线性矩阵方程与线性矩阵方程组

研究了线性矩阵方程(组)的解的结构理论和求解方法.     

软骨细胞黏弹性及恢复变形与年龄相关性研究

多孔水凝胶支架作为组织工程中临时的细胞外基质, 不仅为种子细胞提供生存的空间支撑, 还将外界力学刺激通过自身结构重新分配, 构建出可以调控细胞生理活动的力学微环境. 然而, 如何定量表征和调控组织工程水凝胶支架内的力学微环境是实现组织原位再生的关键. 针对多孔水凝胶支架内部变形测量的 “半连续”问题, 提出了一种半连续光学相干弹性成像(semi-continuous optical coherence elastography, SC-OCE)变形测量方法, 该方法包括材料组分识别算法、改进的半连续数字体相关(semi-continuous digital volume correlation, SC-DVC)方法和半连续结构应变计算, 解决了多孔支架半连续结构测量中的跨界面子块的不连续变形产生的形函数欠匹配误差和应变拟合窗口跨界面不连续问题. 基于反向映射法的模拟实验结果表明, SC-OCE方法的位移测量的均值绝对误差均小于相似文献   

混合驱动水下滑翔机水动力参数辨识

与传统水下滑翔机相比,混合驱动水下滑翔机可以分别利用头部的浮力驱动单元和机身尾部的螺旋桨推进单元进行驱动从而实现不同形式的运动,具备低功耗、长航程、良好机动性等特点,具有广泛的应用前景. 准确的动力学模型以及精确的水动力参数是实现混合驱动水下滑翔机控制系统设计以及精确导航的基础. 在混合驱动水下滑翔机动力学模型已知的前提下获得准确的水动力参数是本文主要研究的问题. 本文以天津大学研制的混合驱动水下滑翔机“海燕” 作为研究对象,提出一种在有限航行参数条件下,基于大数据统计分析的计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD) 和参数辨识相结合来获取混合驱动水下滑翔机的水动力参数的方法. 即首先建立滑翔机的动力学模型,推导出稳态数据与所求水动力参数的关系;然后采用CFD 的方法得到其升力系数,根据大量稳态纯滑翔实验数据,结合大数据统计分析,辨识出其剩余水动力参数;最后,根据混合驱动模式下的实验数据辨识出与螺旋桨相关的参数,从而得到其整套的水动力参数. 该方法不仅结合了CFD 方法具有获取复杂外形结构航行水动力的特点,而且可以有效利用大量现场实验数据,因而能够更加准确地辨识其实际运动. 通过运动仿真与试验对比,验证了该辨识方法的正确性和有效性,对滑翔机的研究具有指导意义.     

双侧下颌支矢状劈开截骨术后患者可施加合适咬合力的数值研究

双侧下颌支矢状劈开截骨术在临床手术中广泛用于治疗缩颌、凸颌和颌面不对称患者的颌面畸形症状。本文用数值方法研究双侧下颌支矢状劈开截骨术并前移下颌骨后患者可施加的合适咬合力。首先,用缩颌患者的CT断层扫面数据建立下颌骨、关节盘、关节窝和相关软组织的高度几何相似性的几何模型;然后,用有限元模型模拟双侧下颌支矢状劈开截骨术后患者的咬合过程。通过分析发现,术后关节盘上的位移处于正常的范围,而应力却远远超过正常范围,因此,将应力因素作为确定术后患者可施加的合适咬合力的标准。当施加正常咬合力的25%时,关节盘上的应力分布和术前没有显著性差异,同时下颌骨上的应力水平也处于正常范围。     

一种阻容串联式柔性力传感器

本文研制了一种柔性电容电阻串联式力传感器,用来实现提高柔性力传感器测量精确度和增大测量灵敏度的目的。该传感器利用电容电阻串联电路特点,提出了一种双电容串联电阻的传感器结构方案。传感器两侧为电容结构,两电容之间是一导电橡胶弹性层,电学上起电阻的作用。相当于两电容之间串联一个电阻,外力作用时导电橡胶电阻的变化与两电容的变化共同构成最终输出电容值的变化。理论和实验都证明该方法有助于提高传感器的测量灵敏度。通过一系列实验测试了传感器的输出特性,实验结果证明传感器输出电容平均灵敏度由未串联导电橡胶时的0.03pf/N提高到串联后的0.55pf/N。此外,相较于直接测量电阻变化,测量电容输出的相对误差更小,输出信号稳定时间缩短。     

