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第二十五届全国青少年科技创新大赛获奖作品集 项目名称 多功能排水机组 地区 河南省 作者 冯奕程 辅导教师 王艳红 刘朋宇 学校 郑州市第一中学 关键词 项目简介 1. 项目借鉴电路串并联原理并利用水泵运行方程，通过管路和阀门 将同性能水泵按照一定方式组合成一体化排水机组， 泵组既可以串联运行又可 以并联运行，并且可以快速转换，实现了单一排水机组多性能化，多用途化， 运行高效化。 2. 选题：我爸爸设计了世界上最大的矿用潜水电泵，功率能达 到 3200 千瓦，但费用昂贵，我想用电路的串并联拓展原理告诉他，串并联泵 组比造大泵要好，可以实现小机大用，一机多用。 3. 构思：物理实验课上， 电源串联，则电压相加；电路并联，则电流相加。通过咨询专家，得知：水泵 串联，则扬程相加；水泵并联，则流量增大。将水泵的进水口和出水口通过阀 门按照一定关系联接， 就可以实现水泵的串并联快速变换， 组成一个性能多变 的水泵机组， 以适应排水环境的不同要求， 使运行更加节能， 达到节约设备投 资、降低运行能耗的目的，尤其可以代替超大型水泵。 4. 研究过程：包括构 思和设计串并联原理图、 选择购买设备和材料、 按照原理图制作水泵串并联模 型、选择两种排水环境进行模拟实验、 实验数据分析和项目产品的推广应用前 景分析。以 3 台水泵组成的排水机组为例，有单台、 2 台并联、 3 台并联、 2 台串联、 3 台串联共 5 个高效工作性能。 5. 科学原理：本项目借鉴了电路的 串并联原理， 并利用水泵运行方程进行构思设计。 同时通过样机试验方法，进 行优化改进。 6. 创新点：项目通过管路和阀门将同性能的水泵组合成一体化 排水机组， 泵组既可以串联运行又可以并联运行， 并且可以快速转换； 实现了 一机多用、小机大用，达到节约设备投资、降低运行能耗之目标，尤其可以代 替超大型水泵。 7. 查新表明：项目研究内容及关键技术新颖，检索中未见与 本项目相同的文献。 8. 进一步设想：拟采用单片机控制系统，并与上位机联 网，实现远程控制； 拟与有关单位联合， 推出系列产品， 在相关领域推广应用。 项目名称 基于人工智能的台风增水预报系统优化和应用研究 地区 上海市 作者 胡亦知 辅导教师 娄维义 学校 华东师范大学第二附属中学 关键词 项目简介 摘要：该文在分析上海独特的地理位置以及台风水灾主要影响因子 的基础上， 从人工智能的角度提出了一种新的台风水灾预报方法， 利用人工神 经网络算法来模拟人工预报员的经验， 并通过计算机实现上海地区台风增水的 智能预报。 在标准 BP神经网络的基础上， 对 BP网络进行了改进并采用主分量 BP 网络来提高网络的泛化能力，减少网络的训练时间，加快网络收敛。结果 表明，其预报客观、稳定，预报精度接近目前业务中使用的人工经验预报，可 以在业务中应用。 选题： 由于地球变暖造成极端气候灾害增多已经成为不争的 事实，针对直接关系到城市人民生命财产安全的台风水灾威胁， 我想通过研究 提出台风水灾智能预报方法， 并为了提高预报的预见期和准确性， 主要考虑在 应用性上如何更加优化系统的智能效果，真正为台风水灾威胁做好准确预报， 设计：为更好更精地预报台风增水， 利用主分量分析法对原先的模型进行改进 和完善， 对改进后的系统进行实际检验， 对其应用性和实践性进行评价， 验证