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    國家自然科學基金重大項目“氣固湍流燃燒的多尺度耦合特性和與機理”中期評估會在武漢召開

    日期 2017-08-16   來源:工程與材料科學部   作者:劉濤 紀軍  【 】   【打印】   【關閉

    第4期

    (總第704期)

      2017年3月21日-22日,國家自然科學基金委員會工程與材料科學部在武漢召開了國家自然科學基金重大項目“氣固湍流燃燒的多尺度耦合特性和與機理”中期評估會。中期評估專家組專家和來自浙江大學、東南大學、清華大學、華中科技大學、哈爾濱工業大學的項目課題組全部成員共40余人參加了本次會議。

      中期評估會中,項目負責人樊建人教授首先對項目總體研究進展進行了匯報,隨后,樊建人教授、鐘文琪研究員、羅坤教授、趙海波教授等分別就四個課題“固體燃料顆粒在多尺度耦合條件下的動力學特性”、“氣固湍流的多尺度結構演化與相互作用機理”、“氣固湍流燃燒的多尺度結構耦合機理研究 ”、“氣固湍流燃燒多尺度耦合模擬與設計方法”進行了中期匯報。與會專家就研究情況進行提問和討論交流,對項目執行過程中出現的問題進行了細致的詢問,重點考察了各個課題的研究任務執行情況、取得的創新性研究成果和人才隊伍建設、國際合作等情況。

      該重大項目取得了以下研究進展:

      (1)建立了單個煤粉顆粒燃燒反應系統、基于數字全息的熱態顆粒場的測量系統、揮發性堿金屬以及顆粒燃燒參數(溫度、半徑)等多參數同時在線測量的LIBS和PLIF測量系統;研究了單顆粒煤粉的熱解特性和堿金屬釋放特性,發展了煤粉熱解CPD模型;開展了碳顆粒燃燒過程的直接數值模擬研究,揭示了燃燒過程中的反應速率變化規律、溫度和組分分布特性,以及燃燒顆粒與流場的耦合作用機理。

      (2)發明了顆粒三維運動的正交X射線成像非接觸式測量方法,并構建了具有自主知識產權的硬件和軟件系統,發展了顆粒團絮尺度演化的測量表征方法。

      (3)創新性地提出了考慮多模態燃燒火焰的動態二階矩湍流燃燒模型和煤粉燃燒復合小火焰燃燒模型,發展了多煤種通用熱解模型,能夠更加準確地捕捉燃燒過程的多模態結構及其與湍流的多尺度相互作用,可以更好地模擬氣固兩相湍流燃燒過程。

      (4)創新性提出了計算網格內考慮顆粒聚團結構的多尺度曳力模型、傳熱模型和化學反應模型,建立了考慮顆粒體積分數梯度的非均勻顆粒團聚的高階精度數值模擬方法,在宏觀數值模擬層面能反映介尺度結構對反應-傳遞-流動行為的影響。

      中期評估專家組認為該項目進展順利,發展態勢良好。評估組專家也對項目各課題間如何實現研究工作邏輯的承上啟下、如何聚焦國際前沿的研究難點和做出國際領跑水平的研究工作、如何實現基礎科學研究工作向工業應用和生產的轉化等方面提出了建議和要求。




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