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煤矿区绿色低碳评价指标构建及应用

煤炭科学技术 2024年第4期52卷 131-142页

作者：金向阳李杨于雷李要娜雷兴海王楠鄢明慈夏雪任玉琦中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 中煤科工集团国际工程有限公司北京100013

煤矿矿区是煤炭生产的重要基地,对当地经济和能源供应具有重要意义。在我国能源开发和环境保护中,矿区规划占据着举足轻重的地位。随着全球能源格局的变化以及我国提出的“碳达峰、碳中和”战略目标,煤矿矿区的规划不再仅仅局限于资源... 详细信息

煤矿矿区是煤炭生产的重要基地,对当地经济和能源供应具有重要意义。在我国能源开发和环境保护中,矿区规划占据着举足轻重的地位。随着全球能源格局的变化以及我国提出的“碳达峰、碳中和”战略目标,煤矿矿区的规划不再仅仅局限于资源的开采,更要注重生态环境的保护与修复,以及矿区经济的可持续发展。因此,有必要将“双碳”规划的内容纳入到矿区总体规划中,以此来引导煤炭行业的可持续发展,并支持国家的“双碳”战略目标。为了进行矿区“双碳”规划,首先需要对矿区的碳排放现状进行详细评估,从而为“双碳”规划提供科学依据。以煤矿矿区为视角,提出了“三步法”构建评价指标,即综合分析法初选指标、社会网络分析法补充指标和模型法校核指标。该指标体系包含7项一级指标和36项二级指标,引入模糊变量隶属度函数,建立模型对二级评价指标量化计算,采用逐层模糊综合评价法,对矿区绿色低碳度进行评价。以宁夏积家井矿区为案例,应用本研究的评价体系进行实证分析。结果表明,积家井矿区在绿色低碳发展方面尚处于较低水平,但同时也显示出巨大的改善潜力。针对评价结果,提出矿区未来应当注重合理利用土地资源,加强土地复垦,强化生态重建与保护措施,为矿区的绿色低碳转型提供了可行的路径。

关键词：煤矿矿区碳排放绿色低碳评价指标模糊综合评价

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新型抗氧化塑料闪烁体老化研究

新型抗氧化塑料闪烁体老化研究

作者：李兴华西北师范大学

学位级别：硕士

基于分形理论的CPA-10沥青混合料抗滑和抗裂性能研究

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基于分形理论的CPA-10沥青混合料抗滑和抗裂性能研究

作者：宋兴华重庆交通大学

学位级别：硕士

超薄罩面养护技术在道路预防养护工程中展示了其卓越的应用潜力,尤其是在延长沥青路面服役寿命、减少维护频次,降低经济成本方面尤为突出。为了进一步研究超薄罩面耐久性,尤其是抗滑性,抗裂性。本文选择了半开级配CPA-10沥青混合料,通... 详细信息

超薄罩面养护技术在道路预防养护工程中展示了其卓越的应用潜力,尤其是在延长沥青路面服役寿命、减少维护频次,降低经济成本方面尤为突出。为了进一步研究超薄罩面耐久性,尤其是抗滑性,抗裂性。本文选择了半开级配CPA-10沥青混合料,通过结合分形级配理论与贝雷法进行级配设计,将采用MSL11加速加载设备和三维扫描激光轮廓仪评估CPA-10的抗滑性能,建立分形维数与抗滑性能相关性;并利用半圆弯曲实验(SCB)与裂缝扩展实验(OT)研究其抗裂性能,进一步明确分形维数与抗裂性能的关系,为超薄罩面技术研究提供新思路。主要研究内容及结论如下:(1)通过结合分形级配理论和贝雷法,设计了7条CPA-10沥青混合料不同级配。其中粗集料的分维数(Dc)依次设定为1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2及2.3,相对应的关键筛孔通过率则分别定为14%、17%、20%、23.5%、26%、29%及32%。试验结果表明:粗集料分维数(Dc)相对于细集料分维数(Df)对CPA-10沥青混合料马歇尔技术参数、高温性能、水温性能影响更大。其中,粗集料分维数(Dc)的降低与沥青混合料空隙率的增加呈现正相关性;当粗集料分维数为2.0时高温性能最优,为1.7时水稳定性最优。(2)通过MSL11加速加载设备对七条不同级配的车辙板试件加载100万次,对加载后的车辙进行了三维模型重构,探讨抗滑参数和分形维数之间的评价关系。试验结果表明:粗集料分维数(Dc)越小,抗滑性能指标摆值(BPN)和构造深度(TD)会越大,盒计维数反而越大,抗滑性能也更优。加载次数达到50万次后,7条级配的盒计维数稳定于2.42-2.47区间内,此时,摆值(BPN)普遍高于44,构造深度(TD)基本全部高于0.9mm,抗滑性能也趋于稳定。从三维模型的色标得知,粗集料分维数(Dc)越小,级配的表面凹凸的高低阈值范围更大,表面更粗糙;在整体对比中,级配5、6和7在经历100万次加载后,表现出了较高的摆值和构造深度,维持了良好的抗滑性能。因此,建议CPA-10沥青混合料抗滑设计中的粗集料分维数(Dc)的范围为1.7-1.9。(3)通过半圆弯曲实验(SCB)与裂缝开展实验(OT)深入分析了7条不同级配沥青混合料在不同影响因素条件下的抗裂关键参数的变化规律。试验结果表明:对沥青混合料抗裂性能的影响程度排序为预切口深度>温度>预切口角度。当粗集料分形维数(Dc)为1.7时,材料都展现出较好的韧性。在OT实验中,粗集料分维数(Dc)越小,级配从1至7的临界断裂能呈现总体上升的趋势。从二维图像来看,裂缝的扩展方向主要沿着石料的边缘延伸。裂缝的起始点通常位于预切口的顶端,并沿着受力方向进行扩展,抗裂性能建议分形维数是1.7。

