同心环形缝隙流理论研究

在液压技术问题的分析,研究和工程计算中,经常要用到流体力学中的同心环形缝隙流理论,即流量—压力差公式Q=πdh3Δp/12μL;而通常的研究中并未对这一公式由来作过严格的数学分析,只是根据平行板(平面)压差流理论作出变通分析而得出的结论。针对上述情况,引用粘性流体力学的普通方程——Navier-Stokes(N-S)方程在圆柱坐标系中形式,考虑到同心环形缝隙流中粘性刀为主导条件,忽略惯性力和质量(重)力,并考虑到流动的对称性,得出了流体运动微分方程,并进一步推导了速度分布和流量压差方程,得出与传统理论相异的结论,供进一步研究作参考。     

滑移流区任意截面微槽道内流动边界条件对流动特性的影响

通过正交函数法就滑移流区内任意截面形状的微槽道在二阶滑移和热蠕流流动边界条件下的流动和阻力特性进行了分析和计算,得到了微槽内的速度分布和阻力系数,并与相关实验结果进行了比较.结果表明,该方法的计算值与实验数据基本吻合;采用二阶滑移边界条件计算的阻力系数略大于一阶滑移边界条件下的计算值,而计入附加热蠕流边界条件时的阻力减小;边界条件的影响随Kn数增加而增大.为任意截面微槽内具有高阶滑移和热蠕流等复杂滑移边界条件下的流动特性计算提供了方法.     

微槽群结构对微纳复合表面汽泡周期的影响

将涂有250 nm钛纳米涂层,且具有不同微尺度结构的微槽群竖直放置,采用高速摄影技术对热沉中的汽泡周期进行可视化研究.研究结果表明：当热流密度较小时,汽泡周期随着微槽深宽比的增加而减小;随热流密度的增大,汽泡周期逐渐减小;微尺度效应对汽泡周期的影响随着热流密度的增加而减弱.     

针阀缝隙流动的实验研究

针阀是液压气动工业中常用的一种节流阀。为解决使用过程中经常出现堵塞的问题 ,运用试验手段 ,研究了堵塞现象和缝隙大小、流体中颗粒大小及颗粒浓度之间的关系。由于针阀的缝隙一般在 10 0μm以下 ,为观察其内部流动状态 ,用光学玻璃制作了针阀模型 ,模型观察段的缝隙为5 0 μm。利用模型进行了颗粒沉积的流动显示 ,并进行了理论分析。研究表明 ,油中的颗粒是引起堵塞的主要原因。经多次实验 ,总结出流量衰减率和颗粒半径之间的定量关系 ;发现使用适当的微孔滤膜就可以有效预防堵塞现象。这对于工业应用有重要价值     

岩爆的剪切滑移机理分析

在讨论地下围岩应力分布的基础上,用滑移线场理论和Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ准则研究了地下洞室围岩进入塑性破坏状态的特征,推导了岩块沿滑移线滑落的条件,得到了岩爆发生时地应力的计算公式．对天生桥引水隧洞的岩爆实例进行了分析和计算,得到了较满意的结果．     

微沟槽周期结构表面的磁性复合流体微纳光整研究及实验教学装置应用

针对磁性复合流体黏度可控的特性,研究一种微纳沟槽表面可控抛光加工方法及工艺,实现低成本、可控微纳结构表面加工技术,并将其应用于微纳加工实验教学。采用磁性复合流体作为抛光液,设计端面式和圆周面式两种磁性复合流体抛光机构;根据周期性微米级沟槽表面结构特点,采用圆周面式磁性复合流体抛光机构进行微结构表面抛光加工实验;设计加工工艺,通过实验对比微沟槽周期结构表面加工效果,验证了实验装置及微结构可控抛光加工方法的有效性,实现微沟槽周期结构表面材料可控去除加工。该装置结构紧凑,使用与维护成本低,有效填补面向机械专业制造类课程的微纳加工实验教学装置技术空白。     

不同热流下平行平板微槽内流体滑移流动与层流换热

对两侧不同定热流热边界条件下,流动与热充分发展的平行平板微槽在滑移流区内的层流换热进行了理论分析,研究了微槽内温度场的分布和换热特性,并讨论了Kn、热流比、动量协调系数、热协调系数等的影响.     

