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颗粒运动模拟

室内悬浮颗粒的数值模拟 

湖南大学李孔清龚光彩汤广发

摘 要:本文应用多流体模型和小滑移模型对一1000级电子洁净厂房分别进行了数值仿真,得到了流场,温度场及颗粒分布等有用信息,并与实验所测数据进行了比较。文中分析比较了这两种模型的优缺点及其精度,得出在一定的条件下,多流体模型比小滑移模型更适合模拟洁净室中稀疏悬浮颗粒。 

关键词:悬浮颗粒,数值模拟,多流体模型,小滑移模型 

ABSTRACT: Multi-Fluid model(MF) and No-Slip(NS) model have been applied to numerically simulate a electronic clean workshop of class 1000 respectively in this paper. Information about flow pattern, temperature distribution as well as particulate distribution etc have been attained from the simulation result and comparison has been made against experimental test data. Conclusions have been made through analytic comparison of both advantage and disadvantage as well as accuracy between two models that MF performs better than NS in the simulation of sparse suspension particle in clean room under certain circumstances.

KEYWORDS: Suspension particle, Numerical simulation, Multifluid model, No-slip model

主要符号表

拉丁字母符号希腊字母符号下脚标

u 速度μ动力粘性系数 k 颗粒

k 湍流动能ε湍流动能耗散率 i,j,k 坐标方向

n 颗粒数密度ν运动粘性系数 T 湍流的

p 压力ρ密度

G k平均流产生项σ普朗特数

G b 浮力产生相τ时间尺度

g 重力加速度

0 引言 

气粒两相流是自然界普遍存在的流动现象。研究其运动规律有助于更好地解释、理解自然界和工程界有关现象,并在实践中加以利用,改进和完善现有设备、设施。两相流技术在生产、生活中运用也日渐广泛,并逐渐渗透到各行各业,各个生产工艺或过程中。理解颗粒的输运过程或运动规律是设计净化系统或设备及采样仪器仪表的基础。通过干燥或去湿来提取空气中含有的特殊物质也取决于颗粒的输运过程。不同时期由于其应用水平和要求及研究方法与手段的不同,研究的内容和深度也不一样。本文采用CFD技术与实验相结合的方法对室内悬浮稀疏颗粒的运动进行了数值仿真,对不同的颗粒模型进行了对比研究。 

1 计算对象 

本文的计算对象为某厂1000级的洁净厂房。房间尺寸为

7.6×4×2.5(长×宽×高,单位:m)。其物理模型如图1所

示:在顶棚上均匀布置四个500mm×500mm的送风口。在长度

方向两侧各布置3个600mm×400mm回风口。房间周围均为空

调厂房,洁净度为10000级。本次数值仿真与试验是应建设

方的要求,对其洁净厂房在建成后进行的一次数值验证。

 1.1 网格划分 

对上述对象在x,y和z方向分别划分成63,35,

和27个网格。在入口处和出口处对网格进行了加

密,共59535个节点,网格形状为长方体。具体网

格划分如图2所示: 

1.2 网格不均匀性分析

x方向网格最大间距与最小间距之比为:1:

0.386。y方向网格最大间距与最小间距之比为:1:

0.444。z方向网格最大间距与最小间距之比为:1:

0.660。总体网格最大间距与最小间距之比为:1:

0.343。 

 2 数学模型 

本次研究采用文献1提供的颗粒数学模型,并正对室内悬浮颗粒为稀疏悬浮颗粒这一特性作了适当简化(具体见文献2)。研究中选择多流体模型和小滑移模型两种模型作为基础。自行开发了MFC程序对此对象进行了数值计算。其中所用的数学物理模型如下: 

 

2.1 多流体模型 

此模型为假设颗粒相在微观上同样遵循N-S方程,采用体积平均的方法对层流方程进行了第一次处理,然后再按雷诺时平均对其所得方程进行处理。其控制方程如下: 气相连续方程: 0)(=??j j

v x ρ (1) 颗粒相连续方程:()

????=??j p k p j pj p j x n x v n x σν (2) 气相动量方程: 

()rk i ki k i j i i j e j

i i j j v v n g x v x v x x p v v x τρμρ/)(?+?+

??+????

+???=?? (3) 颗粒相动量方程: 

图1 1000级洁净室

图2 网格分布

() ??+????+ ??+????+?+=??j k ki i k kj k k j j

ki i kj k k j rk ki i k i k kj ki k j x n v x n v x x v x v n x v v n g n v v n x σνντ)( (4) 

气体的紊流动能与耗散率方程由于篇幅所限没有在此列出,具体参见文献1。 

显然上述方程组不能封闭,颗粒的湍流粘性系数νk未知,在实践中,不同学者提出了不同的封

闭方程的方法。一种简单的方法是使用Hinze-Tchen颗粒湍流粘性系数模型,有点类似单相流中混合长度模型。其表达式为: 

1

1? +=T rk T k ττνν (5) 2.2 小滑移模型 

从20世纪50年代到60年代,Marble和S.L.Soo提出了连续介质模型即颗粒拟流体模型。在此模型中,或者颗粒相对流体流动的影响被认为是小扰动,或者该影响可以忽略不计。模型中假设颗粒的运动由流体流动单纯引起,流体与颗粒间的速度滑移相对平均流动来讲是小量。这一滑移看作是颗粒扩散的结果。在这一模型中,流体部分的控制方程仍如前一节。颗粒相只有连续性方程,其表达式如式(6)。 

????=??i k k e i i i k x x x v ρσμρ (6) 3 模拟结果

3.1 模拟工况 

模拟的工况为送风速度2m/s,使用的模型为多流体模型和小滑移模型。迭代次数为20000次。收敛指标为0.0001(前后两次迭代的误差值)和所有压力源项之和小于1.e-3。多流体模型运行时间为8h 7min 11sec(Pentium Ⅳ2.4G,512M)。所得结果部分图示如下(图中未注明所用模型的为多流体模型模拟结果): 

 

图3 y-z 断面速度矢量图(x=1.9m) 图4 y-z 断面0.5μm 颗粒数密度分布(x=5.7m)

图5 x-y断面速度矢量图(z=0.28m)

图6 x-z断面速度矢量图(y=1m)

图7 y-z断面紊流动能分布(x=1.9m) 图8 y-z断面紊流动能耗散率分布(x=1.9

图9 y-z断面温度分布(x=5.7m) 图10 颗粒与实际测量值比较(y=3m,z=0.6m)

(a) 小滑移模型 (b) 多流体模型

图11 x=1.9m截面颗粒数密度分布

4 结果分析与结论

在计算条件下,室内气流运动是典型的紊流,雷诺数是6.369×104。比较湍流粘度和层流粘度可知,湍流扩散比分子扩散大得多,流态已经进入自模区,不同送风速度下,流场基本相似也证明了这一点。最大的湍流粘性是0.0538,是层流粘性的3426倍。 

最大的紊流动能是0.1413(m/s)2。非常明显紊流动能最大值发生在速度发生突变的地方,如射流接近地板处。颗粒的最大湍流运动粘性系数为0.04,相当流体湍流粘性系数的74%。 

