教学课程资源库 更多>>

关键词： 静电力   溯源   微纳力值   量值传递   柔性铰链   电容梯度   AFM悬臂梁   水黾   粘附力  

摘要： 微纳力值的精确测量在微纳制造、材料科学、航空航天、生物医学等各微纳领域里得到了广泛的应用。为保证微纳计量领域的可持续发展,需建立统一的测量及溯源标准。本文在总结前人工作的基础上,优化了微纳力值测量系统的整体结构,选用带自重平衡的铰链作为其力值敏感元件,改进了基于双目视觉的内外电极同轴度测量与调整系统。为降低环境对测量结果的影响,本文研究了测量系统的抗干扰技术,并将差动法、牛顿插值法应用于测量过程中,完成了静电力与标准质量的比对。在力值标准传递方案的研究中,提出了一种平衡位置不变的悬臂梁刚度标定方法。探索了动态力值传感器可溯源的标定方案,建立了PVDF压电薄膜力值-电压数学模型,完成了相应的理论分析及实验验证。基于PVDF压电薄膜搭建了动态力值测量装置,完成了水黾腿以不同速度脱离水面时的粘附力值测量,解释了其刚毛结构的优越性。本文的主要工作如下:1.分析了微纳力值研究领域的国内外现状,优化了微纳力值测量系统的整体结构,搭建了包含力值传递与转化模块、内外电极同轴度监测模块、电容梯度测量模块、数据处理及力值计算模块在内的可溯源微纳力值标准装置。2.分析了内外电极同轴度、电极表面粗糙度、重合深度等对电容梯度的影响,并将牛顿插值法应用于其测量过程中,完成了对电容梯度的测试,9次测量结果显示其均值为0.93764 p F/mm,方差为3.5×10-4p F/mm,相对标准偏差为0.004%,并对导致电容梯度不确定的来源进行了分析,给出了相应的解决方案。3.为降低环境因素对测量结果造成的影响,文章提出了一种差分式微纳力值测量机构,相比非差动机构,其蠕变速率得到了极大的降低。完成静电力与质量比对,并对比对结果进行不确定分析,其中包括地面振动、空气扰动等A类不确定度和电压源、激光干涉仪、电容梯度等B类不确定度,结果表明合成标准不确定度小于2%。4.分析了原子力显微镜悬臂梁作为微纳力值传递标准的优势,提出了一种内电极平衡位置保持不变的悬臂梁刚度测试方法,利用该方法对四种不同刚度（5.1-48N/m）的悬臂梁进行刚度测试,相对标准偏差都小于0.6%。并对测量结果进行不确定分析,合成标准不确定度都小于2%。5.探索了基于可溯源微纳力值标准装置的动态力值传感器标定方案,建立了压电薄膜力值-电压数学模型,并对静电力、刚度、电压等引起的不确定度进行分析,合成相对不确定度为1.77%。6.基于压电薄膜搭建了动态力值测量系统,分析了水黾腿刚毛结构的优势,完成了水黾腿以不同速度脱离水面时的粘附力值测量,测量结果表明,脱离速度越大其粘附力值越小,这就解释了为什么水黾在跳跃过程中有一个临界100的雷诺数。另外通过理论分析,诠释了刚毛结构可以有效地减小其脱离水面时所消耗的能量大小。

关键词： 传递率   随机激励   功率谱密度传递率   运行模态分析   基于传递率的运行模态分析  

摘要： 功率谱密度传递率(Power Spectrum Density Transmissibility,PSDT)是一种描述系统响应的功率谱之间关系的(复)频域函数,主要被用于作为运行模态分析的初始数据。与传统的方法不同,基于PSDT的运行模态分析具有不受激励中有色成分影响的特点,因此具有广阔的发展和应用前景。然而,现有的对PSDT的研究基本上集中于应用层面,关于PSDT的概念、性质等基础问题的讨论非常少见。从系统的角度出发,深入地讨论了PSDT与模态参数和激励中有色成分的关系,分析了不同荷载条件下能够对PSDT产生影响的因素,探究了PSDT作为运行模态分析的初始数据的作用原理。数值和实验验证的结果证明了所得到的结论的正确性。

