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关键词： 2024年中考数学   跨学科命题   准跨学科   跨学科知识应用   模型建构  

摘要： 借鉴基于知识功能定位的跨学科主题学习任务分类方式,结合对2024年全国62套中考数学试卷中跨学科试题的分析,本研究将跨学科数学试题分为三种类型:准跨学科型、跨学科知识应用型和模型构建型。不同类型试题的命制体现了数学与其他学科的关系,命制时需从跨学科的视角遵循科学性、公平性和意义性原则。

关键词： 地理流   时空关联模式   时空交叉K函数   网约车服务   巡游车服务  

摘要： 地理流表示地理对象在不同地理位置之间有意义的交互或移动。挖掘地理流时空关联模式,对于揭示地理流之间的时空依赖性和异质性,理解地理流的发生机制和时空交互作用具有重要意义。目前,地理流空间关联分析方法日益增多,但鲜有研究考虑地理流的时空耦合特征并关注时间效应对探测模式的影响,准确捕捉地理流之间依赖关系的时空演变趋势仍是当前领域的难点问题。因此,本文扩展点模式时空交叉K函数,提出了地理流的时空交叉K函数,该函数以地理流整体为研究对象,用于探测两类地理流事件之间的时空关联模式。全局时空交叉K函数可探测研究区域中整体地理流关联模式,而局部时空交叉K函数可以识别不遵循全局趋势的在局部尺度上的时空关联情况。本文采用地理流时空交叉K函数的方法对厦门岛巡游车和网约车流数据进行了时空关联分析,揭示了两类车辆流的全局和局部时空竞争格局。全局结果表明,两类车辆呈排斥模式,说明在厦门岛整体上两类车辆之间并未出现激烈的正面竞争;而局部结果显示,在早、午、晚高峰期,巡游车流和网约车流在某些局部区域仍存在竞争,且主要分布在居民区—产业园、居民区—机场、火车站—商圈、商圈—旅游景点等区域之间。

关键词： 高超声速飞行器   制导控制一体化   规避   突防   深度强化学习  

摘要： 针对再入过程中的禁飞区规避和拦截弹躲避问题,提出一种考虑规避与突防的高超声速飞行器智能容错制导控制一体化设计方法。首先,在纵向制导中,为了提升飞行器的制导性能,基于制导控制一体化设计思想,采用包含姿态容错控制系统的飞行器六自由度模型进行待飞航程的预测;针对随之产生的计算耗时问题,进一步采用深度网络进行预测环节的拟合,以提升算法的实时性;接着,在侧向制导中,为了解决禁飞区规避和拦截弹躲避问题,引入扰动流体动态系统(IFDS)算法进行考虑威胁因素的飞行器期望航向角计算,并结合航向角误差走廊和倾侧角翻转逻辑进行侧向制导指令的求取,使飞行器具备规避与突防能力;然后,考虑到飞行环境的复杂性、飞行器再入段机动能力的差异性和姿态容错控制系统动态特性对制导性能的影响,结合深度强化学习算法进行智能体训练,使其可根据飞行器实时状态进行扰动流体动态系统算法参数的在线决策,提升所提方法的有效性和适应能力。最后,由半物理对比仿真和蒙特卡罗仿真结果可知,所提方法具有较强的规避、突防与制导性能。

关键词： 低雷诺数   进口湍流度   流动分离   边界层分离   转捩   叶型损失   数值模拟   压气机叶栅   表面边界层  

摘要： 针对高空条件下,无人机发动机的压气机气动性能明显下降的问题,本文以某高亚声速压气机叶型V103为研究对象,采用数值模拟方法研究了3种雷诺数(Re=1.5×10^(5),4.5×10^(5),1.2×106)条件下,不同来流湍流度(Tu=1%,3%,5%,6%,7.5%,10%)对压气机叶栅内部流动特性的影响,分析了流动分离和转捩之间的变化关系,以及由此引起的叶型损失变化规律。研究结果表明:当湍流度不变时,随着雷诺数减小,分离泡长度增加,但分离点位置不变;当雷诺数不变,湍流度减小,层流分离点位置会提前,并且前移现象在低雷诺数下更明显;当湍流度增加,叶片表面分离泡消失,但损失仍然呈现出随着湍流度增加而增大的趋势;在不同雷诺数条件下,都存在一个对应于最小叶型损失的来流湍流度,且该湍流度随着雷诺数的减小而略有增大。本文为修正低雷诺数条件下压气机叶型损失模型和发展预测压气机高空低雷诺数效应的数值模型提供理论指导。

