【CN109974593A】一种模拟土体柱孔扩张的试验装置及试验方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910255067.2

(22)申请日 2019.04.01

(71)申请人 太原理工大学

地址 030024 山西省太原市万柏林区迎泽

西大街79号

(72)发明人 章敏　韦炳钰　赵仓龙　张宏宇　

(74)专利代理机构 太原市科瑞达专利代理有限

公司 14101

代理人 申艳玲

(51)Int.Cl.

G01B 11/02(2006.01)

(54)发明名称

一种模拟土体柱孔扩张的试验装置及试验

方法

(57)摘要

本发明公开了一种模拟土体柱孔扩张的试

验装置及试验方法。该装置包括模型箱、门型支

架、挤土装置、高速摄像机、围压装置和数据采集

装置；所述模型箱为长方体结构，它的一个短边

侧面采用钢化玻璃板制作，高速摄像机正对该透

明玻璃面，所述门型支架立于模型箱短边方向的

两侧，所述挤土装置包括辊轴组件、挂布、曲柄摇

手和盖板；围压装置设置在与模型箱透明玻璃相

对应的另一侧，所述围压装置包括气囊、加载板、

隔板和真空泵；所述数据采集装置包括测力传感

器、孔隙水压力计和土压力盒。本发明实现了对

挤土效应的同步动态测试，克服了以往只能通过

理论分析来研究土体柱孔扩张的不足。权利要求书2页 说明书5页 附图4页CN 109974593 A 2019.07.05

C N 109974593

A

权　利　要　求　书1/2页CN 109974593 A

1.一种模拟土体柱孔扩张的试验装置，其特征在于：包括模型箱、门型支架、挤土装置、高速摄像机、围压装置和数据采集装置；

所述模型箱为长方体结构，它的一个短边侧面采用钢化玻璃板制作，高速摄像机正对该透明玻璃面，所述模型箱的箱顶短边方向设置有第一外伸板，长边方向等间距布置有两个第二外伸板；

所述门型支架立于模型箱短边方向的两侧，门型支架由横梁和两根立柱组成，立柱底部固定于地面；

所述挤土装置包括辊轴组件、挂布、曲柄摇手和盖板；其中辊轴组件由四组辊轴组成，分别为第一辊轴、第二辊轴、第三辊轴、第四辊轴，第一辊轴、第二辊轴、第三辊轴的两端固定在门型支架横梁上，其中辊轴直径与轴承相匹配；第四辊轴沿模型箱的对称轴设置在模型箱的顶部，第四辊轴的两端通过轴承置于第一外伸板上，并在模型箱透明玻璃一侧与曲柄摇手连接；所述挂布缠绕并悬挂于辊轴组件上，其中一套挂布连接第二辊轴和第四辊轴，另一套连接第一辊轴和第三辊轴；预先将缠绕在第二辊轴上的橡胶模黏结在第四辊轴上，第一辊轴和第三辊轴上的橡胶模在第四辊轴下方黏结在一起，两套挂布在第四辊轴下方贴合，中间涂抹减阻剂；所述盖板位于模型箱顶部，由固定板和滑动板组成，盖板以第四辊轴为对称轴左右对称布置，在模型箱短边上设置了滑槽，滑动板沿该滑槽进行滑动，固定板和滑槽固定在第一外伸板和第二外伸板上；通过设置盖板，防止在挤土过程中土体向上隆起；

围压装置设置在与模型箱透明玻璃相对应的另一侧，所述围压装置包括气囊、加载板、隔板和真空泵；在模型箱侧面设有一个空腔，该空腔由加载板、上部隔板和模型箱的侧壁围成，气囊内置于该空腔中，并通过气囊管与外部真空泵连接；加载板位于气囊一侧，竖直立于模型箱内部，加载板高度与模型箱高度一致；加载板将模型箱与围压装置分隔开；

所述数据采集装置包括测力传感器、孔隙水压力计和土压力盒；两个测力传感器分别设置在固定第四辊轴的轴承的上方，孔隙水压力计和土压力盒均匀设置在土体内部。

2.根据权利要求1所述的模拟土体柱孔扩张的试验装置，其特征在于：所述第一辊轴、第二辊轴、第三辊轴通过T型轴承支承于模型箱上方的门型支架横梁上。

3.根据权利要求1所述的模拟土体柱孔扩张的试验装置，其特征在于：所述挂布为橡胶膜。

4.根据权利要求3所述的模拟土体柱孔扩张的试验装置，其特征在于：所述橡胶膜的端部设有挡环，橡胶模幅宽为模型箱长边的四分之三，缠绕在第四辊轴的橡胶模的一端紧贴模型箱透明箱壁，另一端在辊轴上固定挡环。

5.根据权利要求1所述的模拟土体柱孔扩张的试验装置，其特征在于：减阻剂为石墨粉、润滑油或润滑脂中的一种。

6.根据权利要求1所述的模拟土体柱孔扩张的试验装置，其特征在于：所述加载板距离模型箱不透明一端的距离为模型箱长边的四分之一。

7.根据权利要求1所述的模拟土体柱孔扩张的试验装置，其特征在于：滑槽和固定板通过螺栓固定在第一外伸板和第二外伸板上；所述滑动板紧贴第四辊轴位于固定板的内侧，固定板紧靠滑动板，其中，滑动板比固定板高2mm，滑动板两端与滑槽上滑轮固定，通过滑轮带动滑动板在滑槽里滚动。

8.根据权利要求1所述的模拟土体柱孔扩张的试验装置，其特征在于：所述隔板与模型

2

半导体专业实验补充silvaco器件仿真..

