固體力學(xué)研究方向范文

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關(guān)鍵詞 工程力學(xué) 環(huán)境科學(xué) 綜合應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X-019 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 工程力學(xué)與環(huán)境科學(xué)的學(xué)科交叉理論

工程力學(xué)是20世紀(jì)50年代末出現(xiàn)的。首先提出這一名稱并對(duì)這個(gè)學(xué)科做了開(kāi)創(chuàng)性工作的是中國(guó)學(xué)者錢學(xué)森。

在20世紀(jì)50年代，出現(xiàn)了一些極端條件下的工程技術(shù)問(wèn)題，所涉及的溫度高達(dá)幾千度到幾百萬(wàn)度，壓力達(dá)幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)大氣壓，應(yīng)變率達(dá)百萬(wàn)分之一～億分之一秒等。在這樣的條件下，介質(zhì)和材料的性質(zhì)很難用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)直接測(cè)定。為了減少耗時(shí)費(fèi)錢的實(shí)驗(yàn)工作，需要用微觀分析的方法闡明介質(zhì)和材料的性質(zhì)；在一些力學(xué)問(wèn)題中，出現(xiàn)了特征尺度與微觀結(jié)構(gòu)的特征尺度可比擬的情況，因而必須從微觀結(jié)構(gòu)分析入手處理宏觀問(wèn)題；出現(xiàn)一些遠(yuǎn)離平衡態(tài)的力學(xué)問(wèn)題，必須從微觀分析出發(fā)，以求了解耗散過(guò)程的高階項(xiàng)；由于對(duì)新材料的需求以及大批新型材料的出現(xiàn)，要求尋找一種從微觀理論出發(fā)合成具有特殊性能材料的“配方”或預(yù)見(jiàn)新型材料力學(xué)性能的計(jì)算方法。在這樣的背景條件下，促使了工程力學(xué)的建立。工程力學(xué)之所以出現(xiàn)，一方面是迫切要求能有一種有效地手段，預(yù)知介質(zhì)和材料在極端條件下的性質(zhì)及其隨狀態(tài)參量變化的規(guī)律；另一方面是近代科學(xué)的發(fā)展，特別是原子分子物理和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的建立和發(fā)展，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律已經(jīng)比較清楚，為從微觀狀態(tài)推算出宏觀特性提供了基礎(chǔ)和可能。

總的來(lái)說(shuō)，工程力學(xué)具有現(xiàn)代工程與理論相結(jié)合的特點(diǎn)，有很大的知識(shí)面和靈活性，對(duì)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)具有重大意義。

2工程力學(xué)理論在環(huán)境科學(xué)中的發(fā)展

2.1環(huán)境與力學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)

工程力學(xué)雖然還處在萌芽階段，很不成熟，而且繼承有關(guān)老學(xué)科的地方較多，但作為力學(xué)的一個(gè)新分支，確有一些獨(dú)具的特點(diǎn)。工程力學(xué)著重于分析問(wèn)題的機(jī)理，并借助建立理論模型來(lái)解決具體問(wèn)題。只有在進(jìn)行機(jī)理分析而感到資料不夠時(shí)，才求助于新的實(shí)驗(yàn)。

工程力學(xué)注重從微觀到宏觀，以往的技術(shù)科學(xué)和絕大多數(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)，都是或從宏觀到宏觀，或從宏觀到微觀，或從微觀到微觀，而工程力學(xué)則建立在近代物理和近代化學(xué)成就之上，運(yùn)用這些成就，建立起物質(zhì)宏觀性質(zhì)的微觀理論，這也是工程力學(xué)建立的主導(dǎo)思想和根本目的。

雖然工程力學(xué)引用了近代物理和近代化學(xué)的許多結(jié)果，但它并不完全是統(tǒng)計(jì)物理或者物理化學(xué)的一個(gè)分支，因?yàn)闊o(wú)論是近代物理還是近代化學(xué)，都不能完全解決工程技術(shù)里所提出的各種具體問(wèn)題。工程力學(xué)所面臨的問(wèn)題往往要比基礎(chǔ)學(xué)科里所提出的問(wèn)題復(fù)雜得多，它不能單靠簡(jiǎn)單的推演方法或者只借助于某一單一學(xué)科的成就，而必須盡可能結(jié)合實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用多學(xué)科的成果。

2.2研究?jī)?nèi)容和方向

工程力學(xué)主要研究平衡現(xiàn)象，如氣體、液體、固體的狀態(tài)方程，各種熱力學(xué)平衡性質(zhì)和化學(xué)平衡的研究等。對(duì)于這類問(wèn)題，工程力學(xué)主要借助統(tǒng)計(jì)力學(xué)的方法。

工程力學(xué)的研究工作，目前主要集中三個(gè)方面：高溫氣體性質(zhì)，研究氣體在高溫下的熱力學(xué)平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運(yùn)性質(zhì)、輻射性質(zhì)以及與各種動(dòng)力學(xué)過(guò)程有關(guān)的弛豫現(xiàn)象；稠密流體性質(zhì)，主要研究高壓氣體和各種液體的熱力學(xué)平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運(yùn)性質(zhì)以及相變行為等；固體材料性質(zhì)，利用微觀理論研究材料的彈性、塑性、強(qiáng)度以及本構(gòu)關(guān)系等。

工程力學(xué)研究方向主要有：非線性力學(xué)與工程、工程穩(wěn)定性分析及控制技術(shù)、應(yīng)力與變形測(cè)量理論和破壞檢測(cè)技術(shù)、數(shù)值分析方法與工程應(yīng)用、工程材料物理力學(xué)性質(zhì)、工程動(dòng)力學(xué)與爆破。

3工程力學(xué)理論在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用

3.1材料力學(xué)與環(huán)境

材料力學(xué)在生活中的應(yīng)用十分廣泛。大到機(jī)械中的各種機(jī)器，建筑中的各個(gè)結(jié)構(gòu)，小到生活中的塑料食品包裝，很小的日用品。各種物件都要符合它的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求才能夠安全、正常工作，所以材料力學(xué)就顯得尤為重要。

利用材料力學(xué)中卸載與在加載規(guī)律得出冷作硬化現(xiàn)象，工程中常利用其原理以提高材料的承載能力，例如建筑用的鋼筋與起重的鏈條，但冷作硬化使材料變硬、變脆，是加工發(fā)生困難，且易產(chǎn)生裂紋，這時(shí)應(yīng)采用退火處理，部分或全部地材料的冷作硬化效應(yīng)。

3.2固體力學(xué)與環(huán)境

自然界中存在著大至天體，小至粒子的固態(tài)物體和各種固體力學(xué)問(wèn)題。人所共知的山崩地裂、滄海桑田都與固體力學(xué)有關(guān)。現(xiàn)代工程中，無(wú)論是飛行器、船舶、坦克，還是房屋、橋梁、水壩、原子反應(yīng)堆以及日用家具，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都應(yīng)用了固體力學(xué)的原理。

固體力學(xué)研究的內(nèi)容既有彈性問(wèn)題，又有塑性問(wèn)題；既有線性問(wèn)題，又有非線性問(wèn)題。在固體力學(xué)的早期研究中，一般多假設(shè)物體是均勻連續(xù)介質(zhì)，但近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的復(fù)合材料力學(xué)和斷裂力學(xué)擴(kuò)大了研究范圍，它們分別研究非均勻連續(xù)體和含有裂紋的非連續(xù)體。

固體力學(xué)的研究對(duì)象按照物體形狀可分為桿件、板殼、空間體、薄壁桿件四類。薄壁桿件是指長(zhǎng)寬厚尺寸都不是同量級(jí)的固體物件。在飛行器、船舶和建筑等工程結(jié)構(gòu)中都廣泛采用了薄壁桿件。

3.3流體力學(xué)與環(huán)境

流體力學(xué)中研究得最多的流體是水和空氣。它的主要基礎(chǔ)是牛頓運(yùn)動(dòng)定理和質(zhì)量守恒定理，常常還要用到熱力學(xué)知識(shí)，有時(shí)還用到宏觀電動(dòng)力學(xué)的基本定律、本構(gòu)方程和高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。

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北京工業(yè)大學(xué)2015年碩士研究生擬招生學(xué)科目錄

院（所）、學(xué)科代碼、名稱 學(xué)科方向 招生人數(shù) 考試科目 備注 001 機(jī)械工程與應(yīng)用電子技術(shù)學(xué)院 223     0801 力學(xué) _ 01動(dòng)力學(xué)與控制 _ 02固體力學(xué) _ 03流體力學(xué) _ 04工程力學(xué) 27 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④811理論力學(xué)或812材料力學(xué)I   080200 機(jī)械工程 _ 01數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) _ 02精密數(shù)控加工與自動(dòng)化裝備 _ 03現(xiàn)代焊接技術(shù)與自動(dòng)化裝備 _ 04機(jī)電系統(tǒng)控制及自動(dòng)化 _ 05機(jī)構(gòu)及機(jī)器人系統(tǒng)分析與控制 _ 06機(jī)械及微機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 78 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④811理論力學(xué)或812材料力學(xué)I或813電工學(xué)   0804 儀器科學(xué)與技術(shù) _ 01精密測(cè)試技術(shù)與儀器 _ 02現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)及方法 _ 03計(jì)算機(jī)測(cè)試與控制技術(shù) _ 04智能儀器與虛擬儀器技術(shù) 23 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④803電子技術(shù)I或812材料力學(xué)I或813電工學(xué)   085201 機(jī)械工程（專業(yè)學(xué)位） _01數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造及裝備 _02現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) _03機(jī)電液一體化設(shè)計(jì)與制造 _04現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)與儀器 _05高端裝備強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)分析 95 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④809工程力學(xué)或813電工學(xué)   002 電子信息與控制工程學(xué)院 232     0809 電子科學(xué)與技術(shù) _ 01信號(hào)處理與電路 _ 02數(shù)字多媒體信息技術(shù) _ 03信息光電子學(xué)與光通信 _ 04超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成 _ 05電子器件、射頻和功率集成電路及可靠性 58 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④822信號(hào)與系統(tǒng)或823半導(dǎo)體物理 1、01-02方向選822； 2、03-05方向選823。 0810 信息與通信工程 _ 01語(yǔ)音與音頻信號(hào)處理 _ 02多媒體通信技術(shù) _ 03信號(hào)處理理論與通信技術(shù) _ 04圖像與視頻信號(hào)處理 30 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④822信號(hào)與系統(tǒng)   0811 控制科學(xué)與工程 _ 01自動(dòng)控制理論及其應(yīng)用 _ 02測(cè)控技術(shù)與自動(dòng)化系統(tǒng) _ 03智能系統(tǒng)與智能信息處理 _ 04信息融合與自主導(dǎo)航 _ 05計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及其應(yīng)用 63 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④821自動(dòng)控制原理   085208 電子與通信工程（專業(yè)學(xué)位） _ 01信號(hào)與信息處理及其應(yīng)用技術(shù) _ 02圖像處理與模式識(shí)別技術(shù) _ 03多媒體通信技術(shù) _ 04無(wú)線通信技術(shù) _ 05嵌入式系統(tǒng)技術(shù) 35 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④822信號(hào)與系統(tǒng)   085210 控制工程（專業(yè)學(xué)位） _ 01工業(yè)過(guò)程的建模、控制與優(yōu)化 _ 02系統(tǒng)工程（系統(tǒng)優(yōu)化與決策） _ 03信息管理系統(tǒng) _04生產(chǎn)過(guò)程綜合自動(dòng)化 _ 05智能控制與智能系統(tǒng) 30 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④821自動(dòng)控制原理   085209 集成電路工程（專業(yè)學(xué)位） _ 01集成電路設(shè)計(jì) _02集成電路制備工藝及相關(guān)技術(shù)研究 _03微電子器件檢測(cè)與可靠性評(píng)價(jià)技術(shù) 16 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④823半導(dǎo)體物理   004 建筑工程學(xué)院 246     0814 土木工程 _01工程抗震減震與城市綜合防災(zāi)減災(zāi)理論、方法和技術(shù) _02結(jié)構(gòu)新體系與高性能材料 _03結(jié)構(gòu)全壽命設(shè)計(jì)、健康監(jiān)測(cè)與可持續(xù)發(fā)展 _04巖土與地下工程安全風(fēng)險(xiǎn)分析、評(píng)價(jià)方法和技術(shù) _05工程施工技術(shù)與風(fēng)險(xiǎn)管理 _06水環(huán)境恢復(fù)工程及水質(zhì)處理保障技術(shù) _07建筑環(huán)境控制及能源利用技術(shù) 119 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③301數(shù)學(xué)一 ④841結(jié)構(gòu)力學(xué) 或833土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 或843鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 或 845水分析化學(xué)與水力學(xué)；或846傳熱學(xué)Ⅰ或867流體力學(xué)Ⅱ 1、土木工程（含工民建、道橋等）或相近專業(yè)考生報(bào)考方向可選01～05，考試科目可選841或833或843； 2、給排水或相近專業(yè)考生報(bào)考方向可選06，考試科目可選845； 3、暖通或相近專業(yè)考生報(bào)考方向可選07，考試科目應(yīng)選846或867。 0823 交通運(yùn)輸工程 _ 01道路與鐵道工程 _ 02交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理 _ 03交通信息工程及控制 4 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④848道路工程 或 849交通工程或832交通信息與控制 1、01方向選848； 2、02-03方向選849或832。 0815 水利工程 _ 01水文學(xué)及水資源 _ 02水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué) _ 03水工結(jié)構(gòu)工程 _ 04水利水電工程 _ 05港口、海岸及近海工程 10 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③301數(shù)學(xué)一 ④841結(jié)構(gòu)力學(xué)或844水力學(xué)Ⅱ   085213 建筑與土木工程（專業(yè)學(xué)位） _01工程抗震減震與城市綜合防災(zāi)減災(zāi)理論、方法和技術(shù) _02結(jié)構(gòu)新體系與高性能材料 _03結(jié)構(gòu)全壽命設(shè)計(jì)、健康監(jiān)測(cè)與可持續(xù)發(fā)展 _04巖土與地下工程安全風(fēng)險(xiǎn)分析、評(píng)價(jià)方法和技術(shù) _05工程施工技術(shù)與風(fēng)險(xiǎn)管理 _06工程項(xiàng)目管理及信息化 _07水環(huán)境恢復(fù)工程及水質(zhì)處理保障技術(shù) _08建筑環(huán)境與能源利用技術(shù) 100 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二或203日語(yǔ) ③302數(shù)學(xué)二 ④841結(jié)構(gòu)力學(xué)或833土力學(xué)與地基基礎(chǔ)或845水分析化學(xué)與水力學(xué) 或846傳熱學(xué)Ⅰ或867流體力學(xué)Ⅱ 1、土木工程（含工民建、道橋等）或相近專業(yè)考生報(bào)考方向可選01～06，考試科目可選841或833或843； 2、給排水或相近專業(yè)考生報(bào)考方向可選07，考試科目可選845； 3、暖通或相近專業(yè)考生報(bào)考方向可選08，考試科目應(yīng)選846或867。 085222 交通運(yùn)輸工程（專業(yè)學(xué)位） _01道路交通安全理論與道路工程技術(shù) _02交通規(guī)劃與交通控制理論及方法 _03智能交通、仿真與可持續(xù)發(fā)展整合體系 5 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④848道路工程或849交通工程或832交通信息與控制 1、01方向選848； 2、02-03方向選849或832。 1256 工程管理（專業(yè)學(xué)位） _ 00不區(qū)分研究方向 8 ①199管理類聯(lián)考綜合能力 ②204英語(yǔ)二   005 環(huán)境與能源工程學(xué)院 152     070304 物理化學(xué) _01能源材料物理化學(xué) _02催化化學(xué) _03納米材料物理化學(xué) _04界面物理化學(xué)與分離技術(shù) 11 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③684物理化學(xué)I ④887無(wú)機(jī)化學(xué)II · 0807 動(dòng)力工程及工程熱物理 _ 01可再生能源利用及先進(jìn)環(huán)境能源理論與技術(shù) _ 02強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)理論與工程應(yīng)用 _ 03制冷低溫系統(tǒng)及其環(huán)保節(jié)能理論與技術(shù) _ 04車輛及動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能、凈化與控制 23 · ①101思想政治理論 · ②201英語(yǔ)一 · ③301數(shù)學(xué)一 · ④851傳熱學(xué)Ⅱ或852工程熱力學(xué)   0817 化學(xué)工程與技術(shù) _ 01綠色化學(xué)與精細(xì)有機(jī)化工 _ 02工業(yè)催化與納米科學(xué) _ 03膜科學(xué)與化工分離技術(shù) _ 04材料化學(xué)理論與應(yīng)用 _ 05先進(jìn)材料合成及催化應(yīng)用 25 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③302數(shù)學(xué)二 ④814物理化學(xué)Ⅲ或820有機(jī)化學(xué)I或878化工原理   0830 環(huán)境科學(xué)與工程 _ 01環(huán)境規(guī)劃與污染防治 _ 02污染控制化學(xué) _ 03環(huán)境分析與監(jiān)測(cè) _ 04環(huán)境規(guī)劃與管理 _ 05水污染控制工程 _ 06大氣污染控制工程 28 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③302數(shù)學(xué)二 ④856環(huán)境影響評(píng)價(jià)或857微生物基礎(chǔ)I或858環(huán)境工程學(xué) 1、只有05方向招日語(yǔ)考生； 2、01-04方向，選856； 3、05方向選857； 4、06方向選858。 085206 動(dòng)力工程（專業(yè)學(xué)位） _01可再生能源利用與先進(jìn)環(huán)境能源技術(shù) _02能源動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化及工程應(yīng)用 _03制冷低溫系統(tǒng)及其節(jié)能環(huán)保技術(shù) _04動(dòng)力機(jī)械及車輛動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能、凈化與控制 32 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④851傳熱學(xué)Ⅱ或852工程熱力學(xué)  

