分岔结构处双乳液滴的动力学特性研究

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作者 刘赵淼 孙超 +1 位作者 逄燕 王翔 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1214-1222,共9页

复合液滴在化工、医药和生物检测等领域有着广泛的应用,尺寸以及壳层厚度是复合液滴应用过程中的关键特征参数,研究复合液滴的动力学特性对建立相应的操控方法具有重要意义,有助于进一步实现复合液滴的按需制备.采用微流控技术制备了Y形... 复合液滴在化工、医药和生物检测等领域有着广泛的应用,尺寸以及壳层厚度是复合液滴应用过程中的关键特征参数,研究复合液滴的动力学特性对建立相应的操控方法具有重要意义,有助于进一步实现复合液滴的按需制备.采用微流控技术制备了Y形和T形两种分岔结构,研究了双重乳化液滴(双乳液滴)在分岔结构处的流动行为.根据内、外液滴的分裂次数,将流动模式划分为二次分裂、一次分裂和不分裂3种.分析了流动模式的转变规律以及液滴长度对流动模式转变的影响,通过内、外液滴延伸长度、颈部宽度和缝隙宽度等特征参数的演化过程,将液滴运动过程划分为3个阶段,不分裂模式下为挤压、过渡和恢复,一次分裂以及二次分裂模式下为挤压、过渡和断裂,并讨论了相应的动力学机制.发现液滴长度的增加能有效降低液滴与通道之间的间隙宽度,导致双乳液滴所受的挤压力与剪切力增加,有利于液滴的分裂.基于比较成熟的单乳液滴理论,分别建立了内、外液滴的临界分裂条件,T形分岔结构的分裂临界线高于Y形,并进一步构建了内、外液滴毛细数和初始长度决定的流动模式分布图,可以很好地划分不同模式的分布区域,对于调控双乳液滴特性参数具有重要参考价值. 展开更多

关键词 双乳液滴 动力学特性 分裂模式 临界条件 通道结构

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数学自我效能对初中生数学成就的影响:数学焦虑和内在价值的链式中介模型 被引量：4

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作者 甘艳 《数学教育学报》 CSSCI 北大核心 2024年第4期26-33,共8页

以中国北京、哈尔滨、丽水市8所中学2079名初一、初二学生为调查对象,探讨数学自我效能与数学成就之间的关系,以及数学焦虑和内在价值在其中发挥的中介作用.结果发现:(1)数学自我效能、数学焦虑、内在价值和数学成就两两之间显著相关;(2... 以中国北京、哈尔滨、丽水市8所中学2079名初一、初二学生为调查对象,探讨数学自我效能与数学成就之间的关系,以及数学焦虑和内在价值在其中发挥的中介作用.结果发现:(1)数学自我效能、数学焦虑、内在价值和数学成就两两之间显著相关;(2)数学焦虑在数学自我效能与数学成就之间发挥中介作用;(3)内在价值在数学自我效能与数学成就之间发挥中介作用;(4)数学焦虑和内在价值在数学自我效能与数学成就之间发挥完全中介作用.研究结论有助于理解数学自我效能影响数学成就的内部机制,为教师指导学生提升内在价值和数学成就提供了理论依据和实证支持. 展开更多

关键词 数学自我效能 数学焦虑 内在价值 数学成就

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无穷区间上带p-Laplacian算子的分数阶q-差分方程的迭代正解 被引量：1

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作者 王菊芳 张金叶 禹长龙 《河北科技大学学报》 北大核心 2025年第2期175-185,共11页

为了丰富分数阶q-差分方程边值问题的基本理论,研究了一类无穷区间上带p-Laplacian算子的非线性分数阶q-差分方程边值问题。首先,计算线性分数阶q-差分方程边值问题的Green函数并研究其性质;其次,引入无穷区间上的紧性判定准则并在抽象... 为了丰富分数阶q-差分方程边值问题的基本理论,研究了一类无穷区间上带p-Laplacian算子的非线性分数阶q-差分方程边值问题。首先,计算线性分数阶q-差分方程边值问题的Green函数并研究其性质;其次,引入无穷区间上的紧性判定准则并在抽象空间上构造积分算子;再次,选取初值函数,运用单调迭代技巧,获得边值问题正解的存在性;最后,通过实例验证所得结果的有效性。结果表明,在赋予非线性项f一定的增长条件下,通过构造迭代序列,可得到分数阶q-差分方程的最大和最小正解。研究结果拓展了已有的相关结论,为分数阶q-差分方程在数学、物理等领域的进一步应用提供了理论参考。 展开更多