实验2 PN结二极管特性仿真 1、实验内容 （1）PN结穿通二极管正向I-V特性、反向击穿特性、反向恢复特性等仿真。 （2）结构和参数：PN结穿通二极管的结构如图1所示，两端高掺杂，n-为耐压层，低掺杂，具体参数：器件宽度4μm，器件长度20μm，耐压层厚度16μm，p+区厚度2μm，n+区厚度2μm。掺杂浓度：p+区浓度为1×1019cm-3，n+区浓度为1×1019cm-3，耐压层参考浓度为5×1015 cm-3。 图1 普通耐压层功率二极管结构 2、实验要求 （1）掌握器件工艺仿真和电气性能仿真程序的设计 （2）掌握普通耐压层击穿电压与耐压层厚度、浓度的关系。 3、实验过程 #启动Athena go athena #器件结构网格划分； line x loc=0.0 spac= 0.4 line x loc=4.0 spac= 0.4 line y loc=0.0 spac=0.5 line y loc=2.0 spac=0.1 line y loc=10 spac=0.5 line y loc=18 spac=0.1 line y loc=20 spac=0.5 #初始化Si衬底； init silicon c.phos=5e15 orientation=100 two.d #沉积铝； deposit alum thick=1.1 div=10 #电极设置 electrode name=anode x=1 electrode name=cathode backside #输出结构图 structure outf=cb0.str tonyplot cb0.str #启动Atlas go atlas #结构描述

+++水电模拟渗流实验

+++水电模拟渗流实验

中国石油大学渗流力学实验报告 实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： - 水电模拟渗流实验 一、水电模拟原理 1、水电相似原理 利用电场模拟地层流体的渗流规律，机理在于流体通过多孔介质流动的微 分方程与电荷通过导体材料流动的微分方程之间的相似性，即水-电相似原理。 多孔介质中流体的流动遵守达西定律： )(p grad K A q v μ-== (3-1) 式中，v —流速，m/s ；q —流量，cm 3/s ；A —渗流截面积，cm 2；K —渗透率，2m μ； μ—流体粘度，s mPa ?；P —压力，0.1MPa 。 通过导体的电流遵守欧姆定律： )(U grad S I ρδ-== (3-2) 式中，ρ为电导率，是电阻率的倒数，西门子/cm ；U —电压，伏；δ-电流密度，安培/cm 2；I-电流，安培，S-导体截面积，cm 2。 均质地层不可压缩流体通过多孔介质稳定渗流连续性方程： 0)(=???? ??P grad K div μ (3-3) 均匀导体中电压分布方程： ()div grad U ρ()=0 (3-4)

对比方程上述方程可以看出：电场与渗流场可用相同的微分方程进行描 述，因此，不可压缩流体的稳定渗流问题可用稳定电场进行模拟。于是可以用电位分布来描述渗流场的压力分布，用电流来描述流量或流速，电阻描述渗流阻力。 2、水电相似准则 物理模拟模型各参数与油层原型相应参数之间存在比例关系，称为相似系数。各相似系数之间满足一定的约束条件，称为相似准则。水电模拟各相似系数定义如下： 1）几何相似系数 模型的几何参数与油层的相应几何参数的比值。即： ()()m l o L C L = (3-5) 任意点的几何相似系数必须相同。 2）压力相似系数 模型中两点之间的电位差与地层中两相应点之间的压差的比值。即： ()()m p o U C P ?=? (3-6) 3）阻力相似系数 模型中的电阻与油层中相应位置渗流阻力的比值。即： f m r R R C = (3-7) 4）流动相似系数 模型中电解质溶液的电导率与地层流体流度的比值。即：

