关键词： 流体力学   教学改革   教学模式  

摘要： 流体力学是环境工程专业的一门基础课.学生常有这样的反映流体力学难学.作为讲授流体力学的教师,认为流体力学的"难"主要体现在两个方面:一是流体力学涉及的知识较广,如高等数学、大学物理等知识;二是流体力学比较抽象,理解起来有难度,加之粉笔+黑板满堂灌的教学模式单一,致使学生感到枯燥难懂,从而厌学或放弃.2011年,湖北省教育厅批准江汉大学环境工程专业实施战略性新兴产业人才(工业烟尘污染控制)培养计划.基于环境工程专业新兴产业人才培养目标要求,结合学校的课程教学改革精神,实施流体力学课程教学方法与教学模式改革.在本文中将课程改革实践中一些经验与心得分享,希望能抛砖引玉,对同行有所借鉴.

关键词： 免疫细胞疗法   慢病毒   自然杀手细胞   微流道   流式细胞仪  

摘要： 免疫细胞疗法可以被广义的定义为疾病的治疗方法，而近年来免疫细胞疗法渐渐被视为治疗癌症的革命性方式。本研究将Lentivirus（慢病毒）与自然杀手细胞的传统实验室进行方式，结合微流道晶片技术，进行细胞活性与 DNA 表现与慢病毒感染自然杀手细胞的的测试与实验，使用DNA活性染剂：（7-AAD 7-氨基放线菌素D、7-Aminoactinomycin　D）染细胞的DNA与利用其表现的绿色萤光蛋白（ Green fluorescent protein, GFP）来分析旨在改善其良率。而在应用层面上，本研究中的微流道晶片，为 了让细胞表现特定蛋白质，慢病毒载体基因传递需要进入有兴趣的细胞，透过在微流道晶片的结构设计，让慢病毒和自然杀手细胞先接触，让病毒将特定的DNA带入自然杀手细胞的细胞核内，沿着流场方向流动，由连续相－油一起被包裹在液滴内，此时大量增加了彼此接触的表面积、扩散距离缩短，达到单位体积内病毒浓度增加和实验时间减少的目的。微流道材质为PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯），由雷射雕刻机和热压机制造晶片，结 构设计采用聚焦流动的型式生成液滴，减少液滴与壁面的接触，能避免考虑壁面疏水性的问题，维持实验的稳定与重复性。 流式细胞仪（flow cytometer）被广泛的应用于生物的医学研究与分析，可以分析、纪录流动状态的细胞和发射萤光信号，用于分析细胞的活性、颗粒状态和反映其生物学特性等。本研究于点状分析图（Dot Plot）中观测细胞的活性与表现的绿 色萤光蛋白分布，实验在经过微流道晶片后，持续培养若干小时后，观测其活性与感染状况 。