085229 環(huán)境工程（專業(yè)學(xué)位） _01水污染控制工程 _02大氣污染控制工程 _03環(huán)境規(guī)劃與管理 33 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④856環(huán)境影響評(píng)價(jià)或857微生物基礎(chǔ)I或858環(huán)境工程學(xué) 1、01方向選857； 2、02方向選858； 3、03方向選856。 006 應(yīng)用數(shù)理學(xué)院 98     0701 數(shù)學(xué) _ 01基礎(chǔ)數(shù)學(xué) _ 02應(yīng)用數(shù)學(xué) _ 03運(yùn)籌學(xué)與控制論 _ 04科學(xué)計(jì)算 35 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③663數(shù)學(xué)分析 ④865高等代數(shù)   0714 統(tǒng)計(jì)學(xué) _ 01非參數(shù)統(tǒng)計(jì)與數(shù)據(jù)分析 _ 02應(yīng)用統(tǒng)計(jì) _ 03生物統(tǒng)計(jì) _ 04金融工程與應(yīng)用概率 _ 05經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì) 14 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③663 數(shù)學(xué)分析 ④865 高等代數(shù)   0702 物理學(xué) _ 01理論物理 _ 02凝聚態(tài)物理 _ 03光學(xué) 25 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③662普通物理I ④861量子力學(xué)或863光學(xué) 1、01方向選861； 2、02方向選861或863； 3、03方向選863。 0803 光學(xué)工程 _ 01脈沖激光技術(shù)與應(yīng)用 _ 02信息光學(xué)與應(yīng)用 _ 03微納光學(xué) _ 04光電傳感與檢測(cè)技術(shù) 7 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④828激光原理   0252 應(yīng)用統(tǒng)計(jì)（專業(yè)學(xué)位） _01生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì) _02精算統(tǒng)計(jì) _03數(shù)量金融 _04質(zhì)量管理統(tǒng)計(jì) 17 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③303數(shù)學(xué)三 ④432統(tǒng)計(jì)學(xué)   007 計(jì)算機(jī)學(xué)院 151     0812 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) _ 01 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) _ 02 計(jì)算機(jī)軟件與理論 _ 03計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù) _ 04 信息安全 68 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④895 計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)   085211 計(jì)算機(jī)技術(shù)（專業(yè)學(xué)位） _ 01計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) _ 02計(jì)算機(jī)軟件技術(shù) _ 03計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù) _ 04信息安全技術(shù) 83 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④896數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)   009材料科學(xué)與工程學(xué)院 140     0805 材料科學(xué)與工程 _ 01生態(tài)環(huán)境材料與資源循環(huán)技術(shù) _ 02稀土、難熔金屬等功能材料 _ 03高性能結(jié)構(gòu)材料技術(shù) _ 04先進(jìn)材料加工技術(shù) _ 05光電信息與高效能源材料 80 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③302數(shù)學(xué)二 ④875材料科學(xué)基礎(chǔ)   085204 材料工程（專業(yè)學(xué)位） _ 01生態(tài)環(huán)境材料與資源循環(huán)技術(shù) _ 02稀土、難熔金屬等功能材料 _ 03高性能結(jié)構(gòu)材料技術(shù) _ 04先進(jìn)材料加工技術(shù) _ 05光電信息與高效能源材料 60 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二或203日語(yǔ) ③302數(shù)學(xué)二 ④875材料科學(xué)基礎(chǔ)   011 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院 182     1201 管理科學(xué)與工程 _ 01技術(shù)與項(xiàng)目管理 _ 02戰(zhàn)略管理與社會(huì)網(wǎng)絡(luò) _ 03信息管理與信息系統(tǒng) _ 04城市管理 _ 05運(yùn)作管理與質(zhì)量管理 _ 06金融工程 25 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③303數(shù)學(xué)三 ④801管理學(xué)或804經(jīng)濟(jì)學(xué)原理或805數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用   0202 應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué) _01金融學(xué) _02國(guó)際貿(mào)易學(xué) _03產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué) _04區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué) _05數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué) _06統(tǒng)計(jì)學(xué) _07勞動(dòng)經(jīng)濟(jì)學(xué) 25 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③303數(shù)學(xué)三 ④804經(jīng)濟(jì)學(xué)原理   1202 工商管理 _ 01會(huì)計(jì)學(xué) _ 02企業(yè)管理 _ 03旅游管理 _ 04技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理 13 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或203日語(yǔ) ③303數(shù)學(xué)三 ④801管理學(xué)或804經(jīng)濟(jì)學(xué)原理   1251 工商管理碩士（專業(yè)學(xué)位） _ 00不區(qū)分研究方向 99 ①199管理類聯(lián)考綜合能力 ②204英語(yǔ)二   1252 公共管理碩士（專業(yè)學(xué)位） _ 00不區(qū)分研究方向 20 ①199管理類聯(lián)考綜合能力 ②204英語(yǔ)二   012 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 60     0833 城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué) _ 01城鄉(xiāng)規(guī)劃理論與方法 _ 02居住區(qū)規(guī)劃與設(shè)計(jì) _ 03城市設(shè)計(jì)與景觀規(guī)劃 _ 04歷史城市與街區(qū)保護(hù)規(guī)劃 _ 05城市防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃 15 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③633城市規(guī)劃原理 ④503城市規(guī)劃與設(shè)計(jì) 接收建筑學(xué)、城市規(guī)劃學(xué)(含園林景觀)專業(yè)的考生報(bào)考。 0851 建筑學(xué)（專業(yè)學(xué)位） _01都市建筑設(shè)計(jì)及理論 _02歷史建筑的保護(hù)與更新 _03建筑與城市綠色環(huán)境技術(shù) _04城市設(shè)計(jì)方法及理論 40 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③355建筑學(xué)基礎(chǔ) ④504建筑快速設(shè)計(jì) 接收建筑學(xué)、城市規(guī)劃學(xué)專業(yè)的考生報(bào)考。 085237 工業(yè)設(shè)計(jì)工程（專業(yè)學(xué)位） _ 00不區(qū)分研究方向 5 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③337工業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ④502產(chǎn)品設(shè)計(jì) 接收工業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)等相關(guān)專業(yè)考生報(bào)考。

013 激光工程研究院 66     0803 光學(xué)工程 _ 01 激光先進(jìn)制造技術(shù) _ 02 非金屬材料的激光加工技術(shù) _ 03 先進(jìn)光纖激光技術(shù) _ 04 超短脈沖激光技術(shù) _ 05 高功率固體激光技術(shù) _ 06 高功率半導(dǎo)體激光技術(shù) _ 07 微納光學(xué)與微納制造 _ 08 生物光子學(xué) 30 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④828激光原理或812材料力學(xué)I或875材料科學(xué)基礎(chǔ)或886生物化學(xué)   0702 物理學(xué) _ 01 激光與材料相互作用 _ 02 激光光電子學(xué) _ 03 強(qiáng)場(chǎng)與超快光子學(xué) 6 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③662普通物理I ④828激光原理或864光電子學(xué)或861量子力學(xué)   085202 光學(xué)工程（專業(yè)學(xué)位） _ 01激光先進(jìn)制造技術(shù)與工程 _ 02高功率激光技術(shù)與系統(tǒng) _ 03激光3D打印技術(shù) 30 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④828激光原理或875材料科學(xué)基礎(chǔ)或812材料力學(xué)I   014 人文社會(huì)科學(xué)學(xué)院 30     0303 社會(huì)學(xué) _ 01社會(huì)學(xué) _ 02人口學(xué) _ 03社會(huì)工作 _ 04社會(huì)建設(shè)與社會(huì)管理 10 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或202俄語(yǔ)或203日語(yǔ) ③652社會(huì)學(xué)理論 ④877社會(huì)學(xué)方法   0352 社會(huì)工作（專業(yè)學(xué)位） _ 01社區(qū)工作與服務(wù) _ 02社會(huì)服務(wù)管理 _ 03企業(yè)社會(huì)工作 20 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一或202俄語(yǔ)或203日語(yǔ) ③331社會(huì)工作原理 ④437社會(huì)工作實(shí)務(wù)   015 生命科學(xué)與生物工程學(xué)院 74     0710 生物學(xué) _ 01細(xì)胞生物學(xué)與基因工程 _ 02化學(xué)生物學(xué)與分子醫(yī)學(xué) _ 03天然產(chǎn)物與生物有機(jī)化學(xué) _ 04生物信息學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué) _ 05分子檢測(cè)與生物芯片 _ 06生物力學(xué)與生物電子學(xué) 30 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③621細(xì)胞生物學(xué)或683分析化學(xué)或662普通物理I ④854有機(jī)化學(xué)或886生物化學(xué)或806電子技術(shù) 1、01、05方向選621和886； 2、02-03方向選683和854或886； 3、04方向選662和854或886； 4、06方向選662和806。 0831 生物醫(yī)學(xué)工程 _ 01生物醫(yī)學(xué)電子與信息處理 _ 02生物力學(xué)及醫(yī)學(xué)應(yīng)用 _ 03化學(xué)生物學(xué)與分子檢測(cè) _ 04分子設(shè)計(jì)與生物信息學(xué) _ 05藥物合成工藝與新技術(shù) 11 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④806電子技術(shù)或812材料力學(xué)1或886生物化學(xué) 1、01方向選806； 2、02方向選806或812； 3、03-05方向選886。 085230 生物醫(yī)學(xué)工程（專業(yè)學(xué)位） _ 01生物醫(yī)學(xué)電子與醫(yī)療儀器 _ 02生物力學(xué)及醫(yī)學(xué)應(yīng)用 _ 03生物制藥工程 _ 04分子醫(yī)學(xué)工程 _ 05蛋白質(zhì)組學(xué)與基因組學(xué) 33 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④806電子技術(shù)或854有機(jī)化學(xué)或886生物化學(xué) 1、01-02方向選806； 2、03-05方向選854或886。 018 外國(guó)語(yǔ)學(xué)院 8     0502 外國(guó)語(yǔ)言文學(xué) _ 01應(yīng)用語(yǔ)言學(xué) _ 02英美文學(xué) _ 03商務(wù)外語(yǔ) 8 ①101思想政治理論 ②261二外日語(yǔ)或262二外法語(yǔ) ③610基礎(chǔ)英語(yǔ) ④816高級(jí)英語(yǔ)   025 軟件學(xué)院 107     0835 軟件工程 _ 01軟件工程理論、技術(shù)與應(yīng)用 _ 02嵌入式計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng) _ 03數(shù)字媒體技術(shù) 15 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④893軟件工程學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)   085212 軟件工程（專業(yè)學(xué)位） _ 01 物聯(lián)網(wǎng)軟件與系統(tǒng) _ 02 軟件工程技術(shù)與應(yīng)用 _ 03 數(shù)字媒體技術(shù)與應(yīng)用 _ 04 嵌入式軟件與系統(tǒng) _ 05 軟件工程服務(wù)與應(yīng)用 92 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④892軟件專業(yè)基礎(chǔ)綜合   026 固體微結(jié)構(gòu)與性能研究所 22     0702 物理學(xué) _ 01研究及發(fā)展先進(jìn)“顯微學(xué)”表征技術(shù)、裝置及設(shè)備 _ 02跨尺度先進(jìn)材料顯微結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究 _ 03研究發(fā)展新材料、新器件及新應(yīng)用 11 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③662普通物理I ④862固體物理   0805 材料科學(xué)與工程 _ 01研究及發(fā)展先進(jìn)“顯微學(xué)”表征技術(shù)、裝置及設(shè)備 _ 02跨尺度先進(jìn)材料顯微結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究 _ 03研究發(fā)展新材料、新器件及新應(yīng)用 11 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③302數(shù)學(xué)二 ④875材料科學(xué)基礎(chǔ)   028 高等教育研究所 16     0401 教育學(xué) _ 01高等教育與大學(xué)管理 _ 02高等工程教育 _ 03學(xué)生事務(wù)管理 _ 04大學(xué)教學(xué)論 _ 05現(xiàn)代教育技術(shù) 8 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③630教育學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)綜合   0451 教育碩士（專業(yè)學(xué)位） _ 01教育管理 _ 02心理健康教育 _ 03現(xiàn)代教育技術(shù) 8 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③333教育綜合 ④教育管理與教學(xué)論 或 教育技術(shù)綜合 1、01-02方向選教育管理與教學(xué)論； 2、03方向選教育技術(shù)綜合。 029 循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究院 12     020106 人口、資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué) _ 01循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論與模式 _ 02資源經(jīng)濟(jì)理論與應(yīng)用 _ 03環(huán)境經(jīng)濟(jì)管理與評(píng)價(jià) 5 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③303數(shù)學(xué)三 ④810資源經(jīng)濟(jì)學(xué)   0202J1 資源環(huán)境與循環(huán)經(jīng)濟(jì)（交叉學(xué)科） _ 01循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論與模式 _ 02資源經(jīng)濟(jì)理論與應(yīng)用 _ 03“城市礦產(chǎn)”理論與應(yīng)用 2 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③303數(shù)學(xué)三 ④815生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)   0805J2/0830J3 資源環(huán)境與循環(huán)經(jīng)濟(jì)（交叉學(xué)科） _ 01資源循環(huán)科學(xué)與技術(shù) _ 02“城市礦產(chǎn)”開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 _ 03環(huán)境污染防治與管理 5 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③302數(shù)學(xué)二 ④817環(huán)境材料基礎(chǔ) 歡迎資源循環(huán)、材料、環(huán)境、生態(tài)類等相關(guān)理工科考生報(bào)考