用模拟实验探索天气现象和水循环的成因

用模拟实验探索天气现象与水循环的成因 昆山实验小学江漪2010/4/15 摘要：本文阐述了模拟实验的必要性，是为了对难以直接观察的对象做动态观察的一种简便的方法，能让学生在课堂上完成，并且将小学阶段中高年级教材中有关模拟实验的线索串起来做螺旋上升式研究。以研究天气现象为切入点，并发展到対天气现象的形成原因——水循环的结果做深入的研究。在教学时，以模拟实验研究动态变化为主要手段，并配以动态视频及动态画面为点睛之笔，使学生在有限的课堂上能对大自然的复杂现象有较为直观的认识，并能将这种感性认识经过电教手段的画龙点睛上升到理性认识。 关键词：模拟实验对自然现象做动态研究对模拟实验内容作螺旋上升式研究 一、模拟实验的优点 科学课是让学生睁大眼睛看大自然的教育，是把大自然作为研究对象的学科，就要把大自然展现给他们看。但自然界的现象很复杂、很难进行直接观察，在科学探究过程中，有些科学问题单凭观察是难以得出结论的，在难以直接拿研究对象作实验时，有时就用模型来做实验，即模仿实验对象制作的科学模型。如：水循环模型、三球仪、月相变化模型、地球构造模型等；但模型只有老师有，作为教具使用，学生没有，不能近距离的观察清楚。有时还可以模仿研究对象制作模型——建模制作。如制作地球模型、地表模型、星座模型等；这种方法使学生有了模型，但只能满足静态表面的观察，为了要更深入地了解自然现象的形成及原因，进行动态观察，还需要模仿研究对象的某些条件进行模拟实验。即根据研究的目的，利用一定的仪器，再现大自然中某种现象从而探索规律的实验。是在实验时人为的控制和模拟自然现象去研究自然的一种实验形式。以使自然的复杂现象在经过人为的简化条件下，使其复生和重现，达到模拟自然界的情况，人们有可能将所得到的实验结果和自然界观察的现象相验证进而作为推理的依据和参考。 在整个小学科学体系中，有一根线索将模拟实验串起来，层次清楚，逐年递进，各年级段有不同的要求，在实际进行时螺旋上升；不断巩固前一阶段培养的内容，同时进行本阶段内容的培养。这些实验既有知识的要求，又有科学探究的实践。这些活动以学生的年龄特征和经验为背景，按照由近及远、由浅入深、由简单到复杂的序列编排。给学生创设了由模仿到半独立、再到独立的亲历过程的机会，给学生一个由生疏到熟练逐步进行的过程。（引自《小学自然能力培养教学提示》江苏教育出版社）下面顺着模拟天气现象的线索来说明模拟实验的方法和作用。 二、模拟天气现象的成因

多功能动态模拟实验装置检测

目录 _Toc345598421 第1章绪论.............................................................................................................. - 1 - 1.1目的..................................................................................................................... - 1 - 1.2 课题背景与意义.................................................................................................. - 1 - 1.3监测原理 ............................................................................................................. - 1 - 1.4实验装置简介 ...................................................................................................... - 3 - 第2章被测参数及仪表选用.......................................................................................... - 5 - 2.1本设计需要检测和控制的主要参数 ..................................................................... - 5 - 2.2实验管流体进、出口温度测量............................................................................. - 5 - 2.2.1检测方法设计以及依据 ............................................................................. - 5 - 2.2.2仪表种类选用以及设计依据...................................................................... - 7 - 2.2.3测量注意事项............................................................................................ - 7 - 2.2.3误差分析 ................................................................................................... - 7 - 2.3实验管壁温测量 .................................................................................................. - 7 - 2.3.1检测方法设计以及依据 ............................................................................. - 8 - 2.3.2仪表种类选用以及设计依据...................................................................... - 8 - 2.3.3测量注意事项............................................................................................ - 9 - 2.3.4误差分析 ................................................................................................... - 9 - 2.4水浴温度测量 ...................................................................................................... - 9 - 2.4.1检测方法设计以及依据 ............................................................................. - 9 - 2.4.2仪表种类选用以及设计依据....................................................................- 10 - 2.4.3测量注意事项..........................................................................................- 11 - 2.5水位测量 ...........................................................................................................- 11 - 2.5.1检测方法设计以及依据 ...........................................................................- 11 - 2.5.2仪表种类选用以及设计依据....................................................................- 12 - 2.5.3测量注意事项..........................................................................................- 14 - 2.5.4误差分析 .................................................................................................- 14 - 2.6流量测量 ...........................................................................................................- 14 - 2.6.1检测方法设计以及依据 ...........................................................................- 14 - 2.6.2仪表种类选用以及设计依据....................................................................- 14 - 2.6.3测量注意事项以及误差分析....................................................................- 15 - 2.7差压测量 ...........................................................................................................- 15 - 2.7.1检测方法设计以及依据 ...........................................................................- 15 - 2.7.2仪表种类选用以及设计依据....................................................................- 16 - 2.7.3测量注意事项..........................................................................................- 17 - 2.8 心得体会...........................................................................................................- 17 - 参考文献.........................................................................................................................- 18 -

【CN209878758U】一种综合应用的室内模拟土柱实验装置【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920618031.1 (22)申请日 2019.04.30 (73)专利权人 山西农业大学 地址 030801 山西省晋中市太谷县山西农 业大学 (72)发明人 栗丽　李廷亮　张晋丰　谢钧宇　 李丽娜　黄晓磊　 (74)专利代理机构 太原华弈知识产权代理事务 所 14108 代理人 梁丽丽 (51)Int.Cl. G01N 33/24(2006.01) G01N 15/08(2006.01) (54)实用新型名称 一种综合应用的室内模拟土柱实验装置 (57)摘要 本实用新型涉及一种综合应用的室内模拟 土柱实验装置，由供水装置、填土装置和滤液收 集装置组成；所述供水装置由供水箱、蠕动泵和 降雨筛组成，所述蠕动泵连接在供水箱的出水 口，所述降雨筛通过管道与蠕动泵连接，所述填 土装置由若干段螺纹连接的中空填土管构成，所 述填土装置的外侧壁上间隔设有若干采样口，填 土装置的两端和两段中空填土管的连接处均设 有渗漏板，所述滤液收集装置为一中空的漏斗 体，其喇叭口朝上，下端开口方便收集滤液，上端 口与填土装置的下端口螺纹连接，上端口设有一 可拆卸的挡板。本实用新型的综合应用的室内模 拟土柱实验装置，不仅可以根据污染物不同而选 择土柱长度，还可以根据实验要求选择所需土柱 的入水方式。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 209878758 U 2019.12.31 C N 209878758 U

