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关键词：建筑科学与工程学报；期刊建设；发展策略
一、学报基本情况
《建筑科学与工程学报》创刊于1984年，是由新闻出版总署和科技部批准，教育部主管的学术期刊，2005年由《长安大学学报（建筑与环境科学版）》更名为《建筑科学与工程学报》，2006年开始由长安大学与中国土木工程学会共同主办。办刊宗旨是秉承科学精神，促进学术交流，推动科技进步，提高工程建设水平。主要报道建筑结构、地下建筑与基础工程、防灾减灾、桥梁工程、建筑材料、建筑学、市政工程、力学等专业及相关领域的最新研究成果，并就一些热点和难点问题，开设“专家论坛”和“院士讲座”。 主办单位长安大学对《建筑科学与工程学报》的编辑出版高度重视，在办公条件、人员配备、出版经费等方面给予了全力支持。《建筑科学与工程学报》编辑部目前有3名专职编辑，并计划在今后几年继续引进高层次人才以增强编辑力量。
二、期刊发展策略分析
1.注重编校质量
自2005年更改刊名以来，《建筑科学与工程学报》编辑部狠抓期刊的编校质量和学术水平，取得了较大的进步。期刊在连续几年“陕西省科技期刊审读评优”中均获得编辑出版优秀奖。
2.提高学术质量
面对新时期学术期刊的发展特点及趋势，《建筑科学与工程学报》编辑部通过调整工作重心，加大约稿力度，树立了“立足中国，面向国际”的组稿意识，采取了多种途径和手段组织优秀稿件，以期全方位提高学报质量。经过几年的努力，期刊的投稿量不断增加，学术水平及影响力也有了大幅度的提高。《建筑科学与工程学报》从2005年到2011年共出版28期，刊发学术论文520篇，其中：院士为第一作者的论文22篇，占4%；教授、副教授论文260篇，占50%。与同行业其他学术期刊相比，作者群体学术层次较高。发表的论文中，有基金项目支持的论文在90%以上，国家级基金项目的论文数量达到了322篇，接近年发稿量的62%，其中不乏“十五” “十一五”国家科技攻关项目、“973”“863”等国家重点项目的论文。
3.扩大影响力
《建筑科学与工程学报》积极与国内外影响力较大的数据联系，争取被更多的数据库收录，从而扩大期刊的影响力。目前，《建筑科学与工程学报》已成为美国《化学文摘》（CA）、美国《剑桥科学文摘》（CSA）、波兰《哥白尼索引》（IC）、中国科技核心期刊（中国科技论文统计源期刊）等十余种重要数据库的来源期刊。2012年，《建筑科学与工程学报》入编《中文核心期刊要目总览》2011年版，标志着《建筑科学与工程学报》又迈上了一个新的台阶。根据中国科学文献计量评价研究中心的数据，《建筑科学与工程学报》从2007年起，影响因子排序一直居行业前列，2012年的复合影响因子为1.314。
4.加强特色期刊建设
编辑部一直把打造特色期刊作为期刊发展的宗旨，并一直努力创办特色栏目。编辑部不断向行业内的名家、大家进行约稿，提高期刊的学术质量，并以此为突破口力争将《建筑科学与工程学报》建设成为建筑行业内的名牌特色期刊。在2006年9月由教育部科学技术司组织开展的“首届中国高校精品・优秀・特色科技期刊奖评比活动”中，《建筑科学与工程学报》荣获“首届中国高校特色科技期刊奖”。2008年、2011年《建筑科学与工程学报》两次荣获“中国精品科技期刊奖”。
5.建设数字化平台
《建筑科学与工程学报》依托长安大学杂志社自主开发了稿件查询系统及审稿专家库，已稳定使用多年，现有审稿专家1700余名，且审稿专家库动态更新，保证了审稿质量。同时，长安大学杂志社已购买了期刊采编系统，编辑部正在调试系统，争取实现作者在线投稿、编辑在线办公、专家在线审稿、编辑部内部办公及文档管理统计网络一体化，为期刊下一步发展提供更好的数字化平台。
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【论文关键词】：结构振动控制 ；预测控制 ；模型算法控制
【论文摘要】：结构振动控制虽然在理论上己经解决了很多复杂的控制问题，但在实际应用中仍然存在许多问题和困难，如测量和时滞的影响。而预测控制采用最优估计理论，对对象未来的动态特性进行优化。预测控制应用于结构振动中具有显著的优势，逐渐发展成为一种新型的控制方法，如今已在许多行业的应用领域取得不小的成功。
目前，土木工程结构控制通常采用经典控制理论，使用基于传递函数模式的频域分析法，或者采用现代控制理论，使用基于状态方程模式的时域分析法[1]。无论采用哪种方法，其特点都是基于模型的控制，通常认为模型是已知的。传统控制方法对解决高度非线性问题、强祸合问题等系统，缺乏实用有效的分析方法，其控制对象比较单一，输入和输出量比较简单。当控制对象比较复杂时，就很难有效发挥作用，甚至是无能为力。因此，研究不依赖于精确模型、调节简单的控制算法对有效的减轻结构在风和地震等作用下的反应和损伤，有效提高结构的抗振能力具有十分重要的意义。预测控制的发展为解决这一问题提供了理论基础。
本文以升船机结构为主要研究对象。垂直升船机结构一般由二个或四个巨大的钢筋混凝土筒体加顶部设置的一个超高和超大跨度的单层厂房所组成，它是一种高柔结构，升船机结构下部筒体结构的侧移刚度很大，而顶部单层厂房柱的侧移刚度很小，当受到地震作用时，这种巨大的刚度突变引起升船机顶部厂房强烈的鞭梢效应，引起严重破坏。由于使用功能上的要求，升船机顶部厂房排架方向无法设置任何的耗能系统，无法采用常规的抗震设计方法来减小升船机顶部厂房的地震反应。目前，这己经成为制约大型垂直升船结构抗震设计的一个瓶颈，解决这一问题只能应用结构振动控制的方法。
