DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 试验结果和分析 3.1. 渗氢均匀性 对于湿法渗氢，试样不同部位氢化物金相特征十分接近，在高压釜均温区内不同位置处的试样的氢化物金相特征也没有显著差异，如图1所示。对多批次湿法渗氢试样的氢含量分析表明，同一高压釜中试样间氢含量差异不超过20 ppm (1 ppm = 1 μg/g)。这说明，湿法渗氢工艺下，试样渗氢均匀，试样在均温区中的位置对渗氢结果没有显著影响。 图1. 同一高压釜中不同位置处试样的氢化物金相 对于干法渗氢，试样不同部位的氢含量可能存在较大差异，如图2所示。氢含量分析表明，本实验中试样不同部位氢含量最大差异为55 ppm。金相和氢含量分析进一步证实，同一炉次渗氢试样普遍存在渗氢量差异大的问题。对多批次干法渗氢试样的氢含量分析表明，相同炉次典型位置试样之间的渗氢量最大差异为101 ppm。 图2. 干法渗氢试样典型部位氢化物金相 3.2. 工艺重复性 对于干法渗氢，试样不同部位渗氢量存在明显差异，试样位置对渗氢量也有显著影响，工艺重复性很差。干法渗氢工艺重复性差的原因可能在于，试样之间存在屏蔽的效果 [ 4 ] [ 6 ]，炉腔内不同试样处的气体浓度存在差异。 对于湿法渗氢，相同Li浓度下，渗氢量与保温时间并未呈现出明显的正相关特性，难以用渗氢时间验证工艺重复性。氢在锆中的固溶度很低，当温度增加至200℃时固溶度才约15 ppm，此后固溶度随着温度增加显著变化 [ 6 ]。在低于保温温度(360℃)的升降温过程中，试样便有一定的渗氢量。在本实验中，由于不同釜次实验升降温过程存在显著差异，自然会导致上述现象。 为了获得外观良好的渗氢试样便于后续观测，兼顾工业生产检验效率，湿法渗氢实验中Li浓度为0.4~0.6 mol/L。Li浓度为0.4 mol/L时，单位增重与渗氢量呈线性相关特征，见图3 (实心黑点)。进一步验证实验证实，Li浓度0.4 mol/L下的试样单位增重与渗氢量对应的数据点(图3中红色方框)均落在拟合线(图3中黑色虚线)附近，说明单位增重与渗氢量线性正相关。 图3. 单位增重与渗氢量关系 实验进一步发现，Li浓度为0.5 mol/L和0.6 mol/L时，试样单位增重与渗氢量对应的数据点(图3中三角形)也落在Li浓度0.4 mol/L的拟合线附近。这说明，当Li浓度为0.4~0.6 mol/L时，渗氢量与腐蚀增重的关系可用共同的关系式来表达。通过拟合Li浓度为0.4~0.6 mol/L下所获得的相关数据(图3中红色实线)，可得到对应的关系式： Δ H s = − 1.39218 + 5.28783 × Δ W 式中， Δ H s ——渗氢量，ppm； Δ W ——腐蚀增重，mg/dm 2 。 对于Zr-4管材的氢化物生产检验，如果每次渗氢试验能保证升降温过程没有显著差异，通过建立保温时间与腐蚀增重的关系，便能建立保温时间与氢含量的关系。对于锆材生产检测单位，湿法渗氢几乎都是使用特定的高压釜，釜体组件和控温系统相对稳定，因此建立保温时间与腐蚀增重的关系具有很强的可操作性。综合上述分析，湿法渗氢工艺比干法渗氢工艺更稳定，更具有重复性。 3.3. 氢化物分布 图4给出了两种渗氢工艺典型氢浓度下的氢化物金相。从图中可以看在，当氢含量较低时(低于100 ppm)，干法渗氢工艺获得的氢化物均匀分布，湿法渗氢工艺获得的氢化物便存在局部富集的现象。当氢含量进一步增加至200 ppm附近时，湿法渗氢工艺获得的氢化物已大量连接在一起，呈现出网状特征；干法渗氢工艺获得的氢化物仍均匀分布。当氢含量增加至300 ppm附近时，湿法渗氢工艺获得的管材在横截面内仍存在大量尺寸约100 × 50 μm的区域没有尺寸大于10 μm的氢化物。这说明，相对而言，干法渗氢工艺获得的氢化物分布更为均匀；类似氢含量下，干法渗氢工艺获得的氢化物尺寸更为均匀。 图4. 典型渗氢量下的氢化物金相 图5给出了典型渗氢量试样的氢化物取向因子。 F N 40 ∘ 对于干法渗氢管材，内中外三层氢化物取向因子十分接近，最大差值约0.1；对于湿法渗氢管材，内中外三层氢化物取向因子差异明显，最大差值约0.3。管材氢化物的形成涉及冷却过程中的形核和长大。湿法渗氢工艺因为冷却速度更慢，氢化物更容易在早期的形核点处长大，生长更充分，更容易连接成长条状分布，内中外三层统计的氢化物取向因子容易出现较大差异。干法渗氢工艺因为冷却速度较快，形核点更多，更容易在锆基体中形成分布和尺寸均匀的氢化物， 图5. (a) 干法和(b) 湿法渗氢典型氢含量下的氢化物取向因子 导致内中外三层统计的取向因子差异较小。分析了氢化物取向因子的试样，干法渗氢试样渗氢量在约70~300 ppm范围内，湿法渗氢试样渗氢量在约90~440 ppm范围内，氢化物取向因子平均值均低于0.25。虽然这两种渗氢工艺下获得的渗氢管材氢化物取向因子平均值均满足绝大部分生产厂家对成品Zr-4管材的技术要求，但从内中外三层氢化物取向因子的波动来看，湿法渗氢下氢化物分布对内外壁的缺陷或应力等更敏感。再结合前面对渗氢均匀性和工艺重复性的分析，湿法渗氢更适合用于成品管材检验。
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user: 4. 结论 利用Zr-4管材开展了干法渗氢和湿法渗氢，对渗氢均匀性、工艺重复性和氢化物分布进行了研究，得到的主要结论为： 1) 对于湿法渗氢工艺，试样渗氢均匀，试样在高压釜均温区中的位置对渗氢结果没有显著影响。对于干法渗氢工艺，试样不同部位渗氢量可能存在明显差异，试样位置对渗氢量也有显著影响。 2) 湿法渗氢工艺比干法渗氢工艺更稳定，更具有重复性。使用LiOH·H 2 O配制溶液开展湿法渗氢时，当Li浓度为0.4~0.6 mol/L，单位增重(ΔW， mg/dm 2 )与渗氢量(ΔHs， ppm)对应的关系为 Δ H s = − 1.39218 + 5.28783 × Δ W 。 3) 两种渗氢工艺下氢化物分布存在明显差异，湿法渗氢获得的管材内中外三层的氢化物取向因子差异更大。在本实验的氢含量范围内，两种渗氢工艺获得的渗氢管材氢化物取向因子 F N 40 ∘ 平均值均低于0.25。 4) 湿法渗氢工艺更适合用于成品管材检验。
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user: 摘要 社会对人才需求模式的转变使高校的育人方式也随之转变，教育教学模式及培养目标和方案不断创新转型。本文以OBE教学理念为支撑，在充分挖掘线上线下混合教学模式的基础上，分析了本校大学英语教学的两个层面、课程特点、授课对象，构建了大学英语课堂教学设计模式，思考了其中可能存在的问题和解决方案，进一步达到学校对人才培养目标的要求，产出高质量应用型外语人才。
