冰微粒致孔制备聚羟基丁酸酯(PHB)多孔支架

目的以冰粒子为致孔剂,用粒子滤出—冷冻干燥复合工艺制备PHB多孔支架。方法本实验以氯仿为溶剂,将PHB溶液浇入预先排列好的冰微粒空隙中,采用真空渗流方法制备冰微料-PHB复合体,液氮冷却成型后,用粒子滤出—冷冻干燥复合工艺制备多孔支架。通过扫描电镜(SEM)观测,研究该制备工艺对支架形貌的影响。结果制备的块状三维多孔支架孔径可调、孔隙结构良好、孔隙连通度高。结论本文工艺所制备的多孔支架无致孔剂残留,孔隙率高,孔隙连通度高,制备过程不会损害材料的生物相容性,可安全地用于组织工程可降解聚合物多孔支架的制备。     

三维多孔介质中应力与渗流的摄动有限元分析

提出了一个较为实际的石油油藏的三维力学模型.以已有的三维介质中应力与渗流耦合问题的变分原理为基础,用摄动法证明了当油藏厚度变化为小量时,三维问题可简化为平面应变问题,并可采用不同厚度的平面应变单元进行有限元分析,所得到的解即是该三维问题的零阶摄动解.此外,给出了摄动法的推导和有限元格式.     

裂缝性气藏气井的分形渗流产能方程

在裂缝性气藏中, 常规模型难以准确描述裂缝发育的非均质性。如何更准确的评价单井的产能, 是现场开 发生产中面临的紧迫问题。在分形渗流研究基础上, 引入裂缝发育参数, 用于表征井控范围内裂缝的分布与连通情况, 建立了分形渗流稳态产能方程, 明确了裂缝对产能计算结果的影响, 并用塔里木油田克深区块实际井例进行了验证。相 对于常规模型, 分形渗流产能方程使预测产量与实测产量误差由20. 9%下降为3. 53%, 预测结果与现场实测更加吻合。     

两种碳材料混合填充聚合物复合材料的导电特性及渗流阈值的计算模型

介绍了用碳纳米管与炭黑（或石墨）混合填充的聚合物复合材料的导电特性;阐述了混合填充聚合物体系的导电机理;介绍了基于线性混合规则和已占体积理论的渗流阈值的计算模型;分析了模型计算值与实验值的差异。利用已占体积理论,重新推导了混合填充体系渗流阈值的计算公式,并与文献公式做了比较。新公式表明：混合填充聚合物复合材料的渗流阈值是两种组分单独填充时的渗流阈值的加权平均值;碳纳米管和炭黑颗粒在混合填充体系中的排列方式与两者单独填充时的排列方式不同,导致文献公式的计算值与实验值存在差异。对此提出了“移走长度等量代换”的思路,并在此思路下导出了一种混合填充聚合物复合材料渗流阈值的计算模型,模型的计算值与实验值可以较好吻合。     

基于主动脉流-固双向耦合数值模拟的微循环负载影响研究

目的研究微循环负载和其他生理结构的耦合关系,以构建合理的血流动力学模型。方法在双向流-固耦合管道模型的基础上,进一步考虑微循环负载的影响,构建具有弹性管壁的长直管和多孔介质渗流负载的模型。根据负载条件和血管壁弹性的不同计算4个算例,入口条件为瞬态单脉冲速度入口,出口条件为自由出口。结果管道内部压力处处保持在80~120 mm Hg(1 mm Hg=0.133 k Pa)。从静止状态开始,流场通过增加储存血液总量的方式提高舒张压,最终稳定在生理指标。血管壁弹性模量增加时,血压为65~140 mm Hg;而微循环阻力增加时,血压为128~166 mm Hg,微循环负载在循环系统中起到了阻碍流动并重新分配血管内压力的作用。结论在构建血流动力学模型时,必须考虑微循环负载及其耦合效应,特别对分析高血压等循环系统疾病的致病机制有重要的临床意义。     

江苏某填埋场截水帷幕渗流分析

可靠的截水帷幕可有效阻断填埋场发生渗漏事故时污染物扩散的途径,对于填埋场的安全性有着重要的意义。通过江苏某填埋场垂直防渗系统中截水帷幕的深度变化,对截水帷幕2侧地下水渗流场进行模拟分析,得出截水帷幕深度需达到20 m,才可保证截流效果。     

火山岩油藏地层渗透率评价研究

火山岩油藏裂缝普遍发育,对地层渗透率的贡献具有决定性作用。通过对石炭系火山岩11口探井及评价井测井、试井、试油试采等资料的综合分析评价,认为测井方法得到的渗透率往往与生产动态不符,不能直接用于油藏开发评价。基于不稳定渗流原理,通过试油试采等动态方法反算,得到了井段平均渗透率;进一步结合地层有效厚度等数据,计算了储层渗透率。结果表明:测井渗透率与孔隙度具有较好的相关性,主要反映了基质的特征;动态方法得到的储层渗透率是测井渗透率的几十倍,且能够反映裂缝控制下的地层实际渗流能力。据此将火山岩储层分为双重介质型、裂缝型、孔隙型三种基本类型。结合具体油藏分析认为,双重介质型是火山岩油藏最主要的储层类型。     

纳米粒子填充聚合物体系中凝聚结构和渗流转变的分子动力学模拟

通过粗粒化模型,采用分子动力学模拟的方法研究了纳米粒子填充聚合物体系中粒子的凝聚过程。结果表明：纳米粒子和基体粒子间的相互作用决定了团聚体的结构,且作用力越大则团聚体的分形维数越高,当粒子的相互作用强度(εNP)为1.0时,模拟体系中团聚体的分形维数为2.05,与聚酰亚胺-炭黑体系透射电镜照片结果一致。对渗流过程的模拟结果表明,相互作用力的增大会导致渗流时间的增加,渗流转变速率减慢,与动态电渗流实验的实测结果相符合。     

浓度与压力梯度可调的三维细胞培养微流控芯片的研制

目的制作化学浓度梯度与压力梯度可调的细胞三维培养微流控芯片,构建可模拟在体细胞生长所处动态微环境的体外模型。方法利用光刻成型技术、模塑法以及等离子键合工艺,制作3通道结构的微流控细胞培养芯片。通过微注射泵控制微通道内溶液流动生成浓度梯度,利用液面高度差生成压力梯度,并通过骨架染色比较二维培养与三维培养下的细胞形态。结果获得了化学浓度梯度与压力梯度可调的微流控细胞培养芯片。在2μL.min-1的流速下,中间通道的浓度梯度3 h后可达到相对稳定。100 Pa的压力差在中间通道生成的视在压力梯度为0.11 Pa/μm,从而驱动三维支架内间隙渗流的生成。并在微流控芯片内实现脐静脉内皮细胞稳定的三维培养。结论该芯片结构简单,制作方便,能灵活调控细胞生长所处的微环境,可进一步用于研究不同的微环境参数对细胞行为的影响。     

甲皱微循环的三重介质渗流模型

本文利用三重多孔介质渗流模型研究甲皱微循环中的血液流动和物质交换问题。根据甲皱微循环的特点,首次将毛细血管考虑成两种不同的多孔介质。所得的控制方程是线性的。最后利用所得解分析了一些临床现象。