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关键词： “双螺旋结构”   课堂   活动与思维   情境场   问题串   证据链  

摘要： 科学思维作为科学课程核心素养的重要组成部分,也是一种关键能力,对培养学生科学核心素养起着至关重要的作用。然而,在课堂教学实践中,重探究活动,轻科学思维,探究活动与科学思维脱节的现象还是比较常见的。本文以“浮力”的教学为例,试着构建“双螺旋结构”科学课堂,引领学生在优化的探究活动中进行深度的科学思考,发展科学思维能力,体味科学探究本质,提升科学核心素养。

关键词： 湍流模型   进气道   迟滞环   不确定度量化   敏感性分析  

摘要： 进气道作为吸气式高马赫数飞行器的关键部件之一,对于整个推进系统的性能非常重要。在工程应用中对进气道流动进行数值模拟时,RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方法仍然起着不可替代的作用。然而,该方法中常用的湍流模型,由于其参数存在较大的不确定性,会影响数值结果的可信度。因此,对常用的SST(Shear Stress Transport)湍流模型参数开展不确定度量化分析,定量评估模型参数不确定性对进气道流动数值模拟的影响。首先,采用SST湍流模型预测进气道起动性能的迟滞环,再分别针对进气道的起动状态和不起动状态,通过非嵌入式混沌多项式(NIPC)方法量化由参数不确定性导致的所关注物理量的不确定度,并通过敏感性分析甄别出导致该不确定度的关键参数。研究结果表明:模型参数的不确定性会导致进气道起动状态下波系结构的预测以及不起动状态下分离区的预测产生较大的不确定性,并进一步导致进气道性能参数产生10%左右的不可忽略的不确定度。通过参数敏感性分析可知,在进气道起动状态,对所关注物理量不确定度贡献较大的关键模型参数为ω方程扩散项系数σ_(ω1),在不起动状态下,关键模型参数除了σ_(ω1),还有涡黏性系数表达式中的系数a_(1)。

关键词： 北大街地铁站   大客流   客流流线   AnyLogic仿真  

摘要： 西安地铁北大街站地理位置特殊,又是西安地铁1号线与2号线的换乘站,是西安最繁忙的站点之一,大客流现象已经成为常态。节假日条件下,大客流疏散组织成为客运组织中函待关注的问题。为了提高站内换乘效率和服务能力,本文通过计算和仿真分析北大街站内设施的通行能力,并确定了对换乘效率和服务能力的影响因素。在此基础上,我们针对目前存在的问题,排除了对站内换乘效率和服务能力影响较小的因素,并提出了具体的客流流线方案。

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关键词： 超临界二氧化碳   水平圆管   砂粗糙   局部粗糙   浮升力效应  

摘要： 为改善水平管内超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))湍流传热,该文对管壁引入简易的均匀砂粗糙,并基于水平超临界流动传热特征,创新性地提出上壁面(传热恶化)附近特定区域粗糙化方案。模拟计算中,采用k-ωSST湍流模型并对其关于粗糙管流传热预测进行了验证以展示其可靠性,而后对管径d=4.57mm水平管道内S-CO_(2)的流动传热展开探究,并讨论局部粗糙化范围以及关键因素浮升力的影响。结果表明:管道上壁面特定区域粗糙化能显著降低上壁面温度,增强该区域S-CO_(2)传热性能,继而有效改善周向传热均匀性。低热流密度时,管壁粗糙面积在湍动能整体水平较低的加热管流前半部分影响较为明显;随着热流密度的增加,浮升力效应增强,上壁面附近高温区域逐渐扩大,而不同工况条件下使粗糙范围集中于此高温区域能够获得兼顾水平S-CO_(2)传热效率与附加流动阻力更优的综合性能。

关键词： 超声速进气道   起动   不起动   动态迎角   动态反压  

摘要： 高超声速飞行器迎角振荡与燃烧引起的反压振荡共同作用会对高超声速进气道的工作状况产生重要影响,本文通过壁面测压、高速纹影等方法,开展了稳态迎角与动态反压、动态迎角与稳态反压、动态迎角与动态反压三种条件下超声速进气道气动特性的试验研究。研究结果表明,进气道迎角变大时,气流偏转角变大,前体压缩波系增强,进口马赫数降低,下游反压增大,会使进气道更容易进入不起动状态;进气道在迎角和反压同时发生动态变化的条件下,比单一变化时更容易不起动;在进气道出现激波串之前,截流面积比增加并不会造成反压增大;截流面积增大的速率越高,进气道不起动时的截流面积比越大;进气道的喘振频率与迎角大小有关,当截流面积比相同时,进气道在大迎角时喘振频率更高;当动态迎角滞后于动态反压较大相位差时,进气道在更大的迎角下才发生不起动,表明进气道能在更大的迎角下正常工作;但当进气道不起动后,进气道需要在达到更小的迎角时才能实现再起动。

