工程热物理学科与能源可持续发展 被引量：13

1

作者 金红光 宣益民 +2 位作者 何雅玲 郭烈锦 赵天寿 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期1245-1251,共7页

工业化以来支撑人类社会发展的化石能源面临枯竭,解决能源利用与环境相容协调的难题,加速发展可持续能源,尽快实现从化石能源向可持续能源过渡是解决人类发展面临的共同挑战的必由之路.能源技术革命给工程热物理学科的发展带来了新的机... 工业化以来支撑人类社会发展的化石能源面临枯竭,解决能源利用与环境相容协调的难题,加速发展可持续能源,尽快实现从化石能源向可持续能源过渡是解决人类发展面临的共同挑战的必由之路.能源技术革命给工程热物理学科的发展带来了新的机遇与挑战.中国工程热物理学会根据能源、动力与环境问题的迫切需求和学科发展的新进展,面向构建可持续能源体系,开展我国能源发展模式和工程热物理学科前沿增长点的战略研究.能源、资源与环境有机结合的一体化发展新模式是实现可持续能源战略的有效保障,其关键在于开拓新能源和能源多元化,重点解决能源利用与环境相容协调的难题,包括发展绿色能源、洁净利用化石能源,以及实现能源、资源与环境一体化.凝练的工程热物理学科未来发展的重要研究方向包括:环保工质热物性、新能源的现代分析方法;极端条件下的燃烧,高效、洁净、低碳燃料转换理论与方法;太阳能光热高效转换与利用;地域化、智能化和多样化的风能利用;生物质高效低成本利用新方法及机理;燃料化学能与物理能的综合梯级利用;多能源互补的分布式能源系统及其优化集成理论;基于能量综合梯级利用的二氧化碳捕集能耗最小化原理;基于等熵原理的新型高效储能方法等. 展开更多

关键词 工程热物理 可持续能源体系 发展模式 研究方向

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风沙流中跃移沙粒冲击速度和角度联合概率分布风洞实验 被引量：6

2

作者 肖锋军 董治宝 +2 位作者 郭烈锦 王跃社 李德标 《中国沙漠》 CSCD 北大核心 2020年第3期127-134,共8页

近地表跃移沙粒速度和角度概率分布是连接风沙运动宏观研究和微观研究的桥梁,对沙粒跃移轨迹和输沙率分布有很大影响。但是,目前跃移沙粒冲击速度概率分布和角度概率分布之间的关系还不明确。使用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)测量了风洞... 近地表跃移沙粒速度和角度概率分布是连接风沙运动宏观研究和微观研究的桥梁,对沙粒跃移轨迹和输沙率分布有很大影响。但是,目前跃移沙粒冲击速度概率分布和角度概率分布之间的关系还不明确。使用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)测量了风洞沙床面1 mm高度处的跃移沙粒速度,通过分析各冲击速度对应的冲击角度的概率分布研究了沙粒冲击速度和角度的联合概率分布。结果表明:沙粒冲击速度概率分布可用对数正态函数描述,冲击角度概率分布可用指数函数描述;各冲击速度对应的冲击角度都符合指数函数分布,且其衰减速度随冲击速度增加而加快。这表明,冲击速度概率分布和冲击角度概率分布之间具有很强的相关性。最后分别给出了沙粒冲击速度和角度的独立假设概率分布和条件联合概率分布。 展开更多

关键词 跃移运动 沙粒速度 联合概率分布 输沙率

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太阳能光催化分解水气泡动力学研究进展 被引量：3

3

作者 郭烈锦 曹振山 +3 位作者 王晔春 张博 冯雨杨 徐强 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-22,共22页