滑移流区定热流密度加热下微矩形槽道内的换热

利用正交函数法对定热流密度加热条件下,气体在微矩形槽道内层流热充分发展滑移流动的换热特性进行了理论分析,获得相应条件下的NusseIt数计算方法及换热特性计算式,并与大尺度槽道的换热特性进行比较,探讨了Kn数、槽道高宽比及动量协调系数和热协调系数等对微矩形槽道内滑移流动换热性能的影响,得到了微正方形槽道的平均换热系数关联式。结果表明：微矩形槽道内的平均NusseIt数低于相同加热条件下大尺度矩形槽道中的NusseIt数,且随Kn数的增加而减小,微槽内平均NusseIt数随高宽比变化的曲线也越平坦。     

基于矿料界面滑移剪切行为的高温性能试验方法

文章采用基于矿料微细观作用行为的宏观试验方法评价沥青混合料的高温性能,对不同级配的沥青混合料进行滑移剪切试验和车辙试验,并对试验指标进行相关性分析。结果表明,在滑移剪切试验的指标中,滑移剪切能EI与车辙动稳定度DS的相关性最好,EI作为滑移剪切试验的评价指标,能更加全面地评价沥青混合料的高温稳定性。文中推荐了60℃时加载速率20mm/min的滑移剪切试验条件。     

边界条件对滑移区气体微槽流动和传热的影响

针对不同的边界条件,分析了微矩形槽道内不可压缩性气体在速度滑移和温度跳跃区的流动和换热过程。在分析模型中,假定矩形槽道底面定热流加热,其余3个面绝热。分别在一阶、二阶滑移及速度滑移和温度跳跃相互耦合的边界条件下给出了截面上速度和温度分布的数值解,讨论了阻力和换热特性,并与Arkilic等的实验结果进行了比较。结果表明：在相同的条件下,耦合的阻力系数最小,二阶边界次之,一阶边界最大;速度滑移和温度跳跃对换热系数具有相反的影响趋势;耦合模型更接近实验结果,其次为二阶滑移模型,一阶滑移模型的偏差最大;在不考虑可压缩性因素时,滑移边界条件的阶数对阻力系数的影响较大,对换热系统的影响不是十分明显。     

Controlled synthesis of SnO2 with hierarchical Micro/Nano structure

Preparing SnO2 with hierarchical micro/nano structures by hydrothermal, coordination, templating and electrochemical deposition methods and their mechanisms are investigated. The result shows that the echinus-like SnO2 prepared by Method 1 is a typical Ostwald mechanism that develops from internally to externally. The cabbage-like SnO2 by Method 2 is produced with oxalic acid as complexing agent to set-up precursor of SnO2, and then precursors are bocked around the body that is around the body being bocked. The nest-like SnO2 by Method 3 is controlled by citric acid as coordinator for the nucleation as well as the grow rate and setup process. Spongy-like SnO2 by Method 4 is produced using PST as template, PST is be infiltered into SnO2 precursor by gravity and capillary and treated thermally to form a multiporous structure. The petal-like SnO2 by Method 5 is formed with crystal deposition emergence due to oxidation-reduction reactions of two electrodes in an electric field. XRD analyses shows that the five results are all pure phase SnO2. It provides basic data for SnOE industrial application.     

纳微多药给药系统的设计与研究

化疗是肿瘤等重大疾病的主要治疗手段,但由于肿瘤复杂的发病机制以及耐药性的产生极大地限制了传统单一化疗药物的临床应用.基于联合给药策略的多药给药系统,具有同时装载多种药物和药物释放行为的可控性等特点.主要就纳微多药给药系统的背景以及设计研究现状展开综述,希望为后来的研究给以启发.     

