松质骨一维动电效应分析

通过对松质骨结构特征和力学行为的实验观察,引入基于混合物理论的现代两相多孔介质弹性模型和动电效应模型来描述松质骨固体骨质变形、孔间骨髓流动以及骨内流动电位间的耦合效应.采用Laplace变换技术得到了松质骨围限压缩下流动电位分布的解析结果.结果表明,由于在外界作用下松质骨骨小梁结构产生变形,引起孔间骨髓流动,从而使带电粒子在孔隙间运动,引起流动电位.     

人胫骨端松质骨撞击动力响应数值分析

基于对松质骨结构特征的观察,应用建立在连续介质力学框架内的混合物理论基础上的两相多孔介质模型来描述人体胫骨端松质骨在撞击载荷作用下,固体骨质的应力场、变形场与孔间骨髓压力分布随时间变化的规律,研究流固之间的耦合关系。考虑固体骨质为各向同性线弹性介质,流体为理想流体,结合相应的初、边值条件,建立了描述松质骨撞击动力问题的一组完整的控制方程。然后,采用Galerkin加权残值法,通过在连续方程中引入压力ρ与罚参数β之比项,消去控制方程中的压力项,导出了松质骨在撞击载荷作用下的动力响应的罚有限元公式。用编制的有限元程序计算了松质骨平面问题的撞击动力响应。结果表明：由于松质骨中液体组分的扩散和流动,引起固体骨质和液态骨髓间的相互作用,使得松质骨呈现着一种强烈的表观粘弹性行为以及能量耗散性质.     

骨组织流动电势数值分析

作者引入基于混合物理论的两相多孔介质模型来描述骨内固体骨质变形、骨液流动以及骨内流动电位间的耦合效应。采用Galerkin加权残值法推导出有关流动电位分布的有限元公式并编制了相应的计算机程序。算例表明,骨组织在外界作用下产生变形,引起骨液流动,从而使带电粒子在孔隙间运动,引起流动电位。     

松质骨内液体渗透率实验测试和理论预测

通过专用的实验装置测定了不同孔径胫骨端松质骨内液体流过骨小梁孔隙的渗透率.把松质骨材料复杂结构简化形成立方框架结构,利用简化的等效单元流道,考虑固体网架表面对孔间骨髓等流体的摩擦阻力作用,得到了在高孔隙率松质骨中的压力降与流速的关系式及松质骨材料渗透率的估计式.结果表明,根据所给模型理论预测的结果和实验值一致性较好,在松质骨力学行为研究中能够提供渗透特性的相关数据.     

松质骨内液体渗透率实验测试和理论预测

通过专用的实验装置测定了不同孔径胫骨端松质内流体流过骨小梁孔隙的渗透率，把松质骨材料复杂结构简化形成产方框架结构，利用简化的等效单元流道，考虑固体网架表面对孔间骨髓等流体的摩擦阻力作用，得到 了在高孔隙率松质骨中的压力降与流速的关系式及松质骨材料渗透率的估计式，结果表明，根据所给模型理论预测的结果和实验值一致性较好，在松质骨力学行为研究中能够提供渗透性的相关数据。     

松质骨粘弹性的数值分析

引入基于连续介质力学框架基础之上的现代两相多孔介质模型来描述松质骨的力学行为,对松质骨在给定恒应力和变形下的蠕变和应力松驰等与时间相关的是性行为进行了研究,彩和Laplace变换技术,得到了松质骨蠕变和应力松驰的解析结果,研究表明,由于松质骨中流体组分的扩散和流动,松质骨呈现着一种强烈的表观粘弹性行为以能量耗散性质。     

骨组织动电效应的有限元分析

基于电效应在临床医疗方面的重要意义，根据骨组织的生理结构特点，将骨组织看作是一种由固体骨基质和细胞外液等液体所组成的两相瀑合物，利用基于混合物理论的两相多孔介质模型并结合电动理论，建立了用于描述骨组织的骨质变形、骨液流动以及骨内流动电位的模型，并由Galerkin加权残值法和罚方法得到了有限元方程，通过自编程序对骨组织的变形场、流动场和流动电位进行了数值分析和模拟。     

超低碳钢低温变形流动应力模型的比较

超低碳钢铁素体在低温变形条件下,变形金属很难发生动态再结晶.一般可用常规流动应力模型、神经网络模型或者动态回复模型来描述该种变形条件下的金属流动应力.通过一种Ti-IF超低碳钢低温变形热模拟实验,对上述3种流动应力模型进行对比分析.结果表明,动态回复模型具有最高的预报精度.在超低碳钢低温变形模拟计算和实际设定计算时,应优先选用动态回复模型.     

水平轴风力机的设计与流场特性数值预测

选用NACA44XX系列翼型,用基于叶素-动量理论的威尔森(Wilson)方法设计一模型风轮.考虑塔架机舱对流场特性的影响,合理地建立整机流动模型.在FLUENT软件中采用大涡模拟方法对该定桨距型的风力机进行三维绕流场的数值预测,得到流动细节与变形的螺旋形尾涡系.分析定桨距风力机的工作特点,并对尾涡变形原因做定性分析.结果表明:粘性耗散与塔架效应是引起尾涡变形的主要原因.     