从气流速度与实验值比较和图10颗粒分布与实测值相较发现:速度在主流区的值比实测值偏高,而两侧靠墙区域测量值比模拟的结果要低。分析其原因主要有以下两点:一是模型本身存在的问题,高雷诺数模型本身对靠近墙壁附近的流场模拟不准,这是大家公认的事实;另一个原因是测量仪器在测量时由于仪器的介入和测试人员的存在对流场产生了扰动,造成测量值存在误差。但其趋势两者是一样的,基本上可以认为模拟的结果是可靠的。颗粒数模拟的结果发现,其值大部分都偏低,原因也有上面的两点,另外一个重要的方面是测试时房间中存在生产机器,外来人员的突然进入本身对流场中的颗粒分布发生了重要影响,也就是说实测时房间中存在产尘源,而在模拟的过程中却未能考虑这一方面的影响,也就说比较的基准存在偏差。 

两种模型仿真的气相速度场相近,说明在稀疏悬浮颗粒流动中,颗粒对气相的影响相当小。但同时发现不同的模型,所模拟出来的颗粒分布相居甚远。究其原因有以下几点:一是小滑移模型是基于颗粒跟随流体流动,类似于组分扩散,未能揭示颗粒流组分扩散的根本区别;二是小滑移模型的确定人为影响大,无试验依据,而多流体模型在揭示颗粒流的物理本质上概中所用的经验常数σ

念明确,数理逻辑严谨些;三是小滑移忽略了颗粒相与气相之间存在速度滑移和动量交换的客观事实。加上实测数据的说明,在此次研究中,多流体模型较小滑移模型准确,但不能一概而论,尚需作更多的研究。 

综上所述,室内悬浮颗粒的数值研究对预报室内的悬浮颗粒的分布具有较强的实用价值,有一定的准确性,但仍需要在完善模型,边界处理等方面做更多的工作。 

参考文献

1.周力行.陈文芳译. 湍流气粒两相流动和燃烧的理论与数值模拟.北京:科学出版社,1994 2.李孔清.室内悬浮颗粒数值模拟及辐射研究:[硕士学位论文].湖南:湖南大学,2003

通讯作者地址:湖南大学研12舍-2-306室,邮编:410082 

E-mail: likongqinghvac@sohu.com 

第二章 动物的运动和行为 复习教案

第二章动物的运动和行为复习教案 一、复习目标 1、掌握动物的运动、先天性行为、学习行为、社会行为的有关知识。 2、利用 所掌握的知识完成有关的练习题二、复习重点掌握动物的运动、先天性行为、学习行为、社会行为的有关知识。三、复习难点利用所掌握的知识完成有关的练习题四、复习过程(一)、投影出示复习目标。(二)、投影展示复习提纲:1、动物是怎样运动的?2、什么是先天性行为?什么是学习行为?3、如何区别先天性行为和学习行为?4、什么是社会行为?社会行为有哪些特征?5、动物群体中的信息交流有哪些方式?(三)、指导学生自学要求学生依据复习提纲阅读课本第二章《动物的运动和行为》,通过小组成员间的合作,解决提纲中的问题。(四)、学生自学完毕后交流回答,教师根据学生回答情况适时点评,并将本章内容进行归纳总结:1、动物的运动是由于骨的位置的变化产生运动,但是骨本身是不能运动的,要靠骨骼肌的牵拉。完成动作都需要骨、关节和肌肉的协调配合。当然运动并不是仅靠运动系统 来完成的,它需要神经系统的控制和调节。它需要能量的供应,因此还需要消化系统、呼吸系统、循环系统等系统的配合。2、先天性行为和学习行为的区分 先天性行为学习行为 形成 生来就有的本能 不是生来就有的,在成长过程中形成 获得途径 由遗传物质控制 通过生活经验和“学习”逐渐建立起来 适应性 适应相对稳定的环境 适应不断变化的复杂环境 进化趋势 无脊椎动物主要的行为方式 动物越高等,学习行为越复杂,在它们的全部行为活动中所占比重也越大 3、社会行为是群体内部不同成员之间分工合作,共同维持群体的生活。具 有社会行为的动物,群体内部往往形成一定的组织,成员之间有明确的分工,有的群体中还形成等级。这是社会行为的重要特征。4、动物群体中信息交流方式有动作传递信息、用气味传递信息、用声音传递信息。五、复习巩固后完成练习题。1、骨的运动:骨的___的变化产生运动,骨的运动要靠___的牵拉。2、骨骼肌的特性:骨骼肌有受___而___的特性。当骨骼肌受到___传来的___收缩时,就会牵动骨绕___活动,于是躯

八年级上册生物动物的运动和行为知识点

动物的运动和行为知识点 第一节动物的运动 1、哺乳动物的运动系统由骨骼和肌肉组成。骨骼是由多块骨连结而成。 2、骨骼肌包括中间较粗的肌腹和两端较细的肌腱(乳白色),一组肌肉的两端分别附着在不同骨上。骨骼肌受神经刺激后有收缩的特性。 3、骨骼肌只能收缩牵拉骨而不能推开骨,所以与骨相连的肌肉至少有两组,相互配合完成各种活动【特别是伸、曲肘动作:屈肘时,肱二头肌收缩,肱三头肌舒张,伸肘时则相反】 4、双比自然下垂,肱二头肌舒张,肱三头肌舒张;双手竖直向上提起重物或双手抓住单杠身体自然下垂,肱二头肌收缩,肱三头肌收缩。 5、运动系统的功能:运动、支持、保护。在运动中,神经系统起调节作用,骨起杠杆的作用,关节起支点作用(也有说枢纽作用),骨骼肌起动力作用。可见,人体完成一个运动都要有神经系统的调节,有骨、骨骼肌、关节的共同参与,多组肌肉的协调作用,才能完成。 6、骨、关节和肌肉的关系:骨骼肌收缩,牵动着它所附着的骨,绕着关节活动,于是躯体就产生了运动。 7、运动系统在神经系统控制和调节,以及消化系统、呼吸系统、循环系统的配合下共同完成运动(能量来自有机物的分解)。运动能力发达,利于捕食和避敌,以适应复杂多变的环境。 8、关节是由关节面、关节囊和关节腔三部分组成。关节面包括关节头和关节窝。 使关节牢固的结构特点是:关节囊及囊里面、外面的韧带。 使关节运动灵活的结构特点是:关节面上覆盖一层表面光滑的关节软骨,和关节囊的内表面还能分泌滑液,可减少运动时两骨间关节面的摩擦和缓冲运动时的震动。 9、脱臼:关节头从关节窝滑脱出来。(由于进行体育运动或从事体力劳动,因用力过猛或不慎摔倒所致。) 第二节动物的行为 1、按行为表现不同可将动物行为分为攻击行为、取食行为、防御行为、繁殖行为、迁徙行为等;而按获得途径不同可分为先天性行为和学习行为。

