学科前沿系列讲座课程总结

第一篇：学科前沿系列讲座课程总结

学科前沿系列讲座课程总结

学号： 2014300466

学院：航空学院 学科前沿系列讲座总结

本学期我们进行了四周的学科前沿系列讲座的课程学习。在四周的时间里，我们在四位来自航空学院的教授的精心讲解和介绍下，了解了许多关于航空火控系统发展及趋势、航空电子系统及其综合化发展、飞机通信导航与雷达系统发展历程及趋势、结构健康监测与深度学习理论四个方面的知识，掌握一些先进技术发展的最新动态，受到了很大的教育和启发。

在第一次讲座中，张安教授给我们讲解了航空火力控制系统的发展历程以及新一代机载火控系统的发展方向。从中我们了解到，随着科技的进步，机载武器火控系统已成为现代作战飞机的主体控制系统，将继续向着高度综合化、智能化、模块化、标准化的方向发展，可实现远距指挥引导、超视距多目标、多机协同攻击、近距大机动格斗、对面精确打击和反隐身、反电子对抗的作战能力。而我国的的机载火控雷达技术发展也经历了漫长的过程，到上世纪末，我国已经先后开发完成了多种性能较先进的机载火控雷达系统，形成了国内装备和外贸出口两大系列十余个品种，机载雷达的规格覆盖从装备在歼－７Ｇ上的小口径脉冲多普勒雷达到第三代重型战斗机的大型多用途雷达系统；功能由可以为离轴发射的红外格斗弹引导目标到可制导中距离拦射导弹，再到可导引发射后不管的主动雷达制导导弹和先进对地攻击弹药。我军新型作战飞机装备的雷达系统已经由单纯的制空作战发展到了具备地形测绘、合成孔径、地形跟随等功能，具备较强对地、海目标作战能力的现代化多功能火控雷达系统。以脉冲多普勒体制和平板缝阵天线为标志的新一代机载火控雷达系统，目前已经全面装备国产歼－８系列战斗机、＂飞豹＂战斗轰炸机、新型多用途战斗机和重型远程战斗机等。我国现有机载雷达整体性能基本达到了上世纪九十年代初期的国际先进技术水平，在部分技术性能方面已经接近当今国际先进水平，已经可以满足为我国第三代战斗机配套的需要。在这次讲座之后，我才真正的了解到了火控技术发展的艰辛和它无与伦比的重要性。

第二次讲座由宋东老师为我们讲解了航空电子系统的发展概况。在这次讲座中，我们了解到了综合航空电子技术发展至今，基本上经历了分立、联合、综合到高度综合这四个阶段。航电综合系统结构不断改进,使航空电子综合系统的水平迅速提高，从而促成了战斗机水平的更新换代。在航空电子系统对飞机整体性能影响日益增大的同时，航空电子系统的硬件成本占飞机出厂总成本的比例也在直线上升：从20世纪60年代F-4的10%，70年代F-15C 的21%，80年代中期F-16C的30%，到90年代EF2000和F-22战斗机的40%~50%。因此，未来的航空电子系统除继续保持航空电子的进一步综合化、信息化和智能化的发展势头外，还必须探索有效的解决办法减少航空电子的寿命周期费。

在第三次讲座中，马存宝教授给我们讲解了飞机的通信导航和与雷达系统。飞机的导航系统测量飞机的位置、速度、航迹、姿态等参数，供驾驶员或自动飞行控制系统引导飞行器按预定航线航行。飞机的机载气象雷达系统用于在飞行中实时地探测飞机前方航路上的危险气象区域，以选择安全的回避航路，保障飞行安全工作方式有“气象”、“气象与湍流”、“地图”等几种。机载GPS借助导航卫星给飞机电子设备和机组人员提供飞机位置信息。GPS可以提供经度、纬度、高度、精确时间和地速。GPS 可提供飞机的真航向信息。有了通信导航和雷达系统，飞机便仿佛拥有了千里眼和顺风耳，可以耳听六路眼观八方，使得飞行更加快捷安全。

最后一次讲座，姜洪开老师为我们讲述了结构健康监测与深度学习理论，十分手动。在这次讲座中，我们学习到机在长期飞行过程中，由于疲劳、腐蚀、材料老化以及高空中的环境等不利因素的影响，不可避免地产生损伤积累，甚至发生飞机坠毁等突发的严重事故，造成无法挽回的伤害。因此，对飞机结构进行适时健康监测，从而在事故之前给出预警，减少或避免灾害性事件发生显得十分重要。目前，大量军用及民用飞机在超过其设计寿命很多年的情况下仍在运营，飞机结构健康监测研究对于这类飞机尤为重要，对其进行健康监测以确保其安全运营，在一定程度上是延长了其安全使用寿命。建立安全可靠的健康监测系统将有助于根据飞机的整体性能决定其是否退役，而不是按照设计预定计划退役，从而充分利用了飞机，节约了成本。在飞机结构健康监测研究领域中，常用的方法有基于模态理论的损伤检测和基于波动理论的损伤检测方法。信号分析方法如小波变换、时频分析法、HHT 法以及神经网络法也逐渐在这一领域中被采用。而关于深度学习理论，我们了解到深度学习的概念源于人工神经网络的研究。多层感知器就是一种深度学习结构。深度学习通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征，以发现数据的分布式特征表示。

深度学习的概念由Hinton等人于2006年提出。基于深信度网(DBN)提出非监督贪心逐层训练算法，为解决深层结构相关的优化难题带来希望，随后提出多层自动编码器深层结构。此外Lecun等人提出的卷积神经网络是第一个真正多层结构学习算法，它利用空间相对关系减少参数数目以提高训练性能。

深度学习是机器学习研究中的一个新的领域，其动机在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络，它模仿人脑的机制来解释数据，例如图像，声音和文本。

