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关键词： 高超声速飞行器   伸缩翼   变形翼   气动热-传热耦合   动网格  

摘要： 通过变形翼的方式提升高超声速飞行器的气动性能是未来高超声速飞行器适应大空域、宽速域飞行需求的一种有效方式。但在高超声速条件下，变形翼受到严酷的气动加热，对防热设计提出了更高的要求。通过NNW-CAPTER高超声速多场耦合分析软件，基于“热流不动，结构移动”与“结构不动，热流移动”两种思路，分别构建了基于结构动网格技术和表面数据传递的数据传递方法，实现了伸缩翼结构气动热-传热耦合模拟。基于表面数据传递方法对比了伸缩过程不同时间步长选取对计算结果的影响，分析了伸缩过程不同数据传递方法插值误差的影响，最后提出在工程应用中，当伸出时间较短且后续弹道较长时，可以基于伸缩初始时刻和完成时刻的热流数据进行插值，从而简化计算，缩短设计时间。

关键词： 景观治疗   疗养人员   心理压力   睡眠质量  

摘要： 目的 探讨景观治疗对疗养中心疗养人员心理压力和睡眠的改善效果。方法 选取2020年1月至2023年12月火箭军广州特勤疗养中心疗养一区入住的疗养人员200例，随机分为对照组和观察组，每组100例。对照组采用常规疗养干预，观察组实行常规疗养干预联合景观治疗。对比两组焦虑抑郁程度、知觉压力水平和睡眠质量。结果 干预后，两组患者SAS以及SDS评分相较于治疗之前均有所下降，与对照组相比，观察组评分下降明显，P<0.05。在实施景观治疗之后，对照组患者与观察组患者在CPSS评分上均低于治疗之前，观察组评分下降明显，P<0.05;在实施景观治疗之后，观察组患者与对照组患者在PSQI评分上相较于治疗之前均下降，观察组评分下降低于对照组，P<0.05。结论 对疗养中心疗养人员实行景观治疗可减轻其焦虑、抑郁程度和知觉压力，提高其睡眠质量。

摘要： 项目概况超声风速仪是精密的测风仪器,在气象、大气环境、风工程、航空、高速列车、军事活动等其它一切需要快速、准确测量风速的领域均具有广阔的用户需求。UAT-2型超声风速温度仪是由中国科学院大气物理所自行研制的,该新型超声风速仪是在中国科学院所属单位过去已经研发的第一代(FA-11)和第二代(UAT-1)超声风速仪基础上,把当代先进的超声测风技术、计算机技术、通讯技术和局网技术紧密结合起来,通过改进和技术创新研制的。该UAT-2型超声风速仪所有元器件均实现国产化,所有软件代码也均在常用计算机操作系统下写出,符合国家规范,通用性和实用性强,具有自主知识产权。

