烟熏炉加热仓流动性能研究

针对某款烟熏炉在使用过程中出现的烟熏效果不佳、加热仓内上下2部分食物蒸煮不均匀的问题,采用CFD技 术,依据烟熏炉结构特点与加工要求,研究加热仓的气流场仿真分析的建模方法。提出采用二维简化建模分析方法,提 高计算效率。根据加热仓气流场的仿真结果,论文提出了在加热仓进风口增加导流板结构的方案。仿真与实验结果表 明：导流板有效地改善了加热仓内的流场分布,有助于克服加热仓内流场分布不均匀导致的食品加工效率低的问题。该 研究具有良好的实用价值。     

薄片式软体爬行机器人

为了提高软体爬行机器人狭缝通过能力，课题组设计了一种薄片式软体爬行机器人。利用介电弹性体材料较高的能量密度、极快的响应速度、较低的制作成本及良好的变形能力使其作为驱动器，安装在驱动器两侧的压缩弹簧作为储能器，使驱动器能够输出推力的同时保持其轻薄的特性；并采用单向摩擦片作为机器人足部来推动机器人前进。实验测试的机器人长为100 mm，宽为65 mm，高为15 mm，质量为34.7 g，通过控制变量法分析了不同电压幅值、不同频率和不同剪切条数量对机器人爬行速度的影响，选取合适的信号输入。结果表明：试验机器人的最快爬行速度达到46.6 mm/s，最大载质量为60 g，最大爬行坡度为15°；该机器人能够在高度仅为17 mm的缝隙内爬行，运动性能良好。     

带U型切口的非线性压电能量采集器的动力学仿真研究

针对目前压电采集器采集频带较窄、采集效率较低的问题，笔者在压电采集器中引入磁场构建了非线性振动系统，拓宽了采集器的采集频带。设计了一种带U型切口的非线性压电振动能量采集器；通过建立采集器的理论模型，分析了该采集器的势能系统，并仿真研究了不同激振频率下内梁磁铁与外梁磁铁的水平间距D的改变对采集器输出均方根电压的影响。数值分析发现：减小间距D，可以使该采集器的内、外梁的势能系统从单稳态系统过渡到双稳态系统；并随着间距D的减小，该能量采集器在其谐振频率处输出的均方根电压逐渐增大，但对该能量采集器的有效采集频带影响并不大。该研究表明引入磁场的带U型切口的双悬臂压电梁能有效提高压电能量采集器采集效率。     

2斜叶 框式组合桨釜内流场实验研究

为将2斜叶 框式组合桨高效应用于实际工程，课题组以不同质量分数的甘油 水溶液为搅拌介质，通过粒子图像测速技术（PIV）对该改进型框式组合桨搅拌釜内的流动特性进行实验研究，分析了桨间距、顶桨直径和搅拌介质黏度变化对釜内流场产生的影响。研究结果表明：随着桨间距的增加，2桨叶间流体的循环效果先增强后减弱，桨间距C2=052H时2桨叶配合最佳；顶桨直径D1=250 mm时形成2个涡合能力较好的涡流，此时釜内流体的整体混合情况较好；随着黏度的增大，2桨叶间扰动增强，整个搅拌釜内速度分布变得更加均匀，表明改进型框式组合桨更适用于黏度较高的溶液中。研究结果可为2斜叶 框式组合桨在聚酯合成工业实际工程生产中提供相关参考。     

波轮式洗衣机悬挂结构力学特性研究

针对目前波轮式洗衣机设计过程中，吊杆悬挂点高度的确定缺乏系统性讨论，课题组进行了相关力学特性研究并提出了吊杆悬挂点高度确定方法。求解洗衣机各类刚体动能表达式、总势能与广义悬挂力，应用Lagrange方程建立系统振动模型；基于MATLAB中建立的仿真模型，针对洗涤状态，分析吊杆悬挂点高度对弹簧压缩量、吊杆倾斜角等方面影响，确定了悬挂点最大高度；针对脱水状态，分析吊杆悬挂点高度对盛水桶上下振幅、临界频率等方面影响，确定了悬挂点最小高度。结果表明：通过对洗衣机不同工作状态的力学特性分析，可确定吊杆悬挂点高度选取范围。课题组的研究可快速确定吊杆悬挂点高度区间，提高设计效率。     