同机器学习方法一样，深度机器学习方法也有监督学习与无监督学习之分.不同的学习框架下建立的学习模型很是不同。例如，卷积神经网络(Convolutional neural networks，简称CNNs)就是一种深度的监督学习下的机器学习模型，而深度置信网(Deep Belief Nets，简称DBNs)就是一种无监督学习下的机器学习模型。

通过四次精彩的讲座学习，我们学到了很多。一方面了解了许多新的知识，另一方面将所学的知识与最前沿的技术发展联系到了一起，使我们对于未来的发展方向有了更加明确的认识，开阔了眼界，增长了阅历，受益匪浅。

第二篇：学科前沿系列讲座报告

学科前沿系列讲座报告

制导控制技术最新进展

专业：信息对抗技术 姓名： 学号：

时间：2016年9月

目录一、二、引言................................................................................................概述................................................................................................1.介绍................................................................................................2.分类................................................................................................3.制导方式.........................................................................................1)寻的制导...................................................................................2)遥控制导...................................................................................3)惯性制导...................................................................................4)全球定位系统（GPS）制导......................................................5)地形匹配与景象匹配制导..........................................................6)复合制导（组合制导）.............................................................三、页控制制导技术的发展历程................................................................1.近代制导与控制的发展....................................................................2.制导与控制技术的新发展................................................................1)导弹自主...................................................................................2)信息综合...................................................................................3)自适应性/模块化.......................................................................四、五、心得体会.........................................................................................参考文献.......................................................................................一、引言

首先，我选择控制制导技术作为这次报告的主要内容的原因有以下几点：控制制导是与我自己专业息息相关的一门学科，也是我们专业未来的一个主要的研究方向；控制制导也同样是南理工的重要特色与强势的研究方向，所以非常有必页要对于控制制导技术有一定了解。

二、概述

1.介绍

控制制导技术是一门按照特定基准选择飞行路线，控制和导引武器系统对目标进行攻击的综合性技术。其特点为：一是采用控制系统调整受控对象的运动轨迹；二是命中精度高；三是总体效能高；四是射程远。

2.分类

精确制导武器可分为导弹和精确制导弹药

导弹（插入影视资料）是依靠自身的动力装置推进，由制导系统导引、控制其飞行路线并导向目标的武器。它由弹头、弹体、推进系统、弹上制导设备和弹上电源等部分组成。

精确制导弹药可分为末制导弹药和末敏弹药两类。末制导弹药有制导炮弹、制导炸弹（航弹）、制导地雷等。末敏弹药主要是一些反装甲子弹药。

3.制导方式

1)寻的制导

寻的制导是通过弹上的引导系统（寻引头或寻的器）感受目标辐射或反射的能量，自动跟踪目标，导引制导武器飞向目标。

页2)遥控制导

遥控制导是导引系统全部或部分设备安装在弹外制导站，由制导站执行全部或部分的测量武器与目标的相对运动参量并形成制导指令之任务，再通过弹上控制系统导引制导武器飞向目标 3)惯性制导

惯性制导是利用测量设备测量导弹运动参数的制导技术。惯性制导系统全部安装在弹上，主要有陀螺仪、加速度表、制导计算机和控制系统。4)全球定位系统（GPS）制导

它的工作原理是，利用弹上安装的GPS接收机接收4颗以上导航卫星播发的信号来修正导弹的飞行路线，提高制导精度。5)地形匹配与景象匹配制导

地形匹配制导是指在导弹发射区与目标区之间选择若干特征明显的标志区，通过遥测、遥感手段按其地面坐标点标高数据绘制成数字地图（成为高程数字模型地图），预先存入弹载计算机内。导弹飞临这些地区时，弹载的雷达高度表和气压高度表测出地面相对高度和海拔高度数据，计算机将其同预先存入的数字地图比较，算出修正弹道偏差的指令，弹上控制系统执行指令，控制导弹飞向目标。6)复合制导（组合制导）

复合制导技术是指采用两种或者两种以上的制导方式或者两种频率，并联或者交替工作形成一个性能更加优越，抗干扰性更强，能够在更复杂环境下精确制导的制导体制。根据复合形式的不同分为频率复合，和方式复合两种。

频率复合探测技术是指导弹在同一制导段，同时采用两种或两种以上频段的页探测器进行目标的探测和识别。随着空空导弹面对的战场环境日益复杂，单一探测频段或模式的导引头因为各自的局限性，很难适应未来战争的需要。因此，频率复合探测技术已成为当代世界精确制导技术发展的重要方向。例如，红外和毫米波的双模探测，红外与紫外线的双模探测或上述模式组合的三模探测。

采用复合制导体制可以充分发挥各频段和各制导体制的自身优势，实现互补，由此极大地提高导弹的作战效能和导弹在复杂环境条件下的目标识别能力、抗多种光电干扰和反隐身目标的能力以及对快速目标精确定位和精确制导的能力。

控制制导技术的发展历程

1.近代制导与控制的发展

由于电子技术尚未发展完全，早期的制导、导航和控制系统由一些陀螺仪等机电原件构成一个平台惯性系统，由于机电设备的体积庞大，机械机构复杂等多方面原因，制导系统可靠性不足，且成本较高。

随着计算机和微电子技术的发展，人们发现可以将一些机械结构的功能电子化，即使用陀螺仪和加速度计等惯性敏感原件直接承受载体的运动（包括震动），而使用电子计算机进行信息处理并发出控制命令，代替原来的机械平台，形成捷联式的惯性系统。替代后，不仅成本下降，而且精度有了很大的提高，而且随着集成芯片的发展，体积、重量也迅速下降。

