生物活体组织温度振荡效应的理论与实验

报道了在一类介于生理学与热物理学之间的生命热现象——活体组织温度振荡机理研究方面所取得的成果，阐述了新的温度振荡理论的建构思想，介绍了用以证实该理论而设计的仿真实验、活体动物实验的技术路线，报道了实验中所发现的一些新现象及其研究结论，解释了以往动物实验中观察到的生命热现象的物理实质。其结论可促使人们重新全面认识生物传热本身并继而修改以往的一些温度预示模型和模式，直至推向新的临床应用。     

改进的遗传算法在生物组织热特性参数无损测量中的应用

针对生物活体组织的多个热特性参数同时测量的难点问题,提出了采用遗传算法同时估计多个活体组织热特性参数的方法,设计了实数编码的遗传算法. 通过对选择、交叉和突变算子进行改进,并引入小生境策略,提高了遗传算法的全局寻优能力和搜索效率. 对动态体模和人体前臂的热特性参数测量的模拟仿真研究和实验研究表明,采用改进的遗传算法,能够以较高的精度同时估计生物活体组织的多个热特性参数.     

基于掺铒光纤荧光寿命的应变响应

荧光光纤在光纤通信及光纤传感领域扮演着重要的角色．利用荧光衰减寿命作为传感参量,对荧光寿命随应变的响应关系进行了测试,根据实验数据对荧光光纤应变响应的物理机制进行了初步的分析．实验结果表明,该实验系统可实现对应变的测量,同时由于实验系统对温度的响应相对于应变的响应很小,所以可以忽略温度的影响,并针对于结果中所表现的荧光寿命的周期性的振荡现象做了理论的分析．     

三点法无损测量生物活体组织热参数的分析

基于两点法测量原理,提出了一种通过三点测温无损确定柱状生物活体组织热参数的新方法,建立了该方法的理论模型,数值计算分析了导热系数、血液灌注率体积热容量等参数对温度变化的影响,以及这些热参数的灵敏度系数.研究结果表明,活体组织的上述热参数的灵敏度系数是线性无关的,可以通过所提出的三点法同时进行测量.     

烃源岩热摸拟实验研究的进展

烃源岩的热模似是探索油气形成机制、重现油气形成过程的重要手段之一，在研究了国内外有关热模拟实验研究文献的基础上，从热模拟实验条件（包括实验装置、实验温度与时间、介质）热模拟实验的研究内容等方面，概括总结了前人研究成果．研究表明．在实验条件方面，热模拟实验朝着低温长时和加水热模拟方向发展，实验装置与计算机联接的开发，以在控制手段、检测方式、项目和精度上有所提高；在研究内容方面将日益趋于广泛，包括煤及陆源有机质、碳酸盐岩、现代生物和沉积物等方面的热模拟实验研究．     

自然循环静态流量漂移诱发动态流量振荡研究

为探讨两相流及流动稳定性理论及工程问题,通过实验研究描述了自然循环静态流量漂移及静态流量漂移过程中出现的动态流量振荡现象;研究了在自然循环系统中流量发生漂移时系统循环流量,加热段进出口温度的变化规律。结果表明欠热沸腾所引起的流动阻力变化是导致静态流量漂移的主要原因;在发生静态流量漂移时系统循环流量下降,进口温度下降及出口温度上升;随着静态流量漂移的发展,欠热沸腾逐渐强烈,伴随着静态流量漂移系统内同时发生具有密度波及喷泉不稳定特点的动态流量振荡。在对现象描述的基础上,阐述了静态及动态流量不稳定发生的机理。研究结果证明在自然循环中静态流量漂移将会诱发动态流量振荡。     

棒在颗粒物质中穿行时摩擦振荡行为的研究

实验发现，棒在颗粒物质中运动时滑动摩擦力具有准周期振荡性质. 根据颗粒物质的剪胀性对此现象进行了研究，提出相应的物理模型，建立了平均体积分数振荡方程和滑动摩擦力振荡变化关系式，理论计算分析结果与实验结果基本吻合.     

激光辐照下皮肤组织中温度场的理论分析和数值模拟

基于Pennes传热方程，采用更能反映活体组织真实情况的血液灌注率和代谢热产率，从理论上分析了激光作用在生物皮肤组织时所引起的组织温度场变化，给出了皮肤组织温度变化的分析解，数值模拟了激光福照下组织的温度场分析。并讨论了激光辐照时间、组织深度以及生物组织热物性对组织温升的影响。     

水冷式射频组织焊接电极的多物理场仿真与实验研究

为了降低射频组织焊接中高温造成的热损伤，设计了一种创新的水冷式射频组织焊接电极，使用COMSOL Multiphysics软件对猪小肠的体外焊接过程进行了多物理场仿真，结合焊接和爆破压实验对生物组织的焊接温度与效果进行了分析。结果表明：仿真使用“温度阈值”方法解决了现有模型中生物组织水分的可逆蒸发问题；在相同实验条件下水冷电极的最大焊接温度为139.8℃，平均焊接温度为112.5℃，较典型金属电极明显得到控制；水冷电极作用下生物组织爆破压达到62.3±13.7 mmHg，满足焊接要求。仿真模型预测的温度与实验结果拟合良好，且水冷电极有效焊接了组织，控制了焊接温度。     

