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柔性可穿戴材料应用领域研究论文

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柔性可穿戴材料应用领域研究论文

手机和平板电脑可以像报纸一样卷起来,隐形眼镜中集成的屏幕能够直接读取信息......这些听起来非常科幻的场景,在新型二维材料的推动下,正不断趋于现实。

二维材料 是一种具有单个或几个原子层厚度的新型晶体材料,目前已经发展成为一个完整的材料体系,涵盖了从导体、半导体、超导体到绝缘体,铁电、铁磁、反铁磁等各种类型。高质量的二维材料在 探索 新的物理现象及进一步扩展其在微电子和光电子领域的应用方面发挥着重要作用。

松山湖材料实验室副主任张广宇研究员所带领的二维材料团队围绕二维材料的研究、制备及应用开展了一系列工作,并取得了国际领先的研究成果。

如今,“石墨烯”已成为大众所熟知的“明星材料”,石墨烯电池等产品也已逐步在商业领域有所应用。早在2004年,英国曼彻斯特大学Andre Geim教授课题组成功分离出单原子层的石墨材料——石墨烯,从而引发了二维材料研究的热潮,相关研究者因此获得了2010年的诺贝尔物理学奖。

近年来,在半导体器件发展微型化和柔性化的驱动下,二维材料由于其优异的光、电、机械性能(例如高灵敏度、超高透明度以及半导体特性等),表现出了独特的优势。

“二维材料的特殊性质赋予了它们广泛的应用前景。首先在物理属性上, 二维材料只有一个原子层厚度,这就使得该类材料具有超高的透明度以及良好的柔韧性。 ”张广宇介绍,未来,二维材料一个重要的应用方向就是柔性透明电子器件。

“二维材料表面没有悬键,外延生长制备的过程中对晶格匹配度要求不高,属于范德瓦尔斯外延,对材料和工艺基本没有限制要求。”张广宇表示。

二维材料的出现,为突破传统半导体器件在性能上的各种限制提供了新的途径,为实现各种功能应用提供了新的思路。

在不到一个指甲盖大小的面积上,可以集成超过1500个柔性二硫化钼场效应晶体管器件。2020年9月,张广宇所带领的团队在电子学期刊《Nature electronics》上发表了论文《基于单层二硫化钼场效应晶体管的大面积柔性透明电子器件》。

该团队利用外延生长得到的四英寸高质量、高定向单层二硫化钼薄膜,结合传统的微加工工艺,通过优化绝缘层与接触电阻,制备出了大面积柔性透明的二硫化钼场效应晶体管及各种逻辑器件。器件表现出了优异的特性: 晶体管器件密度可达1518个/平方厘米,成品率高达97%,是目前已报道结果中最高指标,处于国际领先水平 ;单个器件也表现出较好的电学性能和柔韧性。

张广宇指出,“目前,成熟的半导体工艺多采用8寸或者12寸硅材料晶圆,尺寸越大,集成芯片就越多,成本也越低。所以要实现大尺寸二硫化钼晶圆的制备也是一样的思路,但是越大的尺寸,也意味着更高的技术要求。”

大面积高质量的二硫化钼薄膜的制备,还存在晶粒尺寸较小、晶界多、取向随机等问题。 为解决这一难题,张广宇团队利用自主设计搭建的多源化学气相沉积系统,采用立式生长和多点形核的方法,在蓝宝石衬底上外延制备出了四英寸高质量连续的单层二硫化钼晶圆。

他这样形容其中的原理,“就像拿一个喷壶往墙上喷水,第一代设备只有一个喷头,这时喷的区域比较小;第二代设备是用三个喷头一起喷,这样喷出的面积就能扩大三倍;第三代设备是用六个源一起喷,这种情况下喷出的区域更大,更均匀。”

“二维半导体材料具 有很多优异的特性,可以弥补硅以及其它半导体材料在应用方面的不足,发挥材料自身的优势,实现一些新的、更加契合的应用场景。比如柔性可穿戴器件,超灵敏探测器等。 ”他表示,二维材料不是万能的,而是有适合自身的特殊应用场景,应该利用这些特点来开发它相对应的产品。

2019年初,松山湖材料实验室二维材料团队开始起步建设。他表示,二维材料团队主要聚焦有应用前景的材料研究。二维材料要真正应用到实际生活中,还要经历一段必不可少的过程,包括验证二维材料在原理和技术上的可行性,优化各种工艺参数、提高器件各方面性能等。

二维材料团队作为一个新团队,团队搭建是最重要的工作之一。目前团队固定成员不到十人,均具有不同的研究背景。“既有做材料的,也有做器件的;既有做加工和器件制备的,也有做表征和测量的......”张广宇表示,团队工作需要成员相互配合,这样才能更加高质量、高效率开展研究工作。

随着松山湖材料实验室建设步入正轨,越来越多优秀的海外研究人才选择加入实验室,在此开展自己的科研工作。团队中两位骨干青年科研人才,就是张广宇到欧洲宣讲时招聘引进的。在他看来,这是一个不错的兆头。“松山湖材料实验室作为广东省布局建设的新型科研机构,各方面资源相对充足,具备较强的吸引力。同时东莞也为科研人才提供了一个能够安心做事、专心科研的舞台。”

导读:一项新的研究将液态金属合成应用于压电材料,这可能为将来的可穿戴电子设备铺平道路。

当研究人员正在研究如何推进柔性、可穿戴电子器件和生物传感器的未来时,一项合成特定材料的新技术可能是答案。

像原子薄的一硫化锡(SnS)这样的材料已经被预测会表现出固有的柔韧性和强大的压电特性,将机械力或运动转化为电能。压电装置可以感知加速度的突然变化,并用于触发 汽车 的安全气囊,而更敏感的装置可以识别移动电话的方向变化,或形成声音和压力传感器的基础。

更敏感的压电材料可以利用极小的机械位移、振动、弯曲或拉伸产生的小电压,为嵌入人体的生物传感器等微型设备提供动力,从而无需外部电源。

这些令人印象深刻的特性使SnS等材料很可能成为可弯曲纳米发电机的候选材料,可用于可穿戴电子设备或内部自供电的生物传感器。然而,这种潜在的应用受到了合成大的、高晶体的单层硫化锡的限制,由于层间强耦合而造成困难。

但是RMIT大学和新南威尔士悉尼大学在《自然通讯》上发表的一项新的合作研究似乎解决了这个问题,通过使用RMIT开发的一种新的液态金属技术来合成材料。

高耐用性和灵活性

这种前所未有的合成技术涉及到锡在暴露在周围的硫化氢气体中熔化时在锡表面形成的范德瓦尔斯剥落。气体在界面上分解,并对熔体表面进行硫化,形成SnS。

这种基于液金属的方法允许科学家以最小的晶界提取均匀的和大规模的单层SnS。此外,测量证实,该材料具有异常的峰值产生电压和负载功率,以及高耐久性和灵活性。

根据这项研究,由于合成的单分子层SnS可以商业地应用于纳米发电设备或收集人体机械动作的传感器中,因此研究结果向基于压电的、灵活的、能量收集的可穿戴设备迈进了一步。

材料应用性能研究论文

在材料学科上,要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解材料科学的发展前沿。下文是我为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!

论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.

另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].

作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.

基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.

1实验部分

原材料

苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).

的制备

PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入 g CTAB, g 草酸以及 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 的制备

采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.

复合材料制备

按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.

仪器与表征

用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.

电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为~.

比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:

Cs=iΔtΔVm.(1)

式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.

2结果与讨论

形貌表征

图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.

分析

图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.

电化学性能分析

图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为 F/g.

图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5

值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.

氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.

3结论

采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.

浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用

1 概述

随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。

发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:

我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:

这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。

2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制

研制思路

目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。

试验与研究

铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含和。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为,莫氏硬度为。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:

为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:

原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。

铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。

产品的性能

结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐

火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。

强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。

具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。

产品的应用

新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。

3 结论

建筑材料论文3000字篇3 浅谈多孔建筑材料热湿物理性能探究及应用 本文分析了多孔介质的传热质理论,同时,结合建筑围护结构来分析了多孔介质材料的传质系数,从而得知多孔建筑材料热湿物理性能与建筑材料本身以及建筑围护结构有着莫大的关系,因此,为进一步改善多孔建筑材料以及建筑围护结构提供有效的依据,从而为建筑材料研发领域提供一定的指导意义。 一、关于多孔介质传热传质理论分析 根据建筑市场来看,绝大部分的材料均属于多孔介质,它是一种固体与流体组成的复合介质。但是目前为止还没有对其有个明确的定义,根据相关研究学者J?Bear对其进行的简单定义得知:多孔介质是指部分空间至少有一种非固态的物质,固体部分被称为固相基质,固体以外的物质以外的空间被称为空隙空间。同时,多孔介质中至少有一个空隙空间是相连通的。另外,在1990年S?P?W?Wong对建筑材料进行了分类,即非多孔介质材料、等吸湿多孔介质材料以及毛细多孔介质材料等。根据多孔介质传输现象可以得知其具有以下特点:第一,多孔介质传输涉及到较多的科学理论,因此具有多学科交叉的特点;第二,多孔介质材料应用于不同的地方,则侧重点就不一样,例如:当多孔介质材料应用于石油开发中,则需要侧重其液相流动的规律;第三,多孔介质具有非均匀的特点,这也是构成其复杂性的重要原因,在此则需要通过实践来了解其中的规律性。 二、关于建筑围护结构多孔介质材料的传质系数分析 多孔介质材料的各种传递系数在传热传质的研究过程中存在着较大的难题,相关研究学者通过一系列的研究,到目前为止,关于传质系数的研究成果有以下几种:水蒸气扩散系数、液态水扩散系数以及传导系数。 (一)水蒸气扩散系数研究分析 水蒸气扩散系数是指在一定的蒸汽压差下,某一时间内通过一定面积扩散的水蒸气量。同时,根据材料的不同,水蒸气的扩散系数是不尽相同的,通过研究发现,水蒸气在材料中的扩散系数与其在空气中的系数呈以下关系:,其中为水蒸气的扩散阻力系数,其与当地大气压力以及温度有着直接的关系,通过实践计算得出,水蒸气扩散系数具有以下几种成果:第一,水蒸气扩散系数在湿传过程中为一定值;第二,水蒸气扩散系数在不同材料中会产生不同的值;第三,水蒸气扩散系数与材料物理有着一定的关系,且呈现出一定的规律。 (二)液态水扩散系数研究分析 随着水蒸气的含湿量的增加,在多孔材料中,将会出现水蒸气以及液态水两种介质传递形式。针对液态水在整个湿传递过程中的变化,不同的研究者提出不同的方程来描述,例如:Künzel认为湿扩散系数由吸湿水分阶段与毛细水分阶段结合而成的;而Roels针对水蒸气湿传递给出了两种扩散系数的计算办法,一种是综合指数法,另一种为叠加函数法,这种系数可以得出水汽曲线。 综上所述,以上均是由国外研究学者针对扩散系数而提供的研究情况,我国国内针对水分在混凝土中的扩散也进行了大量的研究,以土壤与岩层水流为例,张靖在分析岩石扩散系统影响的基础上提出扩散系数的温度校正公式,从而建立了一套研究岩石扩散系统的 方法 ;另外,刘志勇等人针对多孔介质材料的气体传输基础上而提出一种混凝土气体有效扩散系数的计算公式,从而提出一种可以通过提高压力梯度来测量混凝土的透气性试验方法等等。而相对于建筑材料而言,其扩散系数的研究较少,但是也有相关研究者提出一些研究成果,例如:苏向辉针对多孔结构内热湿迁移的问题,提出了将质扩散系数与热质扩散系数作为温度以及含湿量,来观察液态水扩散系数的线性变化。 (三)传导系数研究分析 当驱动力为毛细压力时,传湿量的系数等于液态水传导系数。我国国内不少研究学者就是利用液态水传导系数来计算土壤方面的传导系数。在普通建筑材料中,国外相关研究学者提出以下几点模型,即简化模型、网络模型、管束模型等。简化模型是不考虑多孔结构以及弯曲因子的,而网络模型是利用网格来模拟实际孔隙结构,并且还通过了电阻网络模型的验证。 三、多孔建筑材料质扩散系数研究分析 (一)关于建筑材料多孔孔隙结构分析 对于建筑材料而言,多孔孔隙影响着其材料的物理性质,例如:强度、定都、弹性等,因此,需要研究以及了解孔隙结构对材料性质的影响,从而有效的解决多孔材料耦合计算的问题。材料内部的热湿物理性能与材料本身的结构特性有着直接的关系,而多孔材料的复杂性以及多样性使得多孔材料的孔隙结构模型的建立有着较大的难度,但是还是取得了突破性的收获,例如:在研究多孔材料结构表征中,探析出了图像分析技术等相关设备。孔隙结构可以分为以下两类,即各向同性与各向异性,其中各向异性材料给热湿传递性能的研究带来一定的难度,所以本文着重结合多孔孔隙结构的各向同性建筑材料来分析热湿传递性能。 (二)关于质扩散系数的推导分析 为了阐述湿分在多孔孔隙结构各向同性建筑材料中的传递过程,则需要将材料的孔隙体积进行进一步细分。当热力学平衡时,多孔材料的湿度会随着附近空气的湿度而升高,一旦到了一定湿度程度时则会凝结液态水。这时候液态水会居于孔隙中,随着湿度进一步增高,则形成以液态水的形式来传递湿度,在此过程中及公共三个含湿量过程,即干燥含湿量、过渡含湿量、有效含湿量。由于水蒸气以及液态水的传输机理不一样,有串联模式与并联模式,因此,多孔介质中湿热传递情况也不尽相同。 结语: 本文分析了多孔介质传热传质理论,同时,结合多孔建筑材料质扩散系数理论来分析了热湿物理性能,多孔孔隙结构的建筑材料产生热湿物理性能与建筑的整体能耗以及室内热湿环境有着直接的联系。改善对孔结构建筑材料的热湿物理性能对实现低碳、低能耗的建筑工程有着十分重要的作用,从而为建筑企业带来经济效益与社会效益。 建筑材料论文3000字篇4 浅谈《建筑材料》课程教学中存在的问题及对策 《建筑材料》是技工院校建筑专业一门重要的专业基础课。长久以来,《建筑材料》以其凌乱的系统、繁杂的内容困扰了很多教师和学生。面对新时期课程体系的挑战,如何又好又快地完成教学任务,应是专业教师不断探索的课题。 1 课程教学中存在的问题 内容多,涉及面广,系统性差 《建筑材料》主要介绍了常用的建筑材料,如石灰、石膏、木材、混凝土、吸声材料、建筑砂浆、水泥、轻体材料、建筑装饰材料、建筑钢材、石灰、防水材料、绝热材料、建筑胶体、管道材料等,内容繁杂,品种繁多。虽然各类材料自成体系、但各体系内缺乏逻辑关系,系统性较差,学生学起来易枯燥乏味,上课时提不起兴趣、提不起精神,更别谈能学到多少东西了。 内容枯燥,逻辑性差,实践性强 本课程 经验 性内容多,概念术语多,纯文字叙述多,逻辑推理内容少。看似好学,实则不然,要想真正学好这门课,掌握起来还是比较较难的。在日常教学过程中若 教学方法 不对路, 学习方法 无要领,教师们教起来就会比较累,学生们学起来就会比较吃力,掌握不了多少实用知识。 课程学时少,不能保证学生能够学完 一般来讲,技工院校建筑专业的学生最后一个学期或两个学期通常会被安排到建筑工地一线实习,这样就导致了学生在校学习实际时间减少,为保证教学内容的顺利完成,很多教师就自然而然的出现了“填鸭式”教学,教师不顾学生的学习效果,单追求“快”忽略了“好”,最终导致学生学生学起来枯燥乏味,教师教起来紧张无奈。 教材内容滞后,缺乏创新 目前,《建筑材料》相关教材中,传统材料如石灰、水泥、普通砼、钢材、木材等讲得过多、过细,占用了较多的课时。但很多新材料教材中多数并未提及,例如建筑工程中已经被广泛使用的高性能砼、各种新型玻璃、双钢筋、新型防水材料、新型管材等。 教学方法与手段相对落后 目前,传统教学方法在不少技工院校中仍然有较大的市场。虽说传统的教学方法在某些学科中对学生的基础知识掌握有些效果,但对于建筑材料这门实践性非常强的课程来说,只采用上课老师讲、学生被动学的方法,根本无法使学生真正掌握这门课程的精髓。这种传统的教学方法使学生所学的知识,仅停留在理论的基础层面上,对各类材料的应用知识以及工程实际材料的应用知之甚少,进入工地后,并不能针对现场出现的问题及时做出反应,更谈不上综合应用所学的材料知识去解决工程中的实际问题了。 2 课程教学方面的改进 根据技工院《建筑材料》课程标准、自身特点和建筑材料教学过程中经常存在的问题,教学方法可以从以下几方面着手。 改进教学方法 采用现代化教学手段 采用现代化的教学手段,增强教学直观,这样可以培养和激发学生的学习兴趣。建筑材料是一个发展一日千里、日新月异的行业,新材料层出不穷,但目前广泛使用的教材内容远远滞后于实际。由于各地师资条件不同,在不能实现实物讲课的情况下,教师可以将各种建筑材料的特点、应用等以多媒体展示的形式将原料结构、内部构造等呈现在学生面前,以增加感性认识。多媒体教学以动静皆宜、声像俱佳、图文并茂的表现形式,把知识点直观、生动地结合起来,把抽象的理论以形象、易于接受的形式展现给学生,为学生提供了边看、边听、边做、边想的学习体验,激发学生的学习主动性,提高教学质量。 大量引入案例法教学 实践证明,案例教学法是一种针对技工院校学生非常行之有效的教学方法,深受广大师生好评。建筑材料课程可以根据教学目标的需要,针对建筑工程常用建筑材料,运用发生在身边的工程案例,从引入问题、分析问题到解决问题,使知识在案例中呈现,增强学生的直观感受,增加他们的直观认识。 加强实践教学 实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效的、必须的途径,是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。有利于学生素养的提高和正确价值观的形成。建筑材料学科中有大量的建材需要学生去认识,通过建材实验,不仅能验证已学的理论知识,还能锻炼动手能力,培养分析问题、解决问题的能力。 加强学生自主学习能力的培养 大量的教学实践证明,学生主动发展的潜能是强烈的的,学生自主学习的愿望是巨大的,学生有控制课堂的渴望。教师教学要以促进学生智能提高为核心,把学生作为课堂的主人、学习的主人,让学生有足够的时间讨论、观察、思考、质疑、评价,从而增强学生的学习力。 充分利用互联网资源 目前,多数技工院校都覆盖了高速的互联网络,学生能够轻而易举的在网络上获取相关资料,不断学习,增加的知识面。教师可以引导学生充分利用网络资源,例如各种专业的建材网站、科研院所网站、甚至建材市场动态。这些他山之石对扩大学生的知识面,和技术、市场零距离接触是非常有好处的。 选择内容浅显实用而又不失新颖的教材 选对一个教材的作用非常之大,作为专业教师应该把好学生的教材关。选择教材要把握好“三关”一要把握“浅”字,二要把握“用”字,三要把握“新”字。浅显是指应在通俗易懂上下功夫,解决一个“浅”字,在必需、够用、有用的基础上尽可能地降低难度;“用”字就是实用之意,实用是指对培养学生职业能力和再学习能力有用的基本知识、基本理论、基本分析方法;“新”字即新颖,新颖是指教学内容符合并能反映科学技术进步和时代发展的新形势,具有先进性,突出一个“新”字。近些年来建筑领域新材料、新技术等新的信息都要在教学内容里反映出来。 3 结语 在《建筑材料》学科教学过程中,我们要,结合技工院校学生的实际学习情况,根据技工院校课程的特点选择适宜的教材,结合教学内容,认真研究,采用最佳的教学方法和教学手段,从而有效地提高技工院校《建筑材料》课的教学质量,培养出更多更好的广受社会欢迎的建筑人才。 猜你喜欢: 1. 建筑材料论文优秀范文 2. 建筑材料类论文优秀范文 3. 关于建筑材料的论文 4. 有关建筑材料论文2000字 5. 建筑材料论文5000字 6. 建筑材料论文范例