036 學(xué)院 10     010108 科學(xué)技術(shù)哲學(xué) _ 01科學(xué)技術(shù)與社會(huì)研究 _ 02工程倫理學(xué) _ 03生態(tài)哲學(xué)與可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題研究 5 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③620科學(xué)技術(shù)史 ④825哲學(xué)   0305 理論 _ 01基本原理 _ 02中國(guó)化研究 _ 03思想政治教育 5 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③651基本原理 ④883思想政治教育基本原理   035 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院 22     1305 設(shè)計(jì)學(xué) _ 01 產(chǎn)品設(shè)計(jì) _ 02 環(huán)境設(shè)計(jì) _ 03 服裝與服飾設(shè)計(jì) _ 04 工藝美術(shù) _ 05 數(shù)字媒體藝術(shù) _ 06 視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì) 7 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③622設(shè)計(jì)史論 ④505快題設(shè)計(jì) 505考試為6小時(shí)。 1351 藝術(shù)（專業(yè)學(xué)位） _ 01 產(chǎn)品設(shè)計(jì) _ 02 環(huán)境設(shè)計(jì) _ 03 服裝與服飾設(shè)計(jì) _ 04 工藝美術(shù) _ 05 數(shù)字媒體藝術(shù) _ 06 視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì) _ 07 動(dòng)畫(huà) _ 08 繪畫(huà) _ 09 雕塑 8 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③622設(shè)計(jì)史論 或 619美術(shù)史論 ④505快題設(shè)計(jì) 或 506專業(yè)創(chuàng)作 1、01-04方向選622和505。 2、05-09方向選619和506。 3、506和505考試時(shí)間為6小時(shí)。 085237 工業(yè)設(shè)計(jì)工程 _01 工業(yè)設(shè)計(jì) _02 設(shè)計(jì)管理 _03 交互設(shè)計(jì) 7 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③337工業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ④502產(chǎn)品設(shè)計(jì) 報(bào)考02設(shè)計(jì)管理的考生須有兩年以上工作經(jīng)驗(yàn)，專業(yè)不限。 039 城市交通學(xué)院 87     0823 交通運(yùn)輸工程 _ 01交通規(guī)劃理論與方法 _ 02道路與交通工程設(shè)計(jì)方法 _ 03交通安全理論與技術(shù) _ 04智能交通控制與信息處理 _ 05路基路面結(jié)構(gòu)與材料 _ 06道路養(yǎng)護(hù)與運(yùn)營(yíng)管理 23 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④848道路工程 或 849交通工程或832交通信息與控制 1、01-04方向選849或832； 2、05-06方向選848。 085222 交通運(yùn)輸工程（專業(yè)學(xué)位） _01交通規(guī)劃技術(shù) _02交通管理與工程設(shè)計(jì) _03交通信息與控制技術(shù) _04道路設(shè)施設(shè)計(jì)與施工技術(shù) _05道路養(yǎng)護(hù)與管理 23 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④848道路工程或849交通工程或832交通信息與控制 1、01-03方向選849或832； 2、04-05方向選848。 0812 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) _ 01智能交通信息處理 _ 02虛擬現(xiàn)實(shí)與交通仿真 _ 03物聯(lián)網(wǎng)信息感知與智能處理 _ 04智能人機(jī)交互與多媒體技術(shù) _ 05交通大數(shù)據(jù)智能處理技術(shù) 21 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④895 計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)   085211 計(jì)算機(jī)技術(shù)（專業(yè)學(xué)位） _ 01智能交通信息處理 _ 02虛擬現(xiàn)實(shí)與交通仿真 _ 03物聯(lián)網(wǎng)信息感知與智能處理 _ 04智能人機(jī)交互與多媒體技術(shù) _ 05交通大數(shù)據(jù)智能處理技術(shù) 5 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④896數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)   0811 控制科學(xué)與工程 _ 01智能交通系統(tǒng)控制 _ 02自主車輛與車路協(xié)同 _ 03交通圖像與視頻信號(hào)處理與分析 _ 04交通信息智能化處理 8 ①101思想政治理論 ②201英語(yǔ)一 ③301數(shù)學(xué)一 ④821自動(dòng)控制原理   085210 控制工程（專業(yè)學(xué)位） _ 01智能交通系統(tǒng)管理與控制技術(shù) _ 02智能車輛與車路協(xié)同控制技術(shù) _ 03交通信息處理方法與應(yīng)用 _ 04交通圖像與視頻信號(hào)處理技術(shù) 7 ①101思想政治理論 ②204英語(yǔ)二 ③302數(shù)學(xué)二 ④821自動(dòng)控制原理

篇3

[關(guān)鍵詞] LCD；隔墊物；有限元分析

[中圖分類號(hào)] TN141.9 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的日趨高速發(fā)展，近年來(lái)液晶顯示屏（LCD）被廣泛地應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品中，并逐漸取代了傳統(tǒng)顯示屏。由于液晶顯示屏具有微功耗、無(wú)輻射、不閃爍、重量輕、體積小等獨(dú)到優(yōu)異的特性，因此液晶顯示技術(shù)被廣泛地用于工業(yè)、商業(yè)以及軍事等各領(lǐng)域的電子產(chǎn)品中，如：電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、手機(jī)、數(shù)字相機(jī)和軍用儀器儀表上的液晶顯示屏等[1]。

液晶顯示屏是一個(gè)復(fù)雜的層合結(jié)構(gòu)，主要由玻璃基板、液晶層、偏振片等部分組成。其中的液晶層主要是由液晶材料和層間隔墊物[2]等構(gòu)成的，由于液晶層厚度一般在幾微米，大約只有玻璃基板的1/100，又由于液晶屏本身的復(fù)雜結(jié)構(gòu)使得液晶屏的研究成為一個(gè)難題，因此合理的簡(jiǎn)化液晶層就具有實(shí)際的意義。現(xiàn)有對(duì)液晶屏方面的研究主要有屏幕的加固以及溫度作用下的分析等[3-4]。文獻(xiàn)[4]中的液晶層未考慮其中隔墊物的作用，這不符合液晶層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。本文綜合考慮層中液晶和隔墊物的作用，采用復(fù)合材料力學(xué)方法進(jìn)行分析，旨在為液晶屏的研究提供幫助。

2 理論分析

液晶屏各部分的材料參數(shù)，如表1所示。根據(jù)圖1a中列形隔墊物的分布形式，取圖1b中的體積代表單元，圖1中深色的為隔墊物，淺色的為液晶。根據(jù)復(fù)合材料力學(xué)中的分析方法[5]，將其簡(jiǎn)化為一種均質(zhì)材料，得到材料參數(shù)的理論值分別為：

E1=3.0MPa，E2（=E3）=24.0GPa，v31（=v21）=0.18，v13（=v12）≈0，v23（=v32）=0.23，G31（=G12）=1.15MPa，G23=9.96GPa，α1=175.2×10-6℃-1，α2=（=α3）=8.31×10-6℃-1。

3 液晶層有限元模型分析

建立液晶層的二維模型，檢驗(yàn)熱膨脹系數(shù)理論值的有效性。由于液晶和玻璃隔墊物是兩種不同的材料，因此在兩者交界的邊緣處，應(yīng)力的變化會(huì)比較劇烈，而中間部分的位移分布會(huì)比較均勻。為此，根據(jù)圖1b所示的結(jié)構(gòu)，建立邊長(zhǎng)為480 μm的二維分析模型，如圖2所示，是由液晶和玻璃隔墊物所組成的非均質(zhì)液晶層模型，設(shè)x方向?yàn)橐壕訉挾确较颍瑉方向?yàn)橐壕雍穸确较颉?/p>

選用四節(jié)點(diǎn)四邊形的Plane42單元[6]，如圖3所示，令x=0，z=0邊界法線方向的位移為0，令溫度的改變量為Δt=20 ℃，讀取模型中間處沿x、z方向的位移值，求得熱膨脹系數(shù)的有限元值，與理論值的比較列于表2。

由表2可見(jiàn)，熱膨脹系數(shù)的理論值和有限元值吻合良好，誤差較小。

4 液晶屏有限元模型分析

建立二維的液晶屏模型，圖4所示為簡(jiǎn)化的液晶屏模型結(jié)構(gòu)及各部分的幾何尺寸。如圖5所示，模型尺寸為20 mm×1.008 mm，兩層玻璃基板厚度均為0.5 mm，中間液晶層厚度為0.008 mm，各層長(zhǎng)度均為20 mm；其中圖5a的二維非均質(zhì)模型的液晶層是由隔墊物和液晶構(gòu)成的非均質(zhì)層，圖5b的二維均質(zhì)模型的液晶層采用本文中簡(jiǎn)化的均質(zhì)材料層。

在二維非均質(zhì)模型液晶層下表面z=0邊界處沿z方向施加位移約束，在模型左端x=0邊界處沿x方向施加位移約束。取0 ℃為參考溫度，令溫度上升30 ℃，模型各部分的材料參數(shù)取表1中相應(yīng)的數(shù)值。

均質(zhì)模型與非均質(zhì)液晶層模型的約束條件和溫度變化情況相同，僅將液晶層的材料參數(shù)設(shè)定為根據(jù)復(fù)合材料力學(xué)方法求得的理論值。圖6所示為網(wǎng)格劃分情況。

為檢驗(yàn)?zāi)M結(jié)果，如圖7所示，分別讀取非均質(zhì)模型和均質(zhì)模型相同位置處沿x、z方向的位移，點(diǎn)的位置位于x=12 mm處，分別取液晶層上中下表面和玻璃基板上表面的點(diǎn)作為比較對(duì)象，兩種模型各點(diǎn)位移的比較結(jié)果列于表3中，表中的誤差為均質(zhì)模型相對(duì)于非均質(zhì)模型的。

由表3可見(jiàn)，均質(zhì)模型和非均質(zhì)模型相應(yīng)位置各點(diǎn)處的位移吻合良好，誤差均在0.1%以內(nèi)。

5 總結(jié)

本文將由液晶和一種列形玻璃隔墊物構(gòu)成的液晶層視為一種均質(zhì)材料層，通過(guò)ANSYS有限元計(jì)算軟件建立二維液晶層模型對(duì)此簡(jiǎn)化模型的熱膨脹系數(shù)進(jìn)行了檢驗(yàn)，建立了液晶屏的二維均質(zhì)和非均質(zhì)模型并對(duì)兩種模型中相同位置點(diǎn)的位移進(jìn)行了比較，結(jié)果表明在溫度變化時(shí)本文建立的簡(jiǎn)化模型是可行的。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛學(xué)軍.液晶顯示技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[2]張麥麗，王秀峰，張方輝等.液晶顯示器用隔墊物的研究現(xiàn)狀與最新進(jìn)展[J].液晶與顯示，2004，19（1）：24-29.

[3]曹允，王勇，范彬等.加固液晶顯示器關(guān)鍵技術(shù)[J].光電子技術(shù)，2011，31（2）：73-77.

[4]華懿魁，馮奇斌，牛紅林.加固液晶顯示器高溫環(huán)境下熱應(yīng)力探究[J].現(xiàn)代顯示，2012，（7）：38-44.

[5]沈觀林，胡更開(kāi).復(fù)合材料力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006：230-252.

篇4

關(guān)鍵詞：燃燒；燃燒技術(shù)；教學(xué)內(nèi)容；熱能與動(dòng)力工程

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）21-0055-02

目前，化石燃料在世界各國(guó)能源中占有主導(dǎo)地位，約占全球能源消費(fèi)的87%，而且在未來(lái)可以預(yù)見(jiàn)的時(shí)期內(nèi)，全球能源結(jié)構(gòu)仍是以化石燃料為主，其他新型能源為輔的格局。隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，對(duì)能源的需求越來(lái)越多，能源短缺已成為一個(gè)全球各國(guó)共同面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。由于化石燃料的大規(guī)模使用，其所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也日趨嚴(yán)重。目前，節(jié)能減排已成為世界各國(guó)當(dāng)前和未來(lái)的重要發(fā)展目標(biāo)。研究和開(kāi)發(fā)高效、低污染燃燒裝置，提高燃料燃燒能量利用率，減少對(duì)環(huán)境的污染，是目前世界各國(guó)迫切需要解決的重大關(guān)鍵技術(shù)。

哈爾濱工程大學(xué)基于當(dāng)前對(duì)節(jié)能減排的迫切需求，自2006年起，在動(dòng)力與能源工程學(xué)院熱機(jī)專業(yè)本科教學(xué)計(jì)劃中，開(kāi)設(shè)了“燃料與燃燒”課程；自2007年起，分別在碩士研究生和博士研究生相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中開(kāi)設(shè)了“高等燃燒學(xué)”和“燃燒學(xué)的理論方法及應(yīng)用”等課程。

一、“燃料與燃燒”課程定位

哈爾濱工程大學(xué)作為工業(yè)和信息化部直屬學(xué)校，其動(dòng)力與能源工程學(xué)院熱能與動(dòng)力工程專業(yè)是國(guó)家級(jí)特色專業(yè)，同時(shí)擁有工信部教學(xué)中心和黑龍江省級(jí)教學(xué)示范中心。作為燃燒機(jī)械的基礎(chǔ)，“燃料與燃燒”與大學(xué)普通物理、工程熱力學(xué)和流體力學(xué)等多門(mén)基礎(chǔ)課程密切銜接，課程在科學(xué)理論指導(dǎo)下，密切聯(lián)系實(shí)際工程應(yīng)用。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，可以拓寬學(xué)生專業(yè)眼界，了解燃燒學(xué)科發(fā)展前沿和發(fā)展重點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和動(dòng)手能力。“燃料與燃燒”課程對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作能力具有重要作用[1，2]。自2006年設(shè)課以來(lái)，“燃料與燃燒”一直作為本科熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的骨干基礎(chǔ)課程。

“燃料與燃燒”課程的教學(xué)水平直接影響我校熱機(jī)各專業(yè)方向的學(xué)生素質(zhì)和教學(xué)質(zhì)量。對(duì)“燃料與燃燒”課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容改革，提高其教學(xué)質(zhì)量，對(duì)于提升哈爾濱工程大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)在國(guó)內(nèi)的影響和地位具有重要意義。

二、“燃料與燃燒”課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

除基礎(chǔ)理論部分外，“燃料與燃燒”課程中工程應(yīng)用部分教學(xué)內(nèi)容更新很快。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，燃燒技術(shù)不斷進(jìn)步，燃料及燃燒裝置不斷推陳出新，相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容也需不斷隨時(shí)更新，要求授課教師有堅(jiān)實(shí)和廣闊的理論基礎(chǔ)，掌握國(guó)內(nèi)外燃燒理論和技術(shù)的最新發(fā)展。

哈爾濱工程大學(xué)是我國(guó)進(jìn)行船舶動(dòng)力裝置研究和培養(yǎng)該領(lǐng)域高層次創(chuàng)新人才的重要基地，近年來(lái)對(duì)高性能船舶動(dòng)力裝置進(jìn)行了大量深入的研究，承擔(dān)完成了包括工信部高技術(shù)船舶項(xiàng)目、省市部委項(xiàng)目和各級(jí)基金項(xiàng)目等多項(xiàng)課題研究，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)混燃燒、擴(kuò)散燃燒、均質(zhì)燃燒、稀薄燃燒和低溫燃燒等燃燒模式均有深入的研究，取得了多項(xiàng)具有國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平的研究成果，發(fā)表了大量的相關(guān)論文和專利。這些科研成果為“燃料與燃燒”課程教學(xué)和師資平臺(tái)搭建提供了豐富的資源，對(duì)“燃料與燃燒”的教學(xué)改革起到了很大的推動(dòng)作用。

