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共有20条相似文献,以下是第1-20项 搜索用时 156 毫秒

1.  平行平板流动腔脉动流切应力的计算  被引次数:3
   徐刚  覃开蓉  柳兆荣《上海力学》,2000年第21卷第1期
   高度远小于横向和纵向几何尺寸的矩形平行平板流动腔是人们用以体外研究细胞在切应力作用下力学行为的主要工具之一。大多数研究者主要对定常层流情进行研究。本文通过对矩形平行平板流动腔内的层流脉动流进行详细分析,给出腔内速和腔室底部切应力的准确计算公式。当Womersley数较小时,准确公式简化为准定常公式。数值计算结果表明,在脉动流条件下,对于人们常用的流动腔几何尺寸,准定常公式具有相当高的精度。这为在脉    

2.  一种力–电协同驱动的细胞微流控培养腔理论模型  
   王兆伟  武晓刚  陈魁俊  薛雅楠  王宁宁  赵腾  于纬伦  王艳芹  陈维毅《力学学报》,2018年第1期
   细胞培养液在微流控生物反应器中受到外界物理场(如压力梯度或者电场)作用流动而产生流体剪应力,并进一步刺激种子细胞调控其内部基因的表达,从而促进细胞的分化和生长,这个过程在自然生命组织内的微管中亦是如此.考虑到细胞培养微腔隙中液体流动行为很难实验量化测定,理论建模分析是目前可行的研究手段.因此建立了矩形截面的细胞微流控培养腔理论模型,将外部的物理驱动场(压力梯度与电场)与培养腔内液体的流速、切应力和流率联系起来,分别得到了压力梯度驱动(pressure gradient driven,PGD)、电场驱动(electric field driven,EFD)及力–电协同驱动(pressure-electricity synergic driven,P-ESD)三种驱动方式下的液体流动理论模型.结果表明该理论模型与现有的实验结果基本一致,即力–电协同作用下的解答为压力梯度驱动和电场驱动结果的叠加.细胞培养腔内的流体流速、剪应力及流率幅值均正比于外部物理场强幅值,但随着压力梯度驱动载荷频率的增大而减小,随着电场驱动频率的变化不明显.在压力梯度驱动作用下,细胞贴壁处的切应力随着腔高的增大而线性增大,流率则随着腔高的增大而非线性增大,而电场驱动下的结果不受腔高的影响.生理范围内的温度场变化对压力和电场驱动的结果影响不大.另外,在引起细胞响应的流体切应力水平,电场驱动能提供较大的切应力幅值而压力梯度驱动则能提供较大的流率幅值.该理论模型的建立为细胞微流控生物反应器实验系统的设计及参数优化提供理论参考,同时也为力–电刺激细胞生长、分化机理的研究的提供基础.    

3.  具有切应力梯度的平行平板流动腔的构造  被引次数:1
   覃开蓉  柳兆荣  徐刚《上海力学》,2001年第22卷第3期
   在近年来关于流体切应力与细胞力学行为之间关系的研究中,流体切应力梯度被认为是诱发动脉粥样硬化和内膜增生的重要因素之一.本文探讨如何利用常用的离体细胞力学实验工具--平行平板流动腔模拟具有梯度的定常流切应力环境.结果表明,根据Hele-Shaw流的原理和常用复势W(Z)=AZn(n>1)的特性,可构造出具有各种切应力梯度分布的流动腔.与其它模拟切应力梯度的方法比较,本文的方法更加简洁、可行.    