COMSOL-Multiphysics仿真步骤

COMSOL Multiphysics仿真步骤 1算例介绍 一电磁铁模型截面及几何尺寸如图1所示,铁芯为软铁,磁化曲线(B-H)曲线如图2所示,励磁电流密度J=250 A/cm2。现需分析磁铁内的磁场分布。 图1电磁铁模型截面图(单位cm) 图2铁芯磁化曲线 2 COMSOL Multiphysics仿真步骤 根据磁场计算原理,结合算例特点,在COMSOL Multiphysics中实现仿真。 (1) 设定物理场 COMSOL Multiphysics 4.0以上的版本中,在AC/DC模块下自定义有8种应用模式,分别为:静电场(es)、电流(es)、电流-壳(ecs)、磁场(mf)、磁场和电场(mef)、带电粒子追踪(cpt)、电路(cir)、磁场-无电流(mfnc)。其中,“磁场(mef)”是以磁矢势A作为因变量,可应用于: ①已知电流分布的DC线圈; ②电流趋于表面的高频AC线圈;

③任意时变电流下的电场和磁场分布; 根据所要解决的问题的特点——分析磁铁在线圈通电情况下的电磁场分布,选择2维“磁场(mf)”应用模式,稳态求解类型。 (2) 建立几何模型 根据图1,在COMSOL Multiphysics中建立等比例的几何模型,如图3所示。 图3几何模型 有限元仿真是针对封闭区域,因此在磁铁外添加空气域,包围磁铁。 由于磁铁的磁导率,因此空气域的外轮廓线可以理想地认为与磁场线迹线重合,并设为磁位的参考点,即 (21) 式中,L为空气外边界。 (3) 设置分析条件 ①材料属性 本算例中涉及到的材料有空气和磁铁,在软件自带的材料库中选取Air和Soft Iron。 对于磁铁的B-H曲线,在该节点下将已定义的离散B-H曲线表单导入其中即可。 ②边界条件 由于磁铁的磁导率,因此空气域的外轮廓线可以理想地认为与磁场线迹线重合,并设为磁位的参考点,即 (21) 式中,L为空气外边界。 为引入磁铁的B-H曲线,除在材料属性节点下导入B-H表单之外,还需在“磁场(mef)”节点下选择“安培定律”,域为“2”,即磁铁区域,在“磁场 > 本构关系”处将本构关系选择为“H-B曲线”。此时,即表示将材料性质表达为磁通密度B的函数,也符合以磁矢势A作为因变量时的表达,从而避免在本构关系中定义循环变量。设置窗口如下图所示。

人教版初二生物上册:第5单元第2章《动物的运动和行为》教案

初二生物上学期第五单元第二章学案 第五单元第二章动物的运动和行为 第一节动物的运动 教师寄语:生命在于运动! 重点难点:了解动物各种运动方式,知道动物所进行的一系列有利于生存和繁衍的活动,都是动物行为。重点是理解动物的运动系统是由骨、关节和肌肉组成。然后 通过做屈肘、伸肘动作,体会肱二头肌和肱三头肌的活动状态,理解骨、关 节和肌肉的协调配合,并与机械杠杆活动原理进行类比,充分理解在运动中, 骨起杠杆作用,关节起支点作用,骨骼肌起动力作用。难点是运动的完成除 骨、关节和肌肉的协调配合,还依赖于其他系统的控制、调节或配合。 学习目标: 知识目标:1.认识动物的运动依赖于一定的结构,。 2. 能举例说明运动对动物生存的意义。 能力目标:通过对运动系统组成的观察与学习,使学生能与生产实践相联系。认同动物结构与功能相统一的观点,确立辩证统一看问题思维观点。 情感目标:形成积极参加体育锻炼的观点和养成体育锻炼的习惯。 学习过程: 一、课前预习: 1、动物所进行的一系列有利于它们-----和-----的活动,都是动物的行为。 2、运动系统有什么组成? 3、屈肘和伸肘分别是由哪些肌肉的收缩和舒张引起的? 二、导入新课 在非洲草原上,一头母狮正在悄悄地潜近斑马群,这时,斑马会群起反击吗?孔雀开屏、仙鹤起舞、大雁南飞、蜜蜂采蜜等都是动物的行为,动物的行为常常表现为各种各样的动作。动物的运动依赖于一定的身体结构。 三、合作探究 (一)运动系统的组成: 1、由已学动物的一些运动方式,想到动物是怎样完成这些动作的呢?由自己做屈肘伸肘动作,从而猜想运动系统的组成; 2、观察教材29页家兔的骨骼和关节模式图,并结合实物说出关节的组成?体会骨、关节、肌肉在运动中的作用。

动物的运动和行为优秀教案

第二章动物地运动和行为 第一节动物地运动(学案) 教师寄语:生命在于运动! 学习目标: 1、了解动物各种运动方式,知道动物所进行地一系列有利于生存和繁衍地活动,都是动物行为.重点是理解动物地运动系统是由骨、关节和肌肉组成.然后通过做屈肘、伸肘动作,体会肱二头肌和肱三头肌地活动状态,理解骨、关节和肌肉地协调配合,并与机械杠杆活动原理进行类比,充分理解在运动中,骨起杠杆作用,关节起支点作用,骨骼肌起动力作用.难点是运动地完成除骨、关节和肌肉地协调配合,还依赖于其他系统地控制、调节或配合. 2、认识动物地运动依赖于一定地结构,. 3、能举例说明运动对动物生存地意义. 知识点精讲: 一、在非洲草原上,一头母狮正在悄悄地潜近斑马群,这时,斑马会群起反击吗?孔雀开屏、仙鹤起舞、大雁南飞、蜜蜂采蜜等都是动物地行为,动物地行为常常表现为各种各样地动作.动物地运动依赖于一定地身体结构. (一)运动系统地组成: 1、由已学动物地一些运动方式,想到动物是怎样完成这些动作地呢?由自己做屈肘伸肘动作,从而猜想运动系统地组成; 2、观察教材29页家兔地骨骼和关节模式图,并结合实物说出关节地组成?体会骨、关节、肌肉在运动中地作用. 3、取哺乳动物地前肢或后肢观察肌肉、关节、骨三者位置关系,思考骨骼肌在骨上地分布有什么特点? (二)骨、关节与肌肉地协调配合: 1、了解肌肉结构及其特性.