权　利　要　求　书1/1页CN 209878758 U 1.一种综合应用的室内模拟土柱实验装置，其特征在于由供水装置、填土装置和滤液收集装置组成； 所述供水装置由供水箱、蠕动泵和降雨筛组成，所述蠕动泵连接在供水箱的出水口，所述降雨筛通过管道与蠕动泵连接； 所述填土装置由若干段螺纹连接的中空填土管构成，所述填土装置的外侧壁上间隔设有若干采样口，所述采样口与填土装置内部连通，填土装置的两端和两段中空填土管的连接处均设有渗漏板，所述渗漏板上均匀设有小孔，填土装置近上端口的外侧壁上设有与填土装置连通的径流口，所述径流口上设有径流口塞，填土装置近下端口的外侧壁上设有与填土装置连通的注水口，所述注水口上设有注水口塞，所述填土装置的上端口设置在降雨筛的下方，填土装置的直径与降雨筛的直径相同； 所述滤液收集装置为一中空的漏斗体，其喇叭口朝上，下端开口方便收集滤液，上端口与填土装置的下端口螺纹连接，上端口设有一可拆卸的挡板。 2.根据权利要求1所述的综合应用的室内模拟土柱实验装置，其特征在于所述供水箱设有刻度。 3.根据权利要求1所述的综合应用的室内模拟土柱实验装置，其特征在于所述降雨筛设有若干，降雨筛上的筛孔分别设有不同的孔径。 4.根据权利要求1所述的综合应用的室内模拟土柱实验装置，其特征在于所述中空填土管为透明的圆管。 5.根据权利要求1所述的综合应用的室内模拟土柱实验装置，其特征在于所述填土装置上端口设置的渗漏板的小孔的孔径为2mm，设置在填土装置内部距离上端口10cm的位置。 6.根据权利要求1所述的综合应用的室内模拟土柱实验装置，其特征在于所述注水口的直径为2mm，设置在距离填土装置底部5cm处的填土装置外侧壁上。 2

实验六 半导体器件仿真实

实验六半导体器件仿真实验 姓名:林少明专业：微电子学学号11342047 【实验目的】 1、理解半导体器件仿真的原理，掌握Silvaco TCAD 工具器件结构描述流程及特 性仿真流程； 2、理解器件结构参数和工艺参数变化对主要电学特性的影响。 【实验原理】 1. MOSFET 基本工作原理（以增强型NMOSFET 为例）： 图 1 MOSFET 结构图及其夹断特性 当外加栅压为0 时，P 区将N+源漏区隔开，相当于两个背对背PN 结，即使在源漏之间加上一定电压，也只有微小的反向电流，可忽略不计。当栅极加有正向电压时，P 型区表面将出现耗尽层，随着V GS的增加，半导体表面会由耗尽层转为反型。当V GS>V T时，表面就会形成N 型反型沟道。这时，在漏源电压V DS的作用下，沟道中将会有漏源电流通过。当V DS一定时，V GS越高，沟道越厚，沟道电流则越大。

2. MOSFET 转移特性 V DS 恒定时，栅源电压 V GS 和漏源电流 I DS 的关系曲线即是 MOSFET 的转移特性。 对于增强型 NMOSFET ，在一定的 V DS 下， V GS =0 时， I DS =0；只有 V GS >V T 时,才有 I DS >0。图 2 为增强型 NMOSFET 的转移特性曲线。 图 2 增强型 NMOSFET 的转移特性曲线 图中转折点位置处的 V GS （th ） 值为阈值电压。 3. MOSFET 的输出特性 对于 NMOS 器件，可以证明漏源电流： 令n = ox WC L μβ，称β为增益因子。 （1）()DS GS T V V V <<- 由于 V DS 很小，忽略2DS V 项，可得：

