虚拟现实视域下的实体与数字建构设计教学研究

在数字化技术越来越多地应用于创新性教学改革的今天,高等教育中建筑类教学内容也发生了日新月异的变化。文章以目前国内本科建筑设计启蒙阶段的课程教学改革为研究背景,基于虚拟现实(Virtual Reality)技术,重点分析实体与数字建构设计课程的理念及内容,结合实际教学案例,具体探析切实可行符合专业教学背景及融合创新技术的教育实施策略。     

考虑三维旋转和动态失速的风力机气动力建模

由于叶片流动分离和失速机理较为复杂,且缺乏深入理解,风力机非定常、非线性气动载荷难以准确预测。针对动态失速和三维旋转效应,基于Leishman-Beddoes模型和Bak模型,预测偏航条件下NREL Phase VI叶片的气动响应,并与实验值和二维数值模拟结果对比。考虑动态失速和三维旋转效应,有效提高叶片剖面升力的预测精度。但是,非线性段气动力的模型预测值与实验值偏差较大,表明三维旋转效应和动态失速耦合作用显著。从叶尖到叶根,局部入流迎角的平均值和幅值显著增加,气动力的非定常程度逐渐升高,因此耦合作用主要存在与叶根处。耦合作用改变了动态失速特性,使得30%剖面气动力迟滞环从二维的顺时针变为逆时针。二维和三维气动力的差别主要体现在下风侧,表明下风侧耦合作用大于上风侧。     

铁水从高炉到转炉或电炉载运过程中的温降规律

本文对某厂铁水从高炉到转炉或电炉载运过程中温降规律及影响因素进行了研究,通过结合铁水罐运输过程传热的有限元数值模拟和现场测温试验,得到了铁水罐从受铁开始到等待和运输过程的铁水温降规律,并探索了铁水罐热状态和铁水罐内衬侵蚀对铁水温降的影响。结果表明,出铁开始前30 min内铁水平均温度降低较快,30 min后铁水温降速率基本恒定为0.88°C/min。铁水罐热状态和铁水罐内衬侵蚀程度均会影响铁水温降,其中铁水罐热状态的影响较大。     

N-(4-氨基丁基)-N-(乙基异鲁米诺)/血红素/金纳米三功能化氧化石墨烯材料的合成及性质研究

基于发光试剂N-(4-氨基丁基)-N-(乙基异鲁米诺)(ABEI),发光试剂催化剂氯化血红素(hemin)、金纳米粒子(Au NPs)和氧化石墨烯(GO)之间的非化学键作用合成了一种三功能化氧化石墨烯发光功能化复合材料。采用化学发光试剂ABEI作为还原剂,还原氯金酸在石墨烯表面合成了金纳米粒子,ABEI和hemin催化剂通过非化学键作用积聚在石墨烯表面。三功能化的石墨烯复合材料不仅具有良好的化学发光性能、良好的溶解性和水溶液的稳定性,而且为金纳米粒子为生物大分子提供了结合位点。     

含铜钴硫酸渣中铜钴同步浸出试验研究

本文以含铜、钴硫酸渣为原料,采用直接酸浸方式回收其中的铜、钴,探究了原料细度、浸出温度、搅拌速度等工艺参数对铜钴浸出率的影响。在不磨矿、浸出温度为70℃、搅拌速度为400 r/min、液固比为4∶1、硫酸质量浓度为160 g/L、浸出时间为4 h的最佳浸出条件下,铜、钴浸出率分别为72.16%,70.81%。铜钴化学物相分析表明,硫酸渣中硫酸铜质量分数最高,次生硫化铜质量分数最低,在硫酸体系下,硫酸铜、自由氧化铜物相较易浸出。硫酸渣中钴主要以硫酸钴、亚铁酸钴、四氧化三钴形式存在,还含少量硫化钴和氧化亚钴。在硫酸体系下,硫酸钴和硫化钴易被浸出,四氧化三钴和亚铁酸钴较难浸出。     

