热边界层内气溶胶颗粒的沉积特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11902075
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0905.多相流、渗流与非牛顿流体力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Aerosol particles are increasingly recognized as one of the most common unhealthy components of air pollution, it has an awful impact not only on the environment but also on the health of human beings. It is of great importance to investigate particle deposition and the evolution of particle size distribution. In the present study, the closure particle moments models will be developed based on Taylor-series expansion method, which is capable of describing the following dynamics processes, such as diffusion deposition, and thermophoresis deposition, and then the spatial distribution and temporal evolution of particles will be got. The main research topics will be concluded as follows: 1) research on the diffusion coefficient and thermophoresis coefficient in the transition regime, and the corresponding closure particle moments models; 2) the reconstruction of the particle size distribution based on the known particle moments, and the relationship between the moments and the physical parameters, such as entropy, particle specific surface energy, temperature; 3) analytical solution of TEMOM for particle deposition in the thermal boundary layer, development of the thermocouple particle densitometry. Through these studies above, the dynamic characteristic parameter of fine particles’ thermophoresis deposition will be got, which is useful for particle detection and controlled.
气溶胶颗粒是大气污染物中最主要的有害成分之一,严重影响着社会、环境及人类的健康。研究颗粒物的沉积特性,获取其尺度分布的变化规律,具有重要的理论和实际意义。本项目拟基于泰勒级数展开矩方法,构建包括扩散沉积、热泳沉积等过程在内的封闭矩模型,获取颗粒群尺寸分布在时间和空间上的演化规律:1)改善过渡区内热泳系数及扩散系数的处理方法,建立跨尺度范围的矩模型;2)基于获得的有限阶粒子矩,建立粒子尺度谱分布函数的反演模型,构建粒子矩与系统熵、表面张力、温度等物性参数之间的关系;3)获得热边界层内颗粒沉积的简化分析解,提高现有热电偶颗粒密度法的检测精度和适用范围。通过以上研究,加深对微细颗粒热泳沉积机理的认识,并为实现大气颗粒物的光学监测及控制提供理论基础。

结项摘要

气溶胶颗粒是大气污染物中最主要的有害成分之一,严重影响着社会、环境及人类的健康。研究颗粒物的沉积特性,获取其尺度分布的变化规律,具有重要的理论和实际意义。本项目以多分散颗粒系统的动力学演化为问题导向,以泰勒级数展开矩方法和格子玻尔兹曼方法为研究工具,开展以下研究:1)得到了连续区内热泳凝并矩模型的渐进解;2)建立了迭代直接数值模拟方法和分段二次插值反演等两种尺寸分布反演方法,由矩模型的渐进解重建粒子尺寸谱分布;3)结合热动平衡判据,分析颗粒团聚的热力学约束条件,建立了粒子矩与熵、表面能等物理参数的关系,拓宽了矩方法的应用范围;4)分析了团聚体颗粒在竖直管道中的受力情况、沉降过程及两颗粒间相互作用规律。项目共发表论文11篇,申请发明专利2项,完成了项目任务书的预期目标。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Application of half-way approach to discrete unified gas kinetic scheme for simulating pore-scale porous media flows
中途法在离散统一气体动力学方案中的应用模拟孔隙尺度多孔介质流动
  • DOI:
    10.1016/j.compfluid.2020.104776
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Computers & Fluids
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shi Tao;Liang Wang;Ya Ge;Qing He
  • 通讯作者:
    Qing He
Numerical study on the drag and flow characteristics of porous particles at intermediate Reynolds numbers
中间雷诺数多孔颗粒阻力和流动特性的数值研究
  • DOI:
    10.1016/j.matcom.2022.06.001
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
    Mathematics and Computers in Simulation
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Shi Tao;Qing He;Xiaoping Yang;Jiahong Luo;Xingxi Zhao
  • 通讯作者:
    Xingxi Zhao
Solution of Smoluchowski coagulation equation for Brownian motion with TEMOM
TEMOM 求解布朗运动 Smoluchowski 凝固方程
  • DOI:
    10.1016/j.partic.2022.01.006
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    Particuology
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Xie Mingliang;He Qing
  • 通讯作者:
    He Qing
Shape optimization for a tube bank based on the numerical simulation and multi-objective genetic algorithm
基于数值模拟和多目标遗传算法的管束形状优化
  • DOI:
    10.1016/j.ijthermalsci.2020.106787
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    International Journal of Thermal Sciences
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Ya Ge;Yousheng Lin;Shi Tao;Qing He;Baiman Chen;Si-Min Huang
  • 通讯作者:
    Si-Min Huang
A ghost-cell discrete unified gas kinetic scheme for thermal flows with heat flux at curved interface
弯曲界面处热通量的鬼细胞离散统一气体动力学方案
  • DOI:
    10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120365
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    International Journal of Heat and Mass Transfer
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Shi Tao;Qing He;Baiman Chen;Frank G.F. Qin;Yousheng Lin
  • 通讯作者:
    Yousheng Lin

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其他文献

基于野外观测的风沙流跃移和蠕移运动规律研究
  • DOI:
    10.13448/j.cnki.jalre.2017.154
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    干旱区资源与环境
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    康永德;何清;杨兴华;杨帆;艾力·买买提明;霍文
  • 通讯作者:
    霍文
基于集成局部性特征学习的推荐算法
  • DOI:
    10.3778/j.issn.1673-9418.1705040
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    计算机科学与探索
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庄福振;罗丹;何清
  • 通讯作者:
    何清
火灾情况下某城市地铁换乘站内大规模人群疏散特征研究
  • DOI:
    10.13637/j.issn.1009-6094.2018.04.032
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    安全与环境学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐飞;何清;朱孔金;徐童;石琴;李恒
  • 通讯作者:
    李恒
塔克拉玛干沙漠腹地沙丘温度特征浅析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    李振杰等;金莉莉;何清
  • 通讯作者:
    何清
新疆地表水资源对气候变化的响应初探
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国沙漠
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何清;袁玉江;魏文寿;龚原
  • 通讯作者:
    龚原

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

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          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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