模拟实验土柱和装置

模拟实验土柱和装置 1.土柱的概述 实验土柱通常分为两种：非扰动的原状土柱和填装的土柱。原状土柱较好地代表了研究对象的原土壤结构及理化性质。填装土柱可以是经过筛分的一种土壤，也可以是按一定比例混合的几种土壤。填装土柱不能保持原土壤结构，但是，适用于一定目的的专门研究。例如，通过改变各种参数（土壤粒径、比表面和矿物组分，土壤水的PH值，或土壤的不同混合比例等），来研究土壤对特定污染物的吸附性能。 2.土柱的尺寸 土柱的尺寸没有硬性的规定，一般认为圆形土柱的长度大于其直径的 2.5倍即可。不过对于要求精确的模拟土柱，其尺寸还要考虑以下几个方面：（1）污染物通常含有多种物质，在设计实验的过程中应当以迁移能力最强的污染物为标准来设计土柱，一般来说迁移能力上，有机污染物<阳离子污染物<阴离子污染物。 （2）由于在土柱内建立稳定的非饱和流场的方法不同，当土柱下段含水率偏高，不能满足实验要求时必须增长土柱的长度。 （3）对于不同的实验目的，必须根据测量方法和测量数据来确定土柱长度与直径的比值。 3.入水方式 入水方式通常有从上往下渗水和从下往上饱水两种。通常前者用于，地表污染物往土壤中的下渗，可以比较正确地反应该条件下污染物在土壤中的迁移情况，但是无法用于研究土壤对其的吸附作用。而从下往上饱水，可以让土壤与污染物充分接触，是研究土壤对污染物吸附机理和模型的最佳方式。 一般情况下，土柱模型都采用定流量水，在要求并不是很高的实验中，通常使用双马氏瓶来固定入水水头，但是在精度很高或者要求很大，很小或很稳定的水流量时，必须使用蠕动泵入水。 4.土柱的注意事项 （1）砾石层不管入水方式如何，必须在入水口的土壤前铺设1-2cm厚的砾石层，防治水流对土壤层的冲刷，从上往下渗水尤其必须注意。而在出水口土壤后也必须铺设1-2cm的砾石层，防治土壤堵塞。 （2）尼龙丝网，任何不同材料的层位之间，都应该放置尼龙丝网，且必须根据流向和材料来选择尼龙丝网的目数，当顺流向且材料由细变粗时，尼龙网需要目数足够大以阻挡细材料往粗材料中的渗透。 （3）反应渗透墙，根据实验的目的和所研究的污染物种类，可以适当的在土柱中添加反应渗透墙。反应渗透墙的材料组成厚度都必须经过详细的计算以选取合适的数值。 （4）柱身出水处首先为了防止土壤对柱身处水口的堵塞，必须在出水口前布置合适的尼龙丝网；其次在不同的实验中，此出水口有不同的功能，例如水头

基于BIM模型制作施工模拟和模型演示总结

基于BIM模型制作施工模拟及演示动画的总结 李博关锦鹏 一、BIM模型介绍 公司拟定于2014年12月25日进行吕梁新城供水一期工程项目的投标，为在投标中展示公司技术实力与施工水平，投标前公司领导决定为该项目制作施工模拟及效果演示动画。 该项目模型由Revit软件制作，建模工作早于2014年9月份开始并于2014年11月中旬完成，模型包含净水厂的工艺管道系统、热力系统、排污系统、雨排水系统、自用水系统以及各车间互联管道等，此外还根据土建图纸制作了各车间的简化模型并标示名称。 二、动画制作过程 演示动画使用NavisWorks软件制作，于2012年12月15日开始12月21日结束，历时一周。动画内容包括整体鸟瞰和主工艺管道漫游、各管道系统展示、模拟施工演示、设计问题检查等内容。具体制作过程如下： 1、对模型中的管道系统及建筑物建立多个选择集，以便渲染及模拟施工时能够快速准确选择对象。 2、选择背景颜色并使用Autodesk Rendering为各个选择集中的对象染色，染色完成后对各对象颜色进行调整。 3、使用保存视点功能制作漫游动画并导出。 4、使用TimeLiner功能制作模拟施工演示动画并导出。

5、通过隐藏与显示使不同系统单独显示并截图保存。 6、使用Revit软件对模型显示的设计问题进行截图，修改问题后再次截图。 7、使用PPT制作图片的演示文稿以及各段视频间的衔接字母的演示文稿并导出动画。 8、使用视频合成软件将上述素材合成为一个视频，加背景音乐，加水印。 三、动画制作经验总结 1、在NavisWorks中建立选择集通常是通过从选择树中选取进行的。选择树中的根目录为Revit文件名称，二级目录为图层名称也即Revit文件中的标高名称。换言之，Revit建模过程中，在某个标高上建立的模型转化到NavisWorks中就必然出现在该标高名称的图层(即选择树根目录)中。NavisWorks图层中的项目名称与Revit建模时对项目的命名名称一致，而选择树则会将同一名称的对象和同一类型的对象归类。根据上述规律，我们在建模时如果将同系统管道与管件命名成相同名称或在指定的标高下建模，在NavisWorks的选择树中则极易选取。如图：

多功能动态模拟实验装置检测

目录 目录............................................................ - 0 -第1章绪论...................................................... - 1 - 1.1目的......................................................... - 1 - 1.2 课题背景与意义............................................... - 1 - 1.3监测原理..................................................... - 2 - 1.4实验装置简介 ................................................. - 4 -第2章被测参数及仪表选用........................................... - 5 - 2.1本设计需要检测和控制的主要参数 ............................... - 5 - 2.2实验管流体进、出口温度测量 ................................... - 5 - 2.2.1检测方法设计以及依据.................................. - 6 - 2.2.2仪表种类选用以及设计依据 ............................... - 7 - 2.2.3测量注意事项 ........................................... - 8 - 2.2.3误差分析 ............................................... - 8 - 2.3实验管壁温测量 ............................................... - 8 - 2.3.1检测方法设计以及依据.................................. - 8 - 2.3.2仪表种类选用以及设计依据.............................. - 9 - ............................. - 9 - 2.3.3测量注意事项 ......................................... - 9 - 2.3.4误差分析 ............................................ - 10 - 2.4水浴温度测量 ................................................ - 10 - 2.4.1检测方法设计以及依据................................. - 10 - 2.4.2仪表种类选用以及设计依据............................. - 10 - 2.4.3测量注意事项 ........................................ - 11 - 2.5水位测量.................................................... - 12 - 2.5.1检测方法设计以及依据................................. - 12 -

