鸟类羽毛在气流中变形的力学特性研究

鸟类羽毛在飞行中的物理性质是仿生力学关心的重要问题之一.基于CFD/CSD数值模拟方法研究了羽毛微结构在气流作用下的变形和力学特征,揭示了鸟类静止时羽毛蓬松、而在飞行状态下紧贴皮肤表面保持表面光滑的物理机制.首先,通过对鸟类羽毛在显微镜下的观察,将羽毛分解成典型简单微结构以模仿羽枝单元,从而对羽毛外形和结构进行建模,之后,采用CFD/CSD方法分析比较了两种典型羽枝模型结构(片状和枝状羽枝单元)的变形和力学特征,最后,基于上述片状羽枝模型进一步研究了来流方向对羽枝变形的影响机理及多根排列羽枝的变形和力学特征.结果表明:在一定风向的范围内,羽毛在气流下都具有保持紧贴皮肤表面的变形趋势,这种紧贴壁面的趋势只有在气流与羽轴几乎垂直时才会改变;在来流侧滑角为45°时,羽枝沿皮肤表面法向下压的变形最为显著,尖端位移达原始高度的约97%;多根排列的羽枝在顺流方向气动载荷逐渐下降,与迎风首根羽枝最大差距约11%.此研究工作对于理解鸟类飞行时羽毛的力学特性有明确的学术价值.     

低盐养殖对大黄鱼生长、肌肉营养成分及抗氧化能力的影响

为探讨低盐养殖对大黄鱼生长、体成分及抗氧化能力的影响,挑选初始体重为(53.59±25.10)g的大黄鱼幼鱼600尾,分为对照组(天然海水,盐度24)和低盐组(盐度10)两组,每组设3个重复,进行为期60 d的养殖试验。试验结果表明:低盐养殖大黄鱼增重率及特定生长率显著高于对照组(P0.05);肌肉的粗蛋白质和粗灰分含量分别显著高于和低于对照组(P0.05),粗脂肪略低于对照组,但没有显著差异(P0.05);低盐组大黄鱼肌肉∑MUFA显著低于对照组,而∑PUFA显著高于对照组(P0.05);低盐养殖组大黄鱼肝脏与肾脏组织中总抗氧化能力(T-AOC)、过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照组(P0.05);超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性及丙二醛(MDA)含量均显著低于对照组(P0.05)。     

高超声速全动舵面的热气动弹性研究

根据分层求解原理对考虑舵轴及舵轴与机身间隙影响下的高超声速飞行器全动舵面进行了热气动弹性分析. 采用计算流体力学（CFD）方法求解N-S 方程计算舵面周围的热环境,在该温度分布下根据结构壁面温度计算热流,应用傅里叶（Fourier）定律确定结构热传导过程及其内部温度分布,进而分析结构考虑热应力和温度对材料属性的影响下的模态固有特性,结合基于CFD 技术的当地流活塞理论,在状态空间中对舵面进行了热气动弹性分析. 结果表明,气动加热效应改变了结构的固有频率以及弯扭耦合频率之间的间距,进而改变了结构的颤振速度和颤振频率;随着热传导的进行,结构固有频率和颤振频率先快速减小后基本保持不变,弯扭耦合频率之间的间距和颤振速度则先快速减小后略有上升;舵轴及舵轴与机身间隙的存在对舵面的固有频率、颤振频率、颤振速度都产生了影响,使其最大下降了6%.      

黄姑鱼(Nibea albiflora)gsdf基因的克隆及表达分析

为探索gsdf(gonadal soma derived factor)基因对黄姑鱼性别分化和性腺发育的作用,克隆了黄姑鱼gsdf基因ORF序列全长,并运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测了该基因在黄姑鱼不同组织和不同发育时期性腺中的表达情况。结果显示:黄姑鱼gsdf基因开放阅读框长648 bp,可编码215个氨基酸,含有TGF-β超家族的保守功能结构域;组织表达分析结果显示,黄姑鱼gsdf基因主要集中在精巢中表达;在23℃左右水温下,孵化后40 d的遗传雄性鱼苗性腺中开始检测到gsdf基因有明显表达(此时组织学上尚看不出精巢形态),49 d后表达量迅速升高,孵化120 d后(精巢分化完成)表达量达到高峰,随后表达量开始下降,直到黄姑鱼精巢成熟之后呈现稳定表达。上述结果提示,黄姑鱼gsdf基因与黄姑鱼性别决定和分化发育过程密切相关。     

基于POD和代理模型的静气动弹性分析方法

静气动弹性问题考虑弹性结构与定常气动力间的相互耦合作用,对飞行器的性能和安全具有显著的影响.在现代飞行器设计阶段,计算流体力学(CFD)/计算结构力学(CSD)直接耦合方法是精确考察静气动弹性影响的重要手段.然而,基于CFD技术的气动力仿真手段在耦合过程中计算量大且耗时长,难以满足设计阶段的需求.因此,为了兼顾计算精度与效率,文章采用本征正交分解(POD)和Kriging代理模型相结合的模型降阶方法,替代CFD求解过程并耦合有限元分析(FEA)方法,建立了高效、准确的静气动弹性分析框架.相较于传统的以模态法为主的静气动弹性分析方法,该方法能够解决更为复杂的静气动弹性问题以及提供静气动弹性变形过程中的气动分布载荷.针对典型三维跨声速HIRENASD机翼模型开展的马赫数、迎角变化的算例验证表明:由建立的静气动弹性分析方法与CFD/CSD直接耦合方法计算得到机翼翼梢处的静变形量间的相对误差在5%以内;同时该方法预测静平衡位置处的气动分布载荷的误差在5%以内,静气动弹性分析的计算效率至少提升了6倍.     