论文无人机应用领域的研究

电力企业输电线路巡检工作中无人机的运用论文

在当前形势下,电力企业的体制改革已取得了一定的成效,供电服务范围进一步扩大,输电线路的分布也越来越广。由于各地区的自然环境具有一定的差异性,因此,采用人工方式对输电线路进行日常巡检已远远达不到要求。而采用无人机巡检可以在第一时间查明故障位置,且不会受到地形条件的影响,同时,还可以实现多角度、全方位的巡检,进而从整体上掌握输电线路的运行状况。可见,无人机的应用对于电力企业的输电线路巡检工作具有重要意义。

1 无人机的研究设计分析

当前,在输电线路巡检中,应用最为广泛的是遥控直升机和四旋翼无人机。应用无人机对输电线路进行全方位的巡视,可以迅速、准确地判断故障的发生点,大大提高巡视工作的效率。从产生和自身结构来看,无人机是先进科学技术创新研究的产物,它的形成主要涉及以下几方面。

技术方面

遥控直升机采用的是普通直升机的气动布局,一般可以携带图像采集和实时传输设备,在飞行过程中,可以将所“看”

到的各种信息通过传输设备及时传输到监控中心,从而大大提高输电设备巡视、检修工作的效率。四旋翼无人机的气动布局结构是 4 个旋翼相互对称分布。这种结构设置使其具有较高的起降能力。此外,四旋翼无人机还安装有减振云台和无线传输设备,在对输电线路进行巡检时,可以利用微型高分辨率的图像采集设备获得高清信息,并将所获信息及时传输到监控中心。

自身系统构成方面

遥控式无人机的构成主体是遥控直升机的本体。此外,遥控直升机还包括减振悬挂装置、信息采集和传输设备、地面图像的监视和操控系统等。四旋翼无人机主要由本体和地面监控站构成。

功能方面

无人机的功能分析应用遥控直升机巡检的工作流程是由人工进行遥控飞行或者悬停在输电线路的上空,而后再利用信息采集设备对线路的图像信息进行实时采集和传输;应用四旋翼无人机巡检的工作流程是在地面站的引导下,根据输电线路的布设状况进行信息的采集和传输。具体来说,分为以下几个步骤:①四旋翼无人机自主悬停于特定空间位置,而后再进行图像信息采集;②通过调节四旋翼的航向和减振云台,对图像采集设备、被检测设备的光学角度和距离进行合理调整,实现对输电线路设备图像的实时采集和传输;③根据人工操作的各项指令进行控制,而后沿输电线路进行飞行式观测和信息采集。

