基于激光测量技术的双多组浸没撞击流流场特性的非线性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21476141
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    88.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0802.传递过程
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The impinging stream technique had very important application prospects in chemical industry field. It displayed advantageous functions on aspects of intensifying alternate delivery, promoting microcosmic commixture and process dynamics,it was widely applied to precipitation,crystal, and fetching the ultra fine powder,and so on. Many documents had already carried out ralative expositions. Applicant considered that the unique flow structure and condition in impinging area was the important reason for these features mentioned abbove and applications.Two-multi jets impinged against each other with high velocity and formed strong turbulent area,which is the feature of impinging stream. A lot of valuable message are included in flow velocity,however, because its principle and process is very complicated, impinging stream is not researched in depth. The project intends to use double-multigroup submerged impinging stream reactor and adopt laser three-dimensional Doppler to measure the instantaneous velocity, time averaged velocity,concentration and turbulent kinetic energy distribution law of flow field in double-multigroup submerged impinging stream reactor,find out flow characteristics in impinging area. By means of the nonlinearity research method, calculates the multigroup nonlinearity parameters describing the chaotic flow field , and according to the main principles and methods of turbulent count theories, verifies the turbulent scale law in inertia area and compares the dissent in the energy distribution state between impinging stream and general turbulent flow. By the method of numerical simulation, finds the solutions of three-dimensional and non-constant differential equation. On the basis of hydromechanics equation, builds up a "double-multigroup submerged impinging stream" mathematic model by simplifying flow field parameters and suggesting necessary hypothesis,etc. The project reserches nonlinearity Dynamics characteristics of this equation , such as singular point,closedown, bifurcation, chaos etc,and compares with nonlinearity parameter acquiring from experiment data, amends model defects further, improves this theory model. On these bases, researches the feasibility about chaotic control and forecast of this model, finally, expands the model and applies to engineering.
撞击流技术在化工领域具有重要的应用前景,在强化相间传递、促进微观混合、制取超细粉体等方面具有优越的性能,申请人认为,撞击区流场独特的流动结构和状态,是产生这一现象的重要原因。本项目拟采用三维激光多普勒测速技术获取双多组浸没撞击流反应器流场的瞬时和时均速度、浓度、湍流动能分布规律;通过非线性研究方法,计算出描述混沌流场的多组非线性特征参数,并按照湍流统计理论的主要原则和方法,验证湍流惯性子区标度律,比较撞击流与一般湍流在能谱分布状态的异同;采用数值模拟的方法,模拟求解流场的三维非定常微分方程;依据基本流体力学方程,通过简化流场参量、提出必要假设等手段,建立"双多组浸没撞击流"的数学模型。研究该模型方程的奇点、闭轨、分岔、混沌等非线性动力学特征,并与从实验数据中获得的非线性参量对比,进一步修正模型缺陷,完善该理论模型,以此为基础研究该模型的混沌控制与预测的可行性,最终放大该模型以应用于工程。

结项摘要

撞击流技术以其有效促进微观混合,强化相间传热传质的优越性能在工业领域具有广阔的应用前景。本项目基于先进的激光测量技术,对双多组撞击流流场特性进行了非线性研究。利用PDA、PIV、PLIF技术对不同操作条件下撞击流反应(混合)器内的速度场、浓度场进行测量,获得撞击流混合(反应)器流场的宏观速度、浓度、能量分布规律,描述出各阶速度、浓度随撞击强度和操作条件的变化关系,揭示了撞击流反应器中的流体运动特征。利用混沌分析、分形分析、小波变换等非线性分析方法对测量数据进行处理,证明了流场的混沌特性,并计算出描述混沌流场的非线性参数,确认参数与流场宏观运动特征之间的关系及对混合效果的影响。采用数值模拟方法,对多种结构和撞击方式的速度场、浓度场进行研究,从而优化设计得到双组分层的新型反应器结构。以本项目成果为核心技术,建立了新型撞击流混合工业示范装置,利用其进行粉体制备,得到了满足工业要求的微米级颗粒,并实现了科技成果转化。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(4)
专利数量(12)
Chaotic Analysis Based on Velocity Measurement in Nozzle Opposed Impinging Stream Mixer
基于喷嘴对置冲击流混合器速度测量的混沌分析
  • DOI:
    10.1252/jcej.17we088
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
    Zhang, Jianwei;Zhang, Zhigang;Shang, Panlong
  • 通讯作者:
    Shang, Panlong
基于PLIF的水平三向撞击流径向流型的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    高校化学工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张建伟;王诺成;冯颖;张学良
  • 通讯作者:
    张学良
撞击流反应器内流场特性研究进展
  • DOI:
    10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2101
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    化工进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张建伟;张志刚;冯颖;施博文
  • 通讯作者:
    施博文
基于ζ电位的甘草水提液絮凝澄清效果研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中草药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张建伟;全浩宇;冯颖;丁晓光
  • 通讯作者:
    丁晓光
浸没状态下液-液两相水平对撞浓度场的数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    过程工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张建伟;施博文;冯颖;张志刚
  • 通讯作者:
    张志刚

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其他文献

基于排列熵的泵站压力管道运行状态监测
  • DOI:
    10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2018.01.023
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    振动、测试与诊断
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张建伟;马晓君;侯鸽;王立彬
  • 通讯作者:
    王立彬
水旱轮作对土壤微生物群落构建过程的影响机制
  • DOI:
    10.13758/j.cnki.tr.2020.04.009
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    土壤
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  • 作者:
    刘文静;张建伟;邱崇文;包远远;冯有智;林先贵
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    林先贵
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  • DOI:
    10.11936/bjutxb2019120021
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    北京工业大学学报
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  • 作者:
    董宏英;陈学鹏;曹万林;张建伟;赵洪飞
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    赵洪飞
河南省产业转移的创新响应区际差异研究
  • DOI:
    10.19345/j.cxkj.1671-0037.2018.06.005
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 作者:
    张建伟;肖文杰;王冰雪;杜珊珊
  • 通讯作者:
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路感模拟用永磁同步电机电流控制
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    10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180616
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    吉林大学学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张博;张建伟;郭孔辉;丁海涛;褚洪庆
  • 通讯作者:
    褚洪庆

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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