物理模型

摘要： 随着社会与经济的快速发展,我国城市化水平显著提升,一系列国家基础性设施建设陆续完善,极大地便捷了人们的日常生活和工作学习。其中,水利工程项目作为国家基础设施建设,是促进区域经济发展、资源协调配置以及改善生态环境的重要项目,在全球倡导可持续化发展的大背景下具有广阔的前景和市场机遇。国内高等教育院校也纷纷围绕水利工程创设了相关专业和附属课程,以此来满足国内水利工程行业的人才需求。

摘要： 深入理解中学物理概念是物理核心素养的重要组成部分.然而,部分物理概念往往具有看不见、摸不着的特点,使得学生难以借助视觉和触觉建构对应的物理模型,最终形成了疑难物理概念.可视化的物理模型具有看得见、摸得着的优点,易于引导学生构建物理模型,进而深入理解物理疑难概念.本文在组装激光阵列和设计控制电路的基础上,自制了“磁感线的可视化实验装置”;利用该装置,以“磁通量”的教学片段为例,探讨如何利用可视化物理模型突破中学物理疑难概念的教学.

摘要： 电化学阻抗谱(EIS)是一种常用的电化学测试方法。通过EIS可以获取研究体系的各种动力学信息,比如电荷转移,双电层充电和物质传输等。EIS数据的解析依赖于合理的模型,常见的模型分为等效电路模型和物理模型。本文简要介绍了EIS物理模型三种常见的求解方法:解析求解,时域数值方法和频域数值方法。我们首先以一个经典的带有法拉第反应的双电层界面为例,仅考虑扩散控制传质的情况下,推导了相应的解析解,介绍了数值求解EIS的时域方法和频域方法,并对比了不同方法的结果。然后,我们以电池中常见的金属离子沉积反应为例,给出了零电荷电势下的EIS的解析解,并对比了两种数值方法的求解精度,同时我们也对比了不同价态的金属离子的EIS结果。计算结果表明,频域数值方法的精度高于时域数值方法,可以作为EIS数值求解的首选。保持其余参数不变的情况下,高价离子的EIS小于低价离子。最后,我们总结对比了三种方法的优缺点。本工作研究结果一方面可以作为EIS物理模型的入门指南,另一方面可以用于分析金属离子沉积反应的EIS结果。

摘要： 采用智能网格预报等多种气象预报数据与陆面水文模型及机器学习方法进行耦合,以岩滩水库流域区间为例,将区间预报径流量与历史径流量数据输入长短期记忆网络模型(LSTM)进行水库入库径流量预报,通过对日径流量模拟试验和业务试用分析,探明该方法在短期水文预报中的适用性。结果表明,耦合气象-水文-机器学习的径流量预报模型在率定期和验证期纳什效率系数(NSE)在0.65左右,在强降水过程训练试验中,日径流量和洪峰预报合格率≥87.5%,达到甲级预报精度标准;在业务试用中,24h、48h、72h日径流量预报合格率分别为87.3%、70.4%、75.5%,达到甲级或乙级预报精度标准,满足发布正式预报的精度要求;3次较大降水过程径流量和峰现时间预报合格率均为100%,达到甲级预报精度标准;峰值预报为66.7%,达到丙级预报标准,可用于参考性预报。将物理模型与人工智能方法进行有机耦合,可提高水文预报产品精度和适用性。

摘要： 物理学科核心素养与课程目标中明确了物理模型在物理教学中作用,竖直平面内圆周运动不仅是高中物理的一个重要模型同时也是高考考察重点,本文举例说明在不同物理题型中建构物理模型,将复杂的物理过程进行简化和抽象,帮助学生理解和分析问题,促进物理教育教学.