地面站的功能分析四旋翼无人机地面站的基本功能包括与四旋翼无人机协调进行遥控、遥测通信,对四旋翼无人机的图像信息采集位置的确定起引导作用,实时接收和整理分析无人机所获得的输电线路信息,实时操作、控制无人机的飞行状态和云台状态。

关键技术要点和创新点的分析

无人机巡检输电线路的关键技术要点和创新点主要包括以下几个:①四旋翼无人机具有自主悬停、自主导航飞行的特点,可以进行输电线路跳闸后的故障点查找,并在此基础上,构建一个完整的输电线路全过程立体式的巡检系统。②四旋翼无人机的另一个功能就是可以对输电线路起到防碰撞保护作用,用于输电线路的巡视和检测,同时,还可以对严重自然灾害下的输电线路起到保护作用,比如常见的大风、暴雨等。③地面实时监控技术和图像防抖降噪技术在输电线路巡检中的应用。无人机所配备的可见光视频可以在网络信息技术的作用下及时传输到监控中心。④对四旋翼无人机一体化设计和输电线路的快速检测系统进行优化,有效解决流线型机身的碳纤维制作工艺问题,进而解决锂电池的选型、旋翼的升力、电机的选型和空气动力等相关问题。⑤自主悬停和飞行控制系统具有自驾和手动两种工作模式。在自主悬停的状态下,无人机不仅可以通过地面站的高清录像检查线路,并保留手动模式,还可以按照既定的路线进行自主导航的飞行和巡检。

2 无人机的应用分析

实际应用效果

在输电线路的巡检中,应用无人机可以实现多角度、全方位的高空信息采集,有效降低架空输电线路巡检工作的强度,减少安全隐患,促进巡检效率和质量的提高,尤其是在恶劣的'环境中,比如在铁塔打滑时,无人机可以代替人工蹬杆和走线,进而保障了电网的安全、稳定运行。另外,应用无人机可以大大降低巡检工作的成本,为生产生活用电提供保障。

可见,无人机的应用对当前电力企业的输电线路巡检工作具有重要意义。

无人机的发展前景

无人机的发展前景可以概括为以下几点:

①在高压输电线路中,可快速、准确地查找故障点,并对存在的可疑故障点进行高效、合理的巡检,是高压输电线路稳定运行的保障。

②在输电线路具体的某个路段或局部设备中,可以快速对故障进行巡检,成本低、效率高,具有较好的安全性和技术性。

③可以智能化定点悬停在输电线路金具和绝缘子的上方进行局部检测,操作简单,从而减少人工巡检的任务量和时间,尤其是在环境条件恶劣的输电线路中,无人机的优势更为明显。

④无人机所具有的陀螺稳定可见监视器和红外线成像仪设备不仅能够对输电线路起到录像和检测的作用,实现自动巡检,还能够有效解决地形巡视困难等问题,进一步降低人工巡检的潜在危险性,提高输电线路的运行质量。

3 总结

电力在现代社会发展中发挥着重要作用,是国民经济健康、稳定发展的保障。在科技的推动下,将无人机应用于输电线路巡检中,可以大大提高输电线路的运行效率和质量,并进一步提升其运行的可靠性和稳定性。因此,电力企业要加大对无人机的应用和研究力度,提升其实际应用效果。

参考文献

[1]张永,李德波,吴翔,等。无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].宿州学院学报,2013,28(8):87-88.

[2]诸葛葳。无人机巡检输电线路技术的应用探析[J].科技经济市场,2015(5):16.

[3]周海峰。无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].建筑工程技术与设计,2015(18):1238.

作业优势明显 应用领域广泛

工业无人机作为一种高效便捷的辅助手段替代了原有工具服务于各行各业的日常工作中,其具有成本低,效费比好、机动性能好、使用方便等优势,并且可降低人工操作的风险,提高任务执行的安全性和可操控性。

目前,工业无人机的主要应用领域包括:电力巡检、应急救援、航空摄影、水利应用、农药喷洒、航空测绘、国土资源、旅游业、管线巡查、医疗业、海事监察、农业林业、物流运输、交通管制、气象监测、反恐防暴等。随着工业无人机技术水平的不断提升,各行各业对无人机应用需求的提升,工业无人机应用领域将不断扩大,并朝着更加深化、细化的方向发展。

农林植保领域占比最高

从应用结构上看,由于起步时间、发展程度的不同,工业无人机在不同应用领域的市场需求量和应用成熟度均有所差异。目前来看,我国工业无人机在农林植保、航拍领域和电力巡检的市场需求量和应用成熟度最高,而在边防输送、建筑和搜寻与灾难预防领域的应用深度和市场需求量则有待进一步提升。

根据直属于工业和信息化部中国电子信息产业发展研究院的赛迪顾问发布的《2019工业级无人机投资白皮书》数据,农业植保领域目前领跑工业级无人机应用领域,2018年市场规模达到亿元,占比,初步估计2019年为亿元,占比为43%。

随着5G、人工智能、物联网、云计算、大数据等新型智能化技术的不断成熟与落地,工业无人机技术也将继续更新与迭代,相关产品将朝更加智能化、人性化的方向发展,从而推动无人机在行业的深化应用。

具体而言,工业无人机在电力巡检、物流运输和安防业将继续发挥更大作用,市场规模将不断提升,而农林植保仍将是占比最高的应用领域。

受政策等因素推动 农林植保无人机发展前景良好

农林植保无人机指用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,该型无人机由飞行平台(固定翼、单旋翼、多旋翼)、GPS飞控、喷洒机构三部分组成,通过地面遥控或GPS飞控实现喷酒作业,可喷酒药剂、种子、粉剂等。

国内植保无人飞机的发展起步较晚,但发展较快。2010年国内出现了首款商业化的油动单旋翼植保无人飞机,其后至2013年,我国植保无人飞机产品技术发展缓慢,生产企业寥寥无几。

2014年中央一号文件明确提出“加强农业航空建设”,国内植保无人飞机产业发展出现了转折,资本开始进入,据不完全统计,仅2014年国内就有近百家企业进入该产业。2014年后,一些地方政府和中央有关部门先后出台植保无人飞机购置补贴政策,催生了一大批植保无人飞机企业。2016年“化学肥料和农药减施增效综合技术研发”重点专项项目“地面与航空高工效施药技术及智能化装备”启动,推动了无人飞机植保行业装备和应用技术的全面研发。至此无人飞机植保快速进入农业生产中,作业量稳步增长。

中国航空运输协会通航分会发布的《2019中国民用无人机发展报告》显示,截至2019年底,我国共生产各类植保无人机170多个品种,保有量万余架,作业面积超过亿亩次。

植保无人机与飞防员、农药三者共同构成了我国农业飞防体系。目前我国农林植保无人机主要防治作物包括水稻、小麦、玉米、棉花等,总体可减少农药使用量20%以上、节省用水90%以上,提高农药利用率30%以上。

由于农林植保无人机在农作物的播种(授粉)、洒药、施肥,以及长势和病虫害的监测等方面无论与人工相比,亦或是与传统机械相比均具有明显优势,因而近年来国家出台了许多扶持农林植保无人机的政策,支持植保无人机的发展。具体如下图所示:

国家政策的引导和地方政府农机购置补贴等工作的落实,推动了农业无人机在农业生产领域的推广应用,农业生产机械化进程加快,农业无人机产业将得到进一步发展。

从无人机数量和从业人员看,中国航空运输协会通航分会发布的《2019中国民用无人机发展报告》显示,预计到2020年,我国植保无人机数量将达到10万架,无人机植保从业人员将达40万人。

从销售规模上看,全球著名的信息技术咨询公司国际数据公司(IDC)预测到2023年,中国农业植保硬件销售规模为160亿元,而农业植保服务市场规模将达到485亿元。

得益于政府扶植、无人机技术的快速发展等因素,在农林植保方面,我国工业无人机未来的需求量必将迎来巨大发展,前瞻产业研究院预测到2025年,我国农业植保服务市场规模将达到约242亿元。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国工业无人机行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

