尺度效应下太赫兹非局部二维纳米薄膜结构涟漪动力学建模方法

本研究通过非局部理论和分子动力学模拟,深入探讨了尺度效应下二维纳米薄膜涟漪动力学特性.首先,基于非局部Kirchhoff板理论,构建了太赫兹激励下二维纳米薄膜涟漪动力学模型,揭示了涟漪波数与太赫兹激励频率的关系.其次,通过与分子动力学模拟对比,验证了非局部涟漪动力学模型的准确性,并对非局部参数进行了辨识.进一步,分析了小尺度范围下二维薄膜结构离散分子动力学模型和连续介质理论模型的差异性,讨论了等效厚度,手性和非局部参数等重要参数对涟漪波数和相速度的影响.研究表明:当涟漪波长接近碳-碳键尺度时,原子的离散特性破坏了相邻涟漪的均匀性,论证了考虑原子分布的离散特性对太赫兹高频激励下二维纳米薄膜跨尺度涟漪动力学建模的重要性.此外,本研究还发现了锯齿方向的相速度大于扶手椅方向的相速度,且随着中心激励频率的增加,闭合涟漪的波型从环形转变为六边形.

拓扑超材料中弹性波模式分离及能量聚集

在凝聚态物理系统中的拓扑超材料,由于其反常的物理现象,在信息处理与能量应用方面展现出巨大的潜力.近些年来,受凝聚态物理中拓扑现象的启发,经典波动系统中的力学拓扑现象受到越来越多的关注.弹性波作为振动的重要载体,广泛存在于工程与自然环境中.作为一种矢量波,弹性波相对于声波与电磁波等标量波展现出更复杂的多分量传输特性,在调控与应用方面存在诸多困难.在本研究中,将以拓扑超材料为基础,围绕弹性波分解与力学应用展开.首先利用设计的声子晶体实现了双重狄拉克锥,并通过在声子晶体中引入几何扰动,实现了弹性波面内和面外模式的拓扑相分离;通过不同拓扑相的组合,构造了具有不同波传输特性的拓扑边界态,实现了弹性波面内和面外模式的分离;进一步地,基于耳语回廊(whispering gallery)模式引发的能量局域化,弹性波面内和面外分量的能量实现了分区域聚集,为振动能量高效俘获提供了思路.弹性波模式分离及其引发的能量聚集均采用实验进行了验证.阐明了拓扑超材料在弹性波分量调控与能量应用中蕴含巨大潜力,对振动信号处理与能量俘获等应用具有积极意义.

斜激波冲击下层合壁板-空腔系统流-固-声耦合动力学分析

斜激波作用下复合材料壁板-空腔系统气动弹性问题涉及非线性气动力、壁板大变形振动和声腔流体声波的强耦合作用,是高速飞行器弹性壁板设计中关注的重要问题.以往研究主要分析声腔恒定压力对壁板颤振特性的影响,忽略了声场与结构之间的动态耦合特性.为了弥补这一研究缺陷,文章提出一种隐式分区计算方法实现对高速可压缩流体、大变形壁板和声腔流体声波3个物理场进行强耦合计算.基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)框架的有限体积法求解可压缩黏性流体Navier-Stokes方程,采用高阶剪切锯齿理论和有限元方法建立复合材料壁板非线性动力学模型,采用波动方程描述空腔内可压缩声学流体.揭示了空腔物理参数(声学流体密度、平均压力和空腔深度等)对壁板-空腔系统气动弹性响应的影响规律,发现了若干新现象:改变空腔物理参数可导致壁板运动从定点稳定静变形转变到周期极限环颤振;空腔内声学流体的“弹簧效应”导致壁板表面声压载荷反相位作用于壁板运动;特定空腔深度比下,空腔声模态变化会改变声压脉动与壁板振动的相位关系,导致壁板临界颤振动压降低.

