检索结果-内蒙古大学图书馆

力学季刊 2025年第1期46卷 64-75页

作者：王振兴张能辉上海大学力学与工程科学学院上海市应用数学和力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

为满足新的检测需求并实现高灵敏度,微梁生物传感器技术在信号解读模型的发展方面遭遇挑战.我们通过对表面吸附作用下微梁准静态检测信号的3D有限元模拟,揭示了微梁横截面翘曲的非对称分布特征,然而现有考虑剪切变形的理论模型无法描述... 详细信息

为满足新的检测需求并实现高灵敏度,微梁生物传感器技术在信号解读模型的发展方面遭遇挑战.我们通过对表面吸附作用下微梁准静态检测信号的3D有限元模拟,揭示了微梁横截面翘曲的非对称分布特征,然而现有考虑剪切变形的理论模型无法描述这种非对称翘曲变形.针对这一问题,首先,将分子完全吸附简化为作用于微梁表面的均匀分布表面应力,通过3D有限元模拟获得翘曲零点分布规律.然后,利用平面弹性理论的半逆解法,在变形后的横截面上确定与非对称翘曲特征相适应的切应力分布和剪力,由此改进了Timoshenko梁理论,建立了预测微梁准静态检测信号的新模型.最后,通过比对实验结果和有限元模拟验证解析模型.结果表明,本文改进模型预测与有关微梁实验吻合良好,且在现有吸附-微梁静态实验所选用的几何尺寸范围内(长厚比200~500,长宽比3~7),本文改进模型关于微梁自由端挠度的预测误差(3%以内)均小于其它理论预测;剪切效应与轴力效应对微梁挠度的贡献为负,且剪切效应对微梁挠度的贡献明显大于轴力效应的贡献.本文模型和结论为微梁生物传感器静态检测信号的解读和有关设计提供了一种新的思路.

关键词：生物吸附微梁表面应力翘曲效应信号解读模型

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有结构壁面上液滴运动特征的耗散粒子动力学模拟

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物理学报 2013年第13期62卷 355-361页

作者：姚祎周哲玮胡国辉上海大学上海市应用数学和力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

本文采用耗散粒子动力学方法,研究了恒定外力驱动下液滴在有结构壁面上的运动过程.通过研究液滴在通过壁面结构时前缘接触点和前进角的变化,分析了液滴的运动特征.研究结果表明,在不同润湿性或不同外力驱动下,存在使液滴运动最快的"... 详细信息

本文采用耗散粒子动力学方法,研究了恒定外力驱动下液滴在有结构壁面上的运动过程.通过研究液滴在通过壁面结构时前缘接触点和前进角的变化,分析了液滴的运动特征.研究结果表明,在不同润湿性或不同外力驱动下,存在使液滴运动最快的"最优"壁面结构,并对其机理进行了讨论.本文还探讨了壁面润湿性、热涨落以及外力对液滴运动状态的影响.

关键词：微流体有结构壁面润湿性耗散粒子动力学(DPD)

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复合材料Z-pinning工艺过程诱导的非均匀纤维分布

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复合材料学报 2011年第2期28卷 235-241页

作者：张俊乾朱晓光上海大学上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200444 上海大学力学系上海200444

通过建立二维有限元模型,研究了Z-pinning增强工艺过程中Pin针的嵌入对预成型件纤维变形区域的改变,定量表征了工艺引起的基体富集区的形状和大小,以及局部纤维方向变化和纤维含量非均匀分布的特征参数,得到纤维非均匀分布的规律。在此... 详细信息

通过建立二维有限元模型,研究了Z-pinning增强工艺过程中Pin针的嵌入对预成型件纤维变形区域的改变,定量表征了工艺引起的基体富集区的形状和大小,以及局部纤维方向变化和纤维含量非均匀分布的特征参数,得到纤维非均匀分布的规律。在此基础上,模拟了不同直径的Pin针对层合板面内微观结构的影响规律。结果表明:Pin针直径的改变对基体富集区的影响较大;局部纤维偏转角和纤维体积含量随着Pin针直径的增大而增大,但其最大值变化不明显。

关键词：复合材料层合板 Z-pin 纤维弯曲有限元富脂区

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锰离子在多孔介质-凝胶体系中扩散及伤害凝胶的可视化实验和数值模拟

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石油勘探与开发 2019年第2期46卷 354-360页

作者：顾春元秦荣胜狄勤丰蒋帆刘子昂陈会娟上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

基于核磁共振成像技术和Mn^(2+)的信号抑制特性,探索矿物离子对凝胶结构损害的可视化新方法。通过氯化锰溶液静态扩散实验和驱替凝胶实验,研究了Mn^(2+)在多孔介质-凝胶体系中的扩散和分布特征,测得凝胶的核磁图像和驱替压力。实验结果... 详细信息

