考虑壁面粗糙度效应的气固两相流颗粒趋壁行为机理研究

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基本信息

  • 批准号:
    51776032
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0605.多相流热物理学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Particle flow towards the wall in gas-solid two phase flow is common in nature and engineering.Due to the complexity of gas-solid two-phase flow,cause the mechanism particle-wall interaction mechanism is difficult to grasp,also the effect of wall roughness increase the complexity of particle flow towards the wall.By means of theoretical analysis and experimental research, develop the further study on particle flow towards the wall in gas-solid two phase flow through rough passage.Based on the Fractal Theory, the three-dimensional random rough surface model accounting for fractal dimension and scale dependency will be established.High-precision numerical model based on coupled CFD-DEM considering forces on particle,particle deposition collision model,interaction coupling way under the synergistic effect of hydrodynamics of gas-solid and kinetics of particle deposition is proposed.Through the analysis of the impact of roughness elements structure, flow condition, particle scale, particle properties and other factors on particle flow towards the wall mechanism,the 3d visualization of particle deposition process will be realized ,the random rough surface deposition characteristic will be explored,and the particle flow towards the wall mechanism through rough passage will be revealed.This project enlarges the gas-solid two phase fluid dynamics research.It is of great siginificance for solving particle deposition,diffusion and common problems in energy conservation and environmental protection area.
气固两相流颗粒趋壁行为在自然界和工程上普遍存在,由于气固两相流动的复杂性,使颗粒-壁面相互作用机理难以把握,而壁面粗糙度效应使颗粒趋壁行为更加复杂。本课题采用理论分析和实验研究的方法,对粗糙壁面气固两相流动颗粒趋壁行为机制进行深入研究。基于分形理论建立考虑分型维数和尺度特征的三维随机粗糙表面模型;考虑气固两相动力学和颗粒沉积动力学特性协同作用下的颗粒受力和碰撞沉积模型及相间作用耦合方式,构造基于CFD-DEM耦合的高精度的数值模型;探索粗糙元结构、流动状态、颗粒尺度、颗粒物性等因素对颗粒趋壁行为的影响机制,实现颗粒沉积过程的三维可视化,阐明随机粗糙表面颗粒沉积规律,揭示粗糙壁面的颗粒趋壁行为机理。本课题扩充了气固两相流体动力学研究领域,对解决节能、环保领域的颗粒沉积、扩散等共性问题具有重要的理论意义。

结项摘要

气固两相流颗粒趋壁行为在自然界和工程上普遍存在,由于气固两相流动的复杂性,使颗粒-壁面相互作用机理难以把握,而壁面粗糙度效应使颗粒趋壁行为更加复杂。本项目利用PIV激光粒子成像测速系统,结合现代化的数据处理手段,对周期性粗糙壁面流道内气固两相流动的三维全流场进行测试和分析;针对不同颗粒尺度、颗粒物性以及不同参数的周期性粗糙流道,分析颗粒在粗糙元处的时均速度、脉动速度和颗粒运动轨迹;数值模拟能够精确预测湍流流场信息以及颗粒沉积中的可视化过程,本项目采用两种粗糙模型,周期性粗糙壁面和随机粗糙壁面。对于周期性粗糙壁面,分析纵横比、高跨比、碰撞恢复系数、颗粒质量浓度对沉积的影响;对于随机粗糙壁面,基于分形理论,根据Weierstrass-Mandelbort分形函数,分析分形维数和尺度参数对随机粗糙壁面的影响。采用CFD-DEM耦合的数值模拟方法,合理的相间作用及耦合方式,全面考虑离散相、连续相各种因素对气固流动颗粒趋壁沉积行为的影响。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(0)
Numerical study on particle deposition in rough channels with large-scale irregular roughness
大尺度不规则粗糙度粗糙通道内颗粒沉积数值研究
  • DOI:
    10.1007/s11814-018-0063-3
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Korean Journal of Chemical Engineering
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Wenpeng Hong;Xin Wang⁎
  • 通讯作者:
    Xin Wang⁎
壁面粗糙结构对颗粒沉积特性影响的数值研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    热科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁皓姝;王碧辉;李浩然⁎;洪文鹏
  • 通讯作者:
    洪文鹏
Numerical study on particle deposition in rough channels with different structure parameters of rough elements
不同粗糙单元结构参数粗糙通道内颗粒沉积的数值研究
  • DOI:
    10.1016/j.apt.2018.08.010
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Advanced Powder Technology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Wenpeng Hong;Xin Wang⁎;Jianxiang Zheng
  • 通讯作者:
    Jianxiang Zheng
基于复杂粗糙壁面颗粒趋壁特性的CFD-DEM数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    东北电力大学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王碧辉
  • 通讯作者:
    王碧辉
Numerical study of the fine particle deposition behaviors on three-dimensional random rough walls
三维随机粗糙壁上细颗粒沉积行为的数值研究
  • DOI:
    10.1016/j.powtec.2020.07.066
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Powder Technology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Wenpeng Hong;Bihui Wang;Yan Liu;Haoran Li⁎
  • 通讯作者:
    Haoran Li⁎

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其他文献

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  • 通讯作者:
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  • 作者:
    周云龙;孙斌;李岩;洪文鹏
  • 通讯作者:
    洪文鹏
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    洪文鹏
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪文鹏;刘燕;周云龙;HONG Wenpeng,LIU Yan,ZHOU Yunlong(School of Energy
  • 通讯作者:
    HONG Wenpeng,LIU Yan,ZHOU Yunlong(School of Energy

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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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