DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 摘 要 基于山东地区地貌复杂、气候差异明显等因素对防雷设计工作的影响，本文基于Eriksson提出的改进电气几何模型法对山东地区架空线差异化防雷设计进行了研究，总结了适合山东地区雷击跳闸率计算的数学模型。 关键词 :山东地区，电气几何模型法，雷击跳闸率，差异化计算 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 雷击对于电网安全运行的影响一直备受关注，统计表明，包括山东电网在内，220 kV及以上交流输电线路，由于雷击引起的跳闸和重启的概率超过半数 [ 1 ] 。目前输电线路的设计中，防雷主要采用规程法和电气几何模型法(electro-geometric model， EGM) [ 2 ] ，国内外也提出了改进的EGM和先导模型法(leader progression model， LPM)等 [ 3 ] 。规程法主要基于早期30 m以下单回路矮塔设计的经验总结而来，有很大的局限性，在如今高杆塔的防雷设计研究中并不适用。先导模型法由于雷电现象的复杂多样性，诸多学者对雷击物理过程的描述还有很大分歧，且对雷电和长间隙试验观测的数据过于依赖。EGM是把雷电的放电特性和杆塔结构尺寸等因素结合起来进行分析，与实际运行经验相符合，具有很好的普适性。本文在山东地区差异化防雷研究中，使用EGM法。 山东地理位置处于我国东部沿海地区，属于我国雷暴频发地区，且地形地貌复杂多样，不同地区雷暴日差别明显 [ 4 ] [ 5 ] ，各地不同的气候特征，对于雷电活动也有明显影响 [ 6 ] [ 7 ] 。本文以山东电网为例，基于改进的电气几何模型法，研究了架空线路的差异化防雷，对提高输电线路运维水平，减少雷电活动对电网的破坏，具有至关重要的作用。
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user: 2. 地区不同雷电活动影响 山东省是我国受亚洲夏季风影响最强的地方之一，山东中部地区年平均雷暴日大于25 d，由于地形、纬度等因素的影响，鲁中山区和鲁南沂蒙山区雷暴日数较多，其中沂源的雷暴日达到36 d，而威海的石岛雷暴日较少，只有16 d [ 8 ] 。各个地区雷暴日差别较大，雷电分布的差异决定了在防雷计算与设计中不能简单地使用单一固定的雷电参数。 目前工程上使用的雷电定位系统都是比较先进的，理论上可以实时完整的记录覆盖区域内的地闪发生情况。因此使用合适的方法便可以较为准确地统计出线路走廊内实际的地闪发生情况。但是有些地区地闪密度分布数据并不完备，尤其是新建线路的数据更少。此时可根据地区的雷暴日来近似计算地闪密度从而实现差异化防雷设计。 IEEE 1243-1997推荐地闪密度可以利用公式(1)来计算。 N g = 0.04 T d 1.25 (1) 式中： T d 为雷暴日。 计算输电线路雷击跳闸率的时候，每100km线路每年遭受雷击次数，通常用公式(2)计算。 { N = N g b + 4 h g 1000 × 100 ， ( U n < 1000   kV ) N = N g b + 28 h g 0.6 1000 × 100 ， ( U n > 1000   kV ) (2) 式中： N g 为地闪密度；b为两根避雷线间距离； h g 为避雷线平均高度； U n 为线路电压等级。 现行规程法所使用的雷电流幅值分布函数的计算方法以及相应的雷电流幅值密度函数的计算方法如式(3)所示。 { lg P = − I C f ( I ) = ln 10 C 10 − I C (3) 式中：C为常数，在我国一般地区C通常取88，在某些特殊地区如西北地区(不包括陕南)和内蒙古自治区部分地区C通常取44。 IEEE推荐的雷电流幅值分布函数的计算方法以及相应的雷电流幅值密度函数的计算方法如式(4)所示。 { P = 1 1 + ( I 31 ) 2.6 f ( I ) = 2.6 I 1.6 31 2.6 [ 1 + ( I 31 ) 2.6 ] 2 (4) 利用规程法和IEEE推荐公式分别计算雷电流密度并对比实测值发现，IEEE公式更接近山东实际雷电流分布情况，如表1所示，因此，雷击跳闸率计算中，山东地区的雷电流幅值分布及其概率的计算推荐采用IEEE推荐的公式。 Table 1 The discipline method is compared with the IEEE recommended formul I k /kA >100 >80 >60 >40 >20 规程法 7.3 12.3 20.8 35.1 59.2 IEEE推荐 4.5 7.8 15.2 34 75.7 实测值 0.35 1.8 3.89 16.4 67.2 表1. 规程法与IEEE推荐公式比较
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user: 4. 绕击率影响因素及其差异化计算 由于先导模型法还不是很成熟，而EGM具有很好的可操作性，建议架空输电线路绕击雷电性能的计算采用EGM法。对于水平导体，针对雷击距这点来讲，不同学者研究所得出的雷击距公式是不同的，并且大多数学者没有考虑线路架设的高度差异对击距产生的影响，得出的公式只是雷电流的一元方程。Eriksson提出的雷击距公式具有更好的普适性 [ 10 ] 。雷电绕击的电气几何模型如图2所示。 Eriksson提出的计算方法如公式(24)所示。 R c = 0.67 h 0.6 I 0.74 (24) 式中：h为导线平均高，m；I为雷电流幅值，kA。 图2. 常规雷电绕击模型示意图 雷电先导的对地击距与对导线击距的比值(击距系数)是随着导线高度的增加而减小的，IEEE工作组提出当导线的平均高度小于40 m时，对地击距如公式(25)所示。 R e = ( 0.36 + 0.168 ln ( 43 − h ) ) R c (25) 对于超特高压线路，线路杆塔，先导对大地的击距与其对避雷线和导线的击距是不相等的，因此当导线的平均高度大于40m时，对地击距如公式(26)所示。 R e = 0.55 R c (26) 雷击导线的区域随着雷电流的增加而减小，当雷电流达到某一程度时，击中避雷线或大地，线路不再发生绕击，此时称为最大绕击电流，其大小受到杆塔的尺寸、地形因素的影响。 计算最大绕击电流 I m 。已知h s 、h c 、L求当 D c ( I ) = 0 时的I值，即为最大绕击电流 I m 。求出最大绕击电流 I m ，即可进一步求出平原地形的绕击率。 D c ( I ) 的计算见公式(27)。 D c ( I ) = r c ( cos θ 1 − cos θ 2 ) (27) 式中： h s ， h c 为避雷线和导线平均高度，单位m；L如图2，表示导线与避雷线间的的水平距离，单位m。 