80年代美国等西方发达国家已经在航天飞机和宇宙飞船都采用动力调谐陀螺（DTG）捷联惯导系统（SINS），其陀螺的随机 漂移率为，不需要加热装置，力矩器最大角速率为，页为了更高精度和更高可靠性发展出了激光陀螺（RLG）捷联式惯导系统，激光陀螺具有角速率动态范围宽、对加速度和振动不敏感、不祷温控、起动时间特别短和可靠性高等优点，且其精度能够达到 1.85 km/h 的量级，但是寿命较低。由于激光陀螺寿命较低等原因，美国等西方发达国家发展出了光纤陀螺（FOG）的捷联航姿系统，且已经处于实用阶段，其平均故障时间（MTBF）高达20000 h。与激光陀螺相比，光纤陀螺具有体积小、造价低、可靠性高和无阔锁区等优点，被认为是一种极有发展前途的新型惯性器件。同时，国产惯性系统在可靠性和精度方面都和西方国家有着较大的差距，比如到目前光纤陀螺捷联系统在舰船上的应用还处于起步阶段。

随着技术的发展，制导方式已经不仅仅局限于惯性制导，而是发展除了各种各样的制导方式，比如红外成像制导，主动雷达制导，并且不仅仅只使用一种制导方式，而是发展出了多种制导方式的复合制导方式。

近年来，随着卫星导航技术的逐渐完善，精度的不断提高，卫星制导已经加入的制导系统的大家族，而且显示出了巨大的发展潜力。

2.制导与控制技术的新发展

制导与控制系统是导弹精确命中目标的关键，随着信息技术的快速发展以及战场对精确制导武器的广泛需求，制导与控制技术有了长足的发展。当前制导与控制技术发展的三个特征论题为：导弹自主、信息综合和自适应能力/模块化。具体为： 1)导弹自主

当前全世界装备的导弹系统具有一定程度的程序自主。目标必须先由监视传页感器识别，然后导弹将按照基于规则的程序获取并命中目标。提高自主性的第一阶段是“射击并忘记”，即导弹将瞄准一个已知目标的位置，直到导引头获取一个靠近指定弹道的目标。通常这些过程将只通过亮点一般是羽烟或强烈的 RF 反射物识别目标。

 制导与控制技术主要是由这一基本模型发展的，以使未来的导弹具有更高级的自主性，这些技术包括：

 瞄准点提炼：通过复杂的12R数据的图像处理，选择目标上的适当瞄准点；

 自动目标识别（ATR）：采用潜在目标对象的统计测量和模式匹配；  多目标跟踪和目标选择；  在线弹道优化；

 采用预先规划的任务管理与在线地形跟踪制导防区外发射的空对地武器。

 当导弹沿可能目标的大致方向发射，并利用更多新技术时，导弹可获得真正的智能和更高的自主性。这些技术包括：  采用神经网络的威胁评估、识别与分类；  在线战斗任务管理；

 为了总战斗任务的完成，避开 SAM 发射场和地形跟踪，化目标接近：

 用于制导优化的神经网

 杀伤评估

页2)信息综合

由于多传感器被用于测量导弹和目标参数，导弹系统出现了信息爆炸。过去导弹系统常常依赖于专用传感器，但未来系统将肯定具有开放结构。在采用通用协议的一体化网络中，将有一套传感器和一套导弹发射装置。当 JTIDS 用于在许多节点上融合的友军轨迹信息和目标的通信时，这种方法在空中战场已经着手考虑。

包括数据融合在内的制导与控制技术的发展，使我们能以一种有效的方式利用这些多源数据。下面给出这些技术的一些实例：监视传感器的一体化网络需要采用适当的数据融合技术以修正数据，识别共用目标。这些传感器将具有极易变化的特征，因而存在对真实世界的多种解释，产生必须被解决的多义性。 通过适当的数据融合，传感器的一体化网络解决这一问题有许多优点，包括：

 采用多波段(雷达、光电、红外)产生干扰抑制和反隐身能力

 具有鲁棒性、改进的目标轨迹估计和改进的作用范围  具有共同目标标记的共同监视图  目标识别与分类信息的融合

 传感器间指挥移交及第三组导向目标

 利用这种大量信息流的其它导航与制导技术已被研究，包括：

 采用面向对象目标状态估计技术（如MBD 的INGOT）识别防御要地的哪部分是对象的目的

 在线动态杀伤评估以确定是否需发第二枚导弹



页从发射平台跟踪飞行导弹一段时间，以提供导弹INS 的初始及初速校验信息

 利用这些导弹上的信息综合，MBD 开发了许多新的制导与控制技术，包括：

 一体化导弹制导与控制

 带多频谱导引头的导弹制导与数据融合，利用射频（RF）和红外（IR）导引头产生许

3)自适应性/模块化

高性能要求和多功能期望要求制导与控制满足在通常运行条件下提供最优性能的要求。MBD 研究的自适应技术包括：

   在线制导回路优化 非线性控制

采用μ合成法、神经网络和H∞方法的鲁棒控制

 通过估计校准在线传感器和仪器  动态参数的在线估计  信息综合

四、心得体会

不是很清楚是些关于我这个报告的心得体会还是上课的心得体会，就按照报告的内容来说吧。作为一名大四的学生，很现实的情况就是马上需要面临升学的问题，与我们最相关的就是专业的选择了，所以了解一个研究方向的最新进展真的很利于我们以后的学习研究方向。比方说现在的控制与制导技术，就分出了许页多各不相同的研究方向，有传感器雷达方面的，也有计算机微电子方面的，这些都需要我们学生有一些比较详细的了解。然而，我是信息对抗专业的学生并不是探测专业的，对于制导控制技术还没有那么高的要求，但多做了解也无妨。

其次，对于本科生缺乏科研的经历，了解的知识面和新鲜度都是有限的，通过这次机会能自己去查一下各方面的资料，对于以后的学习上资料搜索的能力也非常重要，方便了研究生以后需要查找阅读许多文献。