太阳能光催化分解水制氢中的气泡动力学,涉及多物理场和光催化反应之间的相互作用,相比传统的沸腾换热和电解水领域气泡动力学更加复杂且具有独特性。本文从光催化分解水基本原理出发,综述了催化剂表面气泡成核生长动力学规律及其行为... 太阳能光催化分解水制氢中的气泡动力学,涉及多物理场和光催化反应之间的相互作用,相比传统的沸腾换热和电解水领域气泡动力学更加复杂且具有独特性。本文从光催化分解水基本原理出发,综述了催化剂表面气泡成核生长动力学规律及其行为调控的研究进展。对于光催化分解水的气泡成核尺度和过饱和度,可以通过经典成核理论估算,然而受现有测试方式的制约,尚无法同时获取高空间和高时间分辨率的成核过程信息。对于催化剂表面气泡的生长规律,通常可由惯性控制、扩散控制和化学反应控制3种机制进行描述,而决定气泡生长控制机制的关键是有效反应表面与气泡尺寸的相对大小。为了有效降低气泡覆盖对光催化反应系统带来的负面影响,可通过添加表面活性剂、调节催化剂表面结构和润湿性为主的被动调控方式,以及施加外部流场、声场、磁场和周期性光照为主的主动调控方式,对气泡行为进行定向调控加以实现。当前研究面临的主要挑战是揭示光催化分解水过程中复杂物理场作用下的相间作用和能质输运机理,从而为未来低成本、高效利用太阳能光催化分解水制氢应用提供指导。 展开更多

关键词 太阳能制氢 光催化分解水 光电转化 气泡动力学 行为调控

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农林业固废超临界水热化学制氢进展——反应机理 被引量：1

4

作者 郭烈锦 王乐 +4 位作者 黄勇 杜明明 葛晖 刘兆峥 陈渝楠 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-14,共14页

超临界水热化学制氢技术采用超临界水作为介质,通过热化学的方式将农林业固废中的有机成分转化成富氢气体,是一种非常具有前景的农林业固废能源化利用技术。本文主要围绕反应机理对该技术展开了系统的分析,介绍了超临界水的特殊物理化... 超临界水热化学制氢技术采用超临界水作为介质,通过热化学的方式将农林业固废中的有机成分转化成富氢气体,是一种非常具有前景的农林业固废能源化利用技术。本文主要围绕反应机理对该技术展开了系统的分析,介绍了超临界水的特殊物理化学性质;研究了超临界水在整个农林业固废热化学反应过程中的反应机理以及主要生物质组分,例如纤维素、半纤维素、木质素和氨基酸在超临界水中的不同降解机理和路径;针对不同的反应条件,在一定范围内提高温度、降低浓度和延长停留时间均能显著提高制氢性能,但是同时会增加系统的运行成本,而压力的变化对反应结果影响不大。对不同催化剂分析结果表明,碱金属均相催化剂在生物质的气化中虽然能够发挥显著的催化作用,但是同时会加剧设备的腐蚀问题和堵塞问题;非均相催化剂具有高催化活性、高热稳定性、无腐蚀性及易于回收等优点,更适合应用于工业规模的超临界水热化学制氢系统。未来研究重点方向为:对于不同有机组分机理研究的定量描述;灰分之间相互反应以及灰分与催化剂之间反应的机理研究;进一步研究催化剂的失活机理和明确催化剂的添加量问题。 展开更多

关键词 农林业固废 超临界水 热化学 制氢技术

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农林业固废超临界水热化学制氢进展--反应系统及应用

5

作者 郭烈锦 黄勇 +4 位作者 王乐 葛晖 杜明明 刘兆峥 陈渝楠 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期1-11,共11页

超临界水热化学制氢技术能够将农林业固废中的生物质有机成分转化成氢能,是一种高效、经济和清洁的农林业固废能源化利用技术。本文主要从反应系统的角度出发,对超临界水热化学制氢技术进行了深入的分析。对不同类型反应系统的研究表明... 超临界水热化学制氢技术能够将农林业固废中的生物质有机成分转化成氢能,是一种高效、经济和清洁的农林业固废能源化利用技术。本文主要从反应系统的角度出发,对超临界水热化学制氢技术进行了深入的分析。对不同类型反应系统的研究表明,间歇式反应器便于实现反应温度、压力以及反应时间的控制,但因难以扩大生产规模和无法实现热回收而不适合工业化推广;连续式反应系统具有反应性能好、经济效益高等优点,是农林废弃物超临界水热化学制氢技术从实验室走向工业化应用的必由之路。对于连续式系统,反应器材质以耐高温、耐高压和耐腐蚀的哈氏合金或铬镍铁合金为主;系统压力输送采用恒流泵和背压阀相结合的设计控制系统内部压力;超临界水的加热采用带嵌入式热电偶的接触式电阻加热方式可以实现系统快速和可控地升温;反应物料直接输送进热态超临界水中可以显著减少焦炭焦油的生成。对于不同的农林业固废,超临界水热化学制氢技术均能实现生物质向氢能的转化,但反应规律存在很大差异性,其中木质纤维素生物质废弃物的纤维素含量越高反应越容易进行,而禽畜粪便废弃物还要考虑重金属等污染物的转化问题。未来研究重点方向为:反应器的防腐蚀问题,反应器堵塞和盐沉积问题,系统在线排渣问题,针对工业化系统的建模设计、经济衡算以及与其他系统耦合的问题。 展开更多