隨著燃料技術(shù)、燃燒技術(shù)和燃燒裝置的不斷發(fā)展和進(jìn)步，為滿足教學(xué)需求，及時(shí)反映燃燒技術(shù)的最新進(jìn)展，我校教學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫(xiě)了《燃料與燃燒》本科教材。該教材是根據(jù)船舶動(dòng)力裝置燃燒的特點(diǎn)，基于我校“三海一核”教學(xué)和學(xué)科的研究特色編寫(xiě)的。《燃料與燃燒》教材系統(tǒng)闡述了燃燒的基本原理和理論；詳細(xì)講述了燃料動(dòng)力學(xué)燃燒的計(jì)算方法，詳細(xì)論述了燃燒熱力學(xué)和燃燒化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，著重介紹了船舶動(dòng)力裝置涉及的預(yù)混燃燒和油滴蒸發(fā)控制的擴(kuò)散燃燒；最后，為及時(shí)反映燃燒技術(shù)的研究進(jìn)展，增添了新型船舶動(dòng)力裝置所采用的高效低排放燃燒技術(shù)[3]。在教材的編撰過(guò)程中，大量引用了我校燃燒理論和燃燒裝置研究領(lǐng)域相關(guān)教師及碩博研究生的研究成果和國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展。教材內(nèi)容豐富新穎、專業(yè)針對(duì)性強(qiáng)，可為我校及其他院校熱能與動(dòng)力工程專業(yè)各研究方向本科生奠定系統(tǒng)的專業(yè)理論知識(shí)。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生在掌握扎實(shí)理論知識(shí)的同時(shí)，獲取燃料與燃燒相關(guān)工程應(yīng)用知識(shí)。教材強(qiáng)調(diào)了“燃料與燃燒”課程教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、理論性以及工程應(yīng)用性，編寫(xiě)過(guò)程中注重了教學(xué)內(nèi)容的易懂性，和培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)、實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)以及團(tuán)隊(duì)合作的能力。

通過(guò)“燃料與燃燒”課程的教學(xué)，使學(xué)生對(duì)燃料性質(zhì)、燃燒現(xiàn)象的本質(zhì)以及燃燒基本理論有一定的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而掌握燃燒技術(shù)中所必須的熱化學(xué)、燃燒動(dòng)力學(xué)及燃燒過(guò)程的基本知識(shí)與基本理論。掌握動(dòng)力機(jī)械中氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)燃料的相互關(guān)系和區(qū)別，以及它們的特性、燃燒特點(diǎn)和規(guī)律，包括閃點(diǎn)、著火點(diǎn)和自燃點(diǎn)，不同燃料閃點(diǎn)、著火點(diǎn)和自燃點(diǎn)的變化規(guī)律，以及著火的形式和條件、火焰的傳播、燃燒產(chǎn)物的生成機(jī)理等。課程側(cè)重預(yù)混氣的爆震、層流預(yù)混燃燒、氣體擴(kuò)散燃燒和燃料液滴燃燒等與動(dòng)力機(jī)械密切相關(guān)的燃燒理論[3]。

國(guó)內(nèi)外對(duì)動(dòng)力裝置節(jié)能減排的要求實(shí)質(zhì)上推動(dòng)了燃料、燃燒理論及燃燒裝置的快速發(fā)展，為確保“燃料與燃燒”課程教學(xué)內(nèi)容能充分反映相關(guān)理論和技術(shù)的發(fā)展，最新國(guó)內(nèi)外燃料技術(shù)、新型燃燒技術(shù)及燃燒裝置應(yīng)作為課程教學(xué)的重點(diǎn)更新內(nèi)容。“燃料與燃燒”課程先后介紹了燃料及燃料特性、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、燃燒理論和燃燒裝置等，涵蓋了燃料、燃料的燃燒計(jì)算、燃燒化學(xué)動(dòng)力學(xué)、燃燒反應(yīng)系統(tǒng)的守恒方程、著火理論和燃燒界限、預(yù)混燃燒、擴(kuò)散燃燒、液體燃料的燃燒、固體燃料燃燒、燃燒排放控制和燃燒裝置等方面的教學(xué)內(nèi)容。課程各教學(xué)模塊內(nèi)容主要包括：（1）燃料，主要包括燃料的來(lái)源、種類、組成，燃料性質(zhì)、參數(shù)及變化規(guī)律，燃料物性計(jì)算方法；（2）燃燒過(guò)程的物質(zhì)平衡與熱平衡，包括生成焓、反應(yīng)焓、燃燒焓，固體燃料、液體燃料和氣體燃料的理論空氣需求量，實(shí)際空氣供給量和空氣過(guò)量系數(shù)，完全燃燒產(chǎn)物生成量、成分和密度，不完全燃燒產(chǎn)物及燃燒過(guò)程的質(zhì)量檢測(cè)，燃燒溫度和熱離解對(duì)燃燒溫度的影響；（3）燃燒與化學(xué)平衡，重點(diǎn)為化學(xué)反應(yīng)速度及化學(xué)平衡，反應(yīng)度與平衡常數(shù)的關(guān)系；（4）化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，內(nèi)容包括基元反應(yīng)、質(zhì)量作用定律、反應(yīng)級(jí)數(shù)，化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素、各種級(jí)的單步化學(xué)反應(yīng)，鏈鎖反應(yīng)；（5）燃燒系統(tǒng)守恒方程，分子傳輸方程，基本守恒方程，流動(dòng)邊界與熱邊界層；（6）著火和燃燒界限，熱自燃理論、強(qiáng)迫著火、熄火、著火爆炸與熄火現(xiàn)象為化學(xué)動(dòng)力學(xué)控制的燃燒問(wèn)題，燃燒界限的影響因素；（7）預(yù)混氣的燃燒，重點(diǎn)為燃燒波及其區(qū)別、瑞利公式、雨果尼奧曲線、雨果尼奧曲線上熵的分布、爆震波后已燃?xì)獾乃俣扰c當(dāng)?shù)芈曀俚谋容^、查普曼-焦格特爆震波速度的確定、爆震波的速度、開(kāi)爆震性和化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)決定的爆震極限；（8）層流預(yù)混火焰，主要包括熱理論，參數(shù)對(duì)火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懀鹧骜v定原理，火焰淬熄；（9）層流擴(kuò)散燃燒，主要內(nèi)容為伯克和舒曼理論的基本假定和求解方法、燃料射流的唯象分析（層流火焰高度和湍流火焰高度）和層流擴(kuò)散火焰射流（層流射流的混合和有化學(xué)反應(yīng)的層流射流）；（10）氣體湍流燃燒，重點(diǎn)為湍流火焰的唯象方法；（11）液體燃料的擴(kuò)散燃燒，主要包括單油滴的蒸發(fā)及質(zhì)量燃燒速度，氣流中的燃料液滴，火焰的位置、燃料蒸汽、氧氣、產(chǎn)物及溫度的分布、噴霧燃燒及油滴群燃燒；（12）固體燃料的燃燒，內(nèi)容包括固體燃料的燃燒過(guò)程、固體碳粒的燃燒（擴(kuò)散燃燒、動(dòng)力燃燒和過(guò)渡燃燒）、碳粒燃燒的化學(xué)反應(yīng)（碳和氧的反應(yīng)、碳和二氧化碳的反應(yīng)、碳和水蒸汽的反應(yīng)、一氧化碳的分解反應(yīng)）、多孔性碳粒的燃燒、二次反應(yīng)對(duì)碳粒燃燒的影響、碳粒燃燒速率及燃盡時(shí)間、灰分對(duì)碳燃燒的影響、固體燃料的燃燒方式和燃燒裝置；（13）燃燒排放控制，包括燃燒過(guò)程中NOx、SOx和顆粒等污染物的生成機(jī)理，影響污染物生成的因素，控制污染物排放的技術(shù)措施（改變?nèi)紵緩降拇胧┖秃筇幚泶胧唬?4）液體和氣體燃燒技術(shù)及燃燒裝置，主要包括船舶動(dòng)力裝置（船舶柴油機(jī)、船用鍋爐和船用燃?xì)廨啓C(jī)等）的燃燒技術(shù)。

三、結(jié)論

“燃料與燃燒”是當(dāng)今國(guó)內(nèi)能源動(dòng)力類本科專業(yè)前沿課程之一。作為哈爾濱工程大學(xué)動(dòng)力與能源工程學(xué)院熱機(jī)專業(yè)方向的一門(mén)核心基礎(chǔ)課程，“燃料與燃燒”在我校熱能與動(dòng)力工程本科教學(xué)體系中扮演著重要角色。通過(guò)對(duì)““燃料與燃燒”課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的探討，確定了以船舶動(dòng)力裝置共性燃燒理論作為基本的教學(xué)內(nèi)容，用國(guó)內(nèi)外最新燃料與燃燒技術(shù)的發(fā)展更新課程教學(xué)內(nèi)容，以期夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)理論知識(shí)、擴(kuò)展學(xué)生的眼界、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。根據(jù)燃料和燃燒應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，尤其是船舶發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)燃燒技術(shù)的發(fā)展，及時(shí)更新、豐富和優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵。通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和改革，我校近幾年的教學(xué)實(shí)踐表明，“燃料與燃燒”課程教學(xué)取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇磊.《燃燒學(xué)》教學(xué)有感[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2009，（34）：134.

篇5

關(guān)鍵詞:汽車換熱器; 風(fēng)室試驗(yàn)臺(tái); 特性曲線; FLUENT

中圖分類號(hào):U464.333; O35; TB115文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

收稿日期:2008-[KG*9〗10-[KG*9〗21修回日期:2009-[KG*9〗12-[KG*9〗02

基金項(xiàng)目: 長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃

作者簡(jiǎn)介: 何煒(1983―),男,安徽安慶人,碩士研究生,研究方向?yàn)槠嚳諝鈩?dòng)力學(xué)與熱環(huán)境,(E-mail);

楊志剛(1961―),男,遼寧鞍山人,教授,博導(dǎo),博士,研究方向?yàn)檐囕v工程及空氣動(dòng)力學(xué),(E-mail)

通信作者: 王東(1972―),男,哈爾濱人,副教授,博士,博士后,研究方向?yàn)槠嚰鞍l(fā)動(dòng)機(jī)的氣動(dòng)熱力學(xué),(E-mail)

CFD analysis on wind chamber test-bed for

automobile heat exchanger

HE Wei, YANG Zhigang, WANG Dong

(Shanghai Automotive Wind Tunnel Center, Tongji Univ., Shanghai 201804, China)

Abstract: To support the airflow numerical computation of automobile front-end and engine compartment, the modeling and numerical simulation of a wind chamber test-bed for automobile heat exchanger are performed based on FLUENT; the airflow in the wind chamber is analyzed; and the Computational Fluid Dynamics(CFD) verification is evaluated according to the airflow characteristics. The 3D uncompressible Navier-Stokes equations are solved for the model with tetrahedral mesh, and the velocity-pressure coupling is performed by SIMPLE method. The spatial discretization is second order upwind scheme and the temporal discretization is second order implicit scheme. The realizable k-ε model is used to simulate the turbulence flow for the air in the wind chamber. The velocity inlet which is used to set the wind flow rate and the pressure outlet are used for the model while the solid walls are treated as no-slip boundary conditions with unbalanced wall function. An ideal effect is obtained with the comparison between the computational results and the design criteria with less than 5% pressure drop error of the nozzle. The design basically meets the precision requirement of the equipment. So the results can provide some references for the wind chamber design.

Key words: automobile heat exchanger; wind test-bed; characteristic curve; FLUENT

0引言

在汽車前端和發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算中,由于冷凝器和散熱器實(shí)際部件本身構(gòu)造的復(fù)雜性,在數(shù)值計(jì)算中很難對(duì)其進(jìn)行直接模擬,只能采用近似數(shù)值解法代替.這要求將真實(shí)模型以1組特性參數(shù)的形式應(yīng)用于數(shù)值計(jì)算軟件相應(yīng)的模塊中,使其盡量接近真實(shí)狀況以滿足分析要求.以FLUENT為例,將冷凝器和散熱器按多孔介質(zhì)[1]模型處理,其數(shù)值計(jì)算需要阻力損失等性能曲線.

汽車換熱器風(fēng)室試驗(yàn)臺(tái)是為汽車換熱部件提供性能試驗(yàn)的平臺(tái),同時(shí)也可以為熱管理部件性能的數(shù)值分析提供試驗(yàn)驗(yàn)證.文獻(xiàn)[2]從工程角度,基于結(jié)構(gòu)尺寸、測(cè)量范圍、測(cè)量精度和系統(tǒng)控制等幾個(gè)方面設(shè)計(jì)風(fēng)室試驗(yàn)臺(tái).在投入使用之前,需要對(duì)其性能進(jìn)行校核和分析,使其更好地滿足試驗(yàn)需求.本文運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法對(duì)風(fēng)室試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行建模、計(jì)算和分析,并將結(jié)果與試驗(yàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,同時(shí)分析風(fēng)室內(nèi)部的流動(dòng)狀況,從校核的角度對(duì)風(fēng)室設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià).

1計(jì)算模型與方法

1.1計(jì)算模型

圖 1車用換熱器風(fēng)室試驗(yàn)臺(tái)根據(jù)GB/T 1236―2000[3]設(shè)計(jì)本風(fēng)室試驗(yàn)臺(tái)(簡(jiǎn)稱風(fēng)室).該風(fēng)室由多噴嘴流量測(cè)量系統(tǒng)[4-6]、配有風(fēng)機(jī)箱的低噪聲輔助風(fēng)機(jī)及自動(dòng)控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等部分組成[2],見(jiàn)圖1;通過(guò)5個(gè)噴嘴的開(kāi)閉組合來(lái)控制風(fēng)量范圍,保證噴嘴前后的壓力差穩(wěn)定在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi),從而保證測(cè)量的準(zhǔn)確性.

風(fēng)室內(nèi)的流動(dòng)空間主要分為4個(gè)部分,見(jiàn)圖2.由于旨在模擬風(fēng)室內(nèi)部的流動(dòng)狀況,在CFD建模時(shí)對(duì)風(fēng)室作相應(yīng)簡(jiǎn)化:省去輔助風(fēng)機(jī)部分,用壓力出口面代替輔助風(fēng)機(jī),起到抽吸作用;入口的無(wú)限空間用1個(gè)有限柱型速度入口代替;將整流板處理為多孔跳躍面(下文介紹);省去噴嘴的控制元件.

1.2網(wǎng)格與邊界

網(wǎng)格采用四面體結(jié)構(gòu),總體網(wǎng)格數(shù)量為92萬(wàn)個(gè),體網(wǎng)格質(zhì)量控制在0.96以下,見(jiàn)圖3.