由于讲座的时间有限，介绍大量的专业的知识是不太现实的。老师们讲座的过程中都考虑到了时间限制以及我们有限的知识水平，从大处着想，为我们大概介绍他们研究方向和内容，同时还会简单向我们介绍这些研究将来的实际意义，总的来说，也许我们无法学到很多理论上、逻辑上的专业知识，但老师们利用不到两小时的时间，就基本上将一个新的领域的介绍给了我们，使我们也有机会现实了一把，真正了解到直接联系我们未来发展的科学研究。各位老师不仅在学术领域给我们展示了未来的路，使我们没有那么迷茫了，也为我们介绍了以后科研我们会有的体会及经验，提前告诉了我们就业道路及工作生涯可能遇到的科研题目。

五、参考文献

[1] 顾启泰,刘学斌.近代制导、导航和控制系统的进展[C].世纪之交的中国导航技术发展研讨会论文集,2001:48-53.[2]黄迎.制导与控制技术的新发展[J].情报指挥控制系统与仿真技术,2001,11:12-14

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第三篇：学科前沿讲座课程报告

中国矿业大学建筑工程学院土木工程专业学科前沿讲座课程报告

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冻胀融沉的分析与防范

（中国矿业大学力学与建筑工程学院 土木10-7班 陈辉 学号：02100498）

摘 要：工程建设是否对周边环境产生负面或不利影响, 是建设者和使用者所关注的问题。针对地铁工程建设中涉及的冻胀融沉,从其产生的机理到影响因素进行了细致的论述和分析,以及分析了冻胀融沉的相关影响因素，从本质上分析了其特点，凭此制定了科学、合理的防范措施,并应用于实践,在施工中取得较好的效果。关键词：冻胀融沉;分析;防范

在地铁建设中, 煤矿冻结法作为一种土体加固方法被广泛应用,但冻结法的冻胀融沉是否对地铁隧道及周围环境产生影响,是建设者和使用者所关注的问题。为此,我们在北方某城市地铁联络通道冻结法施工中,对冻胀融沉的产生机理及影响因素进行了认真、细致的分析,结合工程实际情况,制定了科学、合理的防范措施,取得了较好的效果。冻结法冻胀分析

冻胀是指地铁工程在土体加固过程中,由于冻结管对土体实施冻结作用,使土体中水分结冰而造成其体积膨胀的现象,在实际施工中, 不论对天然冻土区还是人工冻土区,冻胀都是工程建设者所面临的棘手问题。究其原因,主要是由于含水土体在冻结过程中, 一方面土中原位水发生冻结,另一方面是未冻结水向冻结锋面的迁移现象,从而引起土中水分的重新分布和析冰作用。土体的冻胀分为原位冻胀和分凝冻胀,由于原位水分冻结引起的冻胀量相对分凝冻胀来讲十分微小, 因此, 我们本次所研究的土体冻胀主要指由水分迁移引起的分凝冻胀。1.1 冻胀的产生机理

分凝冻胀的产生机理包括土中水分迁移和成冰作用。土体在冻结过程中,一旦土体温度低于土的起始冻结温度, 土中就有部分液态水变成冰,但在土颗粒表面仍有一些作为吸附膜的未冻水存在,在温度梯度引起的负压梯度作用下,来自未冻土的水通过未冻水膜迁入冻土层内。由于未冻水膜的厚度随土温的降低而减薄, 被迁移的水分因迁移受阻而逐渐在某个位置聚集。此时,冻土中的未冻水含量是恒定的, 即在一定负温下, 土颗粒外围具有恒定的平衡水膜厚度。当足够的水分聚集起来时,由于未冻水膜的厚度增大, 未冻水的自由能比冰的自由能高, 原来的热力平衡状态被破坏。在恒定的负温下,土水体系通过多余的未冻水释放自由能分凝成冰,而重新建立平衡状态。随着分凝冰晶便不断积累,土体便产生了冻结膨胀。1.2 冻胀的影响因素

冻结过程中水分迁移和成冰作用是产生土体冻胀的直接因素,它们的强弱主要取决于土体颗粒的土质、土中水分、温度及荷载作用等因素。1.2.1 土颗粒组成对冻胀的影响

土粒表面力场的差异性影响着土冻结过程中水分迁移能力, 并导致冻胀变形各不相同。对于粗颗粒土来说,不存在土的矿物成分对冻胀的影响。在细颗粒土中,尤其是亚粘土、粘土, 这种影响显著地表现出来。在水分、温度及冻结条件大致相似的情况下, 各类土的冻胀性强 中国矿业大学建筑工程学院土木工程专业学科前沿讲座课程报告

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弱大致按下列顺序递减: 粉质土、亚砂土> 亚粘土> 粘土> 砾石土(小于 0.05mm 粒径的含量超过12%)> 粗砂> 砂砾石。1.2.2 土中水对冻胀的影响

试验和工程实践证明,只有土中水分超过一定界限之后才会产生冻胀, 在外界条件相同的情况下, 土体含水量愈高,其冻胀的强度也就愈大。此外, 在没有外界水源补给的封闭系统中,由于水分迁移受到了限制, 冻胀达到一定量时就不再增长,而在有水源补给的开放系统中,只要条件适宜,冻胀就会持续增长。1.2.3 温度对冻胀的影响

首先, 土温降低引起水结晶、冰分凝,引起土体内部液态水向冻结锋面的不断迁移。冻土土温愈低,土体中未冻水含量愈少, 含冰量愈大。其次, 冻土的温度梯度决定着水分迁移量的大小,冻土的温度梯度愈小, 水分迁移量愈大;冻胀量愈大,温度梯度愈大,水分迁移量愈小,冻胀量愈小。

