收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

对称结构在活性粒子浴中的行为研究

王超  
【摘要】:活性物质是当前备受关注的非平衡态系统之一,丰富又独特的性质使活性物质体系极具研究价值和应用前景,比如在微纳米功能器件的设计与制造方面的应用。认识和理解活性物质与微纳米物体之间的相互作用和影响是目前热门的前沿科学课题之。在第一章中,我们从非平衡态现象出发,总结了活性粒子在遇到障碍物或边界以及微纳米物体在活性粒子浴中运动的奇异行为,并从体系的对称性破缺角度出发总结了棘轮等结构自发旋转的原因。第二章介绍了分子动力学模拟方法以及模型。第三章介绍了我们关于结构对称的齿轮在活性粒子浴中运动的研究。我们发现对称的齿轮也可以自发旋转,这一现象和细菌与棘轮的实验相悖。我们探讨了这种不一致结论产生的原因。对称齿轮不会产生空间的不对称性,齿轮长时间自发转动源于活性粒子运动的时间反演对称性破缺和动态空间对称性破缺。我们从活性粒子的旋转扩散系数Dr以及粒子数密度φ两个参数入手,控制活性粒子浴的强弱及偏离平衡态的程度。我们发现对称齿轮在活性粒子浴中会表现出三种转动状态:自发转动态、转向翻转态以及随机摆动态,并在Dr-φ目空间中绘制相图,通过齿轮转速的概率分布进一步对三种转动状态的细节进行分析。我们根据齿轮对活性粒子的整流作用以及活性粒子对齿轮的不对称作用力,总结出活性粒子浴中齿轮能够维持转动方向不变的反馈调节机制。第四章中,我们将对称齿轮固定在活性粒子浴中,发现即便是无法运动的对称结构,也会引导活性粒子产生不对称的密度分布、方向选择性的流分布等非平衡态的行为,最典型的表现为旋转扩散系数足够小且粒子浴密度足够大时齿轮外层形成的活性粒子环流。环流的本质原因在于活性粒子的非平衡性质,会对结构对称的齿轮产生不对称的作用,这可能会引发齿轮由静止到转动的状态变化。此外,我们根据初步的模拟结果简单分析了环流的形成过程,进一步研究将会在今后的工作中展开。在第三、四两章中,我们逐步阐明了活性粒子浴中对称齿轮自发转动的机制,包括自发转动态所需要的活性粒子浴条件、齿轮维持转动方向不变的机制、以及齿轮外层活性粒子团簇自转可能对齿轮产生的影响等等,也找出了齿轮能够自发旋转的原因,即活性粒子在转动齿轮引导下的不对称行为反过来作用于齿轮。在第五章中,我们将齿轮对活性粒子的影响以及活性粒子对齿轮的作用拆成两个问题,通过为齿轮设定不同的旋转速度,讨论不同转速的齿轮如何影响活性粒子的密度分布、流分布,进而分析活性粒子怎样反作用于转动的齿轮。最终,我们得出结论,齿轮在活性粒子浴中的转动存在一个稳定的转速。在此转速之下,活性粒子会起推动作用加速齿轮的旋转。相反,在此速度之上,活性粒子对齿轮转动起阻碍作用,是齿轮转速下降。至此,我们基本上从动力学角度较为全面的明确了齿轮在活性粒子浴中自发稳定旋转的机制。第六章中,我们通过活性粒子浴中的十字结构模型讨论了尺寸对转动状态、转动速度的影响,得到了活性粒子的旋转扩散系数和十字结构尺寸的Dr-R相图,并且发现尺寸R与十字结构转动速度ω之间存在非单调关系。第七章中我们研究了内外都有活性粒子的二维囊泡在活性粒子浴中的形变,发现囊泡会随着活性力增大逐渐从圆形转变为胶囊形,最后形成哑铃形。这部分工作为囊泡的形态控制以及动力学行为研究提供了新的思路。第八章,在总结全文的基础上,对未来的工作进行了展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 岑宇晖;徐进友;王亮;丑述铭;白溢文;;基于模态分析的裂纹齿轮特征识别[J];机械工程师;2020年01期
2 杨益飞;陆春元;黄海洋;孙春华;胡德霖;;磁齿轮复合电机系统及其关键优化方法综述[J];微电机;2019年12期
3 王笑一;;齿轮整体误差测量的基础理论及其应用研究[J];机械工程学报;2018年02期
4 姚莹莹;;《齿轮之心》[J];成才与就业;2018年Z1期
5 孔晓冬;;劳动最光荣[J];投资北京;2018年05期
6 包广清;侯晨晨;;一种新型永磁齿轮的性能分析与参数优化[J];仪表技术;2017年02期
7 杨园园;;喷丸强化工艺及对齿轮的影响[J];科技创新与应用;2016年34期
8 刘美钧;包广清;候晨晨;左正璞;刘明敏;;磁场调制型磁齿轮动态性能分析[J];机械传动;2017年03期
9 李盼;禹翼;;基于图像处理的齿轮缺陷检测[J];黑龙江科技信息;2017年08期
10 王白王;谭晓明;马鹏;;球齿轮在车载雷达中的应用分析[J];科技与创新;2017年10期
11 张钰婷;邵勇;顾桂鹏;昝鹏;;基于机器视觉的齿轮缺陷检测方法研究[J];工业控制计算机;2017年07期
12 刘娇;;《齿轮》[J];大众文艺;2017年11期
13 李莎;;磁场调制型磁齿轮有限元分析[J];电气开关;2017年04期
14 覃开文;;球磨机齿轮磨损及对策研究[J];信息记录材料;2017年09期
15 姜铁男;;浅议汽车修理中的齿轮技术[J];科技展望;2015年32期
16 张洋;;焊接式齿轮箱体的生产加工工艺及其质量控制策略[J];科技与企业;2016年10期
17 周长会;;齿轮常见失效原因及其维修方法分析[J];科技创新与应用;2016年21期
