摘要：超双疏表面通常指对水和油均表现出高接触角和低滚动角的特殊润湿性表面。超双疏表面在日常生活、工业生产、液体运输、航空航天及航海等多个领域具有潜在应用前景,受到了科研人员的广泛关注。由于超双疏表面微纳粗糙结构较为脆弱,一旦表面微结构或化学物质受到破坏,其超双疏性可能会受到影响,甚至失效,因此材料表面的低耐久性是限制超双疏表面规模化推广应用的技术瓶颈,如何提高超双疏表面的机械耐久性,是当前业内亟待解决的重点课题之一。首先概述了超双疏表面的润湿理论和设计基础,并系统总结了包括层层自组装法、模板法、电化学沉积法和气相沉积法在内的多种制备方法,并深入分析了上述制备方法所获得超双疏表面的耐久特性。随后,重点探讨了提升超双疏表面耐久性的技术和方法,如自修复技术、底面复合技术和微结构保护技术等,并阐述了各方法的耐久性提升原理。最后,总结了超双疏表面在自清洁、防冰除冰、防雾、抗黏附和抗菌等领域的应用,分析了当前制约其规模化应用的原因及其解决策略,并对超双疏表面未来的工程应用前景及发展方向进行了展望。

摘要：为了满足夹层板结构轻质及隔声性能优化需求,提出了一种基于线性材料插值模型的三场浮动投影动力学拓扑优化方法,进行夹层板结构声振耦合拓扑优化设计。首先,结合混合位移/声压(u/p)有限元格式和线性材料插值模型,解决多场耦合界面依赖性问题和低密度区域局部模态问题;其次,面向三维轻质夹层板结构声振耦合特性,建立以隔声性能最大化为目标,轻量化体积分数为约束的优化范式;第三,依托阻抗管隔声性能试验场景,对三维夹层板结构有限元数值模型进行拓扑优化设计,并结合阻抗管试验验证方法的准确性和有效性;最后,将所得优化构型与常见夹层板构型的隔声性能进行对比。研究结果表明:采用所提方法可获得性能优越的新颖拓扑构型,1100~1300 Hz优化目标频段对应的优化目标隔声性能即传声损失总值从197.62 dB提升到205.09 dB,且数值仿真结果与试验结果吻合良好。在结构同等质量下,优化目标频段拓扑构型的隔声量性能优于常见开孔/闭孔矩形蜂窝状、蜘蛛网状夹层板结构的隔声量性能。

摘要：淡水资源短缺是全球共同面临的严峻挑战。相关研究发现,模仿蜘蛛丝等生物结构从空气中收集水分,是缓解当前水资源危机的有效途径,已成为仿生集水领域的研究焦点。本文从基础润湿理论、液滴定向传输机理、定向集水机制、仿生纤维设计特点及制备方法等方面进行了综述,重点介绍了Young’s方程、Wenzel模型以及Cassie-Baxter模型等基础润湿理论。将纤维集水过程划分为冷凝结露、定向运输和液滴脱附3个阶段,并深入阐述了蜘蛛丝集水过程的内在机制,包括拉普拉斯压力梯度、表面能梯度、滞后效应和液滴悬挂能力。分析了影响集水效率的关键因素,并列举了提升纤维集水效率的常用策略。归纳了仿生纤维结构的主要仿生对象、仿生原理以及所采用的主要制备技术,并对不同技术的优缺点及适用场景进行了详细分析。最后,对不同仿生纤维网状集水器的集水特点和集水效率进行了比较,分析了仿生纤维集水技术在大气水收集、海水淡化、工业蒸气回收以及油水分离等领域的应用潜力,并对该技术的未来发展方向及现有不足提出了改进意见和展望。

摘要：有效的教学设计是保障课外实践活动教学质量的必要前提。目前,较多地理教师在设计课外实践活动时存在教学目标的确定缺乏融通性、教学内容整合缺乏包容性、活动过程设计缺乏参与性和教学主体缺乏多元性等问题。在地化教育作为一种优化学科化教学的策略能有效解决以上问题。本文总结在地化教育的本质与特征,分析其融入高中地理课外实践活动教学的适切性,厘清在地化课外实践活动教学要素及其相互关系,参考活动教学的一般流程,构建高中地理在地化课外实践活动教学设计模式,并以“如何提升我国西南喀斯特峰丛山地的经济发展水平”为案例进行阐释。

摘要：结合烟草小苗移栽农艺要求,设计了一种适用于丘陵山区的电动井窖式烟草移栽机,整机具备机械化井窖成穴、投苗和浇水等小苗移栽作业功能。在完成移栽机挖穴装置、投苗装置和浇水装置等关键零部件模块化设计和组装后进行田间试验。试验结果表明,井窖式烟草移栽机作业效率0.402 hm2/d,井窖成穴合格率>90.8%,移栽作业合格率>87.7%,满足丘陵山区烟草井窖式移栽作业要求,为丘陵山区烟草小苗井窖式移栽技术的推广应用提供装备支撑。

摘要：机械传动农用动力底盘动力输出转速单一、不能适应丘陵山区复杂多变的作业环境。为解决此问题,设计单泵驱动行走马达和动力输出(PTO)马达的液压系统,并根据作业需求对液压系统主要元件进行选型计算。为验证所设计单泵驱动多马达系统的协同动作可行性和模糊PID控制效果,在AMESim中建立液压系统模型,在MATLAB/Simulink中分别搭建基于PID与模糊PID的协同控制系统并进行仿真试验。结果表明:所设计模糊PID控制器比PID控制器最大超调量和延迟响应时间平均减少11%和0.9 s,所设计农用动力底盘液压系统可满足打滑、越障、变坡度和土壤特性变化工况下行走马达和PTO马达的协同控制要求。