模电实验报告——半导体器件特性仿真

实验报告 课程名称：___模拟电子技术基础实验_____实验名称：____半导体器件特性仿真____实验类型：__EDA___ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、 实验目的和要求 1、了解PSPICE 软件常用菜单和命令的使用。 2、掌握PSPICE 电路图的输入和编辑。 3、学习PSPICE 分析设置、仿真、波形查看等方法。 4、学习半导体器件特性的仿真分析方法。 二、 实验内容和原理 1、二极管伏安特性测试电路如图3.1.1所示，输入该电路图，设置合适的分析方式及参数，用PSpice 程序仿真分析二极管的伏安特性。 2、在直流分析中设置对温度的内嵌分析，仿真分析二极管在不同温度下的伏安特性。 3、将电源Vs 用VSIN 元件代替，并设置合适的元件参数，仿真分析二极管两端的输出波形。 4、三极管特性测试电路如图3.1.2所示，用PSpice 程序仿真分析三极管的输出特性，并估算电压放大倍数。 图3.1.1 二极管特性测试电路 图3.1.2 三极管特性测试电路 三、 主要仪器设备 装有PSpice 程序的PC 机 四、 操作方法和实验步骤 1、二极管特性的仿真分析

受温度影响。用PSpice仿真时，从元件库中选出相应元件，连线，设置分析参数。二极管特性测试电路的直流扫描分析参数可设置为：扫描变量类型为电压源，扫描变量为Vs，扫描类型为线性扫描，初始值为-200V，终值为40V，增量为0.1V。为了仿真分析二极管在不同温度下的伏安特性，还需设置直流扫描的内嵌分析（Nested Sweep）,内嵌分析参数可设置为：扫描变量类型为温度，扫描类型为列表扫描，扫描值为-10(℃)，0(℃)，30(℃)。在Probe程序中可查看到二极管的伏安特性曲线，其横坐标应为二极管两端电压V（2）。为了分析温度对二极管伏安特性的影响，可以改变X坐标轴和Y坐标轴的范围，得到二极管在不同温度下的正向伏安特性曲线。 2、三极管特性的仿真分析 三极管的共射输出特性曲线是在一定的基极电流下，三极管的集电极电流与集电极发射极电压之间的关系。用PSpice仿真时，从元件库中选出相应元件，连线，设置分析参数。直流扫描分析参数可设置为：扫描变量类型为电压源，扫描变量为VCC，扫描类型为线性扫描，初始值为0V，终值为50V，增量为0.1V。设置直流扫描的内嵌分析（Nested Sweep）,内嵌分析参数可设置为：扫描变量类型为电流源，扫描类型为IB，扫描类型为线性扫描，初始值为0，终值为100μA，增量为10μA。在Probe程序中可查看到三极管集电极电流IC（Q1）的曲线，需将X轴变量设置为三极管集电极与发射极之间的电压V（Q1：c），并选择合适的坐标范围 ，可得到三极管的输出特性曲线。 五、实验数据记录和处理 1、二极管特性的仿真分析

地下水开采对海河流域水循环过程影响的模拟

关键词：海河流域；陆面过程；地下水开采；水循环；模拟研究 中图分类号：p641 文献标志码：a 文章编号：1672-1683（2016）04-0054-06 近年来，人类对水资源的开发利用日趋广泛，极大地扰乱了自然水循环过程。尤其在地表水资源量无法满足用水需求或地表水污染严重的地区，持续开采地下水不但会造成地面沉降、湿地减少、海水入侵以及地下水污染，而且会导致陆地水资源的枯竭[1-2]，同时由于更多的水分被抽取至地表，引起局地土壤湿度和地面温度的变化，进而影响水循环过程[3-7]。因此，考虑地下水开采活动对流域水循环影响研究是十分必要的。 由于受到地下水农业灌溉、河道取用水等高强度人为活动的影响，海河流域地表产汇流非线性特征明显，水文过程模拟的不确定性较大。夏军等[14]结合水文非线性系统方法与分布式流域水文模拟技术自主研发了一种分布式时变增益水文模型（dtvgm），其特点在于能模拟人类活动影响下的降雨、径流等水文变量之间非线性关系[15]，对下垫面实时反应能力较强，尤其在海河、黑河、黄河等半干旱-半湿润流域的模拟效果较好，且计算消耗小[16]。因此，本研究利用dtvgm的产流机制改进clm3.5的产流过程，同时嵌入地下水开采对流域水循环影响的模块，并考虑经济社会用水，构建能够描述流域自然-人文过程的大尺度陆地水循环模型（clm-dtvgm），然后以中国科学院青藏高原研究所基于princeton 再分析数据建立的一套中国区域高时空分辨率地面气象要素数据集作为大气强迫驱动，设置两种模式（无人类活动影响s1和仅考虑开采地下水s2），对海河流域过去30年的地表径流、蒸散发和土壤湿度进行模拟，分析地下水开采活动对海河流域水循环过程的影响。 1 研究区和数据介绍 1.1 研究区 海河流域（图1）位于东经112°-120°，北纬35°-43°之间，总面积约31.8万km2。按照流域西北高，东南低的地势，大致可分高原、山地和平原三种地貌类型。流域西部和北部的高原及山地占流域总面积的60%，流域东部和南部以农田为主，也是主要的人口居住地，占流域总面积的40%。海河流域多年平均降水量为539 mm，自20世纪50年代以来，降水总体上呈现逐步减少的趋势。流域年平均气温为10.8 ℃，年内变化较为平缓。海河流域作为严重的资源性缺水地区，水资源供需矛盾十分突出，用不足全国1.3%的水资源量，承担着全国11%的耕地面积和10%人口用水任务 [17]。由于流域内地表水资源非常匮乏，主要通过开采地下水进行灌溉，区内已形成大范围常年性浅层地下水位降落漏斗，地下水超采是地下水位下降的主导原因[18]。近50年来，海河流域累计超采地下水高达1 900 亿m3，目前地下水年开采量约占流域总供水量的2/3[19]。大范围超采活动已使海河流域地下水处于不可持续状态，严重威胁该地区的可持续发展。 1.2 数据介绍 工业、生活和农业的单位用水数据来自《中国水资源公报2000》（表1），并且在流域内保持固定不变。 2 研究方法 2.1 模型介绍 clm3.5模式是ncar发布的新一代陆面过程模式，是在clm3.0的基础上对陆面参数和水文过程加以改进，引进并完善了径流、地下水、碳循环和冻土过程，其具体物理过程在文献中有较为详尽的描述[21-22]。clm3.5原有的地表产流采用topmodel模型中的simtop参数化方案，即根据蓄满产流和超渗产流的机制来计算，其中关键参数是计算单元的饱和因子，其依赖表层土壤的不透水面积，计算较为复杂。 本研究采用dtvgm模型的时变增益因子来改进clm3.5中的产流模型，即考虑降雨径流的非线性关系，以及产流过程中土壤湿度不同引起的产流量变化，通过时变增益因子简化了水文循环系统的输入输出之间复杂的非线性关系，达到与一般volterra泛函级数相同的模拟效

