海藻糖载入血小板实验中的超声波强度计算

利用超声波的生物医学效应可强化冻干保护剂海藻糖对细胞膜的渗透特性,对于不同的生物材料,超声波的强度、频率等对细胞的影响程度不同。本文拟提供一种超声波在生物样品中传播的强度估算方法。针对超声波强化海藻糖载入血小板的实验,建立了血小板悬液中超声波的传播模型,并分析得到符合实验要求的各计算参数及边界条件,通过COMSOL Multiphysics软件计算,评估了超声波在样品中的强度分布。计算结果为实验中超声波强度的选择及超声探头与样品等的布置提供了有效的理论指导。同时,为超声波在生物样品中的传播提供了一种新的强度估算方法。     

预处理特征型边界条件及其回流处理技术

通过特征型预处理Euler方程推导出预处理特征型的边界条件处理方法,并发展了预处理的回流处理技术,增强计算的鲁棒性和精度。通过特征型预处理Euler方程的特征关系得到边界条件处理方法;在亚声速速入口和出口边界,根据其特征方程确定回流边界处理方法。通过数值模拟发现:带回流的特征型边界处理方法比Turkel方法收敛快1.5倍以上,而计算精度与SIMPLE方法相当;在出口带有回流的计算中,其压力误差比Fluent降低68.3%。由此可知带有同流处理的特征型边界处理方法具有较高的鲁棒性和精度,在实际的工程计算中有一定的应用价值。     

热退火对溅射法Al-Sn共掺ZnO薄膜光电性能的影响

利用射频磁控溅射方法,采用AZO靶和Sn靶共溅射的方法在钠钙玻璃衬底上制备了Al与Sn共掺杂的ZnO (ATZO) 薄膜样品,再对样品进行300,350,370,400,500 ℃ 5种不同温度和1,2,4 h 3种不同时间的退火处理。采用X射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)和扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)对其相结构及形貌进行了表征和分析。结果表明,所制备的ATZO薄膜都是六角纤锌矿结构,在（002）方向上表现出择优生长且表面都较为均匀。采用UV vis分光光度计测试薄膜样品的透过率,结果显 示370 ℃退火2 h的样品在400~760 nm处有87.09%的最高平均透过率,对应的光学带隙为3.40 eV;同时,此样品具有最低的电阻率为4.22×10-2 Ω·cm和最高的载流子浓度和迁移率,分别为6.44×1020 cm-3和4.30 cm2/(V·s)。     

SSOR预处理技术在二维电磁特性TDFEM分析中的应用

将对称超松弛(Symmetric successive over-re laxation,SSOR)预处理的共轭梯度法(Con jugate-gradient,CG)和双共轭梯度法(BICG)应用于时域有限元方法(Time doma in finitee lemen tmethod,TDFEM)中,研究了CG,SSOR-PCG,B ICG以及SSOR-PB ICG的收敛特性。数值结果表明,通过SSOR预处理技术,TDFEM的计算效率可以提高数倍,从而证明了所给方法的高效性。     

APU风车启动中压气机特性计算与分析

以某离心压气机为研究对象,数值计算离心压气机风车工作流动特点,分析了工作叶轮叶片受力情况、探讨了APU风车点火转速存在上限值的成因。研究表明,采用等转速特性线插值获得风车状态的流量、压比和温比的精度和置信度是可取的;后弯叶片是冲击气流吹转离心压气机的主要受力面,工作叶轮在5%设计转速(Nd)以下对外输出力矩,辅助涡轮部件提升APU转子转速;转速达15%Nd后,工作叶轮恢复对气流做功,发挥泵气增压功能,气流流量、压力得到提升;出口流量相对值随飞行条件和压气机转速变化规律有助于APU空中点火转速存在上限值的理解。     

反相高效液相色谱测定食品中酚类抗氧化剂(英文)

描述了利用高效液相色谱(HPLC)测定食品中没食子酸丙酯(PG),叔丁基对苯二酚(TBHQ),叔丁基羟基茴香醚(BHA)和二丁基羟基甲苯(BHT)4种合成酚类抗氧化剂(SPAs)的方法。采用C18色谱柱作为固定相,乙腈-1%乙酸水溶液作为流动相进行梯度洗脱,紫外检测波长设定为280nm,在不到8min时间内可将4种合成酚类抗氧化剂分离。研究评价了HPLC的分析特性,即检测限,线性范围和重现性等,优化了在不同类型食品(食用油,人造黄油,奶油和奶酪)中获取SPAs工艺参数。样品在高效液相分离之前,用甲醇/乙腈(1∶1,体积比)提取SPAs,并进行漩涡/超声处理,提取物冷冻2h,制得沉复合提取物。浓度为50mg/l和200mg/l的食用油,人造黄油,奶油和奶酪中,PG的回收率为93.3%—108.3%,TBHQ的回收率为85.3%—108.3%,BHA的回收率为96.7%—101.2%,BHT的回收率为73.9%—94.6%。应用反相HPLC测定38种食品(16种食用油,10种人造黄油,6种奶油和6种奶酪样品)中的SPAs,样品中SPAs的含量均低于中国规定的含量。     

