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基于PBL的高中数学单元教学设计研究 ——以“函数的概念与性质”为例

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基于PBL的高中数学单元教学设计研究 ——以“函数的概念与性质”...

作者：马之桓闽南师范大学

学位级别：硕士

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基于多粒度交互的组合零样本识别

基于多粒度交互的组合零样本识别

作者：黎家桓广西大学

学位级别：硕士

儿童肱骨外髁骨折不同手术内固定方式的有限元分析及研究

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儿童肱骨外髁骨折不同手术内固定方式的有限元分析及研究

作者：白桓安延安大学

学位级别：硕士

目的:利用三维有限元分析,建模儿童肱骨外髁骨折不同的手术内固定模型,并对其进行稳定性评价。通过比较肱骨远端及内固定模型的位移以及von-Mises应力云图,寻找最优的内固定方案。为儿童肱骨外髁骨折的固定方式提供力学依据,并为儿童肱... 详细信息

目的:利用三维有限元分析,建模儿童肱骨外髁骨折不同的手术内固定模型,并对其进行稳定性评价。通过比较肱骨远端及内固定模型的位移以及von-Mises应力云图,寻找最优的内固定方案。为儿童肱骨外髁骨折的固定方式提供力学依据,并为儿童肱骨外髁骨折的诊治提供参考意见。方法:在我院住院患者中挑选一名6岁患儿,使用CT扫描获取左侧肱骨远端并将数据以DICOM数据保存,将DICOM数据导入Mimics 21.0软件进行骨骼模型的粗略建模及处理,建模皮质骨、软骨和骨化核等结构。将上述结构导入Geomagic2021软件中进行模型的精细处理、表面优化并建模松质骨模型。将各部分结构导入Solid Works 2018三维处理软件中进行模型的布尔操作,并建模远端外侧至关节面的骨折线,得到儿童肱骨外髁的Milch II型骨折模型。同时在该软件中建模金属克氏针及螺钉的内固定模型。将骨折模型与内固定模型再次进行布尔操作得到两枚克氏针固定模型、三枚克氏针固定模型及螺钉固定模型。检查模型无误后导入ANSYS Workbench 2019有限元分析软件中,对不同的结构赋予不同的材料参数,设置骨折接触面类型后模拟儿童肱骨外髁骨折术后患儿骨折部位的受力情况。观察在拉力载荷和旋转载荷作用的条件下,不同克氏针构型在矢状面固定的稳定性差异,以及克氏针固定与螺钉固定方式的稳定性差异。结果:分析比较经有限元模拟软件获得的肱骨远端最大位移、内固定及骨的von-Mises应力云图结果。在矢状面布针研究中,综合考虑下-60°构型稳定性最优,平行布针的肱骨远端最大位移值分别为0.067 199 mm(拉力载荷)、0.139 72 mm(旋转载荷),分散布针的肱骨远端最大位移值分别为0.076 835 mm(拉力载荷)、0.150 94 mm(旋转载荷);平行布针时骨的最大von-Mises应力值分别为20.059MPa(拉力载荷)、41.155 MPa(旋转载荷),分散布针时骨的最大von-Mises应力值分别为27.669 MPa(拉力载荷)、40.293 MPa(旋转载荷);平行布针时内固定的最大von-Mises应力值分别为106.35 MPa(拉力载荷)、230.12 MPa(旋转载荷),分散布针时内固定的最大von-Mises应力值分别为139.52 MPa(拉力载荷)、262.83 MPa(旋转载荷)。在不同内固定方式的研究中,当模型收到拉力载荷时,平行3K模型的肱骨远端位移值最小(0.0417 51 mm);分散3K模型的骨头应力最小(20.216 MPa);平行2K-A模型的内固定应力最小(106.35 MPa);当模型收到旋转载荷时,平行2K-B模型的肱骨远端位移值最小(0.095 677 mm);分散3K模型的骨头应力最小(26.325 MPa);SCREW+K模型的内固定应力最小(224.26MPa)。结论:两枚克氏针固定时,矢状面-60°模型优于其余角度。两枚克氏针在矢状面入针点连线与矢状轴夹角为-60°时稳定性最优,增加1枚克氏针、张大克氏针分散的角度、增加克氏针分散距离可以提高模型固定的稳定性。平行布针的稳定性优于分散布针。且3枚克氏针固定优于螺钉固定或者螺钉结合1枚克氏针固定方式。

