本文關(guān)鍵詞：層流水槽中藻細(xì)胞輸運(yùn)及附著實(shí)驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國(guó)提出向深遠(yuǎn)海發(fā)展的目標(biāo),涉海工程必將飛速發(fā)展。涉海工程設(shè)備受海洋生物附著的問題將更加嚴(yán)峻。解決此類問題的起點(diǎn)在于研究浮游動(dòng)植物進(jìn)出并駐留物體表面的機(jī)制,即近壁區(qū)域,特別是邊界層附近海洋浮游生物的輸運(yùn)規(guī)律,以及受壁面結(jié)構(gòu)的影響。解決問題的關(guān)鍵除了顆粒物質(zhì)輸運(yùn),還需要耦合生物體本身的水動(dòng)力學(xué)特性以及生物運(yùn)動(dòng)的特征。本研究就解決上述問題建立了實(shí)驗(yàn)研究的系統(tǒng)和方法。主要內(nèi)容包括：以圓篩藻細(xì)胞為模型浮游生物,運(yùn)用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行定量的實(shí)驗(yàn)觀測(cè),以期獲得藻細(xì)胞在設(shè)定流動(dòng)結(jié)構(gòu)中的輸運(yùn)規(guī)律。主要內(nèi)容和結(jié)果如下：(1)建立符合流體力學(xué)理論的層流水槽實(shí)驗(yàn)室模型,并綜合考慮生物實(shí)驗(yàn)和光學(xué)測(cè)量的要求。所建立的層流水槽可以實(shí)現(xiàn)對(duì)均勻流動(dòng)和近壁區(qū)流動(dòng)的模擬。雷諾數(shù)239。實(shí)驗(yàn)觀測(cè)截面尺寸為350mm x 30mm x 20mm,邊界層厚度約3mm,遠(yuǎn)大于藻細(xì)胞直徑50um。(2)建立數(shù)字全息圖像測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)三維流場(chǎng)內(nèi)顆粒/藻細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的定量測(cè)量和分析。根據(jù)選用鏡頭的不同,觀測(cè)體積分別為3mm x 3mm x 20mm和6mm x 6mm x 20mm。采樣頻率150Hz。(3)分別通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究定量測(cè)量50um的示蹤顆粒與圓篩藻細(xì)胞在不同的流動(dòng)區(qū)域的輸運(yùn),包括空間定位,位移,速度,軌跡形狀等。記錄和識(shí)別圓篩藻的姿態(tài)變化過(guò)程并與背景流場(chǎng)性質(zhì)相結(jié)合。(4)圓篩藻的密度大于背景海水樣品,在低速輸運(yùn)過(guò)程中憑借重力向壁面接近。在均勻流動(dòng)中的軌跡為線性,而在近壁區(qū)速度梯度場(chǎng)內(nèi)的軌跡為曲線。姿態(tài)變化較明顯。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字全息 層流水槽 圓篩藻 輸運(yùn)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q949.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1. 前言10-20
• 1.1 研究意義10-13
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 與生物行為有關(guān)的環(huán)境流場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)室模擬13-15
• 1.2.2 浮游生物運(yùn)動(dòng)測(cè)量技術(shù)(粒子圖像測(cè)速技術(shù)(PIV))發(fā)展過(guò)程15
• 1.2.3 邊界層顆粒的輸運(yùn)進(jìn)展15-16
• 1.3 模型浮游生物的選取16-18
• 1.4 本文研究目的及主要內(nèi)容18-20
• 1.4.1 本文研究目的與內(nèi)容18-19
• 1.4.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 2. 實(shí)驗(yàn)所用基本原理簡(jiǎn)介20-31
• 2.1 流體的運(yùn)動(dòng)表示方法20-22
• 2.2 邊界層流動(dòng)規(guī)律22-24
• 2.3 數(shù)字全息技術(shù)24-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 3. 層流背景流場(chǎng)的產(chǎn)生和校準(zhǔn)31-39
• 3.1 層流流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)31
• 3.2 水槽試驗(yàn)段的設(shè)計(jì)31-34
• 3.3 流動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的選擇34-35
• 3.4 水槽流動(dòng)的理論模型與數(shù)值模擬35-37
• 3.5 層流水槽系統(tǒng)的流動(dòng)測(cè)量與穩(wěn)定性校核37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 4. 示蹤顆粒水槽流動(dòng)輸運(yùn)規(guī)律39-48
• 4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備39
• 4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)過(guò)程39-41
• 4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理41-47
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的提取與初步處理41-42
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與三維流場(chǎng)模型的建立42-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 5. 圓篩藻在層流水槽中輸運(yùn)規(guī)律48-61
• 5.1 圓篩藻的水力學(xué)特性48-50
• 5.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備與實(shí)驗(yàn)過(guò)程50-52
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備50-52
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程52
• 5.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提取與處理52-54
• 5.3.1 圓篩藻的全息再現(xiàn)52-53
• 5.3.2 圓篩藻的形態(tài)測(cè)量53-54
• 5.4 圓篩藻輸運(yùn)規(guī)律54-60
• 5.4.1 流場(chǎng)中心區(qū)域的圓篩藻54-56
• 5.4.2 邊界層附近區(qū)域的圓篩藻56-58
• 5.4.3 圓篩藻在壁面的滑移58-59
• 5.4.4 圓篩藻在水槽中輸運(yùn)總結(jié)59-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 6. 文章總結(jié)與展望61-63
• 6.1 本文總結(jié)61
• 6.2 展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 致謝66-67
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷67

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本文編號(hào)：497169