工程测绘中无人机遥感技术的优势和运用论文

无论是在学校还是在社会中,大家一定都接触过论文吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。写起论文来就毫无头绪?下面是我精心整理的工程测绘中无人机遥感技术的优势和运用论文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

摘要:

文章主要就无人机遥感测绘技术相关内容进行分析,其中着重探究工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用。无人遥感测绘技术的应用,不仅有利于提升测绘行业发展的科学性、创新性,同时也有利于提高工程测绘的水平和质量。

关键词:

工程测绘;无人机烟感测绘技术;数据分析;

引言:

近年来,无人机在很多领域都得到了广泛应用,并发挥着越来越重要的作用。在工程测量领域对无人机技术的应用,能够为复杂环境下地面测量提供便利,获取相应地区的图像、影像等数据资料,有效提升测量工作的严谨性和科学性。

1、无人机遥感测绘技术的优势

、提升数据的准确性

在工程测绘中全面应用无人机遥感技术,能够对数据准确性有效提升,保证收集数据的安全性,为工程建设提供依据。无人机遥感技术的复杂性相对较高,借助不同类型的技术,特别是对数码传感技术、卫星定位技术以及无人技术的应用,能够全面提升数据收集的质量及效率,大大降低测绘误差,从而保证对数据快速收集的同时,利用高科技全面提升数据的准确性。在对无人机技术不断应用的过程中,其设计也在不断改善,应用的成熟性越来越高。无人机有较小的体积、较高的灵活性,能够很好地推动工程测绘,尤其针对复杂地区,借助无人机遥控测绘技术,能够开展详细的勘察工作,借助软件的应用,能够对数据失误、丢失情况有效避免。

、提升效率

无人机遥感测绘技术的应用,能够减少人工操作程序,有效提高工作效率,在一定程度上降低误差,短时间内对数据快速处理,不仅能够保证效率,还能够保证质量。应用无人机外部作业过程中,能够突破恶劣天气影响,同时也有较长的续航时间,从而保障测绘进度。

、降低成本

测绘作业的复杂性相对较高,应用无人机遥控测绘技术能够有效减少其成本,在一定程度上转变传统测绘方式,提升测绘工作的准确性、科学性。借助地面信息收集工作,能够为其他工作的数据来源奠定基础。在传统测绘过程中,借助载人飞机或卫星对收集数据,会产生较高的成本,且存在安全问题,很容易被恶劣天气影响。应用无人机遥感测绘技术,能够有效地降低成本。

2、无人机遥感技术在工程测绘中的具体应用

、采集数据

在建设工程中,需要始终以数据为基础,因此需要保证数据的精度,但保证数据的精度就需要保证测绘的精度,从而保证建设项目的建筑质量。可见工程测绘收集数据工作十分重要,是工程决策的重要依据,在此基础上分析数据,有利于全面优化工程的谋划、设计。在不同工程测绘过程中,无人机遥感技术的应用也更加广泛,工作人员能够对不同类型数据有效收集,同时也能够借助相关技术,对数据进行分析汇总,对数据收集的精度、速度有效提升。在具体操作过程中,工作人员可以应用计算机输入指令,划分相应的测绘区域,对无人机航线有效设计,并在相应的环境下,引导无人机执行相应的命令,在无人机测绘飞行的过程中,能够明确相应的数据信息,从而结束工程测绘工作。现阶段,技术创新性不断提升,应用定位系统,能够保证定位的精准性,结合坐标系统,能够保证相应区域内的测绘作业能力。对无人机取得的资料,相关工作人员要优化监测、复核工作,对数据的精确性有效保证,并补充其他数据。

、采集图像

应用无人机遥感测绘技术开展工程测绘,除了收集数据,还要收集整理不同图像,对制图的要求有效满足。借助无人机技术,能够收集测绘范围内不同方面的信息,进一步形成影像拍摄。同时,在此基础上,还能够对三维建模有效应用,深加工上一阶段拍摄的画面,为制图工作奠定良好的基础。无人机测绘有较高的智能化,针对不符合需求的图像会进行自动处理,如应用重叠影像数码相机进行自动变焦,对图像参数快速调整有效实现,保证图像收集的清晰性。

、开展低空作业

应用无人机遥感测绘技术,能够对安全性有效保障,尤其一些对图像要求较高的工程测绘项目,无人机测绘能够对上述要求有效满足。在一些恶劣环境之中,应用无人机开展低空作业,因其有更强的灵活性,能够避免受外部条件影响,高效快捷地完成任务。无人机遥感测绘技术也在不断升级,能够很好地提高无人机快速应对能力,有效提升测绘质量。

3、无人机遥感测绘技术应用注意事项

、对相关设备定期检查

为了全面发挥无人机的优势,有效保证测绘结果,并对无人机使用效率有效提高,需要对设备监测的精准性不断优化,保证设备始终处于最佳状态。监测调试工作在应用无人机遥感测绘技术中十分重要,在正式应用设备前,相关工作人员要做好设备性能检测工作,对设备的性能优化,再开展飞行试验,针对不稳定的'设备,相关的工作人员要强化相应的调试工作,对设备性能的稳定性有效保证。此外,相关工作人员还要优化日常保养工作,对通讯设备、电源系统、地面电台等方面进行定期检查,对设备安全性有效保证。

、对像控电测量流程优化

对无人机技术应用,要优化相应的流程,保证无人机遥感测绘技术的应用效果有效提升。工作人员要注意强化拍摄像控点布设工作,对其安全性、高效性有效保证,并完善优化升级工作。具体从以下3个方面入手:

1)要注意监测在可控范围内,与拍摄范围的具体情况有效结合,进行相应地分析,对拍摄区域自由网效果明确,同时还要检查快速生成自由网快拼图的情况,明确是否存在偏差。

2)要对像控点测量方案布设流程优化。要以目标测量范围的具体情况为基础,如地势、地形,优化控制像控点相片质量,提升收集数据的严谨性,避免对影响、数据处理的随意性,还要注意保留原始数据,从而为后续调整制图奠定良好的基础,有效保证数据的真实性。

3)相关工作人员要加强数据存储工作。对于无人机拍摄而言,会出现大量数据,设备中会对相应的数据储存,需要对其中没有价值的信息有效去除,避免无用数据对新数据的影响,保证色彩效果和清晰度。

、对飞行、摄影质量有效控制

为了对无人机拍摄的水平、效率有效保证,相关工作人员需要在实际应用过程中,对无人机的飞行、摄影质量进行严格控制。在具体应用过程中,相关工作人员需要注意:

1)结合规定的时间,带无人机进场,并对无人机不同方面的信息明确,如无人机的降落、起飞方式等,同时还要对飞行速度有效控制,保证测绘影像的清晰性。

2)要注意对无人机飞行高度的设计、控制工作优化,对拍摄区域的设计航高于飞行航高之间的高度差明确,并控制在合理的范围之内。随后还要注意对无人机的飞行状态有效控制,避免其他信号影响无人机拍摄的准确性。此外,在无人机飞行过程中,相关工作人员还需要注意对无人机的上升、下降飞行速率有效控制,并制定相应的安全保护方案。

4、总结

综上所述,应用传统测绘技术,已经不能满足现阶段的市场需要,需将无人机遥感测绘技术应用其中。但为了保证工程测绘结果的科学性和准确性,相关工作人员需要结合实际情况,优化无人机遥感测绘技术,从而有效提升工程测绘的质量和效率。

参考文献

[1]周李乾.工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用[J].智能城市,2020,6(12):73-74.