关键词： 碳酸盐岩   储层特征   流体环境   地质模型   塔中北斜坡地区  

摘要： 塔中北斜坡中下奥陶统鹰山组碳酸盐岩储层是有利的油气聚集带,经历了复杂的层间岩溶和埋藏岩溶作用。岩溶作用的发育受流体和断裂共同控制,研究塔中地区岩溶储层发育的流体环境并建立地质模型,对油气勘探具有重要意义。本文结合岩石学和地球化学方法分析储层发育的流体环境;利用地震,测井,钻井和岩心资料分析储层和裂缝发育特征并构建了构造-流体地质模型。鹰山组储层中孔、洞和缝中的方解石胶结物制作染色、铸体以及包裹体薄片,并完成配套的碳、氧、锶同位素测定和包裹体均一温度测试实验。结果表明塔中北斜坡发育三期主要流体活动(Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ期),分别是一期混合水(或大气淡水)和两期热液活动。Ⅳ期流体为混合水(或大气淡水),该期流体形成的方解石中的包裹体盐度均值为5.21%Na Cl,阴极发光呈昏暗橙色,环带发育,为埋藏胶结产物,发育在高角度的裂缝中。Ⅴ期热液盐度均值高达13.06%Na Cl,胶结物中包体均一温度平均值为202℃,阴极射线下不发光,与二叠纪火山活动有关,也发育在高角度构造缝中,发育较广。Ⅵ期流体为与TSR作用有关的热液,盐度均值7.94%Na Cl,方解石中包裹体温度为206℃,阴极发光呈现中等橙红色,发育在喜山期的构造运动之前,路径与Ⅴ期热液路径基本相同,规模相对小。在此基础上,分析鹰山组储层特征和断裂与裂缝的关系,以构建层间岩溶和埋藏岩溶储层发育地质模型。鹰山组储层岩性以砂屑灰岩和泥晶灰岩为主,储层类型以裂缝-孔洞型储层和孔洞型储层为主。发育四期断裂系统,至少发育六期裂缝。表生期层间岩溶的发育受岩溶古地貌控制,在古岩溶高地,表生岩溶非常发育;在古岩溶地貌的低洼处,表生岩溶作用较弱。后期,不整合面附近发育的大部分构造缝洞都被泥质或方解石充填,测井孔渗值都低,多变成无效储层。而发育在离不整合面之下较远的溶蚀孔后期未遭到充填,与裂缝构成有效的裂缝-孔洞型储层。埋藏岩溶作用主要有两期热液,一期是与二叠纪火山活动有关的高盐度Ⅴ期流体,另一期是与TSR作用有关的酸性Ⅵ期热液,埋藏岩溶作用既形成了许多有效的针孔状的溶蚀孔,对鹰山组储层形成产生了积极的作用;也在裂缝中沉淀方解石胶结物,降低了储集能力。都以中-晚奥陶世和志留纪-泥盆纪构造活动形成的断裂和裂缝系统作为流体通道。

关键词： 微机电系统   能量采集   流体   宽频  

摘要： 为满足流体流速在一定范围变动,且空间有限的流体环境下的传感器系统的自供电需求,设计出了一种基于涡街脱落诱发振动的新型具有三个自由度回折梁微型压电能量采集器,通过调节器件固有频率,让压电振子适应不同流速范围的变流速环境,拓宽能量采集器工作带宽,实现变流速环境中无线传感系统的供能要求。本文的主要研究内容和实验结果如下:（1）微型回折梁结构压电能量采集器结构与方案设计。根据管道内流体流速、温度和压强等特性,设计相应的压电流体能量采集器结构,使其能以高效方式采集流体中的能量。分析钝体后流场的涡流分布特性,设计压电能量采集器的结构以形成涡激共振。对比分析压电能量采集器采用一阶共振模态和多阶振动模态的特性,以确定其结构方案。（2）理论建模与仿真分析。基于压电效应通过流固耦合和机电耦合理论,建立系统的数学模型,对区域的流场分布进行了理论分析,并对系统的输出性能及其影响因素进行理论分析,以及对能量采集器的频率特性和谐振模态进行了仿真分析;微型回折梁结构压电能量采集器在3.5-7.5 Hz低频振动下具有三个谐振频率,能够产生三个输出峰,同时相比于传统单悬臂梁压电能量采集器,能够在更宽的频带产生更高的输出峰值。（3）设计微型回折梁结构压电双晶片振子的制备工艺,制备采集器样机。主要由压电双晶片、振动板、激励板、质量块、引线构成,制备的关键工艺步骤包括机械磨抛、溅射电极、键合工艺、封装工艺等。并搭建振动性能测试平台和水下试验系统,以及介绍了测试系统的运作机理。（4）振动台测试和水下试验。实验结果表明,微型回折梁结构压电能量采集器在流速为0.35 m/s、0.55 m/s、0.75 m/s时都会出现输出电压峰值,流速为0.55 m/s时输出最大,最大电压和功率分别为17.2 V和81.2μW,相比传统的单悬梁结构压电能量采集器,微型回折梁结构压电能量采集器能够在3.5-7.5 Hz对应的低频流速范围内获得更高的电压和功率输出,实现拓宽工作频带的效果,自适应环境振动频率的变化。

关键词： 环境工程   工程流体力学   课程改革  

摘要： 本文以独立学院环境工程专业《工程流体力学》本科教学为研究对象,以应用型人才为培养目标,分析传统教学中存在的不足,从教学内容、教学方法与考核方式三个方面,提出了教学改革的方法和措施,满足环境工程专业人才培养需求,并取得了较好的教学效果,为其他相关的环境专业课程奠定基础。