1.2.4 荷载对冻胀的影响

荷载的增加会对土体的冻胀产生抑制作用, 首先,荷载的增加会使得土体的冻结温度降低,要继续维持土体的冻结状态, 则需要更低的冻结温度。其次, 外部压力的作用会引起土体内水分的重分布。若荷载的增加超过冻结锋面所产生的界面能量时,水分则会从高应力区的冻结锋面向低应力区发生反向迁移,使得土体冻胀急剧减少,甚至停止。融沉的分析

2.1 融沉的产生机理

冻结地层温度上升, 冻土发生融化, 冻土中的冰晶融化成水, 土体体积缩小,加上土体原有结构冻胀时形成的裂缝在融化时的闭合, 产生融化沉降;同时冻土在融化过程中未冻水含量随地温的升高而增加, 直至达到相变温度点,冰全部变成孔隙水, 当未冻水含量增加到足以摆脱静电作用时,土体便在重力和上覆荷载的作用下发生排水固结,土颗粒运动, 孔隙度变小而压密,产生固结沉降。融化终结后, 排水固结并不马上结束, 而是继续进行一段时间,直至土体固结沉降达到稳定。冻土融化沉降的沉降量与外压力无关, 而融土固结产生的沉降与冻结过程中形成的土粒结构的稳定性、冰融化成水释放的自由孔隙空间以及上覆荷载的大小有关。通常压密沉降与正压力成正比, 一般冻土的融沉量要大于冻胀量,有时融沉会变为突陷。融沉的不均匀性及突陷往往会导致地表建筑结构的破坏。2.2 融沉的影响因素

影响冻土融沉的主要因素有: 冻土的含水量(包括冻土中的未冻水和孔隙冰)、冷生构造、干容重、上覆荷载等。2.2.1 含水量对融沉的影响

冻土含水量的大小是影响冻土融沉的关键因素, 其含水量包括冻土中的未冻水和孔隙冰两个部分,各部分所占比重的大小视冻土所处的负温而定,体积含冰量较大的富冰冻土融化时常产生突发性下沉变形, 而含冰量较少的贫冰冻土融沉时基本不会产生较大变形。2.2.2 冷生构造对融沉的影响

冻土的融沉与冻土在冻结过程中所形成结构有关,冻土的结构对土的融化沉降及压密沉降有着直接的影响,通常来讲呈整体状构造的冻土, 其产生的融沉一般不大,而冻结时呈层状 中国矿业大学建筑工程学院土木工程专业学科前沿讲座课程报告

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或网状构造的冻土一般在融沉过程中会产生较大的沉降变形。2.2.3 干容重对融沉的影响

干容重对冻土融沉的影响是从另一面体现了冻土中含水量的融沉的影响, 冻土中含水量小时, 干密度相对较大,土体中孔隙体积较少,这样的冻土在融沉过程

中不会产生较大的沉降变形;而在冻土含水量较大的情况下,冻土的干密度较小, 土体中孔隙体积相对较大, 该类冻土则在荷载的作用下会产生较大的沉降压缩变形。2.2.4 荷载对融沉的影响

荷载对融沉的影响主要体现在融土的固结过程, 随着冻土中冰的融化,融土中含水量会逐渐增大, 形成超静孔隙水压力,试验表明, 融土在较大的荷载作用下, 孔隙水压力会加速消散,随着融土中孔隙水的排出, 孔隙的压密,融土将产生较大的压缩沉降。地铁人工冻结土体冻胀融沉的特点

从以上的分析中可以看出,不论是人工冻土还是天然冻土,其冻胀融沉的产生机理及影响因素都是相同的。但就人工冻土来讲, 它除具有天然冻土的特征外,还具有其自身的一些特点,主要表现在:(1)人工冻结土体所处地层多为淤泥质土或粘土地层等,一般含水丰富,在这样的地层环境下, 易产生较大的冻胀和融沉变形。

(2)冻结过程中,人工冻结器表面温度通常低于-20 ,负温梯度随着冻结壁的扩展由大变小, 冻结速度由快变慢, 冻结时间相对较短;在冻结土体融化过程中,周边的土体温度相对较低,温度梯度较小, 但在其相邻范围的正温土体的作用下,冻土温度会快速升高, 在此相变过程中,由于冻结土体要吸收大量的热量, 而周边正温土体传导热量的能力有限,使得冻结土体全部融化要经历相对较长的时间。

(3)人工冻结土体具有三维冻融的特征, 在冻结过程中冻结锋面的扩展垂直于冻结管轴线方向, 冰晶分布平行于冻结管轴线方向;在冻土融化过程中, 热量是由周围土体或结构向冻土内部扩散,冻土从周边边界开始融化。此外,人工冻结土体的冻融过程中水分的聚集和消散同样具有明显的三维特征。

(4)人工冻结壁作为临时支撑结构一般要承受一定的荷载作用, 在冻结过程中荷载通常对土体的冻胀具有一定的限制和约束作用,而在融沉过程中, 由于受荷载作用的影响, 融土中的孔隙水会迅速排出, 土体逐渐被压实、压密。制定防范措施

我们此次施工范围内土层主要为第四系全新中统相层粉土、淤泥质粉质粘土和第四系上更新统三组相层粉质粘土,其土层土质松软、结构松散、孔隙比较大, 含水丰富、承载力低、容易压缩和在动力作用下易流变、土体内聚力小等特点, 在我们经过对冻结土体冻涨融沉产生的机理和影响因素充分分析及研究的基础上,参照以往联络通道冻结法施工经验,考虑到施工中将可能面临或出现的各种问题, 有针对性的提出了以下技术控制要点:(1)为防止冻结土体的冻胀融沉给隧道及地面带来不利影响,在联络通道实施土体冻结前期, 根据冻结管的布置, 及时在冻结帷幕内对称设置数个压力释放观测孔,冻结开始后根据检测数据及时进行泄压以防冻胀,保证联络通道开挖及结构施工质量;开挖后,及时在结构 中国矿业大学建筑工程学院土木工程专业学科前沿讲座课程报告