结构振动控制是近二十年发展起来的新兴科学。它是指通过采取一定的控制措施以减轻或抑制结构由于动力荷载所引起的反应。其目的是要采取一定的控制措施，减轻和抑制结构在地震、强风及其它动力荷载作用下的动力反应，增强结构的动力稳定性，提高结构抵抗外界振动的能力，以满足结构安全性、使用性、舒适性、经济性等要求。
目前，结构振动控制己成为一门独立的学科，主要研究对结构动力响应进行控制的理论、方法和技术。它综合控制论、计算机科学、结构振动理论与新材料等前沿学科的最新研究成果和技术，是土木结构振动工程的高科技领域，成为土木结构工程发展方向之一[2]。
尽管现代控制理论经过几十年的发展，理论上己经解决了很多复杂的控制问题，但在实际应用中仍然存在许多问题和困难。就结构对象而言，传统控制方法的不足主要表现在如下方面[3]:数学建模和建筑结构存在很大差异；外荷载具有不确定性，导致实际控制性和设计目标之间的差异；测量和时滞的影响等等。在实际控制中，传感器采集到的信号不可避免的存在噪声污染，而结构振动控制一般采用实时控制方式，这就可能因测量过程中的未知因素的影响而造成观测溢出和控制溢出，从而使得控制性能下降甚至可能导致结构不稳定，形成激励，加速结构破坏，导致灾难性后果。一般控制算法是假定在理想状态下，即不存在时滞，但实际在测量转化、信号处理、计算控制信号、施加控制力都需要一定时间，从而造成控制的时滞。如果未考虑这个因素，就会造成控制效率下降，更严重的会造成控制结构的失稳。
而预测控制采用最优估计理论，由所测得的结构反应预测将要发生的结构反应或外部激励，不断修正预测律，针对预测的结构反应或外部激励，计算施加的控制力序列，对对象未来的动态特性进行优化。利用预测模型可以预测系统从当前状态开始，经过有限时域后的未来开环特性;根据该动态特性可以得到最优的
控制序列，它使得预先指定的目标函数有最小值。因此，预测控制应用于结构振动中具有显著的优势。目前国内对预测控制在结构振动控制领域方面的研究还较少，随着科学理论研究的深入和计算机控制技术水平的提高，预测控制逐渐成熟并发展成为一种新型的控制方法，如今已在许多行业的应用领域取得不小的成功[4]。
与其它预测控制算法相比，模型算法控制的优点主要表现在以下方面：由于采用的是脉冲响应模型，无需降低其模型阶数；对于过程输入的大小和变化率的约束，可正确地直接进行处理;控制率是时变的，闭环响应对于受控对象的变化具有鲁棒性；依靠内部模型的在线更新，可以实现增益预调整；脉冲响应模型的设定和控制量的计算使用相同的算法，可以简化硬件条件；对于不同的受控对象，可以采用不同的采样周期；对于传感器故障或系统控制特性的恶化，可以在线修改控制规则。动态矩阵控制(DMC)和模型算法控制(MAC)是以非参数模型为基础的预测控制算法。
当前人们对预测控制的研究和应用，无论是从广度上还是深度上都有很大的发展。随着计算机的普及和计算机控制技术水平的提高，预测控制必然会向更高层次进一步发展。但是目前国内对预测控制在结构振动控制领域中的研究和应用还很少，存在很多迫切需要解决的理论和实际问题，但其基本原理的适应性无疑是富有吸引力的。
参考文献
[1]阎维明，周福霖，谭平. 土木工程结构振动控制的研究进展.世界地震工程，1997，13(2):8-20
[2] 李敏霞，刘季.主动结构振动控制算法综述.世界地震工程，1998， 14(4):6169
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关键词： 钢筋混凝土梁；钢筋锈蚀；结构检测
前言
钢筋混凝土结构具有：易于浇筑成型、刚度大、工程造价低、后期维护费用少，使之成为土木工程中的一种主要的结构形式，在土木工程中得到了广泛的应用与研究[ ]。但是长期以来“重强度轻耐久”的设计思想一直在结构设计中占据着主导地位，从而使得耐久性问题越来越突出。作为一个综合性的问题，耐久性主要包括钢筋锈蚀、化学侵蚀、冻融损伤、碱-骨料反应等多个方面，相关研究结果表明，钢筋锈蚀被列为影响混凝土耐久性的首要因素。锈蚀钢筋结构构件主要存在承载力降低、结构刚度的退化，从而引起混凝土结构的过早破坏，而对锈蚀钢筋混凝土结构进行维修、加固改造前必须进行有效的检测和评估。所以，在对钢筋锈蚀的大量研究领域中，采用何种检测方法能快速、有效地获得锈蚀钢筋混凝土梁的受力性能、抗弯承载力、刚度退化、疲劳性能等指标的研究是目前急切关注的话题。
1 混凝土中钢筋锈蚀机理
混凝土中钢筋锈蚀微观机理的研究是认识混凝土保护层锈胀开裂的前提，是人为通过试验获得锈蚀构件的前提，也是研究混凝土损伤评估方法的基础。
钢筋的锈蚀过程可以看成是一个电化学反应过程。
根据供氧情况不同，最终产物也不同。钢筋表面形成的结构疏松的氧化产物层便是这些产物混合在一起堆积在阳极区的钢筋表面的结果。研究表明，所有的铁原子氧化产物的体积与原体积相比，都有不同程度的增加，如图1.1所示[2]：
2 锈蚀钢筋混凝土梁受力性能研究现状
由于钢筋的锈蚀产物相比原体积而言占据着更大的体积，从而对包围在钢筋周围的混凝土产生径向膨胀力，当径向膨胀力超过混凝土的抗拉强度时，便会引起混凝土开裂。从而导致混凝土对钢筋的约束作用的减弱，加剧钢筋与混凝土之间的粘结性能的退化，最终降低钢筋混凝土构件或结构的承载力和使用性能[3]。
从现有的研究成果来看，认为导致锈蚀钢筋混凝土梁受弯性能退化的主要原因是钢筋锈蚀引起的钢筋力学性能退化及钢筋与混凝土之间粘结性能的退化。
