微极流体在两个伸展平面之间的不稳定轴对称MHD流动

研究在两个径向伸展的平面之间,微极流体作随时间变化的磁流体动力学(MHD)流动.考虑了高浓度微元(n=0)和低浓度微元(n=0.5)两种情况.使用恰当的变换,将偏微分方程转换为常微分方程.用同伦分析法(HAM),对变换后的方程求解.给出不同参数下,角速度、表面摩擦因数和面应力偶系数的图形结果.     

微极流体蠕动泵经由滑移边界管道输送的Stokes流动

计及管道边界条件滑移的影响,研究微极流体蠕动泵,经由圆柱形管道输运的Stokes流动.壁面运动的控制方程为正弦波方程.使用润滑理论,得到了轴向速度、微转动向量、流函数、压力梯度、摩擦力和机械效率的解析数值解.用图形表示出构成参数,如像耦合参数、微极参数和表征蠕流泵特性的滑移参数、摩擦力和俘获现象的影响.数值计算表明,当耦合参数较大时,需要蠕动泵的压力更大,而微极参数和滑移参数正相反.俘获团块的大小随耦合参数和微极参数的减小而缩小,而随滑移参数的增大而缩小.     

一类偏积分-微分方程中的反问题

对一类偏积分-微分方程中参数校准的反问题进行研究.在弱解的框架下,原问题可转化为含具体正则化项的最优化问题.文中证明了该最优化问题的解的存在性和稳定性,并考察了最优解存在的一阶必要条件.另外,证明了当正则化参数足够大时,该最优化问题关于参数a的凸性性质.基于偏积分-微分方程反问题的研究对于金融市场中的模型校准问题具有重要的意义.     

含可脱除侧基的功能化微凝胶及其在药物释放中的应用

环境敏感微凝胶由于其对外界刺激的快速响应能力在药物传输和释放领域得到广泛的关注.本文报道了一种侧链含可脱除基团的温敏微凝胶,并探讨了其在药物释放中的潜在应用.通过分子设计,合成出含侧链N-叔丁氧羰基(N-Boc)的疏水单体N-(N-叔丁氧羰基-乙二胺)甘氨酸二肽甲基丙烯酰胺(BEMAGG),然后将其与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)沉淀共聚合直接得到侧链含Boc基团的微凝胶MG-Boc.通过浊点法、粒径和Zeta电位测定研究了微凝胶中Boc基团在酸中的脱除过程及其对微凝胶性能的影响,研究表明Boc基团的脱除显著影响微凝胶的体积相转变温度、粒径和Zeta电位.对盐酸阿霉素药物的释放研究表明,释放明显依赖于释放介质的pH值.该响应性的微凝胶在药物控制释放领域具有潜在的应用前景.     

Pickering乳滴模板法制备超粒子结构有机/无机杂化微球

Pickering乳滴模板法制备有机/无机杂化的核壳微球越来越引起人们的关注,主要因为该方法制备出的微球具有以无机粒子为壳层的超粒子结构(supracolloidal structure),能够赋予微球独特的功能.胶体粒子在乳滴表面自组装形成有序的球面胶体壳,得到稳定Pickering乳液,固定乳滴表面的胶体粒子来制备核壳结构的微球或者以胶体粒子为壳层的微胶囊(colloidosome).本文综述了我们课题组以Pickering乳滴模板法制备超粒子结构有机/无机杂化微胶囊包括实心微球方面的工作.我们选择具有不同性能、种类的胶体粒子以及具有不同性质和功能的核材料,采用Pickering乳滴模板法,对吸附在乳滴表面的胶体粒子用不同的固定方法制备具有不同结构和性能的微球和微胶囊,利用基于多重Pickering乳液的聚合技术制备双纳米复合的超粒子结构多核聚合物微球.     

电磁力诱导二次流对微流体混合效果影响的研究

设计了一种微流道中液体混合的方法, 基于电磁力的作用, 诱导微流道中二次流动 发生, 从而产生Dean涡, 使流道中流体出现往复运动及流体界面的弯曲延伸, 使不 同流体的接触面积大大地增加, 从而提高混合效率. 对3种结构的工况进行了比较. 建立了微流道混合系统的理论模型并进行了数值模拟,对流体混合过程进行了分析并对混合效率进行了评价. 进行了验证性的试验研究, 对模拟结果与试验结果进行了比较, 结果相吻合.     

固定接触界面切向静弹性刚度问题研究

根据两球体单峰同时受法向、切向载荷时微滑切向应力的分布以及MB模型,给出了界面的总切向接触静弹性条件刚度、总条件法向载荷的解析解。将切向接触静弹性条件刚度的解析解嵌入到有限元软件中,获得了整机的理论模态。以一款八四七厂华中工学院XHK5140型自动换刀计算机数控立式镗铣床上的结合部为研究对象,通过实验对解析解进行了定量验证。研究结果表明：在理论振型与实验振型一致的条件下,界面模型的相对误差在-19．2％～16．8％之间。     

微小型航姿测量系统及其数据融合方法

以小型无人机航姿测量系统的微小型化为背景,利用MEMS惯性测量元件研制了一种低成本微型航姿测量系统.针对MEMS器件用于载体航姿测量时精度低、易发散的问题,提出一种计算量小、实时性强的加速度信息、磁场强度信息、陀螺信息的融合方法.采用卡尔曼滤波器对系统的俯仰角、滚转角和航向角的误差进行最优估计;设计数据融合的判别准则,并根据判据的判断结果调整卡尔曼滤波器中的量测信息,使系统可用于小型无人机的定高自主飞行.实验结果表明,系统输出航姿的更新频率可达100Hz,航姿测量误差小于0.6°,航姿标准差小于0.09°;将其应用于某小型固定翼飞行器的飞行控制系统中进行自主飞行实验,完成了预定的飞行任务.     

一种免装配微惯性测量单元的研制与开发

以柔性材料和高精度六面体作为惯性传感器的安装载体和基准,设计了一种免装配、安装误差小、体积小、功耗低且便于标定的微惯性测量单元。给出了安装误差小角度前提下的传感器的测量方程和标定方法;利用微控制器的并行工作机制,提出了一种快速有效的基于均值滤波和FIR滤波的组合滤波方案。实验结果表明:MIMU可以100 Hz的频率更新测量输出,加速度测量噪声小于2.5 mg、测量误差小于0.8 mg,旋转角速度测量噪声小于0.15 o/s、测量误差小于0.2 o/s,可满足微小型惯性导航系统的功耗、体积、测量精度和响应速度的应用需求。     

一类不可微优化的Fritz-John条件

基于星形集空间的性质,定义一类星形可微函数.这类函数是方向可微的,其方向导数可以表示成两个正齐次非负连续函数之差,其星形微分为一星形集对.对于含有不等式约束条件的星形可微优化问题,给出一个Fritz-John形式的最优性必要条件.