关键词： 社会化商务   社会支持   信任   社会认同   流体验  

摘要： 随着终端电子产品的渗透,电子商务营业额和用户基数的逐年攀升,人们消费习惯在发生转变。以社会化为特征的全新电子商务模式引起了广泛关注。社会化商务在为用户提供交易服务的同时,还为用户提供在线互动和社会支持等,丰富多样的服务可以适应当前人们日益变化的需求,获得了用户的青睐。社会化商务已经跨越了初始的引入和融合期,进入了快速发展阶段,并且显示出广阔的前景。然而,目前社会化商务平台交易中存在的各种不确定性和风险使得社会化商务用户体验受到负面影响,进而影响其行为决策。同时,用户在社会化商务平台上的体验较差,受到监管不利等影响较深。因此,本文以社会化商务平台用户体验为核心,从社会支持、社会认同、网络外部性等视角寻找用户行为机理的影响因素,并且提出相关建议,为社会化商务平台的发展提供参考。本研究从社会化商务定义、社会化商务研究现状、社会支持、网络外部性、满意度、流体验等九个方面在知网等学术网站上进行检索,对已有的国内外文献进行收集整理。然后按照文献研究——访谈研究——问卷调查的路径提出理论模型,并验证了社会化商务平台上用户行为机理。最后共获得469份有效问卷,分别使用SPSS20和LISREL检验信度、效度和模型拟合度,得到影响用户分享意愿和购买意愿的因素。结果表明,各项指标良好,通过假设检验发现,社会支持中信息支持和情感支持显著影响社会交互连接、信任和流体验;网络外部性中,感知互补显著影响社会交互连接、信任和流体验,网络规模显著影响信任;社会交互连接和信任对流体验有显著影响;流体验、社会认同和满意度均对用户行为有显著影响,其中,社会认同对分享意愿有显著影响,满意度对购买意愿有显著影响。研究结果启示社会化商务平台建立规则,严格把关信息质量,引导用户积极正面交流,营造良好的氛围,培养用户对平台的信任,以此提高用户流体验、社会认同和满意度,促进平台的良性发展。

关键词： 微流体设备   可穿戴传感器   多重传感   毛细微流泵   毛细爆破阀  

摘要： 汗液是一种非常重要的体液,其中包含有丰富的代谢产物、蛋白质、激素和电解质等生物标志物,它们的浓度提供了有关人体生理状态以及相关疾病的重要信息。例如,汗液中的p H值可用于表征代谢性碱中毒;葡萄糖的浓度会随着饮食和运动而变化,可用于检测糖尿病状况和运动表现的信息;钠离子和氯离子浓度与脱水密切相关。随着生物技术的发展,汗液中将鉴定出更多的标志物,汗液检测可用于更多疾病检测及实际的医学应用当中。目前,基于不同检测原理的新型可穿戴柔性汗液传感器已经用于连续人体健康监测,但实时连续的人体汗液检测仍存在很多不足,很多问题亟待解决。对于大多数基于电化学传感的柔性汗液传感器,往往直接从体表收集汗液进行检测,汗液易蒸发、易受污染的缺点会影响测试结果的准确性;对于结合微流道的电化学汗液传感器,虽然可将旧汗液引导出检测区域,但新旧汗液分离的效果不明显,仍有旧汗液停留在检测区域中,无法实现实时检测;对于基于微流道的比色汗液传感器,其只能实现半定量测量,传感精度有待提高。针对以上问题,本文基于微流道结构设计,分别制备了可用于比色检测的微通道网络,可用于电化学传感的微通道网络以及能够实时连续的汗液传感的结合电化学传感与比色传感的柔性汗液传感器,本文的主要研究成果如下:（1）首先基于微通道爆破压理论,详细地分析了毛细爆破压与通道宽度w及发散角?之间的关系;其次,通过实验方法探究了能够顺序采样的相邻爆破阀之间的最小爆破压差ΔPp;再次,根据最小爆破压差设计微流道系统,用Abaqus软件和COMSOL Multiphysics软件分别模拟微流道系统在机械载荷作用下的变形情况及液体在通过爆破阀时的体积分数变化和爆破阀处的压力值;最后,利用倒模法制备了柔性微通道结构,通过实验研究验证了顺序采样的可行性以及该矩形微流道系统在机械扰动下的稳定性。（2）基于微流泵毛细压理论,详细分析了毛细微流泵中毛细压力与主流道宽度w1及微柱间距w2之间的关系。制备不同尺寸的微流泵,从实验角度探究了微流泵的结构尺寸和初始注射速率对液体填充时间的影响;利用激光诱导石墨烯技术在PI薄膜上制备电极并进行化学修饰,制备了葡萄糖传感器和钠离子传感器,对葡萄糖传感器和钠离子传感器进行电化学性能检测;将毛细微流泵和电化学传感器集成到一个柔性微流体器件中,对分析物进行了实时定量测量,探究了毛细微流泵对新旧汗液分离和实时检测分析物的促进作用。（3）结合前两部分工作,设计了集成毛细微流泵及毛细爆破阀的柔性微流体通道,通过实验验证了其先填充电化学区域后填充比色区域的独特的填充效果,并进行了比色传感器和电化学传感器的性能检测;将传感器集成到微流体通道,制备了基于微流控系统的柔性汗液传感器,通过实验和数值模拟验证了毛细微流泵对实时检测分析物浓度的促进作用。通过实验验证了毛细爆破阀所在的比色传感区域按照时间顺序检测分析物浓度的效果,结果表明该微流体汗液传感器可有效实现实时连续的汗液检测。