关键词 农林业固废 超临界水 热化学 制氢 反应系统

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梯度渗透率金属泡沫管内的流动与传热特性分析 被引量：1

6

作者 王会 郭烈锦 刁永发 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期85-90,共6页

针对传统采用完全填充的金属泡沫强化管容易引起系统压降大幅增加的问题,对梯度填充这一新型填充方式开展了数值模拟,所研究的换热管径向上填充有两层不同渗透率的金属泡沫。研究获得了梯度渗透率金属泡沫管内的流动与传热特性规律。研... 针对传统采用完全填充的金属泡沫强化管容易引起系统压降大幅增加的问题,对梯度填充这一新型填充方式开展了数值模拟,所研究的换热管径向上填充有两层不同渗透率的金属泡沫。研究获得了梯度渗透率金属泡沫管内的流动与传热特性规律。研究结果显示:梯度填充管的传热和阻力性能与渗透率梯度直接相关;相比于单一渗透率填充管,当渗透率梯度大于10时,梯度填充管的综合换热性能可以提高2倍;当渗透率梯度小于0.1时,综合换热性能降低27%。为了达到更好的换热效果,管壁附近金属泡沫的渗透率至少需要是管中心区域的10倍。研究结果可为新型高效、低阻、紧凑式换热器的设计研发提供理论指导。 展开更多

关键词 梯度渗透率 金属泡沫 综合换热性能

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电沉积金属泡沫内的渗透流动特性

7

作者 陈康 陈鹏飞 +4 位作者 李文升 谢向东 郭烈锦 赵亮 彭怀午 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期87-94,共8页

为了探究电沉积法制备金属泡沫微观孔胞结构对渗透特性的内在作用机理,针对不同结构与材料的金属泡沫完成了空气渗透流动实验。采用基于正五边形宽骨架结构的正十二面体的金属泡沫孔胞模型,建立了金属泡沫半经验渗透模型;分析了金属泡... 为了探究电沉积法制备金属泡沫微观孔胞结构对渗透特性的内在作用机理,针对不同结构与材料的金属泡沫完成了空气渗透流动实验。采用基于正五边形宽骨架结构的正十二面体的金属泡沫孔胞模型,建立了金属泡沫半经验渗透模型;分析了金属泡沫内流动阻力的变化规律,获得了包括孔隙率和孔密度等不同微观结构参数下金属泡沫内流体渗透特性。研究结果表明:小流速范围内,金属泡沫内流体流动为Darcy流态,受黏性作用影响;大流速范围内,金属泡沫内流体流动为Forhheimer流态,受惯性作用影响。电沉积金属泡沫内阻力因子的常数项为0.0995,较粉末烧结金属泡沫内阻力因子的常数项明显增大。提出了基于孔隙率与孔密度的金属泡沫水力直径修正计算模型,与正五边形宽骨架模型预测结果相比误差在±5%以内;获得了单位长度压差的Darcy-Forhheimer型预测公式,预测值与实验值的最大误差在±15%以内,并提出了以孔隙率和水力直径为变量的金属泡沫渗透率K和惯性系数F的预测公式。 展开更多

关键词 金属泡沫 渗透率 惯性系数 孔胞结构

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入口效应对管内压力及含气率分布的影响研究

8

作者 于海洋 徐强 +2 位作者 曹业奇 黄博 郭烈锦 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1405-1410,共6页