试验[4][5][6]研究表明，对于均匀锈蚀的钢筋混凝土梁，当钢筋锈蚀率较小时，可以认为梁的抗弯性能受影响比较小；随着锈蚀率的增大，钢筋与混凝土之间的粘结强度出现大幅度降低，导致在钢筋和混凝土之间不能有效地传递力，这样钢筋的强度得不到充分发挥，梁的受弯性能便受到影响。特别地，当锈蚀程度较严重时，梁的破坏模式可能会由受弯破坏转变为脆性的锚固破坏或锈蚀钢筋拉断。考虑钢筋锈蚀对构件承载力的影响因素中，除钢筋锈蚀程度外，在相同的锈蚀程度下，构件的混凝土强度、配筋率、跨高比、荷载作用形式等也对其退化有一定的影响。
结合对锈蚀混凝土梁结构性能的分析可知，一般认为以下四个方面是引起锈蚀梁刚度退化的主要因素：材料力学性能的劣化、钢筋截面面积的减小、构件有效承载面积的削弱以及混凝土与钢筋之间的粘结力退化。对于前三个方面对刚度的影响一般容易理解，第四个方面通常是按现行规范通过裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数来反映的。钢筋发生锈蚀后，钢筋与混凝土间的粘结力退化，严重时甚至完全丧失，从而导致钢筋与混凝土间的协同工作性能降低，裂缝间的钢筋应变趋于均匀，使得裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数增大，从而使锈蚀梁的刚度降低。所以在对锈蚀梁的刚度进行分析时，钢筋与混凝土间的粘结力退化因素必须考虑进去，而且其退化规律是建立锈蚀梁刚度退化的关键。
3 结构损伤检测方法
结构的损伤检测方法可以分为局部法和整体法[7]。局部法是指依靠无损检测技术（NED）对特定构件进行精确的检测、查找，描绘缺陷的部位，主要包括：目测、X射线、超声波、光干涉技术、电磁学检测和声发射等检测方法。其中目测法作为最常用的方法之一，存在的不足是主观因素影响大，而且对构件内部损伤肉眼没法看见，这样便不足以正确识别出结构损伤的存在及其程度。而X射线、超声波等非破损检测方法作为损伤识别中较常使用的无损检测法，存在的不足是工作量大、适用范围有限、有时难以测试结构的特殊部位、不能实现在线监测、不能实现整体损伤检测等。
整体法试图评价结构整体的状态，可以间断或连续评价结构的健康，确定损伤存在的可疑区域。目前，基于结构测试的损伤识别法已经得到了广泛的研究。通过结构测试获得的数据与模型分析获得的结构进行综合比较分析，保证理论值与相应的试验值在最大程度上吻合，从而得到结构刚度等参数变化的信息，实现结构的损伤判别与定位定量分析。按测试方式分为基于静力测试的损伤识别法、基于动力特性的损伤识别法以及基于静动力综合特性的损伤识别法。
3.1基于静力测试的损伤识别方法
结构的静力识别具有较高的精度和稳定性等优点。测试技术相对较成熟，在结构损伤诊断方面，已经取得了一定的研究成果。Sanayei et al.和Saletnik[8][9]等均对静力识别的应用前景抱乐观态度，在静力算法计算和测试技术上做了大量的工作。Banan et al.[10]用完备与不完备的静力位移测试数据估计单元的刚度，提出了一种简单的参数分组方案并解决了测试数据稀少下的识别问题。蔡晶[11]等运用静态结构识别方法，提出了服役结构损伤探测及状态评估的概率分析方法。研究表明，运用静力识别方法，效果是比较理想的。同时，静力识别的存在一些不足：对试验条件要求相对较高、在实际结构中加载困难、实时性较差等缺陷正在得到不断的改善。
3.2基于动力特性的损伤识别方法
基于动力测试的损伤检测方法是基于结构的刚度、质量以及材料物理参数的对应关系上的。属于整体检测技术，通过动力测试具有可以获得结构的全面信息、能检测到无法到达位置的损伤、检测结果的准确程度较少受人为因素影响，还可以进行实时在线监测，可以对结构的安全储备和退化的途径做出系统的评估，被认为是一种最有前途的结构损伤整体检测方法。对结构损伤敏感参数的选择是保证结构损伤诊断准确可靠的前提，常用的敏感参数主要包括：固有频率、阻尼比、振型、振型曲率、应变模态、功率谱、频响函数、模态保证准则（MAC）和坐标模态保证准则（COMAC）等。
其中，基于固有频率的结构损伤识别的基本原理是：结构物理参数与振动频率之间存在对应关系。同时，从经济角度出发，频率指标是最简单、最经济、最实用、最易获得的模态参数，与其它的模态参数相比受其它因素影响较小，并且是当前技术测得最准的结构动力特征。另外，频率的整体辨识特性使测量点可以根据实际情况进行定制，因此，频率常被选来作为结构损伤的敏感特征参数进行损伤识别[12]。
Salawu[13]评述了土木工程领域应用固有频率的变化作为结构损伤诊断依据的结构评估方法，对损伤和频率变化之间的关系进行了讨论，结论是：基于固有频率的损伤识别方法对结构的常规评估是有用的。李大伟在文献[14]中提到结构频率具有容易测量且测量数据较准确的优势。文龙[15]等在文献中的研究表明：结构损伤前后固有频率明显降低，并且随着损伤程度的增大固有频率衰减加剧，固有频率的衰减在一定程度上反映了结构的损伤性状。
3.3 基于静动力综合特性的损伤
采用动力特性的损伤识别方法中，振动测量值容易受到多种因素的影响而使结果精度受到限制，而结构静力测试由于测试技术的成熟性，其结果的测量精度一般能够得到保证。因此，一些研究者着力于在损伤识别中将静、动力测试方法结合起来进行研究，将两者的优点统一起来。文献[16]中利用静、动力两类测量数据，对随机结构的损伤识别方法进行了研究，探讨了存在模型误差和测量噪声影响的结构损伤识别问题。同济大学的范立础和张启伟[17]提出了一种综合利用振动与静力测量数据的损伤识别方法，该方法表明利用静动力测试过程中获得的信息，与仅用振动测量值来进行损伤识别的方法相比而言更加可靠。