乳清分离蛋白-壳聚糖复合颗粒的构建及其微观结构表征

为研究蛋白-多糖复合颗粒的形成条件,特别是工艺条件对构建其核壳结构的影响,以乳清分离蛋白(WPI)和自然界唯一带正电荷的多糖——壳聚糖(CS)为原料,构建蛋白为核,多糖为壳的结构化复合颗粒,针对颗粒的形成条件及影响因素进行研究,并对所形成颗粒的粒径、电位及微观结构进行表征。pH值和盐离子浓度是二者发生复合作用的重要条件。实验结果表明,当盐离子浓度为0、pH值达到5.47时,体系浊度最大,达98.34%,二者的复合程度最高。在该条件下制备复合颗粒,研究混合方式、处理温度和剪切处理对复合颗粒的组成及粒径的影响,结果表明:热-混方式(先对蛋白进行热处理再与壳聚糖混合)与混-热方式(先将蛋白和壳聚糖混合再进行热处理)形成复合微粒的组成没有明显差异,但热-混形成颗粒的粒径更小且电位绝对值更大,说明颗粒稳定性更高;75、85、95℃热处理条件下,复合颗粒中蛋白质和多糖的组成基本一致,但温度越高颗粒粒径越大,电位绝对值越小;剪切处理可有效降低颗粒粒径。复合颗粒的共聚焦扫描图像结果显示:75℃热处理的复合颗粒表现出明显的蛋白、多糖荧光共定位现象。研究表明,75℃热处理、热-混方式、辅助高速剪切可以制备具有完整“核壳”结构、粒径为744.5nm的复合微粒。     

具有“核壳”结构的乳清分离蛋白-黄原胶复合颗粒的构建

采用乳清分离蛋白（whey protein isolate,WPI）和阴离子多糖黄原胶（xanthan gum,XG）作为基础原料制备复合颗粒,通过改变离子强度、温度、混合方式等条件,对WPI-XG复合体系浊度、粒径、Zeta电位进行分析,探究影响复合颗粒形成的主要因素,并通过激光共聚焦显微镜观察颗粒的结构。结果表明：低离子强度（≤20 mmol/L）可促进WPI-XG复合物的形成;温度越高,复合颗粒的粒径越大;先单独热处理WPI溶液后再与XG溶液混匀制得的颗粒具有更大的蛋白质多糖比、更小的粒径和更大的电位绝对值;剪切会使颗粒的粒径和电位绝对值下降。最终根据浊度、粒径、电位和共聚焦显微镜的结果,得出剪切后的75 ℃热处理WPI颗粒与XG复合形成更为完整的“核壳”结构。     

基于COMSOL的圆平面磁控溅射靶的磁场研究

为了提高靶面水平磁感应强度的均匀性,设计了一种内外永久磁铁以“内圆外方,外围圆”的方式排布的圆平面磁控溅射靶阴极结构,并利用COMSOL软件对其磁场进行仿真模拟,再通过实验测量进行验证。实验验证的结果和仿真模拟的结果基本一致。圆平面磁场分布均匀,并且满足溅射磁感应强度为20～50 mT的基本要求,靶材利用率可达40%～50%,而且散热能力得到一定程度的提高。     

铌微合金化建筑用钢连铸坯角部裂纹控制

为了研究含铌建筑用钢轧制产生开裂的问题,对多组铸坯低倍样进行检测分析,并结合生产过程数据对化学成分、中间包过热度、拉速及二冷各区比水量进行了统计分析。结果表明,角部裂纹是缺陷根源,含铌钢铸坯的断面收缩率低于75%的温度范围为750～960 ℃。通过降低二冷一区的比水量,适当提高三区、四区的比水量、调整矫直温度使其避开断面收缩率小于75%的温度区间和控制硫、磷、铬含量等一系列优化措施,有效解决铸坯表面的角部裂纹缺陷,保证了含铌建筑用钢的产品质量。