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液滴输运功能表面的仿生设计与制备研究进展 被引量:1
1
作者 刘明 陈少华 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期522-562,共41页
液滴输运功能表面在绿色能源、医疗科技、新材料等领域具有重要应用,例如雾中淡水收集、药物靶向治疗等.自然界具有多种可实现液滴定向运输与定点转移的生物表面,为液滴输运功能表面的设计与制备提供了绝美的范例,已涌现出大量新颖的、... 液滴输运功能表面在绿色能源、医疗科技、新材料等领域具有重要应用,例如雾中淡水收集、药物靶向治疗等.自然界具有多种可实现液滴定向运输与定点转移的生物表面,为液滴输运功能表面的设计与制备提供了绝美的范例,已涌现出大量新颖的、巧妙的仿生设计研究成果,本文首先概括总结了自然界具有自发输运液滴的典型生物体功能表面,阐述了表征固体表面浸润性相关的基础理论;其次,综述了不同自驱动机制下液滴输运功能表面的仿生研究进展,对比分析了不同功能表面的液滴自驱动机理及影响因素;进一步分类阐述和分析了磁场、电场、温度场等外场调控实现液滴定向运输或定点转移功能表面的研究现状;最后归纳总结了此类仿生功能表面在实际工程中的应用,并对该方向的研究前景和发展趋势提出展望. 展开更多
关键词 液滴输运 功能表面 仿生设计与制备 表面浸润性 外场调控
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功能表面材料与流体界面相互作用对垂直降液膜流动特性的影响 被引量:10
2
作者 马学虎 高大志 +4 位作者 兰忠 张宇 白涛 杨俊玲 陈嘉宾 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期269-274,共6页
通过调节水温度、添加表面活性剂以及铝合金壁面表面改性处理来改变降膜流体与固体表面之间的表面自由能差值,运用JDC-2000型精密测微仪测定垂直降液膜的厚度,研究固体表面和液体间相互作用对流体垂直降膜流动特性的影响;考察了液膜雷... 通过调节水温度、添加表面活性剂以及铝合金壁面表面改性处理来改变降膜流体与固体表面之间的表面自由能差值,运用JDC-2000型精密测微仪测定垂直降液膜的厚度,研究固体表面和液体间相互作用对流体垂直降膜流动特性的影响;考察了液膜雷诺数、流体温度、添加表面活性剂、固体表面材料物理化学性质等因素对垂直壁面降液膜流动特性的影响规律。实验结果表明:改变固体表面与降液膜流体的物理化学特性,即改变固液界面的相互作用能够改变流体的降膜流动特性。降液膜平均厚度随液固表面自由能差的增大而减小。 展开更多
关键词 固液表面自由能差效应 降液膜流动 功能表面 液膜厚度
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基于功能表面的概念设计产品模型研究 被引量:6
3
作者 尚勇 张清萍 +2 位作者 黄克正 杨金勇 任怀伟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期320-323,共4页
为解决功能向结构映射存在的多解性、不确定性等问题,引入功能表面作为功能到结构映射的媒介。在描述功能表面和产品功能模型的基础上,构建了一种机械产品概念设计产品模型(功能-功能表面-结构),实现了功能到结构的稳定映射关系。该模... 为解决功能向结构映射存在的多解性、不确定性等问题,引入功能表面作为功能到结构映射的媒介。在描述功能表面和产品功能模型的基础上,构建了一种机械产品概念设计产品模型(功能-功能表面-结构),实现了功能到结构的稳定映射关系。该模型可用于开发计算机辅助设计工具来支持机械产品概念设计过程,实例验证了该产品模型的有效性。 展开更多
关键词 概念设计 功能表面 分解重构 产品模型
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镶嵌式仿生耦合功能表面流体介质控制机制研究 被引量:6
4
作者 田丽梅 王银慈 +2 位作者 高梽桦 商震 任露泉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期324-328,共5页
