友情链接
广告合作
网站访问量
气象条件驱动下山火火线形态特性实验研究
刘畅;姬昆鹏;周义棋;李鹏;汉京善;李军辉;大尺度山火火线形态是评估山火蔓延与输电通道安全距离的关键参数，研究其动态演化规律对山火实时监测与防控具有重要意义。研究构建了50 m×40 m真型山火燃烧实验平台，结合无人机热红外、杆塔可视化及多源气象感测系统，针对麦草秸秆和松针凋落物两种典型地表可燃物，系统开展了气象条件驱动下的山火蔓延大尺度实验，重点分析了火线前锋形态、稳定火线长度时序变化、火线推进角度等关键特征量的演化规律。研究结果表明：火线前锋夹角随燃烧进行持续增大，麦草秸秆火线前锋平滑而松针火线前锋尖锐且易分叉；稳定火线长度受燃料种类与风向稳定性主导，风向最值差越大，火线长度波动越剧烈；相同风向下，平均风速越高，火线长度变化极值越大，风向不稳定导致火线长度变化较大；火线推进角度随蔓延进程逐渐减小，风向稳定性和平均风速越高，推进角度平均值越小。文章揭示了气象条件与燃料特性对火线形态的综合影响机制，可为输电通道山火蔓延预测模型构建与山火防控提供大尺度实验依据与关键参数支撑。
电力充油设备火灾动力学实验平台
孙瑞邦;张新伟;尚峰举;刘畅;电力充油设备广泛应用于变电站/换流站和水电工程，是保障电力供应的关键设施。与此同时，充油设备火灾事故频发，常造成重大人员伤亡和财产损失。本质上，充油设备火灾是底部油池火、侧壁流淌火及顶部射流火等多种火灾模式组合燃烧现象。前人研究多集中于单一模式的火灾动力学实验，很少关注多种火灾模式组合燃烧下火灾典型特征参量演化规律、预测模型等关键科学问题，给电力充油设备火灾防控及消防救援任务带来巨大挑战。鉴于此，该研究设计搭建了电力充油设备火灾动力学实验平台，复现了充油设备火灾场景，利用质量损失速率测量系统、温度测量系统、辐射热流测量系统及图像采集系统，明确了充油设备火灾基本燃烧现象、典型阶段及形态特征，揭示了火焰高度、火焰温度、火焰辐射等典型特征参量的演化规律。该研究成果进一步丰富了液体可燃物燃烧理论，为充油设备火灾防治提供了有力的科技支撑。
高压电耦合荷电液滴控制细颗粒物实验平台设计
滕辰姊;张芸;任思达;我国细颗粒物浓度平均水平远超世界卫生组织推荐标准，大幅削弱了生态环境改善带来的保护效益。传统颗粒超低排放在颗粒控制方法协同、多变量参数耦合等方面研究不足，与实际烟气控制目标存在一定差距。文章以高效低耗控制细颗粒为导向，基于电流体动力学、气溶胶力学、通风控制等理论设计并搭建了多参数耦合实验平台，以开展运行控制参数、气流特性参数和电动力雾化参数耦合捕集颗粒研究，揭示多相混合流动模式下颗粒控制特征与脱除规律，为细颗粒物增效捕集设计和优化提供实践经验和技术方法参考，对于发展和完善气溶胶协同控制具有重要意义。
地表火灾蔓延速度大尺度实验研究
刘畅;姬昆鹏;张思航;李鹏;汉京善;杨知;地表火蔓延速度是表征地表火蔓延行为的关键参数，研究其变化规律对于掌握地表火蔓延行为特性和山火防治具有重要意义。文章利用电网山火大尺度实验平台，开展了2 000 m2燃烧规模的不同植被类型与堆积层密度下的地表火蔓延实验，系统分析了火焰前锋蔓延速度、火线扩展蔓延速度及温度响应特性的演变规律。研究结果表明：火焰前锋蔓延速度受可燃物类型、堆积层密度综合调控，灌木丛地表凋落物火焰前锋蔓延加速期早于针叶林地表凋落物，增大堆积层密度会降低火焰前锋蔓延速度峰值；火线扩展蔓延速度呈现波动特征，可燃物类型决定其峰值，堆积层密度增加对灌木丛地表凋落物火线扩展起促进作用，对针叶林地表凋落物起抑制作用；可燃物类型与堆积层密度共同决定了温度响应快慢与空间分布。文章可为实际山火场景火蔓延速度预测模型构建提供大尺度实验数据支撑，对输电线路山火防治工作具有参考价值。
基于机理与数据融合的带钢冷轧轧制力预测模型研究