[2]易应军.工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用研究[J].建筑工程技术与设计,2020(8):4376.

[3]郑义,董晓亮.论无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用[J].建筑工程技术与设计,2019(36):4055.

无人机用途广泛,成本低,效费比好;无人员伤亡风险;生存能力强,机动性能好,使用方便,在现代战争中有极其重要的作用,在民用领域更有广阔的前景.无人机可用以军事也可以民用.在军事领域:侦察机:可用于完成战场侦察和监视、定位校射、毁伤评估、电子战等;靶 机:可作为火炮、导弹的靶标等.以军事领域而言,以美国为首的西方国家在无人机的运用上发挥的很好.在民用领域:可用于地图测绘、地质勘测、灾害监测、气象探测、空中交通管制、边境巡逻监控、通信中继、农药喷洒等.像昆明劲鹰无人机,在航测、航拍、航飞服务、遥感等方面做的比较好.缺点是容易受干扰。无人机(UAV)在现代战争中扮演着越来越重要的角色。为了能够有效地将无人机系统连接到综合一体化的作战信息网络当中,需要深入探讨无人机系统的组网问题。本文研究了无人机作为信息支撑平台,采用分层结构的接入技术,路由算法以及数据调度算法,论文的主要内容如下: 1.分析了无人机平台自身特点和设备特性,研究了无人机超视距通信的传输体制;基于结构分层概念,提出了包括主干层、战术层以及用于提供战场信息支持的无人机通信网络结构;介绍了网络协议设计需要解决的关键问题和用于性能分析的军用仿真技术。 2.依据无人机网络分层的特殊结构,分析了常用多址接入方式的容量大小以及优缺点,提出了不同层间无人机的多址接入方式,并着眼于用于战场通信服务的无人机,提出了适用于自组织结构的空中无人机机群的同步式多址接入方式ESMA,通过对协议进行分析可以看出该协议具有较强的鲁棒性和接入效率。 3.分析了无线自组织网络的路由问题,提出了自组织结构的无人机网络在不同的信道条件下所应采取的不同路由策略。包括链路稳定时的DSR路由算法和链路不稳定时的定向泛洪式的DREAM路由算法。 4.提出了无人机数据调度问题,研究了现有的数据调度算法,通过理论和试验数据的分析,为无人机在使用时采取的不同数据调度策略提供依据。

无机材料学报领域

1.化学与生物工程

是美国《化学文摘》、《中国核心期刊(遴选)数据库》、《中国学术期刊综合评价数据库》、《中国期刊网》、《中国化学化工文摘》收录期刊。 《化学与生物工程》报道范围涉及化学化工与生物化学领域的发展动向及研...

主管主办:湖北省教育厅  武汉工程大学;湖北省化学化工学会;湖北省化学研究院;湖北省化学工业研究设计院

2.化工设计通讯

《化工设计通讯》(双月刊)创刊于1975年,由湖南化学工业设计院主办。发行范围遍及全国各省、市、自治区化工主管部门、设计院、科研院(所)、化肥企业、化工企业、大专院校、图书馆及各信息部门。报道化工产品的...

3.当代化工

《当代化工》(月刊)创刊于1972年,由中国石油抚顺石化公司;中国石化抚顺石油化工研究院;沈阳化学化工学会主办。主要报道石油和化工的前沿科技论文,及时介绍石化行业新技术、新成果、新信息、新态势、它的办刊...

主管主办:沈阳市医药和化工行业联合会  中油抚顺石化公司;中感化抚顺石油化工研究院;沈阳市医药和化工行业联合会

中国科学院上海硅酸盐研究所渊源于1928年成立的国立中央研究院工程研究所,1959年独立建所,定名为中国科学院硅酸盐化学与工学研究所,1984年改名为中国科学院上海硅酸盐研究所。上海硅酸盐所紧密围绕中科院“率先行动”计划、上海科创中心建设,围绕先进制造、能源、信息、环境与健康、国防工业等重点应用领域,聚焦“三重大产出”,在基础与前瞻性研究、高技术研究、产业化关键技术与成果转化等方面取得了一系列具有重要影响力的研究成果,为国家安全、国民经济建设以及社会进步作出了重要贡献。历年来,累计取得科技成果近1200项,获得国家、中国科学院、上海市等省部级以上各类科技奖项423项,其中国家发明奖30项,国家自然科学奖9项,国家科技进步奖16项。历年来申报专利3602项,批准专利1941项(截至2019年底)。上海硅酸盐所独立建所以来,汇聚和造就出一大批为新中国科技事业做出重大贡献的科学家,包括周仁、严东生、殷之文、郭景坤、丁传贤、江东亮、施剑林、董绍明等中国科学院学部委员、中国科学院院士、中国工程院院士和大批新一代科技领军人才。上海硅酸盐所是国内首批博士和硕士学位授予单位,首批建立了博士后流动站,是中国科学院博士生重点培养基地。知识创新工程以来,大力发展研究生教育,不断完善综合素质培养与评价制度,深入推进国内外联合培养机制,建立研究生科研成果培育计划,研究生教育质量稳步提高,向国家输送了大批高素质创新创业人才。上海硅酸盐所学科方向是先进无机材料科学与工程,主要研究领域覆盖了高性能结构陶瓷、功能陶瓷、透明陶瓷、陶瓷基复合材料、人工晶体、无机涂层、能源材料、生物材料、古陶瓷以及先进无机材料性能检测与表征等,是国内该领域科学研究单位中门类最为齐全的研究所。主办发行的《无机材料学报》已进入核心学术期刊,连续多年入选“中国国际影响力学术期刊”;与自然出版集团合作出版的npj Computational Materials(《npj-计算材料学》)是中国首个“自然合作期刊”(Nature Partner Journal,NPJ),被SCI、DOAJ、Scopus等收录,2019年影响因子,计算材料领域内国际排名第一,材料科学-综合类国际293种期刊中列第23名,进入8%。上海硅酸盐研究所是国内第一批研究生招生单位,文革前招收28名研究生,目前一共累计招收约3100余名研究生。拥有:材料科学与工程、化学二个一级学科和材料与化工全日制专业学位,在岗导师152名,其中博导80名,在学研究生484名,其中博士研究生278名。研究所计划每年招收硕士研究生80名,博士研究生70名左右。主要研究领域:1、基础研究:以高性能结构材料、功能材料、人工晶体、特种玻璃、无机涂层、生物材料、介孔与纳米材料等为主要研究对象,结合化学、物理学、电子学、生物学等基础理论和研究方法,在先进无机材料的设计与计算科学、制备科学以及应用研究等方面开展一系列前瞻性、原创性和开拓性探索,为先进无机材料工程化研究和产业化发展提供理论基础和技术储备。2、能源技术:以能量转换、能量贮存、节能关键材料和技术为主要研究方向,重点开展钠硫电池储能技术、太阳能发电技术、固体氧化物燃料电池技术、热电转换技术以及高效节能金卤灯等研究,并取得一系列创新型研究成果。3、环境友好:开展纳米介孔催化剂材料、纳米光催化材料、建筑用节能玻璃材料以及尾气排放净化用蜂窝陶瓷技术等研究开发与产业化工作,以解决节能减排相关新材料研究及工艺技术研发等热点问题。4、人体健康:开展纳米生物材料、生物活性材料与组织工程支架材料、生物活性涂层技术及医用植入材料、医用光纤材料等研究与开发,为形成具有我国自主知识产权的新型、高效和安全的生物医用材料和医疗新技术提供科学基础。5、信息功能:开展电容器陶瓷、压电陶瓷、铁电陶瓷、透明陶瓷、热释电陶瓷、半导体陶瓷、电致伸缩陶瓷、快离子导体陶瓷、堇青石陶瓷、超导陶瓷、微波介质陶瓷等高性能陶瓷的研究,并结合面向新兴产业发展和市场需求的高性能功能陶瓷及元件,开展相关应用基础研究、关键成套技术开发、工程化研究和示范性生产。6、航天航空:开展各类保护涂层、功能涂层、透波材料、大尺寸光学部件、陶瓷基复合材料的研究以及空间晶体生长实验研究,以满足我国航天航空事业的迫切需求。7、古陶瓷:开创了利用现代科技手段研究中国古陶瓷之先河,并一直在该研究领域保持着国际领先地位。2008年2月,由国家文物局批准,在上海硅酸盐研究所设立古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地。基地整合研究资源,制定古陶瓷检测规范,解决古陶瓷研究和硅酸盐类文化遗产保护领域中的重大科技问题。8、材料分析表征:主要从事无机材料表征和检测及其新技术和新方法研究等。先后通过了国家级计量认证、ISO9001质量认证和中国实验室国家认可委员会(CNAS)实验室认可。考研政策不清晰?同等学力在职申硕有困惑?院校专业不好选?点击底部官网,有专业老师为你答疑解惑,211/985名校研究生硕士/博士开放网申报名中:

