检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学（E辑） 2008年第11期38卷 1836-1849页

作者：赵海波郑楚光华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074

构建了"异数目权值虚拟颗粒群策略"和"异数目权值虚拟颗粒凝并准则",在事件驱动MC的框架下描述数目权值不等的虚拟颗粒之间的凝并事件,并发展"常数目方案"和"阶梯式常数目方案"来保持虚拟颗粒... 详细信息

构建了"异数目权值虚拟颗粒群策略"和"异数目权值虚拟颗粒凝并准则",在事件驱动MC的框架下描述数目权值不等的虚拟颗粒之间的凝并事件,并发展"常数目方案"和"阶梯式常数目方案"来保持虚拟颗粒数目在凝并动力学过程中保持在一定范围之内,且保持计算区域体积不变.该方法被命名为事件驱动常体积(EDCV)法.通过与多种主流MC的定量比较,证明EDCV法达到甚至超过了其他随机方法所表现的计算精度和计算效率.

关键词：颗粒群平衡模拟随机算法凝并颗粒尺度分布

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柴油燃料燃烧碳烟颗粒生成机理与演变规律的试验和数值研究

柴油燃料燃烧碳烟颗粒生成机理与演变规律的试验和数值研究

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作者：陈亮华中科技大学

学位级别：博士

排入大气中的纳米级尺寸的超细颗粒物质量虽然只占总排放量的约10%,但数量占总数量浓度的90%,呈现典型的弥散性,这些数量浓度较高的可吸入超细颗粒物长期悬浮于大气中而不沉降,对人类身体健康的危害非常大,而最主要的碳烟颗粒物污染源... 详细信息

排入大气中的纳米级尺寸的超细颗粒物质量虽然只占总排放量的约10%,但数量占总数量浓度的90%,呈现典型的弥散性,这些数量浓度较高的可吸入超细颗粒物长期悬浮于大气中而不沉降,对人类身体健康的危害非常大,而最主要的碳烟颗粒物污染源是柴油发动机。因此,研究柴油燃料燃烧过程中碳烟颗粒物的排放特性和尺寸分布的演化机理对深入理解碳烟颗粒的生成规律和控制碳烟排放具有重大的理论和现实意义。首先,本文提出了一种详细碳烟模型,包括详细的化学反应机理与唯象的半经验碳烟模型,气相化学动力学部分采用的是正庚烷和甲苯混合燃料的详细化学反应机理,颗粒动力学部分,考虑了颗粒成核、表面反应、凝并、氧化和PAH沉积效应对碳烟颗粒成长过程和尺寸分布的影响作用。通过与光学发动机和单缸柴油机试验数据的对比验证碳烟模型的有效性和准确性,对柴油燃料燃烧的碳烟生成特性进行了研究和分析。结果表明：在燃烧初期碳烟颗粒物的数密度和尺寸显著增加,在燃烧后期逐渐收敛于某一稳定值；燃烧初期,烃燃料裂解聚合形成大数量的小直径碳烟颗粒；燃烧中期,缸内存在较大数量的大直径碳烟颗粒；在燃烧后期,缸内碳烟颗粒尺寸分布范围趋于稳定,颗粒数浓度最大的分布范围在5-20nm之间。其次,基于颗粒群平衡模拟的理论方法,建立描述柴油燃料碳烟颗粒群尺寸分布函数演变过程的颗粒群平衡方程,将已有的详细化学反应机理和基于颗粒群平衡理论的碳烟模型进行耦合,建立直接模拟Monte Carlo算法的数值计算平台,求解颗粒群平衡方程,获得柴油燃料燃烧过程中碳烟颗粒群尺寸分布函数的时空演变过程详细信息。结果表明：在燃烧反应的初期颗粒成核开始发生,其反应速率随反应时间的增长呈先增长后缓慢下降的趋势；C2H2吸附和芘分子的凝结反应速率同样是随燃烧反应的继续先增长后缓慢下降,C2H2吸附的反应速率较大,促进了颗粒的生长和较大颗粒的生成；OH的氧化速率随反应时间的增长呈先增加后逐渐下降的趋势。第三,采用激光诱导炽光法和高速摄影技术,在高温高压定容燃烧弹试验台架上对柴油燃料燃烧过程中碳烟颗粒生成的实时分布进行测量,研究在不同初始环境压力、温度和燃油喷射压力下油气的混合和燃烧特性对碳烟生成的影响规律。结果表明：环境温度和密度增高,其对应的平均LⅡ信号强度较强,即碳烟体积分数较大；在相同初始环境温度和压力条件下,随着燃油喷射压力的升高,平均LⅡ信号强度逐渐减小,即对应的碳烟生成量逐渐减少。以一台涡轮增压重型柴油机为研究对象,研究包括EGR率、预喷油正时、预喷油量比例和后喷正时对燃烧、排放和经济性能的影响,同时,采用内窥镜技术对柴油机缸内的火焰图像进行采集,并且通过双色法计算得到碳烟颗粒场分布图像。结果表明：随着EGR率的增大,预混燃烧反应变弱,主喷燃油的燃烧着火时刻逐渐延迟,生成的碳烟颗粒较多；预喷正时较大时碳烟颗粒生成较少,预喷燃烧特征是出现不发光火焰；在预喷油量较大的工况下,可见明显的预喷燃烧火焰,不同预喷油量工况下碳烟浓度较高的区域均集中在喷束下游的中心区域,此区域同时也是燃料富集区,碳烟浓度分布沿着燃烧室凹坑边缘向底部区域发展,碳烟浓度呈逐渐减少的趋势。