关键词 非线性泛函分析 分数阶q-差分方程 P-LAPLACIAN算子 单调迭代技巧 无穷区间

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怀念王松桂教授

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作者 杨虎 吴密霞 《应用概率统计》 北大核心 2025年第3期482-492,共11页

1序2025年4月26日,北京工业大学数学统计学与力学学院发布讣告,著名统计学家、北京工业大学概率统计学科奠基人之一王松桂教授因病医治无效,于北京时间2025年4月25日晨8:30在美国逝世,享年83岁。王松桂教授是国内线性模型研究的奠基人之... 1序2025年4月26日,北京工业大学数学统计学与力学学院发布讣告,著名统计学家、北京工业大学概率统计学科奠基人之一王松桂教授因病医治无效,于北京时间2025年4月25日晨8:30在美国逝世,享年83岁。王松桂教授是国内线性模型研究的奠基人之一,并为该领域的发展作出了重要贡献。很多开创性的理论与方法总结在他127篇论文和国内外出版的几部专著中,还有一些经典的教材也倾注了他的毕生精力。 展开更多

关键词 王松桂教授 统计学家 线性模型

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甲硝唑磁性分子印迹聚合物的制备及其在复杂食品基质中的检测

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作者 李琳静 谢子奇 +2 位作者 齐小花 邹明强 罗云敬 《分析科学学报》 北大核心 2025年第2期145-152,共8页

本研究采用表面印迹技术,以Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)为磁性内核,甲硝唑为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,制备了甲硝唑磁性印迹聚合物(Metronidazole-Magnetic Molecular Imprinting Polymer,MNZ-MMIPs)。经过对制备、吸附等实验条件的优化... 本研究采用表面印迹技术,以Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)为磁性内核,甲硝唑为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,制备了甲硝唑磁性印迹聚合物(Metronidazole-Magnetic Molecular Imprinting Polymer,MNZ-MMIPs)。经过对制备、吸附等实验条件的优化实验,得到的材料具有吸附量高、识别特异性强、循环性好的优点。优化后的MNZ-MMIPs与高效液相色谱联用,建立了甲硝唑的分离检测方法。结果表明,该方法对甲硝唑的检测在0.05~80μg/mL范围内线性关系良好(R^(2)=0.9997),实际样品加标回收率为95.5%~100.9%。本文建立了复杂食品基质中甲硝唑残留选择性分离检测方法,为食品中抗生素残留检测提供了新思路。 展开更多

关键词 甲硝唑 分子印迹技术 磁性印迹聚合物 高效液相色谱

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脆硬性透明材料激光连接的研究进展

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作者 潘瑞 冯英豪 +4 位作者 陈沛 陈树君 蒋凡 杨瑾 李鹏 《焊接学报》 北大核心 2025年第6期126-144,共19页

脆硬性透明材料连接技术已广泛应用于航空航天、电子封装和传感器等领域,开展脆硬性透明材料间的连接技术研究,具有重要的学术和工程应用价值.激光微连接作为一种新兴的连接技术,相对于传统焊接方法,具有高精度、高强度、高可靠、高效... 脆硬性透明材料连接技术已广泛应用于航空航天、电子封装和传感器等领域,开展脆硬性透明材料间的连接技术研究,具有重要的学术和工程应用价值.激光微连接作为一种新兴的连接技术,相对于传统焊接方法,具有高精度、高强度、高可靠、高效率等优点,文中介绍了脆硬性透明材料连续激光和脉冲激光连接技术的研究进展及应用,分析了不同类型的激光连接脆硬性透明材料的机理,总结了工艺参数对接头微观组织和力学性能的影响规律.最后,文中讨论了当前激光连接脆硬性材料面临的挑战,并基于个人观点,讨论了脆硬性透明材料激光连接的发展前景和展望. 展开更多