①骨骼肌由肌腹和肌腱两部分组成,肌腱绕过关节连在不同骨上. ②骨骼肌有受刺激产生收缩地特性.骨骼肌受神经传来地刺激时,就会牵引骨绕关节活动,于是躯体产生运动. 2、每个学生做屈肘伸肘动作,体会运动地产生过程,同时用另一只手触摸肱二头肌和肱三头肌,感受二者地变化.这说明了什么? 答:屈肘时肱二头肌收缩,肱三头肌舒张,伸肘时正好相反,说明肌肉间地相互配合才能完成运动. 3、快速做下蹲运动,在运动中感受呼吸加快,心跳加速等身体地变化,这说明了什么问题? 各类动物地运动都是在神经系统地调节和控制下完成地.除受神经系统地调节外,还需要消化系统、呼吸系统、循环系统等地参与配合.这就体现了生物体地整体性和统一性. (三)拓展创新 1、你能用一句话概括骨、关节和肌肉在运动中地作用吗? 2、某人因脑部外伤,结果出现了下肢瘫痪,下肢并没有受任何损伤.这是怎么回事? 3、某人直臂提取一桶水时,肱二头肌和肱三头肌地状态是收缩还是舒张? 答:肱二头肌和肱三头肌交替收缩和舒张,可引起肘关节地屈伸.当人直臂提水时,处于单纯伸肘状态,但同时,还需用力才能将重物提起,所以,这时肱二头肌和肱三头肌必须同时收缩才能完成直臂提水这一动作. 例题1 哺乳动物地运动系统是由()组成. A、骨和肌肉 B、骨骼和肌肉 C、关节和肌肉 D、骨和关节 变式训练: 1、某人右上肢瘫痪,是由于(). A、肩关节、肘关节不够灵活 B、肱二头肌和肱三头肌受到损伤 C、肌肉内地血管受损 D、支配右上肢地神经受损 2、你地屈肘动作地产生是由于()地结果. A、肱二头肌收缩,肱三头肌舒张 B、肱二头肌舒张,肱三头肌收缩 C、肱二头肌收缩,肱三头肌收缩 D、肱二头肌舒张,肱三头肌舒张

动物的运动和行为练习题

动物的运动和行为 一、选择题 1.人体完成一个动作不仅依靠运动系统,还需要神经系统的调节。完成一个动作的正常生理活动顺序是() ①骨骼肌收缩②肌肉附着的骨受到牵拉产生动作③骨骼肌接受神经传来的兴奋 A. ③①② B. ②③① C.①②③ D. ②①③ 2.哺乳动物的运动系统不包括() A.骨 B.关节 C.骨骼肌 D.神经 3. 毛泽东在《沁园春·长沙》里有这样一段描写:“鹰击长空,鱼翔浅底,万类霜天竞自由”。其中涉及的动物运动方式有() A.飞行、游泳 B.跳跃、爬行 C.跳跃、游泳 D.飞行、爬行 4.哺乳动物的运动系统是由哪两部分组成的? A.骨骼和肌肉 B。骨骼和关节 C。关节和肌肉 D。骨骼、关节和肌肉 5. 当你从桌上端起茶杯喝水时,此时有关骨骼肌和骨关节活动的情况是 A. 肱三头肌收缩,肱二头肌舒张,肘关节弯曲 B. 肱二头肌收缩,肱三头肌舒张,肘关节弯曲 C. 肱二头肌收缩,肱三头肌舒张,肘关节伸直 D. 肱三头肌收缩,肱二头肌舒张,肘关节伸直 6.教育部、国家体育总局和共青团中央提出“阳光体育”——“每天锻炼一小时,健康生活一辈子”。目的就是为了切实提高学生的健康水平,使学生能更好地学习、更好地生活。下列有关叙述中,不正确的是 A.运动能使肌肉的收缩、协调能力增加 B.运动能使消化系统得到充分锻炼,增强消化系统的功能 C.运动能增强心脏功能,促进血液循环 D.运动能使呼吸系统得到锻炼,促进肺活量的增长 7.关节活动起来非常灵活,与之有关的结构特点是关节结构里有 A.关节软骨和韧带 B.关节头和关节窝 C.关节软骨和滑液 D.关节腔和滑液 8.下列有关动物运动的叙述,错误的是 A.关节囊里面和外面的韧带增强了关节的牢固性 B.骨与骨之间的连结叫关节 C.人体任何一个动作的完成,都离不开神经系统的支配 D.人在做屈肘动作时,肱二头肌收缩的同时肱三头肌舒张中学学科网 9.动物的运动都是通过一定结构来完成的。人体的运动系统不包括 A.骨 B。关节 C。神经 D。骨骼肌 10.从玉树地震废墟中被救出的某男孩不能完成伸肘和屈肘动作,其原因不会是 A.肘关节脱臼 B.肱骨骨折 C.皮肤破损 D.肱二头肌拉伤 11.下列表示骨、关节、骨骼肌关系的模式图中,正确的是 12.关节炎是一种常见疾病,患者关节腔内大量积液并伴有肿胀疼痛。其病变部位应在关节的哪个结构上? A.关节面B.关节软骨C.关节囊D.关节腔

动物的运动和行为知识点

动物的运动和行为知识点 The final edition was revised on December 14th, 2020.

第二章动物的运动和行为知识点 第一节动物的运动 1、动物所进行的一系列有利于他们生存和繁殖后代的活动,都 是动物的行为。 2、动物的行为常常表现为各种各样的运动,动物的运动依赖于 一定的身体结构。 3、运动系统主要由骨、关节和肌肉组成,骨与骨之间通过关节 等方式相连形成骨骼,所以又可以说运动系统是由骨骼和肌肉组成。骨是单独的一块骨,骨骼是多块骨通过一定的方式连接在一起。 4、关节的结构有:关节头、关节窝、关节腔、关节软骨、关节 囊。关节软骨可以缓冲震动和减少摩擦;关节囊主要由结缔组织构成,它使关节更加牢固;关节腔里有滑液,减少骨与骨之间的摩擦。关节的特性是具有灵活性和牢固性。 5、关节头从关节窝里脱出来叫做脱臼。 6、肌肉由肌腱和肌腹两部分组成。(注意字的书写) 7、骨的位置变化产生运动。骨的运动要靠骨骼肌的牵拉。骨骼 肌至少附着在两块骨上。 8、骨骼肌受神经传来的刺激收缩时,就会牵动骨绕关节活动, 于是躯体的相应部位就会产生运动。 9、与骨相连的肌肉至少是由两组肌肉相互配合活动的。(注 意:至少两组) 10、屈肘时,肱二头肌收缩,肱三头肌舒张;伸肘时,肱二头肌 收缩,肱三头肌舒张。双臂自然下垂时,肱二头肌和肱三头肌同时舒张。直臂提取重物时,同时收缩。(肱的书写)11、运动并不是仅靠运动系统来完成的,还需要其他系统如神经 系统的调节。运动系统的能量,有赖于消化系统、呼吸系 统、循环系统等系统的配合。 12、强大的运动能力,有利于动物寻觅食物、躲避敌害、争夺栖 息地和繁殖后代,以适应复杂多变的环境。 13、如果一块肌肉瘫痪甚至萎缩最可能的原因是:支配这块肌肉 的神经受损。 第二节先天性行为和学习行为

COMSOL光学案例

Modeling of Pyramidal Absorbers for an Anechoic Chamber Introduction In this example, a microwave absorber is constructed from an infinite 2D array of pyramidal lossy structures. Pyramidal absorbers with radiation-absorbent material (RAM) are commonly used in anechoic chambers for electromagnetic wave measurements. Microwave absorption is modeled using a lossy material to imitate the electromagnetic properties of conductive carbon-loaded foam. Perfectly matched layers Port Conductive pyramidal form Unit cell surrounded by periodic conditions Conductive coating on the bottom Figure 1: An infinite 2D array of pyramidal absorbers is modeled using periodic boundary conditions on the sides of one unit cell. Model Definition The infinite 2D array of pyramidal structures is modeled using one unit cell with Floquet-periodic boundary conditions on four sides, as shown in Figure 1. The geometry of one unit cell consists of one pyramid sitting on a block made of the same