绕击闪络率及绕击跳闸率的计算见公式(28)： { SFFOR = 2 N g L ∫ I = I c I = I max D C ( I ) f ( I ) d I SFTR = SFFOR × η (28) 式中： N g L = N ，其计算过程见式(2)； f ( I ) 表示雷电流幅值分布，其计算见式(4)。 根据电气几何模型，绕击率计算还需要的公式，如公式(29)、(30)、(31)和(32)所示。 I c = 2 × U 50 % Z c (29) S C ¯ = L 2 + ( h s − h c ) 2 (30) θ 1 = arcsin ( r g − h c r c ) (31) θ 2 = π 2 + α − arccos ( r c 2 + ( S C ¯ ) 2 − r s 2 2 r c S C ¯ ) (32) 式中， α 为避雷线平均保护角。 α = arctan L h s − h c (33)
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user: 5. 结语 在日常生活中架空输电线路遭受雷击引起的线路跳闸事故，不但会使电力输送单位不能可靠供电，加大线路负担，增加线路以及设备的维护维修成本；而且当输电线路遭受直击雷时，产生的雷电波还会沿着线路传送到变电站中，可能进一步引发重大事故。本文针对雷电跳闸率的计算方法进行研究，结合山东地区地形地貌复杂、雷暴日差别明显以及气候因素，给出了更为符合山东地区防雷计算的改进电气几何模型法，对山东地区的差异化防雷作出贡献，对改进山东地区电网的输电线路设计防雷措施，增强输电线路供电的安全可靠性，保障发电厂、变电站的安全稳定运行具有重要的意义。
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user: 摘 要 语文作为中职学校的一门文化基础公共课程，对各专业来说都是一门非常重要的工具课程，对于语文的教学要求，既要让学生掌握基础知识，又要对不同专业的学生采取不同的教学方法，来突出其专业特点。此文仅基于学前教育的特殊性对学前教育专业的语文公共课教学进行初步探讨。 关键词 :学前教育，语文公共课，公共课与专业课结合 Copyright © 2019 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 中职学校语文课程的教学目标明确指出，语文课程要在九年义务教育基础上，培养学生热爱祖国语言文字的习惯，并进一步提高其正确理解与运用祖国语言文字的能力，提高其科学文化素养，以适应就业和创业的需要；要指导学生学习必需的语文基础知识，掌握生活工作所需要的现代文阅读、写作、口语交际能力，具有初步的文学作品欣赏能力和浅易文言文阅读能力；要指导学生掌握学习语文的基本方法，养成自学和运用语文的良好习惯；要引导学生重视语言的感悟和积累，接受优秀文化的熏陶，提高思想品德修养和审美情趣，形成良好的个性、健全的人格，促进职业生涯的发展 [ 1 ] 。中职学校语文和普通高中语文教学目标有所不同，因为毕业后的中职学生大多选择进入社会，开展专业对口工作。另外，从教育部印发的中职学校语文教学大纲和教学目标可以看成，中职学校语文教学更偏重提高学生的阅读、口语等应用能力，以帮助其更好地融入社会 [ 2 ] 。学前教育专业学生即将面临的主要人群是学龄前儿童，这直接决定了中职学校学前教育专业和语文在学前教育专业课程中的重要性。 第一，学前教育具有启蒙性。学前儿童的教育要与他们的现实发展需要联系起来，要启于未发、适时而教、循序渐进，既要确保不能因施教不当而对他们造成损伤，也要确保其茁壮成长。学龄前阶段是人生发展的初期阶段，学前 儿童在这个阶段的生理发育、心智发展、个性萌芽都处于初级阶段，他们在初步踏上社会化历程的道路上，充满好奇和迷惑，并尝试主动探索。每个学前儿童通常都会有十万个为什么，开展他们对世界的探索，因此幼师在从业过程中需要专门的语言技巧，能够将专业的知识解答转化为与还没有任何知识系统的孩子的对话，相较于小学、初中及高中的教学，语言能力占据更加重要的地位。 第二，学前教育具有直接经验性。学龄前阶段，儿童的认知水平较低、知识和经验也比较欠缺，主要依靠感官和动作，形成具体形象思维，认识周围事物，即通过感知和操作直接接触事物，从而获取直接经验，并操作、理解，因而学前教育具有直接经验性。学前教育过程中，幼师要注意为学前儿童提供丰富的实物材料和真实的生活场景，以帮助他们获得直接经验。在这个过程中，幼师输出的语言，将作为孩子的语言认知的直接经验，进入孩子的知识和经验系统中，因此幼师输入的质量至关重要。 基于学前教育的以上重要特征，中职学校语文公共课的教学需要结合学前教育专业的特点，做到公共课和专业课的和谐、统一。
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user: 2. 由培养学生的幼师意识入手，找好幼师语文学习重点，激起他们学习语文的兴趣 学前教育专业学生的学习成绩，并不一定和今后的工作成就成正比，因为他们毕业后进入幼师行业取得的成绩，与于他们对工作的热爱程度和综合素质密切相关。因此，语文基础知识教学就不再是语文教学的唯一目标，它还应该对学生进行全面塑造 [ 3 ] 。从学前教育专业学生进入职业学校的大门开始，教师就应该让学生明白，幼师应该要有扎实的基础知识和基本技能。 例如，作为幼师，发音必须准确规范，这样在从事学前教育的时候才能在根本上给孩子最标准的示范。普通话规范的教学，语文课是推广规范语言的最重要阵地。再例如，为了能够指导学生尽快掌握正确规范的发音，可以从要求朗读背诵普通的唐诗、宋词等传统内容转向多增加朗读背诵幼师工作中常常需要教导的儿歌、顺口溜、或幼儿教材的部分内容。并在语文课上增加比赛，看谁发音标准，内容正确，并及时鼓励和表扬。这一活动提高了学生的普通话水平，提升了他们的文化素养，也对他们今后的幼儿园教学工作大有裨益。同时可以安排语文课前5分钟让学生自我展示，以主题方式对幼儿教学工作中会涉及的讲故事、唱儿歌、诗朗诵等教学活动进行充分的展现。这种方式给学生提供了展示自我的舞台，也提高了他们综合运用知识的能力，给他们创造了实践机会，在实践中发现自己的问题，在锻炼中获得成就感，置身于学习和实践的快乐之中。
