用光来操纵活性生物分子

 现在展示在你面前的照片是一个红血球细胞(图1上)以及它被拉伸而变形的情形(图1下)。这是奥斯汀德克萨斯大学的一个研究组进行的研究细胞弹性的实验。他们用激光作工具,利用光进入细胞时产生的对细胞的作用力使细胞拉长,拉伸程度与激光的强度有关。由于细胞被癌病侵害后其弹性会发生改变,用这个办法能够筛选出有病细胞的数量。德克萨斯大学的这个实验也成功地证明了,如果一束激光照到一个完整的生物细胞上,在光进入细胞时对细胞有一个与进入方向相反的作用力,在光射出细胞时对细胞有一个与射出方向相同的作用力。那么这力是怎样产生的呢?其原理实际上并不很深奥。     

Janus 粒子在环境检测领域中的应用

Janus 粒子,也称为阴阳结构粒子或两面性非对称粒子,是指表面上具有两种或两种以上不同化学组成或性质的不对称粒子。目前,Janus 粒子因其独特的结构和功能已经逐渐成为生物医药、催化、材料以及防污等领域中的新型功能材料。在环境检测领域,Janus材料亦因其特殊的光学、磁学及电学性能,为提高检测灵敏度、选择性和稳定性等提供了新的研究方向。基于此,本文主要讨论了Janus材料在环境检测方面的特点、优势和相关应用。最后,本文基于本课题组的研究经验以及工作中所面临的问题,对本领域的发展和未来的研究方向提出了展望,以期对本领域的未来发展提供指导。     

基于光滑粒子流体动力学的滑油泵数值仿真

基于光滑粒子流体动力学方法,构建齿轮泵壳体及内部流体的粒子模型,对内啮合齿轮泵在不同工况下的流量特性进行数值模拟。首先设置了均匀分布的油泵出入口压强,计算得到的流量结果与试验结果吻合,且在中低转速下流量与转速呈线性关系;针对高转速下油泵流量降低的问题,通过适当减小周期模型内部的流体粒子数反映流量降低,获得了与试验值相吻合的连续转速流量的模拟结果;针对影响齿轮泵性能的间隙和空化现象,结合模型特点给出了相应的近似处理方法。通过以上研究,将SPH方法成功地应用于滑油泵问题的分析计算。     

基于流固耦合的压缩机舌簧排气阀数值研究

针对带升程限制器的变转速活塞式压缩机排气阀,利用ANSYS软件流固耦合模块(fluid-structure interaction, FSI)建立了压缩机排气的三维流固耦合模型,得到了排气过程中流体在各个曲轴转角时的压力场、速度场和阀片位移变化曲线。研究表明：气缸内部速度和压力分布不均,阀口处变化程度最大;较小的转速会导致阀片震颤,提高转速后会减小气体波动但会增加压力损失导致阀片延迟开启和关闭,甚至过大的转速会造成排气回流降低压缩机的制冷性能;不同制冷剂对压缩机性能会产生影响。最后,结合对阀片的模态分析得出了该压缩机最佳的运行转速范围,并根据不同制冷剂下阀片的不同状态提出了解决方法。     

2:1内共振条件下变转速预变形叶片的非线性动力学响应

在工程实际中,涡轮机叶片的转速在很多应用场景下不是一个定常值,比如发动机在启动、变速、停机等工况下,转子输入与输出功率失衡,伴随产生扭振,产生速度脉冲. 另外,由于服役环境、安装误差等因素会引起叶片在所难免的预变形. 本文主要研究预变形叶片,在变转速条件下的非线性动力学行为. 考虑叶片转速由一定常转速和一简谐变化的微小扰动叠加而成. 应用拉格朗日原理得到变转速叶片的动力学控制方程,并采用假设模态法将偏微分方程转为常微分方程,通过引入无量纲,使方程更具有一般性. 运用多尺度方法求解了该参激振动系统,得到了在 2:1 内共振情形下的平均方程,进而获得系统的稳态响应. 详细研究温度梯度、阻尼以及转速扰动幅值等系统参数对叶片动力学响应的影响规律,同时考察了立方项在 2:1 内共振下对方程的影响. 对原动力方程进行正向、反向扫频积分来观察其跳跃现象,并对解析解进行验证. 结果发现参数的变化对叶片均有不同程度影响,在 2:1 内共振下立方项对系统响应的影响很小,解析解与数值解吻合很好.      

Mn-MOF衍生的Mn2O3微马达用于水中甲基蓝的去除

以锰金属有机框架(Mn?MOF)为前驱体制备了Mn₂O₃微球。所得微球大小约为4μm,尺寸均匀,具有完美的球形结构,表面粗糙,结晶度好,产率较高。同时,研究了Mn?MOF衍生的Mn₂O₃微马达在不同条件下的运动性能以及对甲基蓝的降解性能。Mn₂O₃微马达运动性能优异,在10%的H₂O₂溶液中,其运动速度可达81.32μm·s^-1。实验结果表明,加入H₂O₂后,Mn₂O₃微马达在5 min内通过降解作用可有效去除MB。     

超声波电机的原理与应用

 超声波电机(Ultrasonic Motor，USM )是国外近20年发展起来的一种新型电机。事实上，在超声波电机问世之前，已有以压电效应进行驱动的电机，但其频率并不局限于超声波范围内。早在1984年，威廉和布朗就申请了“压电马达”的美国的专利；1964年，前苏联基辅理工学院设计了第一个压电旋转电机；1970～1972年西门子和松下发明了压电步进电机，不过因为无法达到较大的输出转矩而没能实际应用。1980年日本指田年生研制成超声波压电电动机（即现代意义上的超声波电动机），克服了传统压电电动机转换效率低和变位微小的缺陷，使压电电动机进入工业实用阶段。     

Windows95环境中转速测量和直流电机转速控制方法

介绍在Windows95环境中用Visual Basic5.0编写转速测量和直流电机转速控制方法的过程。     

基于低压补气的变转速冷藏系统的性能研究

针对冷库运行过程中出现的压缩机排气温度高、系统性能衰减等问题,设计并搭建了基于平行流换热器的低压补气冷藏系统实验台对冷藏系统在低压补气和不补气状态下压缩机转速对冷藏系统综合性能的影响进行了分析.结果 表明:随着压缩机转速的增加,两种工况下压缩机排气温度都会增加,在补气模式下排气温度增加了5％,在不补气模式下增加了7.8％;冷藏系统的制冷量也会随之增大,在补气模式下制冷量增加了43％,在不补气模式下增加了25.9％,低压补气模式下增加的制冷量更大一些;压缩机功率随转速的增加而增大,且两种模式下增幅接近,在补气模式下压缩机功率增加了27.44％,在不补气模式下增加了27.34％;另外随着转速的增大系统COP呈现先增大后减小的趋势,在转速为3500 r/min处趋于稳定.