双稳态压电超结构的超传输滞回效应与非互易编码特性

利用超结构的非线性效应能够实现新颖的振动能量传输调控现象.双稳态超结构存在非线性超传输特性,即在超结构线性化带隙内,当激励幅值超过某个临界值时,传输的振动能量将突变到很大值.文章针对含双稳态分流电路的压电超结构梁,建立了力电耦合非线性动力学数值模型,并采用伽辽金法对数值模型进行降阶处理以提升计算效率.基于上述模型研究了双稳态压电超结构的振动能量非线性传输特性,发现超结构线性局域共振带隙内的超传输特性存在滞回效应,也即向上扫幅激励和向下扫幅激励两种工况下超传输临界值不同.通过改变双稳态电路两个稳定平衡点的间距或者电路在稳定平衡点的共振强度可以移动超传输滞回区间.进一步通过在双稳态压电超结构一侧布置线性共振电路来引入系统非对称性,可使得正方向和反方向的超传输滞回区间发生偏离,利用这种非互易的超传输滞回效应可以在不同激励幅值区间实现不同模式的非互易编码.增强系统非对称性可使得正方向和反方向的超传输滞回区间偏离更加显著,故非互易编码区间具有可调性.文章极大地拓展了超材料的非互易模式,正方向和反方向能量传输性能不再局限于传统超材料固定的“传输”或“非传输”状态,通过合适的非互易编码设计可以实现弹性信息的单向传输功能.

基于声子晶体的兰姆波谐振器品质因数改善机制研究

针对兰姆波谐振器谐振频率在超过6 GHz时传输损耗高的问题,提出了一种基于具有明显带隙的声子晶体(PnC)阵列的锚杆,能有效提高薄膜铌酸锂兰姆波谐振器(LWR)的品质因数(Q),从而降低兰姆波滤波器的插入损耗。通过构建PnC结构有限元仿真模型研究了PnC结构的色散关系,采用PnC延迟线模型设计,研究了PnC阵列的传输特性,并通过建立谐振器性能的对比分析。结果表明,在谐振频率稳定的条件下,与传统均匀梁锚杆谐振器相比,PnC阵列锚杆谐振器的Q值提升了5倍。

航天重大工程中的力学问题

近年来,我国航天重大工程蓬勃发展,航天工程中新的力学问题不断涌现,开展航天工程力学问题研究在航天技术的发展中起到举足轻重的作用.随着航天器朝着超高速、深空探测、多功能方向的发展,其面临的发射和运行环境也更加恶劣,发射过程中的多场耦合、非线性等问题更加突出.大阵面、大挠性的航天器对在轨结构展开、模态辨识、刚柔耦合控制提出新的要求,而高精度、高分辨率的观测需求,为航天器在轨微振动、热致振动的研究带来了新的课题.同时,这一系列的问题也对航天器的地面试验和仿真分析等提出了更高的要求,在这些领域,各国学者也积累了一定的成果.本文概括介绍了近年来航天重大工程中出现的新的力学问题,从航天器的发射、在轨运行、地面仿真和试验等方面对航天工程中的力学问题进行了综述.内容主要集中在耦合动力学、空气动力学、多体动力学、结构动力学以及试验力学等方面,同时提出了工程中力学方面所面临的问题以及下一步的发展方向.

高速轨道交通减振降噪的研究及其关键技术的展望

针对轨道交通的振动和噪声控制问题进行了研究,并根据我国轨道交通减振降噪技术的 水平及特点提出了要解决的关键技术问题。

关于加强针对国家重大装备的动力学与控制研究的建议

随着《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的发布和实施,一系列重大装备和工程建设计划将陆续启动,如:载人航天、大型运输飞机和客机、高档数控机床、集成电路制造装备、先进燃气轮机、高速轨道交通、深海钻井平台和大跨度桥梁等．上述重大装备和工程在设计建造和运行使用过程中的高效、可靠、安全对动力学与控制学科提出了迫切需求．本文以《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中的战略需求为背景,结合国家自然科学基金委员会力学学科发展规划的要求,针对航空航天飞行器、先进制造装备与系统、先进动力装备、高速轨道交通、深海平台和大跨度桥梁中的若干关键动力学与控制问题,提出了动力学与控制学科“十一五”重点研究建议方向．

电流变液夹层板结构动态特性及振动控制的实验研究

采用表板为玻璃纤维板的电流变液夹层板进行动态特性试验，分析和研究了含电流变液结构在外加不同电场时电流变液对结构特性的影响以及结构动态反应的变化。试验表明：在电场强度增加的情况下，电流变液夹层板能有效增大结构阻尼，增加固有频率，并较好地抑制结构共振峰，控制结构的动力响应幅值。

