摘要：对直立式防浪墙前潜堤的空间布置对波浪在直墙上爬高的影响进行了研究.建立简化模型,即直立式防浪墙前海床设计为平底,潜堤设计为直立薄板.改变潜堤高度及其与防浪墙之间距,研究不同的潜堤布置对波浪在直墙上爬高的影响.针对线性波浪场,利用数值波浪水槽模拟了潜堤作用下直墙上波浪的爬高现象.同时建立了理论模型,系统地分析了潜堤布置形式对直墙上波浪爬高的影响.研究结果表明潜堤相对于水深的高度越大,对波浪在直墙上爬高的影响越大,而在一定的相对高度条件下,潜堤与直立墙之间距对波浪爬高的影响呈现出一定的规律性.

摘要：受体介导的内吞是细胞与外界物质交换的常见方式.采用配体修饰表面的纳米脂质体颗粒,将药物有针对性地投放到肿瘤细胞以提高药物传输的效率,是药物传输系统设计中的核心问题之一.本文假设内吞是准静态过程,采用三维数学模型来模拟球状纳米颗粒的内吞,建立了包含绑定键的系统变形能方程,通过求解能量方程的最小值,得到药物在每个内吞包裹阶段的变形以及药物的被动内吞所需最小能量,分析不同药物半径对内吞所需最小能量的影响.研究表明,细胞膜变形能与绑定键变形能占总能量的绝大部分,各组分随着包裹区域增加均有变化;在给定细胞膜和药物颗粒的硬度、绑定键强度等物理特性下存在最优药物尺寸,使得内吞过程中总能耗最小;在药物内吞进行的后期,包裹区域边缘的绑定键因伸长过大发生断裂,影响内吞的顺利完成.本研究为受体介导的高效药物设计提供了理论支撑.

摘要：目的探究颈动脉分叉处血管斑块的体内应力分布,为颈动脉分叉处血管斑块破裂行为的研究和诊断治疗方案的设计提供力学机理参考。方法基于人体颈动脉分叉血管的平均几何参数,建立三维颈动脉分叉血管及其斑块的几何模型,通过"热-结构"耦合重建颈动脉分叉血管及其斑块的残余应力,并计算血压和血流分别作用下颈动脉分叉处血管斑块的体内应力。结果斑块的肩部同时存在着最大主应力和弹性剪切应力的应力集中。斑块肩部的弹性剪切应力随着狭窄率增大或血压升高均增加。斑块上游区域的流体壁面切应力明显高于斑块下游区域,斑块下游区域的振荡剪切指数则显著大于上游区域。且斑块的弹性剪切应力和流体壁面切应力大小随着狭窄率的变化呈现出不同的变化规律。结论斑块从内部中心位置到壁面肩部承受着非均匀的应力分布,血管严重狭窄时"内压外拉"的受力状态更容易导致斑块破裂。随着血压的变化,斑块结构应力的周期性变化可能使斑块产生结构疲劳,增加破裂风险。斑块上下游区域流体动力学参数的差异可能是斑块上下游组分、易损程度等性质不同的原因之一。

摘要：以具有不确定参数和时滞的线性时滞系统为对象,开展时滞系统的模型参考自适应控制研究。首先利用时滞控制力项的差分方程对系统的状态变量进行增广,将时滞系统动力学方程变为形式上不含有时滞项的增广状态方程。然后根据时滞系统动力学方程和已确定的参数建立相应参考模型,并采用线性二次调节器(LQR)设计参考模型控制律,以保证闭环参考模型系统稳定。最后基于参考模型的LQR控制律,采用基于类观测器的模型参考自适应控制方法设计相应的自适应控制律。因此,针对原时滞系统动力学方程,本文所设计的时滞控制律由LQR控制律和自适应控制律两部分组成。数值仿真结果表明:本文所使用的基于LQR的自适应控制方法在系统参数和时滞不确定的情况下,能够有效地跟踪稳定的参考模型的动力学行为,从而对系统进行控制。该方法可以作为LQR控制方法的有益补充,进一步改善控制系统的动力学行为。

