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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王彦富 马伟恺 王琛 徐长航 陈国明
该文以某顶部竖井隧道为原型，自主研发了一个自由组合式隧道模型实验平台。用该实验平台开展了多竖井隧道火灾教学实验，向学生直观展示了实验平台安装与调试、实验过程与现象、实验数据采集与读取等过程，以及不同顶部竖井设计工况下的排烟效果。教学实验结果表明，该隧道模型实验平台灵活性、适应性较好，有助于提升学生的自主学习能力、团队协作能力、动手操作能力和综合实践能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗佳 刘大刚 杨姝 杨菊英
隧道位移测量是西南交通大学重点实验室的一个国家级子课题。利用图像测量技术设计开发出用于隧道位移测量的实验平台,主要包括图像采集、图像处理和图像分析3大模块。相较于传统人工位移量测方法,此实验平台除了提供友好的人机交互界面外,还具有成本低、精度高、实用价值高等特点。该实验平台还广泛用于"地下工程"等相关课程的实验教学,效果令人满意。
关键词：
位移测量 图像测量 图像处理 图像分析
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
荣巍 苏旭林 赵楚军 黄小通
为研究隧道穿越不良地质带的结构响应特性，以福宜高速公路阳宗隧道工程为依托，设计了穿越不良地质带隧道结构响应规律模型实验平台，实现了几种不同类型不良地质带工况下隧道工程缩尺模拟实验。基于该平台，详细介绍了所有系统的结构及功能，针对4种不良地质带工况制定了相应实验方案，并以断层破碎带作为典型不良地质案例，演示了模型实验全过程，分析了隧道穿越断层破碎带区域的结构响应规律，最后将实验结果与数值模拟结果进行对比，验证了模型实验的有效性。
关键词：
不良地质带 隧道 结构响应规律 实验平台
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
岳顺禹 龙增 仇培云 钟茂华 华福才
随着中国地下空间工程建设速度加快,在施工过程中存在的独头隧道数量逐年增加。为研究地铁施工阶段形成的独头隧道中发生火灾时的烟气蔓延特性,在某地铁隧道施工区间开展全尺寸现场火灾实验,通过分析隧道整体温度分布、风速分布、烟气层高度等参数并结合现场观测,研究烟气在独头隧道内的扩散和沉降规律。结果表明:在自然通风条件下,烟气向隧道封闭端方向扩散速度慢于向连通端方向扩散速度,扩散速度差异随火源距封闭端距离增加而减少。连通端方向的顶棚烟气温度衰减速率慢于封闭端。烟气在连通端的分布基本符合指数衰减模型,而在封闭端产生明显的蓄积现象,形成一段烟气层高度低至1.5m以下的危险区间,这是烟气控制和火灾应急中的重点区域。
关键词：
火灾 全尺寸实验 烟气扩散 独头隧道
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
陈俊沣 程辉航 魏旋 温亲玮 吴乐 刘畅 钟茂华
在某大断面公路隧道开展火灾全尺寸实验,评估实验中的温度测量误差.利用同一工况的多次重复实验获得了火灾场景下隧道内的温度分布,随后利用统计学方法量化评估了隧道不同区域、不同时间的纵断面温度数据的误差.结果表明:隧道火灾全尺寸实验中温度数据误差最大可达到±20℃,最大相对误差可达40%.自然风和火源功率波动是影响温度数据不确定性的2个重要因素,并直接导致了烟气前锋到达阶段和火源功率衰减阶段温度数据标准差的显著增大.火源的上下风向区域温度数据的标准差存在较大的差异.上风向烟气扩散容易受到风速波动干扰,温度数据相对误差可达到20%.研究结果可为隧道全尺寸实验数据准确度评估和误差分析提供支撑.