基于状态监测的设备寿命预测与预防维护规划研究进展

寿命预测和预防维护规划是基于状态监测的维护中对维护效果有重大影响的两个研究内容。对近年来这两方面的代表性工作进行了总结和多层次分类,特别突出"基于相似性的寿命预测方法"和"在线预防维护模型"等正逐步兴起的新的研究领域。进而讨论了各类方法的适用范围,最后展望了一些必要的、有价值的研究方向。

椰子花粉过敏原的分离、鉴定与纯化

目的对椰子花粉的变应原组分进行初步的分离、鉴定及纯化。方法提取椰子花粉粗提液,用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分离椰子花粉的蛋白质组分并测定其相对分子质量,采用免疫印迹法鉴定其变应原成分,并通过离子交换层析对椰子花粉变应原进行初步分离纯化,免疫印迹进行检测。结果SDS-PAGE显示椰子花粉粗提液有10条蛋白带,其中相对分子质量(Mr)为60 000、50 000、35 000、28 000、19 000、16 000和14 000的蛋白可与椰子花粉过敏性病人血清IgE结合,且Mr50 000、16 000和14 000为主要变应原;离子交换层析结果显示主要过敏原成分主要分布在Ⅴ峰中。结论对椰子花粉变应原进行了初步的分离、鉴定和纯化,为临床椰子花粉变态反应疾病的诊断和治疗奠定了基础。

电流变阻尼器用于转子振动控制的实验研究

实验研究了电流变阻尼器在转子振动控制中的应用。实验发现，电流变阻尼器的刚度及阻尼随外加电场强度的增加而增大，支承在电流变阻尼器上的转子系统的振幅在亚临界区及临界转速处随施加的电场强度的增加而减小，而在超临界处则随电场强度的增加而增大；系统的临界转速随电场强度的增加而升高。电流变阻尼器提供的阻尼具有库仑阻尼和粘性阻尼的特点。实验表明电流变阻尼器具有控振效果明显、瞬时可控、耗能小、频带宽及结构简单的特点。

椰子花粉过敏原基因的克隆表达、纯化及免疫学鉴定

目的:克隆并表达椰子花粉中泛变应原肌动蛋白抑制蛋白(Profilin)。方法:利用RT-PCR结合RACE技术克隆椰子花粉中泛变应原profilin的全长基因,并进行序列分析。然后设计带有酶切位点的特异性引物,采用RT-PCR获得整个椰子花粉profilin的开放阅读框,将其与pET28a载体连接并转化大肠杆菌BL21(DE3)进行诱导表达,通过Ni2+亲和层析柱对重组蛋白进行纯化,采用Western blot检测其IgE结合活性。结果:克隆获得了椰子花粉profilin的全长基因,由608个碱基组成,开放阅读框为396个碱基(包括终止密码子),编码131个氨基酸。经分析,这个序列编码的蛋白为小分子量酸性蛋白,等电点为4.61,分子量约为14 kD。此序列已被GeneBank收录,登陆号为EF173598。重组椰子花粉profilin在大肠杆菌中高效的表达和纯化后,经Western blot检测具有良好的免疫学活性。结论:成功地克隆和表达了椰子花粉profilin,为该花粉profilin用于椰子花粉过敏诊断和免疫治疗提供了理论依据。

转子动力学研究的回顾与展望

回顾了转子动力学的发展历史 ,总结了在旋转机械转子系统的动力学分析与计算方法 ;转子系统的不平衡强迫响应与平衡技术 ;支承转子的轴承动力学特性 ;转子系统的稳定性分析 ;转子系统的状态监测和故障诊断 ;转子系统的非线性振动、分叉与混沌和转子系统振动与稳定性的主动控制技术等方面的研究成果 ,建议了新的交叉学科研究方向 ,讨论了我国转子动力学研究的现状和存在的问题 。