孙友昭;汪相辰;李京栋;王晓晨;孙亚敏;杨荃;针对传统冷连轧轧制力机理模型忽略热轧工艺参数遗传效应及复杂非线性关系的问题，该研究提出一种基于贝叶斯优化改进轻梯度提升机（BO-LightGBM）的预测模型。通过融合热轧与冷轧生产过程数据，构建包含7维热轧参数、11维冷轧参数及机理模型计算值的多源特征体系。采用贝叶斯优化算法动态优化BO-Light GBM超参数，并建立分机架精细化预测模型以捕捉跨机架工艺关联性。实验结果表明，引入热轧工艺参数后，模型在各机架上的MAE（平均绝对误差）平均降低了1.803 t,RMSE（均方根误差）平均降低了2.573 t。应用该轧制力预测模型后，MR T-4CA和MR T-5CA钢种的冷轧轧制力设定精度分别平均提升了2.024%和1.962%。结果表明，该文建立的冷轧轧制力预测模型能够更有效地捕捉热轧过程的遗传效应影响，显著提升预测精度与稳定性，克服了传统机理模型在处理跨工序影响因素方面的局限性。
基于YOLO-BSNM的复杂背景下交通标志识别实验设计
宋军;储志韩;范梓灏;邹奔;焦万果;针对自动驾驶场景中小尺度交通标志检测精度不足的问题，文章提出了一种基于YOLO v11n架构的改进检测算法YOLO-BSNM，引入了多维协同注意力机制、归一化Wasserstein距离损失函数、160×160像素高分辨率小目标检测头和双向特征金字塔网络特征融合模块，构建了面向复杂场景的优化检测框架。实验结果表明，改进后的YOLO-BSNM模型在自建数据集上取得了81.7%的精确率(P)、75.4%的召回率(R)和83.4%的m AP50指标，较原始算法有显著提升。通过轻量化优化和树莓派4B平台移植的验证，模型参数量减少了6.2×105个，在保持实时检测帧率的同时，以更少的计算资源实现了检测精度与模型规模的平衡优化，有效达成了提升性能与控制参数量的双重目标。
基于时空图卷积网络的离子束刻蚀设备剩余使用寿命预测
郑礼洋;徐建;吴嘉;龙浩;朱翠涛;针对现有离子束刻蚀设备的剩余使用寿命预测方法难以捕捉设备退化中的物理耦合关系与跨时空状态演变规律，缺乏可解释性且预测精度受限等问题，该文提出了一种融合时序卷积网络与图卷积网络的时空联合建模方法，旨在多尺度地解析设备的动态退化规律。该方法基于传感器的物理拓扑，构建了可学习的图卷积网络，实现了设备关联层次化特征提取；采用时域卷积网络的分层膨胀卷积架构，提取设备退化过程中的长期趋势特征与局部波动模式；通过时空交互模块深度融合特征数据，进行剩余使用寿命的回归预测。在工业离子束刻蚀系统数据集上的实验表明，该方法较LSTM、CNN、MLP等传统模型的均方根误差分别降低了20.6%、23.3%、29.9%，较单一时空卷积模型、Transformer网络则分别降低了11.0%、13.7%。该研究为设备剩余使用寿命预测提供了有效的新思路，可推广应用于半导体实验室的设备状态监测与维护决策。
亚波长介质光栅理论和实验研究
许灿华;毛梦瑶;薛孔松;邓永生;徐中炜;文章首先采用有限元方法对亚波长介质光栅的性能进行了数值模拟和实验研究，分析了光栅的材料、占空比和光栅脊高度等参数对光栅引入的相位延迟量的影响；同时借助紫外纳米压印技术制作了光栅脊高度约为1 280 nm、光栅周期约为826 nm的石英光栅，并搭建了光路测量光栅在入射光波长λ=1 550 nm，入射角度θi=0°时的相位延迟量，实验结果与理论模拟的误差约为2.3%。该研究表明，亚波长介质光栅引入的相位延迟量是可以设计的，并且具备大入射角、波带宽等特点，而采用亚波长介质光栅引入特定相位延迟量是实现二维光场调控的有效方法。
能耗多目标优化机械臂避障作业路径优化设计研究
李婷婷;刘俊毅;六自由度机械臂在工业自动化和智能制造中的应用逐渐增多，特别是在海上作业中，路径规划精度和能量效率至关重要。鉴于海上作业的复杂性和不确定性，该文提出一种基于多目标优化的机械臂关节角路径优化方法，旨在提高路径规划的精确性与能效。首先，基于D-H参数法建立正运动学模型，以最小化末端误差为目标，采用粒子群算法（PSO）求解最优关节角路径。接着，分析克服重力势能和关节旋转的能耗与末端误差的关系，构建包含0-1变量的多目标优化模型，并通过引入ε值将其转化为单目标优化，利用遗传算法（GA）求解最优解。针对复杂环境，结合广度优先算法（BFS）设计了避障路径规划策略。仿真结果表明，该方法有效降低了末端误差和能耗，提升了路径规划精度和能量效率。
