基于能量辨识的非线性静电-结构系统的自由度缩减建模方法

给出了一种基于系统能量函数辨识的静电致动微薄板系统自由度缩减建模方法.从Von Karman应变-位移关系式出发,推导出以广义模态坐标为变量的系统动能、应变能以及电容函数的函数表达式.为了将应变能以及电容函数写成广义模态坐标的多变量多项式形式,利用一系列经静态非线性结构有限元计算的结果,拟合得到多变量多项式的未知系数.由Lagrangian方程获得原系统的自由度缩减模型.利用该模型对器件的静/动态特性进行仿真,其计算费用很低.与有限元结果比较,验证了建模方法的正确性.     

CO2激光直写加工聚合物微流体芯片的建模研究

在CO2激光直写聚合物(PMMA)微流体芯片加工原理基础上,对激光直写PMMA微流道的数学模型进行了研究.采用能量守恒原理对激光直写PMMA微流道成型进行分析,结果表明,其微流道的形状呈高斯函数型分布,并获得了微流道深度和激光功率、加工速度的函数关系及微流道截面形状的数学模型.实验数据较好地验证了所建模型的正确性,该模型对CO2激光直写聚合物(PMMA)微流体芯片的加工工艺具有很好的指导作用.     

基于激光加工的聚合物微通道的流动特性研究

对高斯形截面的微通道中的流场进行了数值分析.结果表明,在压力驱动下,对于深宽比<3的通道,存在2个流速极值,此时通道的顶部对流体的输送也具有较大的贡献.对于深宽比>3的通道却只存在一个极值,此时顶部对流体输送几乎不起作用.研究结果对微通道中流体的流动特性研究具有指导意义.     

任意声场中非规则形状Rayleigh散射体的声辐射力研究

为满足声辐射力更广泛的应用,克服传统辐射力理论仅适合简单理想声场及规则形状散射体的局限性,建立了任意入射声场中非规则形状Rayleigh散射体的声辐射力计算理论.针对任意声场中流体质点沿曲线轨迹振动以及非规则散射体空间姿态随机取向的特点,在散射场计算中同时计入散射体质心甲移与姿态转动的影响,得到了更为普适性的散射场速度势函数.在此基础上,推导出适于任意声场中非规则散射体的声辐射力计算公式.实例研究表明,本文方法不仅完全满足简单声场规则散射体的辐射力计算,而且还适合于任意声场非规则散射体辐射力的应用,规则散射体的计算结果与传统方法完全一致,而对于非规则散射体证实了其旋转角速度不为零,且声辐射力随姿态不同而变化.     

Collective dynamics in a non-dissipative two-coupled pendulum system

We study the collective dynamics of a non-dissipative two-coupled pendulum system, including phase synchronization （PS） and measure synchronization （MS）. We find that as the coupling intensity between the two pendulums increases, the PS happens prior to the MS. We also present a three-dimensional phase space representation of MS, from which a more detailed information about evolution can be obtained. Fu~.hermore, the order parameters are introduced to describe the phase transition between PS and MS. Finally, through the analysis of the Poincar6 sections, we show that the system exhibits separatrix crossing behavior right at the MS transition point, and as the total initial energy increases, the Hamiltonian chaos will arise with separatrix chaos at the chaotic MS transition point.     

热压聚合物微流体芯片成型过程的温度场有限元模拟研究

热压法(Hot embossing)是一种快速复制微流控芯片的技术.它是生产高质量、高精度聚合物材料微流体芯片的一种方法.