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user: 3. 将语文公共课教学与学前教育专业课相互结合，辅助提高语文教学效果 学前教育专业有诸多具有特色的专业课，如美术、手工、音乐、舞蹈、心理学、卫生保健等学科，学生对专业课兴趣往往大于公共课，因此在教学的过程中，可以利用专业课学习促进语文教学，在语文教学过程中结合学生兴趣点更高的专业课，找到语文课与专业课的结合点，让学生在有趣的氛围中，积极参与、积极思考、积极练习，从而获得知识，提高能力 [ 4 ] 。同时，也可以把专业中的教学资源运用于语文教学课堂，使两者相辅相成。 例如，手工课，就可以让学生根据手工操作流程写说明文，介绍手工制作过程；音乐课可以让学生根据原有音乐编写新的针对幼儿教学能够朗朗上口、简单易懂通顺的歌词，以达到提高其语文写作水平的教学目的。再如幼儿心理学课程，可以模拟现实中可能出现的幼儿心理问题，由学生组织语言对幼儿展开心理疏导和教育；卫生保健课，可以模拟现实中经常遇到的卫生保健问题，让学生根据幼儿的特点组织语言对卫生保健常识进行有趣生动的讲解。另外，还可以在学校开展校园文化活动，比如通过开展主题选拔比赛，努力寻找语文教学与校园生活的结合点，充分利用身边的语文资源，摸索出适合学前教育专业语文教学的模式，努力构建与各学科相学科融合、课内外联系的语文公共课教学体系。
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user: 4. 构建与学前教育专业各学科相融合、课内外相联系的语文公共课教学模式 教学模式是在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序。在结构框架方面，它强调从宏观上把握教学活动整体及各要素之间内部的关系和功能；在活动程序方面，它强调教学模式的有序性和可操作性 [ 5 ] 。 1、教学模式具有中介作用 教学模式的中介作用体现在它能为各科教学提供一定的理论依据和模式化教学体系，让教师不再仅仅依靠经验和感觉教学，也不是摸索着进行实践教学，教学模式在这理论和实践之间搭起了一座桥梁。它的这种作用既来源于实践，又与某种简化理论的特点是分不开的。一方面，它来源于实践，是对具体教学活动进行优选、概括、加工的结果，是为某一类教学及其所涉及的各种因素和它们之间的关系提供相对稳定的操作依据，这种依据在理论上具备内在逻辑关系。另一方面，它又是某种理论的简化形式，可以通过解释简明扼要的象征性符号、图式和关系，来反映这种理论的基本特征，从而在人脑中形成相对具体的教学实施程序。它的这一特点可以帮助人们理解这一教学理论，也可以使抽象理论发挥其实践功能，还可以使教学理论成为具体的教学指导，并在实践中得以运用。 2、教学模式具有方法论意义 教学模式的方法论意义体现在它是教学研究方法论的一种革新。人们一直习惯于在研究教学时，采取单一、刻板的思维方式，比较重视通过分析方法来研究教学的各个部分，而忽视它们之间的联系或关系；或者习惯于抽象地辩证理解它们之间的关系，而不注意开发教学活动的可操作性特点。人们研究教学模式，可以从整体上综合地探讨教学中各部分之间的互相作用，以及其多样化的表现形态，通过动态观点把握教学过程的本质和规律，促进教学设计、教学过程的优化组合得以加强。 综上所述，从教学实践概括、加工成为新的教学模式，是非常有必要的。但无论是从培养学前教育专业学生的幼师意识入手，还是充分将学前教育专业课与语文公开课结合教学，都是在实践的层面进行探索与尝试。这些探索与尝试的成果还不成系统，不能够持续、稳定的指导课堂教学，也就不能充分的发挥成功经验的作用。因此在各种探索和尝试后，我们都应及时的将成果进行总结、概括，融合进语文课程教学中来，最终形成适合学前教育专业的系统的教学模式，持续的为提高中职语文公共课的教学效果贡献力量。 总结：学前专业中职语文教学既要顾及学生走向社会工作岗位后的为人处世和交流沟通，还要注意学生学习专业课程的需要，因此，语文教学要将专业作为突破口，与专业课联系起来，从而促使学生主动挖掘语文隐含的专业知识与技巧，体会语文是一种工具，是学习其他学科的基础，进而重视并喜欢语文这一课程。学前教育专业不同于其他专业学科，学前教育的专业课十分广泛，音乐、美术、心理学、卫生保健等等，因为学前教育专业的学生面临工作对象将是0~6岁的幼儿，因为对象的特殊性，造就学前教育的特殊性，同时也提供了语文课程与专业课程能够融合、辅助教学的更多可能性。在实际的教学过程中，语文教学与专业课教学的结合会擦碰出许多火花，这些课程融合的实践成果，都应该及时的加以优化、概括、加工，从而形成学前教育专业特色的语文公共课教学模式。使学前教育专业学生既能够充分的夯实语文课程的基础内容，又能从语文教学中，“量体裁衣”式的将专业课知识进行巩固和丰满。如此公共课与专业课相辅相成，理论与实践结合并应用的循环，将是各学科充分教学的良性循环。
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user: 摘 要 以公平和效率为终极目标，以可持续、多层次、广覆盖等为主要原则的养老保险体系作为中国特色社会主义基本制度的核心内容始终受到社会各界的普遍关注，特别是近年来随着我国社会保险制度改革的进一步完善，解决养老保险的“碎片化”即“多轨制”的不公平成为了养老保险制度改革的主要任务。2015年我国开始建立并实施职业年金制度，职业年金制度的公平性也毫无疑问成为该制度的焦点和核心所在。本文通过对财政全额拨款和非财政全额拨款单位两类人员不同收益率下的待遇差距的对比分析，对职业年金制度内部的公平性问题进行了定量研究，即客观地分析了现有职业年金制度实施的可能结果-养老金待遇差距存在。并针对新养老制度内部的不公平提出了提高记账利率、暂时降低缴费率、财政充足情况下渐进增加缴费率、实现差序公平等一系列可行性建议。 关键词 :职业年金，公平，计息差异 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 作为基本社会制度核心组成部分的养老保险制度自新中国成立及之后自80年代改革的延续，形成了养老体系中各群体的“碎片化”状态。碎片化的直接后果表现为不同群体间养老待遇差距较大且长期存在，多年来，破除社会养老保险的“多轨制”，实现城乡、行业等不同群体的全国统筹发展成为了养老制度改革的主线。其中，也包括了机关事业单位群体退休制度的试点改革，国务院于2015年1月颁布相关文件，决定对机关事业单位工作人员的养老保险制度进行“并轨”改革，以实现机关事业单位与城镇职工乃至城乡居民养老保险全国范围内的统一；同时，为减少改革阻力，采取了在保证机关事业单位人员基本养老退休待遇不变的允诺下实现退休制度的平稳过渡，机关事业单位从原来的退休制度转变为养老保险制度，即机关事业单位群体纳入基本养老保险制度的同时也建立了相应的强制性职业年金制度。 2015年4月，国务院下发《机关事业单位职业年金办法》(以下简称《办法》)，该《办法》就职业年金的适用范围、缴费基数、缴费比例、计发办法、资金来源、监督管理、投资运营、计息方式、转移接续等方面给出了较为详细的说明和解释。尽管我国职业年金制度的出台标志着我国社会养老保险制度改革又迈出了重要一步，但是职业年金制度是否合理需科学分析、验证。本文基于两类人群中及对应的个人账户资金收益率的不同进行了分析，并得出职业年金制度自身设计本身亦存在不公平的内在缺陷问题。
