介尺度气泡流动结构的声学表征方法研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91634110
  • 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:
    B0805.过程强化与化工装备
  • 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

The inhomogeneous bubble cluster generated in gas-liquid reactors is a typical mesoscopic structure. The structure of bubble cluster and its acoustic characteristics are quite different from the single bubble or homogeneous gas-liquid flow field. Thus the acoustic features can vividly indicate the evolutionary process of bubble cluster in time-space-frequency domains. In the fields of energy transformation, chemical reactor and petrochemical engineering etc., the quantitative representation of acoustic characteristics for mesoscopic structure can much more efficiently and delicately demonstrate the formation process of the non-uniform bubble cluster in gas-liquid reactor, comparing to using experimental trials and empirical judgments, as well as camera monitoring and other passive measurements. At present, there are many works on the structure and the acoustic properties of the individual bubble and the macroscale gas liquid flow field. But the correlation between the structure of mesoscopic bubble cluster and the acoustic radiating characteristics highly needs further attention. Therefore, this project will study the “aggregative” bubble cluster with multi-granularity by jointly employing the acoustic sensor array measurement, advance signal and image processing techniques (firstly feature extraction of weak acoustic signals from heavy reverberation in closed reactor, then acoustic localization and mapping power distribution, and finally texture model with high resolution based on time-frequency spectrum), bubble-fluid-acoustics simulations and theoretical analysis. The purpose of this research is to evaluate the formation and evolution of bubble clusters, as well as to illuminate the acoustic spectral textures, and to finally establish the acoustic prediction model of mesoscopic bubble cluster. Ultimately, this project aims to provide basis and support for further work of mesoscopic bubble cluster regulation, acoustic diagnosis and data basis on mesoscopic bubble fluid relating to acoustic characterization.
气-液两相反应器中的非均匀气泡群是一种典型的介尺度结构,定量刻画气液反应器非均匀气泡流动结构及其形成过程是装置设计和改进的关键,对研究反应器混合与传递、系统集成放大、实现产品精细化等具有重要意义。本项目以气液两相反应器中形成的多粒度“聚式”气泡团为介尺度研究对象,利用声传感器阵列获得声源定位、声功率空间分布和声频谱纹理特征,从复杂的声传播多径效应中聚焦声源能量的主成分,提取反应器强烈混响干扰下的微弱声源信号,获取介尺度流动结构瞬态演化过程中的声频谱纹理信息,确立典型局部气泡流动结构的辐射声特性,建立流场特性与声特性相对应的数据库。结合典型气泡运动学、气泡流动声源模型和声传播模型等理论方法,研究气液两相反应器中典型介尺度气泡流动结构的声学表征,建立基于声学方法的介尺度气泡流动结构和演化的预测模型,突破“介尺度气泡流动结构的声学表征模型”这一难题。

结项摘要

气-液两相反应器中的非均匀气泡群是一种典型的介尺度结构,定量刻画气液反应器非均匀气泡流动结构及其形成过程是装置设计和改进的关键,对研究反应器混合与传递、系统集成放大、实现产品精细化等具有重要意义。本项目以气液两相反应器中形成的多粒度“聚式”气泡团为介尺度研究对象,利用声传感器阵列获得声源定位、声功率空间分布和声频谱纹理特征,从复杂的声传播多径效应中聚焦声源能量的主成分,提取反应器强烈混响干扰下的微弱声源信号,获取介尺度流动结构瞬态演化过程中的声频谱纹理信息,确立典型局部气泡流动结构的辐射声特性,建立流场特性与声特性相对应的数据库。结合典型气泡运动学、气泡流动声源模型和声传播模型等理论方法,研究气液两相反应器中典型介尺度气泡流动结构的声学表征,建立基于声学方法的介尺度气泡流动结构和演化的预测模型,突破“介尺度气泡流动结构的声学表征模型”这一难题。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
射流气泡的被动声源成像方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    初宁;吴大转
  • 通讯作者:
    吴大转
Numerical simulations of bubble formation and acoustic characteristics from a submerged orifice: The effects of nozzle wall configurations
浸没孔的气泡形成和声学特性的数值模拟:喷嘴壁配置的影响
  • DOI:
    10.1016/j.cherd.2017.05.002
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Chemical Engineering Research and Design
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Liu Jingting;Chu Ning;Qin Shijie;Wu Dazhuan
  • 通讯作者:
    Wu Dazhuan
Numerical simulations and experimental validation on passive acoustic emissions during bubble formation
气泡形成过程中被动声发射的数值模拟和实验验证
  • DOI:
    10.1016/j.apacoust.2017.09.005
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    APPLIED ACOUSTICS
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Liu jingting;Wang Wu;Chu Ning;Wu Dazhuan;Xu Weiwei
  • 通讯作者:
    Xu Weiwei
Stream-wise distribution of skin-friction drag reduction on a flat plate with bubble injection
气泡注入平板上表面摩擦减阻的流向分布
  • DOI:
    10.1063/1.4977800
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Physics of Fluids
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Qin Shijie;Chu Ning;Yao Yan;Liu Jingting;Huang Bin;Wu Dazhuan
  • 通讯作者:
    Wu Dazhuan

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其他文献

微穿孔板吸声结构仿真计算方法研究
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    吴大转
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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    张辉平
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈柳;曹琳琳;赵国寿;车邦祥;武鹏;严鹏;吴大转
  • 通讯作者:
    吴大转

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

        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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