4 结论
本文在了解钢筋混凝土结构的锈蚀机理、受力性能特点的基础上，分别阐述静力测试、动力测试和静动力测试不同测试方法在损伤检测中的优越性和局限性，为结构在进行损伤检测、评估前提供有效的参考性。
参考文献
[1] 吴瑾. 钢筋混凝土结构锈蚀损伤检测与评估[M]. 北京：科学出版社.
[2] 洪定海，吴中伟，姚明初等. 混凝土中钢筋的腐蚀与保护.北京： 中国铁道出版社，1998：63-64.
[3] 杨明. 锈蚀钢筋混凝土梁受弯性能研究[D].东南大学硕士学位论文，2006.
[4] 袁迎曙，贾福萍，蔡跃. 锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能退化模型[J].土木工程学报，2001，34（3）：47-52，96.
[5] 王军强. 大气环境下锈蚀钢筋力学性能试验研究分析[J]. 徐州建筑职业技术学院学报，2003，3（3）：25-27.
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[8]Sanayei M， Saletik M J. Parameter Estimation of Structure from Static Strain Measurement Ⅰ： Formulation[J]. Journal of Structural Engineering， ASCE， 1996， 122（5）：555-562.
[9]Sanayei M， Saletik M J. Parameter Estimation of Structure from Static Strain Measurement Ⅱ： Formulation[J]. Journal of Structural Engineering， ASCE， 1996， 122（5）：563-572
[10]M.R.Banan， K. D. Hjehnstad， “Parameter estimation of structures from static response”， ：computational aspects， Journal of Structural Engineering， ASCE， 1994， 120（11）：3243-3258.
[11]蔡晶等. 静力荷载作用下结构参数识别及状态评估的统计分析.工程力学，21（6）：76-83.
[12]董晓马等. 基于改进指标的结构损伤程度识别研究. 钢结构：2008，5（23）.
[13]Salawu， O S. Detection of structural damage through changes in frequency： a review. Engineering Structures， 1997， 19（9）： 718-723
[14]李大伟，李霆. 基于频率变化的结构损伤识别方法[J]. 五邑大学学报（自然科学版），2005，03：102-106.
[15]文龙，武昊翔等. 基于固有频率和模态振型差值曲率的结构损伤识别研究[J]. 北京公路，2008，183（5）：16-19.
土木在线论文范文4
（①内蒙古大学鄂尔多斯学院，鄂尔多斯 017000；②内蒙古鄂尔多斯市东方路桥集团，鄂尔多斯 017000）
（①Department of Civil Engineering，Ordos College of Inner Mongolia University，Ordos 017000，China；
②Dongfang Road-bridge Group Shares Limited Company，Ordos 017000，China）
摘要：本文用边界元法建立了非线性理想数值波浪水槽，求解边界积分方程模拟了波浪的生成、传播、变形，并用线性元法对积分方程进行离散求解，得到波浪水槽不同时刻整个波浪场的状态。对计算值和理论解进行了验证，结果表明二者吻合较好，为后续在波浪水槽中模拟极端波浪奠定了基础。
Abstract： In this paper， nonlinear ideal numerical wave flume is established by the Boundary Element Method， the wave generation， transmission， deformation are simulated by solving the boundary integral equation， then，integral equations are dispersed and solved by linear element method， the state of the whole wave field of wave flume in the different time is obtained. The calculated value and the theoretical solution is verified， and the results are in good agreement with each other. There is a good foundation that extreme waves can be simulated in wave flume for further research.