提高飞机着陆气动性能的一种新方法探索研究

提出了一种新型气动技术,其主要原理是:将机翼上表面的一部分翼面设计为活动翼面,当飞机进入降落阶段、迎角较大时,适当抬高该活动翼面,从而在该活动翼面后形成一个台阶,通过台阶中产生的稳定驻涡来控制机翼上表面的流动;与此同时,打开安装在机翼上的Gurney襟翼,可达到同时提高机翼升力和失速迎角的目的。将该技术在DLR-F4上应用,数值模拟结果表明:机翼的最大升力系数提高了17.37%;失速迎角从11°提高到13°,提高了18.18%。本文为提高飞机的着落性能探索出一种具有发展潜力的方法。     

大黄鱼形态指标体系及雌雄差异分析

为研究大黄鱼主要形态指标及雌雄形态差异,测量及分析了554尾大黄鱼12项计量性状及11项标准化性状.主成分分析表明,大黄鱼主要形态指标可分为整体框架结构、肥瘦程度、头部与吻长、躯干及尾部和胸腔纵切面大小5个指标;对计量性状分析显示,雌鱼个体间变异较雄鱼更大,雌雄形态差异较大的有体重、体高及体厚;对标准化性状分析显示,丰满度、体长∶体高、体长∶体厚、头长∶眼径及尾长∶尾柄高等5项性状的差异达到极显著水平(P0.01),其中以体长∶体厚差异最大.这些性状可为雌雄辨别提供参考.     

低盐养殖大黄鱼部分器官的组织学特征

对低盐养殖大黄鱼(低盐组)与正常海水养殖大黄鱼(对照组)的肥满度、肝体指数和鳃、肾、肝、性腺的组织学特征进行了比较.结果表明:生物学参数方面,低盐组大黄鱼的体长(17.31±1.76)cm、体重(56.31±13.85)g、肥满度(1.08±0.14)和肝体指数(0.50±0.11)均显著低于对照组(体长(23.85±1.13)cm,体重(267.91±42.74)g,肥满度(1.96±0.10)及肝体指数(1.16±0.12));组织学特征方面,低盐组与对照组相比,低盐组的鳃丝明显较宽,鳃小片上皮细胞增生、肥大,部分鳃小片上皮明显隆起、上皮细胞脱落、坏死,黏液细胞体积变大且数目大量增多,泌氯细胞数量大量增加且胞体变大;低盐组肾小体体积膨大,各级肾小管管径变大,肝细胞肿大、变形,出现大量空泡,部分肝细胞细胞核偏离细胞中心.低盐组大黄鱼性腺中,切片所得多为第Ⅱ、第Ⅲ时相卵母细胞,第Ⅳ时相卵母细胞几不可见,第Ⅲ时相卵母细胞不够饱满,脂肪滴小而密,且卵黄集中在细胞膜内缘,相对于对照组明显偏少.     

阵列信号建模和波达方向估计方法

建立了均匀线阵和均匀圆阵模型,构造阵列接收信号的自相关矩阵,并用MUSIC算法得到来波方向估计.分别以1个信号、2个信号和3个信号的均匀线阵和均匀圆阵为例,通过MATLAB编程进行仿真实验.结果表明,来波方向的估计值与真实值之间的误差很小,证明了MUSIC算法用于来波方向估计的实用价值.总结了阵列信号处理中的几个关键技术和存在的问题.     

纳米氧化锌颗粒对滨海湿地微生物群落的影响

利用滨海湿地模拟系统研究纳米氧化锌颗粒(ZnO NPs)对滨海湿地周期淹水区和长期淹水区微生物群落组成和多样性的影响，采用16S rRNA扩增子测序查明发生显著性变化的微生物。结果表明：ZnO NPs暴露下微生物群落的相对丰度和多样性均受到不同程度的影响；ZnO NPs质量浓度的大小是驱动滨海湿地环境中微生物群落相对丰度、β多样性变化的重要原因。随着ZnO NPs质量浓度的增大，ZnO NPs团聚后增大的纳米材料颗粒粒径减弱了对微生物群落的影响；β多样性在ZnO NPs质量浓度为80 mg/L时最低；周期淹水区的微生物群落受到的影响比长期淹水区微生物群落受到的影响小，不同淹水条件导致出现不同分类水平的显著差异细菌；周期淹水区和长期淹水区不同的环境条件(如溶解氧、有机质)导致微生物群落丰度、多样性受ZnO NPs的影响表现不同。