基于Ansys Fluent的内浮顶罐收油过程浮盘液击冲击特性仿真实验教学设计
李岩;尹艳镇;张艳军;刘芯月;该文设计了“基于Ansys Fluent的内浮顶罐收油过程浮盘液击冲击特性”仿真教学实验。实验内容包括：三维建模、网格划分、仿真求解参数设置、瞬态求解计算、结果后处理、油流冲击浮盘湍流特性分析、油流冲击浮盘表面压强分布及冲击力分析等。要求学生通过文献和书籍查阅，了解瞬态模拟方法、湍流模型分类与适用范围和动网格技术，掌握Ansys SpaceClaim、Ansys Meshing、Ansys Fluent等软件的操作技巧以及profile文件编写方法，利用Tecplot软件处理仿真数据。此外，构建了贯穿仿真实验前、中、后的全过程考核评价体系，通过仿真前准备、仿真操作及问题解决等环节全面审核学生的仿真实践能力。该仿真实验教学设计使学生激发了探究兴趣，锻炼了软件操作能力，培养了科研创新思维，提高了工程应用能力。
汽车磁流变半主动悬架系统创新实验平台设计及实现
庞辉;张欣宇;刘宇凡;杜进辅;毛锦;针对车辆工程核心课程实践教学薄弱问题，该文设计并实现了一套基于虚拟仪器平台的磁流变半主动悬架创新实验平台。平台以四分之一悬架为研究对象，集成伺服电缸激励、多源传感器、STM32+LabVIEW双核测控架构，构建了“物理-算法-执行”三层耦合与“激励-响应-调节”双闭环的实时测控体系，实现了0～1.5 A连续可调阻尼力的高精度控制。该实验平台以C级随机路面模拟为主线，对比传统被动与混合天地棚半主动策略，验证了算法在提升行驶平顺性、降低悬架变形及稳定轮胎动载荷方面均具显著优势。该平台成本低、扩展性强，为车辆工程实践教学提供了可复制的范式。
光电化学水氧化复合光阳极B:CoOx/BiVO4的综合实验设计
陶霞;马凯瑞;康自虎;赵可人;陈会敏;基于科教融合理念和教师的科研成果，设计了光电化学水氧化复合光阳极B:CoOx/BiVO4的综合实验。采用电化学沉积和溶液浸渍实验方法，在FTO导电基质上制备了一种富含氧空位、水氧化性能良好的B:CoOx/BiVO4光阳极。借助大型仪器共享平台，运用SEM、HRTEM、XRD以及XPS等表征手段分析了B:CoOx/BiVO4光阳极的物理信息，并运用LSV、I-t、EIS、MS以及极化和表面电荷转移曲线研究了B:CoOx/BiVO4光阳极的水氧化性能。此外，还研究了富含氧空位的B:CoOx助催化剂提升光阳极水氧化性能的作用机制。该综合实验训练有助于学生掌握光阳极的基本制备和测试方法，深入理解光电化学水氧化理论，培养学生综合实验技能以及科研探索和创新意识。
基于氧化石墨烯-金纳米棒复合材料的高次谐波锁模光纤激光综合实验设计
周仁来;袁子瑞;胡安怡;李旻;姜海丽;针对“非线性光学—原理与应用”课程中材料非线性可饱和吸收效应及其在光纤激光器中应用的实验教学需求，设计一种基于氧化石墨烯-金纳米棒复合材料的高次谐波锁模光纤激光综合实验。通过异位法制备了氧化石墨烯-金纳米棒材料，并对其材料特性和可饱和吸收效应进行表征和分析。将氧化石墨烯-金纳米棒材料制成集成光纤器件，应用到掺Er3+光纤激光器中，实现了重复频率为20.5557 MHz的基频脉冲与699.301 MHz的高次谐波脉冲输出，为复合低维材料制备及其在光纤激光器中的应用提供了一种思路和方法。通过将理论教学与科研实验相结合，不仅激发学生的科研兴趣，拓展学生的创新思维，还进一步提高学生独立解决问题的能力。
正交试验设计和分析方法研究
刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。
100起实验室安全事故统计分析及对策研究