关键词： 弧形涡流发生器   湍流相干结构   温度梯度   强化换热  

摘要： 涡流发生器是一种常见的被动强化换热元件,因高性价比而受到广泛应用。本文针对带有弧形涡流发生器的方形管道,采用高时间分辨率粒子图像测速(Time-Resolved Particle Image Velocimetry,TRPIV)技术和大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)方法,研究了涡流发生器诱导的湍流相干结构特征及其对涡流发生器强化换热的影响。实验分析表明,湍流特征量统计图捕捉到了发卡涡涡腿和低速条带的印记。利用涡旋辨识准则提取了发卡涡和反向旋转的准流向涡对(Counter-rotating quasi-streamwise Vortices Pair,CVP),两者在弧形涡流发生器诱导的流场中共存且相互作用,随着涡旋结构演变与发展,其展向尺度不断增大。为研究湍流相干结构与强化换热的关系,通过数值模拟分析了湍流相干结构与温度梯度的空间分布情况,发现两者的分布具有良好的区域一致性,反映了湍流相干结构对强化换热的影响与控制。对比安装弧形涡流发生器前后的壁面平均努塞尔数,发现平均努塞尔数大幅提升,最大提升20%左右,且其沿流向的变化趋势与湍流相干结构的发展演化一致。

关键词： 触类旁通   压轴题   物理建模   复杂模型   综合性强   浮力   解题技法   综合应用能力  

摘要： 浮力复杂模型题综合性强,难度大,常常是试卷中的压轴题。为提升同学们的物理建模和综合应用能力,下面将近年来中考常考查的浮力复杂模型归类汇总,通过部析典例,提炼解题技法,以期同学们达到触类旁通的效果。

关键词： 超声速流动   激波控制   纯化   旋流后置   数值模拟   跨旋流结构  

摘要： 目的超声速分离是一种基于收缩-扩张喷管的新型气体净化与燃料气加工技术。旋流后置型超声速分离器中的旋流器通常设置在扩压段前,易诱发正激波并破坏分离器内部低温环境,同时,激波难以控制。因此,拟通过优化超声速分离器结构的方式削弱激波的影响。方法①基于热力学和空气动力学的原理,提出了一种适用于旋流后置型超声速分离器的激波控制理论;②根据该理论设计了一种能够控制激波的跨旋流结构,建立了该结构的普适性设计公式;③通过数值模拟研究,分析了跨旋流结构的倾斜角度、渐扩段长度、旋流器的叶片扭转角度3个重要结构参数对激波控制的影响。结果当跨旋流结构的倾斜角度为3.3°、渐扩段长度为107 mm、旋流器的叶片扭转角度为120°时,分离器具有最佳性能。结论相比传统的旋流后置型分离器,添加跨旋流结构可以保证流体流通面积在渐扩段持续增加,从而实现对激波的有效控制,以提高分离器的冷凝和分离效率。

关键词： 高超声速   技术路线   高超声速巡航导弹   高超声速助推滑翔导弹   数字工程  

摘要： 为研究美国空射高超声速武器发展现状,系统梳理了2018年以来美军空射高超声速武器发展动向,分析了美军空射高超声速武器技术路线、调整动因,研判了美军空射高超声速武器发展趋势,并作出相关认识。研究表明,2023年开始,美军将空射高超声速武器研发重心由“助推滑翔+巡航”并行,逐渐聚焦至高超声速巡航导弹,并强调运用数字工程等加速空军、海军多型高超声速巡航导弹研制部署与性能升级,同步追求低成本量产;但整体上看,美军空射高超声速武器距离实战化尚有差距。

关键词： 超临界二氧化碳   布雷顿循环   优化设计   模拟  

摘要： 基于超临界二氧化碳简单循环发电系统热力学模型,对在多工艺参数综合影响下循环效率的变化规律进行研究。结果表明:当系统最高压力低于临界值时,循环效率随入口压力的增加而降低,随入口温度的增加先增加后降低;当系统最高压力大于临界值时,循环效率随入口压力的增加先增加后降低,随入口温度的增加而降低。通过分析循环效率随压缩机入口参数变化规律发生转变的原因,提出循环最高压力临界值的计算方法,提出并验证一种超临界二氧化碳简单循环参数优化设计方法,可显著提高循环参数寻优效率。

关键词： 核心概念   科学课程   项目化学习   浮力  

摘要： 项目化学习为学生应用核心概念解决真实问题提供了机会,提出了指向核心概念的科学项目化学习单元设计研究.以"设计制作水上房屋"为例,通过"设计单元项目,聚焦核心概念""确立素养目标,拟定评价量观""建构核心概念,实施教学过程""落实核心概念,促进素养提升"四个步骤进行项目化学习单元设计,提升学生运用所学核心概念创造性解决问题的能力.