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user: 1. 引言 随着高等教育迈入高质量发展新阶段，各高校全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，把握新时期高等教育的内涵与发展，紧跟时代潮流，紧随党的方针政策，不断深化本科教学改革，探寻各种先进理论指导，进行思政建设和各专业学科建设，优化专业建设及应用型转型，丰富教学资源，加强“金课”建设等。 在这样的背景下，高校大学英语教学改革也成为转型过程中的一个突出问题。根据教育部2016年颁布的新的《大学英语教学指南》，大学英语教学改革有了新的方向，“大学英语在注重发展学生通用语言能力的同时，应进一步增强其学术英语或职业英语交流能力和跨文化交际能力，以使学生在日常生活、专业学习和职业岗位等不同领域或语境中能够用英语有效地进行交流。”在大学英语课程体系方面，王守仁教授建议“各高校应根据学校类型、层次、生源、办学定位、人才培养目标等，遵循语言教学和学习规律，合理安排相应的教学内容和课时，形成反映本校特色、动态开放、科学合理的大学英语课程体系” [ 1 ]。严世清也认为，“各院校应该遵循基础英语与专门用途英语、跨文化交际相结合，必修与选修相结合，输入类课程与输出类课程相结合的原则，开设内容丰富门类众多的大学英语课程。” [ 2 ] 蔡基刚教授的观点是，“大学英语不是一门独立的专业或学科，……学术英语课程必须是每个大学生必修的核心课程” [ 3 ]。基于此，本文从OBE视角出发，充分挖掘线上线下混合教学模式，从本校实际情况着手，探索适合我校教师和学生的大学英语课堂教学模式。
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user: 2. 基于OBE理念，挖掘线上线下混合教学模式 2.1. OBE理念 OBE (Outcomes-Based Education)基于学习产出的教育模式或成果导向教育理念，指教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果(图1)。 图1. 以学生为中心，面向产出，持续改进 OBE强调四个问题：我们想让学生取得的学习成果是什么？我们为什么要让学生取得这样的学习成果？我们如何有效地帮助学生取得这些学习成果？我们如何知道学生已经取得了这些学习成果？成果是学生最终取得的学习结果，是学生通过某一阶段学习后所能达到的最大能力。OBE要求学校和教师应该先明确学习成果，配合多元弹性的个性化学习要求，让学生通过学习过程完成自我实现的挑战，再将成果反馈来改进原有的课程设计与课程教学。成果导向教育能够衡量学生能做什么，而不是学生知道什么，前者是传统教育无法做到的。OBE将学生置于发展他们的设计能力到完成一个完整过程的环境之中。OBE更加关注高阶能力，例如创造性思维能力、分析和综合信息能力、策划和组织能力等。 成果导向教育作为一种先进的教育理念，在美国等一些国家已有了多年的理论与实践探索，至今已形成了一套比较完整的理论体系和实施模式，证明是高等工程教育改革的正确方向。为了使我国高等工程教育更好地适应国家及经济社会发展需要，迎接新工业革命的挑战，我们应在成果导向教育理念的引导下，积极推进教育教学改革，着力实现三个转变，即：从学科导向目标导向转变、从教师中心向学生中心转变和从质量监控向持续改进转变。 2.2. 挖掘校本优势 大学英语课程建设和课堂模式都与我校的校本优势密不可分。我校校本优势具体表现为以下几个方面。 2.2.1. 政策优势 2020年12月，我校制定了《关于进一步深化本科教学改革，全面提高人才培养质量的实施意见》的实施办法。一方面，实施办法强调不断加强思想政治教育，强化育人为本，强调坚持立德树人和加强思政课程和课程思政建设的重要性。另一方面，在深化教学改革上，实施办法指出要加强课程建设，按照应用型人才培养定位，全面推进课程改革创新。贯彻OBE理念，加强优质课程建设，着力打造一批“金课”。深化课堂教学模式改革，推动学习革命和质量革命。此项校本优势为我校大学英语课程建设和课堂模式设计提供了政策支持。 2.2.2. 硬件优势 目前，我校教学主楼的所有教室都已配备多媒体设备，方便教师进行线上线下混合式教学；还有适合听力课程的听力教室。而且，我们还有以学校为主体、本校教师根据自身特点和学生需求所编写的《全新主题大学英语》系列教材，确保高质量教材进课堂，满足高水平人才培养的需求。我们还不断丰富课程资源，增加课程供给量，满足学生修读需要，扩大学生学习自主权和选择权。在硬件设施上提供了充足的保证。 2.2.3. 师资优势 我们的外语教师都是有着多年授课经验的一线骨干教师，而且我们还开展一系列教师教学业务能力提升工程，以教学研讨、教学咨询、教学观摩、名师讲坛、教学信息技术等培训项目为载体，充分发挥教研室(部)等基层教学组织作用，围绕人才培养、课程建设、课堂教学等方面内容，每学期至少开展10次集体教研活动，建立教学能力不断提升的长效机制，从师资方面给予保障。
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user: 3. 发挥校本优势，大学英语教学探讨 在OBE理念的指导下，大学英语教学可以从低阶和高阶两方面入手。 低阶方面的大学英语教学也即是分级教学，是我校所有非外语类专业本科生的必修课。按照成果导向理念，分级教学不仅能实现因材施教，提高学生的英语水平和应用能力，同时还能让学生的个性得到充分发展。从学生入学之初进行分级测试，按照成绩分成不同起点、学习不同教材。艺术类专业学习艺体类英语，其他专业学生分成A班提高班、B班普通班和C班稍慢班，共四种类型，每个学期还会按照期末成绩进行微调，目的是更好地贯彻因材施教的教育原则。根据OBE理念，各种班型所输出的学生质量是不同的，所以在大纲制定、教学目标、进度、课堂模式、课程设计、学习时间、学习材料 [ 4 ] 等都要有所侧重，因人而异。大学英语分级教学在学校的政策支持、硬件支撑和师资优势上得到了很好的推进实施。 高阶层面的大学英语教学主要是特殊用途英语(ESP)。应用型本科模式下的英语教学需要ESP模式，将大学英语教学和专业结合起来，体现英语的职场实用性。ESP教学是在完成低阶层面的EGP (一般用途英语)教学后，在学生的英语语言知识和技能发展到一定阶段，针对学生实际需要，使教学内容贴近某个专门行业，培养学生在行业工作中的专业英语交际能力 [ 5 ]。按照我校实施办法，持续深化本科专业供给侧结构性改革，做好专业建设的应用型转型和“调、停、转、增”；主动对接辽宁全面全方位振兴，建设航空航天类、智能制造类、信息技术类三大专业集群，全面推进“新工科”建设。因此，为满足高水平人才培养的需求，我校大学英语在学生三、四年级学习期间提供了选修课程，主要结合专业特点设置了航空航天英语、制造类英语、信息技术英语、学术英语写作、跨文化交际英语等课程，这些课程的设置和我校的校本优势是分不开的。