李志红;对2001年以来100起典型实验室事故的类型、发生原因、危险物质类别等进行了统计分析,结果表明:火灾和爆炸是实验室事故的主要类型,实验室中的危险化学品、仪器设备和压力容器是引发实验室安全事故的主要危险因素,仪器设备、试剂使用环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或操作不当、疏忽大意以及电线短路、老化是导致事故的重要原因。从安全管理制度、实验室安全标准化建设、安全教育和培训、事故应急预案等方面提出预防和控制实验室事故的对策建议。
虚拟仿真实验教学助推理论教学与实验教学的融合改革与创新
熊宏齐;该文从实验教学的概念及重要性出发,阐述了虚拟仿真实验教学的内涵。在此基础上,提出了虚拟仿真实验教学推动传统实验教学升级重构需要遵循的6个平衡原则,阐述了虚拟仿真实验教学推进理论教学整体优化创新的改革思路,并对其推动创新创业教育融入专业教育全程进行了简要分析。
荧光光谱法在蛋白质研究中的应用
尹燕霞;向本琼;佟丽;荧光光谱法对研究蛋白质结构及其构象变化是很重要的。描述了荧光光谱的概念、发光机理及特点,介绍了荧光光谱仪的仪器原理和结构,记述了荧光光谱技术在检测蛋白质的构象变化、蛋白质的含量和酶活性方面的具有应用。
BOPPPS教学法在MOOC教学设计中的研究与应用
吴昌东;江桦;陈永强;在简述BOPPPS模型内涵的基础上,探索BOPPPS教学模型对MOOC教学设计的指导作用,并基于BOPPPS模型进行了"串联反馈式稳压电路"的MOOC教学设计。这对提高MOOC教学设计质量,激发学生学习兴趣及学习动力,促进教师进行教学内容设计改革提供了参考与借鉴。
基于工作过程系统化的数控机床及其应用教学设计
李艳霞;根据专业培养目标以及主要就业岗位对职业能力和知识结构的要求,以"数控机床和零件"为载体,以数控机床编程与操作能力培养为中心,设计了"认识数控机床、观察分析数控车床、观察分析数控铣床、观察分析加工中心、阶梯轴的编程与加工、带螺纹轴的编程与加工、手轮槽的编程与加工、凸模板的编程与加工、基座的编程与加工"等9个项目,25个学习情境,67个工作任务,并对其中的"凸模板的编程与加工"学习情境进行了教学单元设计。
正交试验设计和分析方法研究
刘瑞江;张业旺;闻崇炜;汤建;介绍了正交试验设计和分析的重要性,阐述了正交试验的原理和特点,详细分析了正交试验设计的各种方法和正交试验数据分析方法,为正交试验的设计和分析提供了全面系统的方法,最后指出了正交试验设计和分析时需要注意的问题以及正交试验设计和分析软件的发展方向。
化学化工专业实验教学新体系的构筑和实施
杨金田;构建了我校化学化工专业化学实验教学新体系,开设了综合性、开放性和研究性实验,并提高了资源共享程度、设备利用效率和实验教学质量,有效地优化了大学生实践能力和创新精神的培养。
100起实验室安全事故统计分析及对策研究
李志红;对2001年以来100起典型实验室事故的类型、发生原因、危险物质类别等进行了统计分析,结果表明:火灾和爆炸是实验室事故的主要类型,实验室中的危险化学品、仪器设备和压力容器是引发实验室安全事故的主要危险因素,仪器设备、试剂使用环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或操作不当、疏忽大意以及电线短路、老化是导致事故的重要原因。从安全管理制度、实验室安全标准化建设、安全教育和培训、事故应急预案等方面提出预防和控制实验室事故的对策建议。
基于导师制下“大学生创新创业训练计划”教育的实践与思考
钱小明;荣华伟;钱静珠;创新创业教育已列入高校教育、教学的内容,"大学生创新创业训练计划"项目已成为教育部开展"卓越计划"下大学生创新创业教育的重要内容之一。导师制下的"大学生创新创业训练计划"教育,是高等院校做好创新创业教育、引导学生开展创新创业训练的有效途径。通过"大学生创新创业训练计划"教育项目的实施,让大学生了解创新研究的方法步骤,掌握创新创业过程中的技术路径,学会创新创业基本技能,同时也为高校教师教育、教学能力的提升提供了一个新舞台。该文对导师制下"大学生创新创业训练计划"教育项目的立项、实施等可行性进行了分析与研究。