关键词 ：边界元法；数值波浪水槽；数值模拟；极端波浪
Key words： boundary element method；numerical wave flume；numerical simulation；extreme wave
中图分类号：TV139.2+5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0176-02
课题项目：高校科研项目（NJZY14010）。
作者简介：商艳（1976-），女，山东德州人，在读博士，讲师，土木工程系副主任，主要从事土木工程系教学、科研和管理工作以及道路桥梁的教学和科研工作。
0 引言
目前，深水波浪与结构物之间的相互作用研究越来越受到研究者们的关注，尤其是波浪对深水结构物作用力即波浪力的研究。波浪力研究的方法有理论分析法、物理模型试验法、现场观测法、数值计算法。随着计算机技术的迅速发展，越来越多的人应用数值计算方法模拟波浪运动以及波浪与结构物之间的相互作用[1]。数值波浪水槽是对波浪自由表面运动和波浪与浮体相互作用的数值算法的总称[2]。数值波浪水槽与物理模型试验在理论上和功能上基本一致，但数值波浪水槽能避免物理模型试验的局限性和尺度效应，同时能节约人力、物力、财力，便于使用、改造，精确度高，基于此，现为研究者使用。
1 数值波浪水槽模拟方法比较分析
1.1 有限差分法（FDM）
FDM是历史上最早、最经典的数值方法，通过使用这种方法，能够对非定常的Navier-Stokes方程（N-S方程），直接求解，不过，在使用FDM进行数值模拟时，需要很多假设。另外，由于FDM的网格点增长很快，所以一般需要用运算能力较强的计算机。值得注意的是，FDM在模拟动边界和不规则边界方面效果不是很好。
1.2 有限元法（FEM）
FEM能够比较自由地控制网格点的枢密程度，划分相对容易，并且在解决动边界方面，也有一定优势。FEM能够有效解决不规则区域的计算，但是对计算机的性能要求也很高。
1.3 边界元法（BEM）
边界元法（BEM）是根据微分方程的基本解将其转化为边界处的积分方程，然后求解积分方程从而得出微分方程的解。BEM的优点远远多于FEM，边界元法是在闭合的区域中满足Laplace方程，Green函数基本解的存在意味着在区域内任一点的值能够从边界处的值获得。该种方法的缺点主要是它的应用范围受限，具体来说是以存在相应的微分算子基本解为基础，对非均匀的介质难以应用。
1.4 有限体积法（FVM）
有限体积法（FVM）是一种新的研究Navier-Stokes方程的数值计算方法，目前在流动、传热、福射等问题中应用的很广泛。它是将计算域划分为一系列的控制体，每个控制体的特征都用形心处的一个节点来代表，通过对控制体的节点处建立通量守恒方程建立离散形式的控制方程。
基于以上方法的比较，本文选用边界元法对数值波浪水槽进行数值模拟。
2 边界元法（BEM）模拟数值波浪水槽
2.1 边界元法（BEM）简介
数值法基本分为两类：区域型和边界型[3]，边界元法（BEM）属于边界型的数值方法。在应用BEM时，需要将区域内的微分方程变换成边界上的积分方程，再把边界方程离散成代数方程。
边界元法分为直接法和间接法两种[4]。直接法用物理意义明确的变量来建立积分方程，积分方程中的未知函数就是所求物理量在边界上的值；间接法用物理意义不一定明确的变量来建立积分方程。积分方程式是边界元方法的理论基础。
2.2 建立边界积分方程
边界元法的基本控制方程式拉普拉斯（Laplace）方程。由于波浪具有自由表面，且流体是不可压缩的，因此，波浪的运动满足Laplace方程：
2.3 数值波浪水槽模型
假想一数值波浪水槽[4]，如图1所示，SF为自由水面，SB、SV为底面，SS、S2为侧边界，SF、SB、SS、S2组成计算域，计算域左端为造波板边界，右端为海绵层吸收边界。在线性理论的基础上，给出造波板的冲程、速度和加速度后，在造波板边界通过求解边界积分方程来模拟波浪的生成、传播和变形。吸收边界采用Sommerfeld边界条件和海绵层吸收边界条件相结合的方法来吸收波浪。
2.4 边界积分方程数值解
边界积分方程的离散采用线性元离散。将边界分割成N个边界单元，整个边界上的积分以N个边界单元上的积分和来表示。
设在边界上有N个节点，任意一个单元J包括节点j和j+1，边界上的变量用Γ表示，边界积分方程可离散为：
离散后的边界积分方程与自由表面动力学边界条件结合，可计算出任何边界上的势函数及其导数值。在此基础上进行有限差分格式时间步进，即在每一个时间步长内，求解关于速度势的边界值，得到波浪水槽不同时刻整个波浪场的状态。
3 数值波浪水槽的验证
为了验证建立的数值波浪水槽模拟非线性波浪的可行性、正确性和精确性，可通过数值波浪水槽生成波浪的计算结果和波理论解比较，如图2，发现计算值和理论界吻合较好，表明以上建立的数值波浪水槽模拟非线性波浪可行。
4 结论
本文用边界元法建立了理想的数值波浪水槽，通过求解边界积分方程模拟了波浪的生成、传播和变形，通过线性元方法对边界积分方程进行了离散，求解边界值得到不同时刻波浪水槽波浪场的整个状态，并对波浪的计算值和理论解进行了验证，结果表明二者吻合较好。这说明边界元法建立的数值波浪水槽能很好地模拟非线性数值波浪，为后续的在波浪水槽中模拟极端波浪的研究奠定了良好的基础。
参考文献：
[1]辛颖.Fluent UDF方法在数值波浪水槽中的应用研究[D].大连理工大学硕士学位论文，2013，6.
[2]Katsuji Tanizawa. The state of the art on numerical wave tank [J]. Proceeding of 4th Osaka Colloquium on Seakeeping Performance of Ships，2000：95-114.
