黏附于血管壁表面的白细胞在稳定剪切流动下发生变形的生物力学模型

白细胞与血管表面的黏附是重要的生物医学工程问题 ,引起了学者们的广泛研究。我们用复合液滴来模拟黏附于血管表面的白细胞 ,根据二维计算流体动力学方法研究了流体切应力作用下白细胞黏附引起的压力分布。同时 ,通过引入“变形指数”的概念 ,研究稳定剪切流动下白细胞变形的生物力学特性。数值结果表明 :( 1)随着初始接触角、毛细血管数、外界流场雷诺数的增大 ,细胞的变形也增大 ,而细胞浆比细胞核更易于变形 ,表明细胞核更能耐受剪切流动 ;( 2 )当切应力增大到一定值时 ,细胞不能进一步变形 ,变形指数达到峰值 ;( 3 )压力分布曲线表明 ,在细胞的下游形成一个高压区 ,提供促使细胞受力达到平衡的升力 ,从而阻止了细胞的进一步变形。我们关于细胞核变形的结果有助于理解白细胞如何将外界流体作用力 (如切应力 )

具有外部干扰的不稳定剪切梁的输入–状态稳定

本文针对一端受到范德华力的不稳定剪切梁方程,考虑其输入–状态稳定性问题.通过可逆变换把方程等价地变成一个具有反馈循环的2×2的一阶运输方程与常微分方程的耦合系统.通过自抗扰控制方法,给出具有时变增益的扩张状态观测器来估计干扰.应用Backstepping变换和干扰估计量,设计系统的反馈控制来补偿系统本身的不稳定以及消除匹配干扰.通过C0–半群方法证明闭环系统的适定性,以及Lyapunov方法证明闭环系统的输入–状态稳定性.数值仿真验证理论结果的正确性.

铝合金搅拌摩擦焊接加筋板剪切稳定性能研究

对2024-T3铝合金搅拌摩擦焊接加筋壁板的剪切稳定性能进行试验研究,得到该结构的剪切失稳形式及屈曲载荷、承载能力及破坏形式。应用有限元法对该焊接加筋壁板结构进行简化建模,对该结构的稳定性和承载能力进行计算,将计算结果与试验结果进行比较。试验及有限元计算结果表明,结构的剪切失稳形式表现为筋条间平板的局部屈曲;屈曲后结构进入张力场受力状态,破坏形式主要表现为平板的塑性变形和边缘撕裂、筋条的弯扭变形以及焊接区的局部脱焊;出现脱焊现象的试验件其承载能力较未出现脱焊现象的试验件下降7.7%;线性和非线性屈曲计算所得屈曲载荷分别比试验平均值高出18.4%和26.2%,而非线性计算所得承载能力比试验平均值高出5.7%,焊接引起的初始缺陷对结构承载能力的影响小于对屈曲载荷的影响;有限元分析得到的结构屈曲形式和失效形式与试验现象吻合,验证了有限元模型的合理性,但其仍需要进一步改进以考虑初始缺陷来减小计算误差。

乙丙共聚型黏度指数改进剂剪切稳定指数的影响因素

采用连续聚合工艺制备了乙丙共聚型黏度指数改进剂,考察了相对分子质量及其分布、乙烯含量及序列结构对其剪切稳定指数(SSI)的影响。结果表明,在研究范围内,增加乙烯含量、降低相对分子质量及其分布,均有助于SSI的降低,提高黏度指数改进剂的剪切稳定性。另外,乙烯平均序列长度的增加及丙烯平均序列长度的下降均有助于SSI的下降。