4.  平行平板流动腔的数值优化设计  
   蒋文涛  樊瑜波  邹远文  陈君楷《计算力学学报》,2007年第24卷第4期
   平行平板流动腔系统是研究切应力对细胞影响的体外实验装置之一。前期研究发现,流动腔的高度存在一个最佳高度,使用这个高度可以有效地减小或避免由于装配所引起的高度误差对切应力的影响。为了获得这一最佳高度,本文使用数值方法研究了平行平板流动腔的几何尺寸、流体粘度与集中液阻之间的关系,并拟合得到了集中液阻的函数关系式。利用液阻关系式和切应力计算公式,求得了对底部切应力影响最小的最佳高度的表达式。同时,研究还发现,对于相同的底部切应力,当高度取最佳高度时,所需的入(出)口压差最小。这样在流动腔底部沿轴向的压力梯度也就越小,沿轴向不同位置之间的压力差别也越小,这将有利于细胞力学实验结果之间的比较。    

5.  剪应力对培养内皮细胞表面ATP浓度的调节  
   许喆 吴昊 覃开蓉《上海力学》,2005年第26卷第4期
   剪应力信号转导是目前细胞生物力学的研究热点之一。Ca^2+作为一种第二信使在剪应力信号转导中扮演了重要角色,钙信号转导是通过胞内自由Ca^2+浓度变化来实现的。胞内Ca^2+浓度的大小不仅依赖于细胞承受剪应力的大小,同时依赖于细胞外ATP的浓度。本文采用剪应力诱发内皮细胞分泌ATP的时变模型,通过对平行平板流动腔中的ATP浓度场进行数值模拟,分析了剪应力对培养内皮细胞表面ATP浓度的影响。结果表明,剪应力诱发的ATP分泌明显影响细胞表面附近ATP的浓度;剪应力、对流和扩散效应、ATP的水解作用共同决定了细胞外表面附近ATP的浓度。这一结果提示,剪应力大小并非剪应力信号转导过程中的唯一决定因素;剪应力的作用、激动剂的浓度改变共同参与了剪应力信号转导。    

6.  局部狭窄血管中血液振荡流的速度和切应力  被引次数:1
   孙辉  柳兆荣《上海力学》,2002年第23卷第2期
   本文建立一种分析局部缓慢狭窄血管中血液振荡流的数学模型,给出了血液的轴向流速,径向流速和切应力的包含压力梯度项的解析表达式,并讨论了血管内由局部狭窄引起的压力梯度沿轴向变化的规律。文章以局部余弦狭窄为例进行数值计算,详细讨论上游均匀管段压力梯度的定常部分和不同次谐波对狭窄管段内流速和切应力的影响。数值结果表明,与均匀管情况相比,在狭窄段内,血液振荡流轴向流速无论平均值还是脉动幅值均明显增大,且径向流速不再为零。但径向流速仍远小于轴向流速。同时,切应力也不再仅由轴向流速梯度提供,径向流速梯度也将产生切应力,但是在计算管壁切向上的切应力时,径向流速梯度的贡献仍相当大。与均匀管管壁切应力沿流运方向保持恒定不同。狭窄管管壁切应力(平均值和脉动值)将随着狭窄高度的增大而增大,在狭窄最大高度处达到最大,因而沿流动方向产生了较大的切应力梯度。    

7.  Taylor补丁对新型动脉旁路移植流场影响的数值分析  被引次数:1
   冯文韬  蒋文涛  樊瑜波  邓小燕  李晋川  陈君楷《力学学报》,2009年第41卷第3期
   为了研究Taylor补丁对新型(S型)动脉旁路移植术中吻合口处流场的影响,使用数值方法研究了采用Tlaylor补丁和未采用该补丁的两个S型旁路移植模型内流场的血流动力学差异.对流速、壁面切应力和切应力梯度等参数进行了比较分析.结果表明,Taylor补丁对吻合口的流场有显著影响.采用Taylor补丁的模型其下游吻合口处的流场分布较未采用补丁的模型更均匀,二次流平均流速减小约34.48%,壁面切应力梯度减小约52.22%,从壁面切应力梯度方面分析,这将有助于改善血流动力学分布,抑制动脉粥样硬化.但从壁面切应力值分析,其动脉底部的壁面低切应力区明显增大,平均壁面切应力值减小30.33%,这又将促使动脉粥样硬化.因此,Taylor补丁是否对S型搭桥术具有治疗优越性,仅从血流动力学分析尚不能定论,配合数值计算结果进行动物和临床实验研究是十分必要的.    