摘要： 近年来,涉及日常生活、生产、科技前沿等方面的情境题常出现在高考物理试题中。学生对"应用性"情境题的分析推理能力及抽象建模能力不足,因此在面对这类试题时无从下手,难以得分。文章通过对这类试题的分析探讨,搭建循序渐进的学习台阶,引导学生提取关键信息,依据物理规律进行模型构建,从而解决问题。

摘要： 利用潮汐、海洋表面空气湿度大、吸水保湿材料的吸水性在被保护钢桩表面人为制造一层薄液膜,实现对处于飞溅区、潮间带区域的钢管桩的阴极保护,其关键技术是筛选出一种吸水、保湿性包覆材料。通过对国内外各种可选吸水材料进行调研,选择常见的麻布﹑聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸盐(PAAS)三种吸水材料,并对材料进行了润湿性、吸水量和保水量等性能测试,优选了PVA作为合适的吸水材料。通过物理模型和数值模型探究了PVA吸水材料的阴极保护效果,结果表明,PVA材料使得钢管桩处于阴极保护的电位区间,可见PVA作为导电包覆的吸水材料可为钢管桩提供良好的阴极保护。

摘要： 从模型建构、精讲巧练、感受提升、问题引领、拓展迁移、核心素养等方面,以抛体运动为例,就“双减”政策引领下的习题教学做了深入探讨,以期学生在科学思维、探究能力、实践意识、科学态度等方面得到有效提升。

摘要： 文章通过分析高中物理碰撞中的基本模型,使学生明白碰撞过程的物理意义,同时在建立“完全非弹性碰撞”模型和“类完全非弹性碰撞”模型的基础上给出这两类题型的巧析,以期对教学有所帮助。

摘要： 高炉炉顶布料技术发展已有近200年历史,与其它布料装置相比,无论是并罐式无料钟还是串罐式无料钟都具有非常大的优势,密封性能好,有助于高炉高顶压操作,可以多种形式布料,有利于高炉实现稳定顺行、高效低耗和长寿。无料钟布料技术应该在物理模型实验的基础上,借助开炉装料测试结果,开发与应用无料钟布料数学模型,选择合适的布料制度,指导高炉布料操作,以期高炉获得理想的技术经济指标。

摘要： 滇池草海属于宽浅高原湖泊,其水域面积较大,受出湖口位置分布及入湖河道水量不均的影响,不足以使全湖形成良好水动力.为研究增设收集口与采取不同工程措施对提升草海水体置换效果的影响,开展环境水力学物理模型试验研究.模型成果表明,收集口设置有利于草海水体置换.工程建成后,开展了原型观测工作,成果表明,相邻收集口岸边污染物亦能被收集,收集口的影响范围可达150m.

摘要： 素质教育的实施,将彻底改变以往的封闭式教学,教师和学生的积极性都将得到极大的尊重,由于学生的积极参与,每个学生的创造性都受到重视,指令性和专断的师生关系将难于维系.教师的权威将不再建立在学生的被动与无知的基础上,而是建立在教师借助学生的积极参与以促进其充分发展的能力之上.因此,开展物理模型教学是为了满足素质教育的要求. 物理学是一门研究普遍物质的基本运动形式的自然科学.面对自然物质运动形式的抽象性、复杂性,许多同学在学习时很难理解与掌握,而物理模型的构建是将实际问题抽象为一种比较简单的模型来表述.通过该方式可很好地引导学生学习及认知物理知识,还能很好地提高学生的抽象思维能力. 自然界中任何事物与其他许多事物之间总是存在着千丝万缕的联系,并处在不断的变化之中.面对复杂多变的自然界,人们在着手研究时,总是遵循这样一条重要的方法论原则,即从简到繁,先易后难,循序渐进,逐次深入.根据这条原则,人们在处理复杂的问题时,总是试图把复杂的问题分解成若干个比较简单的问题逐个击破.或者把复杂的问题转成比较简单的问题.基于这样的一个思维过程,人们就开始运用物理模型开展教学.