关键词： 线上教学   医学微生物学   教学改革  

摘要： 本研究旨在评估大连医科大学医学微生物学课程线上教学效果,及时发现和总结线上教学中存在的问题,为教学课程改革提供依据。使用大连医科大学网络题库与考试评价系统对2021年参加医学微生物学课程线上学习和考试的641名学生的试卷进行分析,分析内容包括试卷各章节的正确率、难度系数、信度和区分度。结果显示,本次考试成绩呈正态分布,各章节正确率为70%~90%,考试平均分72.28,及格率85%,优秀率4%。试卷总体质量良好,难度略偏易,难度系数0.72。信度和区分度好,区分度0.29,信度为0.9。2021年线上教学与2019年线下教学的学生期末试卷成绩相比无显著性差异(P>0.05)。本研究证实本次线上考试试卷总体质量良好,能够客观体现教学质量和学生学业水平,线上教学效果基本满意。本研究还比较了试卷中各题型的难度系数和区分度,为今后制定科学合理的线上考核试卷提供依据和参考。

关键词： 幂律流体   颗粒堆积   空隙率   曳力模型   幂律指数  

摘要： 非牛顿流体颗粒两相流广泛存在于自然界和工业生产中,非牛顿流体中密相颗粒的曳力模型是两相流数值模拟的关键。基于幂律流体模型,采用直接数值模拟方法研究了低雷诺数下密相颗粒曳力与幂律指数和空隙率的关系,发现曳力随着幂律指数增加而增大,随着空隙率的增加而减小。基于模拟结果,提出了低雷诺数下幂律流体中密相颗粒曳力的预测模型,曳力模型可用于幂律流体中密相颗粒运动的数值模拟。

关键词： 高超声速飞行器   等离子体鞘套   热化学非平衡   流场模拟   楔形  

摘要： 高超声速飞行器周围大气因激波压缩发生高温电离,其周围产生大量等离子体,可形成等离子体鞘套,从而影响对飞行器的探测和跟踪。等离子体鞘套的形成与飞行器外形、飞行高度和速度等多个因素相关。本文中分别针对钝锥体、楔形体飞行器建立了二维仿真模型,采用双温模型和Gupta7组元空气化学反应模型,在2种飞行器典型的飞行高度和速度条件下,分别对其周围的热化学非平衡流场进行了数值模拟分析。钝锥体飞行器周围形成了等离子体鞘套,电子数密度最高达1014/cm^(3)。对于楔形体飞行器,仿真分析了6种不同条件下模型头部区域的空气温度、密度以及化学组分的分布和变化规律,结果表明:飞行高度和飞行速度对楔形体飞行器的流场物理特性有着不同程度的影响。楔形高超声速飞行器电离区域小,电离程度低,其周围不易形成等离子体鞘套。

关键词： 隧道工程   地质信息自动提取   摄影测量   岩体结构面   迹线  

摘要： 为解决传统隧道围岩几何信息提取方法识别效率低、采集风险高、结果精度低等问题,以贵州省梭草坡隧道ZK21+697.9里程处的掌子面为例,采集隧道掌子面多视角数字图像,利用基于多目三维重构原理的摄影测量法获取掌子面三维点云数据。为实现岩体结构面三维产状信息的自动提取并且自动获取最优分组数,提出了一种基于快速K-means++的三维产状自动分组算法,基于正二十面体表面细分的方式生成基向量。利用快速K-means++算法对基向量进行聚类,通过Dunn指数进行聚类质量评价获取了最优分组结果。为实现三维迹线信息的自动提取,提出了一种基于点云收缩算法的三维迹线提取算法,基于张量投票法识别迹线特征点,通过特征点收缩提取点云骨架,利用生长算法连接特征点生成迹线段。所提算法在多处岩石隧道掌子面围岩信息的采集与提取中进行了应用。结果表明:通过不同视角采集多张掌子面图像基于多目三维重构技术能够快速获取掌子面三维点云;采用K-means++算法将掌子面岩体产状自动分成3组,与人工判定结果一致,针对大规模岩体点云数据的产状识别效率高;采用点云收缩算法自动获取掌子面迹线,得到迹线三维信息,迹线趋势符合人工判定结果。研究结果可为实际隧道工程中围岩几何信息的自动提取提供帮助。