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user: 2. 职业年金文献综述 公平性是公共养老金制度的内在要求，也是解决我国长期存在的“多轨制”养老体系弊端的最高原则，同时也是衡量一项基本社会制度是否有效、完善的根本性标志。于是，对养老制度的公平性研究自然而然成为了国内外学者研究的主要对象和主要方向，综合已有的研究成果，研究大多集中在不同群体间的养老金制度的公平性上。 国际学者，利用替代率来衡量养老金待遇差距，并阐明了替代率用于国际间养老金待遇水平比较的一些缺陷(Whiteford， 1995)；Brockner和Wiesenfeld指出收入分配的公平性主要由收入分配体系的设计、个人权利、收入水平的差距等一系列项目来决定 [ 1 ]。解释了基尼系数在收入不平等方面的测量效果(Facundo Alvaredo， 2010)等。 国内学者也从不同角度实证分析了养老保险制度间的公平性问题。利用年金理论建立基本养老保险替代率精算模型考察了不同缴费年限、不同利率水平下城镇职工养老金替代率水平(高建伟、高明，2006)。利用目标替代率这一指标来衡量机关事业单位工作人员和城镇职工之间的养老金待遇差距(王晓君、乔杨，2007)。不同类型的人群在养老金待遇水平方面存在着显著的差异，主要表现在替代率的增长率、绝对值和比值上(王晓军，2009)。运用目标替代率和相对替代率指标测算了城镇职工不同收入群体基本养老金的水平及其差距，认为基本养老保险制度的收入再分配功能较弱(郑春荣，2013)。通过构建保险精算模型，在给定条件下模拟测算了视同缴费水平、退休年龄对基本养老保险替代率的影响，发现高收入人群的替代率明显偏低，而低收入者的替代率明显偏高 [ 2 ] (屈满学，2014)。职业年金呈现出与基本养老保险相互补充、从DB向DC转变、坚持“增量改革、平稳过度”的发展特点，并从各个理论基础、试点效果等方面分析得出我国已具备发展职业年金的可行性(何小伟、郑伟，2014)。选用目标替代率和相对替代率作为公平性衡量指标并进行相应测算，发现并轨后不同收入水平员工的目标替代率均有所下降，原本“双轨制”下存在的待遇差距过大问题得到了一定程度上的解决 [ 3 ] (余桔云，2015)。从美国TSP计划的制度设计成功经验反思了中国机关事业单位改革的困境并深入研究了陷入困境的原因(郑伟，2015)。以再分配为视角，立足于养老金的分配公平，评估我国双轨制改革效果(韩烨，2015)。运用基尼系数和变异系数，对沈阳市社会养老金保险制度不同群体的参保和待遇进行测量，发现养老保险制度的不公平性主要表现在领取缴费比例和退休前后待遇差距两个方面 [ 4 ] (张兴业、娄成武，2016)。根据实际情况估计有关参数的值，分别对不同加入年龄、工资水平、退休年龄以及职业年金缴费率对养老金替代率的影响进行模拟(曹园、杨再贵，2016)。 以上文献多集中利用替代率、基尼系数、变异系数、缴费率、覆盖率等工具来衡量不同养老金制度保障水平以及不同群体之间的公平性，是针对不同养老保险制度间的公平性进行研究，对我国新出台的机关事业单位职业年金的内部公平性研究处于空白状态。
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user: 3. 我国职业年金现状及主要问题 3.1. 职业年金的涵义 职业年金是指机关事业单位工作人员在参加机关事业单位基本养老保险的基础上，建立的补充性养老保险制度 1 。职业年金也被认为是一种延期支付手段，职业年金和基本养老保险金共同构成了退休人员的全部退休金。我国职业年金的建立的目的是为了保障或提高机关事业单位职工退休后的基本生活水平，即避免退休后收入明显低于退休前工作时的工作水平，也是为了与其他群体退休收入平衡之目的。 一般而言，为达到职业年金作为基本养老保险制度的补充功能的地位，其设计应考虑经济、政治、社会、人口结构、税收等多方面的影响因素。于是，世界各国职业年金的具体模式也很少完全一样。简单来分，职业年金模式按照强制性与否可分为自愿性和强制性两种。自愿性的职业年金主要建立在公共养老金与收入相关联的国家中，采取自愿性职业年金计划的有美国、奥地利、德国、西班牙、希腊、日本、波兰等17个国家 [ 5 ]。而在公共养老金以保持老年人基本生活为目标且一次性领取养老金的国家中，大多数都采取强制性职业年金。目前国际上建立强制性职业年金的国家有荷兰、法国、瑞典、瑞士等。 3.2. 我国职业年金的试点及发展 职业年金和企业年金在我国同属于养老保险体系中的第二支柱，属于补充性养老保险计划，二者除覆盖人群不同之外，企业年金主要覆盖人群为各类企业职工，职业年金的适用范围为按照公务员法管理的机关事业单位及其编制内的工作人员 [ 6 ]。企业年金、职业年金在制度性质、筹资模式、计发方式、投资运营、基金管理、保险理念等制度设计方面几乎完全相同。我国企业年金的发展已近二十多年，1995年《国务院关于企业职工养老保险制度改革的决定》中提到国家在建立基本养老保险时，鼓励建立补充性养老保险和个人储蓄性养老保险，后来一些国有垄断性行业开始探索建立相应的补充性养老金计划，如航空、煤炭、能源等行业。2004年《企业年金试行办法》和《企业年金基金管理试行办法》的出台，标志着我国企业年金的全面建立。截止2015年第三季度，全国共有75，152家企业建立了企业年金计划，基金积累金额达到了9007.63亿元 2 ，覆盖的劳动人口比约占30%。 相较于企业年金不同，我国建立职业年金既是机关事业单位改革配套措施，也是为了符合世界银行提倡的多支柱养老保险体系的发展，弥补机关事业单位人员退休待遇的下降，缓解养老金改革的财务困境而建。自2008年《事业单位工作人员养老保险制度改革试点方案》出台，山西、上海、浙江、广东、重庆先期展开相应试点。2011年国务院颁布《事业单位职业年金试行办法》，办法中对职业年金的适用人群、缴费基数及比例、资金筹集、待遇给付和基金投资管理等做出了相应的规定。试点以来，由于众多职业年金影响因素的阻碍，上述五个地区的职业年金建设进展缓慢，仅深圳市基本建立起了事业单位的职业年金制度 [ 7 ]。2012年《深圳市事业单位工作人员养老保障试行办法》(以下简称《实行办法》)中规定事业单位职业年金实行个人账户制度，职业年金基金实行完全积累，将职业年金缴费列入事业单位年度财政预算并由同级地方财政负责划拨 [ 8 ]。同时深圳市比照早已实施的企业年金制度，对于缴费基数、缴费比例、计发办法、资金来源、补缴办法、基金的投资运营管理、转移接续、奖罚制度等也作出了相应的规定。《试行办法》中规定事业单位新聘人员的缴费基数为上年度本人月平均工资，缴费比例则根据月工资水平分为两档：本人月工资水平为在岗职工月平均工资3倍以内的，缴费比例为8%；本人月工资水平达到或超过上年度在岗职工月平均工资3倍的，缴费比例为9%。最重要的是深圳针对事业单位新聘人员职业年金的推到建账问题做出了相应的规定，这为接下来全国的改革提供了一定的参考。深圳试点取得的改革效果有利的推动了政府在全国范围内展开机关事业单位改革。 在上述试点及基本养老保制度改革的推动下，2015年国务院颁布《机关事业单位职业年金办法》，作为“双轨制”改革的重要配套措施，机关事业单位工作人员建立的强制性职业年金制度，有利于实现增量改革，平稳过渡，减少“双轨制”改革阻力，免去因为“休克式改革”而造成社会震动，从而实现新旧制度的平稳过渡 [ 9 ]。自此《办法》出台之后，山东、江苏、吉林、浙江、山西、辽宁、福建也相继出台了具体实施措施。