圖 2風(fēng)室的簡(jiǎn)化模型

圖 3網(wǎng)格與邊界設(shè)定

圖3中噴嘴的開(kāi)、閉用interior面設(shè)置完成.模型中采用三維不可壓的雷諾平均N-S方程,速度壓力耦合采用SIMPLE方法.空間離散格式為2階迎風(fēng)格式,時(shí)間離散格式為2階隱式.對(duì)于風(fēng)室內(nèi)部的圖 4測(cè)壓點(diǎn)布置湍流流動(dòng),選用realizable k-ε模型計(jì)算.固體壁面采用無(wú)滑移邊界條件和非平衡壁面函數(shù)邊界條件.模型進(jìn)口采用速度入口來(lái)給定風(fēng)量,出口采用壓力出口.設(shè)置風(fēng)室的2層整流板為多孔介質(zhì)模型.為與試驗(yàn)傳感器所取的測(cè)壓方式保持一致,在噴嘴前后相同位置布置測(cè)壓面和測(cè)壓點(diǎn),以便于分析,見(jiàn)圖4.

1.3整流板層的處理

整流板是為了使通過(guò)噴嘴前以及出口空氣更加均勻而設(shè)置的多孔板件.風(fēng)室內(nèi)的前后整流板,其寬為1 216 mm,高為1 916 mm,有近萬(wàn)個(gè)孔.為便于計(jì)算,采用單元模擬法,即從整流板的結(jié)構(gòu)中取出1個(gè)單元小孔進(jìn)行建模和計(jì)算,得到其壓力損失曲線,見(jiàn)圖5(a)和5(b).其中,由于通過(guò)整流板的風(fēng)速較低,通常低于2 m/s,所取的速度點(diǎn)多集中于低速區(qū)域.然后,將曲線應(yīng)用于整個(gè)多孔板,用于風(fēng)室整體的計(jì)算.(a)單元模擬法示意圖

(b)單元壓力特性曲線

圖 5整流板的處理

1.4噴嘴開(kāi)啟組合選取

圖 6噴嘴編號(hào)與開(kāi)啟組合針對(duì)所要校核的流量范圍,采用5種噴嘴組合.如圖6所示:1號(hào)噴嘴開(kāi)啟和噴嘴全開(kāi)分別對(duì)應(yīng)最大和最小流量;2號(hào)噴嘴開(kāi)啟用于較低風(fēng)速,且流動(dòng)偏向右下側(cè),不均勻度較大;1,2號(hào)的組合和3,5號(hào)的組合分別對(duì)應(yīng)中速和較高速的流量,其中3,5號(hào)組合的噴嘴較為對(duì)稱.

2計(jì)算結(jié)果的比較

2.1噴嘴前后壓差分析

表1給出所選取的各噴嘴組合情況下風(fēng)室的風(fēng)量測(cè)量范圍.[2]該范圍是根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),控制通過(guò)噴嘴的流速為15 m/s到35 m/s所確定的.在各個(gè)組合情況下都選取最大風(fēng)量值作為計(jì)算點(diǎn).

表 1各噴嘴組合情況下風(fēng)室的風(fēng)量測(cè)量范圍序號(hào)噴嘴匹配/mm噴嘴風(fēng)量范圍/(m3•h-1)12Φ110

關(guān)閉Φ1502954～2 227Φ189+Φ1893+43 030～7 070345Φ110

打開(kāi)1 513～1 197Φ110+Φ1501+21 467～3 424Φ110+Φ150+Φ189+Φ189+Φ1891~56 012～14 029

表2給出關(guān)于噴嘴壓差的風(fēng)室CFD計(jì)算結(jié)果.所得的壓差即為噴嘴前測(cè)壓面的平均壓力與噴嘴后測(cè)壓點(diǎn)的平均壓力之差,其反映的是風(fēng)室內(nèi)壓力環(huán)境情況.1個(gè)穩(wěn)定的壓力差值對(duì)于試驗(yàn)的測(cè)量精度具有重要作用.

表 2關(guān)于噴嘴壓差的風(fēng)室CFD計(jì)算結(jié)果噴嘴

組合噴嘴

直徑/

mm選取

風(fēng)量/

(m3•h-1)入口

速度/

(m•s-1)計(jì)算

壓差/

Pa設(shè)計(jì)

壓差值/

Pa相對(duì)

偏差

/%11101 1971.38337935.021502 2272.48017871.81+2110+1503 4243.78077912.03+5189+1897 0707.78087912.11+2+

3+4+5110+150+

189×314 02915.38287934.4

可以看出,計(jì)算結(jié)果反映出噴嘴前后壓差保持在一定范圍之內(nèi),但在小流量和大流量時(shí),出現(xiàn)壓差增大的現(xiàn)象.這是與風(fēng)室內(nèi)部湍流程度的增加以及整流板特性的誤差相聯(lián)系的,尤其在噴嘴全開(kāi)、流量最大時(shí),風(fēng)室內(nèi)的控制部件對(duì)流動(dòng)的干擾也會(huì)隨之增大,對(duì)模型的簡(jiǎn)化使得計(jì)算得到的結(jié)果偏大.通過(guò)與設(shè)計(jì)的壓力差值比較可以看出,其相對(duì)偏差范圍在5%以內(nèi),基本達(dá)到對(duì)設(shè)備的精度要求.

2.2風(fēng)室內(nèi)部流動(dòng)狀況分析

2.2.1矢量圖

風(fēng)室流動(dòng)狀況除了壓差控制之外,還有流動(dòng)均勻度、湍流度以及對(duì)稱性分析.從圖7所示的各噴嘴組合情況下的風(fēng)室流動(dòng)矢量圖可以看出,在噴嘴前的整流室內(nèi),通過(guò)整流板作用的流動(dòng)較進(jìn)風(fēng)室更加均勻;在噴嘴后室接近整流室的壁面附近也體現(xiàn)出分布均勻的態(tài)勢(shì),便于提取測(cè)壓面和測(cè)壓點(diǎn).

(a)噴嘴1

(b)噴嘴2(c)噴嘴1+2

(d)噴嘴3+5(e)噴嘴1+2+3+4+5

圖 7風(fēng)室各噴嘴組合情況下的矢量圖(中間截面)

2.2.2風(fēng)室流線

從流線的角度對(duì)流動(dòng)的湍流程度以及對(duì)稱性作進(jìn)一步分析.以噴嘴全開(kāi)的情況為例,觀測(cè)風(fēng)室內(nèi)部的流動(dòng)狀況.圖8(a)為風(fēng)室全局流線圖.可見(jiàn)在進(jìn)風(fēng)室內(nèi),高速的進(jìn)口氣流會(huì)形成2個(gè)較大渦旋,在尺度上保持上下對(duì)稱,且渦心較靠近于整流層.在整流室內(nèi),由于噴嘴作用,流動(dòng)在中部形成2個(gè)新的更為復(fù)雜的渦形狀,且由于噴嘴結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性,上下層的渦尺度也不同,但進(jìn)入噴嘴的流線分布較為均勻,能體現(xiàn)噴嘴壓力差控制均勻的特點(diǎn),而且通過(guò)噴嘴以后,到第2層整流板的流動(dòng),各個(gè)噴嘴之間也分布平均,基本符合設(shè)計(jì)要求.從圖8(b)可以看到整流室內(nèi)的流動(dòng)較進(jìn)風(fēng)室的流動(dòng)更加均勻化,充分體現(xiàn)整流板的作用.整流室內(nèi)噴嘴前的渦形呈現(xiàn)從兩側(cè)到中間的漸縮趨勢(shì),最后由于中間噴嘴的作用而消失.風(fēng)室左右側(cè)的流動(dòng)分布也較對(duì)稱,使得各個(gè)噴嘴的流動(dòng)分布達(dá)到較為合理的狀態(tài).(a)風(fēng)室全局流線圖(b)測(cè)向渦旋圖圖 8風(fēng)室噴嘴全開(kāi)時(shí)內(nèi)部流線圖

3結(jié)論

本風(fēng)室試驗(yàn)臺(tái)的噴嘴壓差控制與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在5%之內(nèi),達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)量精度的要求.

風(fēng)室內(nèi)部經(jīng)過(guò)整流板作用,整流室以及噴嘴后部靠近內(nèi)整流室壁面的區(qū)域流動(dòng)均勻性良好,可保證較好的測(cè)壓環(huán)境.

風(fēng)室內(nèi)部流動(dòng)對(duì)稱性分布良好,通過(guò)噴嘴的流動(dòng)分布均勻.只是進(jìn)風(fēng)室內(nèi)湍流度較大,會(huì)對(duì)進(jìn)風(fēng)室流動(dòng)產(chǎn)生一定影響.建議通過(guò)改變整流板的位置等方法加以改進(jìn).參考文獻(xiàn):

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篇6

（①昆明理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，昆明 650500；②中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，昆明 650051）

摘要： 隨著地下空間的不斷開(kāi)發(fā)利用，涌現(xiàn)出很多關(guān)于地下工程的相關(guān)研究。通過(guò)分析地下水的布局以及與巖土體的相互作用，來(lái)分析地下水滲流-應(yīng)力耦合的效應(yīng)影響。

關(guān)鍵詞 ： 地下水；地下空間利用；巖土體；效應(yīng)

中圖分類號(hào)：TU452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2015）03-0077-02

作者簡(jiǎn)介：王帥（1984-），男，河南商丘人，碩士研究生，研究方向?yàn)閹r土工程。

0 引言

隨著我國(guó)城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)工程建設(shè)的規(guī)模和工程難度越來(lái)越大，伴隨的工程事故時(shí)有發(fā)生。研究表明，在地下施工過(guò)程中，存在地下水滲流場(chǎng)和地應(yīng)力場(chǎng)耦合作用問(wèn)題，主要表現(xiàn)在巖土的變形引起巖土滲透性能的改變，導(dǎo)致流體孔隙壓力發(fā)生改變；流體孔隙壓力的改變使得巖土體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，同時(shí)巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。大量的地下工程研究和實(shí)踐表明，在地下巖土體開(kāi)挖中進(jìn)行流-固耦合分析是十分必要的。

1 地下工程地下水及與巖土體的相互作用

地下水的存在方式主要有兩種，一種為吸附水或稱約束水；另一種為重力水。而重力水與巖土體的作用是工程實(shí)踐中考慮的重中之重。

1.1 對(duì)巖土體的力學(xué)作用 ①巖土體接觸面上靜水壓力分布。在多孔介質(zhì)中，滲流對(duì)某一接觸面上的靜水壓力，服從流體的靜水壓力分布，即任一點(diǎn)上的靜水壓力p為：p=rwh。式中，rw為水的容重；h為計(jì)算點(diǎn)的水頭。②骨架間滲流作用力。顆粒表面上的力一般可概括為兩部分：一是垂直顆粒周界面的水壓力；二是與顆粒表面相切的內(nèi)摩擦角即切力。這兩個(gè)力的合力fo稱為滲流作用力。該力作用在每個(gè)顆粒骨架上的大小和方向不同，如果考慮體積為V的土體，則可將其中各顆粒骨架所受的力fo求和后再除以體積V，即可得到單位土體中顆粒骨架所受的滲流作用力：

1.2 地下水對(duì)巖土體力學(xué)性質(zhì)的影響 地下水對(duì)巖土體強(qiáng)度的影響主要有3個(gè)方面：①地下水通過(guò)物理的、化學(xué)的作用改變巖土體的結(jié)構(gòu)，從而改變巖土體的內(nèi)聚力C和內(nèi)摩擦角φ值；②地下水通過(guò)空隙靜水壓力作用，影響巖土體中的有效應(yīng)力從而降低巖土體的強(qiáng)度；③地下水通過(guò)空隙動(dòng)水壓力作用，對(duì)巖土體施加一個(gè)推力，即在巖土體中產(chǎn)生一個(gè)剪應(yīng)力，從而降低巖土體的抗剪強(qiáng)度。

2 滲流——應(yīng)力耦合分析基本理論

2.1 滲流場(chǎng)主要方程

2.1.1 平衡方程 根據(jù)滲流場(chǎng)中微元體的平衡可推得空隙流體的靜力平衡方程即：

3 實(shí)例分析

3.1 工程簡(jiǎn)介 某市地鐵5號(hào)線和平西橋站~北土城東路站區(qū)間隧道在設(shè)計(jì)里程范圍內(nèi)下穿小月河及櫻花西橋。小月河自西向東橫穿櫻花西橋，河床兩側(cè)為漿砌片石擋墻，河床底部為素混凝土基礎(chǔ)；隧道走向與小月河的一致，地層從上之下一次為：填土、粉質(zhì)粘土、粘土夾粉細(xì)砂等。由于小月河對(duì)地層水的補(bǔ)給作用，此段地層含水飽和，水位埋深為3.2~4.8m。

3.2 橋基響應(yīng)數(shù)值模擬分析

3.2.1 計(jì)算模型 為了計(jì)算建模方便，計(jì)算模型中未考慮降水井模型，而是采用等效的方法來(lái)模擬降水效果。

3.2.2 分析結(jié)果 ①水位下降10m時(shí)，可降至隧道底部，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，此時(shí)地表最大沉降為21.37mm，橋基最大沉降為19.56mm，地層和橋基的變形基本一致，橋基之間的差異沉降不到2mm，相對(duì)控制標(biāo)準(zhǔn)而言，累計(jì)沉降?燮40mm，差異沉降?燮10mm，降水期間橋基沒(méi)有安全隱患。②計(jì)算分析表明，在該地層中，每降水位1m，引起的地表和橋基的沉降值約為2mm，實(shí)際降水深度變化時(shí)，可以根據(jù)此進(jìn)行重新估算，降水所引起的差異沉降很小，可以忽略不計(jì)。③通過(guò)與實(shí)際的監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)比較，分析表明數(shù)值模擬方法及模型的建立是合理的，所取得的分析成果為施工決策提供了重要的參考依據(jù)和指導(dǎo)。

4 結(jié)論

通過(guò)實(shí)例的驗(yàn)證，我們可以知道，地下水的滲透對(duì)隧道施工的重要性。對(duì)于地下工程有待于我們繼續(xù)研究，特別是地下工程的時(shí)空效應(yīng)，地下工程群洞效應(yīng)的研究，地下工程的耐久性等。只有這樣不斷的研究才能形成更系統(tǒng)的理論知識(shí)，更好地服務(wù)于實(shí)踐。

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篇7

關(guān)鍵詞：巷道圍巖；錨桿支護(hù)；地應(yīng)力；復(fù)合頂板

中圖分類號(hào)：TD311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）12-0051-02

錨桿支護(hù)技術(shù)是指對(duì)圍巖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行錨桿，從而使圍巖原來(lái)的受力狀況發(fā)生變化，進(jìn)而在巷道四周構(gòu)成具有整體性的巖石帶，通過(guò)這個(gè)巖石帶來(lái)保護(hù)圍巖，以防出現(xiàn)圍巖變形、位移和裂縫等現(xiàn)象的一種技術(shù)。通過(guò)采用這種技術(shù)，能有效提升圍巖的承載負(fù)荷，為礦井提供足夠的支撐力，并且此項(xiàng)技術(shù)實(shí)施起來(lái)較方便，高效率、低成本，已得到廣泛的應(yīng)用，此文就將詳盡研究不同地質(zhì)條件下的錨桿支護(hù)技術(shù)。

1 錨桿支護(hù)技術(shù)實(shí)施地點(diǎn)的條件

錨桿支護(hù)技術(shù)實(shí)施地要滿足三個(gè)條件，方可采用此類技術(shù)：（1）使用此技術(shù)要求頂板巖層要很完整，并且需要最頂端的巖巷主要由砂巖構(gòu)成。如果頂板有缺陷，孔隙很多，這樣就導(dǎo)致錨桿對(duì)頂板的保護(hù)作用大大降低，根本起不到支護(hù)作用；如果巖層很厚，巖巷又不是有砂巖組成，即使是使用了技術(shù)，到最后這層支護(hù)也會(huì)與巖層脫離，毫無(wú)任何保護(hù)效果。（2）巷道即在礦層中挖掘出的通道，此通道和地面不接通，此技術(shù)的使用要對(duì)巷道兩邊的軟硬度有要求，如果過(guò)于松軟，支護(hù)的效果就會(huì)不明顯，反而會(huì)對(duì)巷道產(chǎn)生負(fù)面影響。（3）巷道的使用年限要在10年以內(nèi)的，方可采用支護(hù)技術(shù)，才能起到預(yù)期的支護(hù)效果。