摘要： 江苏沿海地区入海河道基本建有挡潮闸,当上游河道需要排涝时,挡潮闸又兼有泄洪闸的作用.物理模型试验的方法常用于研究解决闸下泥沙淤积问题,但当上游河道分岔且建有多闸时,往往产生河道排涝流量不一致、时间不同步现象.从分析盐东控制四闸泄流情况入手,确定物理模型试验径流施放的方法,为类似研究做参考.

摘要： Matlab/Simscape是simulink中一款适用于物理建模和仿真的工具箱,以QY100型起重臂为研究对象,首先用Simscape模块组中的Multibody模块建立起重器的机械子系统物理模型;用Simscape模块组中的Fluids模块建立起重器液压子系统模型,用subsystem模块对液压子系统和机械子系统的模块分别系统总体封装,系统封装使系统整体视图简洁、参数输入调整更方便,整个系统结构布局得到优化.仿真得到起重机工作时液压压力、铰接点角位移、角速度、角加速度随时间变化曲线.

摘要： 振动声调制技术是利用裂纹在低频振动(f1)激励下张开闭合,使通过此界面的高频信号(f2)幅度或相位发生调制而产生新的边频成分(f2±nf1),通过监测调制边频的有无及幅度大小对所测工件质量进行评价的非线性声学方法.此方法结合振动法检测范围大和超声法对裂纹缺陷敏感的优势,且不需要复杂精密的检测设备,现已用于多种材料和结构的裂纹检测研究中.本文在不同的扫频斜率下进行振动声调制检测实验，对检测结果中扫频噪声出现的特征进行分析，并建立了扫频噪声出现的物理模型，为后续噪声消除工作提供理论指导。

摘要： 针对一条货轮的气膜减阻问题,为了方便数值计算与模型试验结果对比,将原船缩小31.98倍作为计算的物理模型,求解三维不可压缩定常湍流以及气液两相流.在对喷气方向和喷气位置相关参数进行数值筛选的基础上数值分析船舶减阻效果,结果显示:在三个喷缝同时喷气的情况下,总阻力比原船减小了19％,其中摩擦阻力减小22％,采用上述筛选结果进行模型试验所获总阻力减阻率为15％,表明数值计算与试验结果吻合较好.

摘要： 本文在分析踏面制动器工作原理的基础上,采用AMESim软件建立了不带停放制动和带停放制动的仿真模型,通过物理模型和功能模型的仿真结果的对比,验证了仿真模型的正确性,同时对部件的研究建模提供了两种思路.

摘要： 近来国内有关专家针对裂缝性和渗透性漏失地层提出了基于物理法的旋转射流随钻防漏堵漏的新技术.本文通过分析实际物理问题,建立了随钻堵漏工具的物理模型,借助Fluent软件模拟分析工具不同射流角度、分流量及喷嘴出口直径条件下的环空流场,研究了各因素对环空流场的影响规律,模拟结果表明环空流场对射流影响较小,且通过增加旋流喷嘴的分流量来提高射流对井壁冲击压力比缩小喷嘴直径具有优越性.

摘要： 随着对柴油机动力性、经济性及排放性能的要求越来越高，开发复杂度更高、精度更高的控制策略成为控制开发的一项重要工作，如轨压的精确控制等，高压泵作为燃油系统中提供压力的部件，可以灵活的控制轨压的变化，而轨压的控制为喷油控制提供了条件。故建立能应用于HIL系统上的高压泵实时物理模型已经成为HIL系统开发工作的一部分。本文首先建立了高压泵的详细物理模型,详细分析了高压泵的物理特性,为更详细的了解高压泵的工作特性提供了数据支撑.在物理模型的基础上,探索研究了高压泵实时化的思路,理清了建立开关阀式的高压泵实时模型的思路、流程,建立了高压泵的实时模型.通过该流程使得高压泵模型的状态变量从35个降低到7个.