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关键词：专业课程；考核模式改革；课程论文；能力考核；教学效果
中图分类号：G641 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）01-0108-02
当前，国内外大学的专业课程教学纷纷尝试教学改革，除了教学内容的改革外，主要重点是进行教学模式的改革，例如有依托在线教学的“翻转课堂”、有线上线下结合的“混合式教学”模式、有依托MOOC平台的远程教学等。教学模式改革的目的是培养学生自主学习能力，提高学生综合素质。但是，如何对教学效果进行评价呢？为此，我们结合“翻转课堂”的模式改革，开展了“三位一体”的考核模式改革，提出了综合评价的基本思路，设计了综合考核的评价模型，分析了综合考核评价的方法和要求，探讨了综合考核评价的相关问题。
一、基本思路
“三位一体”考核模式的基本思路就是，改变传统单一的课终考试以考核知识点记忆力为主的做法，坚持多种形式的综合考核方式，建立平时考核、课终考核、综合能力考核相结合的“三位一体”考核机制，把考核过程延伸到教学全过程上，把考核重点转移到能力素质考核上，实现学考的有机融合。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》，把学生素质教育作为现代大学中心工作的重点，把改革创新作为教育发展的强大动力，把提高质量、促进学生全面素质发展作为教育改革的核心任务。高等教育改革应以不断改革创新，提高教学质量作为永恒的研究主题。
大学专业课程的教学有一定的基本规律，而考试模式改革对学生成绩和素质评定起着关键的作用。在课程考试成绩评定方面，长期以来教师和教学管理部门已形成了根深蒂固的传统思维模式。考试模式指挥棒指挥作用如果改革缓慢、因循守旧，一方面会与整个教育教学的改革步伐相去甚远，不能合拍；另一方面，培养的学生经常会出现“高分低能”、“理论一套、实践空白”、“死读书、读死书”等情况，进而影响高等教育的教学质量和育人效果。
二、大学专业课传统考试模式之弊端
（一）学生自主学习积极性不高
大学专业课程内容本身较为繁杂，例如土木工程的专业课程内容大部分依托各种规范进行教学，其涉及施工的方案、方法、步骤、工艺及相关条文要求，在单一的教学模式下，学生思维不易被调动，久而久之形成机械记忆而逐渐失去学习兴趣。
专业课传统考试模式，更影响了学生自主学习，学生往往觉得需要在实际工作中运用时再去学习掌握也来得及；有的学生在考试前，找教师划重点、探口风，查找上几届的课程考试题，研究出题规律；在这样传统、单一的考试模式驱动下，大多学生认为是否认真上课听讲无所谓、平时是否独立完成作业无所谓，只需考试前进行突击复习。做到成绩合格就行。
（二）使得学生掌握的知识不全面
有的学校针对课程考试也采用了很多方法，例如有的采用试卷库、试题库的形式，有的也将平时考勤、作业等纳入成绩评定之中。但是学生面对已经知道内容或划定范围的考题，容易出现死记硬背的现象，对需要考试的内容，只牢记所谓的“标准答案”，而不能展开分析、灵活运用，甚至当有几个教师共同上一门课时，为了体现自己的教学质量高，而在平时作业、课堂练习中有意无意地事先透露考试内容，甚至有将试卷库、试题库全面做一遍的方法，使得学生形成“一切为了考试”“60分万岁”的陋习。
（三）不利于理论联系实际
大学专业课程是实践性很强的课程，学生通过课程学习，不光要掌握规范、标准、理论、技术，还要掌握组织、施工、加工、试验等。而传统的考试方式是以笔试为主，考核学生对基础理论、主要概念、关键知识点的掌握程度，难以考核学生的创新能力、解决实际问题的能力、综合运用专业知识的能力等，对于学生的后续课程学习、毕业设计和毕业后的岗位任职都会产生“眼高手低”、“无从下手”的局面。
（四）与人才培养目标相背离
当今的大学无一不是以“培养基础扎实、专业面广、适应性强、富有创新精神的高素质人才”为己任。当今社会只有具备广博的知识结构、较强的适应能力、创新的开拓能力的高素质人才，才适应岗位需求。现代高等教育的主要目的是要培养学生提出、分析和解决问题的能力，培养学生运用基本理论、专业知识进行科技创新意识和精神，激发学生学习积极性、主动性，使学生掌握正确的学习方法，具备自主学习、继续教育和知识更新的能力。传统的专业课考试模式限制了学生思维方法和创造力，培养出来的学生至多是应试型人才。
三、综合评价模型
建立平时考核、课终考核、综合能力考核（包括论文、答辩、展示）相结合的“三位一体”考核机制，即平时考核成绩占30%、课终笔试成绩占40%、综合能力考核成绩占30%（其中课程论文10%，抽题答辩10%，小组展示10%），考核模式见图1。
为了使学生全过程地参与综合考核，亦可规定：（1）能力考核中，课程论文、课终答辩、综合展示等，缺一个环节就判定为整门课程不合格；（2）为了促使学生掌握基础理论和基本知识，对于课终笔试不合格者，则判定课程学习不合格；（3）还可以对平时考勤进行记录，缺勤达到25%，可以判定课程学习不合格。
四、综合考核评价要求
（一）课终笔试的要求
该部分知识内容应该涵盖本课程的全部主要知识点，因此，题型要多样，题目要灵活，考查学生掌握基础知识、基本概念、基本方法的情况。题型建议区分选择题、判断题、简答题、分析题、计算题和综合题等。