基于核磁共振成像技术和Mn^(2+)的信号抑制特性,探索矿物离子对凝胶结构损害的可视化新方法。通过氯化锰溶液静态扩散实验和驱替凝胶实验,研究了Mn^(2+)在多孔介质-凝胶体系中的扩散和分布特征,测得凝胶的核磁图像和驱替压力。实验结果显示,Mn^(2+)在多孔介质-凝胶体系中的静态扩散符合Fick扩散定律,其扩散速度随Mn^(2+)浓度上升而加快,凝胶图像面积随之缩小;浓度较高的氯化锰溶液驱替凝胶过程中凝胶的图像减小更快,水驱压力降幅更大。考虑Mn^(2+)与凝胶的化学吸附反应,建立了Mn^(2+)的扩散反应数学模型,分析Mn^(2+)浓度分布特征,数值模拟结果与核磁共振成像实验结果吻合,计算得到Mn^(2+)的扩散系数约为1.6 mm^2/h,显著影响凝胶核磁成像信号的浓度不低于2.5 g/L。研究表明,岩心中Mn^(2+)向凝胶中扩散,抑制了凝胶的成像信号并损伤其强度,且浓度越高影响越大;增加凝胶的反应吸附量、采用离子吸附隔离剂、提高反应速度、减少扩散时间均可以降低Mn^(2+)对凝胶的影响。

关键词：凝胶调驱扩散反应模型氯化锰核磁共振成像凝胶伤害可视化数值模拟

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基于教室人群疏散实验的行人流建模和模拟

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物理学报 2015年第22期64卷 99-108页

作者：董力耘陈立段晓茵上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

基于教室人群疏散实验,从中归纳出疏散过程中行人的基本运动特征.将桌椅分别视为不可穿越和可穿越的静态障碍物,而行人则被当成可移动的障碍物,这将导致背景场随人群的运动而动态更新,因此可以更好地反映前方拥挤程度对后面人群路径选... 详细信息

基于教室人群疏散实验,从中归纳出疏散过程中行人的基本运动特征.将桌椅分别视为不可穿越和可穿越的静态障碍物,而行人则被当成可移动的障碍物,这将导致背景场随人群的运动而动态更新,因此可以更好地反映前方拥挤程度对后面人群路径选择行为的影响.采用基于动态背景场的元胞自动机模型研究了不同桌椅排列和出口宽度的教室人群疏散过程,给出了疏散时间的空间分布以及平均和最大疏散时间,再现了实验中人群疏散的基本特征.数值模拟结果表明,疏散时间取决于桌椅的排列方式和教室出口的宽度.对于同一种排列,出口越小则疏散时间越长;对于给定的出口宽度,通常随着过道数的增加,疏散时间随之减少;当过道数增加且过道宽度不足以两人并行,从两侧进入过道的行人会发生冲突,使疏散效率有所降低;靠近出口一侧墙壁设置过道有利于人群的疏散.文中进一步分析了模拟与实验结果存在差异的原因.

关键词：元胞自动机背景场行人疏散最大疏散时间

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泡沫驱油核磁共振实验及泡沫动态稳定性评价

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石油勘探与开发 2018年第5期45卷 853-860页

作者：张景楠狄勤丰华帅叶峰李原王文昌上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

将核磁共振技术与传统岩心驱替实验相结合形成一种泡沫驱油核磁共振实验方法,在此基础上建立了评价泡沫在岩心中驱油时动态稳定性的新方法,研究了泡沫体系S-2(主要成分为十二烷基硫酸钠)和S-NP-2(主要成分为十二烷基硫酸钠和二氧化硅纳... 详细信息

将核磁共振技术与传统岩心驱替实验相结合形成一种泡沫驱油核磁共振实验方法,在此基础上建立了评价泡沫在岩心中驱油时动态稳定性的新方法,研究了泡沫体系S-2(主要成分为十二烷基硫酸钠)和S-NP-2(主要成分为十二烷基硫酸钠和二氧化硅纳米颗粒)在直接泡沫驱和水驱后泡沫驱下的驱油特征以及泡沫的动态稳定性。研究表明,通过核磁共振图像和T2(横向弛豫时间)谱可以直观反映泡沫的驱油特征;水驱后进一步使用泡沫体系S-2和S-NP-2驱替后的驱油效率提高幅度分别为18.05%和25.68%,最终驱油效率分别达到63.72%和67.50%,高于直接使用泡沫驱替时的驱油效率;同一泡沫体系在水驱后泡沫驱的方式中比在直接泡沫驱的方式中稳定性更好,相同驱替方式下泡沫体系S-NP-2比泡沫体系S-2更稳定。

关键词：泡沫驱驱替实验驱油效率核磁共振泡沫稳定性评价方法

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海洋表面波的3-4-5波共振守恒理论

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物理学报 2013年第13期62卷 557-560页

作者：黄虎上海大学上海市应用数学和力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

面对海洋表面完整的两大波要素—-张力波和重力波,构建出一个确定、丰富、基本的有限水深海洋表面波的"3-4-5波共振守恒理论".与以往经典、现代的多种结果相比,充分保证了该理论的"精确性、对称性、完备性",为后继... 详细信息

面对海洋表面完整的两大波要素—-张力波和重力波,构建出一个确定、丰富、基本的有限水深海洋表面波的"3-4-5波共振守恒理论".与以往经典、现代的多种结果相比,充分保证了该理论的"精确性、对称性、完备性",为后继、普适的海洋波湍流统计理论提供了一个必备基础.