三维人体动态计算机模拟及仿真系统

三维人体动态计算机模拟及仿真系统 (一) LifeMOD生物力学数字仿真软件 1. 简介 LifeMOD 生物力学数字仿真软件是在 MSC.ADAMS 基础上,进行二次开发，用以研究人体生物力学特征的数字仿真软件，是当今最先进、最完整的人体仿真软件。LifeMOD 生物力学数字仿真软件可用于建立任何生物系统的生物力学模型。这种仿真技术可使研究人员建立各种各样的人体生物力学模型，模拟和仿真人体的运动，并深入地了解人体动作背后的力学特性以及动作技能控制规律。鉴于LifeMOD 生物力学数字仿真软件的强大功能，它成功地应用于生物力学、工程学、康复医学等多个领域。 2. 厂商 美国BRG(Biomechanics Research Group)公司具有超过20年的与世界顶级研究机构和商业机构的成功合作历史，包括体育器材生产商、整形外科、人体损伤研究机构、高校和研究院所、政府机构、医疗器械生产商以及空间技术研究机构，在生物力学、工程学、康复医学等许多行业中有卓越的名誉。 3. 型号 LifeMOD 2008.0.0 4. 功能 LifeMOD 生物力学数字仿真软件的功能强大、先进而且普遍适用。 LifeMOD 生物力学数字仿真软件可用于建立任何生物系统的生物力学模型。这种仿真技术可使研究人员建立各种各样的人体生物力学模型；这些模型既能够再现现实的人体运动，也能够按照研究者的意愿预测非现实的人体运动；通过人体动作的模拟和仿真，计算出人体在运动过程中的运动学和动力学数据，从而使研究者能够深入地了解人体动作背后的力学特性以及动作技能控制规律。 在体育领域，利用LifeMOD的个性化建模和强大的计算能力，不但可以将运动员的比赛和训练情况进行再现并分析运动学、动力学特征，而且能够根据运动员各自的生理特征来进行不同情况的仿真，进行优化分析，进而达到优化运动员技术的目的，从而指导和帮助运动训练。 5. 软件特性 LifeMOD 生物力学数字仿真软件是创建成熟、可信的人体模型的工具。它具有以下特性： ● 快速生成人体模型。能在不到一分钟的时间里完成人体模型的创建。● 完整的骨骼/皮肤/肌肉模型。具有骨骼、皮肤、肌肉的人体模型与受试 对象是成比例的。 ● 可根据研究需要，建立不同精度的人体模型。（简单的是19环节18关

土柱实验

《土柱实验》教学指导书 一、实验目的 1、加强对黄土特性的学习，掌握土壤弥散系数的概念和方法； 2、观察污染物在土壤中的迁移情况； 3、深入了解土壤对污染物的吸附和解析模型； 4、熟悉模拟实验数据的记录和处理，是将来进行污染物运移数学模拟的基础。 二、实验内容 1、测定土壤的弥散系数 2、观察污染物在土壤中的迁移 3、建立土壤对污染物的等温吸附模型和吸附动力学模型； 4、建立土壤对污染物的等温解析模型和解析动力学模型； 三、仪器相片 活性碳夹层柱身出水口出水或入水孔 四、模拟实验土柱和装置 1、土柱的概述 实验土柱通常分为两种：非扰动的原状土柱和填装的土柱。原状土柱较好的代表了研究对象的原土壤结构及理化性质。填装土柱可以是经过筛

