血浆层对血管壁剪应力和剪应力梯度的影响

在细小血管中 ,由于血细胞明显的趋轴效应 ,管中的血液分为两个不同的区域 ,即具有血细胞的核心区和邻近管壁的血浆层。应用两相分层流模型 ,研究在相同的流量和管径下 ,当核心区中的血液分别为牛顿流体和Casson流体时 ,不同的血浆层厚度对细小血管壁剪应力和剪应力梯度的影响。结果表明 ,血浆层的存在对壁剪应力和壁剪应力梯度有较大影响 ,当血浆层厚度仅为血管半径的1 %和3 %时 ,壁剪应力和壁剪应力梯度分别下降约10 %和20 %。

梯度流体剪应力下细胞膜张力的数值模拟

目的分析梯度流体剪应力(fluid shear stress,FSS)流场中细胞膜张力分布。方法构建梯度平板流动腔模型,采用流固耦合数值模拟方法,研究不同FSS梯度和幅值、不同静水压下细胞膜的膜张力分布。结果当流动腔入口流量增大时,FSS流场梯度呈正比例增大。梯度FSS流场下,细胞膜张力由贴壁侧向顶部呈先减小后增大的趋势。在正常人体血压下,静水压越大,细胞膜张力越大。当FSS幅值一定时,增加FSS梯度,细胞高、低FSS区域平均膜张力差值增大;当FSS梯度一定时,增加FSS幅值,细胞高、低FSS区域平均膜张力差值增大。结论梯度FSS流场会引起细胞膜张力的局部差异,其可能是破骨前体细胞在梯度流场中定向迁移的重要原因。

梯度流体剪应力下破骨前体细胞迁移与胞内钙分布的关联性

目的阐明局部梯度流体剪应力(fluid shear stress,FSS)是否会造成胞内Ca^(2+)浓度梯度的特异性分布,并最终决定细胞的迁移方向。方法利用COMSOL软件对流动腔内FSS分布进行数值模拟。建立FSS作用下破骨前体细胞RAW264.7胞内Ca^(2+)染色方法,并对细胞施加梯度FSS,定量分析胞内Ca^(2+)浓度分布和动态变化以及细胞迁移参数。结果破骨前体细胞更倾向于向低FSS区域迁移,且振荡流会调节细胞内Ca^(2+)沿细胞迁移方向分布,当阻断力敏感阳离子选择性通道、磷脂酶C、内质网钙信号通路和清除细胞外钙后,细胞向低FSS方向的迁移速度显著降低,但是沿液体流动方向的迁移速度显著增强。同时,细胞沿液体流动方向的Ca^(2+)分布显著升高。结论梯度FSS作用下,破骨前体细胞可以感受到这种梯度效应,且胞内Ca^(2+)沿迁移方向的特异性分布,最终导致破骨前体细胞向低FSS区域迁移。研究结果为最终阐明动态外力作用下骨组织重建的细胞和分子机制提供了较为重要的基础数据。

一种考虑应力梯度效应的剪切疲劳损伤参量

该文研究了剪应力梯度对疲劳寿命的影响。首先,基于缺口件疲劳寿命研究中常用的应力场强法,针对纯扭载荷作用的圆管试件,推导出一种新的剪切疲劳损伤参量。该参量依据疲劳破坏区内各点的相对剪应力梯度,得到区域内的加权平均应力,从而全面描述材料在剪应力作用下的疲劳损伤水平。然后,使用30Cr Mn Si A合金钢进行了拉压、扭转疲劳试验。通过对比分析试验结果可以证明:当危险点应力水平相同时,剪应力梯度的存在可以使材料疲劳寿命增加;而该文提出的剪切损伤参量可以很好地描述这种影响。

一种新的二维平板分叉流槽的设计

目的 解决平行平板流槽每次实验只能观测壁面培养细胞受一种剪应力作用的问题。方法 作者在平行平板流槽的基础上 ,首次提出了一种改进后的流槽———二维平板分叉流槽。通过数值模拟 ,给出了流体作定常流动时 ,流速和壁面剪应力的分布。结果 结果发现 ,利用这种二维平板分叉流槽可以研究壁面培养的细胞在不同大小剪应力作用下的力学行为。结论 该研究结果为流槽的合理设计和使用 。

某水电站左岸缆机平台边坡失稳模式分析

简要介绍了工程的地质条件,探讨了边坡在开挖状态下的失稳模式,在此基础上,采用SIGMA/W对边坡开挖的失稳模式进行了初步分析和评价。结果表明,在开挖边坡的中上部进行及时的必要支护,对抑制边坡变形具有明显作用。