3D打印毛细芯与底座间隙对环路热管性能影响

为抑制环路热管（loop heat pipe， LHP）蒸发器中的热泄漏，课题组通过改变3D打印复合毛细芯与加热底座之间的间隙来解决该问题。毛细芯与加热底座间分别选取0，1和2 mm[KG*4/5]3种间隙组合方式组装环路热管，并通过实验研究间隙对环路热管传热性能的影响。结果表明：存在间隙时，启动时长均会因间隙的增大而延长；复合毛细芯蒸发层为200 μm、吸液层为100 μm、间隙为2 mm时，热泄漏的抑制最显著。此时，功率为180 W，壁面温度为96.7 ℃，传热系数为73 681 W/(m·K)；而复合毛细芯蒸发层为100 μm、吸液层为200 μm时，间隙的增加对热泄漏的抑制效果不明显。综上，复合毛细芯对环路热管传热性能的影响可通过改变毛细芯与底座间隙距离来控制。     

新编探究性开放型味觉测量实验一组

本文介绍一组新编的味觉测量实验．通过测定群体内个体间的各种味觉敏感性差异，引导学生联系生活和生产实际、走进科学前沿，去作进一步探究．与传统的封闭性、验证性教学实验相比，本组实验除具有简便易行、成本低廉、易于推广的特点外，还具有探究性和开放型的特点，适于大学、高中和初中不同阶段的教学需求．     

分数槽集中绕组永磁辅助同步磁阻电机的设计

为了改善同步磁阻电机存在的转矩密度低、效率低等问题，课题组设计了一种10极12槽的永磁辅助同步磁阻电机。定子采用隔齿绕分数槽集中绕组，减小了相间耦合，增大了绕组自感，从而提高了电机的容错能力；此外，通过永磁辅助，增大电机的交直轴电感差，提高了电机的转矩密度；针对样机转矩脉动较大的问题，采用转子不对称磁障结构与定子斜槽的改进方法进行优化。仿真结果表明优化后电机的转矩脉动从32.0%减小到15.0%，表明课题组设计方案和优化方法具有可行性。     

配流盘结构参数对柱塞泵流量脉动影响及优化

柱塞泵的流量脉动是噪声流体传播的原因。为设计良好的配流盘以减少流量脉动和斜盘上的倾覆力，笔者建立了柱塞泵工作过程的数学模型。以流量脉动为目标，压力脉动作为结果进行分析；采用Amesim液压仿真软件分析柱塞腔内的增压、减压速率与流量波动的关系；在此基础上分析减压槽和配流盘上分度角等结构设计参数的影响，通过遗传算法优化得到一组参数帕累托解集，以此设计配流盘。排油流量和吸油流量变化仿真结果表明：采用该优化方法设计的配流盘，能有效降低柱塞泵流量脉动。该研究为正向设计配流盘结构、降低流量脉动提供了一种有效方法。     

基于AdvantEdge加工的M2高速钢微铣削力仿真与预测

微织构的加工领域中常用到激光加工，但激光加工设备成本高且无法进行大规模生产，因此文中用已发展成熟的加工中心来对高速钢进行铣削加工。采用0.3 mm的硬质合金微小径铣刀，利用数控加工中心对M2高速钢进行微沟槽铣削加工；在微铣削加工中，铣削力过大会导致铣刀磨损过快影响加工质量，因此笔者利用仿真软件AdvantEdge对微铣削加工进行仿真；由于微细铣削不同于传统铣削，分析了刀具前角以及刀刃圆弧半径对铣削力的影响，并利用正交实验的方法，研究切削参数及刀具几何参数对铣削力的影响规律；采用MATLAB多元线性回归对铣削力进行预测；最后通过一组实验对预测模型进行验证。结果表明构建的模型对铣削力的预测较为准确，误差在10%以内。该研究方法有助于在实际加工中更高效、更便捷地选用合适的切削用量。     