摘要： 海岛的开发建设离不开淡水资源的供给.随着开发力度的加大,海岛淡水资源的供应受到越来越大的挑战.气候变化、人口增长以及日益增长的工农业用水量给世界大部分沿海及海岛地区的淡水资源供给带来巨大的压力.在大多数情况下,地下水已经成为唯一可靠的淡水资源的来源.沿海地区、海岛的地下淡水与海水处于一种动态平衡的状态中,如果对淡水不加节制地开采利用,将引发海水入侵、地陷及一系列严重后果.因此如何增大淡水资源的储量,满足居民最基本的生活条件是海岛开发亟待解决的问题.

摘要： 本发明属地震物理模型领域，具体涉及一种地球物理地震模型，主要由环氧树脂、硅胶、反光粉等组合物制作而成，其中，反光粉采用不同目数按比例混合，通过改变各组分含量来控制模型材料的纵横波速度，纵波速度可以控制在2000m/s‑4000m/s之间递变，横波速度可以控制在1000m/s‑2000m/s之间递变。采用地球物理地震模型组合物和制作方法制作的模型，在超声波的激发下具有良好的穿透性和良好的激光接收的反射性，应用与物理模拟测试时，可以得到良好的地震波反射数据，为地震地质体和激光超声传播的研究提供一种新的方法。

摘要： 本发明属于油气勘探地球物理的地震物理模型技术领域，公开了一种孔洞型储层地震物理模型材料和孔洞型储层地震物理模型及制作方法。以重量份数计，该物理模型材料包括高岭土15‑25份，水20‑100份，石英砂1000份，环氧树脂60‑100份，固化剂5‑20份。本发明利用高岭土模拟垮塌物，与水按比例混合后速冻成冰状固体，在低温条件下加工成不同形态、尺度的孔洞模型，嵌入到高速围岩材料中模拟孔洞储层，待所述孔洞型储层地震物理模型固化后能够形成孔洞空间。本发明可以得到相似性更高的地震物理模型，从而得到更加准确的实验数据用于开展孔洞储层油气勘探方法研究。

摘要： 本发明公开了一种地震物理模型材料和地震物理模型及其制备方法，所述地震物理模型材料包括环氧树脂、固化剂和合金微粉，本发明通过在环氧树脂中掺杂合金微粉，将可成型物理模型材料声波传播速度提高到4800m/s以上，将整个可成型物理模型材料声波传播速度范围拓宽至1000‑4800m/s，大大提升了地震物理模型的应用空间。

摘要： 本发明属于地球物理勘探领域，更具体地，涉及一种相变砂岩储层物理模型材料和相变砂岩储层物理模型及制备方法。该相变砂岩储层物理模型材料包括以下组分：硅酸盐水泥100重量份；石英砂(30目)100‑400重量份；石英砂(60目)100‑300重量份；石英砂(120目)50‑200重量份；水120‑240重量份；减水剂0.5‑2重量份；消泡剂0.2‑1重量份；环氧树脂80‑120重量份；固化剂30‑70重量份；相变石蜡80‑120重量份。本发明的相变砂岩储层模型可以通过控制温度来控制储层内部流体状态；所述砂岩储层模型具有良好的穿透性，能够得到有效的反射信号。

摘要： 本申请提供一种不同成熟度页岩物理模型制作方法及页岩物理模型。该方法包括：获取有机质颗粒；其中，有机质颗粒为未成熟期的有机质颗粒、成熟期的有机质颗粒、过成熟期的有机质颗粒中的任意一种；将有机质颗粒与石英颗粒、方解石颗粒、高岭土颗粒进行混合研磨，得到混合粉末；将混合粉末中加入胶结剂，以得到混合体；将混合体铺放至模具中，进行压实处理，进而得到页岩物理模型。通过上述方式制作而成的页岩物理模型考虑了有机质成熟期对页岩的影响，使得该页岩物理模型与对应成熟期的天然页岩各方面属性都相近的，进而保证后续基于该页岩物理模型进行实验能够得到准确的实验数据。