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user: 4. 立足校本优势，大学英语混合课堂教学模式设计 不同课程需要有不同的课堂教学模式，基于不同级别不同班型的大学英语课堂也不例外。这里讨论的是具有共性的大学英语混合课堂教学模式设计，依据教学大纲，探讨具有共性的教学模式，教学方法等。对于低阶层面的大学英语分级教学和高阶层面的ESP教学，我们分别采用了线上线下混合课堂模式和翻转课堂模式，两个模式都属于混合设计，但侧重点有所不同。 4.1. 大学英语分级教学线上线下混合课堂模式 借鉴了疫情时期全线上课程模式，我们在后疫情时代更加注重混合模式的教学。低阶层面的大学英语分级教学，无论是A班、B班还是C班的学生，我们都可以进行共性的混合课堂教学，内容如下(如图2)： 1) 课前阶段：基于钉钉平台和雨课堂平台的线上自主学习和预习以及课堂展示准备，以大学英语五大基本能力，即听、说、读、写、译为基础，围绕教材，按照教学大纲的要求，将英语教学分为五大模块分别侧重于五大基本能力，模块之间相互融合。 2) 课上阶段：线下课堂中的具体教学。学生进行基于课前预习所做的内容展示，教师进行检测，课程重难点讲解互动，小组讨论、角色扮演，课堂评价等。学生在真实的课堂环境中可以和教师进行良好的互动，这是疫情时期全线上课堂最大的缺陷之一。 3) 课后阶段：线上复习、提交作业和线下实践活动。基于雨课堂的针对课上阶段的测试，基于钉钉平台的作文和翻译作业提交，以及外国语学院举办的各种英语实践活动，如英语阅读、外语角、影视赏析等。在提高学生英语水平的同时，也提升了他们的学习兴趣。 对于各个级别的学生，教师在实际教学过程中可以对所教授内容进行适当增减和调整。 A班学生英语基础好，要求任课教师对教学内容做相应的扩展和延伸，将授课重点放在语言文化和实际交流能力的提高上，从而进一步提高学生的语言应用能力。对于B班学生，由于学生基础相对比较薄弱，授课重点应放在教材当中，同时也不能完全拘泥于教材内容，教师在教学中应多注重学习方法的指导和提高学生学习英语的兴趣等方面。而对于英语基础较差的C班学生，则要从他们的薄弱点入手，慢慢增强其自信并最终提升他们的学习兴趣提高他们的英语水平。 图2. 大学英语线上线下混合课堂模式设计 4.2. 大学英语ESP教学翻转课堂模式 ESP教学属于我校高阶层次的英语教学，主要针对英语基础较好的大学三、四年级学生，对学生在专业方面的英语需求和学生在英语方面的兴趣入手，为其提供符合专业特点或有职业取向的英语课程。 ESP教学同样采用了混合课堂模式；与分级教学不同的是，ESP主要进行翻转课堂模式，以学生为中心，以专业相关内容为依托，根据真实的工作环境，设计相关情境，通过任务法、情境模拟法、小组合作法、角色扮演法等灵活多样的教学方法，极大调动学生积极性，做到学以致用，真正将语言知识运用到实际工作环境中，用英语解决相关问题。ESP翻转课堂模式具体如图3所示。 图3. ESP翻转课堂教学模式 ESP教学中，学生英语基础高，可以有针对性地选用授课教材和讲授模式。对于“通用学术英语”，教师可选择一些基础职场英语、商务英语、学术论文英语等教材和课程。对于与专业联系紧密类型的英语教学，可以尝试和专业或者行业密切相关的专门用途英语教材和课程，比如：航空英语，汽车英语，计算机英语等。这些教材针对性强，要求时效性高，可根据各学院具体专业设置，人才培养方案和学生的英语基础等编写或选择适合本学校和相应专业的书籍。这一层次的ESP英语教学为学生未来的毕业方向和职业选择都提供了很好的知识保障。
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user: 5. 问题与反思 在校本优势的支撑下，大学英语混合教学模式对新入学的非英语专业学生进行分级教学，并实施线上线下混合课堂教学；对英语基础高的大学三、四年级的学生提供ESP教学，实施翻转课堂模式。两种模式从实际出发，得到了学生们的认可，获得了学校的支持。但是，文中所提到的模式也构成了挑战。 1) 对教师的挑战。大学英语混合课堂教学模式以及ESP翻转模式要求高校英语教师对学科知识进行再划分，向“双师型”发展，即专业交叉的复合型教师，教师有至少一个其他专业的发展方向，并达到一定的行业水准。可以和其他专业教师交流学习，共同研讨，备课，积极参与教材的编写和实习，努力从普通的语言老师转型为合格的ESP教师。另外，可以利用假期时间进入专业相关企业顶岗实践，通过身份转换，真实了解专业需求，及时在教学中调整改进，使专业英语教学更好地贴合工作实际，实现毕业生就业零距离。 2) 考核方式的合理化。为了激发学生学习动力，达到理想教学效果，合理的考核手段是必须的。大学英语分级教学以考核语言点为目的，可以借助大学英语四六级作为学生期末考试成绩的加分项来增强学生的学习劲头。而ESP教学则与学生将来的就业密切相关，可以引入用来评估考生在专业工作上所需的英语能力的托业考试(TOEIC)、由中国国际贸易学会负责的“全国职场英语考试(China Workplace English Test)”以及由北京外国语大学中国外语测评中心(China Language Assessment，简称CLA)研发推出的国际人才英语考试(English Test for International Communication)，简称国才考试(ETIC)等。就业需求刺激了社会发展需求，增强了学生要求学习与自己专业相关的英语的需求度，也促进了英语考核方式的变革。 3) 对教学管理工作的挑战。与大学英语教学改革配套的教学管理工作应跟上来，如：制定相对不同的教学目标、进度、教学安排和评估方式等等。我校在《提高人才培养质量的实施意见》的实施办法中强调深化考试制度改革，实行教考分离。考试题量合适，难度适中，考试成绩必须客观地反映学生真正的语言水平和存在于他们之间的个别差异。 4) 课外英语活动的常态化。在抓好课堂教学的同时，学生课外的英语实践活动也要成为日常惯例纳入到学生学习计划中。如：英语沙龙(英语角)、英语演讲比赛、英语作文大赛、全国大学生英语竞赛、英语话剧表演等；以及课外阅读、课外听力、课外口语等。
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user: 6. 总结与展望 在智慧教学和智能时代的大背景下，社会各个领域包括教育在内都将发生重大变革。本文以校本优势为支撑，以OBE教学理念为基础，提出了大学英语分级教学线上线下混合课堂模式和ESP翻转课堂模式，以适应大学英语教学模式的多样化。 大学英语教学改革随着时代的发展而不断更新变化着。大学英语分级教学和ESP教学模式已经存在了十几年，至今仍流行于各大高校的英语教学中，证明其合理性和普遍性。而高校也在不断完善其自我的制度革新和转型，调整人才培养定位，推进课程改革创新，推进中国高等教育进程改革，适应高层次应用型人才需求和中国经济社会发展。我们看到，大学英语教学改革只有起点，没有终点。为适应社会经济发展、高校改革创新、学生素养提升等，大学英语教学要不断完善和进步。
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user: 摘要 本文借助于数学软件Mathematica11.0用个人计算机求出了从阿基米德分牛问题得出的Pell方程的最小正整数解。