Rijke管热声不稳定的实验研究

针对推进系统常发生的具有破坏性的热声振荡现象,为了获得热声振荡的共振频率信息并提供一种有效的抑制途径,自行搭建了Rijke管热声振荡实验测试平台,在不同热源位置、不同热源功率及不同空气流速等条件下测量了热声振荡的频率及声压。实验测得的热声振荡频率均在110~117Hz之间,属低频振荡,且热声振荡的频率和声压随热源功率和空气流量的增加整体呈现升高的趋势;相反,随着热源的后移,共振频率下降,当热源在Rijke管的1/4处时,热声振荡的发声强度达到最大。此外,随着热源功率和空气流速的增加,热声不稳定的区域随之增大。实验结果与理论计算结果吻合良好,从而可为推进系统热声振荡的主被动联合控制方法提供丰富、可靠的实验数据。     

浅层地温剖面曲线拟合法估算热扩散系数

从浅层岩土热传导和热扩散理论出发,推导出一种半无限均匀岩土地温变化的数学模型,通过利用该模型拟合实测地温剖面曲线,可以求取浅层岩土整体的热扩散系数以及地表年平均温度、温度变幅、初相等大地温度特性参数.两个实例的计算结果表明,所采用的理论模型能够很好地拟合地温实测剖面曲线,通过该方法所求得的浅层岩土热扩散系数与参考文献给出的值很接近,说明该方法是可行的.该方法建立在可靠的理论和清楚物理机制之上,简单有效,可以在实际工作中推广应用.     

环路热管系统温度波动的机理研究

从冷凝器两相区的水动力学不稳定性入手,分析了环路热管的温度波动机理,得出了冷凝器两相区不稳定性是系统温度波动的源动力之一.实验发现以甲醇为工质的环路热管系统温度波动集中发生在热负荷介于12~60 W时,而在该区间之外的较低和较高热负荷范围,系统能够平稳运行,这和理论分析结果相符合.另外,系统温度波动剧烈程度随着系统工质充灌量的增加而明显增强.与以甲醇为工质的环路热管相比,采用汽化潜热较小的丙酮为工质时,系统发生温度波动的热负荷范围变窄,同时温度波动剧烈程度明显降低.     

朗肯循环海洋温差能发电系统性能理论分析与试验

 针对海洋温差发电系统中效率低的问题,对海洋温差发电朗肯循环进行了理论分析,建立了系统中关键设备数学模型,计算了发电系统循环热效率、净输出功率。通过计算得到：当透平进口气体温度和冷凝温度一定时,循环热效率随透平进口气体压力的增大先升高后降低,且存在最大值。研建了15 kW朗肯循环海洋温差能发电系统并试验验证,得到了在模拟海洋温差下循环热效率随各参数的变化趋势与规律,同时与理论计算结果比较,验证了理论计算结果的可靠性。     

湿式多片摩擦离合器对偶钢片热机耦合分析

针对湿式多片摩擦离合器对偶钢片会发生翘曲、裂纹等导致动力传递失效的问题,以某船用湿式多片摩擦离合器为研究对象,从摩擦热流生成和分配模型、温度场与耦合应力场的数值计算等方面提出了湿式多片摩擦离合器对偶钢片热机耦合问题的分析方法,揭示了对偶钢片发生热失效的机理。研究结果表明：在接合过程中,对偶钢片温度从内沿向外沿依次递增,在3 s的接合时间中摩擦表面温度在2.6 s达到最高点;热应力分布规律为内沿产生周向拉应力,外沿产生周向压应力,摩擦表面产生径向压应力,内部产生径向拉应力。为解决对偶钢片热失效问题提供了理论依据。     

机械密封温度场及其热应力的有限元计算

用有限元法分析机械密封稳态温度场,根据假设条件创建有限元模型.利用ANSYS 8.0软件进行温度场计算分析,并用热-结构耦合法计算密封环的热应力.通过应力分析得到其最大值的位置及大小,计算结果表明,这与实际生产中所见热裂失效破坏是相吻合的,为机械密封环的设计及变形分析提供理论依据.     

连铸结晶器弯月面区温度波动的模拟研究

作者设计了连铸结晶器弯月面处传热模拟实验 ,并测量了在结晶器振动情况下弯月面处的温度 ,发现该温度随着结晶器的振动而产生周期性的变化 .基于这种温度波动现象 ,讨论了包括热顶结晶器、高频小振幅振动、软接触结晶器电磁连铸等诸多技术改善铸坯质量的机理     

考虑温度效应的风电增速箱动力学特性研究

针对风电增速齿轮箱温度异常现象,基于Block闪温理论与Hertz接触理论,提出一种考虑随机风载作用下齿面接触温度的计算方法.以该方法为理论基础,根据行星轮系耦合建模理论,建立风电增速齿轮箱动力学性能计算模型.模型不仅揭示了随机风载、齿面接触温度及齿廓热变形之间相互影响的函数关系,还展现了随机风载、齿面接触温度等非线性...     

A new approach of cascade utilization of the chemical energy of fuel

The indirect release of chemical energy of fuel is investigated, and a new mechanism is proposed to identify the cascade utilization of chemical energy of fuel more clearly. Based on the concept of energy level, the internal phenomenon of the indirect chemical energy release is disclosed, and the equations of energy level describing the utilization of chemical energy and thermal energy during the indirect chemical energy release process are obtained. From theoretical analysis, we find that the superiority of the indirect chemical energy release of fuel comes from the cascade utilization of the fuel's chemical energy. Moreover, the cascade utilization of chemical energy is verified by the investigation of CRGT (chemically recuperated gas turbine). As a result, the thermal exergy obtained from the chemical energy release of fuel increases by 2%?3%. The results obtained here may help a deeper understanding of indirect chemical energy release of fuel and provide a theoretical basis for the synthesis of innovative energy systems.