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液滴撞击固体球面行为特性的数值研究被引量：4: 2012年; 基于VOF理论,建立单个液滴撞击球面基板的模型,并分析液滴的运动、射流、弛豫和平衡四个阶段的形态变化。对液滴正向撞击球面的过程进行数值模拟,重点研究冲击速度、球面直径、表面张力和粘度对液滴沉积行为的影响。结果表明,增加撞击速度,最大铺展直径增加,最小铺展厚度减小;增加球面直径,最大铺展直径增加,最小铺展厚度增加;超过一定粘度后,增加粘度系数,最大铺展直径减小,最小铺展厚度增加;增加表面张力系数,最大铺展直径减小,最小铺展厚度增加。在碰撞初期,铺展厚度以碰撞速度线性递减。当速度过大、球面直径或表面张力过小,会导致液膜出现中心局部破裂现象。; 汪焰恩周金华秦琰磊李鹏林杨明明韩琴王月波魏生民; 关键词：液滴球面粘度

基于离散单元法的人工骨材料微观结构研究: 2012年; 人工骨支架的孔隙率是影响体液在人工骨内部循环和细胞在内部生长能力的重要参数.利用离散单元法分析人工骨支架制备过程中羟基磷灰石微球的堆积过程,根据每一时刻各颗粒间的相互作用计算接触力,再运用牛顿第二定律计算单元的运动参数,从而实现对运动情况的预测.在颗粒的碰撞过程中,运动的颗粒必然趋于稳定,最终计算出稳定状态下人工骨支架的孔隙率和配位数.利用掺杂可溶解生物微球的方法调节人工骨支架的孔隙率和配位数,对人工骨支架孔隙率进行控制,实现了按照个体差异制备人工骨支架.对比前人晶格理论计算人工骨孔隙率的方法,验证了晶格理论的可行性,同时也体现了离散单元法的准确性.; 韩琴汪焰恩魏生民魏庆华; 关键词：孔隙率配位数离散单元法

基于离散单元法多孔陶瓷微球骨支架的微观结构分析: 2013年; 人工骨支架的孔隙率是评价体液在人工骨内部循环和细胞生长能力的重要参数,利用离散单元法分析模拟人工骨支架制备过程中HA微球的堆积过程,实现了对堆积内部微观情况的预测。本文以PFC3D软件为平台对HA石微球人工骨支架的微观结构进行了模拟仿真,从而通过改变HA微球和可速溶性小球的数量比及半径值,实现孔隙率可控,得出配位数为6时,HA微球人工骨支架的孔隙率为0.59,在满足力学性能的条件下,与人骨组织的孔隙率最为接近。; 魏庆华汪焰恩杨明明魏生民; 关键词：羟基磷灰石孔隙率配位数离散单元法

HA／PLA复合材料界面相互作用及其力学性能的MD模拟被引量：11: 2013年; 基于HA/PLA复合材料可以在很大程度上实现HA与PLA两者的优势互补,有望成为一种理想的骨替换材料。运用分子动力学(MD)方法,从分子理论的角度研究了羟基磷灰石(HA)的3个晶面(001)、(100)、(110)分别与聚乳酸(PLA)相互作用后混合体系的结合能,并对(110)晶面径向分布函数和力学性能进行了计算分析。结果表明,3晶面所对应结合能大小为HA(110)>HA(100)>HA(001);其相互作用主要源自PLA中的O原子分别与HA中的H原子形成的氢键以及Oa1—Ca之间形成了离子键;PLA组分能够对HA的力学性能起到明显的加强作用,且HA/PLA混合体系在各个方向的力学性能较单组分HA更为接近,从而克服了因材料各向异性而导致的缺陷。; 魏庆华汪焰恩杨明明魏生民; 关键词：分子动力学结合能径向分布函数力学性能

人工骨支架结构设计与实现被引量：6: 2012年; 人工骨支架的微细结构影响移植后支架的降解和重构,支架孔隙分布、孔隙率大小决定了毛细血管的长入速度,同时也影响生物支架是否可以成活.利用分形理论对人体骨微观结构进行了分形特性描述,并提出建立人体骨微孔结构知识库的思想,研究了知识库和分形理论在人工骨支架微观结构设计中的应用,给出了一种人工骨支架微细结构三维建模设计方法,使人工骨支架更加符合人体骨的力学和生物学的要求,提高人工骨移植的成功率.; 王月波汪焰恩魏生民杨明明; 关键词：分形维数孔隙率三维建模