好氧污泥絮体与厌氧颗粒污泥的剪切稳定性分析

通过标准的剪切实验装置检测了好氧污泥絮体和厌氧颗粒污泥在不同剪切条件下剥离的分散胶体浓度的变化.结果表明,厌氧颗粒污泥的剪切敏感性(KSS)比好氧活性污泥高1个数量级,证明了好氧活性污泥的剪切稳定性更好.好氧活性污泥絮体在剪切下剥离的分散胶体平衡浓度(md,∞)分别随着污泥悬浊液的固体浓度(mT)和剪切强度(G)的增加而增加.AE模型的模拟结果显示,好氧活性污泥絮体样品1在剪切作用下粘附-剥离的平衡常数(Km)比样品2的高,相应的ΔG0adh/RT值更小,证明其在剪切作用下的粘附过程更易发生.修正AE模型可以更好地模拟不同剪切强度下污泥絮体上分散胶体的剥离过程,其不仅能够给出未施加剪切的稳定状态时因布朗运动而导致的分散胶体浓度,而且能确定与污泥絮体上分散胶体的剥离能量相关的ΔH/R值.模拟结果表明,好氧活性污泥絮体样品1上分散胶体的剥离需要更多的能量,剪切强度的升高对样品2的影响更加明显.活性污泥剪切稳定性的差异证明了其与污泥结构、性质以及污水处理厂运行效果之间的关系比较复杂.

粘度指数改进剂的增稠能力与剪切稳定性

在中间基和石蜡基两种基础油中分别添加乙烯丙烯共聚物（ＯＣＰ）、聚甲基丙烯酸酯（ＰＭＡ）、聚异丁烯（ＰＩＢ）、氢化苯乙烯异戊二烯共聚物（ＨＳＤ）四大类１２种粘度指数改进剂（ＶＩ），调配稠化油并测定、研究ＶＩ的稠化曲线、稠化能力（Ｄ）和稠化油的剪切稳定性（Ｓ）、低温流动性、热氧化安定性。综合Ｄ与Ｓ作为ＶＩ性能－价格评价标准，得出结论：降低聚合度虽然能够提高ＶＩ的剪切稳定性，但是分子量减小会引起稠化能力下降；具有合适聚合单体、合理结构的聚合物兼有优良的剪切稳定性和稠化能力。

交联聚合物溶液的剪切稳定性

采用核孔膜过滤和动态光散射法,研究了高相对分子质量低浓度的部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝反应所形成的交联聚合物溶液的剪切稳定性及降解机理。结果表明,随着剪切速率的增加,交联聚合物溶液对孔径为1.2μm的核孔膜的封堵能力降低,但仍能对孔径为0.4μm的核孔膜形成有效封堵。交联聚合物溶液受剪切作用后封堵性能下降的原因是体系中的交联聚合物线团粒径和部分水解聚丙烯酰胺分子线团粒径受剪切作用后变小,不能对核孔膜形成有效封堵。

稳定剪切流动下黏附于血管表面的白细胞发生变形的生物力学机制

白细胞与血管表面的黏附是重要的生物医学问题,引起了学者们的广泛兴趣。用复合液滴模拟黏附于血管表面的白细胞,根据二维计算流体动力学方法研究了流体切应力作用下白细胞黏附引起的压力分布,同时,通过引入“变形指数”,研究稳定剪切流动下白细胞及其细胞核发生变形的生物力学机制。数值结果表明:(i)白细胞在外界流场作用下发生了变形。随着初始接触角、外界流场Reynolds数的增大,细胞的变形也增大。(ii)细胞核随细胞的变形发生了变形,但细胞的变形指数总是大于其细胞核,表明细胞核更能耐受剪切流动。(iii)当初始接触角和Reynolds数增大到一定值时,细胞和细胞核都不能进一步变形,变形指数达到峰值。(iv)压力分布曲线表明,在细胞的下游形成一个高压区,提供促使细胞受力达到平衡的升力,从而阻止细胞的进一步变形。同时,用流室系统提供剪切流动,测量了不同条件下白细胞的变形。所得到的实验结果与上述数值模拟结果是吻合的。结果提示,具有高黏性的细胞核在细胞的变形过程中发挥了特殊作用。