关键词：分形理论抗滑性能抗裂性能半圆弯曲实验裂缝扩展实验

基于实物模型的小学科学教学情境设计研究 ——以“地表雕刻师”为例

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基于实物模型的小学科学教学情境设计研究 ——以“地表雕刻师”...

作者：王兴华沈阳大学

学位级别：硕士

随着小学科学学科地位的提升,设计与达成高效的科学课堂以及让小学科学教学更贴合科学学科核心素养的培养逐渐受到不同学者关注。实物模型能够将抽象的知识以直观的形式展示,是学生科学学习的重要工具。《义务教育科学课程标准(2022年版... 详细信息

随着小学科学学科地位的提升,设计与达成高效的科学课堂以及让小学科学教学更贴合科学学科核心素养的培养逐渐受到不同学者关注。实物模型能够将抽象的知识以直观的形式展示,是学生科学学习的重要工具。《义务教育科学课程标准(2022年版)》将科学思维列为科学学科核心素养之一,“实物模型”成为课程标准中的高频词汇,使用和构建实物模型能显著提升学生的科学思维能力,因此需要深入研究基于实物模型的小学科学教学情境设计,通过实物模型的情境促进学生全面发展,培养学生的科学学科核心素养。本文主要采用文献研究法、问卷调查法、统计分析法等方法进行研究。首先,对相关文献进行整理分析,梳理了情境教学、情境设计、实物模型相关的概念、理论以及研究现状;其次,阅读大量文献资料后编制小学科学教师与学生的调查问卷,运用问卷调查法调查一线小学科学教师基于实物模型的小学科学教学情境设计的现状,并对当前小学科学教学情境设计的现状及存在问题的原因进行分析。分析调查问卷结果发现目前情境设计存在以下问题:教学情境设计方式单一、教学情境设计缺乏连贯性、教学情境设计偏离核心素养目标、情境教学缺乏学生的深度参与、实物模型情境设计缺少基础条件等;再次,根据调查问卷反映出的问题,提出对应的小学科学教学情境设计优化策略,在理论指导下对课程标准以及苏教版科学教材进行分析,之后选取《地表雕刻师》一节进行基于实物模型的小学科学教学情境设计,以解决情境设计中存在的问题并促进学生核心素养的发展;最后,结合建模流程将情境设计与教学活动结合实施教学。选取初始状态相近的两个班作为实验班和对照班,实践教学后利用以核心素养四个维度为主的学情测评卷对实验班跟对照班进行前后测,并对实验班的师生进行问卷访谈,通过前后测结果和访谈结论检验基于实物模型的情境设计的有效性,通过质性评价与量化评价相结合的方式对教学情境设计进行评价与反思。本文在分析教学情境设计实践效果的基础上,得出以下结论:基于实物模型的小学科学教学情境设计能够取得较好的教学效果,学生在动手制作实物模型的过程中掌握科学知识、提高小组合作能力和意识、提高科学思维与探究实践的能力、增强热爱并保护自然的意识,从而能促进学生科学学科核心素养的发展。