关键词： 高速级齿轮   开式温挤压   18CrNiMo7-6合金钢   本构模型   动态再结晶模型   响应曲面法   流函数  

摘要： 风能作为当今世界最具发展前景和开发潜力的清洁能源之一,风电机组装机数量不断增加、结构越发复杂,其可靠性问题变得非常突出。研究发现风电机组传动系统中齿轮箱的失效率最高,且集中发生在高速级齿轮。因此,提高其综合机械性能,是降低风机故障率的有效手段之一。作为大模数直齿圆柱齿轮,风电机组高速级齿轮的批量生产依然以传统的切削加工方式为主,已经不能满足高效生产低成本、高性能齿轮零部件的要求。本文以风电机组高速级齿轮为研究对象,就其精密塑性成形原理及关键加工技术开展研究,致力于开发一种适用于风电机组高速级齿轮的精密塑性成形技术。 风电机组高速级传动齿轮的材质为18CrNiMo7-6合金钢。通过等温压缩实验对18CrNiMo7-6合金钢的热变形行为进行了分析。分别采用表征参数和物理基体参数建立18CrNiMo7-6合金钢的Arrhenius型本构模型来描述其热变形行为,并建立了考虑应变效应的表征参数和物理基体参数本构模型来预测钢在整个应变范围内的应力。此外,还建立了18CrNiMo7-6合金钢的动态再结晶模型来描述其动态再结晶行为。本构模型与动态再结晶模型的构建,为18CrNiMo7-6合金钢热加工工艺的制定,特别是数值模拟分析提供高精度的模型选择。 通过对直齿圆柱齿轮开式温挤压成形工艺进行分析,设计了凸模、凹模及坯料的结构,利用DEFORM软件建立了直齿圆柱齿轮开式温挤压成形的有限元模型。通过数值模拟的方式,采用单因素循环实验,深入探究了坯料尺寸、挤压速度、成形温度、凹模入模角及摩擦因子对直齿圆柱齿轮开式温挤压成形效果的影响。其中摩擦因子为0.6,凹模的入模角度为35°,坯料直边段高度为25 mm,挤压速度为40 mm/s,成形温度为1073.15 K左右时,成形效果较为理想。 针对成形过程中齿坯产生欠充形段缺陷问题,在深入分析缺陷成因的基础上,探知缺陷产生的原因是在挤压成形过程中速度场失衡,而润滑条件、凹模结构和挤压速度是关键的影响因素。鉴于实际生产中达到理想的润滑条件是高成本的,因此采用响应曲面法,以凹模结构参数和挤压速度为变量,以欠充形段高度和轮齿充形为响应输出,实现了凹模结构和挤压速度的优化设计。优化后变量组合为:偏移量?=0.32 mm;凹模入模角=32.31°;挤压速度v=41.55 mm/s。应用优化后的参数后,使得齿坯顶部欠充形缺陷减少70.1%,齿底轮廓充形提高0.635%。 采用三维流函数法建立了直齿圆柱齿轮开式温挤压成形的理论解析模型,在金属挤压三维流动速度场分析基础上,给出了一种开式温挤压模面形状的设计方法,并对具体的直齿圆柱齿轮挤压时的三维运动速度场进行了计算分析。采用上限法,得到了变形功率的解析表达式。 根据开式温挤压成形工艺要求,设计了实验系统。采用优化的工艺方案进行齿轮连续温挤压生产试制,得到了成形效果较为理想的制件。对实验制件进行了齿形精度检测、动态再结晶组织检测、硬度分布检测和齿面纳米压痕检测,其中,制件齿顶区域均呈负偏差,最大偏差为-0.2175 mm,齿侧大部分区域呈正偏差,最大偏差为+0.303 mm,在预留0.3 mm的整形量的条件下,满足精加工余量要求;轮齿区域发生了动态再结晶;在整个齿形区域,齿顶部分硬度最高,其硬度为HV 728,而齿根部分的硬度最低,其硬度为HV 301;轮齿啮合处的杨氏模量可达298.67 GPa,远高于该材料常规状态下的杨氏模量。

关键词： 项目化学习   单元教学设计   初中科学   单元教学设计框架   浮力   核心素养  

摘要： 义务教育科学课程标准(2022年版)提出设立跨学科的主题学习活动,强化学科内容的整体设计。本研究践行新课程理念,探讨如何在初中科学的教学中有效开展项目化学习,并将其融入单元教学中。 在“项目化学习”和“单元教学”的相关文献基础上,本文阐明了基于项目化学习的单元教学设计与实践的可行性,同时根据师生问卷调查结果,论证在初中科学这一学科中开展以项目为载体的单元教学设计与实践的必要性。以“ADDIE”教学模式为基础,本研究提出了基于项目化的初中科学单元教学设计框架,并以框架为指导,开发了“浮力”单元的教学案例,在宁波市海曙区某乡镇初级中学的两个八年级开展实践。 本文对基于项目化学习的初中科学单元教学设计与实践进行了调查研究、理论研究和实践研究。调查研究发现如今的学习现状仍以知识讲授为主,问题教学趋于形式化,因缺少理论支持和案例参考等,教师开展基于项目化的单元教学存在困难。本文在理论研究方面,归纳了基于项目化学习的单元教学设计原则、要素,并制定了以项目为载体的初中科学单元教学设计框架。最后依据框架开发了以“自制简易液体密度计”为单元项目的《浮力》单元教学案例。实践研究上,通过对实验班和对照班实践前后的成绩对比,并利用SPSS统计工具对核心素养评价结果进行分析,得到研究结论:相较传统教学,基于项目化学习的单元教学设计与实践可以加深学生对知识的理解程度,同时提高学生的科学核心素养水平。 希望本研究能为一线科学教师和研究者对基于项目化学习的单元教学设计提供实践参考和理论支持。