第 4 页 的外层临时支护(钢格栅)背板后用水泥砂浆充填密实,利用隧道或联络通道内的注浆跟踪注浆加以补强,以补偿土层融沉,控制地表变形。

(2)由于混凝土和钢管片相对于土层更易散热, 并且会影响隧道管片附近土体的冻结质量,从而影响冻土整体稳定性和封土性。为此,我们考虑在冷冻区域隧道管片上铺设保温层,在其对面隧道管片加设冷冻板等保温措施,切断由于温度变化,而出现外界水源补给的现象,以消除冻土帷幕可能存在影响安全的薄弱环节。

(3)加强冻结过程检测, 在冻土帷幕内布置测温孔,以便正确测定冻土帷幕厚度和判断冻土帷幕是否交圈,并配合压力释放观测孔进行检测, 在冻胀达到一定压力时,及时泄压,减少对周围土体及隧道的影响。

(4)在冻结、开挖两侧隧道内均增设环向预应力支撑,以防打开联络通道留口管片时, 隧道产生过大变形,而导致结构破坏。

(5)在冻结过程中, 加强积极、维护冻结的质量控制,使帷幕形成整体状冻结土体, 消除后期冷生构造对融沉产生的不利影响。

(6)由于冻土的蠕变形很强,如遇冻土帷幕有明显变形,温度明显回升, 立即用预制格栅加背板支撑,必要时调整开挖构筑工艺,并同时加强冻结,防止融沉过大,对周围环境产生不利影响。

(7)由于联络通道的开挖和支护层施工时间较冻土帷幕的化冻时间短,根据矿山井筒冻结经验, 由于偶然停冻对开挖安全不会产生大的影响。但是, 为了提高施工安全性,应选用可靠的冻结施工设备。

(8)在联络通道集水井部分施工时, 一般应割除其内冻结管,在此期间将结束人工冻结,因此, 必须合理安排、保证连续施工, 尽量减少温度对其影响,同时, 加强停冻时的冻工帷幕监测,以便及时采取相关措施。

(9)由于人工冻结土体具有三维冻融的特征, 因此,在联络通道砼衬砌结构中, 分别在结构顶面、四周侧面等处设置注浆孔,预埋注浆管,在施工后期, 采用注浆方式以补偿解冻后出现的结构与冻结土体间的孔隙, 消除融沉可能造成的变形,注浆应配合冻土帷幕融化过程进行, 开始可注粘土水泥浆。

(10)在整个施工及解冻过程中, 严密监测隧道变形,特别是在解冻初期15d 内, 做好跟踪补偿注浆工作,当监测数据出现异常,应及时在变形较大部位周围或对应面进行注浆,确保隧道等安全。实践经验

2005 年1月11日~ 2005年6月11日, 我们在北方某城市地铁联络通道Ⅰ区间、Ⅱ区间进行了两个联络通道(含集水井)的冻结法施工,由于联络通道上方10m左右为该城市主干道,施工期间,交通正常运行,冻结前后上部荷载不会有较大变化, 在采取上述措施的同时,除加强监测外,未考虑荷载影响,鉴于联络通道所处位置上方分布有较多的建筑物等, 因此, 我们在地面、房屋、管线布置了 50个监测点,在隧道内布置了162个监测点,从冻结钻孔开始至施工结束后70d 左右进行了地面变形、隧道内沉降、水平、收敛等监测,以检查联络通道在冻结前期、施工过程及后期,冻胀融沉是否给隧道及周围环境带来不利影响,我们从隧道内162个监测点中, 选取24个点的数据。从冻结开始至解冻胀融沉的监测数据看, 冻结 中国矿业大学建筑工程学院土木工程专业学科前沿讲座课程报告

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周围的土体发生或多或少的变形,其中隧道内监测值均控制在-10~ 10 mm 以内,另从地面监测的数据看,地面沉降值均控制在-30~ 10 mm 以内,冻涨基本发生在冻结期, 其中波动主要在冻结30d 以后,融沉发生在解冻后,解冻周期一般为1~ 2个月,在此期间, 变形波动缓慢、平稳,因此,在施工中严格按照科学、合理的施工方案进行施工与控制,冻胀、融沉不会对地铁隧道产生不利或负面影响。

参考文献

[1] 笱松平,等.天津地铁1号线下瓦房—— 白楼旁通道冻结帷幕的设计与施工重点分析[J] ．煤炭工程, 2006, 3: 41-43 [2] 李智毅, 杨裕云.工程地质学概论[M].武汉:中国地质大学出版社, 1994.[3](前)苏联工程地质.(前)苏联欧洲地区[M] ．莫斯科: 能源出版社, 1992.[4] 袁聚云,徐超, 赵春风,等.土工实验与原位测试[M].上海:同济大学出版社, 2004.[5] 周幼吾,郭东信,邱国庆,等.中国冻土[M].北京:科学出版社, 2000.[6] 朱林楠.冻土工程地质勘测中的热稳定性评价方法[A].青藏冻土研究论文集[C].北京: 科学出版社.1982.179592.[11] Anisimov O A , Nels on F E.Permafrost distribution in the NorthernHemisphere under scenarios of climate change[J ].G lobal and Plane2tary Change , 1996 , 14 : 59-72.5

第四篇：学科前沿知识讲座总结

学科前沿知识讲座总结

大学期间，尤其是在一年级和二年级期间我聆听了十几次学科前沿知识讲座，有关于网络的、嵌入式的，也有关于创新的、管理的，还有关于IT公司的历史发展、研究领域以及优秀成果的。在这些学科前沿知识讲座中，我受益颇丰，不仅学到了很多相关知识，也在学习之路上找到了方向，更使我在以后的学业和职业发展道路上少走弯路。每次听完讲座之后，我都感到学海无涯我辈需努力。下面我着重谈谈我对其中几个印象比较深的讲座的感受。