关键词：小学科学实物模型教学情境设计核心素养

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支链氨基酸对脂肪分化的影响及机制研究

支链氨基酸对脂肪分化的影响及机制研究

作者：蔡兴华安徽医科大学

学位级别：硕士

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面向无人机场景的小目标检测方法研究

面向无人机场景的小目标检测方法研究

作者：王兴华临沂大学

学位级别：硕士

虽然基于深度学习的目标检测方法近年来取得了显著的成功,但它们在检测小目标方面的性能并不能满足人们的需求。特别是用于检测无人机拍摄图像中的小目标,包括行人、汽车、摩托车、船舶、自行车等小物体。与常规的目标相比,无人机拍摄... 详细信息

虽然基于深度学习的目标检测方法近年来取得了显著的成功,但它们在检测小目标方面的性能并不能满足人们的需求。特别是用于检测无人机拍摄图像中的小目标,包括行人、汽车、摩托车、船舶、自行车等小物体。与常规的目标相比,无人机拍摄的图像中往往会有大量密集模糊、有效信息不足、大小尺度不一致、弱光图像中被隐藏、角度任意变化和像素占比极小的小目标。常规的检测方法检测角度变化的目标时效果并不理想。为了解决无人机现实场景存在的检测问题,本文从可见光单模态和跨可见光与红外多模态两个方面研究了小物体检测方法,主要工作如下:(1)针对无人机场景下可见光图像中的物体尺度变化大、物体分布密集和有效信息少的问题提出相应的解决方法。首先,提出一个动态多维注意力模块,从不同方向关注小物体的重要信息。其次,提出区域特征处理模块去除冗余的背景信息以保证网络更好的检测小物体。接着,多维池化Transformer模块被设计以整合物体的上下文信息,并利用更多有效的物体信息。最后,基于上述提出的模块构建了单模态检测网络,以检测水平框标注的小物体。实验结果表明,所提出的网络在Visdrone、UAVDT和MS-COCO数据集上的AP分别达到了36.3%、85.2%和47.1%的先进性能。(2)由于(1)中单一模态的检测网络仍然存在弱光图像提取特征不充分、任意角度物体检测精度低和物体背景难辨别等问题。我们进一步采用跨可见光和红外多模态的方法来设计网络以检测旋转框标记的小物体。首先,为了解决弱光图像被隐藏物体信息难以被提取的问题,提出了一个跨模态动态融合模块,该模块能将两个路径上的特征进行动态调整并融合。其次,设计了一个多阶超分辨率重建模块以提升特征质量,为后续特征有效融合提供支撑。接着,一种减少参数数量并感知小物体信息的分组扩张感知模块被提出。最后,为了更好的辨别物体和背景,一个跨尺度滑动注意力解码器被设计。实验结果表明,所提出的网络在Drone Vehicle和VEDAI多模态数据集上的m AP分别达到了74.0%和80.1%的先进性能。(3)为了验证无人机场景的小目标检测效果,使用无人机对学校的行人、自行车和车辆等小目标进行了拍摄。利用工作(1)和(2)中提出的网络对图像进行了测试。无论是可见光还是红外图像中的小目标都能检测出来,验证了所提出方法的有效性和优越性。本文针对无人机场景的小目标检测难点分别从单模态和多模态角度设计了两个网络。网络的整体计算复杂度和检测精度实现了优异的性能表现。从实际场景的验证中也表现了方法的有效性。未来将继续拓展相关领域的研究工作,实现任务多元化。

关键词：深度学习无人机场景小目标检测可见光图像红外图像

基于热弹塑性有限元法的船体加筋板焊接模拟与极限强度研究

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基于热弹塑性有限元法的船体加筋板焊接模拟与极限强度研究

作者：朱兴华重庆交通大学

学位级别：硕士

开展船体结构极限承载性能(极限强度)研究与评估,对于保障船体结构安全性具有重要作用。船体结构由焊接产生的焊接变形与残余应力,在船体结构极限承载性能研究中统称为焊接初始缺陷。初始缺陷的存在是船体结构极限承载性能的重要影响因... 详细信息