关键词：碳烟颗粒物柴油机详细碳烟模型颗粒群平衡模拟激光诱导炽光法多次喷射

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燃煤痕量元素迁移转化机理及细微颗粒物中富集规律的研究

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太原理工大学学报 2010年第5期41卷 651-656页

作者：郑楚光华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074

采用量子化学理论、离散系统动力学、地质学和矿物学理论,以及重金属在线监测多种理论和方法综合,从宏观特性到分子层面、从定性研究到定量描述,系统地研究了煤燃烧过程中痕量元素迁移转化机理及细微颗粒物中富集规律。得出了痕量元素... 详细信息

采用量子化学理论、离散系统动力学、地质学和矿物学理论,以及重金属在线监测多种理论和方法综合,从宏观特性到分子层面、从定性研究到定量描述,系统地研究了煤燃烧过程中痕量元素迁移转化机理及细微颗粒物中富集规律。得出了痕量元素与矿物质间的亲和特性;发现了汞氧化的一个新的反应通道:Hg0→HgO→HgCl→HgCl2;发展了一种新颖的基于电感耦合等离子体技术的气相痕量元素的在线测量方法,并对燃烧烟气中的重金属浓度进行在线分析;揭示了细微颗粒物中痕量元素的富集规律;采用颗粒群平衡模拟(PBM)定量描述PM的时间和/或空间演变过程;以期为细微颗粒物和痕量有害物质的减排提供理论指导和技术支撑。

关键词：痕量元素细微颗粒物量子化学颗粒群平衡模拟煤燃烧

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雾天气向霾天气转化时气溶胶颗粒物的动力学特性

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气象与环境学报 2012年第2期28卷 91-96页

作者：丁珏刘义李家骅张宝亮王庆涛上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072

针对自然界中雾天气向霾天气转化的现象,提出建立和发展雾环境气溶胶颗粒物多效应的动力学模型。基于离散系统的颗粒群平衡方程和多重Monte Carlo算法,分别对雾形成阶段(凝并、冷凝和成核3个动力学事件占主导),雾发展阶段(凝并、破碎、... 详细信息

针对自然界中雾天气向霾天气转化的现象,提出建立和发展雾环境气溶胶颗粒物多效应的动力学模型。基于离散系统的颗粒群平衡方程和多重Monte Carlo算法,分别对雾形成阶段(凝并、冷凝和成核3个动力学事件占主导),雾发展阶段(凝并、破碎、沉积和成核4个动力学事件占主导)和雾消散阶段(破碎、蒸发和沉积3个动力学事件占主导)气溶胶颗粒物平均体积、颗粒数目随时间的演变过程进行研究。结果表明:气溶胶颗粒物的初始体积尺度为1,经过雾的生命周期进入消散阶段时,尺度为0.0156的细小气溶胶颗粒数迅速增加,1000 s时间已发展至初始值的8.12倍。研究结果解释了自然界中雾天气向霾天气转化的过程和物理机制。

关键词：雾霾天气气溶胶颗粒群平衡模拟动力学特性多重MonteCarlo算法

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静电增强湿式除尘器的优化运行分析

静电增强湿式除尘器的优化运行分析

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2006中国工程热物理学会燃烧学学术会议

作者：赵海波郑楚光华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074

利用颗粒和液滴间的静电吸引力可以大幅度提高传统湿式重力喷淋除尘器的除尘性能.本文着重分析液滴荷电而颗粒不荷电的静电增强湿式除尘器,考虑布朗扩散、拦截、惯性碰撞和静电捕集(镜像力控制下的荷电液滴洗涤效应)等四种除尘机理.利... 详细信息