关键词 脆硬性透明材料 连续激光 脉冲激光 连接

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适用于导盲场景的多尺度特征融合轻量化道路图像分割算法

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作者 沙宇洋 陆京涛 +5 位作者 杜浩凡 翟小兵 孟维宇 廉旭 罗刚 李克峰 《计算机工程》 北大核心 2025年第7期314-325,共12页

图像分割是环境感知中的一项关键技术,被广泛应用于无人驾驶、虚拟现实等实际任务中。随着技术的不断发展,基于计算机视觉技术的导盲系统日趋成熟,并且在精度、稳定性等方面优于传统的解决方案。在视觉导盲系统中,道路图像的语义分割是... 图像分割是环境感知中的一项关键技术,被广泛应用于无人驾驶、虚拟现实等实际任务中。随着技术的不断发展,基于计算机视觉技术的导盲系统日趋成熟,并且在精度、稳定性等方面优于传统的解决方案。在视觉导盲系统中,道路图像的语义分割是非常重要的一部分,系统通过分析算法的输出结果可以获取目前所处的环境状态,从而指导用户躲避前方障碍物,获取最优的移动路径。视觉导盲系统的使用环境复杂,对模型的运行效率和分割精度具有极高的要求。然而,常用的高精度语义分割算法参数量大、运行速度慢,因此无法直接应用于导盲系统。针对这一问题,提出了一种基于多尺度特征的轻量化道路图像分割算法。模型含有两个特征提取分支,即Detail Branch和Semantic Branch,其中Detail Branch用来提取图像的低层细节信息,Semantic Branch用来提取图像的高层语义信息,并且两个分支中的多尺度特征也会被所设计的特征映射模块处理和使用,进而提升模型对于特征的建模能力。此外,设计了一种简单且高效的特征融合模块,通过融合不同尺度的特征,增强模型对于上下文信息的编码能力。采集和标注了适用于导盲场景的大量道路分割数据,并制作成了相应的数据集。基于该数据集对所提出的算法进行训练和测试,实验结果显示:所提出的道路分割算法的平均交并比(mIoU)为96.5%,优于现有的图像分割模型;以1024×1024像素的图像作为输入,所提算法的轻量化版本在NVIDIA GTX 3090Ti平台的运行速度为201帧/s,优于现有轻量化图像分割模型;将模型部署到NVIDIA AGX Xavier设备中,其在实际场景中的测试速度为53帧/s,满足实际需求。 展开更多

关键词 道路分割 多尺度模型 视觉导盲系统 深度学习 特征融合 场景理解

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研究生培养中课程思政教育的创新实践 被引量：16

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作者 杨庆生 叶红玲 刘夏 《中国大学教学》 CSSCI 北大核心 2024年第6期19-25,共7页

课程思政教育在研究生人才培养中具有重要意义和独特优势。本文阐述高质量教学与高水平育人互促共进的教书育人理念和相应的关键举措,提出以懂、悟、信、爱为核心目标、以研教融合为主要特征的研究生课程思政教育的研讨式教学新模式,创... 课程思政教育在研究生人才培养中具有重要意义和独特优势。本文阐述高质量教学与高水平育人互促共进的教书育人理念和相应的关键举措,提出以懂、悟、信、爱为核心目标、以研教融合为主要特征的研究生课程思政教育的研讨式教学新模式,创新性地落实立德树人根本任务。最后以复合材料力学课程为例,展示在研究生培养中开展课程思政教育的具体实践和育人效果。 展开更多

关键词 课程思政 研教融合 研究生培养

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仿生六足折纸机器人结构设计与运动分析 被引量：1

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作者 曹东兴 贾艳超 +1 位作者 郭翔鹰 毛佳佳 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1543-1555,共13页