本文在直径80mm,高度11m的竖直管内对空气-水两相流动开展了可视化实验研究。实验的工况选取为表观气相速度J_(G)=0.03~16.53m·s^(-1),液相速度J_(G)=0.04~2.00m·s^(-1)。根据压力、压差传感器获取的数据,本文分析了入口效应... 本文在直径80mm,高度11m的竖直管内对空气-水两相流动开展了可视化实验研究。实验的工况选取为表观气相速度J_(G)=0.03~16.53m·s^(-1),液相速度J_(G)=0.04~2.00m·s^(-1)。根据压力、压差传感器获取的数据,本文分析了入口效应对两相流动的影响。在泡状流动区域内,压力随气速的增加而下降的趋势较缓,在弹状流内下降趋势加快。在流动转变为搅动流时,压力下降趋势再次减缓。随着液速增加,各位置的压力下降由缓到急的趋势所对应的气速逐渐增大。在气速大于10m·s^(-1)时,发生了靠近入口位置的含气率突然增大的现象。随着液速增加,入口处含气率突增现象对应的气速逐渐降低。 展开更多

关键词 入口效应 含气率 压力分布

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长管道中脉冲压力波传播特性实验研究

9

作者 曹业奇 徐强 +2 位作者 黄博 于海洋 郭烈锦 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3375-3382,共8页

在海洋油气输运管道中,存在诸多瞬态行为会引起局部的压力波。大幅度压力波的传播会引起井口压力的大幅波动,严重威胁下游处理设施的平稳运行。本文在管径为46 mm、长1657 m的水平管道,使用高频压力信号获取了脉冲压力波在段塞流中的传... 在海洋油气输运管道中,存在诸多瞬态行为会引起局部的压力波。大幅度压力波的传播会引起井口压力的大幅波动,严重威胁下游处理设施的平稳运行。本文在管径为46 mm、长1657 m的水平管道,使用高频压力信号获取了脉冲压力波在段塞流中的传播特性数据。研究发现脉冲压力波的传播遵循幂律衰减,沿管道长度呈现出非线性、色散性特征。气相的可压缩性严重阻碍了脉冲压力波的传播,随着表观气速的增大,压力波传播速度减小,衰减程度进一步增大。水平管段塞流中脉冲压力波的整体平均传播速度和衰减系数的范围分别为45∼351 m/s和0.921∼2.137×10^(−3)dB/m。基于长管道脉冲压力波数据,建立了段塞流中脉冲压力波传播速度及衰减系数的预测关联式。 展开更多

关键词 段塞流 脉冲压力波 传播速度 衰减系数 长管道

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蒸汽射流直接接触凝结的界面及声压特性

10

作者 徐强 洪奥越 +2 位作者 李翔宇 蒋帅之 郭烈锦 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期30-37,共8页

蒸汽射流在液体中的直接接触凝结引发的剧烈界面振荡及声压振荡,可能导致工业管道系统振动甚至失效,采用高速摄像机与高频水听器,捕捉了射流的界面演化行为及其诱导的声压。研究了3种典型凝结流型下射流界面的径向、轴向振荡与声压振荡... 蒸汽射流在液体中的直接接触凝结引发的剧烈界面振荡及声压振荡,可能导致工业管道系统振动甚至失效,采用高速摄像机与高频水听器,捕捉了射流的界面演化行为及其诱导的声压。研究了3种典型凝结流型下射流界面的径向、轴向振荡与声压振荡特性,并阐明声压振荡产生机理。研究发现:声压波动的概率密度函数在间歇流型下呈左偏单峰分布,在界面振荡流型下呈双峰分布,而在稳定流型下呈对称单峰分布;随蒸汽质量流速升高,无量纲径向、轴向界面振荡强度及声压振荡强度整体呈下降趋势,表现出极强的相关性。建立了基于声压参数的射流喷射长度预测模型,预测值与实验值的误差在±1%内。概率密度及相关性分析结果表明,蒸汽射流凝结的声压振荡是由其界面振荡引起的。 展开更多

关键词 蒸汽射流 直接接触凝结 界面振荡 射流喷射长度

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光催化CO_(2)还原制碳氢燃料系统优化策略研究 被引量：3

11

作者 王峰 张顺鑫 +2 位作者 余方博 刘亚 郭烈锦 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期29-44,共16页