开展船体结构极限承载性能(极限强度)研究与评估,对于保障船体结构安全性具有重要作用。船体结构由焊接产生的焊接变形与残余应力,在船体结构极限承载性能研究中统称为焊接初始缺陷。初始缺陷的存在是船体结构极限承载性能的重要影响因素,也是开展船体结构极限承载性能评估的基本前提。船体加筋板作为船体结构的主要基本构件,对其开展焊接初始缺陷与极限承载性能研究,具有重要的研究意义。本文首先采用热弹塑性有限元方法开展船体加筋板焊接数值模拟,获取船体加筋板的焊接初始变形与残余应力。进而,将焊后包含完整焊接初始变形与残余应力的船体加筋板,分别置于单次轴向压缩载荷与循环载荷下,探讨船体加筋板极限承载性能。本论文主要完成了以下工作:(1)综述了船体加筋板焊接数值模拟和极限承载性能研究现状与存在的不足。(2)将加筋板焊接数值模拟与试验所得变形结果进行了对比,验证了利用热弹塑性有限元法进行焊接数值模拟的可行性。随后,将焊接数值模拟获得的焊接变形与残余应力作为初始缺陷,开展了加筋板极限承载性能分析。将经验公式获取的极限强度与有限元计算结果进行对比,对本文非线性有限元法进行了验证。(3)基于热弹塑性有限元法,对小尺寸加筋板进行了焊接数值模拟。对比分析了24种不同焊接顺序下加筋板温度场和应力场分布规律。探讨了焊接过程中,能够较好控制加筋板残余应力及变形的焊接顺序。(4)根据小尺寸加筋板焊接顺序研究结果,选用同步焊接,对不同截面形式的船体加筋板开展了焊接数值模拟。获得船体加筋板焊接温度场、应力场,探讨了不同带板厚度和不同截面形式,对船体加筋板焊后变形与残余应力的分布和影响。(5)将焊接数值模拟所得到的焊后变形与残余应力作为船体加筋板的初始缺陷,运用非线性有限元法,开展了单次轴向压缩载荷下船体加筋板极限承载性能分析。探讨了包含初始缺陷、无焊接初始缺陷、不同带板厚度、加强筋尺寸对扁钢、角钢、T型材船体加筋板极限承载性能的影响。(6)运用非线性有限元法,进一步开展了循环载荷对船体加筋板极限承载性能分析。讨论了循环次数、加强筋尺寸、带板厚度对扁钢、角钢、T型材船体加筋板极限承载性能的影响。

关键词：船体加筋板焊接模拟极限承载性能循环载荷

职业教育如何赋能区域农村现代化——仲恺蚕桑教育的早期探索与启示

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教育与职业 2024年第5期1053卷 12-18页

作者：戚兴华颜琳仲恺农业工程学院人文与社会科学学院、岭南地方文化与乡村振兴研究中心广东广州510225 仲恺农业工程学院人文与社会科学学院广东广州510225

仲恺农工学校秉“注重实验,扶助农工”初心,创办之初即设蚕桑一科。仲恺蚕桑教育扎根地方,与居民、社区、产业、农村深度互动,营建了互动、开放与无边界式学习共同体;以技术赋能农民头脑、以理念赋值农民生计,改善了区域农民的生计模式... 详细信息

仲恺农工学校秉“注重实验,扶助农工”初心,创办之初即设蚕桑一科。仲恺蚕桑教育扎根地方,与居民、社区、产业、农村深度互动,营建了互动、开放与无边界式学习共同体;以技术赋能农民头脑、以理念赋值农民生计,改善了区域农民的生计模式,提升了行业科技水平,带动了区域农业生产合作,推动了跨区域、跨国界的学术文化交流。仲恺蚕桑教育模式立基于蚕桑专业,契合中国农业与教育现代化的早期实践需求,是现代农业职业教育的初阶形态。当前农业职业教育的转型发展需从生计模式转向生涯模式,并以农业为本、职业多元、融合城乡、朝向世界、面向未来为基本方向,充分发挥农业职业教育的产业赋能力、主体生涯力、城乡粘结力、国际影响力与开环创新力,以切实构建农业职业教育体系2.0。

关键词：仲恺蚕桑教育农村现代化农业职业教育

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从贝塔朗菲的机体论看合成生物学的发展

自然辩证法研究 2024年第6期40卷 107-112页

作者：唐兴华胡翌霖清华大学科学史系北京100084

合成生物学将对生命问题的探索推到新的层面,旨在通过工程学原理,利用“自下而上”和“自上而下”的研究方法,重新理解与设计生命。它冲击传统分析生命的范式,形成了“拆分+整合”的研究方法,开启制造生命的新篇章。然而,这一研究方法... 详细信息

合成生物学将对生命问题的探索推到新的层面,旨在通过工程学原理,利用“自下而上”和“自上而下”的研究方法,重新理解与设计生命。它冲击传统分析生命的范式,形成了“拆分+整合”的研究方法,开启制造生命的新篇章。然而,这一研究方法并非凭空而来,有其范式传统。它延续了贝塔朗菲机体论的“还原和系统”的方法,将其发展为“拆分+整合”的范式。为了更好地阐明合成生物学的方法论特性及其独特的生命观,需要重新回到贝塔朗菲机体论思想,探索他的机体论思想蕴含的“还原和系统”方法对理解合成生命的启发。此外,他对生命边界的哲学思考和价值关切,也对合成生物学的发展带来启发。

关键词：贝塔朗菲机体论还原论 “拆分+整合” 合成生物学