这个问题不应该在这问的

硅酸盐学报。1、硅酸盐学报比较难发,要求高,档次高但是审稿比较快,相对来说简单的是无机材料学报的投稿比较简单,两者相比硅酸盐学报比较难。2、《硅酸盐学报》创刊于1957年,是由中国科学技术协会主管,中国硅酸盐学会主办的无机非金属材料研究领域的综合性学术期刊,《无机材料学报》是1986年创办的中文学术期刊,月刊,中国科学院上海硅酸盐研究所主办,中国科学院主管,两者学报硅酸盐学报历史比较悠久,档次更高。

随机过程研究领域的应用论文

用随机过程理论建立引信贮存寿命评估数学模型和统计分析方法 ,给出在一定置信度下引信贮存寿命与可靠度之间的关系表达式。

这个应‍‍用太多,非三言两语可以说明白,小到日常生活,大到航空航天 都涉及到。从随机过程的任何一个样本函数都可以‍‍得到随机过程的全部统计信息,也就是说,任何一个样本函数的特性都可以充分的代表整个随机过程特性。单次测量即可获取特征信息。买来是打算用来自学随机过程在金融中的应用。随机过程学起来确实非常痛苦,但只要用心花时‍‍间一定会学会的。‍‍

随机过程课程教学方法论文

一、《随机过程》课程教学中存在的问题

(一)忽视了教学对象和环境的变化

新一代的大学生是被信息数字化包围着的一代,电脑、网路、手机、数字游戏、音响与视频等已成为他们学习与生活中的必备品,数字化改变了他们的生活方式、学习方式、思维方式、心理及个性特点,其学习、思考、处理信息与解决问题的能力与以前的学生已有着很大的不同,也就是说,现在大学的教育对象和教学环境几乎已发生了根本性的变化,而教师的教学模式却几乎没有什么变化,这就很难适应现代学生的个性、心理和学习方式。另一方面,高等教育的大众化,使许多人虽然进入了大学,但并未培养出良好的学习习惯和学习能力,基础知识较差,他们在失去家长的监督和大学宽松的管理方式以及数字化时代的各种诱惑下,往往迷失自我,失去学习的兴趣和动力[1]。此外,当前复杂的外部环境,也使很多学生的学习动机和目的发生了很大变化,许多学生变得浮躁、功利、急于求成。而我们的大学教师却几乎忽视了这一变化,仍然沿用原有的教学理念和教学方式从事课堂教学,这就很难达到预期的教学效果和目的。

(二)课堂教学单一化

虽然教育的对象、环境以及社会对人才的需求已发生了深刻的变化,但教育的理念和方法仍少有变化,课堂教学的单一化仍是当今教学中的一大问题特征,具体表现在:

1.教学方法的单一化,即大多数课堂教学仍是“黑板+粉笔”式的教学方法。例如,教师对于某些抽象的概念的讲解,往往只限于简单的口述和板书,而对于其形成过程或直观背景,缺乏必要的生动形象的讲述或演示,这种舍弃其直观背景,以一种静态的平铺直叙的语言直接抛给学生一连串的概念、定义和法则的做法,不仅使学生感到索然寡味,也常常使他们感到茫然无措,只知其然而不知其所以然。尤其是像《随机过程》这一有着诸多抽象概念和理论的课程,仅仅借助于“黑板+粉笔”进行课堂教学,很难让学生去理解和掌握其中的基本理论知识。

2.教学模式的单一化。大多数课堂教学仍沿用教师讲,学生听;教师写,学生记;教师问,学生答的教学模式,这一教学模式不仅使学生的主体性地位得不到体现,课堂气氛沉闷无生机,也使得学生的思想受到压抑,思维被模式化。

3.教学手段的单一化。多媒体、网络信息平台、影像视频等现代教育技术手段还很少运用于课堂教学之中,利用粉笔和黑板进行授课仍是大多数教师的教学手段,这种看似简单的方式,既费时费力又效率低下,因为教师板书和绘图会占用大量宝贵的课堂时间,尤其是对于复杂的问题及图表绘制,更是如此,既影响课堂效率和授课容量,又使课堂教学单调沉闷,影响学生的学习兴趣。

(三)创新性教学理念缺失

依据不同的教学内容、教学目标、教学对象和社会对人才需求的改变,灵活地采用与合理地创设不同的教学方法,以期达到最佳的教学效果,应是当今教师所应具备的基本教学观。然而,如今大多数的《随机过程》课堂教学并非如此,仍然沿用“以不变应万变”的单一固化的教学模式,这显然是创新性教学理念的缺失。创新性教学理念是培养学生创新意识、创新精神和创新能力,具体地讲,通过教师的创造性劳动,将记忆性的概念、原理和枯燥乏味的逻辑推理变为灵活的、生动的、富有趣味的知识场景,唤醒学生的求知欲,使他们乐学、好学、善学,进而有效地消化吸收这些新知识,并在此过程中逐步培养出他们的创新性思维与能力。这一理念决定了创新性教学是民主化和个性化的教学过程,所采用的是多样化的教学模式和现代化的教学手段。然而,现今大多数《随机过程》课堂教学显然不具备这些特点。

二、《随机过程》的创新性教学方法

创新性教学的核心在于“创新”二字,也就是说,为达到既定的教学目标,要能突破传统以求新意。人们常说的“教学有法,教无定法”,其实也就包含了“创新”这一含义。因此,根据《随机过程》不同章节内容的特点及当前学生的状况,在《随机过程》的教学过程中,除了灵活地采用一些基本的教学方法和多媒体教学手段之外,更应该创造性地设计和采用以下几种教学方法。

(一)趣味性教学

学习兴趣和学习情感是密切联系的,对有兴趣的事物,人们总是想方设法地接近它、认识它、探究它和获取它,并对它产生愉快的情绪。兴趣是最好的老师,是学习最有效的动力,因而也是达成教学目的最有效的手段。趣味性教学法就是基于使课堂教学充满趣味性这一观点,来积极营造有趣的、引人入胜的课堂氛围,使学生在学习中感到乐趣、产生兴趣,从而自主而积极学习的一种教学方法。《随机过程》课程是一门抽象性很强且难度很大的课程,教师很难利用传统的灌输方式提高学生的学习兴趣,这就需要教师在教学中,精心构思,合理布局,创设合适的情境,选择恰当的教学手段和教学语言,来提高和激发学生的学习兴趣。例如,利用随机过程发展史中的人物、典故和故事来激趣,既可丰富学生的数学历史知识,又可培养学生对随机过程的学习兴趣,使学生学习其中的创新精神。《随机过程》的课程内容有很多直观背景,用直观背景激趣,应是《随机过程》课程教学的.主要方法之一。比如,在讲Markov链时,教师可以先创设这样一个情境(图片):有一只蚂蚁在一个等距网格图上从某一结点处开始爬行,它每爬到一个网格的结点,就会随机地选择一条从该结点发出的网线爬向邻近的一个结点,然后引导着学生把该蚂蚁在不同时刻时所处的结点位置用一个随机变量列表示出来,并详细地分析它们有什么特性,借助于这个有着直观背景情趣的问题,引出并讲解有关Markov链的基本概念和性质,将会激发学生学习和探究的兴趣,进而达到教师预期的教学效果。

