细胞悬液中细胞跨膜电位计算模型

由于建立外加电场中悬液细胞跨膜电位计算模型非常困难,本文用近似场等效方法解决了该建模难题．首先用Maxwell等效原理,计算处于外加场中细胞悬液的平均场．然后确定悬液中一个细胞局部的实际场分布和独立处于外加场中单细胞场分布近似等效的条件,再基于单细胞膜电位求解方法,建立反映均匀排列悬液细胞跨膜电位变化的计算模型．模型表明了细胞膜电位的变化和外加场、细胞种类、细胞浓度以及细胞排列方式的关系,揭示了悬液细胞相对单细胞跨膜电位下降的物理过程．最后用该模型计算了悬液中细胞跨膜电位并和数值解进行比较,结果基本符合．     

轴对称ELF磁场中的球细胞感应电场及跨膜电位

为揭示低频磁场作用下人体的电生理特性,研究轴对称ELF(extremelylowfrequency)磁场作用下球细胞的感应电场和跨膜电位,并结合相关实验讨论了磁场对[Ca2 ]i的影响,对不同磁场激励模式、不同频率下的跨膜电位进行了仿真分析.结果表明,ELF磁场可以改变球细胞的跨膜电位,并与频率相关.     

瞬态电磁脉冲对细胞跨膜电位的影响

我们初步研究了瞬态电磁脉冲的非热生物效应,取得了第一手实验数据,为进一步探索其机理提供基础［１］．低强度瞬态电磁脉冲非热效应的源发点为细胞膜,脉冲对细胞跨膜电位的影响是导致其生物效应的原因之一［２］．所以需要了解电磁脉冲激发的细胞跨膜电位,以及瞬态电磁脉冲特性对跨膜电位的影响．我们采用简化的细胞电学模型计算得到不同特性的瞬态电磁脉冲对细胞跨膜电位的影响,结果具有普遍指导意义．１　简化的细胞电学模型　　在实验系统中,电磁脉冲的频率范围不是很宽,采用的细胞种类也有限,可以统一采用简化的细胞电学模型进…     

高压静电场对植物细胞跨膜电位的影响及机理初探

采有平面类脂双层模型分析外加高压静电场对植物细胞跨膜电位的影响，并探讨其微观机理。在生物学基础上，结合能斯特公式及隧道效应导出外加高压静电场与跨膜电位的关系，可以解释相关的实验结果。     

高压静电场对植物细胞跨膜电位的影响及机理初探

采用平面类脂双层模型分析外加高压静电场对植物细胞跨膜电位的影响，并探讨其微观机理。在生物学基础上，结合能斯特公式及隧道效应导出外加高压静电场与跨膜电位的关系，可以解释相关的实验结果。     

多频激电相对相位的物理模拟

用激电法来区分矿与非矿异常的研究分为两类一类是研究激电场的时间特性或频率特性,另一类是研究激电场的非线性电效应．对三维地电结构的激电场研究,使用积分方程法比较合适．作者从电磁场基本理论出发,研究了三维电磁场在均匀导电半空间的张量格林函数,推导出该函数不含广义索末菲积分的解析式,其分量用初等函数和修正贝赛尔函数的有限形式表示,可以解决均匀半空间张量格林函数的快速计算问题．基于此函数求解Fredholm方法,将异常体剖分为一系列小立方体单元,并把此方程转化成矩阵方法便可计算出空间任意一点的电势．此外,利用中梯装置对金属硫化物矿和石墨开展了相对相位的模拟计算,其结果与物理模拟成果对比,证明计算方法是正确的．改方法利用三个相对相位差,可以快速评价异常源的性质,进而达到区分激电异常的目的．     