2 影響錨桿支護(hù)完整性和穩(wěn)定性的主要因素

2.1 巷道圍巖強(qiáng)度

巷道圍巖的硬度決定著支護(hù)作用的發(fā)揮，如果圍巖較軟，就會(huì)出現(xiàn)變形的狀況，從而就使巷道的維護(hù)較困難；如果圍巖硬度很強(qiáng)，自然圍巖的負(fù)荷能力就強(qiáng)，巷道的穩(wěn)定性就相對(duì)高，這樣的巷道就好維護(hù)。巷道圍巖的硬度其實(shí)就決定著圍巖的負(fù)荷能力，負(fù)荷能力強(qiáng)硬度就足夠，因此維護(hù)的效果就較好。

2.2 地應(yīng)力

地應(yīng)力包含自重應(yīng)力、地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力、采動(dòng)集中應(yīng)力。自重應(yīng)力是指巖土本身重量引起的應(yīng)力，這種應(yīng)力的強(qiáng)弱由巖石的重量和埋藏深度決定。如果巷道與地表的距離較大，圍巖就會(huì)更容易變形，相對(duì)的圍巖的穩(wěn)定性就降低，所以巷道的埋藏深度對(duì)圍巖的穩(wěn)定性極具影響。地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力是指地質(zhì)形成某種構(gòu)造體系所需要的應(yīng)力，如果構(gòu)造應(yīng)力大，地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育就越快，從而圍巖發(fā)展程度就越低，進(jìn)而巷道圍巖的穩(wěn)定性就越差。采動(dòng)集中應(yīng)力是指采煤時(shí)所受到的應(yīng)力，當(dāng)巷道和采煤地段距離很近時(shí)，受到的采動(dòng)應(yīng)力就會(huì)很大，這個(gè)采動(dòng)應(yīng)力是與煤層巷道、采煤厚度直接相關(guān)的。巷道圍巖在受到所在煤層壓力的作用下，還會(huì)受到來(lái)自采煤時(shí)應(yīng)力的影響，就會(huì)同時(shí)受到兩種力的擠壓，從而就會(huì)對(duì)巷道穩(wěn)定性造成影響。

2.3 巷道斷面形狀與巷道斷面尺寸

由于斷面的應(yīng)力分布會(huì)隨形狀的改變而發(fā)生變化，所以要想改善圍巖應(yīng)力分布狀況，就可以通過(guò)改變斷面的形狀來(lái)達(dá)到效果，例如圓形、橢圓形的斷面，其應(yīng)力分布較均勻，梯形、矩形的相比較就會(huì)差些。并且，除了會(huì)受到形狀的影響，還會(huì)因巷道的寬度和高度而有所變化，因此還要充分考慮以上所有因素。

3 不同地質(zhì)條件下錨桿支護(hù)技術(shù)分析

3.1 松軟圍巷道錨注加固

對(duì)于松軟圍巖巷道的維護(hù)工作，一直以來(lái)就是工程建設(shè)中的最難攻克的環(huán)節(jié)。由于松軟圍巖容易變形，可靠性能差，所以維護(hù)不容易，耗資大，因此對(duì)礦井的安全工作運(yùn)行，會(huì)造成很大的影響，普通的錨桿支護(hù)已經(jīng)不能解決松軟圍巖的保護(hù)問(wèn)題了。而對(duì)于松軟圍巖的支護(hù)需要一種更高科技的維護(hù)方式——錨注加固。錨注加固就是指，使用空心的錨桿將漿液注入到其中，輸通到圍巖中，從而對(duì)易松動(dòng)或有裂縫的圍巖進(jìn)行加固，因而圍巖的強(qiáng)度得到改善，巷道受到的向應(yīng)力也減弱，從而就能使圍巖保持穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.2 復(fù)合頂煤巷錨帶網(wǎng)加錨索聯(lián)合支護(hù)

復(fù)合頂板支護(hù)工作相對(duì)也比較復(fù)雜，由于其軟基層的存在，致使巖層面間的結(jié)合力很低，一般性的錨桿措施的錨固能力有限，如果采用就會(huì)容易誘發(fā)頂板崩塌。所以要想解決此類問(wèn)題，就需采用錨帶網(wǎng)加錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，這種技術(shù)是利用錨桿、鋼帶、金屬網(wǎng)共同施力，從而加固頂層，維護(hù)頂板的整體性防止出現(xiàn)塌陷的情況，并且由于錨索能承擔(dān)巖層的某些負(fù)荷，進(jìn)而更加穩(wěn)固了頂板。

3.3 綜放順槽采用錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)

綜放工作面的兩個(gè)順槽的圍巖的頂板抗壓強(qiáng)度低，并且一旦受到壓力，就容易出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。比如，頂煤受到幾種地應(yīng)力的共同作用下，就更容易造成離層的后果，這幾種地應(yīng)力分別是頂上巖層的自重壓力、地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力和采動(dòng)集中應(yīng)力。因此，為了避免其脫落，就需采用錨桿支護(hù)的措施，還需加上錨索，使整個(gè)煤層至頂板的巖石層更加穩(wěn)固。一般情況下，在巖層上加入錨索的長(zhǎng)度為1～1.3m，與巖層間的距離為4～4.8m。

3.4 綜放面末采錨網(wǎng)支護(hù)

由于綜放工作設(shè)備的幾何體積較大，噸位較重，所以想要進(jìn)行撤除工藝的工作時(shí)較困難，需要涉及的空間很廣，對(duì)撤除的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)較高，所以應(yīng)用錨網(wǎng)支護(hù)工藝來(lái)解決此問(wèn)題。通過(guò)利用此技術(shù)，不僅效果明顯，技術(shù)先進(jìn)，且施工方便還經(jīng)濟(jì)合理。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，不同的工程地質(zhì)條件下，就應(yīng)采用不同的錨桿支護(hù)技術(shù)，方可達(dá)到預(yù)期的維護(hù)效果。具體而言，對(duì)待不同的地質(zhì)條件，要合理采用錨注加固法、錨帶網(wǎng)錨索聯(lián)合支護(hù)法、錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)法以及綜放面末采錨網(wǎng)支護(hù)法等多種措施，而且采用多種形式的錨桿聯(lián)合支護(hù)是巷道支護(hù)較理想的方法。希望在實(shí)際工程實(shí)施中能因地制宜，合理選擇錨桿支護(hù)技術(shù)，進(jìn)而保證施工達(dá)到高安全、高技術(shù)、高收益的效果。

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篇8

關(guān)鍵詞：巖石力學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)實(shí)踐；教學(xué)目標(biāo)

作者簡(jiǎn)介：鮑先凱（1974-），男，蒙古族，內(nèi)蒙古赤峰人，內(nèi)蒙古科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，副教授；張春梅（1965-），女，內(nèi)蒙古包頭人，內(nèi)蒙古科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，教授。（內(nèi)蒙古 包頭 014010）

中圖分類號(hào)：G642.0     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2014）14-0107-01

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010～2020年）》[1]指出，我國(guó)高等教育的發(fā)展，將定位于以全面提高高等教育質(zhì)量為重點(diǎn)，更加注重提高人才質(zhì)量、提升教學(xué)研究水平和增強(qiáng)社會(huì)服務(wù)能力、特別強(qiáng)調(diào)了高等教育要“優(yōu)化結(jié)構(gòu)辦出特色”，發(fā)揮政策指導(dǎo)和資源配置的作用，引導(dǎo)高校合理定位，克服同質(zhì)化傾向，[2]形成各自辦學(xué)理念和風(fēng)格，在不同層次、不同領(lǐng)域辦出特色，爭(zhēng)創(chuàng)一流。

巖石力學(xué)是研究巖石力學(xué)形態(tài)的理論和應(yīng)用的科學(xué)，是探討巖石對(duì)周圍物理環(huán)境中力場(chǎng)反應(yīng)的學(xué)科，是一門(mén)應(yīng)用型基礎(chǔ)學(xué)科，其理論基礎(chǔ)廣泛，涉及工程地質(zhì)學(xué)、固體力學(xué)、彈塑性力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)學(xué)等多門(mén)學(xué)科。通過(guò)對(duì)巖石力學(xué)形態(tài)的理論和實(shí)驗(yàn)研究，解決巖土工程領(lǐng)域的破壞和穩(wěn)定問(wèn)題，主要圍繞工程地質(zhì)研究方法、數(shù)學(xué)和力學(xué)分析法以及綜合評(píng)價(jià)法展開(kāi)，衍生出各種應(yīng)用手段和試驗(yàn)方法，較好地解決了巖土工程中所遇到的問(wèn)題。基于本課程的特點(diǎn)和重要性，有必要采取行之有效的措施提高“巖石力學(xué)”課程的教學(xué)水平，進(jìn)一步增強(qiáng)內(nèi)蒙古科技大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）巖土與地下工程方向本科生的核心競(jìng)爭(zhēng)力，以便能夠培出更多基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面廣養(yǎng)、素質(zhì)高、能力強(qiáng)、有創(chuàng)新意識(shí)和較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的高級(jí)技術(shù)人才。

一、“巖石力學(xué)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

土木工程是內(nèi)蒙古科技大學(xué)歷史較為悠久的專業(yè)之一，專業(yè)下設(shè)建筑工程、道路與橋梁、鋼結(jié)構(gòu)、巖土與地下工程四個(gè)方向。巖石力學(xué)是2006年新增設(shè)的一門(mén)巖土與地下工程方向必修課，其開(kāi)設(shè)時(shí)間短，基礎(chǔ)較為薄弱，由于一些主觀及客觀的原因，課程教學(xué)存在著很多問(wèn)題。

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，巖石力學(xué)新理論、新工藝也如雨后春筍般出現(xiàn)，這對(duì)于廣大教學(xué)工作者提出了更高的要求。然而教材內(nèi)容較為陳舊，現(xiàn)代新理論、新工藝多沒(méi)有涉及，如課程中關(guān)于地應(yīng)力測(cè)量方法[3]章節(jié)中壓磁應(yīng)力解除法、HTPT法等則沒(méi)有描述。部分章節(jié)存在著與工程實(shí)際脫節(jié)的現(xiàn)象，學(xué)生重視程度不夠，如巖石力學(xué)數(shù)值分析方法章節(jié)。同時(shí)巖石力學(xué)由于其理論基礎(chǔ)廣泛，教師課上需要做大量的公式推導(dǎo)及理論的串聯(lián)工作，但有些教師拋繁就簡(jiǎn)，關(guān)鍵部分不做詳細(xì)闡述，忽視了學(xué)生能力參差不齊的特點(diǎn)；某些涉及工程應(yīng)用部分的講述雖然采用了現(xiàn)代多媒體手段，但是手段單一，多為圖文課件，缺少動(dòng)畫(huà)素材及現(xiàn)場(chǎng)視頻。另外，不同規(guī)范之間同樣問(wèn)題的描述不一致使學(xué)生感到極為困惑。如對(duì)于巖石、巖體（圍巖）的分類，《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）（附錄A）中將巖體基本質(zhì)量等級(jí)分為I～V（好～差）級(jí)，而在其他規(guī)范中，如《公路工程地質(zhì)勘查規(guī)范》（JTJ 064-98）（附錄G）中將隧道圍巖分為I～VI（差～好）級(jí)，兩者之間存在截然不同的差別。規(guī)范之間諸如此類問(wèn)題較多。

二、巖石力學(xué)課程教學(xué)改革

1.改善教學(xué)方法，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

巖石力學(xué)課程傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師以講授為主，學(xué)生則被動(dòng)接受知識(shí)，這種教學(xué)方式遏制了學(xué)生學(xué)習(xí)和思考問(wèn)題的積極性，為了改變這種狀態(tài)，形成教師和學(xué)生互動(dòng)學(xué)習(xí)的氣氛，必須改革原有的教學(xué)方法。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難易程度，采用啟發(fā)式、研究式、討論式等多種教學(xué)方法。對(duì)部分偏理論或純理論章節(jié)，教師應(yīng)對(duì)其來(lái)源、本質(zhì)、對(duì)工程的意義和重要性以及與其相關(guān)理論的關(guān)聯(lián)做深入的解剖，使學(xué)生有一個(gè)較為清楚的認(rèn)識(shí)。當(dāng)學(xué)生弄清基本概念和原理，再把握大的研究方向，則不難培養(yǎng)出學(xué)生思考問(wèn)題的積極性以及創(chuàng)新意識(shí)。利用本校的文獻(xiàn)檢索平臺(tái)，可結(jié)合課本及工程實(shí)際布置課后任務(wù)，讓學(xué)生充分利用其中資源，了解前人的研究成果和在時(shí)代大環(huán)境下某個(gè)研究?jī)?nèi)容的進(jìn)展，引導(dǎo)學(xué)生大膽說(shuō)出自己的見(jiàn)解。課上讓學(xué)生各抒已見(jiàn)，適當(dāng)引入討論課的形式，使教師和學(xué)生之間、學(xué)生和學(xué)生之間互動(dòng)交流。

2.豐富教學(xué)手段，緊跟時(shí)代步伐

基于巖石力學(xué)本身的特點(diǎn)以及傳統(tǒng)“黑板+粉筆”書(shū)寫(xiě)速度慢、單一、呆板、信息量小的缺點(diǎn)，課程教學(xué)適當(dāng)結(jié)合現(xiàn)代多媒體手段，充分利用多媒體課件授課內(nèi)容多、圖文并茂、表現(xiàn)力豐富的優(yōu)點(diǎn)，提高授課效率，調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂情緒。當(dāng)遇到重點(diǎn)公式推導(dǎo)時(shí)，采用傳統(tǒng)板書(shū)的方式，教師一步步推導(dǎo)，使學(xué)生易于理解，加深印象，也避免了因?qū)W生素質(zhì)良莠不齊，導(dǎo)致教師錯(cuò)估教學(xué)效果，造成惡性循環(huán)的局面。教師對(duì)于多媒體課件的制作，應(yīng)盡可能提高課件制作能力，隨時(shí)準(zhǔn)備大量的圖片和影像素材，特別是以往代表性的工程案例、近期的工程現(xiàn)場(chǎng)視頻以及新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備等的詳細(xì)情況，從而使學(xué)生充分關(guān)注本專業(yè)領(lǐng)域最新動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)其獨(dú)立思考問(wèn)題的能力，擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面。另外，培養(yǎng)學(xué)生在課下利用內(nèi)蒙古科技大學(xué)教學(xué)綜合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的習(xí)慣，發(fā)揮平臺(tái)上的資源優(yōu)勢(shì)，通過(guò)師生討論區(qū)、答疑區(qū)、通知等，形成網(wǎng)絡(luò)教與學(xué)的互動(dòng)。

