Improving aerosol and spray process computation fluid dynamics models with machine learning approaches

利用机器学习方法改进气溶胶和喷雾过程计算流体动力学模型

基本信息

  • 批准号:
    2881557
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2023 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Computational fluid dynamic (CFD) models of aerosol and sprays are used across a wide range of fields; from understanding dispersion of exhaled aerosols, to designing and optimising spray drying process for production of food, pharmaceuticals and consumer goods. These CFD models often use particle scale models of drying kinetics to capture the dynamics and solidification behaviour as the droplets interact with the air flow.The drying behaviour of single droplets can be complex due to nature of the phase changes occurring and interaction between the drying behaviour and the solid structures formed on drying. Models which capture the complexity of the drying behaviour have been developed for single particles, however integrating these models into a CFD model with multiple particles present is typically limited by computational time. The drying models used in CFD models are therefore simple approximations which do not capture the complex physics involved in drying and solid formation.There is therefore a need to develop models which capture the more complex physics but that run faster and can therefore be used in CFD models. One recent innovation, that offers some potential to be able to do this, is the development of machine learning approaches in fluid mechanics. Amongst the numerous methods available are Physics Informed Neural Networks4 (PINNs), these are neural network models which preserve the physical constraints present in first principle models, but can be executed far more rapidly than direct solution of the differential equations involved in the model. This project will explore the potential of these methods. Initially PINN models of single particles will be developed and their accuracy and speed tested These models will then be incorporated into a CFD model of a spray drying tower and their performance evaluated.
气溶胶和喷雾的计算流体动力学(CFD)模型用于广泛的领域;从了解呼出气溶胶的分散,到设计和优化食品,药品和消费品生产的喷雾干燥过程。这些CFD模型通常使用干燥动力学的颗粒尺度模型来捕捉液滴与气流相互作用时的动力学和固化行为。由于发生相变的性质以及干燥行为与干燥过程中形成的固体结构之间的相互作用,单个液滴的干燥行为可能很复杂。已经针对单个颗粒开发了捕获干燥行为的复杂性的模型,但是将这些模型集成到存在多个颗粒的CFD模型中通常受到计算时间的限制。因此,CFD模型中使用的干燥模型是简单的近似值,无法捕捉干燥和固体形成中涉及的复杂物理过程。因此,需要开发能够捕捉更复杂物理过程但运行速度更快的模型,从而可以用于CFD模型。最近的一项创新,提供了一些能够做到这一点的潜力,是流体力学中机器学习方法的发展。在众多可用的方法中有物理信息神经网络4(PINN),这些神经网络模型保留了第一原理模型中存在的物理约束,但可以比模型中涉及的微分方程的直接解更快地执行。本项目将探索这些方法的潜力。首先将开发单个颗粒的PINN模型,并测试其精度和速度。然后将这些模型纳入喷雾干燥塔的CFD模型,并评估其性能。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
生命分子工学・海洋生命工学研究室
生物分子工程/海洋生物技术实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:

的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('', 18)}}的其他基金

An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
  • 批准号:
    2901954
  • 财政年份:
    2028
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
  • 批准号:
    2896097
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
  • 批准号:
    2780268
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
  • 批准号:
    2908918
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
  • 批准号:
    2908693
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
  • 批准号:
    2908917
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
  • 批准号:
    2879438
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
  • 批准号:
    2890513
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
CDT year 1 so TBC in Oct 2024
CDT 第 1 年,预计 2024 年 10 月
  • 批准号:
    2879865
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
  • 批准号:
    2876993
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship

相似海外基金

Understanding how pollutant aerosol particulates impact airway inflammation
了解污染物气溶胶颗粒如何影响气道炎症
  • 批准号:
    2881629
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Collaborative Research: Humidity and Temperature Effects on Phase Separation and Particle Morphology in Internally Mixed Organic-Inorganic Aerosol
合作研究:湿度和温度对内部混合有机-无机气溶胶中相分离和颗粒形态的影响
  • 批准号:
    2412046
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Effect of Condensed-Phase Photochemistry on Absorption Coefficients and Phase State of Atmospheric Organic Aerosol Particles
凝聚相光化学对大气有机气溶胶颗粒吸收系数和相态的影响
  • 批准号:
    2334731
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Continuing Measurements of Water Vapor, Clouds, Aerosol, and Waves Above, and Across, the Tropical Tropopause Layer with in Situ Instruments on Circum-Tropical Isopycnic Balloons
使用环热带等密度气球上的现场仪器持续测量热带对流层顶层上方和上方的水蒸气、云、气溶胶和波浪
  • 批准号:
    2336110
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Graded and Reliable Aerosol Deposition for Electronics (GRADE): Understanding Multi-Material Aerosol Jet Printing with In-Line Mixing
职业:电子产品的分级且可靠的气溶胶沉积 (GRADE):了解通过在线混合进行多材料气溶胶喷射打印
  • 批准号:
    2336356
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Suppression of air pollution via aerosol mediated removal of peroxy radicals
通过气溶胶介导去除过氧自由基抑制空气污染
  • 批准号:
    NE/Y000226/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
CleanCloud: Clouds and climate transitioning to post-fossil aerosol regime
CleanCloud:云和气候过渡到后化石气溶胶状态
  • 批准号:
    10091700
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    EU-Funded
CERTAINTY: Cloud-aERosol inTeractions & their impActs IN The earth sYstem
确定性:云与气溶胶相互作用
  • 批准号:
    10107237
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    EU-Funded
CAREER: Origin and Evolution of the Light Absorption of Biomass Burning Aerosol
职业:生物质燃烧气溶胶光吸收的起源和演变
  • 批准号:
    2339449
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Biogenic Volatile Organic Compound (VOC) Emissions from Managed Landscapes and Their Contribution to Atmospheric Ozone and Aerosol
管理景观中的生物挥发性有机化合物 (VOC) 排放及其对大气臭氧和气溶胶的贡献
  • 批准号:
    2347370
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了