面向煤油裂解的纳秒脉冲快速电离波调控机理建模与实验研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51907204
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    朱益飞
  • 依托单位：
    中国人民解放军空军工程大学
  • 学科分类：
    E0705.高电压与放电
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Ignition of kerosene-air is a key technical problem in rotary detonation engines, requiring innovative ideas to break through bottlenecks. Using non-equilibrium plasma to crack kerosene into small molecule hydrocarbons is expected to be an effective way to assist detonation. To enhance the effect of plasma cracking of kerosene, a representative scientific tool is needed for optimization of the plasma reaction process and evaluation of the cracking effect. The nanosecond pulse fast ionization wave is simple in structure, convenient in measurement, controllable in parameters and rich in reactions. It is a powerful scientific tool for studying the transport and kinetics of plasma, and can provide key scientific parameters for research of plasma-assisted cracking kerosene..To resolve the dynamics and kinetics of the fast ionization wave, this project constructs a simulation system of plasma discharge process based on the fluid method for conditions at strong electric field and high energy deposition conditions, in order to understand and control the mechanism of fast ionization wave. The fast ionization wave is then introduced into the kerosene cracking experiment, so that the scientific law of plasma cracking fuel and the specific discharge form can be decoupled, useful parameters can be obtained for the kerosene cracking in rotational detonation engine.
煤油-空气爆震起爆是旋转爆震发动机的关键技术难题之一，迫切需要创新思路。利用非平衡等离子体将大分子燃料裂解为小分子碳氢化合物有望成为辅助爆震起爆的有效方式。有效提升等离子体裂解煤油的效果，需要一种具有代表性的研究对象，便于控制等离子体放电过程参数，实现对等离子体反应过程的解析优化和对裂解效果的评估预测。纳秒脉冲快速电离波结构简洁、便于测量、参数可控、反应丰富，具有很高的研究价值，能够为等离子体裂解煤油技术研究提供重要支撑。.本项目针对快速电离波动力学与反应动力学过程，基于流体方法构建适用于强电场、高能量沉积条件的等离子体放电过程模拟体系，揭示快速电离波调控机理。并将快速电离波引入煤油裂解实验，实现等离子体裂解燃料的科学规律与具体放电形式的解耦，为面向旋转爆震起爆的煤油裂解工程提供所需要的科学参数。

结项摘要

本项目以纳秒脉冲快速电离波等离子体为研究对象，旨在面向等离子体煤油裂解过程开展共性参数研究，建立快速电离波模拟体系，揭示电离波调控机理和大分子等离子体裂解规律。取得的成果有：.（1）构建了快速电离波等离子体反应动力学模型，获得了快速电离波在传播和后辉光阶段的关键化学反应机理；.（2）建立了二维流体仿真程序，计算分析了约化电场和比能量沉积对反应动力学的影响；.（3）搭建了快速电离波裂解煤油实验诊断平台，获得了等离子体裂解大分子煤油的基础数据。.本项目针对快速电离波输运动力学与反应动力学过程，基于流体方法构建适用于强电场、高能量沉积条件的等离子体放电过程模拟体系，并揭示了快速电离波调控机理。通过将快速电离波引入煤油裂解实验，将等离子体裂解燃料的科学规律与具体放电形式，为面向旋转爆震起爆的煤油裂解工程提供了必要的基础科学参数与参考。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Numerical investigations of nanosecond surface streamers at elevated pressure
高压纳秒表面流光的数值研究
  • DOI：
    10.1088/1361-6595/abef1c
  • 发表时间：
    2021-03
  • 期刊：
    PLASMA SOURCES SCIENCE & TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Chen Xiancong;Zhu Yifei;Wu Yun;Hao Jinbo;Ma Xiaoguang;Lu Pengfei
  • 通讯作者：
    Lu Pengfei
The secondary ionization wave and characteristic map of surface discharge plasma in a wide time scale
宽时间尺度表面放电等离子体的二次电离波及特征图
  • DOI：
    10.1088/1367-2630/abc2e7
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    New Journal of Physics
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Zhu Yifei;Wu Yun
  • 通讯作者：
    Wu Yun
Modeling of fast ionization waves in pure nitrogen at moderate pressure
中等压力纯氮气中快速电离波的建模
  • DOI：
    10.1088/1361-6595/abe612
  • 发表时间：
    2021-02
  • 期刊：
    Plasma Sources Science and Technology
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Chen Xiancong;Zhu Yifei;Wu Yun;Hao Jinbo;Ma Xiaoguang;Lu Pengfei
  • 通讯作者：
    Lu Pengfei
Simulation of ionization-wave discharges: a direct comparison between the fluid model and E-FISH measurements
电离波放电模拟：流体模型与 E-FISH 测量之间的直接比较
  • DOI：
    10.1088/1361-6595/ac0714
  • 发表时间：
    2021-07
  • 期刊：
    Plasma Sources Science and Technology
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Zhu Yifei;Chen Xiancong;Wu Yun;Hao Jinbo;Ma Xiaoguang;Lu Pengfei;Tardiveau Pierre
  • 通讯作者：
    Tardiveau Pierre
nSDBD based plasma assisted anti-icing: modeling and mechanism analysis
基于nSDBD的等离子体辅助防冰：建模和机理分析
  • DOI：
    10.1088/1361-6463/ab6517
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Physics D: Applied Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yifei Zhu;Yun Wu;Biao Wei;Haojun Xu;Hua Liang;Min Jia;Huimin Song;Yinghong Li
  • 通讯作者：
    Yinghong Li

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其他文献

限量灌溉和遮阴对干热区小粒咖啡生长、光合及产量的影响
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2017
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    齐韵涛;刘小刚;余小弟;朱益飞;韩志慧;余宁;杨启良
  • 通讯作者：
    杨启良
聚氧化乙烯相对分子质量对聚苯乙烯复合乳粒稳定性的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    高校化学工程学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    杨璨;潘大伟;陈强;朱益飞;刘梅芳;李波
  • 通讯作者：
    李波
青枣荫蔽栽培下微润灌溉对小粒咖啡生长和水光利用的影响
  • DOI：
    10.3969/j.issn.1674-8530.18.1019
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    排灌机械工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱益飞;刘小刚;何红艳;杨启良;隋龙
  • 通讯作者：
    隋龙

其他文献

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面向点火助燃的滑动弧等离子体转捩与反应靶向调控研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2022
  • 资助金额：
    54 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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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

        graph TD
          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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