光催化CO_(2)还原制碳氢燃料技术由太阳能直接驱动,将CO_(2)转化为可直接利用的化学品,是助力碳达峰、碳中和的变革性技术。该技术的高效、低成本运行受光吸收利用、光催化剂形貌结构、界面催化反应及传质等因素影响,其内部能质传输是... 光催化CO_(2)还原制碳氢燃料技术由太阳能直接驱动,将CO_(2)转化为可直接利用的化学品,是助力碳达峰、碳中和的变革性技术。该技术的高效、低成本运行受光吸收利用、光催化剂形貌结构、界面催化反应及传质等因素影响,其内部能质传输是多时空尺度、多物理场耦合的复杂过程,需要从理论和应用两方面结合多个学科展开系统研究。梳理了光催化CO_(2)还原基本理论及国内外研究进展,并针对技术瓶颈从光吸收拓展与利用、光生载流子分离强化、氧化/还原半反应优化及传质强化四个优化策略指出了该技术发展方向,探讨了该技术全流程能量传递和物质转化之间的耦合匹配准则,为降低反应能耗、促进性能及产率提升甚至未来工业化大规模太阳能驱动CO_(2)还原应用铺垫道路。 展开更多

关键词 太阳能 光催化 CO_(2)还原 碳氢燃料 优化策略

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蒸汽射流直接接触凝结诱导振动特性研究

12

作者 洪奥越 徐强 +3 位作者 蒋帅之 李翔宇 马小俊 郭烈锦 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2723-2733,F0001,共12页

蒸汽射流在管内过冷水流中的直接接触凝结会诱导严重的管道振动。采用高速摄像机与加速度传感器,捕捉了蒸汽射流气羽演化及其诱导的管道振动。通过实验定量描述了考虑气羽形貌的气羽灰度质心振荡与管道振动特性。发现界面振荡流型下气... 蒸汽射流在管内过冷水流中的直接接触凝结会诱导严重的管道振动。采用高速摄像机与加速度传感器,捕捉了蒸汽射流气羽演化及其诱导的管道振动。通过实验定量描述了考虑气羽形貌的气羽灰度质心振荡与管道振动特性。发现界面振荡流型下气羽灰度质心的振荡幅度最大,间歇振荡流型下次之,稳定凝结流型下最小。随着蒸汽质量流速升高,质心振荡及管道振动强度都向着趋于稳定的方向发展,表现出极强相关性。在此基础上绘制了管道振动强度随蒸汽质量流速及过冷水温度的分布图,振动强度随着过冷水温度的升高而升高。相关性分析表明气羽灰度质心的轴向振荡是沿蒸汽喷射方向的管道振动强度的主导因素。 展开更多

关键词 蒸汽射流 直接接触凝结 灰度质心 振动特性

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气液两相射流凝结传热与压力波动特性研究进展 被引量：4

13

作者 徐强 郭烈锦 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期1274-1287,共14页

气液两相射流直接接触凝结现象广泛存在于自然界,在航天液体火箭发动机及能源核电等领域具有重大的应用需求.气液两相射流凝结过程牵涉冷凝相变、强湍流和界面多尺度等剧烈的瞬态特性,致使气液界面能质输运与压力波动机制难以准确描述.... 气液两相射流直接接触凝结现象广泛存在于自然界,在航天液体火箭发动机及能源核电等领域具有重大的应用需求.气液两相射流凝结过程牵涉冷凝相变、强湍流和界面多尺度等剧烈的瞬态特性,致使气液界面能质输运与压力波动机制难以准确描述.本文首先简要回顾了气液两相射流凝结现象在关系国计民生的重要工业过程中的应用,接着从气液两相射流典型界面过程出发,重点回顾了射流气羽连续相界面的稳态特征、凝结流型图和射流喷射长度,介绍了射流凝结流场结构相关的射流速度场与温度场的稳态平均特性,分析了射流凝结传热系数和数理建模相关的若干进展,然后综述了射流凝结诱发的压力波动特性方面的研究进展.最后简要指出存在的问题和面临的挑战,提出实验与理论研究、数理建模等未来的发展方向. 展开更多

关键词 气液两相流 直接接触凝结 射流 界面演化 压力波动

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铂纳米团簇催化剂的制备及产氢性能研究

14

作者 李鲁冰 张蕾 +2 位作者 卫莉婷 苏进展 郭烈锦 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期19-24,32,共7页