高纬磁层顶尾部边界层的离子流剪切不稳定性

研究了高纬磁层顶尾部边界层在非均匀磁场条件下的离子流剪切不稳定性．由于考虑了尾向电流，我们发现离子流剪切不稳定性的激发与扰动波长有关，并得到了激发该不稳定性的准临界波长的表达式．对于磁层顶存在的波长为地球半径量级的表面波扰动，离子流剪切不稳定性倾向于发生在磁层顶边界层的内边界．沿磁层顶外边界传播的稳定的表面波和其内边界的离子流剪切不稳定性同时存在，这将有助于解释磁鞘太阳风动量持续不断地向地磁层的传输．

三维可压气体射流在液体中剪切稳定性分析

采用时间线性稳定性分析方法 ,就无限域不可压有粘液体中的可压缩、无粘气体射流流动的三维扰动稳定性分析。研究较全面分析了气体压缩性、液体粘性、表面张力效应、液气密度比以及滑移速度等重要因素对气体剪切流稳定性的影响。结果表明气体压缩性助长气液剪切流动的不稳定性 ;液体粘性可在小范围内抑制扰动增长 ;表面张力作用的提高使扰动最大增长率呈线性衰减。在主导波数区域内 ,液气密度比愈高扰动愈强 ,而在最大扰动波数限附近 ,规律趋于相反。

缺口细节对加筋壁板剪切稳定性的影响

在加筋壁板剪切稳定性研究中,壁板试件4个边角处细节的构型对剪切破坏强度影响很大。本文分析了3种典型细节的加筋壁板稳定性强度试验数据,并使用有限元方法进行了静力分析。结果表明,直角细节设计方式在受压侧顶点处产生较大应力集中,导致试验件过早破坏,建议采用圆角或钝角进行细节设计。

热磁耦合作用下磁流变脂剪切稳定性及其机理

磁流变器件内部介质均面临热磁耦合、频繁剪切等复杂工况,剪切稳定性是磁流变介质实现持久服役的重要指标。本文以实验室制备的磁流变脂为研究对象,基于流变学、磁学性能分析结果探究了热磁耦合作用下磁流变脂剪切稳定性变化规律及其机理。研究结果表明,温度和磁场强度发生变化时,磁流变脂流变性能也发生了较为显著的变化。触变性分析与连续剪切结果显示热磁耦合作用下磁流变脂总体保持着较好的剪切稳定性,基载液润滑脂皂纤维结构和磁链的交互作用将会对磁流变脂剪切稳定性产生影响。在较低温度、较弱磁场强度下,皂纤维结构是磁流变脂流变学性能影响的主导因素,剪切稳定性良好;在较高温度、较强磁场强度下,皂纤维缠结程度降低而磁链强度增强,磁链结构在磁流变脂流变学性能影响中占主导因素,剪切稳定性良好;在从皂纤维影响占主导变化为磁链影响占主导过程中,皂纤维剪切破坏时磁性颗粒被释放出来,因磁场的影响,磁性颗粒无法及时分散至皂纤维内部,最终致使磁流变脂剪切稳定性变弱。

基于流变特性的压浆料稳定性评价方法研究

文中设计了一种基于同轴圆筒流变仪的压浆料稳定性测试程序,定义了剪切稳定度量化不同配比浆体的稳定性.通过粘度改性剂设计了两种不同稳定性的浆体,验证了剪切稳定度的可靠性.应用剪切稳定度测试,研究了超塑化剂和硅灰对压浆料浆体稳定性的影响.结果表明:超塑化剂的掺入降低了浆体的稳定性,硅灰能够提高浆体的稳定性,剪切稳定度0.9以上的浆体稳定性和均匀性较好.