(完整)动物的运动和行为(初中生物)

专题五动物的运动和行为 【学习目标】 1.通过对动物的运动和行为重点知识的复习回顾,梳理本专题的知识体系; 2.通过真题演练,加深对知识的理解; 3.通过重难点、易混易错点解析,提升学习能力和解决问题能力。 【复习要点】 一、动物的运动 1.动物的运动方式; 2.运动系统的组成; 3.骨、关节和肌肉之间的关系及协调配合; 4.运动的完成及意义。 二、动物的行为 1.动物行为的分类; 2.先天性行为和学习行为; 3.动物的社会行为。 【知识梳理】 1.运动系统由、、组成。 2.骨骼肌有受刺激而______的特性,当骨骼肌受到传来的刺激时,就会牵动____绕活动,于是躯体就产生了运动。但骨骼肌只能收缩牵拉骨而不能推开骨,因此与骨相连的肌肉总是由组肌肉相互配合活动的。 3.关节 (1)填写出①②③ ④⑤的名称。 (2)关节的组成:、和。 (3)特点:具有牢固性和性。 A.使关节牢固的结构:和。 B.使关节灵活的结构:关节软骨和关节腔中的。 4.屈肘时,肱二头肌,肱三头肌。 伸肘时,肱二头肌,肱三头肌。 5.区别动物的先天性行为和学习行为 比较项目先天性行为学习行为 形成时间就有后逐渐学习形成 获得途径由体内物质决定在遗传因素的基础上,通过因素的作用,由生活经验和学习而获得 适应特征适应相对稳定的环境适应不断变化的复杂环境行为方式简单

的,有的群体中还形成。 【真题演练】 训练点一:运动系统的组成 1.人体运动系统的组成主要有() ①肌肉②骨③关节④皮肤 A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④ 2.使肌肉附着在骨上的结构是() A.肌腱 B.肌腹 C.神经 D.血管 3.下列各项与关节的牢固性没有直接关系的是() A.关节面由关节头和关节窝组成 B.关节囊由结缔组织构成 C.关节囊外有韧带 D.关节腔内有滑液 训练点二:骨、关节和肌肉的配合 4.端午节吃粽子、划龙舟。从运动系统的组成看,划龙舟时运动的动力来自() A.骨 B.骨骼 C.肌肉 D.关节 5.济宁市将中考体育测试引体向上调整为必考项目。在将身体拉至最高位置的过程中,起支点作用的是() A.肱二头肌 B.肘关节 C.上肢神经 D.前臂骨 6.从地震废墟中救出的某男孩不能完成伸肘和屈肘动作,其原因不可能是() A.肘关节脱臼 B.肱骨骨折 C.皮肤破损 D.骨骼肌拉伤 训练点三:先天性行为 7.动物先天性行为的决定因素是() A.环境因素 B.后天学习 C.遗传物质 D.亲代训练 8.动物的先天性行为所具有的特点是() ①动物生来就具有的行为;②不是动物生来就具有的行为;③由身体内遗传物质所决定的行为;④动物在成长过程中,通过生活经验和学习逐渐建立起来的新的行为 A.①③ B.②③ C.②④ D.①④ 训练点四:学习行为 9.下列动物行为中,属于学习行为的是() A.鸟类育雏 B.蜻蜓点水 C.春蚕吐丝 D.老马识途 10.由生活经验和学习获得的行为是学习行为。下列属于学习行为的是() A.蜜蜂采蜜 B.公鸡报晓 C.母鸡孵卵 D.小狗“算数”训练点五:社会行为的特征

第二章 动物的运动和行为知识点

第二章动物的运动和行为(知识结构) 1、动物的行为:动物所进行的一系列有利于存活和繁殖后代的活动都是动物的行为。 ①、组成:骨、关节、肌肉(也可答由肌肉和骨骼构成),其中骨在运动中起杠杆作用 2、哺乳动物运动②、关节结构:关节面、关节囊、关节腔其中关节在运动中起支点作用。 系统的组成特性:灵活性、牢固性 ③、骨骼肌结构:肌腱和肌腹构成其中骨骼肌在运动中起动力作用。 特性:骨骼肌受刺激收缩的特性。 3、骨、关节和肌肉①协调配合:当骨骼肌受到神经传来的刺激收缩时,就会牵动骨绕关节活动,于是 的协调配合躯体的相应部位就会产生运动。 ②屈肘:肱二头肌收缩,肱三头肌舒张。伸肘:肱二头肌舒张,肱三头肌收缩 4、运动需哪些系统参与运动并不是仅靠运动系统来完成的,它需要神经系统的控制和调节,它需要能 量的供应,因此,还需要消化系统、呼吸系统、循环系统的配合 5、运动的意义:有利于觅食和避敌,争夺栖息地和繁殖后代,以适应复杂的环境。 1、动物的行为多种多样,如取食行为、防御行为、繁殖行为、迁徙行为、攻击行为等。先天性行为 2、从动物行为获得的途径看:动物的行为大致分先天性行为和学习行为 和学习行为 3、先天性行为的定义:动物生来就有的,由动物体内的遗传物质控制的行为。 4、学习行为:在遗传因素的基础上,通过环境因素的作用,由生活经验和学习而获得的行为 5、先天性行为和学习行为的意义:有利于维持生存。 1、定义:群体内部不同成员之间分工合作,共同维持群体生活的行为。 2、特征:群体内部往往形成一定的组织;成员之间有明确的分工;有的群体中还形成等级。社会行为 3、意义:有利于取食和避敌,繁衍后代。 4、通讯 1、定义:一个群体中的动物个体向其他个体发出某种信息,接受信息的个体产生某 种行为的反应,这种现象叫做通讯。 2、方式:动物的动作、声音、气味都可以起到传递信息的作用。 第三章:动物在生物圈中的作用(知识结构) 1、在维持生态①食物链和食物网中的各种生物之间存在着相互依赖、相互制约的关系。 平衡的作用②生态平衡的定义:在生态系统中各种生物的数量和所占的比例总是维持 动物在自然界在相对稳定状态,这种现象叫生态平衡。 中的作用2、促进生态系统的物质循环①动物通过呼吸作用分解有机物,产生CO2,尿液等物质。 ②动物的粪便或遗体被分解者分解,产生CO2,含氮的无机盐 3、帮助植物传粉①动物和植物在生存和发展的过程中,形成了相互适应、相互依存的关系 传播种子②动物能够帮助植物传粉,使这些植物顺利地繁殖后代。动物能够帮助植 物传播果实和种子,有利于扩大植物的分布范围。 一、鸟类适应飞行的特点 1、外部形态:身体呈流线型,前肢变成翼,被覆羽毛 2、肌肉和骨骼:胸肌发达,骨轻、薄、坚固,长骨中空,有龙骨突 3、消化系统:消化吸收快、排便快(直肠短,不能贮存粪便),食量大 4、循环系统:,心跳频率快快。(输送氧气和营养物质的能力强) 5、呼吸系统:有肺和气囊,进行双重呼吸。(为鸟类飞行提供大量的氧气) 二、鱼能够在水中生活的两个特点 一是能靠游泳来获取食物和防御敌害。二是能在水中呼吸。 三、各个鳍的作用 1、通过尾鳍和躯干部的摆动产生前进的动力 2、尾鳍:产生前进的动力,并保持前进的方向 3、胸鳍、腹鳍、背鳍:维持平衡