关键词： 声波特性   近地面边界层湍流   湍流脉动特性   大气特征参数   功率谱函数  

摘要： 大气湍流的成因比较复杂,太阳加热导致气流上升会形成涡流,地面和气流之间的摩擦产生的风切变则是引发大气湍流的关键因素。近地面湍流作为整个大气湍流系统的组成部分,在地空链路信息传输过程中会导致光波传输质量下降。声波是具有能量的机械波,在大气湍流中传输时,其能量作用于湍流,会改变湍流的时空结构演化。因此,研究声波扰动近地面湍流对地空链路光信息传输具有重要意义。本文主要研究了声波扰动对近地面边界层内的湍流脉动及折射率功率谱的影响。主要工作有: 1.根据声波特性和大气湍流理论,结合近地面层梯度风速的变化关系,利用COMSOL建立了声波扰动近地面湍流的二维数学模型,通过该模型计算了声波扰动近地面局地区域内的总声压和声压级分布,并对不同声压幅值和声波频率下湍流脉动及流速变化进行分析;为了验证声波扰动对近地面湍流的影响,在近地面搭建了实验平台,验证了有无声波扰动下近地面区域内声场强度及湍流脉动流速的变化。 2.根据单个声波驱动周期内湍流平均脉动流速的变化,数值仿真了声波扰动对大气湍流基本特征参数的影响;根据大气近地面层梯度风速与湍流耗散率和湍流扩散系数的关系,推导并计算了声源上方区域内湍流内外尺度的变化;最后分析了声波扰动下不同外尺度对应空间相关函数的变化。 3.根据声压与大气折射率结构常数之间的关系,计算了声波扰动近地面区域内湍流强度的变化情况;推导了声波扰动对各向同性Kolmogorov折射率功率谱和Non-Kolmogorov 折射率功率谱的影响。 结果表明:在近地面放置的声源,当声压幅值较小时,湍流脉动流速几乎没有明显的变化,随着声压幅值的增大,湍流脉动流速逐渐增大,这表明外加声源会破坏湍流的初始流动状态,增加各个层流之间的脉动;当声波频率较小时,对湍流脉动流速的影响比较微弱,但是随着频率持续增大,湍流流动轨迹发生改变,各个流层之间流动混合明显增强。在地表温度恒定的情况下,底层大气距离声源较近的区域,声波辐射的能量较大,对气流扰动愈强烈,旋转程度愈大,随着距离声源越远,声波扰动越弱,湍流脉动缓慢。对于湍流的内外尺度,随着声波传输距离的增大,湍流尺度随声压幅值不同呈周期性变化的趋势。声波扰动下的近地面大气湍流折射率结构常数随声压幅值的增大呈不同幅度的变化,声压幅值越大,大气湍流折射率结构常数的变化尺度越大。 在边界层内,对于Kolmogorov谱,近地面声源扰动下Tatarskii谱、Von Karman谱、Hill谱和修正Hill谱在耗散区内均有明显波动,在空间波束不变的情况下,折射率功率谱呈锯齿状波动,在近地面声源截面正上方区域内,声波扰动剧烈,功率谱在耗散区内波动较大;但是在传输距离不变的情况下,当空间波束的值不断增大时,湍流折射率功率谱呈较为明显的减小趋势。对于Non-Kolmogorov谱,随着功率谱幂律增大,声波扰动Non-Kolmogorov折射率功率谱量级逐渐减小。