固液两相流中微对流强化的机理分析与数值模拟

本文对分散型固液两相混合物层流管流中非均匀剪切力场导致的微对流现象以及由此引起的导热系数增强效应作了机理和影响因素分析,认为除速度分布、颗粒浓度和粒径以外,还存在颗粒形状、粒径分布,壁面热流方向、颗粒表面性质及其与载流介质间的相容性等多个影响因素.模拟计算表明,由微对流导致的对流换热强化与流体在管壁面上的表观导热系数强化具有相同的数量。     

KDP晶体生长的溶液流动和物质输运计算

本文采用有限容积法,对KDP晶体生长过程中溶液的流动和物质输运进行了数值模拟.结果表明:随着入口溶液流动速度的增大,籽晶的上表面因自然对流而引起的抽吸作用减小,表面过饱和度的最小值沿x正向发生右移,其上表面的剪切力先减小后增大.随着入口溶液过饱和度的增大,籽晶上表面剪切力增大.不同尺寸的籽晶表面过饱和度的分布差异较大.籽晶的生长边界层厚度与溶液流动密切相关,入口溶液流动速度越大,厚度越小,但其受入口溶液过饱和度的影响较小.     

Velocity in a liquid subjected to a shear force at the liquid surface with a receding velocity

The development of the Stokes layer in a liquid subjected to a constant shear force at the liquid surface with mass erosion is studied in this paper. It is shown that the velocity in the Stokes layer is weakened by surface receding and the relative decrease of the maximal liquid velocity due to surface recession is a unique function of the time normalized by the recession/diffusion balance time scale, defined as the ratio between the kinematic viscosity and the square of the receding velocity. At a time much larger than the diffusion/recession balance time scale, the role of the surface receding is rather important: instead of being pushed into the liquid at the receding velocity, the development of the Stokes layer is effectively prohibited by surface receding. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (10025210) and the China NKBRSF project (2001CB409600)     

两亲分子溶液聚集体结构的冷冻刻饰

利用冷冻刻饰电子显微镜(FF-TEM)技术研究了两亲分子溶液不同有序聚集体的结构, 特别对一些两亲分子溶液体系形成的泡囊结构进行了详细的研究, 探讨了聚集体结构的演变规律. 对无剪切力下化学反应诱导L₃-相(海绵相)到层状Lα-相, 手振荡层状Lα-相到多双层泡囊相及高剪切力作用下多双层泡囊相到单双层泡囊相的结构演变进行了冷冻刻饰电子显微镜追踪研究. 首次报道了Zn²⁺-诱导的单链长表面活性剂溶液中泡囊相的形成.     

基于最大最小原理的三维边坡稳定性探讨

最大最小原理在边坡稳定性分析中的应用,不仅可以检验所建模型的准确性,还可以进一步获得改进计算模型的相关条件。本文利用三维简化Sarma法,分析了滑面剪切力方向采用不同的分布形式引起的稳定系数的变化,计算结果表明,不管采用何种分布形式,当它发生变化时,对应的稳定系数总是存在一个极大值,这就证明了边坡稳定性最大原理在三维边坡稳定分析中的适用性; 同时,本文还在一种严格的二维临界滑面搜索算法的基础上,建立了三维临界滑面搜索的算法,利用ZhangXing算例详细分析了目标函数中各变量对稳定系数的影响,结果表明,二维上寻找临界滑面是切实可行的,这也证明最小原理在二维边坡稳定分析中是满足的,三维上则由于三维极限平衡法未考虑三维边坡的边界条件,导致基于三维极限平衡法的三维临界滑面理论上不存在,三维边坡稳定分析结果与最小原理的要求有一定的差异。     

Drag Force of Non—newtonian Fluid on a Continuous Moving Surface with Strong Suction／Blowing

A theoretical analysis for the laminar boundary layer flow of a non-Newtonian fluid on a continuous moving flat plate with surface strong suction/blowing is made. The types of potential flows necessary for similar solutions to the boundary layer are determined and both analytical and numerical solutions are presented. It is shown that the solution of the boundary layer problem depends not only on the ratio of the velocity of the plate to the velocity of the free stream, but also on the suction/blowing parameter. The skin friction decreases with increasing the parameters of power law and blowing. In the case of existing suction, the shear force decreases with the increases of tangential velocity, the largest shear force occurs at wall and the smallest shear force occurs at the edge of the boundary laryer. However, in the case of existing surface blowing, the shear force initially increases with tangential velocity and the biggest shear force occurs at the interior of the boundary layer, the skin friction approaches to zero as the blowing rate approaches the critical value.     

微流控芯片流体剪切力和肿瘤坏死因子-α共同作用对大鼠软骨细胞表型的影响

流体剪切力是生物体内普遍存在的一种生物力学形式,是细胞微环境的重要组成部分,对细胞多种生物学行为有重要调节作用。该研究以微流控芯片技术为基础,建立了一种基于流阻原理能同时产生4个不同大小流体剪切力的微流控芯片平台,用以研究低流速的流体剪切力对大鼠原代软骨细胞表型维持的影响。结果表明,流体剪切力可促进软骨细胞的表型维持。还加入了肿瘤坏死因子-α(TNF-α),考察流体剪切力和TNF-α共同作用对软骨细胞表型的影响。结果表明,在剪切力和TNF-α共同作用下,软骨细胞的Ⅱ型胶原和蛋白多糖表达明显下调。该研究为软骨组织工程和骨性关节炎的疾病研究提供有力的研究平台,为骨关节疾病治疗和防治提供了理论依据。     

两亲分子溶液聚集体结构的冷冻刻饰电子显微镜研究

利用冷冻刻饰电子显微镜(FF-TEM)技术研究了两亲分子溶液不同有序聚集体的结构, 特别对一些两亲分子溶液体系形成的泡囊结构进行了详细的研究, 探讨了聚集体结构的演变规律. 对无剪切力下化学反应诱导L3-相(海绵相)到层状Lα-相, 手振荡层状Lα-相到多双层泡囊相及高剪切力作用下多双层泡囊相到单双层泡囊相的结构演变进行了冷冻刻饰电子显微镜追踪研究. 首次报道了-诱导的单链长表面活性剂溶液中泡囊相的形成.     

球壳的环向剪切屈曲

通过球壳微元初始屈曲的微分几何分析,推导出一组新的精确的屈曲分支方程,并且应用Galerkin变分法研究铰支球壳承受环向剪切力时的整体稳定性,构造了接近分支点变形状态的屈曲模式,首次求得了从扁球壳到半球壳大范围内的扭转屈曲临界特征值,临界荷载强度和临界应力.