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user: 1. 引言 古希腊数学家Archimedes (阿基米德，公元前287~前212年)曾提出一个所谓的太阳神分牛问题，此问题最后可归结为求解一个二元二次的不定方程: x 2 − 410286423278424 y 2 = 1 (1) 为节省篇幅，关于Archimedes分牛问题的原始形式，确切表述和如何将其化成上述方程的问题，请参见文献 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。方程(1)就是所谓的Pell方程。它的一般形式为 x 2 − D y 2 = 1 ，其中D是一个不是完全平方数的正整数。这一方程现在已有了相当完整的理论和解法，但对于具体的D，特别是较大的D，求出它的具体的最小正整数解仍需具体的计算。
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user: 2. 用连分数解Pell方程的理论基础 在这一节中，我们首先简要回顾一下用连分数解Pell方程的主要结果。 定理1. 设D是一个不是完全平方数的正整数，则Pell方程 x 2 − D y 2 = 1 (2) 具有无穷多组整数解，其所有的正整数解可用以下公式表出 x n + y n D = ( x 0 + y 0 D ) n (3) 其中 ( x 0 ， y 0 ) 表示方程(2)的最小的正整数解(必定存在，其具体求法可见下面的引理1，定理2)。 证明可见 [ 5 ] [ 6 ]。 从公式(3)容易导出下面的递推公式和解得矩阵表达式 x n + 1 = x 0 x n + D y 0 y n ， ( n ≥ 2 ) ， x 1 = x 0 y n + 1 = y 0 x n + x 0 y n ，     ( n ≥ 2 ) ， y 1 = y 0 (4) ( x n y n ) = ( x 0 D y 0 y 0 x 0 ) n ( 1 0 ) (5) 以上两式的优点是避免了使用根号，但递推公式(4)依赖了两个变量，从上面的公式我们易于导出下面的仅依赖于一个变量的二阶递推公式。 x n + 2 = 2 x 0 x n + 1 − x n ( n ≥ 3 ) ， x 1 = x 0 ， x 2 = x 0 2 + D y 0 2 y n + 2 = 2 x 0 y n + 1 − y n ( n ≥ 3 ) ， y 1 = y 0 ， y 2 = 2 x 0 y 0 (6) 引理1. 设D是一个不是完全平方数的正整数，则 D 一定可表示成如下形式的无限循环连分数 D = [ a 0 ， { a 1 ， a 2 ， ⋯ ， a n − 1 ， 2 a 0 } ] 其中 a 0 = [ D ] ( [ D ] 表示 D 的整数部分)， { a 1 ， a 2 ， ⋯ ， a n − 1 ， 2 a 0 } 表示 D 的循环节。 证明可见 [ 5 ] 第七章推论9。 定理2设D是一个不是完全平方的正整数， D = [ a 0 ， { a 1 ， a 2 ， ⋯ ， a n − 1 ， 2 a 0 } ] p q = [ a 0 ， a 1 ， a 2 ， ⋯ ， a n − 1 ] 则 p 2 − D q 2 必等于+1或−1。如果 p 2 − D q 2 = 1 ，则 x 0 = p ， y 0 = q 就是方程 x 2 − D y 2 = 1 的最小的正整数解，如果 p 2 − D q 2 = − 1 ，则 x 0 = 2 p 2 + 1 ， y 0 = 2 p q 就是方程 x 2 − D y 2 = 1 的最小的正整数解。证明可见 [ 5 ] [ 6 ]。
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user: 摘要 我国水利行业面对的水问题发生变化，当前需要通过补短板治理河水、调整自然关系的同时，把工作重心转移到加强监管纠偏扶正、调整社会关系上来。当前，迫切需要开展水利工程专业教育教学体系和课程建设改革，尤其是要提高学生对水利信息化的理解水平，培养学生对遥感、大数据、云计算等新技术的应用能力，本文分析了水利信息化建设的基本方向和课程改革路径，以期为我国水利工程专业教育教学改革提供参考依据。
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user: 1. 引言 水是基础性自然资源和战略性经济资源，维护健康水生态、保障国家水安全，以水资源可持续利用保障经济社会可持续发展，是关系国计民生的重大社会问题。党的十八大以来，习近平总书记围绕系统治水作出一系列重要论述和重大部署，科学指引水利建设，开创了治水兴水新局面。2014年3月14日，习近平总书记在中央财经领导小组五次会议上，从全局和战略的高度，明确提出了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时代治水思路，赋予了新时期治水的新内涵、新要求、新任务，为强化水治理、保障水安全指明了方向。2016年1月5日，习总书记在重庆推动长江经济带发展座谈会上提出，“当前和今后相当长一个时期，要把修复长江生态环境摆在压倒性位置，共抓大保护、不搞大发展”；2018年4月26日，习总书记在第二次长江经济带发展座谈会上强调：“坚持新发展理念，坚持稳中求进工作总基调，加强改革创新、战略统筹、规划引导，使长江经济带成为引领我国经济高质量发展的生力军”；2019年9月18日，习总书记在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上强调：“共同抓好大保护，协同推进大治理，着力加强生态保护治理、保障黄河长治久安、促进全流域高质量发展、改善人民群众生活、保护传承弘扬黄河文化，让黄河成为造福人民的幸福河”。习总书记的重要讲话精神 [ 1 ] [ 2 ] 是新时代水利工作的根本遵循，也是水利改革发展总基调的理论来源。 2020年1月9日~10日，水利部部长鄂竟平在全国水利工作会议上强调，要牢牢把握水利改革发展新形势新机遇新要求，坚持和深化“水利工程补短板，水利行业强监管”的水利改革发展总基调 [ 3 ]。水利工程建设和管理实践中，要坚持用习近平总书记关于治水的重要论述精神指导治水管水实践，全面贯彻落实党中央、国务院决策部署，牢牢把握水利工作转型升级的重大战略机遇。在习近平总书记“十六字”治水思路的指引下，为坚定不移地践行水利改革发展总基调，我国水利行业梳理了制约我国社会经济发展的新老水问题，从“革命性”“系统性”和“长期性”三个方面总结了我国在新形势下水利发展的困境与问题，在通过补短板治河理水、调整自然关系的同时，把工作重心转移到了强监管纠偏扶正、调整社会关系上来。 新时期的水利工程专业课程改革和培养体系创新要遵循“水利工程补短板，水利行业强监管”的水利改革发展总基调，要紧跟国家和社会对新型水利人才的切实要求，要针对我国新老水问题创新教育教学体系，改革专业核心课程，本文以水利工程专业水利信息化建设为例，探讨面向水利类专业本科生、硕士生和博士生的课程改革路径。
