Prediction of nanoparticle transport and deposition in bends

Nanoparticle transport and deposition in bends with circular cross-section are solved for different Reynolds numbers and Schmidt numbers. The perturbation method is used in solving the equations. The results show that the particle transport patterns are similar and independent of the particle size and other parameters when suspended nanoparticles flow in a straight tube. At the outside edge, particle deposition is the most intensive, while deposition at the inside edge is the weakest. In the upper and lower parts of the tube, depositions are approximately the same for different Schmidt numbers. Curvatures of tube, Reynolds number, and Schmidt number have second-order, forth-order, and first-order effects on the relative deposition efficiency, respectively.     

非球形颗粒布朗运动的涨落-格子Boltzmann数值研究

采用涨落-格子Boltzmann方法对非球形颗粒(二维)的布朗运动进行直接数值模拟.数值结果包括椭圆形、矩形颗粒的速度均方值及速度自相关函数等.研究发现,对于非球形颗粒,其方向性并没有影响能量均分原理的适用性,每个自由度的能量由其速度或角速度的均方值确定,而且计算的颗粒平动温度和转动温度一致.此外,颗粒的速度自相关函数在相对长的时间内以~ct^-1的规律衰减,其系数c与颗粒的形状无关.     

充液矩形贮箱弹性箱底板应力与变形分析

基于相容拉格朗日-欧拉法,通过对流场与弹性固体间流固耦合作用的分析,得到了矩形贮箱弹性底板流固耦合系统的自由振动微分方程。将伯努利方程与外加激励条件、速度势函数耦合到自由振动方程中,采用迦辽金积分法,给出了矩形贮箱在流体作用下的应力与变形的解析解。讨论了弹性底板的抗弯刚度、结构尺寸、底板材料参数及流体深度等因素对底板应力与变形的影响。研究结果表明:在液体晃动非线性激励作用下,贮箱底板的应力和变形随着液体深度、板长的增大而增大,随着板厚的减小而增大,且成非线性变化关系;底板的变形及应力与底板的材料常数相关,其中板厚的变化对其变形和应力影响要比板长及液体深度的影响显著得多。本文结果可为工程实际中矩形贮箱的设计提供参考。     

Brown凝并中两个不同直径纳米颗粒的碰撞系数

对Brown凝并中两个不同直径纳米颗粒的碰撞系数进行了研究,通过求解碰撞方程,获得了在van der Waals力和弹性变形力作用下,直径为100 nm至750 nm的邻苯二甲酸二辛酯纳米颗粒的碰撞系数．发现碰撞系数总体上随着颗粒直径和2个颗粒半径比的增加而减小;当颗粒直径为550 nm时,碰撞系数有一个突然的增加．最后给出了具有不同直径2个纳米颗粒碰撞系数的新表达式．     

影响MFC产电能力及污水净化的非生物因素研究

以厌氧污泥接种模拟生活污水, 构建双室无介体型微生物燃料电池(MFC). 以输出功率密度、库仑效率和COD_Cr(化学需氧量)去除率为评价指标, 采用正交设计考察4种非生物因素(即阴、阳极材料、底物和电子受体)对MFC产电及污水净化的影响. 在此基础上进一步探讨阴极离子浓度对电能输出的影响. 结果表明: 对MFC产能及污水净化的影响因素顺序为: 电子受体＞阳极＞阴极＞底物, 最优组合为碳毡-乳酸钠-不锈钢板-铁氰化钾＋溶解氧|向阴极液中投加NaCl可使产电能力显著增强, 最佳投加量为150 mmol•L^－1. 同时, 阴极室定期添加铁氰化钾可维持电流稳定. 试验中, 葡萄糖型、乳酸钠型以及混合型底物模拟污水的COD_Cr均得到有效去除, 平均去除率达85.2%, 显示了研究的MFC具有很强的产电和污水净化能力.     

通道中串列旋转圆柱的格子Boltzmann-虚拟区域方法的模拟

通过结合格子Boltzmann方法(LBM)和虚拟区域(Fictitiou sDomain)思想,建立格子Boltzmann-虚拟区域(LB-DF/FD)方法.采用两套网格系统,欧拉网格用于流体,拉格朗日网格用于固体.原有的LBM在计算运动固体的受力方面存在数据振荡,LB-DF/FD方法改进了此缺陷.为验证该方法,模拟圆柱绕流、圆形颗粒在无限长通道中平动及在无限大流场中转动三种情况,结果与其他数值解及理论解符合得很好.利用该方法模拟低雷诺数下通道中串列旋转圆柱周围的流场,分析圆柱间距(g)及雷诺数(Re)对流场结构的影响.给出Re=0.001,0.1和10下,0.2≤g≤8.0的流线结构、圆柱升力、阻力以及力矩等数值结果.结果表明,g对流场的结构及圆柱的受力有显著影响,Re对圆柱阻力及Stokes单元数目的影响较大.     

Research on nucleation and coagulation of nanoparticles in parallel twin jets

The large eddy simulation method has been used to simulate the diffusion of H2SO4 vapor in the parallel twin jets.The distributions of number concentration and size of nanoparticles produced by nucleation and coagulation in sulfuric acid/water system are given.The functions of the sulfur content,relative humidity and jet Reynolds number are evaluated according to the distributions of number concentration and size of nanoparticles.The results show that the nucleation in sulfuric acid/water system produces large number of nanoparticles ,and gas-to-nanoparticle conversion mostly takes place in the middle and interface of the twin jets.The coagulation process of particles reduces the number concentration,while increases the mean particle size.For the case with higher sulfur content,more number and smaller size nanoparticles are produced by nucleation and coagulation.There is also a larger number of nanoparticles for the cases with higher relative humidity and jet Reynolds number.     

带有半埋藏空间裂纹的Cr12构件电磁热止裂分析

对带有半埋藏环形裂纹的Cr12标准拉伸试件进行了电磁热止裂研究.通过ZL-2型放电装置实现了半埋藏空间裂纹的止裂实验,采用微机控制电子万能试验机完成了止裂前后试件拉伸性能测试,同时计算了电磁热止裂前后应力强度因子的变化;建立了超强脉冲电流放电瞬间,环形裂纹尖端附近电流绕流、温度场和热应力场的数值分析模型,通过热-电耦合和热-机械耦合两个过程得到了脉冲放电瞬间拉伸试件中的电流矢量场、温度场和热应力场.研究表明:脉冲电流放电瞬间,围绕裂纹尖端金属熔化,钝化了裂尖,并围绕裂尖形成了热压应力场,得到了超细化的金属组织,止裂后抗拉强度得到了提高,达到了止裂的目的.     

紫外光催化氧化在环境水质分析中的应用

紫外光催化氧化是近年来环境水质分析中采用的一种样品预处理新技术,目前在国内环境监测领域还应用得不多。本文结合笔者近期的工作,介绍了紫外光催化氧化的原理、特点、设备及其在环境水质分析中的应用,并简介了微波辅助紫外光催化氧化和超声波-紫外光氧化两种最新技术。     

二(2-乙基己基)膦酸对镉(Ⅱ)、钴(Ⅱ)和镍(Ⅱ)的萃取平衡

溶剂萃取;二(乙基己基)膦酸;二(2-乙基己基)膦酸对镉(Ⅱ)、钴(Ⅱ)和镍(Ⅱ)的萃取平衡