摘要：破前漏(简称LBB)是压力容器、核电站设备结构设计与评价中的一个重要准则。表面裂纹准静态扩展的几何形貌变化规律的预测是破前漏(LBB)评判十分重要的课题之一。本文对特定焊接残余应力场加载作用下,含三维表面裂纹的压力容器模型,用有限元软件(ABAQUS)进行了表面裂纹准静态扩展模拟计算,得到在此残余应力场作用下应力强度因子沿裂纹前缘的分布规律。结合外载引起的应力强度因子,就可以判别裂纹的扩展形貌,从而判断结构是否满足LBB要求。

摘要：基于直流绝缘式介电泳技术和数值模拟方法,设计了一种二维微扩锯齿状微通道,实现对直径分别为4,8,12,16和20μm的聚苯乙烯微粒进行多目标同时分离。通过分析介电泳力对微粒运动轨迹的影响,并与平行锯齿状微通道中颗粒在运动过程中的受力及分离效果进行对比,结果表明微扩锯齿状微通道能够实现多种不同直径微粒的完全分离,且分离效果优于平行锯齿状微通道,更有利于多目标的高通量分离。通过进一步调节微扩通道扩展角、电压以及管道齿数对微扩通道进行优化,使其分离效果与性价比达到最优。此项研究为同时进行多目标微粒的高精度、高通量、连续分离提供新思路和理论支持。

摘要：为了掌握超空泡射弹六自由度运动特性,为超空泡射弹的设计提供理论依据和数据支撑,该文基于有限体积法和VOF多相流模型,结合动网格技术并联合刚体六自由度运动方程,构建了超空泡射弹流场与弹道耦合的数值求解方法,数值研究了不同初始偏航角以及不同初始滚转角速度下,俯仰运动对射弹尾拍运动的影响。结果表明:由于三维转动,超空泡射弹尾拍出现了类似斜碰撞的现象,射弹尾部相对轨迹不再局限于某一平面,而是表现出散布性;由于斜碰撞造成的升力和侧向力的差异,射弹的侧向偏移量表现出明显不同,初始偏航角大的,侧向位移更大。

摘要：随着先进制造技术、多学科交叉和人工智能科技的飞速发展,高端装备呈现出轻量化、集成化、复合化、功能化、智能化、柔性化和仿生化等发展趋势.传统结构研究存在结构设计和制造相互分离,复杂结构制造效率低、实际制造结构的性能指标和使用可靠性大幅低于设计理论预测、结构多功能一体化程度不足、经济成本过高等问题.此外,先进工业装备对材料、结构的使用性能、使用环境要求越来越高,亟需开展结构的设计、制造、功能、应用一体化研究,为解决我国先进制造“卡脖子”技术难题提供理论依据和技术支持.轻量化多功能点阵超结构具有轻质高强、抗冲击吸能、减振降噪等性能优势,在航空航天、交通运输、国防、生物医疗、能源、机械等工业领域具有巨大的应用潜力.有鉴于此,受多晶体微结构的多尺度力学设计启发,以“点阵超结构力学设计”为主题,开展点阵超结构的节点、杆件组元,胞元类型、双相结构、梯度结构、多层级结构等典型点阵超结构的几何构筑和力学设计,并阐明多晶体多尺度微观结构启发的点阵超结构力学设计基本原理、多功能力学性能调控方法,以及点阵超结构在不同类型载荷下的结构变形和失效物理机理.

摘要：控制棒驱动机构(CRDM)在步跃提升时,钩爪部件会与承压壳体上的提升磁极发生面面碰撞。本文基于混合坐标法建立控制棒驱动机构有限元离散的刚-柔耦合动力学方程,用罚函数法计算了钩爪部件与承压壳体之间的碰撞力和应力分布情况。结果表明,刚柔耦合多体方法在仿真小变形碰撞时可以提高计算效率,同时又能达到与有限元方法同等的精度。进一步对碰撞模型不同区域的网格疏密和尺寸大小做了定量分析,得到了降低有限元网格数量的方法,可为工程中碰撞模型的网格划分提供参考。

摘要：从基于小参数渐近展开的多尺度均匀化理论出发,对三维编织复合材料的弯曲细观应力进行数值模拟。首先给出了等效弹性模量和细观应力的均匀化列式及有限元求解方程,然后讨论了三维编织复合材料细观单胞周期性边界条件的施加方法,最后对三点弯曲作用下三种单胞内应力分布进行了数值模拟。通过模拟比较了不同类型单胞及不同编织角材料弯曲应力的差异,总结出一些有益的结论,这些结论与实验结论都比较吻合。