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user: 2. 水利信息化建设的迫切需求 我国经济和信息化水平近年来稳步提升，但水利信息化与其他行业部门相比，还存在明显的差距。水利工作的短板在于流域水文站网分布面广、大中小型水工程众多、管理职能分散、信息化程度不高，制约了流域水工程群发挥综合效益。以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，贯彻落实习总书记关于治水工作的重要论述精神，按照“水利工程补短板、水利行业强监管”水利改革发展总基调的要求，以促进河湖健康、实现人水和谐为总目标，强化顶层设计，我国多个省市提出了建设流域水工程联合优化调度系统的战略构想，当前我国进入了水利信息化建设的高峰期。
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user: 3. 水利信息化系统的平台架构 立足我国水工程调度实际，贯彻底线思维和风险意识，当前迫切需要建立水资源全过程全要素的实时精准调度与智慧管理机制，为应急调水、压咸补淡、生态调水、发电调度和航运调水提供技术支撑。为提升流域大规模、多层级、高维度、精细化的水利工程集群管理水平，当前需要建设以“风险预判–灾害预警–协同调度–智慧管理”为主线的联合优化调度系统。水工程联合优化调度平台建设是一个系统性、综合性的技术难题，涉及到水文过程、空间信息、遥感遥测、计算机网络、物联网、无线通信、云计算等高新技术和手段 [ 4 ]。融合水文学、水力学、灾害学、信息学、运筹学等多学科理论与前沿技术，采用现场查勘、水文水动力耦合、卫星遥感、无人机、GIS、多源实时LBS、大数据、人工智能、云计算、电子围栏、实时通讯等方法，采用物理过程模型与信息化技术相结合的技术手段，搭建具有“科研–教学–应用”一体化功能的流域联合优化调度系统的集成化运行平台。该平台以智慧水利“一云一池两平台”总体框架为指导，充分考虑国家防汛指挥系统建设成果延续性及推广应用的普适性，采取数据挖掘、多目标优化、地理信息系统3维场景实时动态风险评估、LBS大数据等技术，实现流域水工程预报调度一体化，提高科技对水利发展的贡献率，为水利高质量发展提供有力科技支撑。
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user: 4. 水利信息化课程建设的关键知识点 4.1. 全域感知立体化监测和中长期降雨径流预报 瞄准生态文明、长江经济带建设、粤港澳大湾区建设，我国多个省份提出逐步建成“布局合理、功能完备、全域感知、先进立体”的监测体系，广东省甚至提出到2035年要覆盖流域面积50 km 2 以上江河水系和所有行政村。我国正加快构建“一核一带一区”区域协调发展的新格局，要加强雷达技术、卫星遥感影像等在雨量、地表水体、洪水演进、洪水淹没区、土壤墒情等水文监测中的应用，充分利用先进声、光、电技术及自动化监测手段，实现水文要素的全量程、全天候实时动态监测，形成空天地一体、动静结合、点线面融合的“全方位、高灵敏、高智能”的全域感知监测体系。依托立体化水文监测体系，通过大数据、人工智能等信息技术与水利业务的深度融合，可建立快速高效的中小河流、中小型水库和山洪灾害自动预报预警和信息发布体系，重点发展中长期气象水文预报和概率集合预报，提升预报预警精度、延长预见期，实现水灾害监测评估常态化，破解水利信息化建设中的“卡脖子”难题。 4.2. 水库群汛期运行水位动态控制和多目标优化调度 设计洪水是水工程联合优化调度的重要基础，当前我国大中型水库目前仍然沿用建设期的设计洪水成果，采用汛限水位指导水库调度运行，常造成汛期出现洪水就被迫弃水，而到汛末又难以蓄满的局面，影响了水库群的“削峰补枯”功能，也制约了北江流域及珠江干流生态流量保障及生态调度。郭生练等 [ 5 ] 指出建设期设计洪水未考虑上游水库调蓄影响和水库功能的改变，无法适应上游水文情势变化和区域经济社会快速发展的需求，提出了运行期汛期防洪控制水位(简称“汛控水位”)的新概念，其核心是推求各分区洪水的地区组成和模拟洪水演进过程。因此，要开展流域水库群汛期运行水位动态控制和水库提前蓄水，以及防洪、供水、发电、航运、生态等多目标联合优化调度的关键技术研究，修改完善现有的调度方案或规程；要开展多变量设计洪水风险分析，研究卫星遥感技术在水文模拟中的应用价值，实现水资源高效利用和社会经济效益最大化 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]。 4.3. 基于5G互联的水利智能化系统集成 5G技术是水利信息化进程中的革命性发展方向，通过信息化技术构建水联网与智能水利系统是大幅提升水资源效能的必然途径。传统的互联模块拼接技术存在可移植性差、集成繁琐、速度慢等缺点，随着5G技术、分布式、大数据、云计算等新技术的应用，水利工程管理运行的分布式云服务技术逐渐成熟。依托分布式5G互联模型，可按照“一数一源”原则，构建“共建、共享、共赢”的水利智能化运行平台，形成整合化管理、主题化汇聚和知识化分析的大数据分析处理平台。通过互联网+动态云数据平台，可将流域各主要水工程数据融入北江流域水利“一张图”，搭建多层聚合、统一服务、关联分析和分级维护的流域各主要水工程电子地图，实现流域各主要水工程“一张图”空间信息支撑服务。
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user: 5. 水利工程专业水利信息化课程改革方向 为深入贯彻落实总书记的“十六字”治水思路，坚定不移地践行“水利工程补短板，水利行业强监管”水利改革发展总基调，根据我国的水利行业现状和水利类专业的课程建设体系，提出以下几点建议： 1) 高校成立水利信息化课程建设领导小组，高等院校、企业和涉水管理部门等单位参加，制定高等院校水利信息化课程建设运行规程，形成各水工程管理部门之间“共建、共享和共赢”的协同建设框架，督促各部门落实，提高我国水利类专业课程的信息化水平，推动我国经济绿色高质量发展。 2) 准确把握水安全保障与经济社会高质量发展的关系，实现治水与经济社会发展的有机统一，按照高质量发展要求，坚持科学、精准、生态、智慧、协同的治理方向，加快推进我国水利现代化建设，提升水利服务经济社会的质量和水平。要在充分运用成熟适用治水技术的同时，实现精准治水，细化工作单元，厘清短板特征，下足绣花功夫，以安全韧性更高、经济性更优、针对性更强、操作性更好的措施，精准施策，实现流域水工程动态管理。 3) 充分利用现代信息技术特别是5G技术，实现网格化全要素的涉水监测感知、水利设施万物互联、智慧化智能化应用，坚持流域与区域协同、政府与市场协同、部门与部门协同，形成科学规划、统筹安排、有序实施、强化质量的治水合力，完善新型基础设施建设，升级涉水产业的软硬件平台，形成纵深防御、安全可控的信息安全体系，提高网络与信息安全保障水平，确保信息系统安全可靠运行。 4) 以创新驱动发展战略为牵引，在多个试点流域建设智能化流域调度中心，通过高校和企业的联动创新，实现防洪抢险、会商决策、联合调度、联动指挥、灾情评估等业务智能化处理，建立防汛抗旱、水资源优化配置、应急抢险的立体指挥体系，并对相关业务的功能模块进行抽取封装，基于会商决策成果集成可视化平台，通过科学智慧调度，系统防范“黑天鹅”事件和“灰犀牛”事件。