关键词：儿童肱骨骨折有限元分析骨折固定术

考虑尾气排放的交叉口信号配时多目标优化研究

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系统仿真学报 2024年

作者：丁新桓王华庆党旭辽宁工程技术大学土木工程学院

为缓解城市道路拥堵，提高交叉口交通效益与环境效益，本文建立了一种以交叉口总延误时间、总停车次数、通行能力和尾气排放总量为优化目标的多目标配时优化模型。该模型将尾气排放量纳入到数学优化模型中，通过构建一种基于比功率的尾... 详细信息

为缓解城市道路拥堵，提高交叉口交通效益与环境效益，本文建立了一种以交叉口总延误时间、总停车次数、通行能力和尾气排放总量为优化目标的多目标配时优化模型。该模型将尾气排放量纳入到数学优化模型中，通过构建一种基于比功率的尾气排放总量测算算法对交通效益指标与尾气排放量的数学关系进行量化，根据交叉口延误时间和停车次数可实现尾气排放总量测算，并分别利用VISSIM和MOVES软件对测算算法精度进行检验。在模型求解时，同时引入NDX交叉算子和SDE策略（Shift-Based Density Estimation，SDE）对传统NSGA-II算法进行改进设计，通过MATLAB软件对配时优化模型和改进NSGA-II算法进行编码，实现多目标配时优化模型求解。选取沈阳市云峰北街与北二东路交叉口为研究对象，利用VISSIM软件的COM端口集成MATLAB算法程序，对9种交通场景下的配时优化方案进行仿真模拟和评价指标分析。结果表明：尾气排放总量测算模型结果误差小于10%，与传统NSGA-II算法相比，改进的NSGA-II算法收敛速度提升了约54%，因此该多目标信号配时优化模型对交通效益与环境效益指标提升效果显著。

关键词：信号交叉口多目标优化模型尾气排放测算改进NSGA-II SDE策略环境效益

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四川地区夏季降水变化特征及其影响因子研究

四川地区夏季降水变化特征及其影响因子研究

作者：薛苏桓中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

在全球气候变暖的背景下,各类气象要素正在发生不同程度的变化,不仅给人类的生活带来不便与麻烦,更是对环境产生不可逆的影响。降水作为气候变化中极其重要的因子,对气候变化有着至关重要的影响。本文以“四川地区夏季降水变化特征及其... 详细信息

在全球气候变暖的背景下,各类气象要素正在发生不同程度的变化,不仅给人类的生活带来不便与麻烦,更是对环境产生不可逆的影响。降水作为气候变化中极其重要的因子,对气候变化有着至关重要的影响。本文以“四川地区夏季降水变化特征及其影响因子研究”为题,采用CN05格点化观测数据、NCEP/NCAR和ERA5再分析数据集、NOAA数据集及SIDC数据集,开展四川地区近40年夏季降水变化特征的研究并归纳总结引起降水变化发生的影响因子,为四川地区水资源管理、防洪抗旱及气候预测提供一定的理论基础,同时有助于四川地区机场及航空公司等职能部门保障航班安全、减少航班延误、发布更加准时的气象预警服务等。研究的主要内容及结论如下:(1)采用Mann-Kendall突变检验(曼-肯德尔法)、Morlet小波分析、经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)及旋转经验正交函数(rotated empirical orthogonal function,REOF)分析等方法,研究了四川地区夏季降水的整体变化趋势、空间分布特征以及时间变化规律,结果表明:近40年来四川地区夏季降水总体变化特征呈上下波动趋势,整体上呈南多北少的特点,降水量在1982年左右发生突变,并存在20年左右尺度的长周期变化和4-6年、8-12年两个尺度的短周期变化。EOF分析揭示了四川夏季降水的三种主要空间分布模式:全区一致干(湿)型、中间偏北干(湿)其余地区湿(干)型和东西反向型,其中全区一致型为四川地区夏季降水场的主模态。进一步REOF分析结果可知四川地区夏季降水场存在三个敏感变化区,可分为东北区、东区、中北区,第一模态时间系数年际变化较明显,第二模态和第三模态时间系数年际变化不显著。(2)通过EOF分析结果,筛选出近40年四川地区夏季降水中典型的多雨年和少雨年各5年,其中多雨年为1981、1998、2005、2018、2020年,少雨年为1994、1997、2004、2006、2011年,采用合成分析后经对比发现:高低纬冷暖空气交汇、水汽辐合程度、相对湿度、大气稳定度、气流垂直运动以及青藏高原的潜热加热与四川地区夏季降水年际变化都有着紧密的联系,其中孟加拉湾和南海的水汽输送强度、相对湿度等因子与四川地区夏季降水量呈正相关,大气稳定度与四川地区夏季降水量呈负相关。(3)通过相关分析发现西太平洋副热带高压活动、东亚夏季风、厄尔尼诺区海温、太阳黑子数、南方涛动指数(SOI指数)与多变量厄尔尼诺指数(MEI指数)的波动都对四川地区夏季降水变化有一定的影响。SOI指数与四川地区夏季降水量呈正相关,MEI指数与四川地区夏季降水呈负相关且这两个指数的相关系数最高,达到0.4及以上。东亚夏季风强度与四川地区夏季降水量之间存在着显著的正相关关系,相关系数最高达0.4。将Nino区划分为nino3、nino4和nino3.4三个区域,利用奇异值分解法(SVD)分别探讨这些区域和四川地区夏季降水的关系,其相关系数最高都可达到0.4,其中,当nino3区海温异常显著增高时,四川地区西部夏季降水量偏多,而东部及东北部区域则偏少;当nino4区海温异常偏高时,四川地区夏季降水量整体为减少趋势;当nino3.4区海温异常偏高时,四川地区夏季降水量整体为减少趋势,唯有甘孜州部分地区夏季降水量增加。太阳黑子数与四川地区夏季降水量存在一个11a左右的共同周期,与四川地区南部降水呈正相关,北部呈负相关,但相关系数不高,最高仅为0.3。西太平洋副高活动指数中,四川地区夏季累积降水量与西伸脊点位置总体变化呈反相位,与面积和强度指数都具有低度正相关关系,相关系数最高只有0.2左右。

