不同大小粒子之间相互作用的直接数值模拟

应用改进的拉格朗日乘子/虚拟区域算法对不同大小的两个圆形粒子在二维方槽中的沉降过程和相互作用进行了直接数值模拟,并进行了实验验证．结果表明不同大小的两个粒子在沉降过程中的相互作用可以描述为追尾、接触、旋转和分离4个过程,只有当两个粒子尺度差异很小时,才会重复进行DKT过程．在两个粒子相互作用的过程中,小粒子的运动受到大粒子的影响更剧烈一些,而相反大粒子运动包括运动轨迹和速度所受到的影响则相对较小．     

金纳米笼探针用于线粒体成像和光热损伤细胞

线粒体是许多细胞行为的关键调节细胞器,线粒体膜电位降低被认为是细胞凋亡所发生的最早事件之一,因此线粒体成像及其膜电位的检测分析,对疾病的检测与治疗有重要的科学意义.采用金纳米笼(Aunanocages,Au NCs)介导的光热损伤与温度敏感的药物释放相结合,开发了一种线粒体靶向的荧光纳米探针AuNCs/PLEL/JC/KLA.引入一种线粒体靶向肽(KLAKLAKKLAKLAK,KLA),作为纳米探针的“指向标”,指引着探针特异地靶向到细胞线粒体部位,随后在近红外光的照射下, AuNCs吸收光能转化为热量,实现光热介导的细胞损伤.同时,高温促使外层温敏水凝胶发生凝胶-溶胶转变,实现荧光染料(JC-10)的释放.所释放的JC-10荧光染料可根据线粒体的活力表现出两种荧光信号,用于监测线粒体膜电位的变化.总之,该荧光纳米探针不仅实现了线粒体靶向的荧光成像与损伤细胞,同时还可以监测线粒体膜电位的变化.     

流体力学课程互动式教学的探讨与实践

流体力学是力学专业的核心课程，具有理论性强、应用面广的特点。针对学生学习积极性不高、参与度不够的问题，本课程对互动式教学方法进行了思考和实践。首先，对互动式教学的要素和条件进行了分析，结合流体力学应用性广、可演示可验证的特点，设计了贴合流体力学课程的互动式教学方法，同时制定了适用于互动式教学的评价方法。在互动式教学中，设计了两类互动内容，一类是调研分析互动，一类是探究性实验互动。从教学效果看，互动式教学提高了学生的积极性和参与度，显著提升了互动的频次和质量，带动了学生的知识理解和能力培养。     

三维刚体弹簧元法在RC深梁抗剪性能尺寸效应评价中的应用

选取典型的钢筋混凝土(RC)深梁受剪试验，开发并运用三维刚体弹簧元法(3D RBSM)模拟了大尺寸截面深梁的受剪破坏过程，以及箍筋对深梁抗剪性能的影响。结果表明，3D RBSM不仅能够较准确地计算RC深梁的开裂荷载、名义抗剪强度以及箍筋的增强作用，而且能够模拟裂缝的开展以及构件的破坏。相比于有限元法，3D RBSM具有以下优势：大幅度提高了名义抗剪强度的计算精度，实现了散布裂缝模拟的可视化以及混凝土裂缝宽度的直观、定量评价；能够更好地捕捉峰值荷载后的软化行为。因此，3D RBSM为大尺寸截面深梁的受剪破坏模拟、明晰抗剪性能尺寸效应机理和完善大尺寸RC构件设计提供了有效研究手段。