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user: 6. 结语 在水利工程专业育人和教学过程中，要重视培养学生解决实际问题的能力，厘清国际科学前沿，引导水利工程专业学生寻找科学问题，并培养学生解决科学问题的能力和素养。当前，需要培养水利工程专业学生解决实际问题的能力，要加强人工智能、卫星遥感、大数据、云计算、大气科学等相关知识的渗透，培养具有国际化视野的拔尖创新型治水人才，为水利专业学生应对全球气候变暖做出更大贡献。面对日趋复杂的国内外环境，我国水利专业迫切需要开展课程体系改革和教育教学理念创新，需要通过提高信息化教育教学比重、培养学生的信息化水平、提高研究生的信息化创新能力等多种方式，助力培养新时期的水利工程师。在水利信息化课程建设中，尤其要关注全域感知立体化监测和中长期降雨径流预报、水库群汛期运行水位动态控制和多目标优化调度和基于5G互联的水利智能化系统集成等关键知识点，切实培养学生对水利信息化的认识水平和运用能力。
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user: 摘要 为了系统评价就地热再生沥青混合料疲劳性能，应用简介拉伸试验评定了不同应力比、不同温度及空隙率下的就地热再生沥青混合料疲劳性能，研究结果表明：随着应力比水平从0.3逐渐升高至0.5，沥青混合料疲劳寿命呈指数形式逐渐降低，且对传统的单对数疲劳方程呈现较好的相关性；空隙率每增加1%疲劳寿命将会降低45%左右。
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user: 1. 引言 沥青混合料再生技术可分为就地热再生、厂拌热再生、就地冷再生、厂拌冷再生四类。其中，沥青路面就地热再生技术(Hot in-place recycling)可将老化的、破损的路面转化为新的、平整的面层，重新利用原有路面的骨料和沥青原材料，能较好地处治路面裂缝，并有施工周期短、对交通干扰小、材料利用率高、运输费用低等优点，因而被广泛应用于道路修复和养护施工中。目前，我国的东北、华北、华东、华中、西南等等均有就地热再生沥青路面的工程应用实例。针对就地热再生技术的研究主要集中在施工工艺和再生混合料路用性能等方面，对再生混合料长期性能评价方面的研究涉及较少，导致了就地热再生沥青路面的长期性能缺乏可靠的评价分析 [ 1 ] - [ 6 ]。 疲劳破坏是沥青混凝土路面最主要的破坏形式之一，一直受到道路研究者重视，由于RAP材料中沥青经长期老化变硬变脆，其抗疲劳破坏的性能会出现一定程度的下降。为了保证道面具有良好的路用性能，很多国家路面设计方法均以路面疲劳特性作为设计原则，包括美国公路战略研究计划也把沥青混合料的疲劳性能作为主要研究项目之一 [ 7 ] - [ 13 ]，但是目前中国还没有一个比较成熟的指导意见。本文依托实体工程，对就地热再生沥青混合料的疲劳性能进行研究，对指定的就地热再生的沥青混合料在不同的交通与环境条件下的疲劳性能进行研究，为今后就地热再生沥青路面长期性能评价提供一定的依据。
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user: 2. 就地热再生配合比设计 2.1. 再生剂 再生剂为辽宁鞍山双城科技有限公司提供的SZS再生剂样品，其主要作用为：1) 调节旧油粘度和使过硬过脆的旧沥青混合料软化，使其能和新沥青、新集料混合均匀；2) 改善沥青流变性质，使老化过程中处于凝聚状态的沥青质重新溶解分散，调节沥青的胶体结构形式 [ 14 ]。其推荐掺量范围为RAP料中旧沥青的5%~10%，或混合料的0.3%~0.4%，本次再生路面施工考虑再生剂对后续路面性能可能带来的不利影响。借鉴李俊杰 [ 15 ] 等人研究，将掺量取值为RAP料中旧沥青的3%。 2.2. 就地热再生沥青混合料级配 1) RAP料级配 原RAP料中旧矿料在2.36 mm筛孔通过率小于40%，属于AC13-C粗型混合料，适用于高温重载交通的路段中。原RAP料的级配如表1所示： Table 1 The gradation of RA 级配类型 通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%) 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 油石比 RAP 100 93.4 77.5 45.6 29.2 23.2 17.2 12.7 11.1 10.3 5.0% 表1. RAP料级配 2) 新沥青混合料级配 为改善RAP料的路用性能，需要添加新沥青混合料，确定新沥青混合料占合成后混合料的比例为10%。新沥青混合料的级配如表2所示： Table 2 The gradation of new asphalt mixtur 级配类型 通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%) 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 新料 3.5 5.0 6.9 12.2 19.1 28.0 47.1 78.2 91.6 100.0 表2. 新沥青混合料级配 3) 合成后的沥青混合料级配 对A级配分别以五个沥青掺量制备新沥青混合料，经试验验证，同时考虑使新沥青混合料含有富余沥青以添加至旧沥青混合料而又便于混合料运输的原则，将A级配新沥青混合料的最佳沥青含量定为5.1%。通过表1~3可以发现新混合料与旧混合料合成后A整体级配没有发生明显变化。考虑到这个原因，将目标级配设计中A级配的最佳新沥青含量5.1%下调0.1%作为生产级配最佳新沥青含量。则A级配生产配合比最佳新沥青含量定为5.0%。前期试验得出旧路面平均沥青含量为4.77%，经计算，新沥青混合料与旧沥青混合料按照1:9合成后，A级配最佳沥青含量为4.79%。合成后的目标级配如图1和表3所示： Table 3 The synthesis target gradation of asphalt mixtur 级配类型 通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%) 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 目标合成级配A 9.6 10.5 12.1 16.7 22.8 29.1 45.7 77.6 93.2 100.0 表3. 合成后沥青混合料目标级配 图1. 合成后沥青混合料目标级配 2.3. 就地热再生沥青混合料配合比验证 1) 车辙试验 众多的相关研究表明，采用车辙试验测得的动稳定度能较好的放映沥青路面在高温季节抵抗车辙的能力。