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
刘畅 钟茂华 林鹏 龚远平 田向亮 阴彬 龙增 杨宇轩
为研究水利水电工程洞室群连接节点的火灾烟气蔓延特性,在某水电站地下洞室分岔型隧道开展全尺寸现场实验,通过分析各隧道区段温度分布、烟气层高度等参数并结合现场观测,研究烟气由分岔节点向连接隧道的扩散和沉降规律.结果表明:分岔隧道火灾危险性受坡度结构和通风条件的影响,起火位置上风向隧道烟气温度稳定衰减且分层作用明显;下风向隧道烟气与空气的掺混破坏了烟气稳定分层结构,烟气沉降加剧并形成趋于均一的竖向温度分布,上坡结构导致烟气沉降作用更为明显,2#隧道中3m高度以下的烟气温度沿纵向反而呈现升高趋势.防排烟设计中应综合考虑不同隧道区段火灾危险的差异性,在实验火灾规模下,上风向隧道烟气层高度保持在4.2m,下风向低温烟气区域面临较高危险性,烟气层高度均降低至1.5m以下;2#隧道的上坡结构进一步加剧了烟气沉降,起火2min后即降低至0.8m以下,是烟气控制和火灾应急中应考虑的重点区域.
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
杨宇轩 刘畅 仇培云 龙增 钟茂华
针对含坡度隧道火灾烟囱效应和阻塞效应对烟气扩散影响机理欠明确等问题,该文以国内某城市轨道交通线路为研究对象,开展了车辆阻塞下的全尺寸火灾实验研究.通过改变通风方式和车辆的阻塞状态,重点研究了气流速度、烟气温度竖直分布、烟气层分布和烟气蔓延时间等问题.结果表明通风方式和车辆阻塞效应均会使火灾区域的流场产生变化,进而对气流速度、烟气分布和烟气蔓延时间造成影响,此外该文建立了烟气蔓延速度模型,揭示了车辆阻塞条件下含坡度隧道的火灾烟气特性和运移扩散规律,可为地铁火灾烟气控制和人员疏散提供数据和理论支撑.
关键词：
隧道 坡度 阻塞 火灾 全尺寸实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李林 陈宇峰 李仲君 李凤霞
针对虚拟实验教学平台各自独立、缺乏大规模在线教学支持的情况,研发了一种大规模在线虚拟实验教学平台——虚拟实验工场,设计了虚拟实验教学平台的系统架构,开发了虚拟实验教学平台的功能模块。以计算机公共基础课程的虚拟实验教学平台实例,说明虚拟实验工场在国内高校的应用情况,实现虚拟实验资源的共享与推广。
关键词：
实验教学平台 虚拟实验 在线教学
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张立军 房绍伟 张天力 金永山 张德潇 王旱祥 张辛 姜浩
为让学生更好地感受现代切削技术的发展趋势,体会切削技术在工程实际中的应用,开发了牙齿热压模型切割教学实验平台。该实验平台结合了机械电子技术、机器人技术、计算机辅助制造技术等理论知识,由轨迹规划软件和激光切割设备两部分组成,其中轨迹规划软件使用D-H参数法建立运动模型并规划切割轨迹,激光切割设备具有五自由度,可以实现复杂的切割运动,两部分协调配合,可以直观地向学生展示牙齿热压模型的切割过程。该实验平台能够帮助学生更好地理解"先进制造技术""切削原理与刀具""机电信息检测与处理技术"等相关课程,了解切削技术与其他技术交叉融合给工业生产所带来的巨大便利,提高对专业知识的学习兴趣,达到了良好的教学实验效果。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
潘荣亮 王亚南 岳顺禹 冉辰皓 程辉航 钟茂华
