某体育场悬挑屋盖表面脉动风压空间相关特性

通过对某体育场刚性模型进行同步风洞试验,得到了环状悬挑屋盖上、下表面的风压时程。考虑了涡旋脱落和再附着的影响,对悬挑屋盖各区域的典型测点进行时域下的相关系数和频域下的相干函数分析,总结了该体育场悬挑屋盖表面的平行来流方向、垂直来流方向排列的测点之间的相关系数及相干函数的规律。对相干函数曲线进行了拟合,得到了该体育场屋盖各区域相干函数公式及参数,与Davenport的经典相干函数相比,建立的相干函数与之形式一致、对悬挑屋盖的拟合精度更高。     

上游干扰作用下高层建筑迎风面风压双峰分布特征数值模拟研究

在上游建筑干扰作用下,受扰高层建筑迎风面部分测点表现出正负压交替出现的现象,对应风压系数概率密度函数呈双峰分布特征。采用大涡模拟技术对上述现象进行数值模拟研究,并将模拟结果与风洞试验结果进行对比分析,以验证其有效性。研究结果表明,上游施扰建筑两侧的尾流脱落旋涡可演变成交替作用于受扰建筑迎风面的涡团,这些涡团与背景来流共同作用,在建筑表面形成正负压交替出现的风荷载。针对风压双峰分布特征,建立风压信号混合分布模型,该混合模型由与正压成分对应的高斯分布模型和与负压成分对应的广义极值分布模型组成,模型中的位置参数、尺度参数和权重都对整体风压分布特征有显著影响。相关研究可用于非高斯风压信号的极值评估及建筑围护结构风致破坏机理的分析。     

介尺度视角下干法重介流态化分选过程强化

煤炭在保障我国能源安全中具有重要作用。干法重介流态化分选是煤炭分选加工领域的重要组成部分,有助于推动我国煤炭资源的高效洁净利用。流态化分选密度的稳定调控是实现高效分选的必要条件,调控的核心是如何削弱气泡扰动作用,关键是理解流态化分选过程中介尺度结构的演变及调控机制。从介尺度视角分析了气固流态化干法分选调控过程的关键科学问题,梳理了单元干法分选设备以及系统放大过程中介尺度结构的研究进展,分析了介尺度结构的演变规律,提出了介尺度结构的精准调控策略,对干法流态化的工业推广应用及煤炭的分选提质具有重要意义。     

气固流化床介尺度结构形成机制及过滤曳力模型研究进展

气固流化床中,介于颗粒与宏观尺度间的复杂的时空多尺度结构（介尺度结构）将完全改变气固相间作用规律,加大了流态化系统调控及预测的难度。为此,需要构建考虑结构影响的相间本构关系。其中,曳力作为影响流态化动力学特征的主导因素,对其研究尤为重要。从结构产生演化的机制出发,概述结构影响曳力的机理,以模型构建流程的角度对结构和过滤两类模型进行总结,并重点综述过滤模型构建在提升准确性、有效性、通用性和考虑更多物理机制方面的最新进展。研究表明：提升模型通用性和考虑真实系统中更丰富的物理机制仍是建模中亟待解决的问题,结合结构演化机制理性建模和充分发挥机器学习数据分析处理优势或是曳力建模进一步发展的关键。     

甲醇制丙烯反应中ZSM-5分子筛催化剂积炭失活介尺度机制研究

甲醇制丙烯（MTP）是当前煤化工领域亟需发展的关键催化技术,积炭被认为是导致催化剂失活的重要原因之一。以积炭分子筛为研究对象,通过IGA、FTIR及TG等多种表征手段,考察甲醇的吸附行为、分子筛表面酸性、积炭成分与MTP反应中甲醇反应活性之间的构效关系。研究结果表明,甲醇的吸附量随催化剂的失活而降低,其下降速率与甲醇转化率成正比。催化剂上滞留的碳物种的主要成分为轻烃、BTX芳烃、活性结焦和积炭,而其中积炭是引起分子筛失活的主要原因。完全失活的催化剂与新鲜催化剂相比仍保留一定的甲醇吸附能力,推测积炭主要存在于酸活性中心周围。积炭首先覆盖的是B酸中心的羟基和桥式羟基,随后是非骨架Al—OH;而催化剂的甲醇转化率与分子筛中可接触的B酸和L酸数量成正比。另外,基于催化剂的失活速率与转化率存在的正比关系,结合反应动力学,推导出了失活曲线的数学表达式,理论上解释了MTP反应过程中的积炭失活介尺度机制。     