18 薛开震;;也谈定时齿轮记号破坏后的装复[J];农业机械资料;1977年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 罗静彦;;浅析数学模型在铸造齿轮仿真设计中的应用[A];2017冶金企业管理创新论坛论文集[C];2017年
2 张君青;谢鹏程;丁玉梅;杨卫民;;微分系统高效成型微型齿轮的实验研究[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题K 高分子加工[C];2015年
3 冯凯;毕强;程苗苗;;静态偏心对磁齿轮性能的影响[A];2013年中国电机工程学会年会论文集[C];2013年
4 刘积涵;马先贵;王绍任;;对鞍钢齿轮润滑用油低粘化通用化的探讨[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集(上册)[C];1992年
5 马先贵;丁津原;杨文通;夏延秋;;重型齿轮的康复理论与技术研究[A];中国机械工程学会摩擦学分会润滑技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2000年
6 吴振平;郭建军;孔岸;;如何评价和鉴定煤机齿轮质量[A];陕西省煤炭工业科技成果评估探讨论文集[C];2004年
7 杜世勤;章跃进;江建中;;新型磁齿轮原理及其应用[A];第十一届中国小电机技术研讨会论文集[C];2006年
8 高立新;;齿轮状态监测与诊断[A];首届冶金行业设备状态监测与诊断技术案例高级培训教材[C];2015年
9 马先贵;丁津原;杨文通;杨景培;刘积涵;;工业齿轮用油第二次更新换代与选油方法的重建[A];第六届全国摩擦学学术会议论文集(下册)[C];1997年
10 窦永友;谭英;;螺旋伞齿轮在高速棒材连轧厂的应用[A];中国金属学会第一届青年学术年会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王超;对称结构在活性粒子浴中的行为研究[D];苏州大学;2019年
2 肖伟中;齿轮硬化层疲劳剥落强度研究与应用[D];机械科学研究总院;2016年
3 冯伟;基于摩擦学与动力学的齿轮系统故障诊断相关性研究[D];华南理工大学;2010年
4 汤洁;齿轮双面啮合多维测量理论及技术研究[D];北京工业大学;2009年
5 杜世勤;新型磁齿轮复合电机的设计研究[D];上海大学;2010年
6 李祥林;基于磁齿轮原理的场调制永磁风力发电机及其控制系统研究[D];东南大学;2015年
7 王奇斌;误差齿廓齿轮系统动力学特性研究及疲劳可靠性分析[D];东北大学;2015年
8 石莹;基于摩擦学的机车牵引齿轮力学性能研究[D];大连交通大学;2013年
9 吕尤;网格型仿生表面形态汽车齿轮抗疲劳性能研究与数值模拟[D];吉林大学;2012年
10 喻立;新型变齿厚齿轮侧隙控制方法研究[D];重庆大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 钟庆珊;齿轮热装配技术研究[D];吉林大学;2011年
2 张宇驰;基于机器视觉的齿轮图像拼接算法研究[D];沈阳工业大学;2017年
3 蔺志敏;基于机器视觉齿轮微观缺陷检测技术研究[D];昆明理工大学;2016年
4 陶雪娟;基于摩擦动力学的齿轮力学性能研究[D];大连交通大学;2014年
5 陆国;齿轮测绘的最优化方法研究及其系统实现[D];北京交通大学;2010年
6 单紫薇;基于机器视觉测量的齿轮图像边界提取算法研究[D];沈阳工业大学;2017年
7 马威;基于试验与数值模拟技术的齿轮弯曲疲劳特性研究[D];机械科学研究总院;2016年
8 胡兆东;基于啮合动力学的齿轮修形研究及应用[D];东南大学;2016年
9 孙玉明;超大型齿轮磨损后智能修复方法的研究[D];辽宁科技大学;2014年
10 王飞;电动汽车轮边减速器齿轮搅油损失研究与分析[D];安徽理工大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 张全;带动俄欧“前进齿轮”?[N];解放日报;2020年
2 本报首席记者 陈钧 实习生 唐璨;秋田齿轮 凭借“六字信念”成国内行业冠军[N];重庆日报;2018年
3 本报记者 赵祎多;创博科技:齿轮测量业耀眼新星[N];黑龙江经济报;2019年
4 中国工业报实习记者 张妍;齿轮产业亟待升级 研发新技术要抓机遇[N];中国工业报;2019年
5 贵州日报当代融媒体记者 张凌;“飞得最高的齿轮”见证“老三线”新辉煌[N];贵州日报;2019年
6 李楠;秋田齿轮党建这样“活”起来[N];中华工商时报;2019年
7 吴琳 本报驻大连记者站记者 杜佳 大连理工大学党委宣传部新闻中心记者;王立鼎的齿轮人生[N];光明日报;2019年
8 本报记者 赵天清 高雅敏 通讯员 张建明;解读“大同齿轮”创新密码[N];大同日报;2018年
9 记者 朱晟;克林贝格公司:齿轮加工业的世界领导者[N];经济参考报;2018年
10 撰稿 宫学萍;与自己的齿轮较劲[N];中国青年报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978