中国高铁隧道具有明显的高拱顶、大断面特点,为研究上述特征作用下高铁隧道火灾烟气纵向流动与温度分布特征,该文依托渝湘高铁重庆至黔江段的白家山隧道开展了全尺寸高铁隧道火灾实验,获取了火灾烟气在纵向方向上的蔓延速度与温度分布特征。研究发现:尽管高铁隧道净高、横截面积较常规公路隧道变大,高铁隧道火源热释放速率对烟气纵向蔓延的速度仍然起到重要作用。高铁隧道内火灾烟气温度在垂直方向上呈现出经典的“top-hat”分布,并且随着烟气远离火源位置,烟气垂直方向温度的“top-hat”分布特征逐渐趋于一致。此外,该文划定了高铁隧道热烟气纵向流动的一维过渡射流区(区域Ⅱ)与一维临界射流区(区域Ⅲ)分界线,探究了现有狭长受限空间内火灾烟气纵向流动与温度分布模型在高铁隧道火灾领域的适用性并分析误差原因,调整了适用于高铁隧道射流区域Ⅲ的热烟气温升纵向衰减模型,研究成果为评估高速铁路隧道内火灾烟气纵向蔓延对人员疏散的影响提供了数据和理论支撑。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
阮环阳 林夏艳 戴冬燕
为了改革有机化学实验教学,促进师生在课前课后的互动,结合BOPPPS教学模型内涵,以乙酰水杨酸制备实验为例设计教学,把手机应用到教学环节当中,充分促进学生主动参与学习。教学效果反馈显示BOPPPS模型对提升教学效果有明显帮助,为实践类课程教学改革提供参考与借鉴。
关键词：
BOPPPS模型 教学设计 参与式学习
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
司俊鸿 杨泽林 李林 杨博
针对矿井通风网络结构复杂，火灾烟气蔓延控制难度大的问题，自主研发了一个复杂巷道结构烟气蔓延实验平台，开展了以联巷相对火源的位置为变量的烟气蔓延实验，采用色图法直观展示了巷道烟气温升和CO浓度动态变化过程。研究结果表明，联巷距离火源较近工况下联巷烟气分流现象显著，火灾危险性大。火源区域温升波及范围随着联巷相对火源距离的增加而增大，而联巷和辅助通风巷温升随着距分岔口距离的增加而降低。平台经功能化测定后将其推广应用至开放性实验教学。实践结果表明，学生成绩向良好以上级别迁移，基于开发平台的开放性实验教学模式效果良好，有助于激发学生自主学习的内在驱动力，提升实践能力和创新能力。
[期刊] 中国远程教育
[作者]
王泰健
在远程教育过程中,实验教学是实践教学环节中的一个重要组成部分。但远程教育的学习者难以“个别地”、自主地”到学校实验室完成实验。难以适应远程教育的教学模式,已成为制约远程教育教学质量的一个重要因素,运用Internet进行远程实验教学成为现代教育技术应用的一大趋势。本文提出了利用现有的EDA软件作客户端软件的虚拟电子实验网络教学平台的建设方案,较好地解决了虚拟实验网络平台建设的问题;提出了离线实验和在线实验室管理对策,较成功地解决了虚拟实验过程和网络传输的矛盾,并探讨了在互联网环境下建立电子技术虚拟实验中心的关键技术。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
唐鹏 张艳来
建立了基于MATLAB的航空飞行器气动设计与分析、飞行动力学建模与操稳特性分析的综合实验教学平台。平台融合了基于开源工具包Tornado的气动设计模块、Simulink动力学分析与建模模块、控制器设计模块,以及外接操纵杆和视景系统的人在环仿真模块,实现了航空飞行器气动初步设计和操稳分析的核心环节,实现了将空气动力学、飞行力学、控制理论等相关知识与实践的结合,有助于学生加深对理论知识的理解,提高对理论知识的综合运用能力。
关键词：
气动 建模 控制 人在环仿真 实验教学
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王春来 许沁舒 陈蔓
针对现代岩土测试技术课程实验教学中存在的问题,设计和建构了基于云平台的现代岩土测试系统。通过该系统可以实现测试数据上传云端,对信息进行汇总分析和预判,并将结果通过云平台发送手机等终端,解决了人工处理数据难等问题,改革和重构了实验教学体系,提高了工作效率和测试准确性。该系统有利于学生动手能力和科研能力提升,有利于学生创新和独立思考能力培养。
关键词：
岩土测试 云平台 教学实践 认知能力
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