模拟海豚镶嵌式皮肤结构,设计一种仿生耦合功能表面。利用ANSYS-Workbench软件对镶嵌式仿生耦合功能表面进行双向流固耦合计算,流体计算采用CFX下的标准k-ε湍流模型,固体计算采用Transient structural。模拟结果表明,耦合功能表面湍动... 模拟海豚镶嵌式皮肤结构,设计一种仿生耦合功能表面。利用ANSYS-Workbench软件对镶嵌式仿生耦合功能表面进行双向流固耦合计算,流体计算采用CFX下的标准k-ε湍流模型,固体计算采用Transient structural。模拟结果表明,耦合功能表面湍动能、表面速度明显降低,表面柔性材料产生位移变形。模拟结果表明,表面柔性材料通过变形与基底刚性材料耦合,通过对流体介质的顺应实现对流体介质的控制;通过表面材料的弹性变形吸收部分能量,有效降低了流体介质的湍动能,避免了流固交界面能量过分交换而带来的能量损失。 展开更多
关键词 仿生耦合功能表面 镶嵌式 流体介质控制机制
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功能表面切削-挤压复合成形方法的研究 被引量:4
5
作者 李言 袁启龙 +4 位作者 肖继明 郑建明 洪伟 李淑娟 薛万夫 《西安理工大学学报》 CAS 1999年第1期5-9,共5页
提出一种切削-挤压成形法加工功能表面的复合成形工艺。该技术把切削和挤压加工方法有效地结合起来,使传统加工中的切屑变成功能表面的一部分。结合热交换器翅片结构,对成形机理进行了研究,给出了翅片结构参数的计算公式,并对影响... 提出一种切削-挤压成形法加工功能表面的复合成形工艺。该技术把切削和挤压加工方法有效地结合起来,使传统加工中的切屑变成功能表面的一部分。结合热交换器翅片结构,对成形机理进行了研究,给出了翅片结构参数的计算公式,并对影响成形过程和结构参数的因素进行了分析。通过实验获得了与理论分析相一致的结论,证明该方法是功能表面加工的一种有效的方法。 展开更多
关键词 功能表面 切削-挤压 翅片 复合成形 热交换器
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基于仿生耦合功能表面的离心水泵增效机制研究 被引量:9
6
作者 田丽梅 梅浩然 +3 位作者 李新红 王银慈 杨乐 邵鹏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期65-69,119,共6页
海豚特殊的皮肤结构具有减阻功能,模仿其结构,设计了一种具有实际工程应用价值的仿生耦合功能表面,将其应用到离心式水泵的叶轮表面,进行水泵增效试验研究。研究结果表明:这种仿生耦合功能表面可提高离心式水泵效率3%及以上;仿生耦合功... 海豚特殊的皮肤结构具有减阻功能,模仿其结构,设计了一种具有实际工程应用价值的仿生耦合功能表面,将其应用到离心式水泵的叶轮表面,进行水泵增效试验研究。研究结果表明:这种仿生耦合功能表面可提高离心式水泵效率3%及以上;仿生耦合功能表面面层材料的硬度对水泵的效率影响显著。分析认为其增效机制主要在于:表面面层材料与基底材料仿生结构的耦合变形降低了叶轮流道壁面的摩擦力及吸收流体介质对叶轮进、出口湍动能的方式实现对流体介质的控制,从而降低离心泵水力损失,实现增效。 展开更多
关键词 水泵 仿生耦合功能表面 增效
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基于功能表面分解与重构的概念设计过程模型 被引量:2
7
作者 尚勇 张清萍 +1 位作者 黄克正 赵长友 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期137-140,164,共5页
针对传统CAD系统对机械产品概念设计过程支持不足的问题,提出了基于功能表面分解与重构的概念设计过程模型。模型包括功能层、功能表面层和结构层。通过引入功能表面作为功能和结构的信息载体,建立了功能、功能表面、结构之间的映射机制... 针对传统CAD系统对机械产品概念设计过程支持不足的问题,提出了基于功能表面分解与重构的概念设计过程模型。模型包括功能层、功能表面层和结构层。通过引入功能表面作为功能和结构的信息载体,建立了功能、功能表面、结构之间的映射机制,实现了功能到结构的稳定映射关系,有利于开发计算机辅助工具来支持概念设计。以数控铣床为例验证了提出的过程模型。 展开更多
关键词 概念设计 过程模型 功能表面 分解重构
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产品反求中基于功能表面的精度模型及应用 被引量:2
8
作者 王卫国 黄克正 +1 位作者 闫光荣 雷毅 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期1085-1088,共4页
着眼于产品层次的反求设计,基于功能表面组织了产品—零件—功能表面3层的精度模型.由三维重构模型反求出产品的精度信息模型,进而实现产品的精度设计.具体介绍了精度重构的实现步骤并以活塞夹具为例进行了验证.
