气液固三相接触线介尺度结构和传递的模型与机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91634115
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    67.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0802.传递过程
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

This proposal is in response of the mesoscale issue “material structure or temporal-spatial evolution of surface/interface between the scales of molecules and particles (including discrete units such as bubbles and drops)” published by the Main Research Program (MRP) at NSFC. The gas-liquid-solid three-phase line is the critical region of reaction and diffusive transport in the multiphase reaction systems. It is a mesoscale structure which scale lies in between the molecules/atoms and macroscopic materials. Distinguished by the molecular forces existed in the liquid phase, the mesoscale structure can be divided into three units, namely intrinsic meniscus region, thin liquid film region and adsorption region. The inherent mechanism of formation and transport of the mesoscale structure is mainly controlled by the relationship between disjoining pressure and thickness of the thin film and is influenced by the effects of wall and interface. We propose in this proposal to further investigate the controlling mechanisms and their coupling relations in the mesoscale structure based on our previous researches, and to modify the continuum model for the thin liquid film using the results of molecular simulation and experimental measurement of the disjoining pressure and thickness of the thin film region. A multiscale coupling model of the mesoscale structure will be constructed utilizing the continuity condition for each of the adjacent units. The calculation based on this model is expected to explain the mechanisms of formation and transport of the mesoscale structure. This understanding will help provide theoretical basis and technical support for measurement and controlling of the mesoscale structure during the processes of multiphase reactions.
本申请重点针对“分子尺度到颗粒(包括气泡、液滴等离散单元)尺度间的材料结构或表界面时空尺度”的介尺度问题。气液固三相接触线是多相反应过程中反应和扩散传递的关键区域,是介于分子/原子尺度到宏观材料尺度的介尺度结构,依据液相分子受力机制的不同可划分为本征弯月面区、薄液膜区及吸附膜区等三个单元。介尺度结构的形成和传递机制,受薄液膜区分离压与厚度函数关系的控制,以及壁面效应和界面效应等因素的影响。本申请拟在前期研究基础上,针对这些控制机制及其耦合关系,利用对薄液膜区分离压与厚度函数关系的分子模拟和实验测量,建立适用于薄液膜区的连续介质修正模型。利用各单元的连续性条件,建立介尺度结构的多尺度耦合模型,通过计算阐释其形成机理及其对传递过程的影响,为多相反应过程介尺度结构测量和调控提供理论和技术支撑。

结项摘要

本项目重点针对“分子尺度到颗粒尺度间的材料结构或表界面时空尺度”的介尺度问题。接触线是多相反应过程中介于分子/原子尺度到宏观材料尺度的介尺度结构,可划分为本征弯月面、薄液膜及吸附膜区;其形成和传递机制,受分离压与厚度关系的控制,及壁面效应和界面效应等影响。本项目获得如下重要结果:(1) 针对液滴蒸发、混合及化学反应过程,实验研究了介尺度结构的演变和传递特征;结合Scheludko腔体法,研究了混合体系介尺度结构分离压与液膜厚度关系,为进一步探究混合和化学反应时介尺度结构演变和传递奠定基础。(2) 采用分子模拟,通过混合体系分离压的结果验证,获得介尺度结构分离压与厚度函数关系。(3) 分别对薄液膜和本征弯月面区采用分子力学和连续介质力学的方程描述,依据重叠区边界条件的连续性,实现多尺度耦合模型的建立和求解。(4) 运用多尺度耦合模型,结合分子模拟,研究传递量的主要控制机制,及液相物性、壁面效应、界面效应和组分等因素对介尺度结构的影响,为多相反应过程介尺度结构研究提供理论和技术支撑。项目研究按计划进行,执行结果主要反映在己发表的14 篇期刊论文及参加的5场国际学术会议,培养研究生10名。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(8)
专利数量(0)
Simultaneous measurements of thin film thickness using total internal reflection fluorescence microscopy and disjoining pressure using Scheludko cell
使用全内反射荧光显微镜和使用 Scheludko 池的分离压力同时测量薄膜厚度
  • DOI:
    10.1063/1.5058218
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Ma Tengxiao;Zhou Leping;Du Xiaoze;Yang Yongping
  • 通讯作者:
    Yang Yongping
Influence of temperature on performance of all vanadium redox flow battery: analysis of ionic mass transfer
温度对全钒氧化还原液流电池性能的影响:离子传质分析
  • DOI:
    10.1007/s11581-018-2626-z
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Ionics
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Yin Shengsheng;Zhou Leping;Du Xiaoze;Yang Yongping
  • 通讯作者:
    Yang Yongping
Effect of sessile binary droplet evaporation at different ambient temperatures on interfacial profile near the triple line
不同环境温度下固着二元液滴蒸发对三重线附近界面轮廓的影响
  • DOI:
    10.1016/j.expthermflusci.2018.12.034
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Experimental Thermal and Fluid Science
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zhou Leping;Yang Yang;Du Xiaoze;Yang Yongping
  • 通讯作者:
    Yang Yongping
固着液滴蒸发薄液膜区传质传热特性数值研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐巧变;周乐平;杜小泽;杨勇平
  • 通讯作者:
    杨勇平
Heat Transfer Characteristics in an Evaporating Thin Film and Intrinsic Meniscus in a Binary Fluid Sessile Droplet
蒸发薄膜的传热特性和二元流体固着液滴的固有弯月面
  • DOI:
    10.1080/01457632.2018.1432043
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Heat Transfer Engineering
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Zhou Shengni;Zhou Leping;Du Xiaoze;Yang Yongping
  • 通讯作者:
    Yang Yongping

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其他文献

RNase P核酶对人巨细胞病毒UL54
  • DOI:
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  • 通讯作者:
    李月琴
基于随机聚类的结肠镜图像分割技术的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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结肠镜图像自动分割新技术研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    《浙江大学学报》(工学版),Vol. 38, No. 7, 2004.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱丹琦;夏顺仁;楼晓敏;周乐平;张国雄
  • 通讯作者:
    张国雄
汽泡间的碰撞、合并和绕流现象与数值研究
  • DOI:
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  • 期刊:
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百会穴注射腺苷A1受体激动剂对创伤性颅脑损伤大鼠脑水含量及炎性介质的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周乐平;汪俊凯;戴勤学;王均炉
  • 通讯作者:
    王均炉

其他文献

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基于全内反射的纳米结构表面池沸腾现象观测与传热机理研究
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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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