高分子量缔合聚合物与聚丙烯酰胺岩心剪切稳定性对比

研究了高分子量缔合聚合物(HAWSP)和聚丙烯酰胺(HPAM)溶液的岩心剪切黏度及分子量稳定性,考察了注入速度、剪切次数及岩心渗透率对剪切稳定性的影响。实验结果表明,随着注入速度的增加,HAWSP聚合物溶液剪切后黏度呈"先平稳后下降"的两段式特征,而HPAM溶液剪切后黏度则单调下降;HAWSP聚合物经一次剪切后黏度及分子量即趋于稳定,而HPAM则需多次岩心剪切后才趋于稳定;高速岩心剪切时聚合物分子量保留率与岩心渗透率大小密切有关,渗透率越高,分子量保留率越大;在渗透率和注入速度相同时,HAWSP表现出更好的剪切稳定性。

几种黏度指数改进剂的增稠能力与剪切稳定性考察

采用活性阴离子聚合法合成了两种氢化苯乙烯双烯共聚物,包括线形氢化异戊二烯/丁二烯-苯乙烯两嵌段共聚物和星形氢化异戊二烯/丁二烯-苯乙烯两嵌段共聚物,研究了其作为黏度指数改进剂的增稠能力和剪切稳定性,并与几种市售黏度指数改进剂的性能进行了对比。重点研究了聚合物结构与分子量对增稠能力、剪切稳定性的影响,分析了剪切前后黏度指数改进剂的变化,考察了几种黏度指数改进剂的黏度指数,研究了干胶含量对黏度指数的影响。

油品的稠化及稠化油剪切稳定性试验

在机械剪切作用下,稠化油中高分子聚合物类稠化剂易受破坏而导致油品粘度和粘度指数的下降。本文介绍了稠化剂的主要类型、特点,并考察了稠化油剪切稳定性的主要试验方法,以供读者在油品调制时选择合适的稠化剂与合理的评定方法。

横梁腹板开孔剪切稳定性加强方式

船体结构中,为方便管线通过,常需在横梁腹板上开孔,这将影响横梁的强度和稳定性。本文主要针对腹板开孔对其剪切稳定性影响进行讨论,并为补偿开孔后腹板剪切稳定性的损失,采用有限元弹性屈曲分析方法,探讨了常用的加强筋、围缘扁钢和复板3种加强方式在不同加强尺寸下的加强效果。本文的计算和分析结果能为横梁腹板开孔的加强设计提供一定的参考。

影响乙丙共聚物粘度指数改进剂剪切稳定指数因素的分析

粘度指数改进剂作为调制多级润滑油的主要添加剂之一,它自身质量高低对多级油的品质起了至关重要的作用。文章针对影响粘度指数改进剂重要指标剪切稳定指数的主要因素,从原材料的使用、生产工艺的确定、设备运行操作等几个方面进行了查找和分析,为生产高品质粘度指数改进剂积累了一定的生产经验并优化了生产工艺条件。

聚甲基丙烯酸酯(PAMA)黏指剂的分子量分布对于黏度和剪切稳定性的影响研究

分别以一般自由基聚合和活性自由基聚合制备了相同结构组成的聚甲基丙烯酸酯(PAMA)黏指剂,设计合成了不同平均分子量和分子量分布的PAMA样品,研究了分子量分布对于PAMA的增黏能力、剪切稳定性和提高油品的黏度指数能力的影响。结果表明:平均分子量相近的情况下,分子量分布越宽,越有利于提高增稠能力和油品的黏度指数;而增黏能力相当的PAMA,分子量分布越窄,即使平均分子量更高,但是剪切稳定性却更好。

活性自由基引发星形PMA黏度指数改进剂合成及其剪切稳定性研究

通过可逆-加成断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合得到了主要成分为聚甲基丙烯酸酯类化合物的星形聚合物黏度指数改进剂,其中星形结构的臂数不小于3,其臂的分子量具有可控且分布窄的特点。通过圆锥滚子轴承法对其抗剪切性能进行了评价,结果显示所合成的星形聚合物黏度指数改进剂与组成类似的线性聚合物相比,在增稠能力相当时,所合成的星形聚合物具有优良的抗剪切能力;在增粘程度和抗剪切性能相当的情况下,只需要很少的加剂量。