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高頻低幅振動下細胞塑料培養皿的動力響應分析。細胞是生物體中最基本的單位,可以通過細胞培養技術獲得大量的細胞或其代謝產物。傳統的細胞培養技術要通過準備工作、取材、培養和冷凍及複蘇四個過程,這些過程耗時長、細胞成長率低。隨著科學技術的進步,細胞培養技術取得了巨大的進展。研究發現,在細胞培養階段,機械振動能更好地促進或者抑製細胞的生長,這種方法能有效地克服傳統細胞培養技術耗時長、細胞成長率低的缺點,節省大量人力物力。塑料培養皿中的液體晃動是典型的流固耦合非線性問題,本文基於勢流體理論,采用有限元軟件ADINA對不同充液量的圓柱形細胞塑料培養皿進行仿真分析,模擬細胞培養皿在不同頻率的高頻低幅振動下的瞬態動力響應,進而得到在外界有規律的高頻低幅振動下底部受力、自由液麵、壁麵有效應力等參數的響應規律。首先,在ADINA軟件中建立5種不同充液量的三維圓柱形培養皿模型,模擬培養皿壁麵采用殼單元,模擬液體采用勢流體單元。然後,對空培養皿和不同充液量的模型進行模態分析,提取各培養皿的模態和前10階固有頻率,獲得了隨充液量變化,培養皿固有頻率的變化規律;並將模態分析的結果和文獻結果進行對比,驗證了本文建模方法和仿真結果的合理性。最後,對不同充液量培養皿模型進行加載不同頻率的高頻低幅振動的瞬態響應分析,選取關鍵點對培養皿和培養皿內液體的運動狀態進行描述,得到自由液麵的晃動波高、底部受力和壁麵有效應力等參數的時程曲線,為細胞培養實驗提供相關理論依據和數值模擬預測結果。
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