雾化射流场中粒子运动和传热特性的数值模拟研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11002136
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    钱丽娟
  • 依托单位：
    中国计量大学
  • 学科分类：
    A0905.多相流、渗流与非牛顿流体力学
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

雾化射流技术在材料的制备领域有着广泛的应用背景，在高性能材料的研制中，雾化的液态介质往往不是传统的单相低粘度牛顿流体，而涉及到高粘度流体，悬浮液，及非牛顿流体；且雾化环境不局限于常温常压，而涉及高温，真空等。本项目通过构建泡状雾化喷嘴雾化冲击射流和射频感应悬浮溶液等离子射流的完整数值模型，分析常规及特殊环境下高粘度流体，悬浮液，及非牛顿流体在雾化射流场中所经历的各种运动及传热传质事件，并通过理论分析，数值模拟，实验研究达到以下目标：①建立适合非牛顿流体的雾化模型。②建立悬浮液滴在高温雾化射流场中运动及传热的模型，揭示颗粒气液固三态转化的平衡规律和影响参数。③提出优化雾化效果和材料性能的具体技术方案及经验公式。通过研究，加深雾化射流场中颗粒运动及传热传质特性的认识，为高性能材料的制备提供理论基础和设计依据。

结项摘要

雾化射流技术在材料制备领域有着广泛的应用背景，在高性能材料的研制中，雾化的液态介质往往不是传统的单相低粘度牛顿流体，而涉及到高粘度流体，悬浮液，及非牛顿流体,且雾化环境不局限于常温常压，而涉及高温，真空等。本项目通过构建泡状雾化喷嘴雾化冲击射流和射频感应悬浮溶液等离子射流的数值模型，结合理论和实验研究，分析了常规及特殊环境下高粘度流体，悬浮液在雾化射流场中所经历的各种运动及传热传质事件。主要研究成果包括以下三点：①从粘弹流体的本构方程入手，对于液体粘度考虑了气液剪切速率对松弛时间的影响，对比了Goren & Gorttlieb和Joseph的不稳定性分析，分别建立模型求解并以公开发表的实验数据为参照，详细讨论了两种模型的优缺点和适用范围，填补了该领域的空白。②提出了悬浮液滴运动及传热传质模型，对不同尺度粒子建立了统一的颗粒受力表达式进行运动轨迹追踪，采用集总热容法和一维加热模型追踪了悬浮液滴的加热蒸发过程，及固体颗粒的加热，熔化和蒸发过程，其中汽化模型综合考虑了蒸发和沸腾两种方式。③完善了泡状雾化射流和悬浮溶液等离子射流的大型数值模拟程序，分析了工况及物性参数的影响，给出了预测雾化效果和喷涂效果的经验公式及优化雾化效果的具体技术方案。通过本项目的研究，较为全面的分析了雾化射流场中颗粒运动及传热传质特性，为高性能材料的制备提供理论基础和设计依据.在本项目的资助下，项目主持人以第一作者发表录用SCI论文8篇，申请发明专利4项，其中已授权3项，培养研究生3人，项目研究成果获2012年浙江省高等学校科研成果二等奖。.

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Numerical Modeling in Radio Frequency Suspension Plasma Spray of Zirconia Powders
氧化锆粉末射频悬浮等离子喷涂的数值模拟
  • DOI：
    10.1007/s11090-010-9247-2
  • 发表时间：
    2010-08
  • 期刊：
    Plasma Chemistry and Plasma Processing
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Qian, Lijuan;Lin, Jianzhong;Xiong, Hongbing
  • 通讯作者：
    Xiong, Hongbing
Effervescent atomization spray: Understanding the modeling process.
泡腾雾化喷雾：了解建模过程。
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Chinese Science Bulletin
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Qian;lijuan
  • 通讯作者：
    lijuan
Modeling on effervescent atomization: A review
泡腾雾化建模：综述
  • DOI：
    10.1007/s11433-011-4536-1
  • 发表时间：
    2011-12-01
  • 期刊：
    SCIENCE CHINA-PHYSICS MECHANICS & ASTRONOMY
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Qian LiJuan;Lin JianZhong
  • 通讯作者：
    Lin JianZhong
Modeling of non-Newtonian suspension plasma spraying in an inductively coupled plasma torch
电感耦合等离子炬中非牛顿悬浮液等离子喷涂的建模
  • DOI：
    10.1016/j.ijthermalsci.2011.03.024
  • 发表时间：
    2011-08
  • 期刊：
    International Journal of Thermal Sciences
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Qian, Lijuan;Lin, Jianzhong;Xiong, Hongbing
  • 通讯作者：
    Xiong, Hongbing

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  • 通讯作者：
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  • 通讯作者：
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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

        graph TD
          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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