种多自由度的太赫兹波偏振和相位操控方法,在太赫兹系统具有广阔的应用潜力。

关键词：太赫兹相位调控涡旋波束波束偏转

高温合金磨削热损伤的形成机理及对表面完整性的影响

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 35-42页

作者：尹佑康徐锦泱明伟伟安庆龙陈明上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

高温合金磨削加工过程中易出现热损伤缺陷,严重降低零件的疲劳寿命,为解决该工程问题,采用锆刚玉砂轮与微晶刚玉砂轮对高温合金开展了深切缓进磨削试验.研究磨削工艺参数对磨削温度、磨削力,表面形貌与表面粗糙度的影响规律,揭示高温合... 详细信息

高温合金磨削加工过程中易出现热损伤缺陷,严重降低零件的疲劳寿命,为解决该工程问题,采用锆刚玉砂轮与微晶刚玉砂轮对高温合金开展了深切缓进磨削试验.研究磨削工艺参数对磨削温度、磨削力,表面形貌与表面粗糙度的影响规律,揭示高温合金磨削热损伤的形成机理与有效抑制措施,对比分析磨削热损伤对表面完整性造成的影响.结果表明,加工弧区瞬时高温是引起高温合金磨削热损伤的本质原因,微晶刚玉砂轮因自锐性优势能有效抑制磨削热损伤,高温合金磨削热损伤表面呈现氧化变色、鱼鳞状涂覆纹理、硬度下降与残余拉应力等表面缺陷.实现高温合金无热损伤磨削的有效手段是降低磨削热量的产生与加工弧区的强化换热.

关键词：热效应磨削加工形成机理表面完整性

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基于相关性反馈的开源系统跨层需求追踪方法

软件学报 2024年第3期35卷 1321-1340页

作者：田家豪张莉连小利赵倩慧北京航空航天大学计算机学院软件工程研究所北京100191 软件开发环境国家重点实验室(北京航空航天大学) 北京100191 北京航空航天大学软件学院北京100191

大型复杂软件系统的需求分析与生成是一个由上而下逐层分解的过程,跨层需求间追踪关系的构建对于项目的管理、开发与演化都至关重要.开源系统的松耦合贡献方式需要每位参与者能便捷地理解需求的来龙去脉及需求状态,这依赖跨层需求间的追... 详细信息

大型复杂软件系统的需求分析与生成是一个由上而下逐层分解的过程,跨层需求间追踪关系的构建对于项目的管理、开发与演化都至关重要.开源系统的松耦合贡献方式需要每位参与者能便捷地理解需求的来龙去脉及需求状态,这依赖跨层需求间的追踪.问题描述日志是开源系统中需求的常见呈现方式,其无固定模板要求,内容多样(含文本、代码、调试信息等),术语使用自由,跨层需求间抽象层次大,给自动追踪带来极大的挑战.提出一种面向关键特征维度的相关性反馈方法,通过静态分析项目代码结构,抽取代码相关术语及其间的关联强度,构建代码词汇库,以缓解跨层需求的抽象层次差距及用语不统一的问题;通过度量词汇对需求描述的重要性并基于此筛选关键特征维度,以对查询语句进行针对性的优化,有效减少需求描述长度、内容形式等方面的噪音.通过在3个开源系统需求集上针对两个场景的实验,表明所提方法相比基线方法在跨层需求追踪方面的优越性,相比VSM、Standard Rocchio和Trace BERT,F2值的最大提升分别可达29.01%、7.45%和59.21%.

关键词：需求追踪相关性反馈开源系统问题日志