关键词：四川地区夏季降水时空分布变化特征相关分析

三维多级钴酸镍结构的形貌调控及其电化学性能

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复合材料学报 2024年第1期41卷 281-292页

作者：李群张阔李艳华王书桓倪国龙华北理工大学冶金与能源学院唐山063210

形貌结构的调控对材料的电化学性能具有重要影响。本文采用溶剂热法结合煅烧在不同溶剂比及温度下合成不同形貌结构的钴酸镍,利用XRD及SEM和TEM等对样品的物相组成及形貌结构进行了表征,并对其电化学性能进行了分析。结果表明:当水与乙... 详细信息

形貌结构的调控对材料的电化学性能具有重要影响。本文采用溶剂热法结合煅烧在不同溶剂比及温度下合成不同形貌结构的钴酸镍,利用XRD及SEM和TEM等对样品的物相组成及形貌结构进行了表征,并对其电化学性能进行了分析。结果表明:当水与乙醇体积比为1∶1时,样品为中空的海胆状NiCo_(2)O_(4),随着水比例的增加,形貌逐渐转变为规则的中心放射状的针状形貌,且有第二相物质的存在。在水与乙醇体积比为1∶1时,随着温度的增加,形貌主要由毛绒球向花状、海胆状、中心放射状的针状过渡,而样品均为纯NiCo_(2)O_(4)。90℃合成的样品具有较好的电化学性能,在1 A·g^(−1)电流密度下,比电容高达1287.5 F·g^(−1),当扫速从20~100 mV·s^(−1)变化时,电容保持率达到59.4%,循环1500圈,比电容保持率高达80.1%,此外,在整个电化学反应过程中扩散控制过程起主导作用。

关键词： NiCo_(2)O_(4) 形貌调控生长机制电极材料超级电容器储能电化学性能

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基于改进PSO-RBF神经网络的三维边坡可靠度分析

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地球科学 2024年第5期49卷 1706-1721页

作者：彭宗桓盛建龙叶祖洋袁乾峰武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室湖北武汉430081

三维边坡模型能真实反映边坡空间效应,提升边坡可靠度计算精度,然而由于三维边坡模型计算量庞大且安全系数缺少显示表达,边坡可靠度分析主要以二维简化模型为主,针对三维边坡可靠度分析的研究仍存在不足.提出一种基于Spencer方法、自适... 详细信息

