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关键词： 迷思概念   四阶测试   静电场   前概念  

摘要： 迷思概念的存在会对学生建构科学概念产生负迁移。在自编二阶测试卷的基础上加入信心指数阶，形成信效度较高的四阶诊断测试卷，对两所中学的高中生“静电场”迷思概念进行诊断研究，共诊断出18个迷思概念，在电势与电势能等核心概念中尤为突出；进一步将其成因归纳为概念理解不足、前概念的干扰、思维定势等，为物理教学提供参考。

摘要： 语文高考全国卷中的作文题在总体上呈现出贴近时代、贴近社会、贴近学生生活等特征，重在引导学生把握时代的脉搏，关注社会热点，弘扬优秀的传统文化。研究近三年高考全国卷中的作文题，我们会发现，这些作文题主要是围绕以下三个关键词展开的。一、时代“立德树人”是教育的根本任务，为党育人、为国育才是我们的使命。高考是一场选拔人才的考试。

关键词： 生物蠕虫神经网络   无人机控制   神经回路策略   液体神经网络模型  

摘要： 无人机作为一种高效的空中平台,在军事、监测、物流、灾难响应等多个领域扮演着越来越关键的角色。随着应用需求的多样化,无人机的自主飞行能力尤为重要。其中,感知环境和实时控制是实现高度自主化飞行的两大挑战。传统的控制系统依赖于复杂的编程和算法。基于深度神经网络的方法通常包含数万或数十万个神经元,难以适应动态变化的环境,并且存在可解释性差、网络规模庞大复杂、计算成本高昂等问题。生物蠕虫因其具有简单的神经系统而成为理想的研究对象,虽然其结构简单,规模很小,但足以产生复杂的行为模式,为研究新型人工神经网络提供了新思路。针对上述问题,本文开展基于蠕虫神经系统启发的人工蠕虫神经网络模型研究,研究用于无人机的感知控制一体化方法,提升无人机自主飞行及自适应性能。 本文主要研究内容如下: 首先,研究了一种蠕虫神经网络启发的新型神经回路策略连接模型(NCP)。由于描述蠕虫神经网络神经动力学的液体神经网络模型(LTC)实际上是一种采用常微分方程描述的连续时间循环神经网络(CTRNN),因此,本文研究了融合常微分方程求解方法,设计了融合常微分方程求解器算法,以及时间反向传播网络训练算法(BPTT),证明了LTC模型的稳定性。基于该模型,建立了由感知、中间、命令和运动神经元四个层次构成的新型NCP网络,为构建无人机感知控制一体方法奠定模型基础。 其次,研究了一种闭合式连续神经网络模型(CFCNN)。该模型是在上述LTC模型基础上,设计LTC模型的近似解算法,获得近似LTC网络闭式解,并基于LTC近似解模型设计了CFCNN模型,提高了模型处理时序数据的训练和计算效率。 最后,通过仿真实验,证明了该模型在无人机感知控制方面的优越性能。模型与时域卷积网络(TCN)和长短时记忆网络(LSTM)相比,CFCNN神经元数量减少了87%,训练时间减少了32.2%。所提出的模型具有较强的鲁棒性和抗干扰性,体现采用蠕虫神经网络对提升无人机操作精确性和稳定性的潜力。 本研究为无人机的感知与控制系统提供了一种新的思路和方法,具有一定的理论与实际应用价值,为研究无人机等无人系统新型自主智能方法提供了新的理论支持和新的实践方向。

关键词： 氢气   硫化氢   碳烟生成和排放   乙炔   层流扩散火焰  

摘要： 近年来,随着科技的快速发展,环境污染问题也逐渐严重,尤其是在大气污染这一方面。因此,减少燃烧过程中的污染物排放显得尤为重要,主要是碳烟颗粒的排放。对于减少碳烟颗粒的排放最直接有效的方法就是进行掺混燃烧,以此来改变燃烧过程和燃烧特性。目前掺混燃烧对碳烟颗粒生成和排放的影响研究还较少,仍然处于起步阶段,且很少能相互佐证。本研究通过实验和数值模拟的方法对氢气和硫化氢添加对乙炔层流扩散火焰中碳烟颗粒生成和排放的影响进行了研究分析。氢气体系的研究表明,随着氢气添加比例的增加,火焰高度增加,火焰温度有所下降;透射电子显微镜观测发现,添加氢气后碳烟颗粒的粒径开始增加,且碳烟颗粒之间的聚集程度上升,从而导致火焰中碳烟颗粒排放开始增加。硫化氢体系的研究表明,随着硫化氢的加入,火焰的外观无显著的变化,但是火焰温度有较大的上升,主要是由于硫化氢自身的氧化反应和热解反应导致的;当添加5%的硫化氢后,火焰中的碳烟颗粒排放被完全抑制;气相色谱分析结果表明,在掺混气体经由完全燃烧之后,尾气成分二氧化碳有所上升,氧气含量有所下降,证明硫化氢的加入使燃烧过程有所改善;其中尾气成分中,并无碳和硫结合的产物,这佐证了硫化氢加入后的主要是氧化和热解反应。化学动力学分析表明,氢气的加入使得反应中A1含量上升,从而促进了火焰中碳烟颗粒的生成和排放;而硫化氢的加入则导致反应中C3H3含量减少,限制了多环芳烃的生成,进而有效地抑制了火焰中碳烟颗粒的生成和排放。最后,研究的实验结果和数值模拟结果相互佐证,表明氢气的加入会促进碳烟颗粒的生成的排放,而硫化氢的加入能有效地抑制碳烟颗粒生成和排放。