基于介尺度结构解聚-重组装的Beta分子筛的绿色合成及应用

Beta分子筛作为一种重要的催化材料,被广泛应用于石油化工、煤化工及环境保护等领域,但其常规的水热合成过程存在成本高、单釜产率低和废水排放量大等问题。本研究提出了一条基于天然矿物介尺度结构解聚-重组装的无溶剂绿色合成Beta分子筛的新路线,采用该路线所合成的Beta分子筛（Beta-Anhyd）含有丰富的介孔和大孔结构,且具有较商业Beta分子筛（Beta-Ref）更高的比表面积和更低的酸量,以其为载体,通过脱Al补Sn制备的Sn-Beta催化剂（Beta-Anhyd-Deal）在丙烷脱氢反应中表现出较参比催化剂（Beta-Ref-Deal）更加优异的催化性能。     

提升管反应器介尺度结构影响规律的数值模拟研究

提升管反应器存在典型的颗粒聚团介尺度结构,其分布特性对气固流动、反应有重要影响,对介尺度结构影响规律进行分析有助于为反应器的设计与优化操作提供基础信息。采用基于能量最小多尺度（EMMS）方法的曳力模型建立了提升管气固两相流动模型,考虑了颗粒聚团对气固相间动量传递的影响。此外,进一步通过考虑颗粒聚团的存在以及颗粒聚团的非均匀性对化学反应的影响,提出了描述介尺度结构对反应速率影响的修正因子,与气固流动模型进行耦合,建立了基于介尺度结构的流动-反应综合数学模型,并进行了模型验证。进一步应用该模型,对工业催化裂化提升管反应器的流动-反应特性进行了模拟分析。结果表明,该模型可以合理描述提升管气固相互作用,能够预测出壁面附近存在较多介尺度结构的分布特性,由于聚团的存在使得重油组分难以与催化剂充分接触,生成汽柴油的反应速率较低,转化较慢,聚团的分布特性导致靠近边壁处的重油组分浓度较高,汽柴油组分浓度较低;汽柴油在聚团内部的流动阻力较大,在聚团内发生过量的二次反应生成较多焦炭,导致壁面处焦炭浓度较高。与传统基于平均化而未考虑聚团影响的模型相比,基于介尺度结构的模型所预测的汽油收率最佳值与工业实际相接近。因此,基于介尺度结构的流动-反应综合数学模型可以合理描述提升管内进行的流动-反应耦合特性,并能揭示介尺度结构对催化裂化反应过程的影响,有望为工业提升管装置反应终止剂技术的开发提供重要的基础信息。     

面向空天动力用聚酰亚胺树脂基复合材料介尺度结构与调控

基于面向空天动力用聚酰亚胺树脂基复合材料的背景,分析了复合材料面临的介尺度结构设计与调控的关键科学问题及研究思路。综述了国内外热塑性聚酰亚胺构-效设计、复合材料微/纳复合界面强化以及健康结构动态监测的基础研究,并提出了未来的发展趋势。     

三相结构离子交换膜的构筑及应用研究

三相结构离子交换膜是一类具有惰性相、离子交换基团相和辅助功能基团相的特殊结构材料。传统两相结构离子交换膜受限于离子通量和选择性的相互制约,难以实现两者同步提升。因此,研究者开始关注新型三相结构,以改善离子传质路径。综述了离子交换膜从两相结构到三相结构的发展,介绍了微相分离离子交换膜、自具微孔离子交换膜、有机硅烷杂化离子交换膜和基于氧化石墨烯或金属有机框架的“三相”结构离子交换膜,讨论了离子膜介尺度中的相结构、孔道结构和缺陷等问题,并概述了三相结构在燃料电池、液流电池、一/二价离子分离和酸碱回收等领域所发挥的作用,以期给三相结构指导离子交换膜制备并提升性能提供策略参考。     

涡街流量计的研究

涡街流量计是目前发展势头十分良好的流量计,在管道流量测量中得到广泛应用,并已跻身通用流量计之列.但涡街流量计尚属发展中流量计,其理论基础和实践经验较薄弱,在使用中,还会出现一些预想不到的问题.为解决这些问题,国内外科研工作者进行了大量的研究工作,并取得了一定进展.从涡街流量计中旋涡分离、涡街发生体形状、涡街信号检测方法及涡街信号分析和处理几方面对国内外研究现状进行了综述,指出研究中存在的难点及今后的研究方向,并提出一种利用涡街原理的新质量流量测量方法.