三维边坡模型能真实反映边坡空间效应,提升边坡可靠度计算精度,然而由于三维边坡模型计算量庞大且安全系数缺少显示表达,边坡可靠度分析主要以二维简化模型为主,针对三维边坡可靠度分析的研究仍存在不足.提出一种基于Spencer方法、自适应变异粒子群优化算法(PSO)和径向基函数神经网络(RBF)的三维边坡可靠度分析方法.通过对传统PSO算法引入变异算子,改善了其搜索精度较低、后期迭代效率不高等缺点.以三维Spencer方法为基础,结合改进PSO算法与RBF神经网络构建三维边坡安全系数的计算模型进行可靠度分析,实现三维边坡功能函数的显示化,通过标椎椭球滑体可靠度分析,验证了该方法相较于传统方法计算精度和效率的提升;进一步研究了卡基娃左岸边坡减载开挖过程稳定性及可靠度的变化规律,结果表明:削坡减载作用后有效提升了边坡的稳定性,边坡失效概率减小了近2个数量级.

关键词：三维边坡稳定可靠度粒子群优化算法神经网络岩土工程工程地质

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凉山彝族自治州林火时空变化规律及火险区划研究

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西北农林科技大学学报(自然科学版) 2024年 1-13页

作者：张甫桓张斌罗君左自泉西华师范大学四川省干旱河谷土壤侵蚀监测与控制工程实验室西华师范大学地理科学学院大小凉山干旱河谷土壤侵蚀与生态修复野外科学观测研究站

【目的】建立四川省凉山彝族自治州(简称凉山州)林火预测模型,为该地区林火防控和管理决策提供参考。【方法】基于凉山州2001-2015年MCD14DL的火灾数据集,采用核密度评估和空间自相关分析揭示火灾时空变化规律;选取多年平均气温、多年... 详细信息

【目的】建立四川省凉山彝族自治州(简称凉山州)林火预测模型,为该地区林火防控和管理决策提供参考。【方法】基于凉山州2001-2015年MCD14DL的火灾数据集,采用核密度评估和空间自相关分析揭示火灾时空变化规律;选取多年平均气温、多年平均降水量、高程、坡度、坡向、植被类型、归一化植被指数、土地利用类型、人口密度、距最近道路距离等10个林火驱动因子,采用随机森林(RF)算法探究各林火驱动因子的影响程度并构建林火预测模型,利用受试者工作特征(ROC)曲线对模型精度进行评价,并完成对凉山州的火险区划。【结果】凉山州林火年际变化波动较大,月季变化显示林火集中发生在12月到次年5月,占全年火灾的96.86%;林火在空间上呈极显著集聚分布,中高和高核密度区域主要集中在德昌县、盐源县、会理县、西昌市、会东县和木里县,二者总面积占比为7.84%。RF模型结果表明,多年平均气温、多年平均降水量、人口密度、高程、归一化植被指数和坡度是林火发生的重要驱动因子,其中气象因子贡献最大;预测模型的ROC曲线下面积(AUC)值为0.873,约登指数为0.495,模型预测精度达到78.70%。依据RF模型,凉山州低风险火险区面积占比为72.61%,中、高风险火险区面积高达27.39%。【结论】凉山州中、高风险火险区域主要集中在南部和中部,少部分位于东北部,其中会理县、德昌县、宁南县、会东县、盐源县和西昌市是高风险林火频发区域,应重点关注这些区域,强化火灾防控措施与管控能力。

关键词：林火预测林火驱动因子火险区划林火防控凉山彝族自治州

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二分图匹配模型下的武器目标分配问题

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 549-560页

作者：吕娜王茂桓钟元芾张英朝孙蕾中山大学系统科学与工程学院广东广州510275

武器目标分配问题是研究双方交战时,按照一定分配原则将武器分配给多个能造成威胁的对方目标,从而达到最佳打击效果的问题,也是军事运筹学领域经典的组合优化问题。提出了二分图匹配模型下的武器目标分配问题,并建立了相关的数学模型,... 详细信息

武器目标分配问题是研究双方交战时,按照一定分配原则将武器分配给多个能造成威胁的对方目标,从而达到最佳打击效果的问题,也是军事运筹学领域经典的组合优化问题。提出了二分图匹配模型下的武器目标分配问题,并建立了相关的数学模型,最后运用结合了贪心策略的Kuhn-Munkres算法对模型进行求解。通过使用随机生成的20个规模不同的实例来测试所提模型与算法的有效性。计算实验结果表明,提出的模型与算法求解精度高、求解速度快,可以满足武器目标分配问题快速做出最优决策的要求。

关键词：武器目标分配问题加权二分图贪心策略 Kuhn-Munkres算法

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