第一个印象比较深的讲座是网络存储系统知识系统基础知识讲座，是由张冬老师主讲的。那时候我还是刚入学的大一新生，对专业知识还没有太多的了解。第一次在大学里听讲座，我想这对于我来说总是有用的。果然，这次的讲座让我看到了网络的巨大力量，他居然能将那么多的信息简简单单的存储在那么小的一个叫做“硬盘”的东西上，然后通过网线互相传输给不同的人。我记得很清楚当时张冬老师讲了关于硬盘里的数据是如何被读取的，也是在那次讲座上我从一个对网络知识一无所知的人变成了一个对网络知识学习十分热忱的人。我感受到了网络的巨大魅力，也确定了我将要在这条路上走下去。

第二个印象比较深的讲座是侯铁珊教授的关于次贷危机的讲座。讲座是在图书馆的报告厅举行的，我记得当时人特别多，大家都很关注次贷危机这个话题。另一方面，侯教授也是我们学校里比较有名的人物，他是我国经济学界著名专家。侯教授从管理学的发展作为切入点，从思辨哲学革命的独特视角，通过大量鲜明生动的案例，历数国内外管理观念创新沿革，上溯中国五千年文化精粹，将中西方管理思维相互借鉴与融合，以宇宙学的广度、哲学的深度阐述原理、诠释真谛。演讲风格深入浅出，生动幽默，发人深思，引起了广大听众的强烈共鸣。侯教授这次的演讲意味深长，言语之间不时透着对我们这一代年轻人的期待，他期待我们用自己的青春和热情让祖国真正繁荣昌盛。

第三个给我深刻印象的讲座是王众托院士的对创新能力培养的一些思考的讲座。2010年7月7日下午，我们在图书馆报告厅迎来了全国著名系统科学与管理科学专家王众托院士。王院士的讲座主要针对我国当前发展面临的问题、创新的含义与对人才的要求、创新对知识和能力的全面理解、目前高校教育无法满足创新要求以及从学习和思维方式上看创新、如何努力提高创新素质等问题上展开深入细致的剖析。创新是一个民族进步的灵魂。王众托院士虽然年事已高，但依然为关心并出力于社会发展事业。我还依然清晰地记得王老送给我们的那句话“海到尽头天作岸，山登绝顶我为峰”。这句话激励着我们要敢于拥有世界责任感和独立开拓、勇于奉献的创新精神。

时代在召唤，我们这一代人既面对着激烈的社会竞争也担负着推动社会经济、技术体系改变的责任，我们没有理由不去肩负这个责任让祖国真正的繁荣和强大。

第五篇：学科前沿讲座总结

学科前沿系列讲座

专 业：飞行器适航技术班 级：学 号：姓 名：陈昌浩日 期：小结

01071401 2014300465 月20日 光阴似箭，日月如梭，转眼之间我已经成为了一名大三的学生。在大一大二充分学习了基础学科知识以后，终于在大三能接触到专业相关的课程。

在前两年的基础知识学习过程中，我对航空专业的发展方面和前景以及研究方向各方面其实并不十分了解，但是学科前沿讲座给了我机会让我了解到更多本学科的一些先进技术，让我对航空系统中电子系统的领域有了更多更全面的认识，同时也给了我很大的启发，让我燃起了斗志，为航空事业的前沿科学研究贡献自己的力量，在短短的四周课时时间里，学校为我们先后安排了四位赫赫有名的教授，有姜洪开教授，宋东教授，张安教授和马存宝教授。由于时间限制和我们有限的知识水平，老师们都从大处着眼，为我们大概介绍了他们的研究方向和内容，同时还简单向我们介绍这些研究将来的实际意义，以及和我们飞行器适航专业的联系。在每次短短的两小节课中我都被他们研究的这些东西深深吸引着。也许理论上逻辑上的很专业的知识，我们没有学到多少，但老师们利用不到两个小时的时间，就基本上将一个新的领域在我们的脑海中勾勒了出来，使我们真正了解到与工程实际应用有直接联系的科学研究。虽然好多东西以我现在的水平还不能弄懂，但却让我看到我们航空专业的前景——只要努力学好知识，总有用武之地的。通过这些课程，我收获颇多。

上课期间，老师们为我们讲述了火控系统、航空电子系统、飞机通信导航与雷达系统、飞机结构健康监测与深度学习这四方面的内容，在让我们大开眼界的同时，也让我们对这些研究产生了浓厚的兴趣。

第一堂课张安老师为我们讲了火控系统，张安老师是航空学院综合技术与控制工程系的教授，张老师对火控系统的了解相当深入，从火控系统的发展历史给我们讲起，武器火控系统是控制武器自动或半自动地实施瞄准与发射的装备的总称。武器火力控制系统的简称。现代火炮、坦克炮、战术火箭和导弹、机载武器(航炮、炸弹和导弹)、舰载武器(舰炮、鱼雷、导弹和深水炸弹)等大多配有火控系统。非制导武器配备火控系统，可提高瞄准与发射的快速性与准确性，增强对恶劣战场环境的适应性，以充分地发挥武器的毁伤能力。制导武器配备火控系统，由于发射前进行了较为准确的瞄准，可改善其制导系统的工作条件，提高导弹对机动目标的反应能力，减少制导系统的失误率。

张老师告诉我们，战斗机的火控系统主要指的是：机载雷达、探测器、显示器和火控计算机等。为完成作战任务，火控系统必须能对机上所携带的各种机载武器或其他外挂物进行管理和控制，以实现对敌空中、地面、水上和水下各种运动的或静止的、可视的或不可视的目标，进行搜索、识别、跟踪、瞄准与实施各种攻击方式的武器发射、制导、战果记录等整个作战行动过程的控制和监控。可以说，火控系统直接关系到战斗的成败！