以相对相速度无损表征30Mn2SiV棒材复杂组织的探讨

本文以某公司经控轧控冷工艺生产的非调质D级抽油杆用钢30Mn2SiV为对象,利用超声波水浸线聚焦检测技术,借助频谱分析方法,采用计算相位谱的偏离程度获得相速度值的方法,以相速度为无损表征参量,研究了具有不同珠光体含量和形态的粒状珠光体 片状珠光体 铁素体、片状珠光体 铁素体以及上贝氏体 片状珠光体 铁素体三类样品复杂组织状态与相对相速度之间的关系。结果表明,利用相对相速度能够对上述三类复杂组织进行无损识别。     

波浪力作用下跨海大桥变形数值模拟的可靠性分析（英文）

针对跨海大桥在复杂海浪力作用下数值模拟计算的可靠性问题,以青岛胶州湾跨海大桥为研究背景,开展了GPS变形监测与数值模拟计算。对监测的跨海大桥水平移动与海浪风速值进行了db3小波三层分解,分析了桥梁水平变形值与风速相关关系。将青岛胶州湾跨海大桥计算的复杂海浪作用力量值,成功地加载于FLAC3D软件,实现了桥梁变形的数值模拟计算。由于GPS变形监测精度可达到毫米级,故以其为桥梁变形准确值,判断数值模拟可靠性。经比较,X方向、Y方向及Z方向位移相对误差介于33%～41%之间,可见数值模拟误差较大,这主要是由于多种环境因素影响以及施加海浪力偏差引起的。但数值模拟总体上反映了跨海大桥在复杂的海浪力作用下的变形规律,为准确地评估跨海大桥安全运营提供了一种有效的技术支撑。     

三维旋转水平轴风力机流场的PIV试验和数值模拟

通过粒子图像测速仪(Particle image velocimetry,PIV)测量和定常计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)数值模拟相结合的方法,对某三维旋转水平轴风力机模型的流场展开研究。在风洞开口实验段,来流风速为8m/s,针对不同尖速比(λ=4,8)利用PIV技术对风力机叶片的瞬时速度场进行测试。通过定常CFD数值模拟,获得了风力机叶片在相应工况下的流场细节。在8m/s来流风速下,当尖速比大于7.4时,试验测得的风轮扭矩和风能利用率与数值模拟结果趋于一致。尖速比小于7.4时,试验测得的扭矩值低于计算值,其风能利用效率也较低。通过速度矢量分布可以看出,在λ=4时,PIV测得靠近叶根的两个截面S1,S2在叶背有明显的流动分离,CFD结果中仅在S1截面叶背存在流动分离,S2截面叶背存在低速区。在λ=9.8时,PIV和CFD结果均显示叶片绕流流场没有流动分离。尝试采用Gamma Theta转捩模型进行了数值模拟,在考虑了层流影响后,计算所得风轮扭矩更加接近试验值。     

纳米隔热材料透-反射光谱测量及辐射物性反演

基于辐射传递求解的改进二流近似和全局智能优化的遗传算法，结合材料的法向-半球反射率和透过率，构建了纳米隔热材料吸收系数和散射系数的辨识模型。采用文献中报道的两种玻璃的辐射物性参数数据数值验证了辨识方法的可靠性。实验测量了纳米隔热材料法向-半球透过率和反射率数据，辨识获得材料在0.4~7.0 μm波段的吸收系数和散射系数。研究表明：(1)构建的辨识方法能准确辨识材料的吸收和散射系数；(2)在0.4~7.0 μm内，材料的吸收系数介于70~3 900 m^-1，散射系数在180~3 000 m^-1之间，不同波长下数值差异大，呈现强烈的光谱选择性；(3)在2.5 μm以下材料内散射所占份额较大，在2.5 μm以上吸收明显占优，整体上呈现出强吸收、弱散射特征。     

TiNi形状记忆合金的线性回复性能及其热处理改性

本文提出了形状记忆合金线性回复行为的新概念，并对线性回复性能指标进行了具体定义。通过测试TiNi形状记忆合金弹簧的热回复曲线，研究了经过不同热处理工艺TiNi形状记忆合金的线性回复特性。结果表明：通过适当的热处理工艺手段，可以显著改善TiN形状记忆合金的线性回复性能，最佳的热处理工艺为550％空冷，它将线性回复程度PL从56％提高至92％；线性回复率η从54％提高到83％；线性温度范围TW从4℃拓宽为6℃。     