基于三维打印骨支架制备及其性能被引量：4: 2013年; 利用三维打印(3DP)成型技术制备了羟基磷灰石(HAP)支架与混合壳聚糖(CS)的HAP-CS复合支架,并用Ⅰ型胶原蛋白(Collagen TypeⅠ)对HAP-CS支架进行了改性处理;通过抗压强度实验、孔隙率测定、微观形貌观察、亲水性及碱性磷酸酶(ALP)活性检测实验研究了所制备支架性能。结果表明添加CS可提高HAP支架抗压强度74.5%,但未降低支架孔隙率;经Collagen Type I改性的HAP-CS支架的亲水性有显著提高,ALP活性检测结果显示Collagen TypeⅠ可提高细胞骨化能力。综上,本研究所制备的HAP-CS改性支架具有良好的性能及生物活性,可用于骨缺损修复研究。; 汪焰恩潘飞龙杨明明; 关键词：壳聚糖 I型胶原蛋白

聚乙烯醇与羟基磷灰石相互作用的理论分析被引量：3: 2014年; 为了研究聚乙烯醇在羟基磷灰石晶面上形成的相互作用,文中运用分子动力学方法,从分子理论的角度研究了羟基磷灰石(HA)的(001)、(100)、(110)晶面分别与含不同单元体数(40、80、120)聚乙烯醇相互作用后混合体系的结合能,并对(110)晶面径向分布函数和力学性能进行了计算分析和比较。结果表明,3个晶面所对应结合能大小为HA(110)>HA(100)>HA(001),同时结合能的大小和混合体系的力学性能在一定范围内会随着聚乙烯醇所含单体数的增加而增加,但当单体数达到一定值后结合能与力学性能反而会下降,这与单组分间是否形成有效接触有关;其相互作用主要源自PVA中的O原子分别与HA中的H原子形成的氢键以及Oa-Ca之间形成了离子键。; 汪焰恩魏庆华杨明明魏生民; 关键词：聚乙烯醇羟基磷灰石分子动力学结合能力学性能径向分布函数

快速成形中PAN基碳纤维/HA力学性能模拟研究被引量：3: 2013年; 在人工骨支架增材制造过程中,为了制造出具有不同力学性能的人造骨支架适合不同病患,提出利用分子动力学(Molecular dynamics,MD)模拟方法,研究所用基体复合材料(聚丙烯腈(Poly acrylonitrile,PAN)基碳纤维和羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA))表面之间的相互作用及力学性能。分别在原子模拟凝聚相优化分子势能力场(Condensed-phase optimized molecular potentials for atomistic simulation studies,COMPASS)和通用力场(Universal force field,UFF)下,对比计算HA和PAN基碳纤维/HA的力学性能,并比较其弹性模量和泊松比,证明羟基磷灰石是一种各向异性材料,并给出羟基磷灰石中添加PAN基碳纤维可以有效改善其力学性能。针对沿不同剪切方向上的PAN基碳纤维/羟基磷灰石进行动力学计算,表明在不同的力场下,羟基磷灰石均是在沿(110)剪切面上与聚丙烯腈纤维产生的结合能值较大。结合径向分布函数分析,揭示了PAN/HA复合材料主要是通过PAN中的N原子与HA表面发生强作用,从而提高PAN/HA基体力学性能。; 汪焰恩李鹏林杨明明魏生民; 关键词：PAN基碳纤维羟基磷灰石结合能力学性能

压力波型态对液滴压电喷射行为影响的数值研究被引量：3: 2012年; 为了观察压力波形态对液滴压电喷射行为的影响.基于Bogy的压力波传递理论,简化了压电喷射模型,对水滴在不同压力波形态下的压电喷射过程进行了数值仿真,并对水滴的变形过程进行了分析.分别探讨了电压脉冲大小与宽度对水滴喷射行为的影响.结果表明随着电压脉冲大小和宽度的增加,液滴直径增加,而液滴喷射速度先增加后减少.通过合理的控制电压脉冲大小与宽度,可以有效的控制好压电喷射液滴的直径与速度.; 周金华汪焰恩魏生民秦琰磊李鹏林杨明明韩琴王月波; 关键词：收缩管压力波

快速成型中胶黏剂与羟基磷灰石粘结行为研究: 2014年; 在羟基磷灰石多孔支架快速成型制造过程中,为了制造出不易发生断裂的骨支架模型,利用分子动力学模拟方法分别对α?氰基丙烯酸正丁酯和α?氰基丙烯酸正辛酯与羟基磷灰石表面之间的胶粘行为进行研究,重点对其结合能进行了对比,并对羟基磷灰石不同表面的原子密度进行了比较.研究结果表明:在羟基磷灰石(100)、(110)和(111)三个不同剪切面中,聚丙烯酸正丁酯和聚丙烯酸正辛酯均与羟基磷灰石(110)剪切面有较大的结合能;聚丙烯酸正辛酯与羟基磷灰石表面的粘结强度大于聚丙烯酸正丁酯与羟基磷灰石表面的粘结强度.羟基磷灰石多孔陶瓷材料沿(110)方向与粘结剂之间的粘结更稳固,不易产生裂缝及断裂等现象.; 李鹏林汪焰恩秦琰磊魏生民魏庆华; 关键词：羟基磷灰石结合能聚丙烯酸酯模拟计算

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陕西省自然科学基金(2011JQ7005)

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机构

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