多自由度强非线性柔性转子—挤压油膜阻尼器系统的分叉与混沌响应

对航空发动机常用的柔性转子—非同心型挤压油膜阻尼器系统的受迫不平衡响应的分叉与混沌行为进行了研究 ,所研究的系统是 8自由度 16阶的强非线性系统。通过分析系统响应的轨迹图、分叉图和Poincare图发现 :系统响应中存在多种周期 (协调、亚谐和超谐 )和非周期 (拟周期和混沌 )响应形式。在整个转速比区间内 ,周期响应和非周期响应是交错分布的。该系统有拟周期分叉和倍周期分叉等分叉形式。系统响应进入混沌的道路主要有 :周期倍化分叉进入混沌 ;拟周期分叉进入混沌和阵发性进入混沌。而系统退出混沌的道路主要有 :周期倍化分叉退出混沌和拟周期分叉退出混沌。

新时期加强北方高校冬季课外体育活动的途径

以北方高校冬季课外体育体育活动为研究内容,运用文献资料、调研分析等方法,全面分析北方高校冬季课外体育活动状况,提出加强新时期北方高校课外体育活有效途径建议方案,目的在于真正落实"阳光体育运动"和"奥林匹克教育",挖掘具有北方特色的、丰富新颖、轻松愉悦的冬季课外体育活动,尤其要注意开发冰雪运动教育,使学生对冬季课外体育活动产生极大的兴趣和从中获得极大的乐趣,达到全面提高学生体育素养,促进学生身心全面发展的目标,从而进一步促进高校体育工作全面、科学和可持续发展。

地铁荷载作用下隧道土体变形的数值模拟

天津市区地铁隧道一般埋设于第一海相软土层中,目前针对这一海相软土层在地铁荷载下隧道周围土体变形的研究较少.本文利用ABAQUS有限元软件,模拟地铁运行荷载,对比分析隧道周围土体在竖向和水平方向上距隧道不同距离处土体的变形,结果表明:土体变形较大的区域主要集中在以隧道轴线为中心的10,m范围内,工程建设时对此区域土体要重点关注;而在30,m以外区域土体变形较小.分析结果为以后在现有地铁隧道沿线建设地下构筑物时提供了有价值的参考.

海南省蜉蝣过敏原临床致敏性

目的了解海南省临床蜉蝣过敏情况,为过敏性鼻炎的流行病学研究及临床诊断、治疗和预防提供依据。方法对500例过敏性鼻炎患者用蜉蝣过敏原进行前臂皮肤点刺试验,然后随机选择20例蜉蝣点刺阳性患者进行蜉蝣过敏原鼻黏膜激发试验。结果 500例皮肤点刺试验中,蜉蝣阳性者占58.6%(293/500),20例阴性对照者皮肤点刺均为阴性100%(20/20);20例蜉蝣皮肤点刺阳性患者中过敏原鼻黏膜激发试验阳性者为20例(100%),20例阴性对照未见阳性反应。结论皮肤点刺和过敏原鼻黏膜激发试验结果相符合,蜉蝣为海南省重要过敏原。

非线性柔性转子——同心型挤压油膜阻尼器系统稳态及双稳态响应的稳定性分析

本文分析了柔性转子——同心型挤压油膜阻尼器系统稳态及双稳态响应的稳定性和系统通过双稳区时的升、降速特性。研究表明:系统的稳态响应有两个不稳定区。不平衡参数越大,轴承参数及外阻尼率越小,越容易引起不稳定。质量比越大,刚度比越小,产生不稳定的门坎转速越低。判别得出的稳态圆响应的不稳定性有许多是由于系统的非协调响应引起的。此外,只有当初角速度在双稳区之前,系统加速通过双稳区时才可能引起双稳态跳跃。双稳态中的小解具有比大解更强的稳定性。

普通高校休闲体育教育模式的探究

休闲体育作为一种新的生活方式已经融入现代人的生活,作为培养高级人才的摇篮,高校有必要把这种理念和模式融入体育教育过程。根据学校实际,选择适宜休闲体育教育模式,将进一步开拓和丰富体育教育内容与资源,实现以学生为本,多视角、多方位、多途径培养大学生良好的体育意识、能力和习惯的目标,对于促进高校素质教育、终身体育教育和和谐社会建设都有着十分重要的意义。