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摘要： This thesis consists of two related parts. The first part is the study of supersonic/hypersonic flow in compression corners. The compression corners are simple geometries but rich in flow-features that can be challenging for accurate prediction of their flow fields in high-speed compressible flow using the Reynold- Averaged Navier-Stokes (RANS) equations in conjunction with a turbulence model. At higher degrees of corner angles, there exists a shock-boundary layer interaction region which includes a significant recirculation zone in the corner. In this thesis, experimentally available test cases for compression corner at Mach 3, 8, and 11 at various corner angles are modeled as 2D planar geometries and are simulated using the ANSYS Fluent. Results are compared to the experimental studies for the same flow conditions from Settles et al. and Smits and Muck at Mach 2.85 and from Holden et al. at Mach 8 and Mach 11 for various corner angles. The Spalart-Allmaras (SA), SST k-ω, and Wray-Agarwal (WA) turbulence models are employed in the study. The surface static pressure, heat transfer rate, and separation bubble in the corner are compared between the simulations and the experiments. Generally, it was found that the SA model's accuracy begins to falter at the higher corner angles (> 20+ degrees). It was found that SST k-ω and WA models are suitable for these flow conditions, as they can reproduce the trends seen in the experimental static pressure measurements. Additionally, it was found that the WA model shows good behavior in generating the major recirculation region that is present in the corner for the higher corner angles (>20+ degrees). The second part of the thesis consists of a hypersonic flow study of atmospheric entry of Mars Science Laboratory (MSL) Capsule. The MSL spacecraft architecture constituted the design of the Curiosity and Perseverance rover missions. The heat shield of the MSL capsule used a tiled PICA (Phenolic Impregnated Carbon Ablator) TPS (Ther

关键词： 层流混沌   访问映射   耦合同步   完全同步   超前预期同步   广义滞后同步  

摘要： 层流混沌是一种在时变时滞系统中发现的具有鲁棒性的新混沌,在周期1和准周期两种不同周期的访问映射下,均能发现层流混沌。层流混沌与传统混沌不同之处在于它不仅有层流相,且层流相是混沌（不规则）变化的,该相被不规则的爆发周期性地打断。在本文中,我们将使用两种全新不同周期的正弦函数,来充当周期1与准周期的访问映射,在新的非线性函数中,找到合适的参数,观察到相应的层流混沌。在这之后,我们对两种不同周期访问映射,它们产生的层流混沌系统,采用时间延迟调制耦合和双向扩散耦合,分别观察它们的同步行为。本文的主要研究内容如下: （1）确定了非线性函数和访问映射的选择,根据分岔图和李雅普诺夫指数图选择了合适的分岔参数。通过耗散延迟的概念,得到周期1访问映射和准周期访问映射的τ0和A参数空间,并据此对访问映射的时变延迟进行了分类,通过层流混沌判据,得到了产生层流混沌现象时,访问映射的参数。 （2）研究增加时变延迟调制项的层流混沌耦合系统,得到了层流混沌耦合的前提条件。当不满足同步前提条件,无论访问映射的参数与耦合系数如何变化,系统均无法同步;满足同步前提条件的时候,改变访问映射的三个参数,能使得系统发生完全同步,超前预期同步,广义滞后同步以及超前预期同步和广义滞后同步同时存在四种现象的发生。 （3）对于双向扩散耦合系统,不考虑耦合项中的时变延迟时,随着耦合系数的增加,系统从不同步状态迈向完全同步状态。且这个结论对于周期1和准周期两种访问映射均成立。当考虑耦合项中的时变延迟时,对于两种周期访问映射,A,k,τ0三个参数与耦合系数的变化构成的参数空间,使系统产生不同的同步区域,在相应的同步区域内,会使得系统产生相应的同步现象。

关键词： 浮力产生原因   演示装置   实验创新改进  

摘要： 利用自制的相互隔开的空心立方体上下2个探头与2支U形管压强计相连，构成组合装置，可以巧妙探究人教版物理八年级下册“浮力”单元中的“探究浮力产生的原因”实验。采用放大法将橡皮膜的形变大小转化成U形管内液面的高度差，即可进行实验的定量分析，从而使定性的静态实验转化为定量的动态实验。教学实践表明，实验装置的创新改进，一方面可以提升实验教学效果，另一方面可以有效落实“知行合一，学以致用”的课程理念。

关键词： SOLO分类理论   复习课教学   浮力  

摘要： 《义务教育物理课程标准（2022）版》在评价建议中提出了“教、学、评”一体化的理念,强调评价标准、课程标准和课堂教学要步调一致协调发展,促进“教、学、评”的有机衔接,使得教学评价贯穿于整个教学过程,通过以评导教、以评促进,以评诊教,提高评价质量,充分发挥评价的育人功能。[1] 《义务教育物理课程标准（2022）版》还编制了学业质量评价标准,结合课程内容从核心素养的四个维度将学生的学业成就表现纵向划分为连续且深入的不同水平,以反映学生的学习质量并促进教师的教学活动。而SOLO分类理论作为可观测的学习成果结构,认为学生在解答问题时的具体表现可以诊断学生的思维水平,其将学生的思维水平划分为逐渐递进的五个不同层次。这与学业质量评价标准的理念不谋而合,也为“教、学、评”一体化的落实提供新思路。 物理复习课教学是课程教学中的重点,学生在复习前有不同程度的知识储备,因而复习课教学不能全覆盖式地进行知识灌输或题海训练,而应是针对学生的个体差异做出有计划有目的地教学,以实现因材施教的层次化高效课堂。则结合SOLO分类理论来评估学生在复习课前的学习质量并反映其思维水平,进而定制详略得当且难易适中的复习课堂是复习课教学的一种新方式,这种方式可以有效实现以评导教,以评促教,以评诊教,使得教学评价贯穿于整个课堂。 本文针对基于SOLO分类理论的物理复习课教学提出思考。首先,阅读相关文献资料确定研究背景与现状、研究目的与意义以及研究内容与方法;其次,梳理分析SOLO分类理论的应用现状和前景,确定其与物理复习课教学相结合的可操作性和优势;再有,构建基于SOLO分类理论的初中物理复习课教学框架并对“浮力”专题进行复习课教学设计和实践,通过前测和后测数据分析学生在复习课教学前后的差异,总结基于SOLO分类理论的物理复习课教学优势与不足。 通过实践研发现:第一,基于SOLO分类理论的试题可以评估学生的学习质量并反映学生的思维水平。第二,基于SOLO分类理论的物理复习课教学可以较明显地提高基础知识和综合能力较差的学生的学习质量和思维水平,而对于本身思维水平处于较高层次的学生作用不显著,说明该理论视角下的复习课教学具备一定优势,但还有完善空间,需要进一步优化。第三,将SOLO分类理论与物理复习课教学相结合有益于通过评价指导教学过程并诊断教学效能,实现教学与评价的一体化。