课程文献中心 更多>>

关键词： 心流体验   初中函数   教材比较  

摘要： 当今课程改革进展地如火如荼,教材作为课程内容的重要载体,深刻影响着教与学。不同国家、版本的教材各有特色,而中国上海、坦桑尼亚、新加坡在发展中国家与发达国家里分别具有一定的代表性,因而从国际教材比较的视角进行研究,更能拓展视野,实现教材的革新。心流理论能够对人的情绪产生积极影响,函数在中学数学中占据着重要地位,如何在函数的学习中引发学生的心流体验是本文的研究重点。基于心流理论,本文构建了教材分析的理论框架,详细阐释了教材编码表,并运用该编码表对中国的上海、坦桑尼亚和新加坡三国初中数学教材中函数内容进行宏观与微观两个维度的分析与比较。运用内容分析法与比较分析法,通过定量与定性的分析,得到三版教材在动手操作、学习方式、附加问题、支持、反馈等子维度方面的共同点与差异,最终通过综合比较发现了以下研究结果: 宏观维度,色彩上新加坡教材的颜色饱和度较高,更易吸引学生的注意,沪教与新加坡教材在排版上都有留出空白区域添加注释或图片,并用彩色标识,栏目设置上比较丰富,综合看来,新加坡与沪教版教材在阅读时的观感体验更佳。 微观维度,新加坡教材倾向于设置更多的操作活动,学习方式以独立学习为主,辅之以适当的合作学习,支持与反馈维度上类型都较为丰富,整版教材强调多元表征的呈现,设置了较多情境,目标要求清晰明确。沪教版教材中呈现了更多类型的操作活动,学习方式重点为独立学习,有少量的合作学习,教材中提供了较多不同类型的支持,精细反馈为主要的反馈方式,情境设置相对较多且种类丰富。坦桑教材主要采用了独立学习的方式,无附加问题的设置,提供的支持量较少,反馈的精细化程度较高,注重图像与动作表征,情境设置较少。 结合得到的编码数据,综合比较看来,沪教版与新加坡教材更易让学生进入心流状态,实现更高效的学习,在揭示三版教材特色的同时阐释了对学生心流体验的影响,既推进相关理论与已有研究,也得出了对数学教材建设的几点建议。

关键词： 昌吉MS4.8地震   地下流体   异常特征  

摘要： 通过对2022年7月20日昌吉MS4.8地震前地下流体异常特征和震源机制解进行分析，总结地震前地下流体异常特征和分布范围。分析表明：昌吉地震地下流体异常在80～140 km之内。从发震时间来看，昌吉地震前地下流体异常可分为短临异常和中期趋势背景异常，其中以短临异常为主。中期趋势背景异常呈现出新26泉动水位先下降后上升。短临异常表现为新04井静水位上升、新20井静水位上升、新15泉电导率上升。异常在空间上呈现出EW向分布。震源机制解结果表明：节面I走向81°,倾角69°,滑动角174°;节面II走向173°,倾角84°,滑动角21°。P轴方位305°,T轴方位为39°,表明昌吉MS4.8地震是在NWW向挤压，NEE向拉伸的应力作用下发生的地震事件。昌吉地震震源机制解所得主压应力作用方向与地震前异常展布方向相同。

关键词： 热质传递   纳米孔   润湿性梯度   表面张力   分子动力学  

摘要： 蒸汽冷凝行为是一种气液相变热质传递的过程,广泛存在于大自然与日常生活生产中。根据冷凝壁面固体结构不同和表面润湿特性的变化,蒸汽冷凝可分为珠状冷凝和膜状冷凝两种冷凝模式。在宏观尺度下珠状冷凝相比于膜状冷凝具有显著的冷凝传热优势,通常珠状冷凝传热系数要高几倍甚至一个数量级。对于珠状冷凝而言,冷凝过程涵盖了冷凝成簇,团聚成核、生长合并和移动脱落等微观动态过程,因此分析研究不同冷凝模式下的蒸汽冷凝热质传递行为,可以明晰在微纳尺度冷凝壁面固体结构上的热质传递微观机理,以及为研究制备具有更高效率的冷凝传热器提供重要的指导意义。本硕士论文基于分子动力学方法、巨正则蒙特卡洛方法,针对单个液滴静态及动态特征、复合纳米孔结构作用下蒸汽冷凝换热与定向输运的动态过程,进行缜密的系统性研究,开展相关理论的分析与模拟实验的讨论,具体研究内容与主要成果如下: (1)基于液滴输运模型,在综合分析液滴在润湿性梯度和Laplace压差作用的基础上,开展内在理论研究与机理分析,探明影响液滴输运速率的关键因素,研究固体表面润湿特性、固体结构作用、液体形态等对液滴输运过程的影响。 (2)在分析蒸汽冷凝换热模型的基础上,讨论在微纳米尺度下蒸汽冷凝换热效率的影响因素,分析与宏观作用不同的内在影响,并建立了复合纳米孔结构作用下的蒸汽冷凝热质交换余热/水回收模型,阐明珠状冷凝模式与膜状冷凝模式在复合纳米孔结构作用下的热质传递效率,以及余热/水回收的效率,对于冷凝结果较好的珠状冷凝模式开展冷凝微观动态过程研究,从团簇、核与液滴或液膜的角度,研究强化冷凝热质传递的内在机理。 (3)建立纳米孔、复合功能结构作用下的液体输运模型,从理论分析角度,研究蒸汽冷凝速率与输运速率的相互影响关系,以及这两种速率耦合作用下如何提升整体的蒸汽冷凝热质传递效率,通过模拟实验结果显示,修正后的表面张力运动方程可以很好地预测不同冷凝表面润湿特性和凝液形态对输运效率的影响,揭示了复合纳米孔结构作用下强化蒸汽冷凝热质传递的作用机理。 图 45 表 1 参 68