(二)问题式教学

问题是教学的核心,创新性教学的首要任务并不是直接地灌输和传授现成的知识,而是给学生设计出有思考或探讨价值的问题,并创设多角度、多层次的思考点,引导学生积极地分析问题、探讨问题,努力探求解决问题的方法或途径,使学生在分析和解决问题的过程中,逐步达到新旧知识的融汇,进而形成自己整合的和结构化的知识体系。如果没有问题,仅仅是索然寡味的灌输和传授,很难激发出学生的求知欲望和兴趣,教学也就很难取得任何真正的实效。问题式教学法,就是这样一种以教师设问为出发点,以学生分析问题和解决问题为线索,进而达到使学生掌握新知识为目的的教学方法,它改变了教师“以讲为主,以讲居先”的格局,调动了学生学习的积极性和主动性,强化了学生的自学能力和积极探索精神的培养和锻炼,提高了学生运用知识的能力和水平。因此,根据《随机过程》的课程内容特点,精心设计安排一些问题式的课堂教学方案进行知识传授,将会有效地调动和培养学生学习这门课的兴趣和积极性,提高他们多方面的能力。

(三)探究式教学

探究式教学是指在课堂教学时,教师只给学生一些事例和问题,然后让学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径去独立探究,自行发现并掌握其中的原理和结论的一种方法。它的指导思想是在教师的指导下,以学生为主体,让学生自觉地、主动地探索解决问题的途径和方法,研究客观事物的属性,发现事物发展的起因和内部联系,从中找出规律,形成自己的概念。这一教学方法突出了学生的主体作用,它把学生从被动地接受教育的客体中解放了出来,使学生从消极地接受知识和简单的模仿学习转变为积极、主动、创造性地进行探究性的学习,有利于培养学生的创造性思维和独立自主完成学习过程的能力。在《随机过程》中,有许多教学内容都可以设计成探究式教学模式。例如,对于鞅的停时定理这部分内容,教师可以基于鞅{Mn,n≥0}的性质EMn=EM0及教材中的一个博赌案例,让学生探讨这样一个问题:通常赌博者并不能确定在某一时刻之前停止赌博,但可以保证这场赌博不会无限期地延续下去,他可以选择在任一时刻(T)停止赌博,这一时刻T是随机的,如果让T替代EMn=EM0中的n,是否成立?若不成立,在什么情况下成立?针对这个探究问题,可以在教师的指导下,以学生为主体,让学生自觉地、主动地探究解决问题的方法,从中找出等式成立的条件,形成一个合理的结论。这不仅能够加深学生对课本知识的理解和掌握,对开发学生的智力,培养学生的自学能力和创造性思维也具有重要作用。

(四)实践式教学

实践式教学是相对于理论教学而言的,它是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径,是培养具有创新意识的高素质人才的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。《随机过程》课程内容虽然抽象难懂,但却有着较广的应用范围和较强的应用背景,而目前的教学过程,几乎完全是课堂理论教学,没有实践教学,这很不利于提高教师的教学效果,也不利于学生能力的培养,因此,针对《随机过程》的课程内容特点,适当增加一定课时的实践教学课,既很有必要又很重要。对实践教学模式的选择,可采用实践基地模式和实验室模式。对于实践基地模式,教师可以针对教学内容,选择和联系好一些合适的实践基地,让学生根据教师所给的问题和要求,去调查试验,收集必要的数据,用学过的概率统计方法和随机过程知识,去验证随机过程中的一些理论和规律性问题或解决一些实际问题。例如,可让学生到某一车站,从某一时刻开始,观察记录每位旅客到达车站的时刻,然后利用统计方法,验证旅客到达车站人数是否是一个Poisson过程、旅客到达的时间间隔是否服从指数分布以及旅客到达的时刻是否服从伽玛分布等问题。《随机过程》课程的实验室教学模式主要以计算机模拟实验为主。教师也可以根据教学内容,设置出一些实验题目,在教师的讲解和指导下,让学生自主地去完成有关实验。通过实验可以帮助学生理解该课程中一些抽象的概念和理论,提高学生分析问题和解决问题的能力,达到教学的目的。例如,给定一个随机过程,让学生绘制出该随机过程的图像及其均值、方差和自相关函数的图像;给定相关函数(功率谱)和概率分布,让学生通过计算机模拟分析产生相应的随机过程,然后再通过该随机过程的实际相关函数(功率谱)和概率分布,验证实验的有效性等。通过这两个实验,既能加深学生对随机过程及其均值、方差和自相关函数的理解和掌握,又能提高学生利用计算机技术处理实际问题的能力。

(五)网络辅佐教学

网络辅佐教学方法是指教师充分利用现代网络信息技术所提供的全新的沟通机制和丰富的学习环境资源。建立一个开放的交流平台,如建立一个QQ和微信平台,通过这个平台与学生交流互动、答疑解惑、传授知识、指导学习,同时,对学生在此平台上所提的问题、建议、意见、心得和体会,进行收集整理,反馈或补充到课程资源中。利用这种教学方式,对于教师,既可及时发现课堂教学中的问题与不足,又可及时了解到学生学习中存在的问题并予以及时反馈和指导;而对于学生,则可以在这样一个开放的空间中,自由地向老师和其他同学学习并提出自己的问题与疑惑。因此,此种课堂辅助教学法,不仅突出了学生的主体地位,丰富了学生的学习资源,提高了学生的学习兴趣和效率,也有效地提高了教师的教学效果,弥补了其他教学方式中不能及时相互反馈的问题。

三、结论

《随机过程》的课程内容有其繁多、抽象、应用背景强的特点,也有其独特的理论和方法。利用传统的单一而僵化的灌输式教学方式进行教学,不仅很难达到预期的教学目标,也很难培养出适应于现代社会需要的创新型人才。针对本课程中不同章节的内容特点和现代大学生的特性,依据现代教育技术和创新性教学理念,采用或创造性地构建不同的教学方法进行教学,将会有效地提高学生的学习积极性、主动性和效率,有助于培养学生的创新精神和创新能力,也将会大大提高教师的教学水平和教学效果,进而实现教师的教学目的。

随机过程理论不仅涉及到日常生活,也涉及到了航空业。从随机过程的任何一个样本函数中,可以得到随机过程的所有统计信息。

也就是说,任何样本函数的特征都能充分代表整个随机过程的特征。特征信息可以通过一次测量获得。随机过程理论还可以用来自学随机过程在金融中的应用。随机过程理论的难度相对来说比较大,需要花一定的时间才能领悟其中的真理。

扩展资料:

随机过程理论与其他数学分支密切相关,如势理论、微分方程、力学和复变函数理论,是研究自然科学、工程科学和社会科学中随机现象的重要工具。

随机过程理论在天气预报、统计物理、天体物理学、作战计划与决策、经济数学、安全科学、人口理论、可靠性与计算机科学等领域得到了广泛的应用。

一般来说,一组随机变量被定义为一个随机过程。在随机过程的研究中,人们通过表面偶然性来描述必然性的内在规律,并以概率的形式来描述这些规律。从偶然性中认识必然性,正是这门学科的魅力所在。

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