新型微带交叉耦合环微波带通滤波器

设计了一种新型交叉耦合结构带通滤波器,采用了凹槽环形式谐振器,使得获得同样的耦合系数新型结构相邻两环间的距离明显减小,因此这种滤波器具有小型化的优点。通过在传输函数中引入了两个传输零点,使得此种结构的滤波器具有更高的品质因数。利用电磁软件CST的分析给出了此种结构的耦合系数的结构参数,设计了一个工作在X波段的该结构带通滤波器,尺寸为5.9mm×5.9mm,带外抑制为25dB以上,带内插损为3.2dB,最后的实验结果与仿真曲线一致性较好。     

基于位姿调整的晶圆传输机器人轨迹规划

为了提高晶圆传输机器人的运行效率和运动平稳性，课题组基于末端执行器的位姿调整对晶圆传输机器人进行了轨迹规划研究。首先，介绍了晶圆传输实验平台的机构组成，在此基础上采用了动静法对晶圆受力进行分析，得出加速度与位姿角度之间的内在关系；其次，提出了一种基于位姿调整的S曲线加减速控制算法，并基于该算法实现了对末端执行器的轨迹规划；最后，采用MATLAB软件编程，实现了关键参数的求解和算法仿真，得到了加速度、速度、位移随时间变化的曲线图。应用结果表明此轨迹规划可以在保证高度运动平稳的情况下提高晶圆传输机器人的工作效率。     

缝洞型油藏注水驱油可视化物理模拟研究

采用可视化物理模拟方法直观研究了缝洞油藏的注水驱油机理，考察了不同注入流体、注入方向、注入角度等多方面因素对注水效果的影响，直观了解了缝洞油藏注水驱油前后的油水分布，并进行了注气提高采收率实验。结果表明：缝洞位置对水驱效果产生明显的影响；重力分异在缝洞模型中具有重要的作用；对于缝洞型油藏，剩余油的形成和分布主要受缝洞通道不规则性和重力捕集的影响，水驱后剩余油主要分布在上部溶洞和下部溶洞顶部难以驱替的“阁楼空间”内，这部分剩余油也是注气驱替的主要驱替空间；实验发现，水驱油过程中一旦形成水流通道，孔洞中的剩余油就难以被驱替，改变注水方式或注入介质（如注气）等，有可能进一步驱替孔洞中的剩余油，提高采出程度。后续注气实验证明通过改变注气方式可以明显驱出“阁楼空间”中的剩余油。     

基于刀具跳动的非可展直纹面侧铣加工刀位优化方法

在非可展直纹面的侧铣加工过程中，曲面的非可展的特性会影响加工后零件的表面质量。尤其在铣削软材料工件非可展直纹面时，刀具跳动是零件表面加工误差增大的新因素。针对这一问题，课题组提出了一种基于刀具跳动的非可展直纹面侧铣加工刀位优化方法。首先构建了刀具跳动下的误差度量函数；随后通过测量法得到了刀具跳动后的实际回转轮廓半径；最后在考虑刀具跳动的情况下通过单点摆动法对初始刀位进一步优化。仿真实验结果表明：在将刀具跳动因素加入非可展直纹面的误差优化模型中后，加工平均误差减小了25%，过切率减小了18.5%。该研究方法有效提高了零件的表面质量。     

基于仿真模型探讨病毒传播的流体力学实验

新型冠状病毒的患者总是伴随着咳嗽等症状，咳嗽形成的飞沫会以气溶胶的形式传播，这是典型的流体力学中气固耦合问题。因此，将飞沫核看作是固体小微粒，周围空气为流场，拟通过COMSOL Multiphysics中的层流模块、粒子追踪模块和传热模块，对新型冠状病毒在室内的传播机制进行研究。结果表明：新型冠状病毒在室内的传播具有明显地分层现象，在高度小于1.4m和高度大于2m时，病毒主要分布在患者正前方，当高度处于这个区间时，病毒会污染房间80%的区域；同时，飞沫传播速度在开始的0.5s内，平均速度可达10m/s；最后，耦合温度因素，温度越高，病毒传播越活跃，考虑到人体舒适的温度，保持室内温度26到30摄氏度较为合适。针对这些结论，提出以下防护建议：1）使儿童尽量远离患者；2）保持室内通风；3）保持室内合适温度，最好是26到30摄氏度。以上建议是根据室内的仿真结果提出来的，适用于环境相对封闭，容积与居民楼房相近的场所。     