车辙试验主要根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(T0719-2011) [ 16 ] 进行，车辙试件尺寸300 mm × 300 mm × 50 mm，试验温度60℃，试验轮胎压0.7 MPa。试验结果以动稳定度值表示，车辙试验结果如表4所示。 Table 4 Rutting test result 级配&编号 动稳定度DS (次/mm) 技术要求 试验方法 A 1 7518 ≥2800 T0719 2 8124 均值 7821 表4. 车辙试验结果 2) 浸水马歇尔试验 根据现行沥青路面设计规范应对混合料进行水稳定检验，水稳定性试验主要以浸水马歇尔试验为主。本试验目的在于检验沥青混合料受水损害时抗剥落的能力，通过测试其水稳定性检验配合比的可行性。 浸水马歇尔试验结果如表5所示。 Table 5 Marshall test results and the volume parameter calculation result 级配&编号 非条件(0.5 h) 条件(48 h) 残留稳定度(%) 稳定度(kN) 流值(0.1 mm) VV (%) 稳定度(kN) 流值(0.1 mm) VV (%) A 1 14.72 34.10 5.42 13.15 36.00 5.53 95.02 2 13.07 38.80 5.69 13.51 41.20 5.57 3 15.16 32.70 5.54 14.15 38.20 5.18 均值 14.32 35.20 5.55 13.60 38.5 5.43 规范要求 ≥8 15~40 4~6 ≥8 15~40 4~6 ≥85 表5. 马歇尔试验结果及体积参数计算结果 3) 冻融劈裂试验 冻融劈裂试验主要用于评价沥青混合料的抗水损坏性能，采用马歇尔方法成型，共两组试件。一组置于常温20℃保温，另一组置于−18℃保温16小时再置于60℃水浴中保温24小时后进行试验。冻融劈裂试验结果如表6所示。 Table 6 Freeze-thaw splitting test result 级配&编号 冻融前劈裂强度(MPa) 冻融后劈裂强度(MPa) TSR (%) 技术要求 试验方法 A 1 1.82 1.84 95.13 ≥80 T0729 2 1.89 1.81 3 1.98 1.76 均值 1.90 1.80 表6. 冻融劈裂试验结果 通过对目标级配的再生沥青混合料进行车辙、浸水马歇尔、冻融劈裂试验，发现目标级配的再生沥青混合料各项性能符合规范规定的相应混合料的技术要求。
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user: 4. 结论 本文对就地热再生沥青混合料试件进行不同空隙率、温度和应力比下的间接拉伸疲劳试验，可以得到以下结论： 1) 依托实体工程，进行了就地热再生沥青混合料配合比设计，经试验验证，所确定的目标级配配合比具有良好的高温稳定性、水稳性以及抗水损性。 2) 相同温度条件下，随着应力比水平从0.3逐渐升高至0.5时，沥青混合料的疲劳寿命逐渐降低；应力比与对数疲劳寿命表现出良好的线性关系。 3) 相同应力比条件下，较低试验温度的试件表现出较好的抗疲劳性能，试件在较低试验温度时对应力比水平的敏感程度比较高试验温度时敏感程度更高。 4) 空隙率与对数疲劳寿命有较好的线性相关关系。每升高1%空隙率再生混合料疲劳寿命会降低45%左右。
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user: 摘要 本文构造了插值给定型值点序列 P i ( i = 0 ， 1 ， 2 ， 3 ， 4 ) 指定点且与始末两边相切的四次B样条曲线，并以此四次B样条曲线为轴线的管道光滑拼接了轴线异面圆管道。该方法相较于三段连续的三次均匀B样条曲线为轴线的管道、插值于始末端点两段连续的三次均匀B样条曲线为轴线的管道、插值于两端点并与控制多边形的始末边相切的三次有理B样条曲线为轴线的管道，具有容易构造等特点。具有理论意义和应用价值。
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user: 1. 引言 B样条方法具有表示与设计自由型曲线的强大功能。但是B样条曲线不过特征多边形的始末端点。我们在文 [ 1 ] 中，对于一段三次B样条曲线的控制顶点 V 0 ， V 1 ， V 2 ， V 3 ，在 V 0 V 1 的反向延长线上取 V − 1 ，在 V 2 V 3 的延长线上取 V 4 ，构造了过 V 0 和 V 3 的三段连续的三次均匀B样条曲线，并以此三段连续的三次均匀B样条曲线为轴线的三段光滑连接的管道光滑拼接了轴线异面管道。在文 [ 2 ] 中，构造了插值于给定型值点 P 0 ， P 1 ， P 2 ， P 3 的始末点，且与始末边相切的一段三次有理B样条曲线，并将其应用于轴线异面圆管道拼接。而在文 [ 3 ] 中，构造了插值于给定型值点 P 0 ， P 1 ， P 2 ， P 3 ， P 4 的始末点和点 V 2 的两段连续的三次均匀B样条曲线，并将其应用于轴线异面椭圆管道拼接。三种方法各有其优缺点，三段连续的三次均匀B样条曲线为轴线的管道应用于轴线异面管道拼接，在圆管道的拼接光顺性好，但是应用于椭圆管道的拼接需要多次调整椭圆管道的走向，不宜应用；一段三次均匀有理B样条曲线为轴线应用于轴线异面管道拼接取决于权因子的选取，不适用于椭圆管道的拼接；插值于三点的两段连续的三次均匀B样条曲线应用于轴线异面管道的拼接曲线形状取决于点 P 2 的选取。 本文研究两个轴线异面圆管道用过指定顶点的四次均匀B样条曲线为轴线的管道拼接问题。 设 Φ 1 : { x = x 1 + a N 11 cos φ + a B 11 sin φ ， y = y 1 + b 1 s + a N 12 cos φ + a B 12 sin φ ， z = a N 13 cos φ + a B 13 sin φ . 和 Φ 2 : { x = a N 21 cos φ + a B 21 sin φ ， y = y 2 + a N 22 cos φ + a B 22 sin φ ， z = z 2 + c 2 s + a N 23 cos φ + a B 23 sin φ . φ ∈ [ 0 ， 2 π ] (1) 是两个轴线异面的圆管道的参数表示，其中a是两个轴线异面圆管道的半径， N i = ( N i 1 ， N i 2 ， N i 3 ) ， B i = ( B i 1 ， B i 2 ， B i 3 ) ， i = 1 ， 2 分别是 s = 0 和 s = 1 时的主法矢和副法矢。 L 1 和 L 2 是两个圆管道的轴线， L 1 位于OXY平面上与X轴相交， L 2 位于OYZ平面上与Y轴相交。 L 1 : { x = x 1 + 0 ⋅ s ， y = y 1 + b 1 s ， z = 0 + 0 ⋅ s ， 和 L 2 : { x = 0 + 0 ⋅ s ， y = y 2 + b 2 ⋅ s ， z = z 2 + c 2 s . (2) 是 L 1 和 L 2 的参数表示。