关键词 反求工程 功能表面 精度模型 精度设计
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基于功能表面分解重构的产品信息模型 被引量:2
9
作者 霍志璞 黄克正 +1 位作者 刘刚 郭克红 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第5期836-839,共4页
针对设计自动化领域中一些问题 (概念设计、功构映射 ) ,提出了基于功能表面分解重构的产品设计过程的观点 ,并相关地构建了支持该观点的产品信息模型 ,以期求得对现行 CAD系统的本质突破 。
关键词 功能表面分解重构 产品信息模型 概念设计 设计自动化 CAD
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基于功能表面的机械产品布局关系表达 被引量:3
10
作者 曹树坤 黄克正 《工程设计学报》 CSCD 2002年第2期69-72,共4页
布局模型是布局优化的关键 ,其完整性和先进性将直接影响整个布局优化的求解效率和可靠性 .基于功能表面分解重构技术 ,建立了基于功能表面的装配模型和传动链表 ,由两者共同实现布局关系表达 .实例证明 ,该布局模型所表达的布局关系完... 布局模型是布局优化的关键 ,其完整性和先进性将直接影响整个布局优化的求解效率和可靠性 .基于功能表面分解重构技术 ,建立了基于功能表面的装配模型和传动链表 ,由两者共同实现布局关系表达 .实例证明 ,该布局模型所表达的布局关系完整、明了 。 展开更多
关键词 机械产品 功能表面 布局关系 装配模型 布局模型 机械设计
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基于ACIS平台的功能表面产品模型研究 被引量:2
11
作者 王卫国 黄克正 陈洪武 《工具技术》 北大核心 2005年第7期40-43,共4页
研究了利用ACIS平台所提供的类和API函数开发接口,构筑了基于功能表面的产品模型,并将其实际应用于组合夹具概念设计自动化软件DARFAD系统,为在ACIS平台上及其他形式的CAD/CAM系统开发提供了一条可行的途径。
关键词 ACIS 产品模型 功能表面 平台 CAD/CAM API函数 自动化软件 AD系统 概念设计 组合夹具 系统开发 接口
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形象化设计技术与基于功能表面的产品模型 被引量:2
12
作者 曹树坤 黄克正 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2003年第9期64-66,共3页
提出形象化设计方法 ,构筑基于功能表面的产品模型 ,可实现人脑思维即时地用计算机直观表达 ,并同时实现设计过程中的动态建模 ,也可随时从计算机屏幕上点取零件或表面实体进行产品结构的修改设计。
关键词 概念设计 形象化设计 功能表面 产品模型 机械设计
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一种多功能表面活性剂的合成 被引量:7
13
作者 杜巧云 郭金波 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第B08期57-59,69,共4页
以长链烷基替代EDTA分子中的一个乙酸基 ,使其改性为既具表面活性又有络合金属离子能力的多功能表面活性剂。合成分两步 ,先以乙二胺、溴代烷为原料 ,合成了中间体N 长链烷基乙二胺 (R en) ,然后R en和氯乙酸反应生成了N 长链烷基乙二... 以长链烷基替代EDTA分子中的一个乙酸基 ,使其改性为既具表面活性又有络合金属离子能力的多功能表面活性剂。合成分两步 ,先以乙二胺、溴代烷为原料 ,合成了中间体N 长链烷基乙二胺 (R en) ,然后R en和氯乙酸反应生成了N 长链烷基乙二胺三乙酸钠盐(RNa3 edta)。用正交实验法探讨了R en的合成条件为 :n(乙二胺 )∶n(溴代烷 ) =(2 5~ 3 0 )∶1 0 ,反应温度为 6 0℃ ,反应时间为 8~ 10h ,其收率均达 98%。终产品合成条件为n(R en)∶n(氯乙酸 ) =1 0∶5 2 ,反应时间为 10h ,反应温度为 80℃ ,收率达 86 %。并通过红外光谱、核磁共振氢谱对终产品结构进行了初步确认。 展开更多