利用颗粒和液滴间的静电吸引力可以大幅度提高传统湿式重力喷淋除尘器的除尘性能.本文着重分析液滴荷电而颗粒不荷电的静电增强湿式除尘器,考虑布朗扩散、拦截、惯性碰撞和静电捕集(镜像力控制下的荷电液滴洗涤效应)等四种除尘机理.利用事件驱动常体积法描述了典型工况中该除尘器中三峰分布的烟尘颗粒群的尺度分布函数的动力学演变过程,并通过分析捕集速率(沉积核)的方式对该除尘器的运行优化进行了分析,发现含尘气流输运速度越大,液滴喷射速度越大,液滴几何标准尺度和几何标准偏差越小,液滴荷质比越高,液气比越大,越有利于可吸入颗粒物的高效脱除.

关键词：湿式除尘器颗粒群平衡模拟可吸入颗粒物除尘性能静电捕集电站锅炉

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二次气溶胶成核、破碎及碰撞凝并过程的动力学及光学性质

二次气溶胶成核、破碎及碰撞凝并过程的动力学及光学性质

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2016年全国环境力学学术研讨会

作者：丁珏李家骅陈永杰翁培奋上海大学上海市应用数学与力学研究所

二次气溶胶形成、碰撞凝并及破碎是雾爆发性增强阶段离散相的主要动力学过程。文中基于颗粒群平衡方程和Mie理论,采取加权蒙特卡洛方法,自行开发了Fortran程序,数值研究了二次气溶胶的成核与长大;数值讨论雾爆发性增强阶段雾滴谱拓宽、... 详细信息

二次气溶胶形成、碰撞凝并及破碎是雾爆发性增强阶段离散相的主要动力学过程。文中基于颗粒群平衡方程和Mie理论,采取加权蒙特卡洛方法,自行开发了Fortran程序,数值研究了二次气溶胶的成核与长大;数值讨论雾爆发性增强阶段雾滴谱拓宽、能见度降低的机理,分析湍流输运和颗粒局部聚集效应下颗粒间的碰并过程,并耦合颗粒散射性质,数值分析雾发展中湍流耗散率对颗粒对径向相对速度、系统透过率的影响;以及颗粒对径向相对速度与系统透过率、颗粒尺度的关系。此外,对不同雾环境中的气溶胶的破碎效应和破碎机理进行分析,由于受湍流场脉动的影响,颗粒在破碎前均有较大的变形,颗粒破碎效果与初始颗粒尺度、湍流场中的涡结构,涡耗散率,表面张力系数等参数相关,本文定量描述子颗粒尺度随时间的分布演变过程,同时确定引起尺度分布变化的关键因素。

关键词：二次气溶胶颗粒群平衡模拟成核破碎凝并 Monte Carlo方法

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燃煤痕量元素迁移转化机理及细微颗粒物中富集规律的研究

燃煤痕量元素迁移转化机理及细微颗粒物中富集规律的研究

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海峡两岸气候变迁与能源可持续发展论坛第六届年会

作者：郑楚光华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉 430074

采用量子化学理论、离散系统动力学、地质学和矿物学理论，以及重金属在线监测多种理论和方法综合。从宏观特性到分子层面、从定性研究到定量描述，系统地研究了煤燃烧过程中痕量元素迁移转化机理及细微颗粒物中富集规律。得出了痕量元... 详细信息

采用量子化学理论、离散系统动力学、地质学和矿物学理论，以及重金属在线监测多种理论和方法综合。从宏观特性到分子层面、从定性研究到定量描述，系统地研究了煤燃烧过程中痕量元素迁移转化机理及细微颗粒物中富集规律。得出了痕量元素与矿物质间的亲和特性;发现了汞氧化的一个新的反应通道：Hg0→HgO→HgCl→HgC12;发展了一种新颖的基于电感耦合等离子体技术的气相痕量元素的在线测量方法，并对燃烧烟气中的重金属浓度进行在线分析;揭示了细微颗粒物中痕量元素的富集规律;采用颗粒群平衡模拟(PBM)定量描述PM的时间和／或空间演变过程;以期为细微颗粒物和痕量有害物质的减排提供理论指导和技术支撑。

关键词：痕量元素细微颗粒物量子化学颗粒群平衡模拟煤燃烧

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