其中选择题考查学生对基本概念的掌握情况，判断题考查学生对容易混淆的概念的掌握情况，简答题考查学生对相关知识点的掌握情况，分析题考查学生综合运用能力的情况，计算题考核学生对基础理论的掌握情况，综合运用题则联系工程实际，考查学生分析问题、解决问题的能力情况。
（二）课程论文的要求
按照专业课程中的知识点，分为基本结构、基本原理、基本计算和综合运用等四个主题，自选题目进行撰写，按照论文质量区分为优（90分以上）、良（80分以上）、中（60分以上）、差（60分以下），论文如果具有新意，经修改后可以公开发表的为优，没有新意、论据不充分的为差。
（三）课终答辩的要求
围绕课程的知识点，按照1.5倍至2倍人数设置问题，随机抽题上台答辩，每人时间回答问题5分钟，答辩1分钟。主要考核学生掌握知识面宽度和广度的情况，以及临机分析问题、解决问题的能力。
（四）小组综合展示的要求
事先小组综合展示的问题，由小组抽签确定，小组成员集体准备、小组成员全体消化掌握，展示前抽签决定主讲人，其他组员可以补充。每组展示时间15分钟以内，同时接受其他小组和教员的质询。其中，其他小组的质询，根据所提问题的理论水平、难度，可以从该小组“夺分”。小组综合展示的题目，是相关知识点的综合问题，例如“桥梁纵断面设计要求有哪些？”小组展示也可以进行案例分析，从某个具体的案例出发，分析其现象，深入到其原理，再提出相应的措施等。
（五）平时成绩评定的要求
按照自主学习（10%）、课前测试（10%）、课堂发言（30%）、小组展示（10%）、实践操作（20%）、课后作业（10%）、纪律考勤（10%）的比例，在平时上课过程中进行登记和折算。
五、综合考核的实践效果
对于平时成绩、综合能力考核、课终考试，在实际的使用当中，一方面，各种方式的权重可以调整，另一方面，也可以适当削减，例如，可以取消课终答辩，只交论文等。具体由授课教师掌握，但是一旦确定成绩评定方式，则在开课之初就要传达通知到所有学生，并明确相关规定。
“三位一体”考试模式的改革后，学生的自主学习能力、专业知识掌握程度、知识点运用能力、论文写作能力、课件制作能力、上台演讲答辩能力等有所提高，部分学生还提高了分析问题、解决问题及科研创新能力。
参考文献：
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关键词:毕业设计;人才培养模式;教学模式;培养方案
毕业设计是高等教育的重要组成部分，是大学阶段最后一个教学环节［1－2］。通过毕业设计能够培养学生综合运用所学理论基础、专业知识和技能分析并解决问题的能力，以及培养学生文献查阅与利用、沟通及总结能力，能够系统检验学生的综合能力。安全学科是综合学科，包括工学、理学、管理学、法学、医学和社会科学，安全工程专业是应用性和实践性较强的学科，毕业设计环节尤为重要。以工学－化工类安全评价毕业设计为例，除了培养学生的创新、实践、文献检索、数据调研、论文写作及严谨逻辑表达能力外，还可以使学生将所学化学理论知识运用于实际化工生产和工艺设计，从中发现问题并解决问题，对于学生毕业后走向化工类工作岗位起到良好铺垫作用。
1化工类安全评价毕业设计为例探讨安全工程专业人才培养问题
近年来毕业设计的教学质量受到了来自高校内部和社会的高度关注，提高毕业设计质量，进行毕业设计改革的呼声和方案较多。我校在这方面也开展了积极的探索，比如在毕业设计的选题上增设两类题目，一是以企业运行中发生的实际问题为题目，以校企联合的形式开展毕业设计教学工作，以达到检验学生利用知识、方法来解决实际问题的能力;二是以学校科研项目子课题为题目，以学生参加项目组工作的形式，开展毕业设计教学工作，可以检验学生创新能力;通过以上教学形式，亦可同步检验安全工程专业人才培养上的不足之处。目前来看改革效果较好，但也反映出一些现实问题，以安全评价化工类毕业设计方向为例，分析2013－2017年化工安全评价毕业设计情况，反映出学生应用能力较好，但专业基础欠缺。具体见化工方向安全评价毕业设计内容框架体系(详见图1)，学生在定性、定量安全评价、对策措施部分完成较好，说明开设的安全系统工程、安全评价、课程设计、专业技能训练等教学环节能够为毕业设计顺利完成奠定必要基础;而系统情况简介和危险有害因素辨识部分，则普遍反映出学生对化学工艺流程、危险物质理化特性、化工设备情况及危险有害因素辨识依据掌握不足，这直接影响后面定性定量评价、对策措施完成质量，导致整体毕业设计完成欠佳。究其主要原因:一是化工类基础课程开设数量少。目前本校人才培养方案设置中，化工类方向只开设了一门化工安全工程，基础薄弱。该培养方案在专业基础课方面主要强调安全基础学科知识平台的构建，虽然符合大安全观的要求，但也导致学生专业基础薄弱。此外，近年来听课效率低，课堂授课质量不好也是导致专业基础薄弱的主要原因，在专业基础课程设置较少，课堂授课质量不好的情况下，学生专业基础能力可想而知。
2安全工程专业人才培养改革方案
针对化工类毕业设计反映出的学生专业基础能力薄弱问题，笔者建议从培养模式、教学模式及考试模式三个方面进行人才培养模式改革。
2.1培养模式改革