电催化产氢技术对于推动清洁能源的发展至关重要。基于强金属-载体相互作用,利用铁单原子锚定效应制备负载于多孔碳氮材料的超细铂纳米团簇材料Pt@Fe-N-C,并对材料进行结构表征以及电催化测试。结果表明:Pt@Fe-N-C继承了ZIF-8的正十二... 电催化产氢技术对于推动清洁能源的发展至关重要。基于强金属-载体相互作用,利用铁单原子锚定效应制备负载于多孔碳氮材料的超细铂纳米团簇材料Pt@Fe-N-C,并对材料进行结构表征以及电催化测试。结果表明:Pt@Fe-N-C继承了ZIF-8的正十二面体的多孔结构,且其中的铁单原子通过锚定铂纳米团簇实现铂的良好分散。该材料在0.5 mol/L硫酸溶液中展现出优异的HER(电催化析氢反应)活性和稳定性,过电势η_(10)仅为17 mV,且在3000圈循环退化测试后,η_(10)仅增加4 mV。此外,在20 mV(vs.Ag/AgCl)过电势下,Pt@Fe-N-C的质量活性[12.43 mA/(cm^(2)·μg)]是商业铂碳[2.05 mA/(cm^(2)·μg)]的6.1倍。因此,利用单原子锚定效应分散铂是一种降低贵金属使用量的有效策略,并为今后发展低贵金属电催化材料提供新的思路。 展开更多

关键词 催化剂 强金属-载体相互作用 纳米材料 氢能 可再生能源

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肺动脉高压的特异性血流数值模拟研究

15

作者 李玉文 徐强 +3 位作者 叶星淼 唐晓宇 罗欣怡 郭烈锦 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3058-3064,共7页

肺动脉高压是以肺动脉压异常升高为特点的一种致命性疾病,且直接受肺动脉血流动力学影响,肺动脉的血流数值模拟用于临床医疗极具有应用前景。本文基于正常受试者与肺动脉高压患者的电子计算机断层扫描(CT)图像进行三维建模以模拟肺动脉... 肺动脉高压是以肺动脉压异常升高为特点的一种致命性疾病,且直接受肺动脉血流动力学影响,肺动脉的血流数值模拟用于临床医疗极具有应用前景。本文基于正常受试者与肺动脉高压患者的电子计算机断层扫描(CT)图像进行三维建模以模拟肺动脉及其复杂分支内血液流动,并进行血流动力学分析。结果发现正常受试者与肺动脉高压患者的肺动脉模型形态具有显著差异,患者左右肺动脉血流分配比失衡,分支处出现异常流动。肺动脉高压患者整体壁面压力较高,肺动脉近端出现大范围的低壁面切应力区,平均壁面切应力低于正常受试者。肺动脉的血流数值模拟可为发病机理及临床诊断提供参考。 展开更多

关键词 肺高压 血流动力学 数值模拟

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基于EMD-LSTM的集输立管内稳态及瞬态工况预测

16

作者 付吉强 邹遂丰 +3 位作者 孙杰 徐强 赵向远 郭烈锦 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3398-3405,共8页

针对离岸油气管道流动参数时间序列及流型转变的预测,建立基于经验模态分解(EMD)和长短期记忆神经网络(LSTM)组合模型,运用贝叶斯理论对LSTM神经网络相关参数进行优化。相比于单独使用BP神经网络、随机森林算法和LSTM神经网络,本文提出... 针对离岸油气管道流动参数时间序列及流型转变的预测,建立基于经验模态分解(EMD)和长短期记忆神经网络(LSTM)组合模型,运用贝叶斯理论对LSTM神经网络相关参数进行优化。相比于单独使用BP神经网络、随机森林算法和LSTM神经网络,本文提出的EMD-LSTM组合预测模型可以更好地追踪立管压差和幅值的演变趋势,大幅度提高预测精度,对流动原始信号及其统计量时间序列均适用。 展开更多

关键词 集输–立管 经验模态分解 长短期记忆神经网络 瞬态工况 预测

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离心泵内气液两相流动的数值模拟与实验研究

17

作者 苏筱斌 徐强 +2 位作者 杨晨宇 戴晓宇 郭烈锦 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2396-2402,共7页

分叶式叶轮由于其叶片的分离和偏移能够很好地处理气液流动而被广泛应用在石油工业中。本文采用叶轮可视化及数值模拟相结合的方法研究了分叶式叶轮内的气液流动特性。在该叶轮中,气团会率先出现在内叶片入口及外叶片的吸力面。气团在... 分叶式叶轮由于其叶片的分离和偏移能够很好地处理气液流动而被广泛应用在石油工业中。本文采用叶轮可视化及数值模拟相结合的方法研究了分叶式叶轮内的气液流动特性。在该叶轮中,气团会率先出现在内叶片入口及外叶片的吸力面。气团在延伸至叶片分离和偏移的位置时,受到来自相邻流道流体的冲击。采用欧拉–欧拉模型时,数值模拟得到的叶轮内气液流动与可视化得到的结果基本一致。在叶轮流道中,被气团占据的区域失去了增压能力,而气团未占据的区域仍保留一定的增压性能。 展开更多

