微通道介电泳颗粒流动中的焦耳热分析

微通道中的介电泳颗粒流动是芯片实验室装置的最重要应用之一.生物和医学领域的实际应用中,为获得足够的介电泳颗粒控制能力,在高电导率的电解溶液上施加强电场,而这将引起溶液温度的明显升高.本文建立了介电泳颗粒流动中的电场分布和焦耳热效应的理论模型.对介电泳微通道中电解溶液中的电场与温度场进行了计算,分析了介电泳作用下产生的焦耳热对微通道内温度场的影响.     

梯度润湿表面上液滴定向迁移及合并行为的格子Boltzmann模拟

采用改进的格子Boltzmann方法，对梯度润湿性表面上液滴的定向迁移及合并行为进行了数值模拟，该模型在精度和稳定性上都有很大改善，同时，研究了梯度润湿性表面上液滴定向迁移和合并的动力学特性，并对液滴尺寸及润湿梯度对液滴动力学特性的影响规律进行了分析。数值结果表明，液滴在梯度润湿性表面运动时会发生形变，且动态接触角逐渐减小。润湿梯度对液滴定向迁移行为有显著影响，润湿梯度越大，液滴左右侧接触线位移越大，润湿长度增加越快。但是液滴尺寸对接触线位移影响较小。润湿梯度对液桥宽度基本无影响，但对液滴初始合并时间有显著影响。     

梯度润湿表面上液滴定向迁移及合并行为的格子Boltzmann模拟

采用改进的格子Boltzmann方法,对梯度润湿性表面上液滴的定向迁移及合并行为进行了数值模拟,该模型在精度和稳定性上都有很大改善,同时,研究了梯度润湿性表面上液滴定向迁移和合并的动力学特性,并对液滴尺寸及润湿梯度对液滴动力学特性的影响规律进行了分析。数值结果表明,液滴在梯度润湿性表面运动时会发生形变,且动态接触角逐渐减小。润湿梯度对液滴定向迁移行为有显著影响,润湿梯度越大,液滴左右侧接触线位移越大,润湿长度增加越快。但是液滴尺寸对接触线位移影响较小。润湿梯度对液桥宽度基本无影响,但对液滴初始合并时间有显著影响。     

格子Boltzmann方法模拟融化相变过程

建立融化和自然对流耦合的格子Boltzmann双分布函数模型,采用焓法迭代求解相变非线性源项,并通过变松弛时间方法处理固液两相变热物性间题.热传导融化过程的计算值与分析解的对比分析说明该模型能够准确地模拟融化过程.自然对流条件下融化过程的模拟结果表明自然对流在一定程度上影响了融化传热及融化速率等,体现出与热传导融化不同...     

微流动细胞颗粒中介电泳力的分析

介电泳分离方法的研究在微电子机械系统及生物领域具有广泛的应用前景.本文对介电泳作用下细胞颗粒在微通道电解溶液内流动进行了理论分析,对作用在分离流动方向细胞颗粒上的介电泳力和粘性力进行了分析.模拟了交流电场在频率1000 kHz微通道内三维电势分布和不同时间的介电泳力分布变化.     

Hemodynamics of aneurysm intervention with different stents

An ideal cerebral aneurysm model with different stent forms is established. By using the single-relaxation-time (SRT) lattice Boltzmann method (LBM) to solve the flow field, the blood flow characteristics in the aneurysm under different conditions are studied numerically. The intra-arterial stenting of saccular aneurysms at different Reynolds numbers and the feasibility of new stenting forms such as double stenting and variable-spacing stenting in the aneurysms are explored. The hemodynamic factors such as velocity distribution and wall shear stress (WSS) in the aneurysm are analyzed. Numerical results show that the risk of aneurysm rupture is mainly centralized at the right corner of the aneurysm. Intervention of stents in the aneurysm can effectively reduce the intra-aneurysmal velocity and WSS, and decrease the danger of aneurysm rupture during strenuous exercise or emotional excitement. At the same time, the intervention of a double stent and the stent shape with a dense anterior part in the aneurysm has certain advantages in preventing aneurysm rupture. The intra-aneurysmal mean velocity reduction can reach 90.39% and 80.29% after the intervention of the double stent and the anterior densified stent respectively.     

生物组织的当量导热系数分析

导热对研究冷刀治疗的传热过程很重要.为了对冷刀治疗热过程有更好的理解,本文研究了生物组织的当量导热系数以及相关因素对当量导热系数的影响.将生物组织视为多孔介质,包括血管和正常组织两部分.建立了血管的分形模型,通过分形维的概念得到血管树的当量导热系数,采用盒计数法得到生物组织的当量导热系数.研究结果表明血管树的形状对组织的当量导热系数有很大的影响.     

房间空调系统动态特性的分析

本文建立了房间空调系统的动态模型及其末端空气处理单元的各个模型.模型精确地预测了在外界气候条件改变和送风参数变化了的情况下的送风温度、冷冻水流量、冷冻水出水温度、房间温度和相对湿度.整个过程采用闭环控制,冷冻水流量和蒸汽量作为两个被控参数.为了抑制震荡,模糊参数经过了仔细的调试.模拟结果表明,相对于传统的PID控制,基于模糊自适应PI控制的系统能够在更短的时间内有效地抑制扰动,并凡偏差更小.     

光开关分子在不同有机相变材料中光控热能的适用性研究

有机相变材料(PCMs)因其具有可逆性蓄放热特性、高能量密度、可选则的工作温度以及无相分离现象,在储能领域得到了广泛的研究和应用,但是无法实现能量的长效储存和可控热释放。偶氮苯分子作为一种光响应分子,可以通过分子结构的调控能够实现光控相变,同时储存光热和相变热。本文研究了2种不同接枝基团(AZO-A-14、AZO-O-14)的光开关分子在直链烷烃和脂肪酸相变材料中,以不同比例混合后的可控相变行为。结果显示,光开关分子更适用脂肪酸相变材料的相变温度控制,不同浓度情况均是如此。其原因在于脂肪酸分子极性较大,使得光开关分子在顺式的亚稳态状态下能更好的分散在其中,阻碍了其成核。另外,采用酯基接枝的光开关分子(AZO-A-14)自身的光控温差小于采用醚基接枝的光开关分子(AZO-O-14),而AZO-A-14掺杂于相变材料中形成的光控温差更大。进一步的,我们分别解耦了相变焓和光异构化焓。本研究为今后光控相变材料的改进、发展和应用提供了思路。     

超声波雾化铝表面液滴的试验研究

介绍了一种超声波抑霜新方法。对频率20 kHz的超声波作用下铝表面液滴的雾化现象进行了可视化观测。对不同超声输入功率以及不同超声作用时间下,70 mm×70 mm×3 mm铝表面液滴群的雾化概率进行了分析。试验结果发现,超声波可以瞬间雾化铝板表面液滴;随着超声输入功率的增加,铝表面液滴雾化概率逐渐增加;功率越低,超声作用时间对液滴雾化概率的影响越显著。结果表明,超声波可以去除铝板表面作为结霜初始阶段的液滴,为冷表面有效抑霜提供了可能。