微通道中细胞平动对其周围化学微环境的影响

主要通过数值模拟研究运动细胞在直通道中对周围浓度梯度场的影响,及对流传质Peclet数、细胞运动速度、细胞运动方向以及细胞大小对细胞周围浓度场的影响.研究发现,细胞在匀速运动一定距离后其周围的最大浓度差的大小和方向与相同位置静止情形下的值的偏差是一个常数,且此常数与传质Peclet数、细胞运动速度及方向、细胞直径等相关.该结论对细胞趋化效应的进一步量化研究具有重要意义.     

微通道中细胞转动对其化学微环境的影响

采用FLUENT软件模拟了T型引物梯度产生器中的细胞转动过程,分析了细胞转动的线速度、方向和细胞尺寸对其化学微环境的影响.结果表明:在细胞转动的过程中,由于产生额外的引物输运,使其周围引物浓度在一定时间内发生变化,但最终达到稳态;顺时针与逆时针转动的细胞对微环境的搅动效果相反;增加细胞转动的线速度,可以增强其对微环境的搅动效果,但将导致趋化偏转角增大而使得趋化动力减小;细胞尺寸对于细胞趋化偏转角的影响较小,但对其趋化动力的影响较大.     

脉管制冷机内自然对流影响的数值分析

通过对脉管内自然对流的数值模拟,在相同的冷、热端温度条件下,研究重力的方向对脉管内自然对流的流场、温度场及脉管内热交换的影响,并进行了对比分析。采用二维圆柱坐标,引入Boussinesq假设,计算稳态的自然对流。计算表明,冷端在下（冷面朝上）时,自然对流对脉管内的换热有抑制的作用,有利于保持两端的温差,从而使得在冷端与冷端温度相同、热端与热端温度相同的情况下,冷端在下时端部所需的导热量是冷端在上时的31％。这一结论与实验测试结果一致。所做的理论分析对脉管制冷机的良好运行有指导意义。     

物理短裂纹Manson-Coffin公式的理论研究及寿命

国际上广泛使用Manson．Coffin公式来预测疲劳寿命，但该公式不能确定疲劳寿命同裂纹尺寸之间的关系．本文提出采用与疲劳极限有关的最大非损伤裂纹尺寸代替晶粒尺寸，当裂纹达到最大非损伤裂纹尺寸时，减速扩展速率降低到零．在此基础上结合短疲劳裂纹扩展速率的变化规律，导出了物理短裂纹的萌生和扩展速率同应力、应变、裂纹尺寸以及常规力学性能之间的定量关系．从而做到直接用材料常规力学性能预测短裂纹的疲劳寿命．本文证明了短裂纹的寿命预测公式同Manson—Coffin公式有相同的形式，从理论上揭示了Manson．Coffin公式的本质是短裂纹的萌生和扩展规律．用本文公式预测的疲劳寿命与著名学者相关的试验结果进行了比较，两者完全吻合．并且本文公式中的系数和指数同试验数据的拟合公式也完全一致．特别是对接近10ILtm物理短裂纹疲劳寿命的预测同实验结果惊人的吻合．用本文的公式对15种材料的短裂纹扩展速率进行了预测，其结果和实验值的吻合程度也令人十分满意，显示了本理论的广泛适用性．