关键词： 口语测试   转述式信息传递   语言产出模型  

摘要： 大学英语教学与社会发展都迫切需要通过一种有效的方法大规模测试学生的口语水平。文章通过比较各种口语测试方法的优缺点,论证了转述式信息传递口语测试可以较好地满足这种需求,并探讨了该口语测试方法的概念形式,进而从语言产出的心理语言学模式的角度揭示出了转述式信息传递口语测试背后的运行机制与基本原理。

关键词： 节能减排   全氧高炉   数学模型   炉料   数值模拟  

摘要： 高炉作为目前主要的炼铁工艺,经过上百年的发展,其碳耗已接近该工艺的理论最低值,很难再有大的突破。氧气高炉作为一种新型炼铁工艺,其可行性以及在节碳减排方面的突出优势已经在理论上和试验性高炉上得到了证实。该工艺由于采用全氧鼓风代替传统的热风操作,同时将炉顶煤气脱除CO2后循环回高炉,使得炉内煤气中的CO和H2含量大幅增加,从而导致炉内炉料的冶金性能也发生了变化。为了推进氧气高炉工艺的工业化应用,对氧气高炉炼铁工艺进行了系统的研究。该研究建立了一种氧气高炉综合数学模型,对不同氧气高炉工艺流程进行模拟计算,并采用多种评价指标对氧气高炉炼铁工艺进行综合评价,确定适宜的氧气高炉工艺流程,为研究开发氧气高炉炼铁工艺提供理论基础。以氧气高炉数学模型为基础,在不同气氛下分别进行烧结矿、球团矿和块矿的低温还原粉化实验,分析氧气高炉气氛下含铁炉料的低温还原粉化特性。利用高温还原熔滴实验装置,进行不同操作条件下(传统高炉和氧气高炉)含铁炉料的高温软熔特性实验研究,讨论氧气高炉气氛与传统高炉气氛下炉料软熔特性的差异,初步探索氧气高炉软熔带的形成及分布规律。采用程序还原及软熔实验装置,通过设定升温制度及分段改变煤气成分来模拟烧结矿、球团矿及其混合矿在氧气高炉与传统高炉中的还原及软熔行为,对炉料在氧气高炉工艺条件下的还原及软熔性质演变规律作出分析判断。以氧气高炉数学模型为基础,采用自制的单颗粒还原实验装置对球团矿在H2、CO以及两者的混合气氛中的还原行为及其交互作用进行了研究;采用颗粒模型与三界面未反应核模型相结合的方法对球团矿在CO/CO2/H2/H2O/N2混合气氛下的还原行为进行数值模拟研究;用单颗粒焦炭溶损实验装置,分别对H2O、CO2以及两者的混合气氛中的焦炭的溶损行为及其交互作用进行了研究。通过利用仿真模拟系统建立了氧气高炉的数学模型对氧气高炉的内部运行状况进行了深入研究,分别采用粘性流方法和离散元方法对炉料下降运动进行数值模拟研究;建立了高炉风口回旋区的二维数学模型,对氧气高炉中气体的流动、煤粉颗粒的运动、气体的传热(气体间的传热和气体与颗粒间的传热等)、颗粒的传热(颗粒之间的传热及与气体间的传热等)、燃烧(煤粉和焦炭的燃烧)等过程进行了深入研究;通过建立一维和二维的气固换热与反应动力模型,对氧气高炉内部的温度分布、压力分布以及不同相之间的换热情况进行了深入了解。

关键词： 体导电能量传递   原理   技术  

摘要： 体导电能量传递系统是利用人体或生物体的生物组织中的带电离子的电特性,在不损伤皮肤的前提下,跨皮肤地将体外电能传递到体内植入电子器件的可充电电池的系统。

关键词： 课程特点   传递机制   数学模型  

摘要： 《化工传递过程》是化工专业的必修课程,难度大,课时少。《化工传递过程》课程的理论性和工程性强,它研究化工过程中动量、热量和质量传递的机理及三类传递过程之间的类似性。同时,培养学生的数学思想和意识,掌握化工过程的量化方法,是本课程学习的重要目的。本文基于该课程内容上与化工原理的区别与联系、贯穿整个课程的传递机制、数学模型的建立与求解、提高学生的学习兴趣几个重要方面,开展了提高教学质量的探索。