针对现有折纸机器人组成结构单一,运动不够灵活的问题,将折纸结构与多足机器人设计相结合,耦合三浦折纸和六折痕折纸,提出新型的仿螃蟹六足折纸机器人设计方案,扩展了折纸机器人的运动构型,提升了折纸机器人的运动灵活性.在面对称假设下... 针对现有折纸机器人组成结构单一,运动不够灵活的问题,将折纸结构与多足机器人设计相结合,耦合三浦折纸和六折痕折纸,提出新型的仿螃蟹六足折纸机器人设计方案,扩展了折纸机器人的运动构型,提升了折纸机器人的运动灵活性.在面对称假设下,该机器人单足具有2个自由度,此时将机器人腿部顶点等效为关节,轴线折痕等效为连杆,建立机器人腿部的平面连杆等效模型,并以折面夹角为运动变量,通过仿真计算得出机器人足端的理论运动范围.利用楔形面板技术对折面增厚并避免相邻折面发生物理干涉,建模得到折纸仿螃蟹六足机器人的三维模型.基于平面连杆的等效模型,分析折面夹角与足端运动之间的联系,设计确定机器人的足端运动轨迹与运动步态.利用3D打印技术设计并制作折纸仿生六足机器人试验样机,基于STM32单片机控制实现了机器人三横向角步态运动.结果表明,该折纸仿生机器人可以实现平面构型到仿螃蟹构型的转换,在6条腿的协同运动下,机器人可以平稳地左右横向移动. 展开更多

关键词 六足机器人 仿生 六折痕折纸 三浦折纸 运动分析

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气-液界面位置对微凹槽结构内两相流场和减阻特性的影响研究

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作者 申峰 陈杰 +2 位作者 程思源 逄燕 刘赵淼 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2511-2521,共11页

在超疏水表面增加微凹槽结构,有利于在表面张力作用下留存部分空气形成气-液界面,从而大大降低流动阻力,在流动减阻方面展示了巨大的应用潜力.然而,由于流体剪切、空气溶解等影响,微凹槽内的空气容易发生损耗,导致气-液界面位置向凹槽... 在超疏水表面增加微凹槽结构,有利于在表面张力作用下留存部分空气形成气-液界面,从而大大降低流动阻力,在流动减阻方面展示了巨大的应用潜力.然而,由于流体剪切、空气溶解等影响,微凹槽内的空气容易发生损耗,导致气-液界面位置向凹槽底部移动,进而降低减阻效果.为了揭示微凹槽内空气损耗后气-液界面位置对流动减阻效果的影响,开展了显微高速摄影实验和计算流体动力学数值模拟,研究了微凹槽内不同气-液界面位置对两相流场特性的影响,并分析了等效滑移长度和减阻率的变化规律.结果表明,随着气-液界面位置的下移,气-液界面上方的流体从附着流转变为分离涡流,空气内部的涡流方向也从顺时针转变为逆时针.形成分离涡的临界空气损耗率为h_(c)^(*)=0.3~0.4,减阻率从12%降低到5%.界面下降后雷诺数Re、微通道宽度W和凹槽长度占比δ对微凹槽减阻性能也有重要影响,研究结果有助于深化对超疏水表面微凹槽两相流动减阻问题的认识,为微凹槽结构设计及应用提供重要的理论指导. 展开更多

关键词 滑移长度 气-液界面 涡胞 微凹槽 流动减阻

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微流控粒子分选中圆形微凹槽容纳特性研究

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作者 申峰 张杰 +2 位作者 艾明珠 张越东 刘赵淼 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1317-1327,共11页

微流控技术由于具备操控微通道中微小体积流体的能力,已成为操控粒子和细胞的新平台.基于粒子惯性迁移和微凹槽涡胞捕获的粒子分选方法,是一种重要的微流控粒子操控技术.目前,微凹槽容纳的粒子数量不高,制约了该方法的效率.为了提高微... 微流控技术由于具备操控微通道中微小体积流体的能力,已成为操控粒子和细胞的新平台.基于粒子惯性迁移和微凹槽涡胞捕获的粒子分选方法,是一种重要的微流控粒子操控技术.目前,微凹槽容纳的粒子数量不高,制约了该方法的效率.为了提高微凹槽粒子容量,对圆形微凹槽进行结构设计,并利用高速显微成像技术和数值模拟,研究了不同圆形微凹槽的粒子容纳能力.研究发现,相同入口雷诺数(Re=37~555)下,带底腔的圆形微凹槽相较于普通圆形微凹槽容纳的粒子数量提升了45%,这是因为增加底腔后使得涡流线向下延展,形成更深的“U形”结构,可以容纳更多的粒子;当Re=482时,带底腔的直径500μm的圆凹槽比直径600μm的圆凹槽的粒子容量提高了93.9%,原因是前者凹槽内粒子运动轨道与流线更加吻合,粒子轨道面积与凹槽面积占比达到了97%;随着Re增加,从侧通道收集到的粒子富集浓度整体呈现先缓慢增大后减小的趋势,收集到的20μm粒子的最大富集浓度为初始悬浮液的126.7倍;不同微凹槽内粒子群的轨道运动受到涡流场特性、粒子物性及粒子间相互作用和壁面限制作用等因素的共同影响.研究结果对微凹槽结构设计和提高粒子分选性能有重要指导意义. 展开更多