基于加权模糊c均值聚类的快速图像自动分割算法

图像分割是指将一幅图像分解为若干互不交迭的区域的集合，是图像处理和计算机视觉的基本问题之一。为了提高图像分割的效率，提出了一种基于2维直方图加权的塔形模糊c均值（FCM）聚类图像快速分割算法。该方法先通过构造合理的2维直方图对噪声进行抑制；然后通过塔形分解来缩减聚类样本集；最后利用加权FCM聚类算法进行分类。仿真结果表明，该方法的效率明显优于标准的FCM算法。此外，为确定分割的最优类别数c，还引入了一种基于该快速算法的聚类有效性评价函数——修正划分模糊度，实现了最佳图像分割类别数c的自动确定。基于人造图像和实际图像的测试实验结果表明该方法是有效的。     

改进粒子群算法在库存预测中的应用

针对自动化立体仓库库存预测结果存在不准确和时间滞后等问题，课题组提出一种基于改进粒子群算法并结合指数平滑法来构建库存预测模型。分析传统粒子群算法和指数平滑法的原理以及缺点，通过引入附加变量、非线性动态调整惯性权重以及异步变化学习因子的方式，提出一种改进的粒子群算法；并采用4种标准测试函数来验证算法的寻优能力；最后将改进后的算法与平滑指数算法相结合构建预测模型，以某公司生产的导流板实际库存数据为例进行仿真实验，并与常用的几种预测模型进行验证对比。结果表明改进的粒子群算法预测模型的精度更高。该模型能够解决传统预测模型精度不高、适用情况单一等问题，提高企业的库存利用率。     

振动研磨机颗粒系统的仿真试验

为了探寻偏心振动磨的最佳工艺参数，达到减小乏能区、提高研磨效率的目的，以单筒偏心振动磨为研究对象，建立偏心 振动磨内部介质运动数学模型。借助于离散元素法颗粒系统分析软件EDEM，模拟不同振幅、频率组合下研磨介质与物料的运动状态。理论与试验研究结果表明 ：系统在简谐激振力作用下，筒体以高频率连续振动，介质在磨腔内形成明确的动态回转质心，且随激振频率和振幅不同有所变化；研磨介质和物料混合过程中 ，振幅增大混合速度增加，但振幅过大时部分物料被甩到磨腔边缘，混合均匀度反而降低；当激振频率为16 Hz，振幅为10 mm时，介质运动范围较大，乏能区明 显减小，物料与研磨介质间接触力增加，研磨效率大大提高。因此，可以通过控制激振频率和振幅等参数来获得更有利的研磨效果，提高研磨效率。     

职业教育质量治理:公共之“道”与理性之“路”

职业教育质量治理是一个关涉多元主体参与、多维利益博弈的“公共性”复杂系统。“个域共同体”因个体理性的有限性限制，在质量管理上易引发“由外至内”“自上而下”和“从出到入”的混沌逻辑。公共理性指引下的职业教育质量治理之“道”，即在思维逻辑层面确立一种“公共”思维意识，通过遵照普遍的公共意志，建立在质量治理上的公共理性思维；在实践逻辑层面，须寻求在“理性”指引下的共治之“路”，以助推最广泛公共领域发展的共生与共赢。     

基于LTNE的饱和多孔介质THMC耦合模型数值研究

为探究多孔材料中流体流动和温度变化，课题组对溶质和溶剂在孔隙内发生的多物理场耦合问题进行研究。首先，基于局部热非平衡理论（LTNE），分析发生的THMC耦合反应，推导出其控制方程组；其次，将其物理模型简化为内含圆孔无限大平面，通过COMSOL Multiphysics软件，选用一维轴对称坐标系模拟仿真，研究多孔介质应力、孔隙流体压力、溶质摩尔分数和流固体温度分布规律；最后，分析各物理场参数影响。结果表明：随时间增加，各因变量峰值和谷值逐渐沿径向伸展，各物理场之间相互影响愈加深远；反应过程中需衡量参数取值。该研究既可为相关实验和解析方法提供参考，也可直接应用于实际工程中，有助于深入了解饱和多孔介质热流固化完全耦合行为。