Data-driven train set crash dynamics simulation

© 2016 Informa UK Limited, trading as Taylor & Francis GroupTraditional finite element (FE) methods are arguably expensive in computation/simulation of the train crash. High computational cost limits their direct applications in investigating dynamic behaviours of an entire train set for crashworthiness design and structural optimisation. On the contrary, multi-body modelling is widely used because of its low computational cost with the trade-off in accuracy. In this study, a data-driven train crash modelling method is proposed to improve the performance of a multi-body dynamics simulation of train set crash without increasing the computational burden. This is achieved by the parallel random forest algorithm, which is a machine learning approach that extracts useful patterns of force–displacement curves and predicts a force–displacement relation in a given collision condition from a collection of offline FE simulation data on various collision conditions, namely different crash velocities in our analysis. Using the FE simulation results as a benchmark, we compared our method with traditional multi-body modelling methods and the result shows that our data-driven method improves the accuracy over traditional multi-body models in train crash simulation and runs at the same level of efficiency

Solvothermal synthesis and thermoelectric properties of indium telluride nanostring-cluster hierarchical structures

A simple solvothermal approach has been developed to successfully synthesize n-type α-In2Te3 thermoelectric nanomaterials. The nanostring-cluster hierarchical structures were prepared using In(NO3)3 and Na2TeO3 as the reactants in a mixed solvent of ethylenediamine and ethylene glycol at 200°C for 24 h. A diffusion-limited reaction mechanism was proposed to explain the formation of the hierarchical structures. The Seebeck coefficient of the bulk pellet pressed by the obtained samples exhibits 43% enhancement over that of the corresponding thin film at room temperature. The electrical conductivity of the bulk pellet is one to four orders of magnitude higher than that of the corresponding thin film or p-type bulk sample. The synthetic route can be applied to obtain other low-dimensional semiconducting telluride nanostructures

Просвітницька спрямованість вокальної підготовки майбутнього вчителя музичного мистецтва

The article presents modern scientific approaches and principles of forming a creative personality of the future teacher of music. On the basis of the systematic analysis ofacademic literature, it is determined that the main feature of a creative personality is the individual psychological peculiarities that correspond to the requirements of creative process and its successful implementation. Therefore, the leading task for higher pedagogical educational institutions is the formation of the students’ professional competencies, which manifest themselves in their ability to think originally, express their thoughts, and find extraordinary solutions in difficult situations. In this connection, it is noted that the development of a creative individuality is a systematic quality that integrates various components of its functioning in musical and pedagogical activities. It is based on existential, humane, aesthetic, and cultural scientific approaches, since it lies precisely in the aspects of the identified phenomenon that they influence the dynamics of its development in the process of professional education. Formation of a creative personality of the future teacher of music should also presuppose the principles of cultural and musical orientation of the educational process in the piano class; ensuring continuity of artistic and creative development of students during studying; stimulating their own artistic and creative activity and autonomy, unity of potential and relevant in the development of creative individuality of students. Organized in this way, learning becomes a process of self-determination, free self-realization and continuous self-development of the student, manifested in various forms of their work. It is emphasized that the abovementioned learning process should be based on Ukrainian national artistic heritage, the theoretical foundations of Ukrainian pedagogy, as well as studying the experience of past generations of artists.У статті висвітлюються питання вокальної підготовки майбутніх вчителів музики з точки зору їх значущості для активізації просвітницької ролі шкільних занять з музики. Обґрунтовано думку, згідно з якою сукупність всіх видів діяльності, до яких залучаються учні на уроках музичного мистецтва, має слугувати ідеї просвітництва школярів та пронизувати весь музично-освітній процес, впливаючи на стиль педагогічного спілкування, добір музичного матеріалу, методів включення школярів у різні види діяльності і тим самим сприяти їхньому вихованню як освічених шанувальників музики.Мета статті – аналіз типових видів вокально-навчальної діяльності та активізації пізнавальної діяльності студентів на заняттях з постановки голосу, спрямованих на посилення музично-просвітницької ролі уроків музики.Розглядаються різні аспекти вокально-навчальної діяльності студентів: художньо-виконавська, фонаційно-технологічна, творча, методична. Володіння навичками вокального виконавства розглядається як фактор, що уможливлює виконавську та вербальну презентацію вокальних творів на уроці і розвиток ушколярів навичок музичного сприйняття; як необхідний компонент вокально-методичної підготовки майбутніх фахівців, спрямований на формування вшколярів здатності до виразного співу та вокальної імпровізації; як засобу опосередкованого впливу на оволодіння інструментальними формами музикування та виконання шкільних пісень під власний акомпанемент.Розкрито роль міждисциплінарної інтеграції в залученні школярів до музичної творчості – інтерпретації пісенного репертуару та вокальної імпровізації

До питання про подолання виконавсько­психологічного бар’єру в магістрантів у процесі їх підготовки до вокально­фахової діяльності