关键词 微流控技术 粒子分选 微凹槽 粒子捕获 涡胞

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节点拓扑变量非耦合映射的ICM方法

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作者 彭细荣 隋允康 郑勇刚 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2468-2481,共14页

文章提出了节点拓扑变量一种非耦合映射的ICM方法,对于结构拓扑优化问题予以建模和求解:首先将基结构划分为由较小单元组成的网格,取节点独立、连续的拓扑变量,建立了一种双线性形函数插值的变量非耦合映射,替代了单元独立连续拓扑变量... 文章提出了节点拓扑变量一种非耦合映射的ICM方法,对于结构拓扑优化问题予以建模和求解:首先将基结构划分为由较小单元组成的网格,取节点独立、连续的拓扑变量,建立了一种双线性形函数插值的变量非耦合映射,替代了单元独立连续拓扑变量,使单元的“有”或“无”连续化近似,实现了节点拓扑变量过滤识别与物理量的单元内插值,推导建立了节点拓扑设计变量的优化模型,采用基于变量可分离的二阶对偶规划算法求解,并且改进了最优拓扑构型的圆整技术.接着以常见的位移约束下结构重量(或体积)极小拓扑优化问题为例,演示了上述建模及求解过程.最后分别给出了单载荷工况和多载荷工况下的位移约束拓扑优化的算例,数值计算结果验证了本方法的有效性.研究有如下优点:克服了以往基于单元拓扑变量研究的缺陷,即最优结构边界为锯齿形,得到的最优结构的拓扑边界光滑清晰;给出了节点拓扑变量和单元拓扑函数场定义,提炼出构造该场必须遵循的5点准则,克服了节点拓扑ICM方法有关研究中存在的不足;得到节点设计变量不再是耦合关系,可以方便地求出结构物理量的二阶导数,从而利用变量可分离对偶优化算法进行高效的寻优;研究成果不仅丰富了ICM方法的内涵,推动了其发展,而且对变密度的节点拓扑方法也有参考的裨益. 展开更多

关键词 结构拓扑优化 ICM方法 变量非耦合 节点拓扑变量

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无穷区间上非线性q-差分方程共振问题的可解性

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作者 禹长龙 李双星 +1 位作者 李静 王菊芳 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期168-175,共8页

为了拓展非线性量子差分方程共振边值问题的基本理论,研究了一类无穷区间上非线性量子差分方程共振边值问题。首先,通过构造合适的Banach空间,定义Fredholm算子,计算其核域和值域;其次,定义其他恰当的算子,并运用Mawhin重合度理论,建立... 为了拓展非线性量子差分方程共振边值问题的基本理论,研究了一类无穷区间上非线性量子差分方程共振边值问题。首先,通过构造合适的Banach空间,定义Fredholm算子,计算其核域和值域;其次,定义其他恰当的算子,并运用Mawhin重合度理论,建立该问题解的存在性定理;再次,运用反证法获得该问题解的唯一性结果;最后,给出一个例子说明主要结果的有效性。结果表明,在非线性项满足一定增长的条件下,非线性量子差分方程共振边值问题至少存在一个解。研究结果丰富了量子差分方程的可解性理论,为量子差分方程在数学、物理等领域的应用提供了理论参考。 展开更多

