微结构表面上流体流动的数值模拟

根据固液界面的复合接触模式,考察了液体在光栅表面上的流动。运用二阶中心差分方法对Navier-Stokes方程进行离散求解,采用了零滑移和零剪切交错边界条件,开发了一个用于计算二维流动参数的计算系统。运用该系统对二维管道进行了模拟,得到了管道内流体的速度分布和压强分布,并计算了管道的减阻情况。计算结果与以往类似结果对比说明了系统的理论基础和实施方案的正确性;计算结果表明,流体在光滑与光栅结构表面构成的管道中的压强分布存在一定差异,光栅结构表面具有一定的减阻性能。最后,通过对不同的表面结构参数进行数值实验,得出了用于减阻衡量的关系式。
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汕汾高速公路典型软基路段预制砼管桩处理效果评价

在软基地区修筑高速公路,路基的沉降和稳定是制约施工工期和行车安全的两大基本问题,汕汾高速公路的典型软基路段按照常规手段处理后,路基填筑至设计高度一半,出现裂缝,果断地采取了部分卸载-等待-再加载的措施,再加载后裂缝再度出现.经多方反复论证,采取压入预制砼管桩的处理方案,效果良好,本文对此进行介绍,并从软基监测的角度进行评价.     

群体感应信号分子AI-2调控乳酸菌生物膜形成机制的研究进展

乳酸菌生物膜具有黏附性、抗逆性以及抗菌活性等多种物理特性和生理功能,被广泛应用于改善食品质构以及食品的生物保鲜中。乳酸菌生物膜的形成需经历附着、形成、成熟、老化脱落和重新附着5个阶段,其形成受到群体感应系统的调控。群体感应系统(quorum sensing system,QS)是细菌中广泛存在的一种基因表达调控系统,该系统通过信号分子靶向调控相关基因的表达,从而调控细菌的生理功能。LuxS/AI-2型QS是调控乳酸菌益生特性的主要群体感应系统。明悉乳酸菌的LuxS/AI-2型QS及其调控生物膜形成的机制,对于乳酸菌在食品工业中的进一步应用至关重要。重点介绍了乳酸菌生物膜的形成过程,以及LuxS/AI-2型QS调控乳酸菌生物膜形成的5个调控元件,即信号分子AI-2(autoinducer-2)、关键调控基因(luxS、tuf、fba、gap)、关键调控蛋白(LuxS、LacI、AraC、PadR以及Rbs家族蛋白)、信号分子AI-2的可能受体蛋白(LuxP、LsrB、RbsB和含有dCACHE结构域的受体蛋白)以及关键代谢路径的最新研究进展;总结了信号分子AI-2调控乳酸菌生物膜形成的可能分子机制,以及信号分子AI-2受体蛋白的筛选策略。希望为深入了解LuxS/AI-2型QS调控乳酸菌生物膜的形成提供理论指导。     

河蚬汤纳米颗粒细胞毒性及对大鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能的影响

许多传统食品中存在大量的伴生性纳米颗粒,其纳米尺度的构造赋予它们特殊的活性与功能,然而这类纳米颗粒对人体细胞的影响尚未被充分揭示。以河蚬汤及其伴生纳米颗粒为例,采用狗肾上皮细胞(MDCK)、人结肠腺癌细胞(Caco-2)、人正常肝细胞(L-02)和大鼠原代腹腔巨噬细胞模型,研究以液相色谱方法分离制备的河蚬汤纳米颗粒的细胞毒性,以及其对大鼠原代腹腔巨噬细胞功能的影响。实验结果表明:15.63~500.00μg/mL河蚬汤伴生纳米颗粒对4种细胞均无明显毒性;这些纳米颗粒能被大鼠原代腹腔巨噬细胞吞噬,对正常巨噬细胞的膜电位和吞噬功能无明显影响,抑制AAPH诱导氧化应激引起的细胞膜超极化,拮抗线粒体的氧化应激与细胞吞噬功能损伤。抗氧化测试结果显示,河蚬汤伴生纳米颗粒具有FRAP、ABTS抗氧化活力,但不具有ORAC活性。研究旨在为后续深入开展河蚬汤及其伴生纳米颗粒的功效以及作用机制提供必要的基础数据和理论支持。     