关键词： 纳米流体   生物传感器   环境监测  

摘要： 与常规生物传感器相比,纳米流体生物传感器在减少样品剂量,实现高通量,快速检测,特异检测和简化实验工作方面显示出卓越的优势.本文总结了微流体生物传感器的基本理论,材料特性和制造工艺以及在环境监测中的一般应用.

关键词： 交通流   格子流体力学模型   mKdV方程   数值模拟   交通拥堵  

摘要： 截至目前,我国城市的发展正处于速度不断加快、规模不断扩大的阶段,这也伴随着人们的经济水平随城市的发展而逐步提高的现象。汽车作为人们提高生活满意度和幸福指数的衍生物,迅速进入千家万户。然而,现代交通系统虽然为我们的生活提供了诸多便捷,但它所带来的一系列问题也不容忽视,如废气污染、交通拥堵和事故等。这些问题不但层出不穷,而且以愈演愈烈的形式在发展,对现代社会的进步反而具有明显的消极作用。这种现象引起了社会各界人士的关注和重视,并得出结论,即建设智能化、经济化、科技化的交通系统已经成为城市持续性发展的首要目标,解决交通问题成为迫在眉睫的课题。鉴于交通系统的庞大和复杂,国内外学者提出了通过建立交通流模型并进行模拟,以此得出能缓解交通拥堵的有效手段的研究。本文在具有代表性的格子流体力学模型的基础上,提出若干改进后的考虑城市不同道路环境的格子流体力学模型。首先,对新模型进行线性分析,求出新模型的稳定性条件和中性稳定条件。继而进行非线性分析,求出mKdV方程和它的扭结-反扭结密度波解。然后对新模型进行数值模拟。结合理论性分析的结果和模拟趋势图,得出新模型所考虑的因素对交通流的影响,并提出一些有效缓解交通拥堵的建议。主要工作如下:（1）在直道上提出考虑后视效应和积分形式的流量差效应的单车道格子流体力学模型;（2）在弯道上提出考虑最优速度差效应和司机记忆效应的单车道格子流体力学模型;（3）在斜坡上提出考虑中断概率的单车道格子流体力学模型;（4）在直道上提出考虑鸣笛效应和中断概率的双车道格子流体力学模型。

关键词： 微流控   微纳尺度流体   微通道   微流体系统  

摘要： 随着我国经济的快速发展以及科技水平的迅速提高,微流控技术受到了社会各领域的重视,是在医疗领域还是生命科学等领域,都发挥着重要的作用.微流控技术,简单来说就是一种传热的技术,只不过这种技术是发生在企及非常小的通道结构中的,并且主要传输的戒指是流动的液体,运用微流控技术可以较为有效的解决一些生物化学和免疫外科的困难问题.本文通过分析微流控技术的核心内容,结构与制备方法以及在具体领域的使用,以期为我国微流控技术的进一步发展和运用提供一定的参考.