探测深度对心脏光学标测中荧光信号的影响

为了估计心脏光学标测过程中不同探测深度对光标测结果的影响，利用电兴奋跨壁传导模型和荧光传输模型，模拟了心室电兴奋跨壁传播时跨膜电位的分布和不同光探测深度的荧光信号，并将深度权重的荧光信号与组织表层细胞的荧光信号做了比较，并分析了产生差异的原因．研究表明：如果大多数荧光来自组织的近表层（小于0．5mm），光探测深度的影响几乎可以忽略；当探测深度增加时（大于等于0．5mm），尤其在螺旋波条件下，两种动作电位在上升时间、幅度和时程上的差异随探测深度的增加而加大，所以需要对以往由心肌表面电标测得到的电生理指标做相应修正．     

500KV户外绝缘子染污下电场有限元分析

三维模型未考虑污秽表面泄漏电流存在，因此对污秽水膜电位未进行二次加载及处理，采用工频时谐场计算了绝缘子表面存在不同电阻率水膜下绝缘子表面电场及电位分布。并与静电场下干燥绝缘子表面电场及电位分布结果进行了比较及分析。     

电场对中间神经元亚线性树突整合的调制作用

中间神经元的树突形态大多呈现出空间对称性分布,使得电场在其胞体附近引起的膜电位极化作用微弱,因此大多数研究认为电场对中间神经元难以产生调制作用.然而,电场在中间神经元末端的树突棘位置能够诱发较强的膜电压极化效应,远端的树突极化是否以及如何影响中间神经元的树突整合特性尚不十分清楚.为此本文针对分散和集中空间分布的AMPA类型突触输入,研究了电场对中间神经元全局和局部亚线性树突整合特性的调制作用.为了描述电场作用下树突对AMPA突触输入积分的潜在规律,首先建立了描述中间神经元输入-输出关系的简化电路模型,此模型具有多个被动树突分支且以不均匀细胞外膜电势表征电场诱发的极化效应;其次,基于奇异摄动理论分析了电场调节下的亚线性树突整合的动力学特性,推导出了可描述局部和全局树突整合的阈下输入-输出关系的渐近解析表达式.理论分析结果表明,电场通过改变AMPA突触输入的驱动力调节中间神经元局部以及全局亚线性树突整合特性,调制效应依赖于电场对远端树突的极化程度.相比于局部树突整合,电场对全局树突整合调制更敏感.最后,利用电场作用下具有真实树突形态的海马CA1区中间神经元模型仿真验证了理论分析结果.     

IMS迁移管内电场分布的均匀性对仪器分辨率的影响

分辨率是判断离子迁移谱检测仪（IMS）性能优劣的重要指标．其中，离子门初始电压脉冲宽度和离子的扩散效应是影响IMS分辨率的主要因素．通过分析离子门开门时间和迁移管温度的变化与分辨率之间的关系，研究了迁移管内电场分布的均匀性对分辨率的重要影响，对于所使用的仪器，拟合所得的电场不均匀性参数ε大致等于0．1．根据讨论结果可以认为，在IMS仪器中电场分布的不均匀所造成的仪器分辨率降低不能忽略．     

磁刺激下外周神经纤维激励函数的理论

利用外施载流线圈的磁效应，作用于外周神经纤维，诊断和治疗某些神经异常疾病，这是目前极具应用价值的研究课题．传统的分析方法，往往简单地将神经纤维视为无限长圆柱体．为了更切合实际，将神经纤维视作有限长、通过引入特殊函数、严密的数学推导和电磁理论分析，给出了电磁量的计算公式，并通过实际计算，分析了细胞动作电位发生的可能性，提出了线圈优化设计的思想。     

体感诱发电位检测中电刺激场分布的模型模拟

采用镜像法 ,对经皮刺激电极下人体组织中电位场和电流密度场的分布进行了理论的推导 ,得到了场分布的解析解 ,以此解析解为基础 ,推导出电极下场分布的数值解 .在此基础上 ,通过模拟实验进行了验证 .结果表明 ,刺激电极下的电场与电流场分布是不均匀的 ,当刺激电极安放在被刺激神经正上方并沿神经走行方向放置 ,效果最好     