8.  激光测速法研究高聚物流体在矩形隙缝收缩流中心线的流速分布  
   王培国  钱人元《中国科学B辑》,1984年第8期
   本文用激光多普勒测速法研究了一种硅油(牛顿流体,S)和一种硅橡胶的硅油溶液(非牛顿流体,P)在入口角是180°,60°,30°和15°的矩形隙缝收缩流中心线上的速度分布.流体(P)在切速率 γ>20s~(-1)时符合幂律到流体τ=Kγ~n,n=0.76,K=44.3 dyne·cm~(-2)·s~n,τ是切应力.测定的速度值均以隙缝中充分发展的中心线速度。v_0值归一.矩形隙缝高 0.83 mm,入口前后的收缩比是12,隙缝长/高比18.1,宽/高比14.3,入口前宽/高比1.19.流动实验在室温进行,缝壁切速率(1.7—11)×10~3 S~(-1),广义雷诺数 Re’0.21—2.2,流体(P)在收缩流入口前也没有出现涡流,在180°入口角的流动池观察到两种新现象:(1)入口前有减速区,体积流速愈大,减速愈甚,在入口前4个半缝高处出现速度极小,到入口前2个半缝高处急剧加速,造成极大的拉伸流场,到入口面收缩流的速度调整已基本完成.(2)在隙缝出口处有显著的速度上升,约为v_0值的5%.出口处发散流的速度调整在出口前1.5个半缝高处已开始,中心线速度急剧下降.入口角较小时可以显著地减小入口前的拉伸速度梯度。    

9.  矩形方腔内流动分叉现象的数值研究  
   姬朝玥  任建勋  梁新刚  过增元《工程热物理学报》,2001年第Z1期
   为了研究矩形方腔内空气的流动特性,本文对不同初始条件、不同雷诺数下方腔内的流动状况进行了数值模拟。计算结果表明,当方腔内的雷诺数较大时,方腔内空气的流动会出现分叉现象,即对不同的初始条件,尽管边界条件完全相同,计算所得的流场却不一样。而当雷诺数小于某一值时,流场与初始条件无关,无分叉现象出现。    

10.  矩形波导TM_(11)-TE_(10)模式转换器的初步设计  
   马军  王弘刚  杜广星  钱宝良《强激光与粒子束》,2014年第26卷第6期
   设计了一种矩形波导隔断插板式TM11-TE10模式转换器。其结构是在矩形波导横截面窄边的中部,平行于横截面宽边插入一块金属平板,将其等分为上下两个矩形波导,将TM11模式转换为分别位于上下两个矩形波导内相位相反的TE10模式。然后分别在上下两个矩形波导内,平行于窄边等间距地插入一组金属薄板。TE10模式微波经过轴向长度差为合适值的上下两组插板后,相移差变为180°,使原本相位相反的TE10模式转为同向,最后通过阻抗渐变合成单个波导的TE10模式。该模式转换器可与带状电子束高功率微波源共轴,其横向最大尺寸可与带状电子束高功率微波源矩形输出口保持一致,轴向长度较短,结构简单、紧凑。利用有限元算法仿真软件,对该设计方案进行了验证和初步优化设计。初步的设计结果表明:当相对带宽为10%时,TM11至TE10模式的转换效率大于-0.45 dB,可满足带状电子束高功率微波源对输出结构的设计要求。    

11.  复合材料中矩形夹杂角端部力学行为分析  被引次数:1
   陈梦成  平学成  姜羡《计算力学学报》,2010年第27卷第1期
   提出了一种分析矩形夹杂角端部奇异应力场的新型杂交有限元方法,该方法在分析矩形夹杂角端部奇异应力场时,需要在夹杂端部构造一个超级单元。超级单元的刚度矩阵可以通过夹杂端部特征问题数值解建立。我们用这种方法计算了单向载荷作用下无限大均质板中单个矩形夹杂角端部奇异应力场,并与现有的数值解进行了比较。比较结果表明:本文提出的方法是可行的、有效的,而且数值结果精度高。为说明本文方法适用范围更广,文章最后讨论了各向异性弹性材料和横观各向同性压电材料中矩形夹杂角端部电弹性场行为。    