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user: 3. 过指定顶点的四次均匀B样条曲线及其在轴线异面圆管道拼接中的应用 基于轴线光滑拼接的轴线异面管道拼接方法在 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 中有详细的推导，这里就不再赘述。 图4. a = 1 2 ， P 2 分别为 P 2 = ( 5 2 ， 5 2 ， 0 ) ， P 2 = ( 5 2 ， 5 2 ， 1 ) ， P 2 = ( 5 2 ， 5 2 ， 2 ) 时轴线拼接效果图 例5 两个轴线异面管道同例1，轴线 L 1 上两点 P 0 = ( 5 ， − 3 ， 0 ) 和 P 1 = ( 0 ， 5 ， 0 ) ， L 2 上的两点 P 3 = ( 0 ， 5 ， 0 ) 和 P 4 = ( 0 ， 5 ， 6 ) 。当 a = 1 2 时，取 P 2 = ( 5 2 ， 5 2 ， 1 ) 。 P 0 ， P 1 ， P 2 ， P 3 ， P 4 构成型值点序列，以插值于 P 0 ， P 2 ， P 4 ，并在 P 0 处与 P 0 P 1 相切，在 P 4 处与 P 3 P 4 相切的四次均匀B样条曲线段为轴线的圆管道的参数表达式为 Φ ( s ， φ ) : { x = 10 s 3 − 15 s 2 + 5 + N 1 ( s ) cos φ + B 1 ( s ) sin φ ， y = 30 s 4 − 75 s 3 + 50 s 2 + 5 s + 5 + N 2 ( s ) cos φ + B 2 ( s ) sin φ ， z = − 20 s 4 + 34 s 3 − 8 s 2 + N 3 ( s ) cos φ + B 3 ( s ) sin φ .     s ∈ [ 0 ， 1 ] ， φ ∈ [ 0 ， 2 π ] 其中 N = ( N 1 ( s ) ， N 2 ( s ) ， N 3 ( s ) ) 和 B = ( B 1 ( s ) ， B 2 ( s ) ， B 3 ( s ) ) 是光滑拼接两个轴线异面管道轴线的四次均匀B样条曲线的主法矢和副法矢。 以四次均匀B样条曲线为轴线的管道与两个轴线异面管道拼接效果如下图5： 图5. a = 1 2 ， P 2 = ( 5 2 ， 5 2 ， 1 ) 时，以四次均匀B样条曲线为轴线的管道拼接两个轴线异面圆管道拼接效果图
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user: 4. 结束语 用插值于指定三顶点的四次均匀B样条曲线为轴线的圆管道拼接两个轴线异面圆管道，相较于两段连续的三次均匀B样条曲线为轴线的两段光滑的管道和三段连续的三次均匀B样条曲线为轴线的三段光滑的管道拼接两个轴线异面圆管道段数少。但是，需要优化中间插值点 P 2 的位置和对应参数s的选取方法。这种方法不能应用于椭圆管道的拼接。
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user: 摘要 利用高压釜渗氢Zr-4管材对图谱法确定试样的高氢含量(大于200 ppm)进行了研究。结果表明：氢化物为δ相。纵截面不适合统计氢化物面积分数。金相观测倍数可能会影响横截面内测定的氢化物面积分数。用横截面内氢化物面积分数作为体积分数计算确定的氢含量比实际值高。本实验最终建立了氢化物面积分数与体积分数的换算方法并获得了换算公式。
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user: 1. 引言 在室温下氢在锆基体中的固溶度很低 [ 1 ]，因此在很多情况下氢会以氢化物这种第二相的形式析出。氢含量越高，基体中氢化物越多。在锆合金设计和生产的相关环节会涉及对氢含量的分析。分析氢含量的方法包括化学分析法和图谱法。 化学分析法测定氢含量为单点校准。其原理是根据试样的大致氢浓度选配不同质量和氢浓度的标准物质，使得检测过程中标准物质的氢含量和试样中的氢含量最大程度接近。目前市售氢标准物质，最高氢浓度为200 ppm (1 ppm = 1 μg/g)，单颗标准物质为0.1 g。一般来讲，采用化学分析法测定锆合金试样中的氢含量时，200 ppm以下的氢浓度能够被准确地检测。对于高于200 ppm氢含量锆合金试样，可以通过减少分析的试样质量，使试样中氢的绝对含量与标准物质中的氢含量接近。由于分析过程中试样的质量减少，试样检测结果与真实值可能存在偏差。这便需要多次检测分析取算术平均值作为氢含量测定结果，由此造成分析测试成本和时间的增加。 图谱法包括利用氢化物金相对比确定氢含量和基于氢化物金相开展氢含量理论计算。从理论上讲，这种方法比化学分析法成本更低也更为简便。但是，图谱法分析氢含量目前还是一种不太成熟的方法，例如：沿用的氢化物图谱注释少，一些图谱没有注明是否是板材的氢化物金相、观察面是哪个面；图谱对应的氢含量数量不够多，部分氢含量下缺乏参考性；确定的高氢含量是否受制于当时测试条件的限制而具有较大的误差不得而知；锆合金中的氢化物分布与织构密切相关 [ 1 ] [ 2 ]，开展氢含量理论计算时涉及的氢化物体积分数如何确定还有待进一步研究确认。 本实验利用渗氢Zr-4管材，对管材的氢化物种类和金相特征进行了分析，最终针对高氢含量(氢含量大于200 ppm)试样建立了图谱法测定氢含量的方法。涉及的渗氢方法为国内锆材生产检测单位常用的高压釜渗氢。相关研究对于锆合金氢含量分析和相关检测具有启发意义和实际指导价值。
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user: 2. 材料和实验方法 使用西北锆管有限责任公司提供的再结晶退火状态的成品Zr-4管材加工成长40~50 mm的试样。试样酸洗和清洗后置于静态高压釜中，用LiOH·H 2 O配制Li浓度为0.4~0.6 mol/L的溶液，参照标准ASTM G2/G2M在360℃/18.6 MPa条件下开展渗氢实验。渗氢后用化学分析法测定锆管的氢含量。涉及的化学分析法经过系统研究，测定结果具有很高的准确度。 渗氢试样冷镶制样观测氢化物。金相观察试剂为80% HNO 3 + 10% H 2 O 2 + 10% HF (体积比)。选择代表性的视场拍摄金相。基于获得的氢化物金相开展氢含量理论计算所涉及的公式为 W t H = W t δ ⋅ F ⋅ ρ δ ρ Z r ( 1 − F ) + ρ δ ⋅ F (1) 式中， W t H 为氢的重量百万分比，单位为ppm； W t δ 为氢化物中氢的重量百万分比(δ相为17，570 ppm)；F为测得的氢化物的体积分数； ρ δ 为氢化物的密度(室温下δ相为5.65 g/cm 3 )； ρ Z r 为α-Zr的密度，室温下为6.54 g/cm 3 。 公式(1)反映出开展氢含量理论计算需要确定氢化物的种类。针对典型氢含量的试样，实验中使用配备EBSD探头的场发射电镜分析氢化物种类和相对含量。