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user: 5. 职业年金内部不公平机理分析 上述分析可见，记账利率与投资收益率之间差距过大导致职业年金内部出现不公平。且工资水平越高、缴费年限越长、计息利率相差越大，这两类人群账户积累额的差距也将会更大，制度内部的不公平性明显存在。 既然不同的计息方式会带来巨大的退休待遇差距，那么政府在进行顶层设计时为什么不“一刀切”，两类单位都选择记账积累或都选择实账积累呢？笔者认为主要的原因在于新职业年金的自身因素与基本养老保险制度因素共同决定。 职业年金作为补充性养老保险制度，其定位处于补充、辅助功能。可见基本养老保险制度是其决定性方面。目前，我国基本养老保险制度仍存在诸多问题，最直接的问题是巨额的“历史债务”或“转轨成本”以及由此产生“个人空账”等诸多问题，使得我国的养老保险中的个人账户实际处于名义账户和部分做实账户共存的两难境况， 可见，在基本养老保险基础上若加上并轨后做实机关事业单位基本养老保险空账需要巨额资金，政府很难再去做实职业年金个人账户。所以两类单位因为资金缺口问题很难同时实行实账积累。两类单位若都实行记账积累，则不需要短期内解决资金来源的问题，能在较短时间内建立起职业年金制度。但是随着人口老龄化进程的不断加快、经济增速的放缓，在未来支付高峰到来时会面临巨大的财政负担。并且在此同期进行了新一轮的事业单位改革。经营性事业单位“转企改制”背后的社会保险关系转移需要尽快做实相关人员的职业年金个人账户。 在新一轮的事业单位分类改革中，为了促进政府职能优化、资源更加有效地配置，政府积极引入市场机制，推动公共管理事业的社会化、市场化。政府按照社会功能将现有事业单位分为承担行政职能、从事生产经营活动的和从事公益服务三个类别。对于承担行政职能的，逐步将其划归行政机构或转为行政机构；对于从事生产经营性活动的，逐步将其转企改制；对从事公益服务的，继续保留在事业单位序列，强化其公益属性。 其中具有行政性和公益性的事业单位，其资金来源主要是财政拨款，它们大都属于财政全额拨款单位。而经营性事业单位的运转资金只有很少一部分来自于财政拨款，大多数都拥有独立的预算体制，属于非财政全额拨款一类。此次事业单位改革中，现有的行政性、公益性事业单位数量应该不会有明显减少，而商业性的事业单位数量可能会大量减少。 经营性事业单位多为差额供款单位(属于非全额财政供款单位)，此次改革后这类单位将会转制成企业，社会养老保险关系也必定会发生转移。虽然在“双轨制”改革推进下，“一个统一、五个同步”的改革目标会使企业职工和机关事业单位人员参加相同的基本养老保险，但就补充性养老保险而言，机关事业单位与企业仍然是相互独立的。 机关事业单位实行职业年金，企业实行企业年金，二者之间进行转移接续时就会涉及基金权益的转移。职业年金建立伊始，很多地区甚至还未出台具体实施细则。要想在转企改制中保障经营性事业单位的工作人员的权益，使他们转变身份成为企业职工后退休待遇水平没有明显下降，那么尽快实施推倒建账，将经营性事业单位“中人”视同缴费时期的权益落实，尽快为他们做实职业年金个人账户就显得至关重要，所以此次《办法》中规定非财政全额供款单位实行实账积累有可能也是出于此方面考虑。如果两类单位都实行记账积累的话，“转企改制”时政府仍需要补缴“中人”视同缴费年限的基本养老保险和职业年金，而且在短期内做实的财政压力会更大，所以不如在职业年金建立伊始就开始做实空账，分期消化转轨成本。
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user: 6. 解决职业年金内部公平性问题的可行性建议 职业年金的运行效果关键在于细节的技术设计。通过本文的研究发现职业年金在制度设计方面明显存在一些问题，如财政全额供款单位与财政非全额供款单位实行不同计息方式带来的内部公平性问题等，因此，在职业年金的具体实施过程可以根据具体情况而做出相应的调整，同时在未来的改革中应该尽量去实现公平与效率的统一。具体建议如下： 一是短期内降低职业年金缴费率以做实个人账户，长期内渐进式恢复。目前我国企业年金标准是“5 + 4”模式，机关事业单位职业年金采用“8 + 4”模式。由此可见在并轨改革的顶层设计中为了实现增量改革，职业年金的缴费比例参数设计与现行企业年金缴费比例相比较高。 科学合理的费率和待遇水平，有助于降低政府财政负担，促进社会公平和资源的合理分配。由于传统“全能型政府”理念及全权负责的惯性思维仍有一定影响，政府将自身责任加大，导致在职业年金制度设计中单位缴费率过高。较高的缴费比例参数一方面导致转轨成本更高，政府的财政压力更大。另一方面不利于真正实现“双轨制”的并轨，消除两种制度间的待遇差距，所以应该制定合理科学的缴费率。 所以短期内可适当调低职业年金缴费率，以与现行企业年金平行，同时尽快做实账户，避免未来老龄化日益加剧的背景下支付压力的进一步攀升。在财政充足的情况下，可逐步提高职业年金的缴费比例。关于渐进式增加的期限笔者认为可设为30年，每5年增加0.05%，直至2045年将职业年金的缴费比例恢复至目前的“8 + 4”模式。 二是提高记账利率。我国的记账利率与实际的投资收益率相比来说较低，利率计息水平的不同导致了制度内部不公平现象的发生。在短期财政无法支持做实个人账户的情况下，可提高记账利率的波动幅度，适量调高记账利率，以缩小记账利率与投资收益率之间的差距。 实行NDC制度的典型国家瑞典，其养老金制度有一个自动平衡机制来保证制度长期内的收支平衡。自动平衡机制的内容是制度以75年为平衡期，每年向前滚动，在平衡期内资产与负债不平衡时，平衡机制启动，通过调整名义账户的利率来实现制度的资产与负债的平衡。如2008年的金融危机，造成制度投资亏损，2010年制度启动自动平衡机制，名义账户的利率记−3% 12 。 我国可借鉴瑞典经验，设置记账利率的自动平衡机制，依据企业年金的投资收益率、银行存款利率、CPI、工资增长率等指标来及时调节记账利率，以避免实行记账积累的财政全额供款单位与实行实账积累的财政非全额供款单位工作人员之间养老金待遇差距过大，保证制度内部的公平性。 三是实现差序公平。我国机关事业单位涉及不同的行业，包括公务员、军队、警察、教师、医生等，我们职业年金的缴费比例也不应该“一刀切”，而是应该允许不同行业的职业年金的缴费比例存在一定的差异，以体现差序公平。例如南非GEPF基金是主要针对政府雇员的职业年金，其缴费比例方面，警察军队等特殊职业的公务员缴费比例略高于普通公职人员。但这种差别缴费比例设计应该谨慎，避免出现新的不公。 同时由于地区经济发展水平不同、地方财政实力不同、雇员年龄结构不同，所以在全国统筹的基础上应该允许有地方在设计具体职业年金细则时，缴费比例可以有一定的浮动，但不能偏离“8+4“模式过多，以更好的推动职业年金的发展。