关键词：海洋表面波 Hamilton描述 3-4-5波共振波湍流

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轴向加速运动黏弹性梁受迫振动中的混沌动力学

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物理学报 2013年第20期62卷 68-74页

作者：丁虎严巧赟陈立群上海大学上海市应用数学和力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072 上海大学力学系上海200444

研究了黏弹性轴向运动梁在外部激励和参数激励共同作用下横向振动的混沌非线性动力学行为.引入有限支撑刚度,并考虑黏弹性本构关系取物质导数,同时计入由梁轴向加速度引起的沿径向变化的轴力,建立轴向运动黏弹性梁横向非线性振动的偏微... 详细信息

研究了黏弹性轴向运动梁在外部激励和参数激励共同作用下横向振动的混沌非线性动力学行为.引入有限支撑刚度,并考虑黏弹性本构关系取物质导数,同时计入由梁轴向加速度引起的沿径向变化的轴力,建立轴向运动黏弹性梁横向非线性振动的偏微分-积分模型.通过Galerkin截断方法研究了外部激励的频率和因速度简谐脉动引起的参数激励的频率在不可通约关系时轴向运动连续体的非线性动力学行为,并对不同截断阶数的数值预测进行了对比.基于对控制方程的Galerkin截断,得到离散化的常微分方程组,使用四阶Runge-Kutta方法求解.基于此数值解,运用非线性动力学时间序列分析方法,通过Poincaré映射,观察到轴向运动梁随扰动速度幅值的倍周期分岔现象,并比较了有无外部激励对倍周期分岔的影响.分别在低速以及近临界高速运动状态下,从相平面图、Poincaré映射以及频谱分析的角度识别了系统中存在的准周期运动形态.

关键词：轴向运动梁非线性混沌分岔

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水翼表面粗糙带对空化抑制效果的数值研究

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工程热物理学报 2012年第5期33卷 770-773页

作者：戴月进张媛媛黄典贵上海大学上海市应用数学与力学所上海200072 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

为研究水翼表面粗糙带对空化的抑制效果,在修改的NACA16翼型吸力面施加一粗糙带,对在不同粗糙带条件下翼型的水动力学特性和周围流场进行了数值模拟研究,得到了升阻力系数、吸力面最小压力系数和近壁面湍动能随粗糙带变化的趋势,探讨了... 详细信息

为研究水翼表面粗糙带对空化的抑制效果,在修改的NACA16翼型吸力面施加一粗糙带,对在不同粗糙带条件下翼型的水动力学特性和周围流场进行了数值模拟研究,得到了升阻力系数、吸力面最小压力系数和近壁面湍动能随粗糙带变化的趋势,探讨了水翼表面粗糙带对抑制表面空化的效果。结果表明,随着粗糙带宽度和高度的增大,翼型周围流场的压强显著升高并使吸力面的最低压力高于饱和蒸汽压,从而延缓了初生空化的发生。该结果为认识粗糙带对水翼抗空蚀性能的影响提供了参考。

关键词：粗糙带流场压强转捩数值模拟

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一个通用统一的流体力学计算软件及其考核

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工程热物理学报 2012年第10期33卷 1699-1702页

作者：黄典贵上海大学上海市应用数学与力学所上海200072 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

经多年努力,开发完成了一个通用统一的计算流体力学软件。该软件采用有限体积方法,基于焓、速度与压力为原始变量,构建了相应的流体力学预处理方法,用以焓与压力为自变量的任意工质状态方程或热力性质表格来封闭流体力学方程组;用Roe格... 详细信息

经多年努力,开发完成了一个通用统一的计算流体力学软件。该软件采用有限体积方法,基于焓、速度与压力为原始变量,构建了相应的流体力学预处理方法,用以焓与压力为自变量的任意工质状态方程或热力性质表格来封闭流体力学方程组;用Roe格式离散对流项,通过Van Leer提出的状态插值法实现格式的高精度;软件采用多块网格、多重网格、拼接网格、重叠网格、嵌套网格、变形网格以及并行计算等技术,可以进行任意工质、各种复杂内流与外流的定常、非定常及流固耦合流场的模拟。

关键词：计算流体力学软件复杂流场

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