关键词 离心泵 叶轮可视化 数值模拟 气液流动

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造纸黑液超临界水气化制氢与高附加值化学品回收研究进展 被引量：4

18

作者 戚新刚 路利波 +2 位作者 陈渝楠 葛志伟 郭烈锦 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期3338-3354,共17页

造纸黑液的无害化资源化利用对造纸工业减少环境污染、缓解能源短缺具有重要意义。超临界水气化技术是一种新型且高效的有机废水无害化资源化利用技术,利用水在超临界状态下的特殊性质使其在无害化资源化处理造纸黑液时具有独特的优势... 造纸黑液的无害化资源化利用对造纸工业减少环境污染、缓解能源短缺具有重要意义。超临界水气化技术是一种新型且高效的有机废水无害化资源化利用技术,利用水在超临界状态下的特殊性质使其在无害化资源化处理造纸黑液时具有独特的优势。回顾了近年来造纸黑液超临界水气化制氢与高附加值化学品回收的进展,介绍了制氢反应机理,系统总结了温度、压力、浓度、停留时间和催化剂等因素对黑液超临界水气化制氢的影响,介绍了造纸黑液里各类有用无机盐在超临界水条件下的反应、分离回收及造纸黑液超临界水气化反应装置的发展现状。针对现存问题对造纸黑液超临界水气化制氢和资源化无害化处理回收有用成分进行了展望。 展开更多

关键词 造纸黑液 超临界水 气化 制氢 盐回收 反应器

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蜗壳式多通道气液旋流分离器结构优化及分离特性研究

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作者 李彦熹 王晔春 +6 位作者 谢向东 王进芝 王江 周煜 潘盈秀 丁文涛 郭烈锦 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2875-2885,共11页

为实现宽流量范围下气液两相流的高效分离,基于螺旋线理论设计出了一种新型蜗壳式多通道旋流分离器,并对其结构进行了优化设计。采用数值模拟方法将其与传统单入口气液旋流分离器进行性能对比,结果表明,新型蜗壳式多通道旋流分离器能有... 为实现宽流量范围下气液两相流的高效分离,基于螺旋线理论设计出了一种新型蜗壳式多通道旋流分离器,并对其结构进行了优化设计。采用数值模拟方法将其与传统单入口气液旋流分离器进行性能对比,结果表明,新型蜗壳式多通道旋流分离器能有效解决单个入口所引起的空气核偏心现象及振荡问题,分离器内流场在不同入口含气率条件下均具有显著的轴对称特点,稳定性也更高,溢流带液量明显下降。虽然整体压损更大,但能够有效抑制二次流的产生,且在入口含气率越高时抑制效果越明显。 展开更多

关键词 气液两相流 离心分离 优化设计 蜗壳 二次流

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长距离管线–立管系统内严重段塞特性的研究

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作者 于海洋 徐强 +2 位作者 曹业奇 黄博 郭烈锦 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3723-3729,共7页

长距离–立管是一种将深海井口生产的油气资源输送到海上处理设施的关键管道系统。本文在水平管长度1657 m,立管高度29.1 m的贴近工业参数水平的长距离-S型立管系统上开展了严重段塞特性的实验研究。结合立管压差的波动范围及频率分布特... 长距离–立管是一种将深海井口生产的油气资源输送到海上处理设施的关键管道系统。本文在水平管长度1657 m,立管高度29.1 m的贴近工业参数水平的长距离-S型立管系统上开展了严重段塞特性的实验研究。结合立管压差的波动范围及频率分布特征,将观察到的气液两相流型划分为严重段塞流(SS)、过渡流型(TRS)及稳定流型(STB)三大类。提出了新的段塞周期预测关联式,偏差为±15%。长管线–立管系统的液塞速度最大可达入口混合速度的23倍。统计可视水平段内的段塞流动数据,发现了气速诱导液塞的分布规律。 展开更多

关键词 长距离管线 严重段塞流 流型图

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