关键词 两性离子型表面活性剂 功能表面活性剂 合成 螯合 乙二胺 溴代胺 EDTA
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基于功能表面驱动与可拓工具的产品人机工程问题确定方法研究 被引量:4
14
作者 白仲航 艾琳璟 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期531-544,共14页
为了准确地确定产品人机工程问题,以提升人机交互性能,运用TRIZ (Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatc,发明问题解决理论)提出了基于功能表面驱动与可拓工具的冲突区域确定方法。首先,利用功能表面改进功能过程模型,识别人机工... 为了准确地确定产品人机工程问题,以提升人机交互性能,运用TRIZ (Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatc,发明问题解决理论)提出了基于功能表面驱动与可拓工具的冲突区域确定方法。首先,利用功能表面改进功能过程模型,识别人机工程问题的初始问题功能元,并结合可拓表达和相关分析完成初始问题功能元的转换及最终问题功能元的确定。然后,利用功能表面改进功能关系模型,识别产品的初始冲突区域,并结合可拓表达、相关分析、蕴含分析和优度评价完成初始冲突区域的转换及最终冲突区域的确定。最后,利用标准解对冲突区域中的不良作用进行求解,并通过优度评价完成方案的评价和筛选。通过割草机改进设计实例验证了所提出方法的可行性。研究表明,该方法有助于交互式产品冲突区域的确定,提高了其人机工程问题的解决效率。 展开更多
关键词 交互式产品 TRIZ 可拓学 冲突区域 功能表面 功能模型 割草机
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基于功能表面的产品基因形式化表达 被引量:1
15
作者 刘新 尚勇 《工具技术》 2009年第1期59-63,共5页
利用功能表面来形式化表达产品基因以支持机械产品概念创新设计。用数学方法描述了功能表面模型和产品基因模型,提出了一种变长度的产品基因层次编码方案,构建了基于功能表面的产品基因形式化表达过程,并用设计实例对提出的方法进行了... 利用功能表面来形式化表达产品基因以支持机械产品概念创新设计。用数学方法描述了功能表面模型和产品基因模型,提出了一种变长度的产品基因层次编码方案,构建了基于功能表面的产品基因形式化表达过程,并用设计实例对提出的方法进行了验证。 展开更多
关键词 功能表面 产品基因 概念设计 形式化
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适用于致密砂岩储层的多功能表面活性剂驱油压裂液体系 被引量:17
16
作者 张志升 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期169-174,共6页
针对鄂尔多斯盆地某致密砂岩油田储层物性差、压裂液返排率低、存在水锁及水敏伤害等问题,以复合黏弹性表面活性剂CNT-3和多功能表面活性剂CZPJ-1为主要处理剂,并添加相关助剂,研制出了一套适用于致密砂岩储层的多功能表面活性剂驱油压... 针对鄂尔多斯盆地某致密砂岩油田储层物性差、压裂液返排率低、存在水锁及水敏伤害等问题,以复合黏弹性表面活性剂CNT-3和多功能表面活性剂CZPJ-1为主要处理剂,并添加相关助剂,研制出了一套适用于致密砂岩储层的多功能表面活性剂驱油压裂液体系,室内对压裂液体系的综合性能进行了评价。结果表明:该压裂液体系具有良好的耐温抗剪切性能,在90℃、170 s^-1条件下剪切100 min后,黏度仍能保持在50 mPa·s左右;体系还具有良好的携砂性能和破胶性能;破胶液对储层天然岩心的渗透率伤害率为7%左右,具有低伤害特性;另外,破胶液还能通过降低油水界面张力和改变岩石表面润湿性等作用来提高致密砂岩储层的渗吸驱油效果,进一步提高压裂施工改造的效果。A-1井的矿场试验结果表明,其压后的产油量是使用常规胍胶压裂液的邻井A-2井的4倍左右,取得了明显的压裂增产效果。 展开更多
关键词 致密砂岩储层 清洁压裂液 功能表面活性剂 渗吸驱油 压裂增产
