| 离散相系统群体平衡模型的求解算法 |
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| 引用本文： | 苏军伟,顾兆林,XU X.Yun.离散相系统群体平衡模型的求解算法[J].中国科学:化学,2010,40(2):144-160. |
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| 作者姓名： | 苏军伟 顾兆林 XU X.Yun |
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| 作者单位： | ① 西安交通大学机械工程学院机械工程及其自动化系, 西安 710049; ② 西部灾害与环境力学教育部重点实验室, 兰州 730000; 西安交通大学人居学院环境科学与技术系, 西安710049; ③ Department of Chemical Engineering, Imperial College London, London, SW7 2AZ |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(批准号:10872159;40675011);;教育部科学技术研究重大项目(编号:708081);;西部灾害与环境力学教育部重点实验室项目(批准号:200707)资助 |
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| 摘 要： | 准确预测离散相系统中微观粒子的尺度分布演变对系统动态流动行为的准确确定起关键性作用. 粒子的尺度分布演变以及引起尺度分布变化的离散相微观行为(聚并、破碎、长大等)由群体平衡模型来描述. 该模型是关于数值密度函数的非线性双曲型方程, 数值求解为主要手段. 本文对群体平衡方程的直接离散方法、Monte Carlo、矩方法从实现难易程度、计算机资源消耗、计算精度三方面进行了详细阐述, 并着重介绍了几种性能优越的矩方法—— 矩积分方法(QMOM)、矩直接积分方法(DQMOM)、可调节矩积分方法(M-QMOM)、自适应矩直接积分方法(ADQMOM)、定点矩积分方法(FPQMOM)、粒子游动算法(MPEM)和局部定点矩积分方法(LFPQMOM). 最后根据算法的优缺点及其当前发展状况对不同算法的未来发展做了预测.
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| 关 键 词： | 群体平衡方程 直接离散方法 Monte Carlo 方法 矩方法 离散相系统 |
| 收稿时间： | 2008-12-30 |
| 修稿时间： | 2009-02-26 |
Advances of solution methods of population balance equation for disperse phase system |
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| Institution: | SU JunWei, GU ZhaoLin, XU X.Yun( 1 Department of Mechanical Engineering and Automation, School of Mechanical Engineering, Xi＇an Jiaotong University, Xi＇an 710049, China; 2 Key Laboratory of Mechanics on Disaster and Environment in Western China, Ministry of Education, Lanzhou, 730000; Department of Environmental Science and Technology, School of Human Settlements and Civil Engineering, Xi＇an JiaotongUniversity, Xi＇an 710049, China; 3 Department of Chemical Engineering and Chemical Technology, Imperial College London, UK, SW7 2AZ) |
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| Abstract: | The accurate prediction of the variation of the particle size distribution is critical to determining the dynamic flow structure of disperse phase system. Population balance equation, a non-linear hyperbolic equation about number density function, is employed to describe micro-behaviors (aggregation, breakage, growth, etc) of disperse phase and resulting variation of particle size distribution. Numerical solution is the only choice in most of the cases. In this work, details of difficulties of implementatio... |
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| Keywords: | population balance equation direct discretization method Monte Carlo method moment methods disperse phase system |
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