关键词： 势函数   编队控制   多车辆系统  

摘要： 多车辆的分布式控制是近年来的一个热门话题。与传统的单体系统相比，多车系统需要更复杂的控制逻辑和算法来完成给定的任务。本文对多车辆系统建立势函数模型，通过周围车辆工况建立障碍物虚拟力场和目标点的引力力场，确保连通性和避障的前提下，进行路径规划并到达指定位置。利用matlab软件搭建仿真平台，并对模型进行了验证。优化后的结果表明，该模型有效地实现了多车辆的控制。

关键词： 二氧化钛   相变机理   量子动力学   性质预测   神经网络  

摘要： 高压铌铁矿相被发现可用于改善二氧化钛(TiO2)材料的带隙结构,进而拓展该材料在催化二氧化碳转化和水制氢等方面的应用。与此同时,有相关研究发现铌铁矿相可通过温度诱导的方式在常压下制备形成。然而,这一制备反应的具体机理尚未明确,这限制了新型TiO2催化剂的进一步开发。此外,寻找一种快速而准确的材料性质计算方法对于开发具有特定性质的新材料同样具有积极的研究意义。 本文以48原子的板钛矿型TiO2超晶胞为研究对象,采用量子动力学方法,在原子水平追踪高温淬火实验中TiO2结构的连续演化和铌铁矿相的形成过程。X射线衍射图谱、Ti-O键的断裂/形成以及Lindemann参数等研究数据的系统分析,为相变机理提供定性和定量见解。此外,以高斯型结构描述符为桥梁,我们构建了 1400个TiO2结构及其对应的体系能量和带隙之间的人工神经网络(ANN)势函数模型,用于快速构效关系预测,并通过随机森林算法对描述符进行了重要性评估,筛选出了影响体系能量和带隙的关键结构因素。 模拟实验结果表明,适当设置淬火温度对常压下成功实现TiO2从板钛矿到铌铁矿的转变至关重要。板钛矿-铌铁矿相变过程属于由多键Ti原子运动为主导的重构型相变,并且通过分析体系能量、Lindemann参数和晶胞体积等的变化趋势,能够准确定位到相变过程中一个共顶点/共边比为1.81的TiO2亚稳相的存在。同时,通过[TiO6]八面体连接的共顶点/共边比来确定晶体结构类型被证明是可靠的。该相变机理合理解释了作为高压相的铌铁矿相在制备形成后稳定存在于常温常压下的原因。在ANN模型训练的工作中,我们发现ANN在预测体系能量方面表现出较高的准确性,但对于数据波动较为剧烈的带隙值,该模型的预测能力有所降低。相比于从头计算,通过ANN模型计算给定结构的材料性质可以将计算速度提高4-6个数量级。随机森林算法的计算结果表明,O-Ti-O三体作用及其对应的[TiOx]多面体形状和扭曲程度是影响TiO2体系能量和带隙值的关键特征。除此之外,TiO2的带隙还受到O-O-O和O-Ti-Ti等三体作用的影响。基于对TiO2不同晶型间相变机理以及结构和性质间关系的研究,本工作旨在为提高材料性质以加快新材料开发提供理论基础和研究思路。