12.  自然对流的LB方法模拟及其非线性特性  
   赵婷  杨茉  卢玫  单彦广  余敏  陶文铨《工程热物理学报》,2008年第29卷第4期
   采用LB方法和QUICK差分方法模拟了方腔内竖直平板自然对流和底部加热方腔内自然对流换热问题.实现了LB方法对具有孤立体的封闭空间内耦合的流动和传热问题的数值模拟,所得数值结果与QUICK差分方法的数值结果及已有的烟可视化实验结果一致;两种方法对底部加热方腔内自然对流问题的预测结果均出现了静态分岔和动态分岔;根据底部加热方腔内自然对流换热数值结果给出的极限环型速度相图和功率谱表明,两种方法得到的数值结果的非线性特性一致.    

13.  矩形腔内纯水凝固过程实验研究  
   白博峰  李恒  苏燕兵  王跃社《工程热物理学报》,2007年第28卷第3期
   应用PIV并结合温度变化研究纯水在矩形腔内凝固过程中的热自然对流.在侧壁和底部冷却条件下,水平温度梯度是液相区流动产生和发展的主要原因.随着冷却进行,主流区域出现新的对流涡,液相区出现流动反转现象;纯水的临界冰核尺度较大,发生过冷凝固;降低冷端温度可以强化热对流强度,提高凝固速度.    

14.  微波脉冲与不同形状带矩形孔缝腔体耦合的数值模拟  被引次数:2
   刘强  钱宝良  朱占平《强激光与粒子束》,2009年第21卷第12期
    利用时域有限差分法对微波脉冲与带矩形孔缝的矩形和圆柱形腔体两种系统的线性耦合过程进行了研究。首先用数值方法分析了耦合过程中的场增强现象、脉宽展开现象和腔体调制现象,并发现了耦合过程中微波脉冲存在频谱分离现象。当微波脉冲的电场与孔缝窄边平行时,借助耦合函数对两个系统内部耦合场的分布特性进行了研究,结果表明在与孔缝窄边垂直的平面内,越靠近腔体壁,耦合场越弱。此外,两种腔体内部的耦合场在腔体截面内均呈现准周期振荡分布,矩形腔体内部耦合场振荡的幅值较均匀,而圆柱形腔体内部耦合场幅值在其截面中心附近区域最大;除了孔缝附近区域外,圆柱腔体轴线两端的耦合场远大于矩形腔体相应的耦合场。最后,研究了孔缝耦合共振频率与孔缝尺寸的关系,结果表明系统耦合共振频率不只与孔缝尺寸有关,而是由孔缝尺寸和腔体形状及其对微波脉冲的反射特性共同决定。    

15.  刚性圆管中血液周期振荡流的切应力分布  被引次数:1
   刘宝玉  柳兆荣《上海力学》,2002年第23卷第3期
   本文通过求解圆管内血液振荡流的基本方程,求得圆管内血液流的压力梯度与切应力之间的关系式。在此基础上,详细讲座了圆管中轴向流速和切变率谐波的变化规律,指出流速谐波和切变率谐波的幅值都将随着谐波次数的增大而逐渐减小。为了使所得结果便于应用。文章通过管轴向中心线流速与压力梯度之间的关系式,进一步给出一种利用管轴向中心线流速计算管内切应力分布的简便方法。该方法用于检测活体血管内血液振荡流的切应力分布,具有操作简单,精度较高的优点。最后,以人体颈动脉为例,讨论血液周期振荡流的切应力的分布特性。发现在任意时刻,除了邻近管壁处切应力急剧增大到一定数值之外,沿管截面切应力分布相当均匀且接近于零,呈现出与定常流不同的切应力分布特征。    

16.  动脉中非平稳流动壁面剪切力及其Hilbert-Huang变换  
   覃开蓉  乐嘉春  胡徐趣  姜宗来《上海力学》,2007年第28卷第1期
   本文通过数值方法求解均匀动脉中的非平稳脉动流,给出了通过测量非平稳脉动血流量确定壁面切应力的方法.作为算例,采用实测的大鼠颈总动脉流量信号,求出了均匀动脉壁面切应力波形.进一步对求得的切应力波形进行经验模态分解(EMD),得到了切应力波形的各内在模态(IMF),以及Hilbert幅值谱.从切应力波形经Hilbert-Huang变换得到的IMF和Hilbert谱图可以明显地看出切应力各频率成分的物理意义.所得结果为进一步深入研究非平稳脉动切应力与血管重建的关系提供了一种方法学基础.    