经过第一次课的熏陶，我对学科前沿研究产生了浓厚的兴趣，抱着期待的心，迎来了宋东老师带来的航空电子系统的讲解。宋东老师是西北工业大学教授、硕导，学科专业是通信与信息系统、载运工具、运用工程，研究方向包含航空电子技术以及飞行器适航性等，可以说是恰好和我在学的专业达成一致。

宋老师为我们讲解了航空电子系统发展历程和发展趋势以及各个阶段的优劣性，航空电子系统走过了漫长的发展道路，至今已经历了四代，每一代系统结构的不断演变，都进一步推动航空电子技术的发展，成为划时代的主要依据。基本上经历了分立、联合、综合到高度综合这四个阶段。

第一代航空电子系统为分立式结构，不存在中心计算机对整个系统的控制并且缺少灵活性，难以实现大量的信息交换；第二代称为联合式航空电子系统，其子系统相对独立，降低了研制经费且便于维护、更改和功能扩充；第三代称为综合式航空电子系统，其系统结构层次化，功能标准模块标准化，数据总线高速化，兼有成本低和维护方便的优点；第四代称为先进的综合航空电子系统，采用了综合核心处理机（ICP）技术，具有更大的综合范围和更高的综合程度，实现了综合传感器系统、综合飞行器管理系统，外挂系统。未来的航空电子系统会进一步朝着综合化、信息化和智能化的方向发展。

第三次课时马存宝老师带来的飞机通信导航与雷达系统的讲解，马存宝老师是我们学校的博士生导师，马老师的讲课方式幽默生动，从自己讲师的一次经历讲起，生动的告诉我们，每一堂课都可能是改变人一生的课程，它可能会影响你今后的从事方向和人生轨迹。和之前一样，老师也为我们讲解了机通信导航与雷达系统的发展历程。航电系统在现代航空和航天工程电子系统中是重要的系统之一，它按功能分为通信、导航、雷达、目标识别、遥测、遥控、遥感、火控、制导、电子对抗等系统。微电子技术和电子计算机技术则是提高各种电子系统性能的基础。

马老师以马航失联为例，为我们讲解了通信系统的构成和作用，它实现了飞机与地面的互联，飞机与飞机的相互通信，机组成员的通话，机舱内的广播试听等娱乐，系统一般包括飞行器上的电子系统和相应的地面电子系统两部分，这两部分通过电磁波传输信号合成为一个系统，实现通讯。发电报的设备实时自动的吧航班运行的数据，包括经纬度、飞行高度以及速度等数据持续不断的发回航空公司。监控终端设备在飞机起飞后实时接收飞机发出的信息，机载应答设备通过对讲机一样的东西，使得飞行员和地面空管人员建立实时联系。此外飞机通信系统不仅能用于飞机上，还能用于卫星定位等关键地方。飞机上载有的黑匣子能储存飞机的各方面信息，便于对飞机的搜救和事故的分析。可以说这一套系统不仅在民用上起到很大的作用，在军事上也起到了至关重要的作用。

最后一堂课由姜洪开老师为我们讲解飞机结构健康监测与深度学习，姜洪开老师是西工大教授和博士生导师，研究方向是飞行器故障预测与健康管理，过硬的专业知识使得这节课内容十分充实。

姜老师直击重点为我们介绍起了飞机结构健康监测与深度学习的知识，结构健康监测技术最早就起源于航空航天领域，最初的目的主要是进行结构的在和监测。随着结构设计的日益大型化、复杂化和智能化的发展，结构健康监测的内容逐渐丰富起来，不再是单纯的在和监测，而是向结构损伤监测、损伤定位、结构寿命预测等方面发展。结构健康监测是一门综合技术，涉及到结构动力学、信息技术、传感技术、设计优化等多个学科。、深度学习起源于对人脑视觉神经网络的研究。科学家通过实验发现人脑的视觉神经系统对视觉信息的处理是一个不断抽象、不断迭代的过程。深度学习可以将复杂的问题层次化，通过对每一个层次的研究使问题简单化，适合于对复杂函数的表达。如表示函数log(cos(exp(sin3(x))))，普通的浅层学习只能通过原本的表达式表示这个函数，复杂而且容易出现不可更改的错误。而深度学习可以将上述函数分为sin(x)，x3，exp(x)，cos(x)，log(x)五层，每一层只表示出该层的关键信息，大大减少了每一层的计算量，并且如果其中一层出现错误，它之后的层次可以对该层错误进行一定程度的弥补[iii]。深度学习这一特点极其适合于运用到计算复杂的航空航天领域的数据分析之中，它的一定程度的纠错能力也符合航空航天领域的高精确度、低错误率的要求。并且，目前为止，世界各国甚至创业公司已经进行了大量的航天器发射、飞行、返回实验，积累了大量的实验数据。根据航空航天领域、深度学习及迁移学习的相关知识，深度学习与迁移学习在航空航天领域中的可能应用有如下几条：航空器航天器各类部件的故障判断；对航空器航天器实验数据进行分析；对新研发航空器航天器进行预判、模拟。尽管目前深度学习及迁移学习要实际应用在航空航天领域还十分困难，但是随着计算机领域的不断发展以及在各行各业中越来越广泛的运用，深度学习及迁移学习在将来必将为航空航天领域做出自己的贡献。

短短的四周时间很快就过去了，这四周时间里不仅让我见识到了老师如此优秀的研究成果，同时也给迷茫的自己指明了新的方向，这些课程并不像基础课程那样听起来很困难需要自己去理解记忆公式，但是却给了我更大的启发和思考的空间，使我更加不忘初心，继续脚踏实地打好自己的基础，努力专研专业知识，为今后参与这些优秀先进的研究充分的准备自己，为中国的航空先进研究贡献出自己的一份力！