金属结构损伤复合材料微波修复的实验研究

研究一种利用微波修复金属结构损伤的新技术,阐明了微波修复机理,探讨了界面形成与快速固化理论。复合材料微波修复通过在修复区注入微波吸收剂提高导电磁率来吸收微波辐射,并将微波能转换为热能,利用特殊设计的微波施加器发射微波可以使热量直接加在修复区而不加热整个结构。本文还提供大量的实验数据,表明微波修复试件的强度高于传统方法修复的试件,微波修复技术适合于现役飞行器在各种环境下的外场快速修复。     

金属热防护系统多层隔热材料的传热分析及参数优化

采用能量平衡方程和离散坐标法近似地建立了金属热防护系统多层隔热材料的一维稳态传热的数学模型，并利用遗传算法和纤维隔热材料的有效导热系数试验数据求解传热反问题，从而得到了模型中的纤维隔热材料的辐射衰减系数、反照率和隔热屏表面辐射发射系数。最后，由实验测得了多层隔热材料的有效导热系数，验证了采用优化参数后，多层隔热材料的传热模型的正确性。     

航天器金属热防护结构非灰体隔热层传热计算

为了计算多层隔热结构（由多个反射屏和非灰体半透明纤维隔热层构成）中瞬时耦合辐射和传导的热传递，构建了多层隔热结构的瞬时耦舍辐射和传导热传递的数值模型，并且分别采用有限体积法和有限差分法求解能量方程和辐射传递方程（Radiative transfer equation，RTE），而光谱的散射和吸收系数以及相函数则由米（Mie）理论求得，从而在更广泛的范围内为金属热防护系统的隔热纤维材料提供了广阔的选择余地。     

机载换热器工作包线计算及试验研究

机载环控用气液板翅式换热器,热边为循环冷却液,冷边为冲压空气,其换热量与飞行高度、飞行马赫数息息相关。为了确定换热器满足换热量要求的工作条件,提出一种额定换热器工作包线计算方法,对换热器进行参数计算和优化,最终得到符合技术要求的工作包线和换热器结构。选取工作包线上典型工作点,设计真空舱试验,模拟飞行高度和速度,对换热器换热性能进行测试。试验结果显示各工作点换热器换热量与额定换热量相差3.2%,表明工作包线计算方法可行、准确,可为同类换热器优化设计和工作包线计算提供参考。     

塞块式量热计隔热结构的改进与试验分析

为了提高塞块式量热计的热流测量精准度，对其隔热结构进行了改进:将原隔热套改为中空结构，大幅度减小量热基体的不稳定侧向传热；设计了与改进隔热套匹配的封装壳结构，使量热计标定时的隔热特性能够完整保留至测试环境中。经数值计算和优化，确定了量热计各部件的较优尺寸，验证了改进措施的有效性。热流标定对比试验结果表明:改进后的塞块式量热计的测量准度和精度都有较大提高。风洞试验考核结果表明:单个塞块式量热计的重复性精度优于3%；不同塞块式量热计的个体差异小，在对称位置，测量偏差小于3%；与水冷戈登计比较，相同来流条件下测量偏差小于4%。     

血管内超声图像序列的自动边缘检测

血管内超声成像可以显示血管内腔、管壁清楚的实时截面图像,从而使定量测量血管参数成为可能。传统手动追踪内腔和管壁边界的方法既费时又有较大的主观误差,本文基于快速主动轮廓算法模型提出一种适合血管内超声图像的自动边缘检测方法。实验结果发现,自动检测的内腔、血管壁面积与手动追踪非常吻合．具有较高的相关系数(0．94和0．95)和较小的系统误差(-0．32和0．56),可作为医生可靠而准确的诊断工具。     

空天飞行器再入过程中关键热结构的热分析

可重复使用的空天飞行器再入过程中关键热结构的热分析可为结构设计、选材等提供参考依据。本文针对全C/SiC复合材料襟翼结构,考虑传导与辐射耦合换热,建立了其再入过程热分析的有限元模型。由有限元计算结果的分析发现:辐射换热在整个温度场中起主导作用,并且对于采用防热-结构一体化设计的可重复使用的空天飞行器,C/SiC是比较理想的结构材料。     

椭圆截面喷管排气辐射热流数值分析

本文对直升机红外抑制器椭圆截面喷管排气的辐射热流进行数值分析,并预估排气温度分布速度和燃气成分分布对辐射热流的影响。为了正确计算辐射热流,本文采用六热流辐射模型来考虑尾焰对周围环境传热的影响。紊流模型采用修正的双方程k—ε模型。由于喷管出口截面为椭圆形,因此排气为三元自由射流,控制方程为抛物型偏微分方程,可采用前进积分求解。计算结果与试验结果基本一致,说明本计算方法是可行的。