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user: 摘 要 针对北大荒集团所属国有农场收取农地承包费长期隐含纳税风险的客观实际，采用调研法、归纳总结法、判断推理法等，阐明了北大荒集团各农场土地发包体制和业务经营状况，分析了含有痼疾的经营体制运行所掩埋的企业所得税纳税风险，并有针对性地提出了改变农业生产者职工身份和依法确权、延长土地经营承包期等切实可行的纳税筹划建议，确保从规范管理角度清除北大荒集团发展障碍。 关键词 :北大荒集团，土地承包费，所得税筹划 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 北大荒农业(集团)股份公司(以下简称“北大荒集团”)是中国最早上市的农业公司之一，其发展直接关乎到所在省农业经济质量和全国粮食生产战略地位保障。土地承包费是北大荒集团最重要的经营性收入来源，应符合企业所得税法关于“农林牧渔所得”范畴，应享受所得税免征待遇。但近些年来政府税务机关检查中，坚持提出土地承包费应“补缴”企业所得税，特别是2018年9月20日被哈尔滨市香坊区税务局下达的《税务事项通知书》要求公司补缴2016和2017两年企业所得税及滞纳金约3亿元的税案，使北大荒直属各农场分公司纷纷认识到企业所得税风险严峻性和后果恐惧性。谋求所得税筹划策略，已成为黑龙江垦区决策层和财务界的普遍共识。
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user: 2. 北大荒集团发展情况 北大荒集团，由黑龙江省农垦总局政企分离转制而成，位于中国东北部小兴安岭山麓、松嫩平原和三江平原腹地的国家级生态示范区，辖区总面积5.54万km 2 ，其中耕地面积290.87万hm 2 。下辖9个农垦管理局二级公司和113个农牧场生产单位(三级分公司)，分布在黑龙江省域内12个市和74个边疆县(市、区)。现有农垦户籍人口166万人，其中从业人员90.7万人。北大荒集团不仅是全国率先实现农业现代化的典范，还打造了现代农业的现代化大农业生产方式样板，并成为世界领先的农业规模化、产业化、商品化的主阵营。2017年垦区生产粮食430亿斤，占黑龙江全省粮食总产量1203.76亿斤的35%以上。其中实现商品粮数量达到400亿斤，折合4000万T，足够全国1.2人(相当于陆海空三军和京津沪渝四大直辖市全部人口)全年的口粮。不足百万农业大军能生产出养活1.2亿人的粮食，把北大荒集团称为“中国人的饭碗”一点都不为过。 除农业外，北大荒集团工业经济和现代服务业也协调快速发展，成为贸工农一体化发展、工商运建服齐头并进、三大产业协调运行的现代经济新区。现拥有国家级和省级重点产业化龙头企业17家，形成了米、面、油、乳、肉、药、薯等十大支柱产业，培育了“北大荒”、“完达山”、“九三”等中国驰名品牌商标。北大荒集团以2016年实现营业收入1214多亿元的业绩，在500强榜单上位居133位。这也是北大荒集团连续第16年跻身此榜单。集团对外经贸合作触角已延伸到世界六大洲，与60多个国家和地区建立贸易往来和经济技术合作关系，形成全方位、宽领域、多层次的对外开放格局。 北大荒集团经营范围包括土地发包经营(水稻、玉米等粮食作物的生产和销售)、尿素等肥料生产销售、与种植业生产及农产品加工相关的技术、信息及服务体系等开发、咨询及运营，以及房地产开发等。其中，最重要业务是土地发包经营，土地承包收入为北大荒集团最重要也是最稳定的收入来源，近五年始终占营业总收入90%左右，并且近三年还产生小幅增长态势，2017年土地承包费收入超过150亿元，占全年营业总收入的94.8%，达到历史巅峰水平。其他三项经营业务则收入较低。受价格因素影响，垦区2017年农产品销售收入较2015年有所下降；工业品销售收入2017年较2015年出现大幅下降，主要是由于尿素产能持续严重过剩造成产销量分别同比跌落4.58万吨和1.63万吨所致；房地产销售收入下降，主因是在房价上涨的趋势内却“有价无市”，刚性市场需求不足和建设户型结构欠当，增量房销售疲软导致。三项非农业务收入下降，更突出了土地承包收入的重要地位，也是集团企业所得税锐减和总利润骤增的重要原因。
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user: 3. 土地承包费的企业所得税风险 北大荒集团的农业生产实行农场分公司统一经营管理为主导、家庭农场承包经营为基础的统分结合的“双层经营体制”。双层经营体制具有两特点，其一为双层经济核算，双重利益主体。农场分公司及家庭农场均是独立核算、自负盈亏的经营主体；其二为双层管理、责任明确。家庭农场自行承担农业产前、产中、产后服务，农场分公司负责农业基本建设和农田水利等基础设施维护投入。该经营体制有力地促进了国有农场和北大荒集团各农场分公司的农业生产经营，但也存在掩埋一些纳税风险。 3.1. 承包期过短 北大荒集团所属农场分公司将其所辖区耕地发包“家庭农场”从事生产经营，土地承包经营合同按年签订，土地分年承包经营，形成农场管理、家庭农场经营的“大农场套小农场”模式的“双重经营体制”；农场分公司按劳动法规定为承包家庭的职工即家庭农场主缴纳社保费。农场收取的土地承包费符合所得税法关于“从事农、林、牧、渔业项目”免税所得的规定，但农场分公司对管辖的国有农地一直实行“一包一年，一年一包”办法，造成具有“农工”身份的场内职工达到法定退休年龄(男60岁，女50岁)，即取消其土地承包资格，改由职工家属和子女作为农业生产经营主体对农场分公司签订土地承包合同，导致农场分公司收取土地承包费无法适用财税[ 2009 ] 779号政策规定关于国有农场将土地承包给家庭农场即内部非正组织经营不改变农业生产经营属性，农场对其收取土地承包费应仍符合企业所得税法规定农林牧渔所得的免税条件 [ 1 ] ，从而给分公司收取农业收入埋下了企业所得税风险。 3.2. 外包地定性模糊 北大荒集团各农场公司都需依照国家规定预留部分待分配耕地和机动田，从承包价格获利角度考虑，这些农地多交给外部单位或人员耕种，包括北大荒集团和农垦总局直属农场在内的全垦区都称其为“外租地”，所收取的土地种植费用随之称为“地租”或“租金”。这样，既误导了会计核算的收入定性，也迫使税务检查人员为其定性为“租赁收入”而非属于农场直接从事农林牧渔业获取收入，不能依法或按政策规定享受免征所得税待遇。