The article deals with the problem of future vocal teachers training for performing. The authors focus on the psychological readiness to public performance, which issubjectively perceived as a stressful situation requiring psychological, emotional strength and conation. The study points the significant role of the psychological state for the singer, due to his/her reflection on the phonation and singing aspects, the degree of emotional expressiveness and artistic perfection in the creation of musical images. The authors analyze the works of music psychologists and personalities of theatrical and musical artists in relation to factors of unsatisfactory psychological state of performers. The study describes the features of productive and excessive unproductive creative stage fright, as well as their causes. The authors provide with three groups of determinants of the personal mental condition in future teachers: functional; motivational and characterological; and operational. The special attention is paid to the following performance types: performances in form of academic reports, contests, concerts and other educational events, pedagogical illustrative methods as well as students’ entertainment. The participation in these activities is significantly different concerning responsibility for the performance quality and the possible consequences. It has been pointed out how significant it is to choose the repertoire for the performance corresponding to the vocalist’s capabilities, to apply the behavioral exercises emulating the "situation of success", business and vocal improvisation games in order to improve students’ psychological state in performing.У статті розглядаються питання підготовки майбутніх викладачів вокалу до виконавської діяльності. У центрі уваги − проблема психологічної готовності доприлюдного виконавства, яке суб’єктивно сприймається як стресова ситуація, що потребує психологічного, емоційного напруження, максимальної концентраціїуваги й вольових зусиль. Зазначено особливо значущу роль психологічного стану для співака, зумовлену його відбиттям на фонаційно-співочих проявах, ступені емоційної яскравості, художній досконалості у створенні музичних образів. Проаналізовано чинники незадовільного психологічного стану виконавців, схарактеризовано особливості продуктивно-творчого й надмірного непродуктивного хвилювання, а також фактори їх прояву. Розглянуто три групи детермінант особистісно-психологічного стану майбутнього фахівця: функціональну; мотиваційно-характерологічну; операціональну. Приділено увагу різновидам виконавської діяльності майбутнього викладача вокалу, які охоплюють виступи у звітно-академічних, конкурсних, концертно-просвітницьких, педагогічно-ілюстративних, студентсько-дозвіллєвих формах, участь в яких суттєво відрізняється за мірою відповідальності за якість здійсненого виступу та за його можливими наслідками. Визначено значущість відповідності обраного для виступу репертуару актуальним можливостям співака, роль аутотренінгів, створення ситуацій успішності, ділових ігор та вокально-імпровізаційних діалогів для вдосконалення у студентів виконавсько-психологічного стану

Effective and biocompatible antibacterial surfaces via facile synthesis and surface modification of peptide polymers

It is an urgent need to tackle drug-resistance microbial infections that are associated with implantable biomedical devices. Host defense peptide-mimicking polymers have been actively explored in recent years to fight against drug-resistant microbes. Our recent report on lithium hexamethyldisilazide-initiated superfast polymerization on amino acid N-carboxyanhydrides enables the quick synthesis of host defense peptide-mimicking peptide polymers. Here we reported a facile and cost-effective thermoplastic polyurethane (TPU) surface modification of peptide polymer (DLL: BLG = 90 : 10) using plasma surface activation and substitution reaction between thiol and bromide groups. The peptide polymer-modified TPU surfaces exhibited board-spectrum antibacterial property as well as effective contact-killing ability in vitro. Furthermore, the peptide polymer-modified TPU surfaces showed excellent biocompatibility, displaying no hemolysis and cytotoxicity. In vivo study using methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) for subcutaneous implantation infectious model showed that peptide polymer-modified TPU surfaces revealed obvious suppression of infection and great histocompatibility, compared to bare TPU surfaces. We further explored the antimicrobial mechanism of the peptide polymer-modified TPU surfaces, which revealed a surface contact-killing mechanism by disrupting the bacterial membrane. These results demonstrated great potential of the peptide-modified TPU surfaces for practical application to combat bacterial infections that are associated with implantable materials and devices

A dual-selective thermal emitter with enhanced subambient radiative cooling performance

Abstract Radiative cooling is a zero-energy technology that enables subambient cooling by emitting heat into outer space (~3 K) through the atmospheric transparent windows. However, existing designs typically focus only on the main atmospheric transparent window (8–13 μm) and ignore another window (16–25 μm), under-exploiting their cooling potential. Here, we show a dual-selective radiative cooling design based on a scalable thermal emitter, which exhibits selective emission in both atmospheric transparent windows and reflection in the remaining mid-infrared and solar wavebands. As a result, the dual-selective thermal emitter exhibits an ultrahigh subambient cooling capacity (~9 °C) under strong sunlight, surpassing existing typical thermal emitters (≥3 °C cooler) and commercial counterparts (as building materials). Furthermore, the dual-selective sample also exhibits high weather resistance and color compatibility, indicating a high practicality. This work provides a scalable and practical radiative cooling design for sustainable thermal management