相变诱发塑性钢的流动应力模型

在Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka平均场理论的基础上,建立了TRIP(transformation induced plastici-ty)钢单向拉伸代表体单元模型,分析了TRIP钢单向拉伸变形中各组成相的弹塑性变形行为,获得了考虑相变诱发塑性效应的TRIP钢流动应力计算模型,并将计算结果与试验结果进行了比较分析.该模型建立了由相变引起各微观相体积比的变化与TRIP钢宏观流动应力之间的内在联系.计算结果与试验结果的比较表明,该模型正确地预测了TRIP钢的流动应力,将为TRIP钢材料性能的描述及相关的数值仿真技术提供参考.     

松质骨拉伸破坏细观分析

在对松质骨力学性能实验及拉伸扫描电镜观察实验的基础上,从细观的角度探讨松质骨的变和破坏现象。在此基础上,运用细观力学模型对松质骨压缩及拉伸的力学行为进行了分析,得出了弹性模量与相对密度的关系,与实验结果基本吻合。     

三维油藏流动电位数值模拟及油水前缘预测

根据流动电位产生的基本原理,建立三维油水两相流动条件下电场和渗流场的耦合数值模型并采用有限差分方法进行求解;以四分之一"五点法"井网为对象,模拟计算一注一采生产过程中井底的电位变化。结果表明:油水前缘的位置会出现电位的峰值,该峰值随注入水向生产井一侧移动,生产井底的电位会连续上升,当油水前缘距离生产井75 m时开始剧烈变化,因此对该效应的监测及分析能够实现油水前缘的远距离预测;注入水沿高渗透层的快速前进会引起电位异常,使高渗透层比低渗透层要高出5~15 mV,通过对该信号的强弱和随时间的变化规律的分析能够识别地层非均质性和注入水的不均匀推进,该方法具有成为新型动态监测手段的潜力。     

Processing, microstructure and mechanical properties of biomedical magnesium with a specific two-layer structure

A novel magnesium based scaffold with a two-layer structure was synthesized by powder metallurgical process using salt particles as space holder. The outer layer of the scaffold shows an interconnected porous structure and the inner layer presents a compact structure reinforced by the salt particles. Such a specific structure is introduced primarily for the purpose of a better combination of biocompatibility and mechanical compatibility. Experimental results demonstrate that the structural features and mechanical properties of the magnesium based scaffold with a salt content of 30 wt% prepared by the current method are quite compatible with the cancellous bone. Such a novel Mg-based scaffold has the potential to act as degradable implants for bone substitute application.     

基于视频特征聚合的细胞形变动态建模

提出了一种基于图像处理架构对活细胞视频中细胞动态进行建模的方法.在这个架构下,视频中两帧间的细胞动态被表示为细胞轮廓形变和细胞内部运动的动态特征.其中,前者细胞轮廓形变利用形状上下文进行度量,而后者细胞内部运动则通过尺度不变特征变换（SIFT）流进行建模.为了更好的刻画细胞质流动,基于SIFT流的细胞运动场进一步构建细胞外观变化场.在获得上述帧级细胞动态特征之后,引入时间序列建模的方法来生成视频级的细胞动态特征.具体地,基于紧凑编码的时序特征聚合方法可以捕获整个视频中的细胞动态演变过程.活细胞视频数据库被建立以用于验证提出方法的有效性,实验结果表明提出方法对于细胞形变动态度量和分类的性能优于其它主流方法.     

基于Altair HyperXtrude的空心铝型材挤压成型仿真模拟

以6063工业铝型材为研究对象,将建立好的三维模型导入有限元Altair HyperXtrude分析软件进行仿真模拟,获得金属流动的温度场、速度场、应力应变场及型材的形变场,研究其金属流动规律,预测实际挤压过程中可能出现的挤压型材缺陷.结果表明:当模具结构设计不当时,型材会产生严重的扭拧、波浪、弯曲和裂纹等缺陷;HyperXtrude可以准确地预测挤压模具初始设计方案中潜在的缺陷,实时跟踪描述金属的流动行为,揭示金属的真实流动规律,获得金属试验现场难以测量的物理量,及时对模具结构进行改进,缩短实际模具制造周期.     

动电效应在生产测井中的应用方法研究

油田生产开发过程中动电效应普遍存在,其中的流动电位效应往往对自然电位及电阻率测井产生干扰作用。国外现场实验结果表明,通过井下电极能够获得由不稳定压力引起的电位异常信号,该信号与压力有很好的相关性,有助于提高裂缝流动的识别和近井含水饱和度的评价。根据耦合流动的基本原理,建立了均质地层生产井井底电位随压力的变化关系,并根据文献中岩石的电学性质,计算了电位信号随含水饱和度的变化。结果显示结合动电效应的生产测试方法具有提高井底附近储层及流体性质识别的潜力。     

松质骨孔隙率的二维光电检测

采用二维光电检测方法研究松质骨孔隙率沿不同方向的分布规律。新鲜猪胫骨后肢松质骨制备成36张切片并均分成两组：一组为沿胫骨轴向的横切切片，另一组为垂真于胫骨轴向的纵切切片。经光镜观察和图像分析，计算出每张松质骨切片表面的总面积、骨基质的面积、孔隙的面积及该松质骨切片的孔隙率。测试结果表明：松质骨孔隙率在轴向沿靠近密质骨的方向逐渐减小，在垂直于胫骨轴向方向基本不变；松质骨可看作是横观各向同性材料；如果切片数据足够多，采用二维光电检测方法，能较为准确地测试出松质骨孔隙率沿不同方向的分布规律。