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user: 4. 土地承包费收入企业所得税筹划方法 4.1. 将农场职工子女列入公司职工 为了避免土地按年承包的短期行为造成的所得税纳税风险，农场分公司人力资源部门应将年满18岁且常年在农场务农的职工子女，确认为农场分分公司就业的正式职工，并为这些“新农工”承包土地的农场职工的子女缴纳社会保险金，社保资金来源于新农工承包土地上交的土地承包费。这一措施也是为了保证维持农场的土地有充足的人员去耕种和管理，一些主动拒绝农场外企业的就业岗位诱惑而放弃走出农场去大城市发展的农场职工子女，农场主动确认正式职工身份且为其按期足额缴纳社保费，体现农场对农垦人的切身关爱，从而保证了农场分公司农业专门人才稳定和扎根一线的农业劳动熟练人员的生产生活积极性；同时，还可以规避农场分公司的所得税风险。当农场职工的子女成为新农工后，收取的这部分土地承包费将毫无疑问的属于免税收入，在期末这部分收入无需计入应纳税所得额，即使税务检查人员也会毫无争议地认同。 4.2. 依法确立农垦土地承包经营期 依照农村土地承包法规定，种植业土地的承包期为30年，新明确规定“第二轮土地承包到期后再延长十年”。并且规定，农村土地承包是以家庭为集体单位承包，即所有家庭成员均应列入《承包权证》。对此，农场分公司应该不折不扣地执行。对农场分公司现存职工承包土地，不论其家属子女均应依法列入承包权证。这样，不论农场职工退休或离世，其家属、子女均有权继续从事所承包农场分公司土地的生产经营。也就是说，在所有权、承包权、经营权“三权分置”、经营权流转的法律环境下，除承包人弃耕(超过三年)或转包土地改变农业用途等特殊情况外，任何单位和个人都无权干预和剥夺承包期内家属子女的土地经营权和经营流转权。所以，北大荒集团和农垦总局应严令域内国有农场和农场分公司认真落实国家规定，全面废除现行土地分年签订承包和同的规定，坚决杜绝和严厉打击2018年春季垦区内一些地方政府因农垦体制改革而阻挠家庭农场耕种承包土地的违法行径。这样，农场分公司向列入承包权证内世代经营农场承包地的职工家属及子孙所收取的承包费收入，便可化解企业所得税风险。 4.3. 外包地重新确权后转包经营 借助2017年发布的《中华人民共和国农村土地承包法修正案(草案)》和黑发[ 2017 ] 26号文对巩固农垦国有土地使用权确权发证成果、妥善解决个别农场与地方土地权属争议问题以实现土地确权落界全覆盖的要求，农场可将全部外包土地合同收回或作废(经济合同都依法注明遇到国家政策变化时本合同自然终止)重新确权，但可不影响农场分公司与外部农农业经营主体之间的商业关系，比如主动告知经营主体农地重新确权后仍由其承包经营。直接对外承包经营合同收回后统一作废，继而将原有外包经营的农场分公司预留耕地和机动土地全部对场内工作人员即有正式职工编制的管理人员签订“内部承包合同”，再以管理人员身份同场外经营者分别订立土地承包经营实体合同；每期实体经营者需将土地承包费用或“租金”转入相关管理人员名下的银行卡(由个人开设交由农场分公司财务部或字节结算中心存管使用)，再将卡内承包费资金划入农场分公司专属账户内，完成承包费上缴；农场分公司财务部对相关管理人员出具承包费收据或发票，并据以开展收入核算 [ 2 ] 。根据财税[ 2017 ] 58号等文件规定，纳税人采取转包、出租、互换、转让、入股等方式将承包地流转给农业生产者用于农业生产，免征增值税和个人所得税 [ 3 ] 。这样，实施“土地转包”的管理人员不会产生任何税收负担，而农场分公司的所有土地均成为“内部职工承包”经营，所收取的农地收入又完全符合国家所得税优惠政策规定，享受免征企业所得税。 此外强调，农场分公司收取的土地承包费收入不能用于业务招待费、广告宣传费和各类捐赠支出，以及职工个人福利、办公管理和社区建设维护等投资。否则，税务机关将调增应纳税所得额。所以，农场分公司须加强支出的预算管理，用预算手段合理谋划支出去向和角度，降低企业所得税纳税风险 [ 4 ] 。
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user: 5. 结论 研究表明，北大荒集团麾下各农场收入存在很大的企业所得税纳税筹划空间。其核心在于北大荒集团决策层应正确认识国家在农业农村法律政策层面，“农村非农场，但农场即农村”，一定要认真落实执行国家《农村土地承包法(修正草案)》有关规定，切忌将农场体制管理隔断于“农村”土地承包法之外。要深知现行的土地承包体制亟待依法改革调整，内外承包经营所交纳的费用需要统一名称为土地承包费，农垦会计核算应统一收入口径并力求将农业收支单挑账套实行专人分账核算。这样，才能最大限度地保护北大荒集团各级法人的既得利益，维护农垦财会形象并逐步树立农垦会计权威，为公司和农垦留住更多农业专门技术和农业经济高级管理人才，促进农业快速、健康、持续地发展。
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user: 摘 要 本文基于计算流体力学理论，建立搅拌摩擦焊过程有限元模型，模拟得到了焊接过程中不同工艺参数下的速度矢量图和材料流线分布图，结果表明，当搅拌头的旋转速度增加时，搅拌头附近区域材料流动更加剧烈，焊接速度的提高对搅拌头及其附近区域材料的流动影响不大。在焊接过程中，增加焊接速度可以增强焊件底部的流动性，但是不能提高焊件表面的流动性。增加搅拌头转速可以明显提高焊件表面的流动性，但是对焊件底部的流动性没有影响。 关键词 :计算流体动力学，搅拌摩擦焊，速度场，流场 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding， FSW)是英国焊接研究所发明的一种新型固相连接技术，在航空航天、船舶和海洋工程、轨道交通等领域有着广泛的应用 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。在FSW过程中，材料的塑性流变直接决定焊缝的宏观组织分区(焊核区、热机影响区、热影响区)，影响宏观焊接缺陷(孔洞、底部未焊透和隧道等)和特征微观结构(包括FSW接头特有的洋葱环、“S”线、弱连接、分层、偏析带和织构等)的状态和分布，对焊接接头的性能具有重要的影响。