渗透剂预处理对压差膨化香菇脆品质特性的影响

为降低香菇采后腐烂变质导致的经济损失,基于瞬时压差膨化技术,开发了一种非油炸香菇脆。研究了渗透脱水(osmotic dehydration,OD)预处理工艺顺序、渗透剂种类及质量分数(质量分数0、10%、20%、30%、40%麦芽糊精、10%乳清分离蛋白、20%麦芽糊精+10%乳清分离蛋白复合渗透剂)对香菇脆平均干燥速率、总色差、膨化度、复水比、硬度和脆度的影响。采用低场核磁共振技术,探究了OD预处理对香菇水分组成及状态分布的影响。OD工艺顺序研究表明:相比于热泵干燥前OD预处理,热泵干燥后OD预处理可显著提高香菇脆膨化度、复水比、脆度,降低总色差(P＜0.05)。渗透剂种类及质量分数研究表明:相比于对照组,OD预处理可显著提高香菇脆膨化度、复水比(P＜0.05),但对平均干燥速率、总色差、硬度和脆度的影响则取决于OD溶液组成。香菇热泵干燥至湿基含水率70%后,先采用20%麦芽糊精+10%乳清分离蛋白渗透预处理,再继续热泵干燥至湿基含水率35%±2%,预干燥后的香菇均湿后进行瞬时压差膨化得到的香菇脆品质较好。低场核磁共振技术研究表明:香菇OD预处理后,横向弛豫时间T₂向左偏移,而且随着OD溶液溶质质量分数增加偏移幅度增大;然而自由水占比降低,结合水与不易流动水占比增加,热泵干燥后,除了30%、40%麦芽糊精预处理外,香菇主要以弱结合水和不易流动水状态存在,而自由水所占比例很低(0.41%～4.67%)。与对照组相比,热泵干燥后,香菇自由水(除了10%乳清分离蛋白预处理外)和不易流动水所占比例显著降低,但弱结合水比例显著增加(P＜0.05)。Pearson相关性分析表明:相比于热泵干燥,OD预处理对瞬时压差膨化香菇脆品质影响更大,而且与低场核磁共振弛豫参数密切相关。香菇脆膨化动力的产生主要取决于不易流动水和结合水尤其是弱结合水,而与自由水无关。研究旨在为非油炸香菇脆瞬时压差膨化技术提供理论依据和技术参考。     

三峡库区干支流水体交换特征初步研究——以朱衣河为例

通过对三峡库区中部典型支流朱衣河与干流界面水动力参数、河口流场强度与特征的分析,计算了干支流水体交换通量,进而探讨水库运行各个时期干支流水体交换情况及其对库区水环境的影响。结果表明,朱衣河河口水体具有双向流动特性,水库运行各个时期干支流交界面进出水体分布不同,流速差异显著;不同季节与水库运行期河口流场相应表现出上下分层、左右分布,以及进出流量差异显著等特征;尽管朱衣河河口净流量较小（全年大部分时期小于100 m3/s）,然而双向水流结构的存在致使水体有效交换量相对显著（约为净流量的5～10倍）。根据朱衣河实测数据及相关资料,初步推算了库区干流水体参与干支流水体交换的比例,得出全年平均交换率为204 %,1月份最高,达343 %。     

液黏传动摩擦副流固耦合传热分析

为探求液黏传动在充满工作油的流体阶段摩擦副温度分布情况,建立薄盘结构摩擦副热流固耦合模型,采用计算机流体仿真软件FLUENT对径向槽摩擦副进行数值模拟,得到摩擦副的温度云图。通过搭建液黏传动装置试验台,测得径向油槽摩擦副间油膜温度分布数据。结果表明:在径向方向上,随半径的增加,摩擦副温度逐渐增加且沟槽处温度低于无沟槽处;在圆周方向上,相同半径处摩擦副的沟槽区比无沟槽区温度高,表明沟槽可以有效地降低工作油的升温;在纯油膜阶段摩擦片升温明显高于对偶片升温。有限元分析和实验研究结果趋势基本一致,验证了理论分析的可靠性。     

含纳米氧化锌丁腈橡胶摩擦学行为的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法研究纳米氧化锌改善丁腈橡胶摩擦学行为的微观机制,考察纳米氧化锌增强丁腈橡胶的原子运动速度、剪切动力学与摩擦因数。结果表明:在剪切条件下,纳米氧化锌增强丁腈橡胶分子链段沿剪切方向分布完整连续,纳米氧化锌的存在提高了丁腈橡胶分子链的刚性;纳米氧化锌增强丁腈橡胶上下摩擦界面的原子运动速度峰值分别比纯丁腈橡胶材料的低11.8%与37.1%,说明纳米氧化锌的存在限制了胶料摩擦表面原子的热力学运动,减小了胶料摩擦剪切变形的程度;与纯丁腈橡胶材料相比,纳米氧化锌增强丁腈橡胶具有更低的摩擦因数,纳米氧化锌的存在增强了橡胶分子链的结合力,提高了胶料抵御剪切变形的能力,改善了胶料的摩擦学性能。     

滚子圆环接触式光弹流试验装置的设计及初步实验研究

为了真实地模拟圆柱滚子轴承高速运转时滚子接触副间的油膜分布,基于光干涉原理构建滚子-圆环接触式光弹流试验机,该试验机克服了常规的球-盘试验机高速运转时,润滑油由于离心力的作用向外迁移的缺陷。利用新开发的光弹流试验机进行初步的试验研究,实验结果表明:该试验装置重载工况下工作平稳,图像清晰,对于未修形的滚子可以明显地观测到滚子端部的"边缘效应",能够为润滑条件下滚子接触副的轮廓优化设计提供可靠的试验数据。     

一种质子型离子液体与金属减活剂的相容性研究

为考察离子液体(IL)与金属减活剂之间的相互作用,对一种质子型IL与3种不同结构金属减活剂在PAO4中的相容性进行研究;采用四球试验机考察IL与金属减活剂对摩擦学性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线能谱仪(EDS)对球磨斑表面进行分析,探讨金属减活剂与IL协同作用的机制;分析IL对金属减活剂腐蚀抑制效果的影响。结果表明:质子型IL能够显著提升PAO4的抗磨性和极压性能,金属减活剂与IL在抗磨性能和极压性能上表现出一定的协同作用;由于摩擦的机械作用和热作用,IL作为润滑添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学反应,生成了由FeP与FePO_4组成的化学反应膜,起到抗磨的作用;离子液体的存在不会对金属减活剂的腐蚀抑制效果产生影响。