关键词 非线性泛函分析 量子差分方程 Mawhin重合度理论 无穷区间 共振

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连续纤维增强复合材料结构多尺度拓扑优化设计

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作者 叶红玲 董永佳 +1 位作者 肖扬 王伟伟 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期851-856,878,共7页

连续纤维增强复合材料具有重量轻、比强度和比模量高的特点,日益受到航空航天等高端装备制造领域的青睐,同时连续纤维3D打印技术的发展使具有复杂几何构型和纤维分布的复合材料结构制造成为可能。为发挥复合材料多尺度的可设计性及获得... 连续纤维增强复合材料具有重量轻、比强度和比模量高的特点,日益受到航空航天等高端装备制造领域的青睐,同时连续纤维3D打印技术的发展使具有复杂几何构型和纤维分布的复合材料结构制造成为可能。为发挥复合材料多尺度的可设计性及获得更好的结构性能,本文基于独立连续拓扑变量提出了一种连续纤维复合材料结构多尺度拓扑优化方法。该方法引入基于主应力的纤维方向插值策略,解决纤维取向优化过程中易陷入局部最优的问题,实现连续纤维复合材料结构宏观拓扑、微观纤维方向和纤维疏密的并行优化设计。采用移动渐近算法(MMA)进行优化求解,数值算例证明了提出方法的有效性和稳定性,对连续纤维复合材料结构设计和路径规划具有指导意义。 展开更多

关键词 连续纤维增强复合材料 拓扑优化 多尺度优化 主应力方向

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基于双层优化的多目标覆盖星座优化设计 被引量：1

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作者 乔鹏昊 李涧青 钱霙婧 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1396-1407,共12页

针对通信卫星对多个地面目标的连续覆盖问题,合理的星座构型设计方案可在满足覆盖约束的条件下降低星座部署成本。在传统的星座设计方案中,较多的分散地面目标容易导致优化结果出现局部最优的情况。因此,为避免这种情况,提出了一种基于... 针对通信卫星对多个地面目标的连续覆盖问题,合理的星座构型设计方案可在满足覆盖约束的条件下降低星座部署成本。在传统的星座设计方案中,较多的分散地面目标容易导致优化结果出现局部最优的情况。因此,为避免这种情况,提出了一种基于“上层+下层”两级优化的多目标覆盖卫星星座优化设计方案。首先,在上层采用聚类算法将目标地点合理分组,并使用多目标粒子群算法优化分配给各组目标地点的星下点轨迹,在星座设计之初尽可能地提高卫星对地面目标的覆盖率。随后,下层采用0-1规划算法生成最优星座构型编码,以卫星数量最少为优化指标设计全天通信覆盖的卫星星座构型。仿真结果表明,该优化方案在满足一重连续覆盖要求的前提下,能够提高星座内单颗卫星对目标地点的覆盖能力,减少卫星数量,降低星座部署成本。 展开更多

关键词 多目标覆盖 聚类算法 星座优化设计 分类优化方案

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海上风电机组三脚架支撑结构疲劳分析方法 被引量：2

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作者 陆飞宇 李成功 +3 位作者 龙凯 Diaeldin Yara 张锦华 陶涛 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期699-703,共5页

为实现海上风电机组支撑结构抗疲劳设计,提出基于整体-局部方式建模的疲劳分析方法。利用该方法对热点局部区域进行详细有限元建模,基于IIW规范采用高精度六面体实体单元离散,其余非重点区域采用梁单元离散,可克服以往运用应力影响矩阵... 为实现海上风电机组支撑结构抗疲劳设计,提出基于整体-局部方式建模的疲劳分析方法。利用该方法对热点局部区域进行详细有限元建模,基于IIW规范采用高精度六面体实体单元离散,其余非重点区域采用梁单元离散,可克服以往运用应力影响矩阵研究中忽略整体结构位移、边界条件不易施加等缺点。基于IEC61400规范进行整机动力学和载荷计算,对某海上风电机组三脚架支撑结构进行疲劳分析。对比分析不同载荷工况、波高和水深下的累积损伤值,结果验证了所提出的整体-局部建模方法在海上风电机组三脚架支撑结构疲劳分析中的可行性和优越性。 展开更多

关键词 海上风电机组 抗疲劳性 疲劳损伤 疲劳载荷 网格划分

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