高频调幅交变电磁场金属液滴悬浮振荡的3维数值模拟

采用有限元方法模拟高频调幅交变电磁场以及液滴内流体流动,金属液滴自由界面的追踪采用任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法.数值模拟得到了高频调幅交变电磁场、金属液滴内部液体流动和液滴表面形变的动态行为.数值结果表明:在高频调幅交变电磁场中,金属液滴所受洛伦兹力集中在液滴内部近表...     

边坡破坏影响因素及其防治措施

针对由于各种因素引起的边坡失稳而造成不断发生的事故,从我国的地形、地貌特点,宁夏的土质特性及对各种事故进行统计分析的基础上,探讨了边坡由稳定到破坏的发育过程和各种影响因素,并提出了预防边坡失稳以及治理这种事件发生的有效措施.     

ECSTR模型的正不变区域

研究了一个广义的三次的G ray-Scott模型.该模型由一个以周期函数为系数的非线性常微分方程组给出.对该模型一个严格的正不变区域的存在性给出了证明并讨论了这个模型在此区域内的一些线性化性质.     

煤层气田水文地质参数与煤层气井产能相关性

为了解含水层水文地质参数对煤层气成藏和开采的控制作用,研究了河东煤田三交区块主采煤层的直接含水层组水文地质条件与该区煤层气产能的相关性.结果表明:水力边界、水动力场和水化学场和煤层气赋存特征存在相关性,水位标高、矿化度、影响半径三个水文地质参数的合理匹配可以可获取较好的煤层气富集区,并确定研究区中南部为有利于煤层气富集和成藏的区域;三交井组与碛口井组实际排采数据与该区相应三个水文地质参数也存在关联性,开采中的产气规律与水文地质控气规律相一致,且开采模式可以分为滞后型和同步型两类.该成果对煤层气富集靶区预测和开采具有一定的参考价值和指导意义.     

大尺寸关节支架的3D打印及应用

人工关节假体的置换与长期植入后的失效问题将造成关节组织不可恢复的损失,小块可降解骨软骨关节支架具有恢复病变关节的力学环境和诱导新生组织生长的能力,为大尺寸关节病变缺损修复提供了新的治疗策略.大面积深层病变软骨关节病变位置的生理结构与力学环境的分析,以及多材料复合关节支架的仿生制造与手术方案是治疗方案开发的难点.本文提出一种新型多材料关节支架的仿生设计与制造技术和植入方法.以诱导组织生长为导向,选择聚乙二醇凝胶(polyethyleneglyco,PEG)、β-磷酸三钙陶瓷(β-tricalcium phosphate,β-TCP)、聚乳酸(polylactide,PLA)等生物材料开发新型支架;以羊膝关节为研究对象,通过反求工程、有限元分析和3D打印技术,利用有限的影像学数据信息,建立膝关节模型和易病变软骨区域;基于支架生理结构特征与关节缺损区机械承载能力的映射关系,建立大块仿生骨软骨支架的结构与稳定性固定结构.实验证明该支架在置换初期较好地恢复了缺损关节的力学环境.所提出的方法和支架有望为大面积骨软骨缺损的修复提供一种新的治疗方案.     

气体钻与泥浆钻全井段钻柱动力学对比研究

全井段钻柱在井内运动过程是一个非常复杂的非线性动力学问题,不可能得到比较完美的解析解,如果采用室内试验或者现场试验研究,其成本又会很高且很难实现。因此,在弹塑性力学、岩石力学和钻柱力学的基础上,以四川某井基本钻井参数和钻具组合为依据,采用有限元法建立了塔式钻具钻至1486m井深时的全井段三维钻柱模型和相应的井筒模型,并且建立了钻头与岩石以及钻柱与井筒之间的随时间变化且有摩擦系数的接触关系和相对应的泥浆钻井模型,对比分析了钻柱在动态钻进过程中的井口参数、钻头上压力和转动速度以及全井段钻柱的弯矩扭矩变化等结果,得出气体钻井与泥浆钻井全井段钻柱的运动规律以及钻铤失效机理的差异。为认识气体钻井全井段钻柱的运动规律提供了新的研究方法,对气体钻井中钻柱力学、井斜控制和设备等方面的研究都有较好的现实意义。     

钛框架/CPC/BMP复合人工骨的钙磷碳变化规律

为了解决磷酸钙骨水泥(CPC)/骨形态发生蛋白(BMP)植入体强度低的缺陷,提出一种钛框架/CPC/BMP复合结构的植入体,参考犬桡骨半月形断面及尺寸,利用计算机辅助设计与加工方法完成了相似形状的钛框架设计与制造,并将糊状CPC填充晾干后植入犬桡骨部位.通过动物实验,分析研究了钙磷碳的变化规律,得出了植入体钙磷碳变化模型.研究表明:植入体内的碳含量按二次抛物线增长,钙和磷的含量按线性规律递减,钙磷比则保持稳定;钛框架上有孔处的钙磷碳变化效率明显高于无孔处的变化效率.研究结果不仅为设计钛框架的形状提供了依据,而且证实了这种植入体的钛框架在不明显影响降解速度的条件下具有较好的支撑作用,因此扩大了CPC的临床应用范围.     

装载冷藏集装箱的货舱通风

运用相似理论推导了装载冷藏集装箱的货舱通风模型,介绍了通风准则方程的选取、准则数的推导,并分析了货舱空间雷诺数的计算以及能量方程的应用. 得出了用于试验的模型具体尺寸,进而实验测量了多种工况下货舱内的温度分布,为后续的货舱通风优化提供依据.     

固定化氧化还原介体加速EscherichiacoliBL21还原Cr(Ⅵ)的影响因素研究

为了研究非水溶性醌类介体加速Cr(Ⅵ)生物还原过程的影响因素,采用乙酸纤维素包埋法固定非水溶性醌类介体,探讨其调控Escherichia coli BL21还原Cr(Ⅵ)的过程。结果表明,蒽醌、1-氯蒽醌、2-氯蒽醌、1,5-二氯蒽醌、1,8-二氯蒽醌和1,4,5,8-四氯蒽醌6种非水溶醌的加速顺序为1-氯蒽醌1,5-二氯蒽醌2-氯蒽醌1,8-二氯蒽醌蒽醌1,4,5,8-四氯蒽醌;1-氯蒽醌的最佳加速浓度为0.048mol/L;生物还原的最佳pH值为7.00;最佳初始Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg/L;在温度范围为20~60℃时,Cr(Ⅵ)的去除率随温度的上升而增加;在重复利用性实验中,1-氯蒽醌乙酸纤维素小球循环使用6次,Cr(Ⅵ)生物还原速率仍是空白菌液5倍以上。乙酸纤维素固定非水溶性醌可以有效加速Escherichia coli BL21还原Cr(Ⅵ)过程,具有良好的应用价值。     

道路网络中门到门包含重复节点的最优路径算法

设计了用于包含交通约束的受限路网中基于兴趣点(PO I)的门到门包含重复节点的寻路算法。首先利用距离最短准则建立PO I和路网间的临时拓扑关系,然后根据受限路网中最优路径的结构特征,构造包含驶入路段的节点进行寻路拓展,以此为基础进行标记设定广度优先搜索,即可获得门到门包含重复节点的最优路径。在道路密度较大的北京市路网中的试验结果表明,该算法能够根据交通约束规划出实用的最优路径,对于长度约60 km路径的计算平均耗时在3 s左右,可以满足车辆导航应用的实时性要求。