分的一种土壤,也可以是按一定比例混合的几种土壤。填装土柱不能保持原土壤结构,但是,适用于一定目的的专门研究。例如,通过改变各种参数(土壤粒径、比表面和矿物组分,土壤水的pH值,或土壤的不同混合比例等)，来研究土壤对特定污染物的吸附性能。 2、土柱的尺寸 土柱的尺寸没有硬性的规定，一般认为圆形土柱的长度大于其直径的2.5倍即可。不过对于要求精确的模拟土柱，其尺寸还要考虑以下几个方面 (1) 污染物通常含有多种物质，在设计实验的过程中应当以迁移能力最强的污染物为标准来设计土柱，一般来说迁移能力上，有机污染物<阳离子污染物<阴离子污染物。 (2) 由于在土柱内建立稳定的非饱和流场的方法不同,当土柱下段含 水率偏高，不能满足实验要求时，必须要增长土柱的长度。 (3) 对于不同的实验目的，必须根据测量方法和测量数据来确定土柱长度与直径的比值。 3、入水方式 入水方式通常有从上往下渗水和从下往上饱水两种。通常前者用于，地表污染物往土壤中的下渗，可以比较正确的反应该条件下污染物在土壤中的迁移情况，但是无法用于研究土壤对其的吸附作用。而从下往上饱水，可以让土壤与污染物充分接触，是研究土壤对污染物吸附机理和模型的最佳方式。 一般情况下，土柱模型都采用定流量水，在要求并不是很高的实验中，通常使用双马氏瓶来固定入水水头，但是在精度很高或者对要求很大，很小或很稳定的水流量时，必须使用蠕动泵入水。 4、土柱的注意事项 (1) 砾石层不管入水方式如何，必须在入水口的土壤前铺设1-2cm厚的砾石层，防治水流对土壤层的冲刷，从上往下渗水时尤其必须注意。而在出水口土壤后也必须铺设1-2cm的砾石层，防治土壤堵塞。 (2) 尼龙丝网任何不同材料的层位之间，都应该放置尼龙丝网，且必须根据流向和材料来选择尼龙丝网的目数，当顺流向且材料由细变粗时，尼龙网需要目数足够大以阻挡细材料往粗材料中的渗透。 (3) 反应渗透墙根据实验的目的和所研究的污染物种类，可以适当的在土柱中添加反应渗透墙。反应渗透墙的材料组成厚度都必须经过详细的计算以选取合适的数值。 (4) 柱身出水处首先为了防止土壤对柱身处水口的堵塞，必须在出水口前布置合适的尼龙丝网；其次在不同的实验中，此出水口有不同的功能，例如水头的测量和水质电导率的测量。 (5) 土柱内侧必须粗糙，以防止水沿内测管壁的优先流。 5、附属设备

循环冷却水动态模拟试验装置说明

WDM型循环冷却水动态模拟试验装置 光明化工研究设计院水处理工程技术中心生产制造的WDM型循环冷却水动态模拟试验装置，广泛使用于石油、化工、冶炼、电力等行业。1986年获化工部科技成果三等奖，1991年获全国第三届新技术、新产品展销会银奖。 该装置经连续不断的改进，各项功能日臻完善，是目前国内最先进的循环冷却水动态模拟试验装置，已用于全国各地50家单位。 装置流程为双水路，由计算机自动控制模拟换热器入口水温和循环水流量，能自动检测进出口水温差和换热蒸汽温度，各参数及时显示在计算机显示器上，巡回采检循环水流量模拟换热器进出口温差、换热蒸汽温度，并同时采检其他参数。同时计算出瞬时污垢热阻系数，并可同步打印以上各参数。试验结束时，由计算机给出污垢系数曲线和极限污垢热阻系数。 本装置是评价和筛选水质稳定剂配方的专用设备，能对水稳剂配方的缓蚀、阻垢效果、月污垢沉积量和运行工艺条件进行综合评定。 测控系统是专门为WDM-D型循环水动态模拟试验装置配套的实时监测、控制系统。按WDM-D型循环水动态模拟试验装置的技术要求，实现对温度与流量的实时监测、污垢热阻值计算、完成对实验结果的打印输出，数据处理和曲线绘制。本微机测控系统完成的实验结果可长期保存，也可在其他的分析试验中使用保存下来的数据和实验报告文件。 WDM-D型微机测控系统是在WDM-B型、WDM-C型的基础上，采用90年代最新的控制技术和软件技术，经过重新优化设计而成。WDM-D型微机测控系统采用管理微机（上位机）与控制微机（下位机）相结合的体系结构。管理微机由个人计算机组成，操作平台为Windows2000，数据处理、报表生成和曲线制作采用Excel。管理微机负责对监测数据的收集、管理、显示、存储及结果分析和输出，并接受分析操作员通过人机界面发出的控制指令。控制微机是以总线核心的单片机，负责执行管理微机的控制指令，完成对试验装置的实时控制，并把采集到的数据传送给管理微机。 WDM-D型动态模拟实验装置具有如下特点： 1、入口控制精度0.3℃（实际控制精度高达0.15℃）;循环流量控制精度为1%(实际控制精度0.5%)。 2、入口温度和出口温度的检测精度为0.2℃;蒸汽温度的检测精度0.5℃。 3、整个微机测控系统的可靠性取决于系统控制微机, 控制微机可靠性高。