不管是搅拌头的形状，还是焊接速度、旋转转速等焊接参数，都直接影响焊接过程中金属的塑性流动。同时，被焊材料的不同也导致了焊接过程中材料流动的差异。因此焊接过程的材料塑性流变是FSW的一个研究重点，也是研究FSW接头组织和性能的基础。然而焊接过程中材料的流动过程是不可见的，深入理解FSW过程中材料的流动行为受到限制。目前对该方面的研究还处于探索阶段，尚无完整的关于FSW过程材料塑性流变的理论体系。 随着计算机技术的发展以及数值分析能力的提高，基于有限元方法的数值模拟技术以其低成本、高效率的优点及可视化和过程再现能力已成为研究FSW过程的一种重要手段，并对建立和完善其理论基础、指导焊接工艺参数的制定具有重要的意义。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics， CFD)理论建立的FSW数值模型广泛应用于FSW中的材料流动模拟研究。基于CFD 理论的模型，将被焊材料看作非牛顿流体，通过有限体积法求解流体力学基本方程。CFD模型采用传统的欧拉网格技术，不考虑搅拌头和工件的接触，可以有效避免网格畸变，其计算成本较低。本文基于CFD理论，建立FSW过程热流耦合模型，通过计算获得焊后工件材料流动情况，为实际生产提供指导。
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user: 2. CFD模型的建立 2.1. 控制方程 CFD数学模型将被焊材料假设为流体，流体是一种因受到剪切力作用而发生连续变形的物质，它具有连续性、易流动性、粘性和压缩性等物理性质，同时其流动时也满足质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律。CFD数学模型以这三个基本定律为基础，并以积分或者微分形式的方程组进行描述，把这些方程中的积分或者微分用离散的代数式来进行代替，把这些基本方程化为代数方程组；然后，通过用计算机来对这些代数方程组进行求解运算，就可以得出流动场在离散时间或者空间上的数值解 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 。 流体的连续性是基于连续介质模型提出的，是一种充满整个空间且无间隙的连续体，这种连续性主要表现在密度、位移速度和变形速度等表征流体性质的物理量的连续分布上。由质量守恒原理可知，微元体内质量的增加率等于单位时间内流入微元面的净流入质量。因此，流体连续性的数学描述(即连续性方为 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] ： ∂ u i ∂ x i = 0 (1) 其中 u i 是速度分量，i为1、2和3分别表示x，y，z方向的速度分量。那么单相稳态下方程为： ρ u j ∂ u i ∂ x j = − ∂ P ∂ x i + ∂ ∂ x j ( μ ∂ u j ∂ x i + μ ∂ u i ∂ x j ) (2) 其中 ρ 为密度， μ 为粘度，P为压力，有效塑性应变率表达为： ε ˙ = ( 2 3 ε i j ε i j ) 1 / 2 (3) ε i j 为应变率张量，其定义为： ε i j = 1 2 ( ∂ u j ∂ x i + ∂ u i ∂ x j ) (4) 那么，温度可由如下能量守恒方程计算： ρ C p u i d T d x i = u i d P d x i + ∇ 2 k T − ∂ u i ∂ x i P + μ ( ∂ u i ∂ x j ⋅ ∂ u i ∂ x j ) (5) 其中 C p 为比热，T为温度，k为热导率。 2.2. 材料模型 FSW稳态焊接过程中，焊缝金属的材料流动不仅受到焊接温度场的影响，还受到搅拌头形貌、焊接工艺和其与搅拌头接触状态等众多因素的影响。为建立能有效描述其流动行为的数学模型，必须对其进行抽象处理。并做简化与假设：假设焊缝材料为非牛顿流体。稳态焊接过程中，焊件温度并非恒定温度，而是呈一定规律分布。根据牛顿内摩擦定律可知，其流动速度梯度与剪应力大小不成正比，故其属于非牛顿流体；假设焊件流动材料为不可压缩流体。焊接过程中，焊缝材料流动的最大速度远小于搅拌头旋转线速度，表现为低速流动且材料本身不易被压缩，因此可将其视为不压缩流体。 搅拌摩擦焊接成形过程中，金属材料在理想塑性条件下发生高温状态下的大变形材料流动。此时，将焊缝金属材料视为与速度和温度有关的高粘度流体，并通过输入与流动应力 σ e 有关的粘度函数 μ 来描述其耦合属性，其中流动应力 σ e 是一个与变形速度和温度有关的量；同时将金属材料与搅拌头间的摩擦生热和金属材料内部的流动变形产热视为热源，则可以将焊接过程视为热传导方程与不可压缩Navier-Stokes方程相互耦合的非线性问题。 粘性作为流体的固有属性，是指流体在流动过程中具有抵抗剪切变形的特性，粘性的大小用与温度有关的粘度来度量。等效应力表达式为： σ e = 3 2 τ ⋅ τ (6) 由式(3)，切应力和粘度、应变率之间的关系为： τ = 2 μ ε ˙ (7) 所以等效应力和等效塑性应变率以及粘度之间的关系可以表示为以下的公式： σ e = 3 μ (8) 根据 Z = ε ˙ exp ( Q R T ) (9) 所以 μ ( T ， ε ˙ ) = 1 3 α ln { ( Z ( T ， ε ˙ ) A ) 1 n + [ ( Z ( T ， ε ˙ ) A ) 2 n + 1 ] 1 2 } (10) 其中流动应力 σ e 是一个与变形速度和温度有关的量；同时将金属材料与搅拌头间的摩擦生热和金属材料内部的流动变形产热视为热源，则可以将焊接过程视为热传导方程与不可压缩Navier-Stokes方程相互耦合的非线性问题。本文被焊材料采用6061铝合金，其热物理性能随温度变化如表1 [ 9 ] 所示。 Table 1 Material properties of 6061Al alloy used in mode 温度/℃ 热导率/W∙m −1 ∙k −1 比热/J (kg∙k) −1 密度/kg∙m −3 25 175.8 700 2700 100 180 795 200 182 879 300 184.2 863 400 188.4 1005 表1. 6061铝合金材料性能参数 2.3. 几何模型 设定工件几何尺寸为120 mm × 30 mm × 3 mm。搅拌头作为刚体处理，在建立计算域时，将搅拌头表面作边界处理，并对计算域进行六面体网格剖分。FSW过程中搅拌头与被焊工件发生相对位置变化。搅拌头的移动会导致计算域的形状发生改变，为简化计算过程，本文采用入口–出口的方式对模拟中的物理过程进行简化，即材料从板材入口以焊接速度流入计算域，从对侧出口流出计算域。