动物的运动和行为(教案)

第一节动物的运动 【教材分析】: 本节是人教版初中生物八年级上册第二章第一节的内容。学生通过第一章的学习,已经了解了不同动物的运动形式,本节在第一章内容的基础上,引导学生认识动物的结构基础和基本原理,从而使学生对动物运动的本质获得更为深入的认识,为下节的动物行为的教学奠定基础。 【学情分析】: 学生已经认识了各动物类群的特点,知道动物的各种运动方式,而对动物运动行为的内在原因并不清楚。从整体到内部,学生学习比较困难,但是学生的好知欲强,利用这点加上辅助教学,能够更好突破重难点,学生真正理解运动系统的协调运动。 【教学目标】: (一)知识与能力: (1)说明动物的运动依赖于一定的结构。 (2)说出运动对动物生存的意义。 (二)过程与方法: 从学生生活经验出发,通过亲身感悟、探究,明确动物运动系统的组成,骨、关节和肌肉的协调配合,从而较好地突破重点解决难点。 (三)情感态度价值观: 认同动物的结构和功能的统一性。 【教学重点和难点】: 重点:1运动系统的组成 2骨、关节和肌肉的协调配合 难点:1理解肌肉、关节的与功能相适应的结构特点。 2理解运动对动物生存的重要意义。 【教学方法】: 讨论法、例举法、演示法 【教学准备】: 预习课本、完成同步导学的知识优梳理 【教具准备】: 准备运动系统各成分的挂图、模型或标本、多媒体、视频展示 【课时安排】: 1课时

()块骨上。 A、2,3 B、2,1 C、1,2 D、2,4 2、关节软骨的作用是() A、提供营养 B、使骨生长 C、使骨结实 D、减少磨擦和震动 3 下图中能正确示意骨、关节和 肌肉关系的模式图是() A B C 固。 六、总结提升,画龙点睛你能用一句话概括骨、关节和肌肉 在运动中的作用吗? 学生回答:骨骼肌 受神经刺激收缩, 牵拉骨绕关节运 动,躯体产生运 动。 提炼重点难 点 第二章第一节动物的运动 一、运动系统的组成 骨、关节、、骨骼肌 二、运动器官的协调配合 1、运动的形成是由骨、骨骼肌、关节共同完成的。 2、曲肘和伸肘时肌肉的协作关系

COMSOL3.5快速入门案例1——导电体的热效应

COMSOL Multiphysics快速入门实例: 导电体的热效应 导电体的热效应 该模型的目的在于给出一个多物理场模型的概念并给出采用COMSOL Multiphysics求解这类问题的方法。 该实例研究了热和电流平衡之间的耦合作用现象。装置中通有直流电流。由于装置的有限电导率,在电流流过装置的过程中会出现发热现象,装置的温度将会显著上升,从而也将改变材料的导电率。这种作用过程是双向耦合的过程;即电流平衡影响到热平衡,而热平衡又反过来影响到电流平衡。 模型的过程包含以下两个基本过程: ? 绘制装置的结构图 ? 定义物理环境,设置材料属性和边界条件 ? 绘制网格 ? 选择一个合适的求解器并开始求解过程 ? 后处理结果 COMSOL Multiphysics 包含一个非常易用的CAD工具,在该模型中将会得到介绍。你可能更习惯于采用其它的CAD工具来绘制几何图形,然后将其导入到COMSOL Multiphysics中; 如果是采用这种方式,则可以跳过下面的几何结构绘制过程介绍,而通过导入一个CAD文件到COMSOL Multiphysics 中来作为分析模型,在安装目录下有为该模型准备的分析CAD几何模型文件。 简介 图 2-1显示了装置的几何结构, 该结构实际上是IC卡的支撑结构的一部分,并被焊接到一个印刷电路板上。结构由两条腿焊接到pc电路板上,上部通过一个很薄的导电薄膜连接到IC上。 两个导体部分(腿结构)是由铜制成,焊点由 60% 锑 和 40%铅组成的合金制成. 模型假定导体部分必须将1A的电流通过焊点流入到IC电路板中,计算在这个过程中温度的变化情况。

图 2-1: 装置的几何结构 模型定义 电流平衡条件由下列方程式来描述 其中 σmetal 表示电导率(S/m), V 表示电势(V). 电导率是温度相关函数,用下列表达式来描述: 其中 ρ0 表示在参考温度T 0 (K)下的参考电阻 (?·m), a 表示温度因变量的比例系数 (K -1)。 热量平衡方程包含了导电体损失的电能转化来的热能: 其中,热源由以下表达式来表达: 在这个表达式里面, k T 表示热导率(W/m·K) Q electric 表示热源(W/m 3)。 电流平衡模式下的边界条件分为三种类型: ? 在焊点处,连接点将导体部分和电路板部分连接在一起,给定电势值为: ? 装置上表面的氧化薄膜层的边界条件设置为给定电流密度,其为薄膜中的电势差的函数

COMSOL使用技巧

COMSOL Multiphysics使用技巧 (旧版通用)

一、全局约束/全局定义 对于多物理仿真,添加全局约束是COMSOL非常有用的功能之一。 例如,对于一个涉及传热的仿真,希望能够调整热源Q_0的大小,从而使得某一位置处的温度T_probe恒定在指定值T_max,我们可以直接将这个全局约束添加进来即可。

有些情况下,全局约束可能包含有对时间的微分项,也就是常说的常微分方程(ODE),COMSOL同样也支持自定义ODE作为全局约束。 例如,在一个管道内流体+物质扩散问题的仿真中,利用PID算法控制管道入口的流速u_in_ctrl,从而使得某一位置处的浓度conc 恒定在指定值c_set。(基本模块模型库> Multidisciplinary > PID control)。需要添加的PID算法约束如下式:

要添加上述约束,除变上限积分项外,另外两项都可以很容易的在边界条件中的“入口流速”设置中直接定义。因此,这个变上限积分需要转化成一个ODE ,作为全局约束加入。 令?-=t dt set c conc 0)_(int ,方程两边同对时间t 求导,得到 set c conc dt d _int -=。在COMSOL 中,变量u 对时间的导数,用ut 表示。因此变量int 的时间导数即为intt 。利用COMSOL 的“ODE 设定”,我们可以很容易的将intt-(conc-c_set)=0这个ODE 全局约束添加入模型之中。