3.學(xué)與用的結(jié)合，理論與實(shí)踐的統(tǒng)一

一方面，鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目和教師的一些科研項(xiàng)目或其他工程現(xiàn)場(chǎng)，將巖石力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)融入到項(xiàng)目中，使學(xué)生提前接觸生產(chǎn)實(shí)際，掌握一些在課堂上學(xué)不到的東西，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如，我校東門(mén)在建的地下人行通道，學(xué)生從工作井的開(kāi)挖到襯砌的完成，基本全程參與，學(xué)生對(duì)課堂上較為模糊的知識(shí)點(diǎn)多有了比較清晰的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)場(chǎng)學(xué)生和教師的“問(wèn)”與“答”的互動(dòng)，也取得了理想的效果。另一方面，充分利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，采用數(shù)值分析方法，如ANSYS有限元軟件和FLAC有限差分軟件，將之運(yùn)用到實(shí)際工程中，通過(guò)輔助計(jì)算，改變學(xué)生“學(xué)無(wú)所用”的錯(cuò)誤想法。[4]如在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成過(guò)程中，數(shù)值分析方法在某個(gè)問(wèn)題中的必要性明顯，通過(guò)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和學(xué)生的努力，學(xué)生較好地模擬了一些工程問(wèn)題，再加上學(xué)生較為扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和將其運(yùn)用到工程實(shí)際的能力，答辯通過(guò)率幾近100%。

4.了解行業(yè)現(xiàn)狀，明確教學(xué)目標(biāo)

21世紀(jì)是地下空間的世紀(jì)。隨著我國(guó)城市化的進(jìn)程，地下工程蓬勃發(fā)展趨勢(shì)不可阻擋，然而本行業(yè)還存在諸多問(wèn)題制約著國(guó)家的發(fā)展和祖國(guó)的建設(shè)。例如，我國(guó)巖土工程技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)方面，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，不包括各省市所編制的地方標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)巖土工程方向的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)就有200余部，各行業(yè)規(guī)范自成體系，形成了名詞術(shù)語(yǔ)、巖土分類、參數(shù)、公式、設(shè)計(jì)理論高度不一致的局面，而重大工程的建設(shè)常常需要數(shù)名甚至數(shù)十名各專業(yè)技術(shù)人才，這就造成了各專業(yè)人員交流困難，工期拖延情況屢見(jiàn)不鮮。自國(guó)家實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)起，各類復(fù)雜性的工程技術(shù)問(wèn)題常有報(bào)道，如青藏高原鐵路的建設(shè)，曾遇到過(guò)各類國(guó)際性的技術(shù)難題，多年凍土的影響一度困擾著大量學(xué)者和工程技術(shù)人員。作為西部GDP第二的省區(qū)，十年西部大開(kāi)發(fā)發(fā)生了翻天覆地的變化，而內(nèi)蒙古科技大學(xué)作為自治區(qū)高等院校，理應(yīng)培養(yǎng)出見(jiàn)聞廣博、理論扎實(shí)、有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的高級(jí)技術(shù)人才，使之投身于西部建設(shè)，不怕艱難險(xiǎn)阻，牢記校訓(xùn)“百煉成鋼”，這是我校的教學(xué)目標(biāo)，教師應(yīng)牢記于心，以提高學(xué)生綜合素質(zhì)并為此更加辛勤地努力。

三、結(jié)語(yǔ)

巖石力學(xué)是巖土與地下結(jié)構(gòu)工程專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)課，本次教改實(shí)施一年有余，已取得部分預(yù)期效果，在實(shí)施的過(guò)程中深深體會(huì)到教學(xué)工作的復(fù)雜性和重要性。綜合素質(zhì)對(duì)于這個(gè)專業(yè)的人才培養(yǎng)是最重要的，教改的實(shí)施對(duì)于學(xué)生自身的發(fā)展，對(duì)社會(huì)都是有著重要意義的。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)[M].北京:中國(guó)法制出版社,2010.

[2]顧明遠(yuǎn),石中英.國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)解讀[M].北京:北京師范大學(xué)出版集團(tuán),2010.

篇9

“只要是能為國(guó)家做點(diǎn)事，這就是最好的，別的事，比如自己能得到什么利益，我覺(jué)得這都不重要。”王同慶不太擅言辭，所以在他的話語(yǔ)中沒(méi)有特別華麗的辭藻和過(guò)多修飾的詞語(yǔ)，他只是輕輕笑著強(qiáng)調(diào)這句話。

“只要是能為國(guó)家做點(diǎn)事，這就是最好的，別的事，比如自己能得到什么利益，我覺(jué)得這都不重要。”王同慶不太擅言辭，所以在他的話語(yǔ)中沒(méi)有特別華麗的辭藻和過(guò)多修飾的詞語(yǔ)，他只是輕輕笑著強(qiáng)調(diào)這句話。這句話聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單，但要真正做到這種質(zhì)樸的忠誠(chéng)，對(duì)普通人來(lái)說(shuō)，其實(shí)并非易事。這是他一直追尋的理想狀態(tài)，也是指引著他一路走來(lái)的最簡(jiǎn)單的價(jià)值觀。出生于1945年的王同慶已近古稀之年，盡管已從北京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院退休，仍然從事教學(xué)和科研工作。雖然過(guò)去了這么多年，但是老先生對(duì)以前工作和生活的種種經(jīng)歷，仍然記憶猶新。

1967年，我國(guó)在航空航天和導(dǎo)彈研發(fā)領(lǐng)域都取得了重要進(jìn)展，包括“和平二號(hào)”固體燃料氣象火箭試驗(yàn)成功、我國(guó)第一代自行研制的岸艦導(dǎo)彈成功發(fā)射。而這一年，王同慶也從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱物理專業(yè)畢業(yè)了，作為當(dāng)時(shí)航空航天領(lǐng)域?qū)氋F的人才資源，他畢業(yè)后被分配到了沈陽(yáng)航空航天部新陽(yáng)機(jī)械廠，在那里一干就是十年。十年，會(huì)改變很多東西，對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)，畢業(yè)后十年的狀態(tài)，一般都是成家立業(yè)、結(jié)婚生子，生活進(jìn)入比較穩(wěn)定的軌道，安穩(wěn)過(guò)日子。

就在一般人都按照已成型的生活軌道平靜地生活的時(shí)候，王同慶卻做出了一個(gè)決定：考研究生。那是1977年，他的孩子剛出生，如果他去讀研究生的話，家庭生活的重?fù)?dān)就會(huì)全部落在太太一個(gè)人的身上。但是善良堅(jiān)強(qiáng)的太太全力支持丈夫的選擇，“我太太當(dāng)時(shí)說(shuō)，你考上考不上都沒(méi)有關(guān)系，我都會(huì)支持你。她非常支持我，不然的話，我很可能就不會(huì)去考了。”太太的深明大義，使他至今回憶起來(lái)，言語(yǔ)中還是流露出深深的感激和慶幸。而這個(gè)畢業(yè)十年后再考研究生的決定，改變了他一生的軌跡。

經(jīng)過(guò)精心的準(zhǔn)備，加之太太的支持為他解除了后顧之憂，1978年，王同慶順利考入了中國(guó)艦船研究院中國(guó)船舶科學(xué)研究中心，從事出入水彈道流體力學(xué)方面的研究，1982年獲得碩士學(xué)位。畢業(yè)之后，他就在中國(guó)船舶科學(xué)研究中心第六研究室任工程師、07試驗(yàn)室副主任、研究室負(fù)責(zé)人，這一時(shí)期他負(fù)責(zé)并完成了艦船研究院某型魚(yú)雷試驗(yàn)研究課題。1987年，他進(jìn)入沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院航空系振動(dòng)噪聲研究室及沈航—B&K技術(shù)交流中心任研究及應(yīng)用工程師；直到1995年，被調(diào)入北京航空航天大學(xué)，從事聲學(xué)和氣動(dòng)測(cè)量的教學(xué)和科研工作。在不停的追尋中，他的聲學(xué)研究事業(yè)漸入佳境。

氣動(dòng)聲學(xué)是王同慶的重點(diǎn)研究方向。由機(jī)在飛行中會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的噪音污染，國(guó)際民航出臺(tái)了越來(lái)越嚴(yán)格的噪聲標(biāo)準(zhǔn)限制飛機(jī)的噪聲。而減弱飛機(jī)噪聲對(duì)于我們國(guó)家來(lái)講，還是一個(gè)比較棘手的技術(shù)壁壘。王同慶花費(fèi)了很多時(shí)間和精力在這個(gè)研究方面，“我想的是怎樣為我們國(guó)家（飛機(jī)制造事業(yè)）做點(diǎn)事，因?yàn)槲覀兠看稳?guó)外參加航空聲學(xué)大會(huì)，參加的外國(guó)人非常多，而中國(guó)人卻特別少。所以不論是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)研究也好，噪聲研究也好，我真的就只是想為國(guó)家做點(diǎn)什么。”當(dāng)提到目前我國(guó)的航空產(chǎn)品在國(guó)際上競(jìng)爭(zhēng)力較弱的現(xiàn)狀，老先生流露出小孩子般爭(zhēng)強(qiáng)好勝的焦急和不甘心。他也確實(shí)為此付出了大量的時(shí)間和精力，在民機(jī)氣動(dòng)聲學(xué)方面完成了一系列研究，大大推動(dòng)了我國(guó)民機(jī)事業(yè)的發(fā)展。

他先后參加了航空部“民機(jī)噪聲控制和聲疲勞研究”系統(tǒng)工程中“螺槳飛機(jī)噪聲預(yù)測(cè)軟件研制”以及“聲強(qiáng)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)研究”、Y12飛機(jī)艙內(nèi)降噪攻關(guān)任務(wù)中“Y12飛機(jī)艙內(nèi)聲強(qiáng)測(cè)量”、“螺槳聲場(chǎng)與機(jī)身耦合及向艙內(nèi)傳播模型的研究”、“螺槳飛機(jī)艙內(nèi)噪聲預(yù)測(cè)”、“用PIV技術(shù)測(cè)量壓氣機(jī)內(nèi)流激波結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究”等重點(diǎn)課題和項(xiàng)目的研究。其中，“螺槳飛機(jī)噪聲預(yù)測(cè)軟件研制”項(xiàng)目獲得航空工業(yè)總公司科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，“螺槳聲場(chǎng)與機(jī)身耦合及向艙內(nèi)傳播模型的研究”項(xiàng)目獲得1995年航空基金優(yōu)秀成果一等獎(jiǎng)。這些研究項(xiàng)目和研究成果在民機(jī)制造和噪聲控制方面發(fā)揮了非常重要的作用。

但是對(duì)于這些過(guò)往的成績(jī)，王同慶并不在意，也沒(méi)有過(guò)多的談起。他提到更多的，是一種熱切的期望，那就是他希望我們國(guó)家的人才可以團(tuán)結(jié)起來(lái)各盡其能為國(guó)家的發(fā)展多做一些事，“（要做好一件事），我覺(jué)得就是要靠大家、靠集體、靠團(tuán)隊(duì)，讓我們國(guó)家振興和發(fā)展，這也是我們共同的心愿。”他說(shuō)。畢業(yè)后默默工作了十年之后再考研，從中國(guó)船舶科學(xué)研究中心轉(zhuǎn)到沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院，再到獲得北京航空航天大學(xué)博士學(xué)位后進(jìn)入北航任教，所有的奔波和輾轉(zhuǎn)其實(shí)都是為了他“為國(guó)家做點(diǎn)事”的追求在服務(wù)。他說(shuō)“無(wú)論做什么，不管在哪兒，只要對(duì)國(guó)家有用就好。”，這其實(shí)就是寶貴的“螺絲釘精神”，他一生的經(jīng)歷也確實(shí)在實(shí)踐著這種精神。

于是，這也就讓他對(duì)自己的學(xué)生有了“不要比工資，不要比待遇，要將工作當(dāng)成事業(yè)來(lái)做，而不是當(dāng)成職業(yè)來(lái)做”的期望和要求。他認(rèn)為，只有把自己的工作當(dāng)成事業(yè)來(lái)做，才會(huì)真正熱愛(ài)它，踏踏實(shí)實(shí)地做事，并愿意為之付出所有。他一直在實(shí)踐，并且希望他的學(xué)生同樣能夠熱愛(ài)自己的工作。他最欣賞的人是袁隆平，原因是袁隆平不事張揚(yáng)、默默工作，創(chuàng)造出了那么多財(cái)富，解決了無(wú)數(shù)人的吃飯問(wèn)題，但是自己卻計(jì)較和索取的非常少。他說(shuō)他喜歡這種“不跟誰(shuí)斤斤計(jì)較，不跟國(guó)家斤斤計(jì)較”的做法。

老先生還十分懂得感恩，在他成長(zhǎng)路程上所有幫助過(guò)他的人，他都念念不忘。全力支持他的太太、悉心指導(dǎo)他成長(zhǎng)的中國(guó)艦船研究院船舶研究中心的導(dǎo)師、在導(dǎo)彈生產(chǎn)工廠鑄造車間工作時(shí)包容他年少意氣用事的車間主任、他去沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院之前真誠(chéng)挽留他的中船702所所長(zhǎng)、鼓勵(lì)他考取北京航空航天大學(xué)博士的老師……當(dāng)說(shuō)起這些在他過(guò)往的生活和工作中給過(guò)他寶貴的支持和鼓勵(lì)的人，他的語(yǔ)氣中仍舊滿含著感激和感動(dòng)。

篇10

求學(xué)一波三折

1947年，陳政清出生在湖南省湘潭市一個(gè)銀行職員家庭，良好的家庭環(huán)境給了他良好的修養(yǎng)和家庭教育。1968年，品學(xué)兼優(yōu)的陳政清從湘潭市一中畢業(yè)。在取消高考制度的情況下，他被下放到岳陽(yáng)市錢糧湖農(nóng)場(chǎng)當(dāng)知青。從此，大部分的青春年華就將在一個(gè)陌生的農(nóng)村度過(guò)，在這樣一個(gè)本該讀大學(xué)的年齡，陳政清沒(méi)有怨天尤人，而是坦然接受了命運(yùn)的安排。天有不測(cè)風(fēng)云，他不幸感染了血吸蟲(chóng)病。1971年春天，身體強(qiáng)壯的陳政清徹底病倒了，但幸運(yùn)的是，通過(guò)酒石酸銻鉀一個(gè)月“以毒攻毒”的治療，大病竟一天天地好了。因?yàn)檫@場(chǎng)大病，陳政清還錯(cuò)過(guò)了被推薦讀工農(nóng)兵大學(xué)的寶貴機(jī)會(huì)。

時(shí)間一年一年過(guò)去了，當(dāng)初一起來(lái)到農(nóng)場(chǎng)的知青已經(jīng)陸陸續(xù)續(xù)回城招工了，陳政清還是在那個(gè)不通公路的偏遠(yuǎn)小鎮(zhèn)上做民辦教師。直到1977年的夏天，一個(gè)好消息如同春風(fēng)吹過(guò)久凍的大地，了。陳政清不想浪費(fèi)機(jī)會(huì)，繼續(xù)讀書(shū)的渴望是如此強(qiáng)烈而明確，8年來(lái)數(shù)學(xué)民辦老師的教書(shū)生涯幫助他一舉考取了湖南大學(xué)力學(xué)系，而且數(shù)學(xué)還是全省第一名。這一年，他30歲了，是一個(gè)兩歲孩子的父親。面對(duì)遲來(lái)的求學(xué)機(jī)會(huì)，陳政清珍惜著，努力著，不知不覺(jué)7年過(guò)去了，已經(jīng)獲得碩士學(xué)位的他還是忍不住對(duì)知識(shí)的渴求。在那個(gè)研究生像大熊貓一樣珍貴的年代，他沒(méi)有忙著找工作和賺錢，而是在恩師熊教授的推薦下前往西安交通大學(xué)杜慶華院士“門(mén)下”攻讀固體力學(xué)博士。在王磊教授的介紹下，陳政清認(rèn)識(shí)了地基專家王貽蓀教授和許多土木工程的教授。這不但拓寬了他的知識(shí)面，更加深了他對(duì)土木工程專業(yè)與實(shí)踐背景的了解，從而有利于他認(rèn)識(shí)和分析怎樣將力學(xué)原理運(yùn)用到土木建筑上去。這些為陳政清多年后在力學(xué)與橋梁專業(yè)之間找到一個(gè)自己的空間奠定了良好的基礎(chǔ)。