K促进的纳米片状水滑石衍生CoAlO金属氧化物催化碳烟燃烧

采用水热法合成了负载K的纳米片状水滑石衍生CoAlO金属氧化物,其表现出优异的催化碳烟燃烧活性.氢气-程序升温还原（H₂-TPR）实验结果表明,K与Co之间的相互作用提高了催化剂的氧化还原性能.X射线光电子能谱（XPS）分析结果表明,K的负载增大了表面Co²⁺/Co³⁺的比例,促进了氧空位的产生,提高了催化剂对气相氧的吸附能力.碳烟-程序升温还原（Soot-TPR）实验结果表明,K的负载增加了表面吸附氧数量.动力学实验结果表明,K的负载增加了单位质量催化剂上的活性氧数量、反应速率和转化频率（TOF）,从而提高了催化剂的本征活性.另外,碳烟颗粒可以分散在纳米片的层间,与活性位点的接触效率得到提高,也有利于提高催化碳烟燃烧活性.     

确定柔性驱动单元位移效率的能量占比法

介电弹性体是一种能在电场作用下改变其自身面积和厚度的电活性柔性材料,目前已被广泛用于制作各种结构的柔性驱动器。本文研制了一种马鞍形驱动单元,为了使驱动单元在一定电压驱动下达到单步最大位移(或称最大运动效率),从经典的超弹性材料能量理论出发,提出了静电能与预拉伸应变能占比的方法,用于确定介电弹性体薄膜的最佳预拉伸比例,从而实现柔性驱动单元最大运动效率。基于Gent模型和neo-Hookean模型,通过分析计算确定了能量占比与2个独立的预拉伸伸长比之间存在一单脊三维曲面的关系,并进一步发现介电薄膜在2个伸长比之和为常数的情况下,2个方向的伸长比相等时,能量占比最大。又通过对多组不同预拉伸伸长比的柔性驱动单元实验测试发现,单元能量占比越大,单元相对位移也越大;单元2个方向伸长比的值越靠近单脊三维曲面的脊或称凸起部分,单元相对位移越大,反之位移则越小。经实验验证,实验结果与计算结果的三维曲面分布趋势一致,证实了能量占比方法的有效性。     

舌尖上的非牛顿流体

从流变学的角度,介绍了多种食品中非牛顿流体的挤出膨大、剪切变稠、剪切变稀、拉丝效应等奇妙的特性,以及这些性质在日常生活和工业生产中的应用.     

用子波分析修正检测壁湍流猝发的VITA法

应用壁湍流脉动速度信号子波分析的一系列方法对检测壁湍流猝发事件的VITA法进行了修正。其中,用能量最大准则确定VITA法短时间平均周期;以子波变换能量最大尺度脉动速度的短时间平均方差的局部极大值点作为检测函数的中心点,取代了传统VITA法中对短时间周期平均方差选用门限值的方法,避免了VITA法检测结果对门限值的主观经验依赖性,提高了VITA法检测壁湍流猝发事件的客观性和准确性。     

C.I.颜料红177中间体的制备工艺改进

本文较为系统地研究了铜粉催化剂加入方式对C.I.颜料红177中间体4,4'-二氨基-1,1'-二蒽醌-3,3'-二磺酸(DAS)合成过程中的乌尔曼偶联反应速率的影响规律。 研究结果表明,在55 ℃较佳反应温度下,先加入与溴氨酸钠质量比为2:5的铜粉,反应一段时间后再加入与溴氨酸钠的质量比为1:5的铜粉,与一次性加入与溴氨酸钠的质量比为3:5的铜粉相比较,综合反应时间可节省2~3 h。 另外,对于DAS中混有的铜盐,采取在制备过程中加入柠檬酸的方法予以去除,此举可提高DAS的纯度。 当铜粉与柠檬酸的质量比为6:1时,可使DAS中铜盐的含量小于0.001%。 此外还探究了蒸馏后滤液的剩余量对DAS收率的影响,结果表明,滤液的剩余量在20 mL时,DAS的收率在95%以上。 基于本文的研究结果提出,欲进一步提高该反应的收率,需要寻找更高效的催化剂。