熔体静电纺丝3D电场模拟

采用有限元分析软件ANSYS对熔体静电纺丝平台模型进行三维电场模拟。分析了纺丝系统在不同电压下的电场分布情况，重点讨论了内锥面喷头间距对纺丝尖端电场的影响。发现在间距为100mm时，内锥面喷头纺丝尖端场强分布最为均匀|纤维路径上的场强随着喷头数量、施加电压的增加而增加，随着喷头间距增加无明显变化；场强较强处出现在纺丝尖端和接收板边缘。在模拟基础上研发了新型一分四的熔体微分静电纺丝机，制备了均匀分布的纤维，为进一步设计纳米纤维宏量化生产的纺丝设备提供参考。     

嵌埋式偏振光纤传感器用于电流变材料可控结构的振动测试

电流变材料结构的动态特性随外加电场而改变，使之成为重要可控结构．本文研究了嵌埋式偏振光纤传感器在该类结构振动测试中的应用．讨论了有关问题并观察到了结构自然频率及模态振幅衰减随外加电场的改变．实验证明，该方法具有抗电磁干扰，不接近结构表面等优点．     

表面电极下的电触觉模型研究

通过建立神经纤维的电网络模型，对表面电极下的电触觉进行了模型研究，首先对建立的神经纤维的电网络模型进行分析得出激励函数，再分析表面电极下的电势分布，由此给出表面电极睛神经纤维所受的激励，最后通过实验所得结果进行验证。     

双曲壳结构复合材料的热临界屈曲温度分析

以双曲壳结构复合材料为研究对象,利用有限元Block-Lanczos研究分析法对复合材料层合双曲壳结构在温度场下热屈曲行为进行研究,并研究了复合材料层合双曲壳铺层厚度、边界条件、纤维方向等对临界屈曲温度的影响。结果表明:在均匀温度场下复合材料层合双曲壳临界屈曲温度与边界条件、铺层厚度、纤维方向有密切关系并成一定规律分布。通过对复合材料双曲壳结构的热屈曲性能分析,为复合材料结构设计和实际工程应用提供了一种有效的分析及建模方法。     

粉末温压中模具的加热设计及有限元热场分析

为解决粉末温压设备的加热问题,本文通过理论分析和计算采用电加热方式,根据实际需要设计并选择合理可行的模具加热装置。利用有限元前后置处理软件MSC．Patran及分析软件MSC．Marc对温压模具进行热场分析,模拟了模具的温度场状况,通过实验验证了所提出的设计方案及采用有限元分析的可行性。     

光折变液晶系统的表面电荷调制模型

为了研究载流子的注入对液晶盒中电压的影响,构建了光折变液晶系统中表面电荷调制的载流子注入模型。在外加直流电场的作用下,液晶中的载流子向表面聚集,形成界面双电层。该双电层屏蔽了大部分的外加电场,使外加电压基本上都降落在界面双电层上。非均匀光照射时,在光亮区,来自于ITO电极的电荷将越过界面,产生载流子复合。而处于暗区的表面电荷密度基本保持不变,界面电荷层继续屏蔽外加电场,在液晶体内形成了与光强空间分布相对应的空间电荷场。基于以上模型,给出了界面附近的载流子和电场的动态演化过程,理论分析与已有的实验结果非常吻合。     

热压电材料空间轴对称问题的势函数解法

热压电材料因其潜在的应用价值在机敏结构系统中引起极大的关注，因为热－机－电三者相互耦合，热压电弹性理论三维问题的控制微分方程极为复杂，该问题的解极少有文献报导，文中采用引进势函数的方法和傅立叶－汉尔变换的技巧，得到了横观各向同性热压电材料空间轴对称问题场方程的“通解”。作为通解的应用，求解了热压电陶瓷中圆币形裂纹在稳定热流作用下应力集中问题，得到了裂纹尖端附件应力场，电位移场的解析表达式，结果表明     

多组元复合介质的高阶非线性极化率

如果复合介质内的电场是均匀的,即各组元内的局域电场的空间涨落充分小,就可以用复合介质的有效非线性介电函数作泰勒展开的方法,导出n组元复合介质的有效高阶非线性极化率的公式。公式在低密度极限下对三组元的复合体系作了应用。