摘要： 随着绿色建筑和低碳环保的倡导，全面推动经济社会发展绿色转型，集约节约水、地、能，加快形成绿色低碳发展方式显得尤为重要。在建设过程中，为提高工程的综合品质、延长使用寿命，已大力推广通用化、标准化、系列化的建筑部品，同时为提高工程建设的工业化水平，着力强调技术的配套集成和系统整合，优化各种资源配置，特别是装配式建筑物品的配套应用。

关键词： 日地空间环境   磁场重联   地球磁层   湍流   湍动重联   等离子体波动   卫星观测  

摘要： 日地空间环境是除自然环境外的第四环境,它是被太阳辐射和地球磁场影响的区域,对人类生存和科技发展至关重要。剧烈的空间天气现象,如磁层亚暴、太阳耀斑等,会直接波及通信和导航系统,这些爆发性的空间天气现象都与磁场重联和湍流密切相关。磁场重联和湍流是空间环境中的两个基本过程,它们经常相互作用、相互耦合。尽管在理解磁场重联和湍流方面已经取得了一些进展,但它们之间错综复杂的关系仍然是空间物理学研究的焦点,依旧存在诸多问题亟待解决,如:磁重联驱动的动力学湍流其演化特征是怎样的及其对重联的能量转化、重联率、电子加速加热等方面起怎样的调制作用?湍流中诱发的磁重联的主要特征及其对应的湍流在动理学尺度的特性又是怎样的?磁场重联对动力学湍流中能量耗散和分配方面所起到的作用以及在多尺度耦合方面存在怎样的影响?深入研究湍流和重联的基本性质和动力学过程,对于理解日地空间中的能量释放过程有着重要意义。 随着磁层多尺度（MMS）卫星的发射,其提供的高精度、高分辨率的数据为研究磁场重联和湍流带来了新的机遇。本博士论文主要针对磁重联驱动的湍流特征及其对磁重联的影响这一问题,利用MMS卫星的探测数据,探讨了湍动重联的演化性质以及在能量转换和能量串级等方面的作用。以下是本论文的主要研究成果: 1.重联驱动的湍流及其特征: 研究了磁场重联驱动的湍流的演化特征,揭示了间歇性强度与重联产生的快速整体流的峰值速度之间存在较好的对应关系。我们发现在惯性范围内,强间歇性湍流呈现多重分形标度,而弱间歇性湍流呈现单分形标度。在湍流中磁能间歇性的耗散主要发生在相干结构中。 报道了地球磁尾湍动重联出流区中的电磁电子回旋波（ECWs）。我们发现这些波主要集中在电子回旋频率(fce)的整数倍附近,那些在fce及fce以下频率的ECWs具有强烈的电磁模式。ECWs的波长约为100 km,相当于几个电子回旋半径。这些波可能是由高能电子相空间密度的正梯度分布(（?）f/（?）v⊥>0)所驱动的回旋脉泽不稳定性（ECMI）激发的。 统计分析了影响磁尾重联湍流强度的主要因素。发现入流条件(如入流Alfvén速度(VA,in、入流β值(βin)、入流磁场扰动(dBin)和电场扰动(dEin)是重联演化为湍动重联的主要催化剂。对于上游太阳风条件而言,只有行星际磁场（IMF）锥顶角和太阳风动压与湍流强度存在显著正相关;而地磁活动与湍流强度之间没有明显依赖关系。 2.重联驱动的湍流对重联的作用: 提供了湍流促进重联能量转换的直接证据。通过比较上游等离子体参数相似,但湍动幅度不同的磁尾重联事件,我们发现在重联中更强的湍流会产生更多且空间尺度更小的相干结构,这些结构提供更强烈的能量转换。此外,湍流对粒子加热的影响很小,但确实影响了离子的整体动能。 3.湍动重联中的跨尺度能量串级: 从第一性原理出发,采用了尺度过滤的方法,从观测上计算了磁场重联局地跨尺度能量串级以及尺度之间的能量转换。我们发现在磁层顶重联中,电子扩散区（EDR）中的跨尺度能量串级率最大,该区域的磁能和动能跨尺度串级从离子尺度到亚离子尺度一直处于正向串级,并且电子一直到尺度接近20de才被加热。此外,我们也发现EDR在促进耗散尺度能量串级中起着至关重要的作用。 综上所述,我们揭示了重联驱动的湍流在间歇性强度,分形特征等方面的演化特征,报道了湍动重联出流区中罕见的电磁ECWs,并且发现了影响湍动重联湍流强度的关键因素。此外,我们也提供了湍流促进重联中能量转换的直接证据,并在观测上揭示了湍动重联中的局地跨尺度能量串级以及尺度之间的能量转换,并指出重联EDR在促进耗散尺度上的能量串级中具有关键作用。 这些研究成果深化了我们对无碰撞磁场重联中湍流的动力学过程的理解,特别是在能量转换等方面,同时也有助于我们更深入地探索太阳日冕和太阳风起源以及加速的问题。此外,这些成果还有助于我们更深刻地认识日地空间环境中发生的物理过程,为空间环境的建模和准确预报提供了重要基础。