二、积分耦合变量 COMSOL的语法中,变量u对空间的微分,分别默认为用ut,ux,uy,uz等来表示,这为仿真提供了极大的便利。那么对变量u 的空间积分呢?COMSOL提供了积分耦合变量来实现这一功能。 积分耦合变量分为四种:点(point)积分耦合变量、边(edge)积分耦合变量、边界(boundary)积分耦合变量、求解域(subdomain)积分耦合变量。根据模型的维度,会有相应积分耦合变量。用户还可以指定得到结果后的作用域,例如全局,或指定某些点、边、边界或求解域。从而可以将对积分耦合变量结果的访问限制在指定的对象上。 求解域积分耦合变量,就是对指定变量或表达式在指定的某个或者某些求解域上做积分,积分的结果赋给自定义的这个积分耦合变量。对于三维仿真,这个积分是体积分;对于二维则是面积分。最典型的应用当属对数值1进行积分,可以得到体积或面积。 边界积分耦合变量,就是对指定变量或表示在指定的某个或者某些边界上做积分,积分的结果付给自定义的这个积分耦合变量。对于三维仿真,这个积分是面积分;对于二维则是线积分。对1积分可以得到面积或边长。 边积分耦合变量,就是对指定变量或表达式在指定的某个或者某些边上做积分,积分的结果付给自定义的这个积分耦合变量。仅存在于三维仿真中,这个积分是线积分。对1积分得到边长。 点积分耦合变量,就是对指定变量或表达式在指定的某个或者某些点上给出它的值。它的最主要用法是将某个点上的结果映射到指定

八年级上册生物《动物的运动和行为》知识点

八年级上册生物《动物的运动和行为》知识点 https://www.doczj.com/doc/6318928377.html,work Information Technology Company.2020YEAR

动物的运动和行为知识点 第一节动物的运动 1、哺乳动物的运动系统由骨骼和肌肉组成。骨骼是由多块骨连结而成。 2、骨骼肌包括中间较粗的肌腹和两端较细的肌腱(乳白色),一组肌肉的两端分别附着在不同骨上。骨骼肌受神经刺激后有收缩的特性。 3、骨骼肌只能收缩牵拉骨而不能推开骨,所以与骨相连的肌肉至少有两组,相互配合完成各种活动【特别是伸、曲肘动作:屈肘时,肱二头肌收缩,肱三头肌舒张,伸肘时则相反】 4、双比自然下垂,肱二头肌舒张,肱三头肌舒张;双手竖直向上提起重物或双手抓住单杠身体自然下垂,肱二头肌收缩,肱三头肌收缩。 5、运动系统的功能:运动、支持、保护。在运动中,神经系统起调节作用,骨起杠杆的作用,关节起支点作用(也有说枢纽作用),骨骼肌起动力作用。可见,人体完成一个运动都要有神经系统的调节,有骨、骨骼肌、关节的共同参与,多组肌肉的协调作用,才能完成。 6、骨、关节和肌肉的关系:骨骼肌收缩,牵动着它所附着的骨,绕着关节活动,于是躯体就产生了运动。 7、运动系统在神经系统控制和调节,以及消化系统、呼吸系统、循环系统的配合下共同完成运动(能量来自有机物的分解)。运动能力发达,利于捕食和避敌,以适应复杂多变的环境。 8、关节是由关节面、关节囊和关节腔三部分组成。关节面包括关节头和关节窝。 使关节牢固的结构特点是:关节囊及囊里面、外面的韧带。 使关节运动灵活的结构特点是:关节面上覆盖一层表面光滑的关节软骨,和关节囊的内表面还能分泌滑液,可减少运动时两骨间关节面的摩擦和缓冲运动时的震动。 9、脱臼:关节头从关节窝滑脱出来。(由于进行体育运动或从事体力劳动,因用力过猛或不慎摔倒所致。) 第二节动物的行为 1、按行为表现不同可将动物行为分为攻击行为、取食行为、防御行为、繁殖行为、迁徙行为等;而按获得途径不同可分为先天性行为和学习行为。

动物的运动与行为--教学设计-复习课

第2课时《动物的运动与行为》 授课人:邓艳梅 一、教学目标: ⑴知识与技能: ①理解动物的运动依赖于一定的结构; ②了解运动和行为对动物生存的意义; ③理解动物的先天性行为和学习行为; ④探究动物行为的成因。 ⑵过程与方法: ①学会由点及面地构建知识网络,提高口头表达能力; ②学习整理,归纳,总结的能力。 ⑶情感态度与价值观: ①学会小组合作,提高团结协作精神,学会分享; 二、教材分析: ⑴本章在教材中的地位 第五单元共包括五章内容,它们依次是《各种环境中的动物》、《动物的运动和行为》、《动物在生物圈中的作用》、《分布广泛的细菌和真菌》、《细菌和真菌在生物圈中的作用》。第二章《动物的运动和行为》是在学生学习了各种环境中动物的运动方式的基础上,来认识动物的运动机理,认识动物行为产生的原因,认识动物行为对生物个体和群体生存的意义及其对环境的影响。这对学生认识动物的本质特征,全面理解人与生物圈具有承上启下的作用。动物的行为活动常常表现为一系列复杂的运动,将动物的运动和行为编排在一起即反映了这两部分知识的内在联系,也符合学生的认知规律。 ⑵本章的主要内容与特点 本章涉及了《动物的运动》、《先天性行为和学习行为》、《社会行为》三节内容。第一节《动物的运动》是以哺乳动物和人体为例,通过图解分析让学生认识动物产生运动的结构基础,这样便于激发学生的学习兴趣,理解和接受动物产生运动的一般机理。第二节《先天性行为和学习行为》与第三节《社会行为》的内容编排改变了以往教材对动物各种行为的罗列叙述,而是提供分析和实验素材,让学生在探究性学习活动中获取相关的知识和能力。 三、教学重难点分析: ⑴教学重点:①理解动物运动产生的结构与运动形式间的关系。 ⑵教学难点:①理解动物运动产生的结构与运动形式间的关系; ②学生实验设计能力的培养。 ⑶课前准备:学生自主创作的笔记。 四、教学对象分析: 每学期期末考试均是对中考的模拟,要求我们用新课标理念指导期末复

动物的运动和行为练习及答案

第二章动物的运动和行为复习摘要: 2.营社会生 活的动物,是比较高等的动物,社会生活使它们可以更好地适应环境,维持个体和种族的生存。

3.用提取的或人工合成的某些昆虫的性外激素作引诱剂, 可以诱杀农业害虫,被引诱来的是雄虫。 4.俗语说:“龙生龙,凤生凤,老鼠生儿会打洞”,这说 明动物的先天性行为是通过遗传和自然选择进化来的。 5.从动物行为获得的途径上看,可以将动物的行为大致分为 两大类:先天性行为和学习行为。先天性行为是由遗传因素 决定的,是动物的一种先天具备的非条件反射。学习行为则 是在成长过程中,通过生活经验和“学习”逐渐建立起来的 新的行为活动,属于条件反射。一般来说,动物越高等,结 果越复杂,行为越复杂,在动物的全部行为活动中,学习行 为所占比例越大,适应环境能力越强。 6.哺乳动物具有发达的运动能力,有利于觅食和避敌,以 适应复杂多变的环境。 7.动物行为的产生主要受神经系统的控制,也受激素的控制。二者共同协调,相辅组成。 8.下列各项中,属于骨骼的是(A) A 手骨 B 股骨 C 肋骨 D 椎骨 9.提一桶水上楼,这时手臂上肱二头肌和肱三头肌的状态分别是:( A) A.收缩,收缩 B.收缩,舒张 C.舒张,收缩 D.舒张,舒张