也許是喪失了太多的寶貴時(shí)光，孜孜以求的陳政清對(duì)知識(shí)表現(xiàn)出了驚人的熱情。在獲得博士學(xué)位以后仍然渴望抓住每一個(gè)學(xué)習(xí)和深造的機(jī)會(huì)。1991年，英國(guó)政府向中國(guó)政府提供了一個(gè)專項(xiàng)資助項(xiàng)目，教育部首先在國(guó)內(nèi)選拔一批“可造之材”組成一個(gè)培訓(xùn)班，先在國(guó)內(nèi)進(jìn)行為期半年的語(yǔ)言培訓(xùn)再進(jìn)行考試。陳政清有幸進(jìn)入培訓(xùn)班，并且順利通過(guò)了由英方組織的雅思考試，考取了英國(guó)文化委員會(huì)獎(jiǎng)學(xué)金來(lái)到英國(guó)。這時(shí)，英國(guó)在世界橋梁研究領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。自從1940年美國(guó)舊塔科馬橋在建成3個(gè)月后就毀于顫振后，英國(guó)率先做成模仿飛機(jī)機(jī)翼理論的懸索橋。陳政清來(lái)到英國(guó)GLASGOW大學(xué)專攻橋梁的抗風(fēng)工程研究。他曾回憶道：“在英國(guó)留學(xué)期間，我不像別的博士那樣自由散漫，有些博士好幾天都不出現(xiàn)一次，而我自己每天都去研究所，很認(rèn)真地做事情，事情多得做不過(guò)來(lái)，以至于有人誤會(huì)我是那個(gè)研究所的員工呢。”2002年他又飛往美國(guó)，在著名的伊利諾伊大學(xué)土木系作高級(jí)訪問(wèn)學(xué)者，學(xué)習(xí)美國(guó)在橋梁抗風(fēng)領(lǐng)域的最新成果。

專攻橋梁抗風(fēng)

陳政清對(duì)研究方向的判斷也許給今天的青年們有很好的啟示。陳政清始終相信興趣是最好的老師，自己感興趣的事情才能真正做好，人生最美好的事情就是把興趣變成工作，把工作變成興趣。另外，陳政清之所以成就斐然，與他對(duì)國(guó)家發(fā)展的大環(huán)境和未來(lái)趨勢(shì)的準(zhǔn)確判斷也是分不開(kāi)的。

1987年，博士畢業(yè)后，陳政清分配到湖南鐵道學(xué)院橋梁研究室工作。我國(guó)是一個(gè)橋梁大國(guó)，早在1400多年前，我國(guó)已經(jīng)建造了被譽(yù)為“國(guó)際歷史土木工程的里程碑”的趙州橋。然而，近代以來(lái)，我國(guó)橋梁建設(shè)方面已經(jīng)全面落后。陳政清認(rèn)定，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)如火如荼的開(kāi)展，橋梁必然成為最重要的土木工程之一。特別是橋身長(zhǎng)、跨度大的橋梁必將成為下一階段的重點(diǎn)。橋身變長(zhǎng)和跨度加大，大橋就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非線性問(wèn)題。

1988年到1989年，鐵道部大橋局開(kāi)始設(shè)計(jì)中國(guó)第一座跨度達(dá)400米大橋――武漢長(zhǎng)江二橋。當(dāng)時(shí)該橋的設(shè)計(jì)人員只是了解到，這種大橋會(huì)有一種非線性效應(yīng)，但他們當(dāng)時(shí)只能用線性理論來(lái)計(jì)算，不能確定非線性效應(yīng)的影響程度。

獲悉這個(gè)消息，陳政清敏銳地感覺(jué)到自己的機(jī)遇未了!因?yàn)榉蔷€性分析正好是他的博士論文的研究方向。他注意到在橋梁設(shè)計(jì)中采用的兩參數(shù)搜索法，計(jì)算十分復(fù)雜而且需要人工干涉，難于在設(shè)計(jì)中直接應(yīng)用，便開(kāi)始研究顫振臨界風(fēng)速預(yù)測(cè)方法。他在國(guó)際上最先提出了單參數(shù)搜索的思想，創(chuàng)立了預(yù)測(cè)橋梁顫振失穩(wěn)臨界風(fēng)速的三維分析方法(簡(jiǎn)稱MS法)，大大簡(jiǎn)化了搜索過(guò)程，而且可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搜索。國(guó)際風(fēng)工程權(quán)威Seanlan 教授曾撰文對(duì)陳政清的方法作了全面肯定。找準(zhǔn)切入口，陳政清僅用6個(gè)月的時(shí)間，就成功開(kāi)發(fā)出一套懸索橋與斜拉橋的非線性分析計(jì)算理論，并依據(jù)這個(gè)理論為武漢長(zhǎng)江二橋編成實(shí)用計(jì)算程序，為設(shè)計(jì)方計(jì)算出了全橋各部位的非線性影響因子。隨后，設(shè)計(jì)方又引進(jìn)國(guó)外另一套程序核算，與陳政清的計(jì)算結(jié)果完全吻合。

這套計(jì)算方法在1993年的全國(guó)風(fēng)工程會(huì)議上公開(kāi)后，引起我國(guó)風(fēng)工程領(lǐng)域的權(quán)威、同濟(jì)大學(xué)項(xiàng)海帆院士的極度關(guān)注。他邀請(qǐng)陳政清到同濟(jì)大學(xué)做專場(chǎng)講學(xué)，隨后又派出3個(gè)研究生前來(lái)調(diào)研學(xué)習(xí)，并引進(jìn)了全套計(jì)算程序。這次成功使陳政清成為中國(guó)橋梁界橫空殺出的一匹“黑馬”。

1999年，在上述研究成果的基礎(chǔ)上，陳政清又開(kāi)發(fā)出大跨度橋梁空間靜動(dòng)力非線性分析NACS程序。這套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的程序，解決了我國(guó)大跨度橋梁建設(shè)急需空間非線性分析程序的難題，在我國(guó)大跨度橋梁建設(shè)史上發(fā)揮了重要作用。他的這套理論先后被同濟(jì)大學(xué)、鐵道部、云南省設(shè)計(jì)院、湖南省交通設(shè)計(jì)院等多家單位采用。陳政清的名字也被更多的業(yè)內(nèi)人士所熟悉。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)大橋建設(shè)項(xiàng)目越來(lái)越多，跨度越來(lái)越大，橋梁受到的大風(fēng)挑戰(zhàn)也越來(lái)越大。跨度大了，橋梁結(jié)構(gòu)剛度就變小，風(fēng)吹過(guò)就會(huì)有振動(dòng)，因此在抗風(fēng)性研究方面面臨更多挑戰(zhàn)，橋梁抗風(fēng)已經(jīng)成為造橋中最主要的安全問(wèn)題!這需要領(lǐng)先的理論和方法為我國(guó)大跨度橋梁建設(shè)提供科技支撐，陳政清不敢懈怠。他在向著更尖端的技術(shù)、更高的目標(biāo)去探究……

碩果累累

岳陽(yáng)洞庭湖大橋是1997年開(kāi)始設(shè)計(jì)的，陳政清負(fù)責(zé)大橋結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力特性研究。陳政清敏銳地覺(jué)察到岳陽(yáng)是風(fēng)雨區(qū)，橋建成后可能會(huì)碰上“風(fēng)雨振”。這種“風(fēng)雨振”的特點(diǎn)是大風(fēng)作用下雨水在拉索上形成了“上雨線”，大大增強(qiáng)了振動(dòng)的強(qiáng)度，造成大雨與大風(fēng)共同“搞破壞”。1940年美國(guó)塔科馬海灣跨海大橋被風(fēng)刮倒

的場(chǎng)景，曾被電影攝影師真實(shí)地記錄下來(lái)：橋面像紙片一樣被吹起，又像油條一樣扭曲在一起，坍塌入海中。作為橋梁抗風(fēng)專家，陳政清明明白白地告訴自己，決不能讓這個(gè)悲劇在洞庭湖上重演!

然而，讓陳政清始料不及的是，2001年4月10日，8級(jí)大風(fēng)連續(xù)20多個(gè)小時(shí)搖撼著岳陽(yáng)洞庭湖大橋，上百根碗口粗的鋼絲拉索上下大幅度地晃動(dòng)，整個(gè)橋身在顫抖，靠近拉索的路燈被打碎。橫跨東洞庭湖區(qū)的洞庭湖大橋，全長(zhǎng)5747.8米，主橋長(zhǎng)880米，是我國(guó)第一座三塔斜拉橋。為了解決洞庭湖大橋的“風(fēng)雨振”這個(gè)大難題，陳政清時(shí)而泡在實(shí)驗(yàn)室，時(shí)而驅(qū)車到大橋現(xiàn)場(chǎng)考察。有一次，他甚至冒著風(fēng)雨翻越欄桿去觀察情況。陳政清經(jīng)過(guò)反復(fù)思考，決定用磁流變阻尼器取代油阻尼器。這種阻尼器是高級(jí)賽車的減振設(shè)備，可以極大地減輕高速行駛中的車輛振動(dòng)。然而，磁流變阻尼器只能在受壓狀態(tài)下起作用，抗力的方向與大橋需要?jiǎng)倓傁喾矗鯓硬拍軐⑺迷诖髽蛏?2001年11月，他興奮地一下坐起來(lái)，對(duì)磁流變阻尼器改造的最佳方案，就在他腦海中一瞬間閃現(xiàn)了。這種手電筒大小的全新設(shè)備被連在每根拉索的下端，洞庭湖大橋的“顫抖病”頓時(shí)痊愈。這項(xiàng)成功整治“風(fēng)雨振”的成果，立即獲得世界同行的贊譽(yù)，美國(guó)權(quán)威刊物《木工程》雜志稱其為“世界上第一套應(yīng)用磁流變技術(shù)的拉索減振系統(tǒng)”。2003年，包括陳政清這項(xiàng)成果在內(nèi)的洞庭湖大橋的設(shè)計(jì)，獲得全國(guó)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

戰(zhàn)勝洞庭湖大橋“風(fēng)雨振”之后，陳政清冷靜地考慮了一個(gè)問(wèn)題：中國(guó)橋梁修得太快，創(chuàng)新不夠，技術(shù)上比較相似，包括施工方法等都沒(méi)有太多特色。在橋梁的建設(shè)中，大風(fēng)很可能還會(huì)給我們提出各種意想不到的難題，要迎接更大的挑戰(zhàn)，就應(yīng)該擁有更好的實(shí)驗(yàn)手段。他四處奔波，精心設(shè)計(jì)，終于在2004年10月建成了達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平的湖南大學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室占地約1800平方米，在國(guó)內(nèi)建筑風(fēng)洞中，總規(guī)模僅次于同濟(jì)大學(xué)。高速段長(zhǎng)度第一，能提供最好的邊界層風(fēng)環(huán)境。而低速段尺寸已與加拿大安大略試驗(yàn)中心風(fēng)洞相等，截面積與同濟(jì)3號(hào)風(fēng)洞相等，還可滿足大跨度橋梁及大型建筑群的要求。而橋梁節(jié)段模型試驗(yàn)臺(tái)還將引進(jìn)美國(guó)的三向自由振動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)和國(guó)防科技大學(xué)在國(guó)內(nèi)首次開(kāi)發(fā)的三向強(qiáng)迫振動(dòng)臺(tái)，將具有橋梁空氣動(dòng)力學(xué)測(cè)量技術(shù)上的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)室可以用各種“人造狂風(fēng)”沖擊大橋模型和重要部件，能為大橋設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)室里除了風(fēng)洞外，還有核電站的冷卻塔、風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸電塔、上海的一棟高層建筑和山東東平的一個(gè)體育館模型等等。因?yàn)楝F(xiàn)代化的核電站、風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸電塔以及高層建筑越來(lái)越多，如何確保他們不會(huì)因?yàn)榇箫L(fēng)的作用而發(fā)生危險(xiǎn)已經(jīng)成為一個(gè)新的研究課題。陳政清認(rèn)為：今后，風(fēng)工程應(yīng)該逐漸從單一的橋梁方向轉(zhuǎn)向核電站的冷卻塔、風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸電塔、房屋抗風(fēng)、環(huán)境中的有害氣體擴(kuò)散等多個(gè)領(lǐng)域拓展。

如今，陳政清作為湖南大學(xué)985工程首席科學(xué)家，主持包括國(guó)家自然科學(xué)基金在內(nèi)的科研課題多項(xiàng)，60多篇。他所提出的“雙重非線性邊界元方法”、“空間桿系結(jié)構(gòu)大撓度問(wèn)題內(nèi)力分析的UL列式法”、“橋梁斷面顫振導(dǎo)數(shù)識(shí)別的強(qiáng)迫振動(dòng)法”、“橋梁三維顫振分析的多模態(tài)單參數(shù)搜索M－S法”以及“磁流變式拉索減振系統(tǒng)研究”等理論和方法在國(guó)外已被SCI、EI、ISTP、Sciencedirect等收錄引用累計(jì)100多次……陳政清還擔(dān)任了許多社會(huì)職務(wù)，他是中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)橋梁與結(jié)構(gòu)學(xué)會(huì)常務(wù)理事、湖南省人大常委會(huì)委員、美國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)(ASCE)《橋梁工程雜志》(JournalofBridgeEngineering)副主編等等。

在成果和榮譽(yù)面前，陳政清始終是平靜的。因?yàn)樵谒睦锸菄?guó)家的好政策、好的機(jī)遇給了自己的機(jī)會(huì)，每個(gè)人在時(shí)代和社會(huì)面前，都應(yīng)該抱有一顆感恩的心!

名師風(fēng)范

在湖南大學(xué)，陳政清帶著幾位博士和碩士，專攻抗風(fēng)研究課題。已經(jīng)站講臺(tái)40多個(gè)年頭的他仍然備課認(rèn)真，從項(xiàng)目實(shí)踐中來(lái)的經(jīng)驗(yàn)和理論更加容易理解，他在課堂上風(fēng)趣幽默，深入淺出，受到廣大研究生的追捧。他熱愛(ài)學(xué)生，熱愛(ài)講臺(tái)，多次被評(píng)為“湖南省優(yōu)秀名師”等榮譽(yù)稱號(hào)。

面對(duì)榮譽(yù)，陳政清一笑而過(guò)，面對(duì)金錢，如云卷云舒。在中央電視臺(tái)對(duì)陳政清的科研成果做過(guò)報(bào)道之后，有上百個(gè)電話要求和他合作開(kāi)公司，可他堅(jiān)決不同意。“我的時(shí)間很緊，要用來(lái)研究新東西，研究新東西比花時(shí)間推廣我的舊東西有價(jià)值，重要的多。”為了把自己的成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，為社會(huì)做貢獻(xiàn)，他不是自己開(kāi)公司賺錢，實(shí)現(xiàn)所謂的“產(chǎn)學(xué)研一體化”，而是將專利技術(shù)無(wú)償轉(zhuǎn)讓給了廣西柳州歐維姆公司(OVM)，不僅免費(fèi)讓他們生產(chǎn)，還主動(dòng)指導(dǎo)和提供幫助。