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光响应液滴操控功能表面研究及应用进展
17
作者 张琛 文通 +6 位作者 刘泽志 高文萍 王新孔 李紫钰 匡翠方 王凯歌 白晋涛 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期150-175,共26页
具有特定润湿性的功能表面是人们操控液滴的重要手段。近年来基于光激励响应的润湿性功能表面发展迅速,通过光诱发材料表面产生润湿梯度力、机械形变、相变、介电泳力以及电润湿性能转变等,光响应液滴操控功能表面能够有效地操控液滴行... 具有特定润湿性的功能表面是人们操控液滴的重要手段。近年来基于光激励响应的润湿性功能表面发展迅速,通过光诱发材料表面产生润湿梯度力、机械形变、相变、介电泳力以及电润湿性能转变等,光响应液滴操控功能表面能够有效地操控液滴行为。本文简要回顾了光响应液滴操控功能表面的发展历程,重点介绍了其操控液滴的基本原理,分析并总结了当前该功能表面的类型、结构特点以及相应的制备技术。此外,介绍了光响应液滴操控功能表面在液滴输运、融合、分割、液滴机器人、微纳流控芯片等领域的应用,并结合光响应液滴操控功能表面的操控特点对其发展趋势和未来潜在应用进行了展望。 展开更多
关键词 光响应 功能表面 液滴操控 润湿性
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基于功能表面的尺寸公差设计自动化的研究
18
作者 孟庆波 于慧君 +2 位作者 黄克正 王卫国 张勇 《工具技术》 北大核心 2006年第5期22-24,共3页
依据产品概念结构设计中的公差进化模型和算法,结合由功能表面组成的功能模式研究了尺寸公差设计。给出了搜索局部尺寸链和全局尺寸链的方法,实现了概念设计阶段的尺寸公差设计的自动化,为以后的详细设计提供了参考。
关键词 功能表面 功能模式 尺寸链 自动化
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石墨烯功能表面润湿特性的研究与发展
19
作者 白清顺 窦昱昊 +2 位作者 沈荣琦 郭万民 郭永博 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期10029-10038,共10页
石墨烯独特的润湿特性使其作为功能材料已经在表面工程领域引起了广泛关注。介绍了石墨烯润湿性的模拟方法,归纳和总结了缺陷结构、表面形貌、表面污染物等因素对石墨烯润湿性的影响规律。在分析石墨烯的润湿透明现象研究观点的基础上,... 石墨烯独特的润湿特性使其作为功能材料已经在表面工程领域引起了广泛关注。介绍了石墨烯润湿性的模拟方法,归纳和总结了缺陷结构、表面形貌、表面污染物等因素对石墨烯润湿性的影响规律。在分析石墨烯的润湿透明现象研究观点的基础上,阐述了润湿透明现象产生的原因,归纳总结了石墨烯润湿透明性方面的研究成果。基于石墨烯和氧化石墨烯的两种不同涂层方式,探讨了石墨烯超疏水表面的构筑方法。根据石墨烯功能表面润湿性的研究与发展现状,提出了石墨烯润湿特性研究需要解决的关键科学问题,并对石墨烯润湿特性的未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 石墨烯 润湿特性 表面特性 功能表面
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基于功能表面的公差表示模型研究
20
作者 张勇 黄克正 高常青 《机床与液压》 北大核心 2006年第3期13-15,共3页
为实现概念结构与公差并行设计,提出了基于功能表面的公差表示模型。以功能表面、功能表面最小基准元等概念为基础,结合面向对象的思想,将现有的公差类型进行合理分类,并对类属性进行了深入研究。经实例验证,该模型能够表示功能表面的... 为实现概念结构与公差并行设计,提出了基于功能表面的公差表示模型。以功能表面、功能表面最小基准元等概念为基础,结合面向对象的思想,将现有的公差类型进行合理分类,并对类属性进行了深入研究。经实例验证,该模型能够表示功能表面的公差信息。 展开更多
关键词 公差表示 公差元 功能表面
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