关键词： 农药液滴   水稻叶面   动态润湿铺展   接触角   润湿滞后   表面张力  

摘要： 【目的】探究表面张力、液滴粒径和叶片倾角对农药液滴在水稻叶片近轴面、远轴面动态润湿铺展行为的影响，为通过调控农药液滴在水稻叶面的动态润湿铺展行为实现水稻施药的“减施增效”提供依据。【方法】通过调节Silwet-408的浓度配制出表面张力为21.4、33.2、43.7 mN·m-1的Silwet-408溶液代替农药药液，利用液滴发生器生成532、627、746、830、957μm的单液滴，对其在倾角为40°、65°、85°水稻叶片近轴面、远轴面的动态润湿铺展行为进行全因子试验。【结果】表面张力、液滴粒径、叶片倾角均显著影响（P<0.05）水稻叶面的液滴接触角变化率，且近轴面、远轴面所受影响的整体趋势基本相同，增大叶片倾角或减小液滴粒径或降低表面张力均能增大接触角变化率，促进液滴润湿铺展。其中，以降低表面张力的效果最显著，当表面张力从33.2 mN·m-1降至与水稻叶面临界表面张力接近的21.4 mN·m-1时，叶片近轴面的接触角（前进角和后退角）变化率分别增大7.49、6.22倍，远轴面的分别增大11.13、7.61倍，液滴的润湿性在75 s内从较差或差（80°≤接触角<100°或接触角≥100°）转变成中等或好（60°≤接触角<80°或接触角<60°）；当表面张力比水稻叶面临界表面张力大得多时，接触角变化率随叶片倾角的增大而增大，随液滴粒径的减小而增大，但叶片倾角的影响小于液滴粒径的影响，经过75 s后，几乎所有粒径的液滴仍保持较差或差的润湿性（80°≤接触角<100°或接触角≥100°）。液滴润湿滞后现象分析表明，水稻叶面的粗糙度相对较小，液滴润湿滞后现象并不严重。表面张力与水稻叶面临界表面张力接近的液滴在固-液-气三相体系动态表面张力的驱使下在叶面润湿铺展，接触角随时间的动态变化可使用模型θ=θe+Aexp（-Kt）进行拟合；表面张力比水稻叶面临界表面张力大得多的液滴虽能稳定地黏附在叶面上，没有出现滚落现象，但始终未突破叶面的钉扎效应和滞留阻力，无法实现润湿铺展。【结论】表面张力、液滴粒径、叶片倾角3个因素均显著影响农药液滴在水稻叶面的动态润湿铺展行为，在实际施药场景中，由于叶片倾角无法人为调节，因此可根据施药的目的调节药液的表面张力和液滴粒径进而调控液滴的动态润湿铺展行为。研究结果有助于理解农药液滴在水稻叶面动态润湿铺展的机理，并可为水稻施药场景中合理选择药液表面张力、液滴粒径提供理论支持与指导。

关键词： 离子液体   密度   表面张力   导热系数  

摘要： 离子液体作为一种新型绿色溶剂,具有无色透明、无味、导电率高和良好的化学稳定性等优点。但是,离子液体具有较高的粘度,限制了其在工业上的广泛的应用,而加入有机溶剂可以降低离子液体本身的粘度。目前,离子液体热物性数据稀少,所以本文测量了离子液体及其与有机溶剂混合物的密度、表面张力和离子液体二元体系导热系数,并计算了相关热力学性质,研究了不同有机溶剂的存在对离子液体密度、表面张力和导热系数的影响,为离子液体在工业领域的应用提供了重要参考。本文主要研究为: 首先,通过U型管振荡法测量了9种离子液体及其与有机溶剂混合物在常压下和温度293.15K-363.15K范围内的密度,并将测量的9种离子液体及其与有机溶剂混合物的实验值进行关联,得到其密度计算式。其中[BMIM][PF6]、[BMIM][PF6]-ACN、[BMIM][PF6]-PC、[BMIM][BF4]、[BMIM][BF4]-ACN、[BMIM][BF4]-PC、[EMIM][BF4]、[EMIM][BF4]-ACN、[EMIM][BF4]-PC的实验值和关联式计算值最大相对偏差分别为-0.018%、-0.005%、-0.017%、-0.020%、-0.008%、-0.018%、-0.022%、0.008%、-0.043%,平均绝对偏差分别为0.008%、0.003%、0.007%、0.009%、0.002%、0.008%、0.010%、0.006%、0.011%。 然后,通过毛细上升法测量了上述9种离子液体及其与有机溶剂混合物在常压下293.15K-333.15K温度范围下的表面张力,并将实验数据相关联,得到其表面张力计算式。其中[BMIM][PF6]、[BMIM][PF6]-ACN、[BMIM][PF6]-PC、[BMIM][BF4]、[BMIM][BF4]-ACN、[BMIM][BF4]-PC、[EMIM][BF4]、[EMIM][BF4]-ACN、[EMIM][BF4]-PC的实验值和关联式计算值最大相对偏差分别为0.21%、0.18%、-0.12%、0.57%、0.09%、-0.09%、-0.36%、0.13%、0.18%,平均绝对偏差分别为0.12%、0.09%、0.07%、0.27%、0.05%、0.05%、0.16%、0.07%、0.1%。 最后,通过瞬态热线法实验测量了上述6种离子液体二元体系[BMIM][PF6]-ACN、[BMIM][PF6]-PC、[BMIM][BF4]-ACN、[BMIM][BF4]-PC、[EMIM][BF4]-ACN、[EMIM][BF4]-PC在0.1MPa-12MPa、293.15K-373.15K温度范围下的导热系数。并将实验数据相关联,得到其导热系数计算式。其中[BMIM][PF6]-ACN、[BMIM][PF6]-PC、[BMIM][BF4]-ACN、[BMIM][BF4]-PC、[EMIM][BF4]-ACN、[EMIM][BF4]-PC的最大相对偏差分别为0.13%、0.03%、-0.03%、0.12%、0.14%、-0.05%,平均绝对偏差分别为0.03%、0.02%、0.02%、0.07%、0.08%、0.03%。