17.  封闭方腔热磁对流强化换热的实验研究  
   杨昆仑  宋耀祖  任建勋《工程热物理学报》,2006年第27卷第6期
   自然对流是由非保守体积力驱动的流体流动,这种体积力可以是重力、离心力以及电磁场力等;通过外加梯度磁场来影响流体的流动,产生强化换热效果的方法是一种新型的强化技术.本文利用永磁体产生0.3 g左右的加速度,采用马赫干涉仪对封闭方腔内空气的热磁对流的强化换热现象进行了实验研究,得到了温度场的干涉图像,并与理论模拟结果进行了比较,发现磁场对空气的自然对流换热有一定的强化作用.    

18.  Hamilton体系下矩形薄板受抛物线压力载荷的屈曲分析  
   谈梅兰  吴光《固体力学学报》,2010年第31卷第1期
   针对四边简支矩形薄板在两对边相向的非线性分布压力下的面内应力分布以及屈曲问题,应用弹性力学的Hamilton体系和Galerkin法进行了研究.基于弹性力学的平面矩形域Hamilton体系,根据辛本征向量展开解法,得到了对应于零本征值和非零本征值的含待定常数的实数型面内应力分布通解.依据必须满足的应力边界条件,导出了矩形薄板在抛物线分布载荷下的面内应力分布.考虑到应力分布表达式的复杂性,用完全的解析方法得到屈曲载荷是不可能的.因此,运用基于虚功原理的Galerkin法,根据四边简支矩形薄板弯曲的位移边界条件,给出了不同长宽比矩形薄板受抛物线分布载荷的屈曲临界载荷.通过与已有文献中DQ法给出的数值计算结果比较,表明了本文求解方法的有效性和正确性.基于所给出的结果,可望为解决矩形薄板在非线性分布载荷下的面内应力分布以及屈曲问题提供一种新的研究方法.    

19.  二维空腔运动边界STOKES流动的数值模拟  被引次数:2
   林长圣  陈慧琴《南昌大学学报(理科版)》,2005年第29卷第5期
   利用边界元方法数值研究二维空腔运动边界Stokes流动的流场变化问题。首先,在对称流动情形下利用有关文献的理论和实验结果作参考来验证该数值方法的有效性。然后数值研究非对称流动各情形矩形空腔内涡旋生成和发展的规律。数值计算结果表明:s=-1时的数值计算结果与理论分析结果以及实验结果比较一致。对非对称流动情形,在s的绝对值不太大的范围内,伴随s的增加,矩形空腔内涡旋的生成、发展过程可由s的5个临界点分成6个阶段。本方法适用于不同高宽比和任意速率比的矩形空腔对称和非对称流动问题。    

20.  等温竖平板通道自然对流端部效应的实验研究  
   李志信  王菲  桂业伟  过增元《工程热物理学报》,1988年第2期
   一、引言 平行平板通道自然对流换热的数值求解常采用二维假设,用干涉法测量通道内气流温度场也是在二维场的前提下进行.然而,工程实际中所遇到的通道自然对流问题总会有端部效应存在.目前,可以说明二维假设的适用范围的实验结果很少.sparrow曾用质交换的方法研究了通道自然对流换热,并得出如下结论:如果(b/h)Ra大于10,则通道两端封闭与否对总换热量无多大影响,系统可看作是二维的.本文着重讨论端部效应对通道自然对流速度场的影响,试验研究了端部效应的强弱与通道几何尺寸和平板与环境的温差的相互关系.    

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