| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第14-28页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第14-15页 |
| 1.2 摇动式生物反应器的研究现状 | 第15-23页 |
| 1.2.1 摇动式生物反应器的特性 | 第15-21页 |
| 1.2.2 摇动式生物反应器的结构 | 第21-23页 |
| 1.3 生物反应器中的流体测速技术 | 第23-25页 |
| 1.4 生物反应器中的计算流体力学仿真技术 | 第25-26页 |
| 1.5 研究现状分析及存在的问题 | 第26-27页 |
| 1.6 本文的主要研究内容 | 第27-28页 |
| 第2章 摇动式生物反应器研究的理论与实验基础 | 第28-48页 |
| 2.1 引言 | 第28页 |
| 2.2 摇动式生物反应器内流体运动仿真的基础理论模型 | 第28-32页 |
| 2.2.1 流体变量传递的输运方程 | 第29页 |
| 2.2.2 封闭流速计算的湍流模型 | 第29-31页 |
| 2.2.3 追踪自由液面的多相流模型 | 第31-32页 |
| 2.3 计算流域的网格划分策略 | 第32-34页 |
| 2.3.1 圆柱型壁面结构的网格划分 | 第32-33页 |
| 2.3.2 螺旋挡板壁面结构的网格划分 | 第33-34页 |
| 2.4 反应器壁面运动规律在仿真中的实现 | 第34-40页 |
| 2.4.1 动网格法的运动加载方式 | 第34-36页 |
| 2.4.2 动量源项法的运动加载方式 | 第36-38页 |
| 2.4.3 重力矢量法的运动加载方式 | 第38-39页 |
| 2.4.4 三种运动加载方法的计算效果对比 | 第39-40页 |
| 2.5 摇动式生物反应器关键特性参数测定的实验平台 | 第40-47页 |
| 2.5.1 PIV流体测速实验 | 第41-42页 |
| 2.5.2 自由液面捕捉实验 | 第42-43页 |
| 2.5.3 混合时间测定实验 | 第43-44页 |
| 2.5.4 传氧系数测定实验 | 第44-45页 |
| 2.5.5 局部功耗测定实验 | 第45-46页 |
| 2.5.6 细胞悬浮培养实验 | 第46-47页 |
| 2.6 本章小结 | 第47-48页 |
| 第3章 摇动式生物反应器流动特性的研究 | 第48-68页 |
| 3.1 引言 | 第48-49页 |
| 3.2 关键模型参数的确立 | 第49-55页 |
| 3.2.1 时间步长的优化 | 第49-50页 |
| 3.2.2 网格数量的优化 | 第50-52页 |
| 3.2.3 湍流模型的优化 | 第52-54页 |
| 3.2.4 速度场仿真结果的初步分析 | 第54-55页 |
| 3.3 摇动式生物反应器内流动特性的影响因素 | 第55-60页 |
| 3.3.1 溶液体积的影响 | 第55-56页 |
| 3.3.2 转速的影响 | 第56-57页 |
| 3.3.3 罐体壁面结构的影响 | 第57-60页 |
| 3.4 “失相位”培养条件的判定方法 | 第60-63页 |
| 3.5 摇动式生物反应器缩小模型的研究 | 第63-66页 |
| 3.5.1 2000 L反应器的缩小模型建立 | 第63-65页 |
| 3.5.2 2000 L反应器和其缩小模型(4L)的速度场对比 | 第65页 |
| 3.5.3 2000 L反应器和其缩小模型(4L)的细胞培养结果对比 | 第65-66页 |
| 3.6 本章小结 | 第66-68页 |
| 第4章 摇动式生物反应器混合特性的研究 | 第68-83页 |
| 4.1 引言 | 第68页 |
| 4.2 混合时间的仿真和实验研究 | 第68-77页 |
| 4.2.1 “瞬态法”仿真策略的确立 | 第68-73页 |
| 4.2.2 “动态冻结法”仿真策略的确立 | 第73-74页 |
| 4.2.3 混合时间的影响规律 | 第74-77页 |
| 4.3 细胞悬浮培养条件的研究 | 第77-82页 |
| 4.3.1 细胞悬浮培养实验 | 第78页 |
| 4.3.2 细胞悬浮判定方法的建立 | 第78-80页 |
| 4.3.3 细胞悬浮判定方法的验证 | 第80-82页 |
| 4.4 本章小结 | 第82-83页 |
| 第5章 摇动式生物反应器氧气传输特性的研究 | 第83-95页 |
| 5.1 引言 | 第83页 |
| 5.2 氧气传输特性的影响规律 | 第83-89页 |
| 5.2.1 溶液体积的影响 | 第84-87页 |
| 5.2.2 转速的影响 | 第87-89页 |
| 5.3 kLa预测模型的确立 | 第89-91页 |
| 5.4 传氧效率临界值的研究 | 第91-94页 |
| 5.5 本章小结 | 第94-95页 |
| 第6章 摇动式生物反应器细胞损伤特性的研究 | 第95-109页 |
| 6.1 前言 | 第95页 |
| 6.2 反应器功耗的研究 | 第95-101页 |
| 6.2.1 反应器功耗仿真计算方法的确立 | 第95-96页 |
| 6.2.2 反应器功耗影响因素的曲面响应分析 | 第96-101页 |
| 6.3 湍流损伤的研究 | 第101-103页 |
| 6.3.1 湍流特征尺度的仿真计算 | 第101-102页 |
| 6.3.2 湍流特征尺度与细胞损伤的定量关系 | 第102-103页 |
| 6.4 流体剪切力的研究 | 第103-108页 |
| 6.4.1 反应器内流体剪切力的分布 | 第103-104页 |
| 6.4.2 溶液体积和转速对剪切力分布的影响 | 第104-106页 |
| 6.4.3 剪切力临界值的研究 | 第106-108页 |
| 6.5 本章小结 | 第108-109页 |
| 结论 | 第109-111页 |
| 参考文献 | 第111-120页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第120-122页 |
| 致谢 | 第122-123页 |
| 个人简历 | 第123页 |