关键词： 数学归纳法   证题步骤   注意问题  

摘要： 古代烽火台传递军情的原理蕴含着数学归纳法，教学中我们可以借鉴原理讲授数学归纳法及其证题步骤，增强教学的形象性和生动性。

关键词： 生活   热膨胀   热传递   原理  

摘要： 物理知识的学习与生活有着紧密的关系,生活中的很多现象可以通过物理的知识进行解释,同时有效利用这些知识可以更好的生活,提高生活质量,为日常的生活提供相应的保障.生活中的热膨胀与热传递原理的应用体现在多个方面,通过对这两种原理进行分析可以更好的加深对物理知识的理解和应用,对所学的知识进行巩固和反思,对未来的学习也会有一定的帮助.以下将结合生活中的热膨胀与热传递原理实例进行分析,对原理进行深入的理解和认识,加深自身的思考.

关键词： 生物传感器   希瓦氏奥奈达金属还原菌   反向电子传递   富马酸   核黄素   硝酸盐   亚硝酸盐  

摘要： 生物传感器由于具有选择性强、灵敏度高、操作简单、成本低、应用范围广等特点,已成为国内外竞相研究的热点,并被列为生物技术产业的关键技术。生物传感器按识别元件分类主要包括酶传感器、细胞传感器、组织传感器、全细胞传感器等。与其它类型生物传感器相比,全细胞生物传感器成本低、操作简便、能够提供生物利用度信息,因而具有较大优势。但是,当前全细胞生物传感器通常以荧光、酶活等作为输出信号,需要借助复杂或昂贵的仪器进行检测,增加了其使用成本、限制了其应用范围。因此,本研究拟基于电活性微生物的胞外电子传递特性,克服当前全细胞生物传感器的缺点,开发直接以电流作为输出信号的全细胞生物电化学传感器平台,并应用于重要环境及健康标志物的生物检测。本文利用希瓦氏奥奈达金属还原菌(Shewanella oneidensis MR-1),采用三电极系统,基于希瓦氏菌中反向电子传递机理,构建了新型全细胞生物电化学传感器平台,分析了电子受体、电子中介体与细胞色素蛋白对反向电子传递效率的影响规律;探究了该平台用于定量检测电子受体类分子的可行性,分析了其检测原理,开发了富马酸、硝酸盐和亚硝酸盐的生物电化学检测新方法;进一步,研究了利用该平台定量检测电子中介体类分子的可行性,开发了核黄素的生物电化学检测新方法。本论文的主要研究成果归纳如下:1)基于*** MR-1反向电子传递过程,利用三电极系统,成功构建了新型全细胞生物电化学传感器平台,该平台以电活性微生物细胞作为待测物识别和信号转换元件,以便于直接定量测定的电流信号作为输出信号,操作简便、仪器需求简单,为全细胞生物传感器的设计提供了新的思路。2)利用该生物传感器平台,建立了基于微生物反向电子传递过程定量检测微生物电子受体类分子的新策略:一方面,开发了富马酸(一种癌症标志物和食品霉变标志物)的新型生物电化学检测方法,该方法具有检测浓度范围宽(2?M到10m M),检测限低(LOD(S/N=3)和LOQ(S/N=10)分别是为0.83?M和1.2?M),并具有很强的专一性、稳定性、重复性,同时成功应用于苹果汁、鼠肾等真实样的检测;另一方面,开发了重要环境污染物硝酸盐和亚硝酸盐的新型生物电化学检测方法,其LOD(S/N=3)分别达到41.5 n M和40 n M。3)进一步,以该生物传感器平台为基础,建立了基于微生物反向电子传递过程定量检测微生物电子中介体类分子的新策略:开发了核黄素的新型生物电化学检测方法,探讨了以核黄素加入后反向电流增加值作为输出信号,利用安培法定量检测核黄素,LOD(S/N=3)为1.3n M,且成功用于奶粉、维生素片以及尿液中核黄素的检测。