基于解析试函数三角形带旋转自由度膜元的显式格式研究

三角形单元是有限元分析中常用的单元.在平面单元内引入结点转动自由度,可以提高单元位移场的阶次,在不增加单元结点的前提下提高单元性能.论文利用问题基本解析解作为试函数来构造带旋转自由度的三角形单元ATF-R3H,采用了杂交应力函数单元模式,确保了单元优良的抗畸变性能和较高应力计算精度.论文利用直角坐标与三角形面积坐标的线性关系,以及面积坐标幂函数在三角形域内和边界上的积分公式,直接给出单元刚度矩阵的显式表达式,从而避免了大量数值积分,提高了计算效率.数值算例表明,显式格式的ATF-R3H单元具有良好的性能.     

Transient simulation of a pump-turbine with misaligned guide vanes during turbine model start-up

Experimental studies of a model pump-turbine S-curve characteristics and its improvement by misaligned guide vanes （MGV） were extended to prototype pump turbine through 3-D transient flow simulations. The unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with the SST turbulence model were used to model the transient flow within the entire flow passage of a reversible pump-turbine with and without misaligned guide vanes during turbine model start-up. The unstable S-curve and its improvement by using misaligned guide vane were verified by model test and simulation. The transient flow calculations were used to clarify the variations of pressure pulse and internal flow behavior in the entire flow passage. The use of misaligned guide vanes can eliminate the S-curve characteristics of a pump-turbine, and can significantly increase the pressure pulse amplitude in the entire flow passage and the runner radial forces during start-up. The MGV only decreased the pulse amplitude on the guide vane suction side when the rotating speed was less than 50% rated speed. The hydraulic reason is that the MGV dramatically changed the flow patterns inside the entire flow passage, and destroyed the symmetry of the flow distribution inside the guide vane and runner.     

煤粉燃烧过程碳烟生成的激光测量研究

燃煤锅炉生成的碳烟不仅会增强火焰辐射、影响燃烧外,还排放到大气环境中带来严重危害。为了进一步了解其生成机理从而更好地对其生成量及特性进行控制,对煤粉燃烧过程中颗粒周围碳烟的分布规律进行定量的研究十分必要。本文自行设计了注射式微量给粉装置,成功实现了0.1 g/h量级给粉率下的连续给粉,并通过改进多元扩散燃烧器和以及结合激光诱导白炽光(Laser Induced Incandescence)技术,首次实现了对单颗粒煤粉燃烧过程中碳烟分布的定量测量,发现对于70μm左右的煤粉颗粒,碳烟分布直径约为1 mm。此外还通过控制气氛,研究了含氧量对碳烟生成的影响,发现随着氧含量的上升,碳烟总浓度下降并且峰值出现更早的规律。     

物理综合性问题的一种教学策略:搭建物理概念脚手架

通过两个具体的实例说明物理综合性问题教学中搭建物理概念脚手架的两种方法:递进式和平行式.搭建有效的概念“脚手架”能增进学生对物理知识和方法理解,帮助学生提高分析解决物理综合性问题的能力.     

光热偏转光谱法的研究

为了建立棱镜型光热偏转光谱法的理论框架,采用棱镜的光色散特性研究了激励光源对待测样品表面周期性照射情况下的探测光偏转角与光热信号之间的解析关系。得到了棱镜型样品表面周期性变化的偏转角表达式。实现结果表明,该方法比传统型光谱法具有理论模型简单、实验容易实现、分辨率高、灵敏度高等优点。     

关于一类差分不等式的估计和计算

主要讨论一类差分不等式,研究了它们的估计和计算,给出估计公式和算法,推广了文[1]的结果.     

各类化学反应的标准平衡常数表达式

本文介绍从各类物质的化学势表达式出发,先得到各类化学反应的等温式,然后依据化学反应平衡条件和标准平衡常数的定义,系统而又完整地导出各类化学反应的标准平衡常数表达式。     

羟基磷灰石/聚乳酸微粒复合生物支架的体外细胞相容性评价

利用溶液共混法以及溶剂挥发法制备了羟基磷灰石(Nano-HA)/聚乳酸(PLA)微粒,再粘结微粒加工成三维多孔Nano-HA/PLA微粒复合生物支架。借助相差显微镜、扫描电子显微镜和MTT法检测了鼠骨髓基质细胞(BMSCs)在该支架材料上的生长情况,通过细胞形态学观察和细胞增殖情况评价了该复合生物支架材料的生物相容性。结果表明,SEM观察到支架材料上培养细胞4d后,细胞主要附着、铺展在支架的低洼处或孔洞处表面,并向孔洞深部沿壁生长;在支架材料上培养细胞8d后,细胞多为梭形形态,并有许多生长角,直接贴附于支架的微粒表面,开始连片生长,有明显的增值,各组没有变形、坏死现象。支架材料上培养细胞2,3,4,5,6和8d的MTT检测表明,各实验组RGR均达到100%以上,细胞毒性为0级;细胞在支架材料上的生长曲线显示,实验组细胞活力比对照组高26%。因此,该Nano-HA/PLA微粒复合生物支架没有细胞毒性,并对细胞有良好的粘附和增殖能力,为较具潜力的骨修复材料。