目前安全工程专业院校培养模式大体分为行业型培养模式和通用型培养模式［3－5］。为了增强学生的专业基础，建议进行强化行业特色的培养模式改革，将行业基础体现在培养方案的各个方面，从专业基础课、专业方向课一直到专业选修课均强调行业性;例如某高校安全工程专业强调化工行业特色。既在专业基础课方面开设普通化学，又在专业方向课程方面开设化工原理、有机化学、物理化学等，还在专业选修课程方面开设分析化学［3］、化工安全。该培养方案能很好地凸显行业特色。同时针对容易导致学生的安全基础学科知识面窄等问题［6］，可在专业基础课方面同时强调安全基础学科知识平台的构建。改革后培养方案既可满足学生行业基础知识培养，又能符合大安全观的要求，达到行业专业基础能力强，学生就业适应面广，较快适应安全工作的目的［3］。
2.2教学模式改革
2.2.1传统教学模式改革为解决大学课堂听课率低问题［7］，可依照培养方案课程设置，选用优质教材，思考教材符合哪些人用，达到什么样计划。提倡精英教育，学生适应课程;而非普及大众化教育，课程适应学生。考虑教材不仅是知识堆垒，还要考虑教与学，以前少数人上大学为了求知，现在人数众多上大学是为了工作。不要纠结学术、专业和应用职业，教育在教育过度和教育不足中徘徊，同一专业在不同学校定向不一样，同一门学科在不同学校定向不一样，人才培养需要个性化定制，重视技能和能力，在知识不再垄断时代，技能和能力仍需通过学校培训才能获得。理论知识和直觉知识，教学模式和学习模式看你更强调谁，目前这种传输性教学+教师权威性占大学主导的学习模式应该改变，联合国教改组织目前提倡:①参与式学习，学生积极学习者，而不是旁观者，目前好多学生都是旁观者;②个性化制定学习，人文主义教育核心，教材应体现个性化;③项目/问题导向化学习，项目问题和课程目标相关，引领精神、学习地点应灵活，不局限课堂;④兴趣引导式学习;⑤友爱式教学(最高端的)，正确的师生关系。教授对学生的培养应从知识培养转向技能+能力的培养，因为只有技能和人民生活水平成正比，并非知识创造财富，知识应转化成技能才可以服务人民生活，培养后大学生具有以下能力:①批判性思维能力(审辩思维求真思维);②解决问题能力;③协作能力;④沟通领导能力;⑤创业创新能力(企业家精神，包括不依赖，惯性思考，敢于冒风险，创业心理，高阶思维能力);⑥高阶思维能力;⑦数字化公民;⑧多元文化。2.2.2新型教学模式引入大学课程教育多元化已成必然性，中国也将走入这一天，云课堂，无黑板教学，云终端、微课，慕课都终将走入大学课堂。以后的教学将实现教学综合平台，学术综合平台，学生自主式，探究性学习平台等多平台结合，实现高校之间的资源共享，可以使更多大学生享受其他高校的优秀教育资源，也可以避免个别优秀生学习能力强，全体学生授课情况下知识量吃不饱情况，满足他们学习主观性，成为精英教育途径。2.2.3《化工安全》教学模式改革例如《化工安全》教学模式改革，主张让学生积极参与，培养学生自主学习能力和应用能力。教学模式由传统的“以教材为中心”转变成“以问题为中心”;由“以教师为中心”转变成“教师讲授与学生自主学习相结合”的互动模式;由“以课堂为中心”转变成“课堂+课后+文献－论文提交－小组评审”五位一体的综合教学模式。同时进行案例研讨式、情景模拟式、网络在线式、微课式、翻转课堂式等教学模式改革，提高课堂听课率。
2.3考试模式改革
近段时间常有网络微博讨论大学课堂考试成绩该严该松问题［8－9］，似乎厌学弃学大学生居多，考试成绩分数低劣，关于应该继续要求还是放水通过的言论此起彼伏。笔者认为导致考试成绩低劣的原因之一还有考试模式问题，目前很多课程都在临近考试前画复习题，考试内容多是记忆名词解释、简答题多半为记忆内容。既然高校教育中不再强调知识的死记硬背，而在于灵活应用，培养技能和能力，那么考试模式也应该进行改革。事实已经证明人的记忆能力远远不如计算机，可目前还有好多教师强调学生背诵定义，这种做法只会事与愿违，学生在手机上、电脑上轻松搜到名词解释，他为何要听课，在教学模式改革重在培养技能和能力的同时，考试模式也应进行改革，重在考核学生的技能和能力。考试内容不再局限名词解释，而重在分析试题，计算试题，应用试题上，甚至可以效仿国外论文考试办法，使学生课下完成考试，在完成论文、完成课题的时候督促学生查阅大量资料进行分析，由被动学习变成自主学习。考试内容由记忆类型向应用类型的转变，考试形式由课上考试向课下论文的转变可很好的配合教学模式改革，提高学生听课率，提高学习热情，促成学生由被动型学习向自主型学习转化。例如《化工安全》考试模式改革，考试为平时考试+期末考试+应用考试三部分之和。其中平时成绩包括考勤+课堂表现+日常测试;期末考试包括计算试题+应用试题;应用能力以近期发生事故(例2015.8.12天津港爆炸事故)的调研分析报告作为考试题目。平时+期末+应用三部分成绩总和作为最终考试成绩，避免“一试成败”现象，重在考核学生的应用能力和分析能力，与教学模式改革相互呼应。
3结语
安全科学与工程学科实践性和应用性较强，探讨安全工程专业人才培养模式，培养出满足社会需求的应用型人才是重中之重。本文结合安全工程专业毕业设计所反映出的问题，研究了安全工程专业人才培养方案专业课程设置中存在的共性问题，在调研及对一些高校常见的听课率低等问题分析基础上，初步提出了人才培养模式改革方案，在课程设置改革、教学模式改革(传统教学模式改革、新型教学模式引入)、考试模式改革等方面进行了初步探索和研究，希望可以为从事安全工程专业人才培养的同行提供一些思路和参考。
参考文献
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