摘要： 本发明提供了一种地震物理模型材料、地震物理模型及其应用。本发明提供的地震物理模型材料包括环氧树脂、固化剂和超细碳化硅粉。通过改变高纯超细碳化硅粉的含量来控制模型材料的纵横波速度。纵波速度可以控制在2600m/s‑3300m/s之间递变，横波速度可以控制在1500m/s‑2400m/s之间递变。采用本发明提供的地震物理储层模型材料制作的储层模型在超声脉冲激发下具有良好的穿透性，应用与物理模拟测试时，可以得到良好的地震波反射数据，为储层地质体物理模型模拟研究提供一种新的方法。

摘要： 本发明属于油气勘探地球物理的地震物理模型技术领域，公开了一种孔洞型储层地震物理模型材料和孔洞型储层地震物理模型及制作方法。以重量份数计，该物理模型材料包括高岭土15‑25份，水20‑100份，石英砂1000份，环氧树脂60‑100份，固化剂5‑20份。本发明利用高岭土模拟垮塌物，与水按比例混合后速冻成冰状固体，在低温条件下加工成不同形态、尺度的孔洞模型，嵌入到高速围岩材料中模拟孔洞储层，待所述孔洞型储层地震物理模型固化后能够形成孔洞空间。本发明可以得到相似性更高的地震物理模型，从而得到更加准确的实验数据用于开展孔洞储层油气勘探方法研究。

摘要： 本发明属于油气勘探地球物理的地震物理模型技术领域，公开了一种应力敏感致密砂岩储层物理模型材料和应力敏感致密砂岩储层物理模型及制备方法。该物理模型材料包括石英砂，高岭土，聚氨酯，固化剂为，稀释剂。该方法包括如下步骤：将所述聚氨酯和固化剂进行加热处理；对物理模型固化模具内表面进行固化预处理；将所述石英砂和所述高岭土均匀混合，加入聚氨酯和固化剂，以及稀释剂，均匀混合得到混合物；将所述混合物放入物理模型固化模具中，并对所述混合物进行压制处理和固化处理，得到所述应力敏感致密砂岩储层物理模型。本发明通过利用软质有机材料胶结石英砂和高岭土，实现致密砂岩储层地应力‑地震响应变化规律的物理模拟研究。

摘要： 本发明属于地震物理模拟技术领域，公开了一种黄土塬地层物理模型材料和黄土塬地层物理模型及制备方法。该物理模型材料包括以下组分：硅橡胶液体、硅析凝胶粉、交联剂和催化剂。制备黄土塬地层物理模型的方法包括如下步骤：S1：加热所述硅橡胶液体，研磨所述硅析凝胶粉；S2：将经过步骤S1处理的硅橡胶液体与硅析凝胶粉混合，加入所述交联剂、催化剂以及任选的着色剂，搅拌均匀、凝固后得到混合物；S3：根据模拟区域地形特征制备初始模型，将所述混合物涂抹在所述初始模型表面，得到黄土塬地层物理模型。本发明的黄土塬地层物理模型较好的模拟了黄土塬地层低波速和高衰减的特性，解决了黄土塬地层的物理物理模拟问题。

摘要： 本发明属地震物理模型领域，具体涉及一种地球物理地震模型，主要由环氧树脂、硅胶、反光粉等组合物制作而成，其中，反光粉采用不同目数按比例混合，通过改变各组分含量来控制模型材料的纵横波速度，纵波速度可以控制在2000m/s‑4000m/s之间递变，横波速度可以控制在1000m/s‑2000m/s之间递变。采用地球物理地震模型组合物和制作方法制作的模型，在超声波的激发下具有良好的穿透性和良好的激光接收的反射性，应用与物理模拟测试时，可以得到良好的地震波反射数据，为地震地质体和激光超声传播的研究提供一种新的方法。