利用可再生模板制备聚吡咯纳/微米管

以小分子2-蒽-9-基亚甲基一丙二腈(AYM)自组装的纳/微米线为模板,气液相聚合制备出聚吡咯(PPy)与AYM复合材料(PPy/AYM),经CH_2Cl_2溶剂脱除AYM后制得管状PPy.红外分析(IR-ATR)显示复合材料主要表现出PPy的特征峰.扫描电镜(sEM)和透射电镜(TEM)显示当吡咯(Py)单体与AYM两者之间用量摩尔比维持合理水平时,可以获得长度几十甚至上百个微米,直径1μm左右甚至更小的管状PPy.热失重(TGA)显示所得PPy纳/微米管与本体PPy具有相似的热失重行为,但电导率低一个数量级.脱除AYM的CH_2Cl_2溶液在减压蒸馏后仍旧可以得到AYM,回收率为93%,可重复使用.     

二元混合流床面剪应力特性的初步研究

本文叙述用Preston管量测的二元混合流各典型流态的床面剪应力分布,结合实验结果,对二元混合流名典型流态的床面摩阻特性进行了理论探讨。在此基础上,对特例混合流床面摩阻特性进行了定量分析。     

基于近邻主特征匹配的微纳米尺度位移测量

提出了一种基于近邻主特征匹配的亚像素级位移测量方法.改进后的近邻主特征提取过程通过修正散度矩阵的构造,最大化相邻位移图像块投影距离,提高了算法的精度和稳定性.通过将训练过程离线化,提出了基于近邻主特征匹配的微纳米位移测量算法,并通过仿真实验验证了图像块在不同大小和位置情况下算法的精度.在高精度纳米平台、高倍显微镜及标准栅格构成的系统中进行了多角度的实验,验证了算法的有效性.算法的测量精度比传统的图像块匹配方法提高了近10倍,特别是算法对于图像块位置和大小的选择鲁棒性更高.     

非对称来流下微型涡流发生器边界层流动控制

为有效改善超燃冲压发动机隔离段性能,运用数值模拟的方法研究了来流马赫数2.0条件下多种结构的微型涡流发生器的流动控制特性。研究结果表明随着微型涡流发生器后缘宽度的增加,隔离段内激波串长度有效缩短,高压前锋后移且整体式略优于分离式;整体式微型涡流发生器产生的流向涡对的横向距离较近,与下壁面的距离较分离式远,能在短距离流动过程中将动量传递给低动量区,有效改善边界层流动性,但作用距离较分离式短;带后缘宽度的微型涡流发生器可有效降低流场总压畸变,对流场质量改善作用要优于基本型。     

身矩形槽道内的气体滑移流动和传热分析

分析了微矩形槽道内的不可气体在速度滑移和温度跳跃区的流动和传热过程。在分析模型中,假定矩形槽道底面定热流加热,其余三面绝热,流动和换热均匀为充分发展,且处于滑移流动区。给出了截面上速度分布和温度分布的分析解,讨论了阻力持性和换热特性,并与实验结果作了比较。二者的吻合程序表明,在一定的Knudsen数范围内,传统的Navier-Stokes方程和能量方程在考虑了速度滑移和温度跳跃影响后可以描述微矩形槽道内的气体流动和传热过程。     

微/纳结构表面3-D轮廓测量中倾斜误差的补偿方法

在对微/纳机电系统进行机械力学特性研究和可靠性测试时，经常需要获取结构的表面3．D轮廓．然而．使用显微干涉法测量微/纳结构的表面3-D轮廓通常会存在一定的倾斜误差，这种误差在某些应用中是不允许的．为了弥补传统的调平补偿方法的局限性，提出了一种基于最小二乘法和坐标变换的倾斜补偿方法：在处理图像时，先用最小二乘法确定一个基准平面，然后旋转直角坐标系使得新坐标系的xoy平面与基准平面平行即可达到调平被测表面而补偿倾斜误差的目的．通过具体应用实例证实了这种补偿方法是有用、灵活而精确的．