10.使肱三头肌附着在骨上的结构是(A) A.肌腱 B.肌腹 C.神经 D.血管 11.人体完成某一动作,骨骼肌收缩舒张的情况是:( D)A.只有一块骨骼肌收缩 B、只有一块骨骼肌舒张 C、收缩和舒张的骨骼肌各有一块 D、收缩舒张的骨 骼肌均有多块 12.屈肘时下列叙述正确的是(B ) A肱三头肌收缩,肱二头肌舒张 B肱二头肌收缩,肱三头肌舒张 C肱二头肌和肱三头肌都收缩 D肱二头肌和肱 三头肌都舒张 13.下列各项中正确的是(B) A骨骼肌的组成包括中间的肌腱和两端的肌腹两部分 B骨的运动要靠骨骼肌的牵拉 C动物的运动只靠动物系统和神经系统的控制和调节来完成 D所有动物体内都有骨骼 14.下列动物中,学习能力最强的是(D) A.蚯蚓 B.大山雀 C.马 D.黑 猩猩 15.动物先天性行为的控制因素是(C) A.环境因素 B.后天“学习”所得

COMSOL入门-学习COMSOL案例库中的例子

学习COMSOL案例库中的例子 1,打开COMSOL MULTIPHYSICS: 双击COMSOL MULTIPHYSICS图标,进入基本功能界面,如下图 2,进入案例库:单机“文件”-“案例库”,如下图:

3,在“案例库”页面寻找个人感兴趣的案例,通常有如下两种方式: (1)直接在模块下进行搜索,这种方法要求对每个模块包含的内容比较了解,因为感兴趣的内容大多数时候分布在不同的模块。如一部分的压电案例包含在“结构力学模块”,单击“结构力学模块”,打开子模块列表,找到“压电效应”,单击“压电效应”,展开所有压电效应下的案例,如下图 (2)关键词搜索选择感兴趣案例,该方法能尽肯能全面的搜索到案例库中包含的所有感兴趣案例。如在搜索框内输入“压电”(建议输入英文” piezoelectric”,搜索的结果更全,下图所示分别为中文和英文搜索结果),点击“搜索”,即出现所有与压电相关的案例,如下图:

4,打开搜索到的案例,如在通过关键词搜索得到的结果中的“结构力学模块”-“压电效应”-“shear_bender”,鼠标左键单击“shear_bender”,弹出该案例的基本介绍,如下图: 注意页面左下角有两个可以执行的图标选项和,其中 (1):打开案例运行文件,其中包含该案例在COMSOL中的具体设置,部分案例同时包含运行结果(案例图标前面是实心蓝点的是包含结果的,如果是空心蓝点是不包含 结果,但是可以打开后运行出结果)。鼠标左键单击打开该案例COMSOL文件,如下图,任何部分都可以查看具体设置。 (2):打开该案例的背景介绍、COMSOL操作要点以及在COMSOL 中的具体操作(step-by-step)。鼠标左键单击打开PDF文件(电脑需

COMSOL稳态和瞬态的热性能仿真案例教学

COMSOL稳态和瞬态的热性能仿真案例教学 新建 1.打开comsol(我用的是comsol5.5,其他版本大致相同),新建→模型向导→选 择三维; 2.选择物理场:传热→固体传热,按增加→研究,选择研究:预置研究→稳态 →完成;

建模 3.导入相应的二维或三维模型,或者直接在COMSOL里自建几何模型;导入: 顶部工具栏:导入,选中几何1→选择单位→导入,最后形成联合体→全部构建; 网格化 4. 网格:“序列类型”默认是“物理场控制网格”; 5. 可改为“用户控制网格”,网格1 →尺寸,可以看到不同细化程度(软件默认)对应的“单元尺寸参数”,可手动修改网格尺寸;

6. 顶部工具栏:增加材料; 7. 可在右侧框内搜索要添加的材料,然后“增加到选择”;或者添加空材料,去选择一个域,然后材料属性目录下会出现做该仿真必要的参数,输入参数即 可; 载荷 8. 点击初始值1:温度默认单位K,可修改为℃; 9. 热绝缘1:默认选择所有边界; 10. 右键“固体传热”,添加温度,边界选择输入载荷的区域;

11. 右键添加“热通量”,边界选择全体导热的区域,在热通量一栏,输入广义热通量数值,即输入的能量值; 研究:结果 12. 点击“研究”开始计算,仿真完成后,结果下面自动出现“温度”;点击温度→体,出现仿真结果图;可通过派生值→全局计算,计算自己所需要的值 瞬态仿真 13. 顶部工具栏:增加研究

14. 右侧任务栏:预置研究→瞬态; 15. 研究2 →步骤1:研究设定; 16. 时间单位:可设置为ms;时间:设置仿真时间范围及步长; 17. 仿真完成后,结果下面自动出现“温度”; 18. 点击温度→表面。出现仿真结果图。可看到温升变化,和稳态保持一致; 19. 派生值,右键,“体最大值”,会在仿真图下方出现“表格2”,自动将时间和温度的对应变化列出来; 20. 在表格处,点击“表图”按钮,结果下面自动出现“一维绘图组”:会有温度

comsol单模光纤仿真案例

Step-Index Fiber Introduction The transmission speed of optical waveguides is superior to microwave waveguides because optical devices have a much higher operating frequency than microwaves, enabling a far higher bandwidth. Today the silica glass (SiO 2) fiber is forming the backbone of modern communication systems. Before 1970, optical fibers suffered from large transmission losses, making optical communication technology merely an academic issue. In 1970, researchers showed, for the first time, that low-loss optical fibers really could be manufactured. Earlier losses of 2000 dB/km now went down to 20 dB/km. Today’s fibers have losses near the theoretical limit of 0.16 dB/km at 1.55 μm (infrared light). One of the winning devices has been the single-mode fiber, having a step-index profile with a higher refractive index in the center core and a lower index in the outer cladding. Numerical software plays an important role in the design of single-mode waveguides and fibers. For a fiber cross section, even the most simple shape is difficult and cumbersome to deal with analytically. A circular step-index waveguide is a basic shape where benchmark results are available (see Ref. 1). This example is a model of a single step-index waveguide made of silica glass. The inner core is made of pure silica glass with refractive index n 1 = 1.4457 and the cladding is doped, with a refractive index of n 2 = 1.4378. These values are valid for free-space wavelengths of 1.55 μm. The radius of the cladding is chosen to be large enough so that the field of confined modes is zero at the exterior boundaries. For a confined mode there is no energy flow in the radial direction, thus the wave must be evanescent in the radial direction in the cladding. This is true only if On the other hand, the wave cannot be radially evanescent in the core region. Thus The waves are more confined when n eff is close to the upper limit in this interval. n eff n 2 >n 2n eff n 1 <<

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