稠密氣固兩相流多源多尺度數據融合及流動特性研究

《稠密氣固兩相流多源多尺度數據融合及流動特性研究》是依託東南大學，由許傳龍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：稠密氣固兩相流多源多尺度數據融合及流動特性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：許傳龍
• 依託單位：東南大學

中文摘要

稠密氣固流動是多相流研究領域的前沿性課題，研究並認識氣固流動瞬態行為是深層次揭示氣固流動過程的物理機制並加以有效控制的關鍵。本項申請針對複雜氣固流動過程中產生的兩類物理現象：顆粒荷電和聲發射，深入研究被動式靜電及無源聲發射感測器的測量機理，探索新型陣列式感測器及其對信號的尺度結構的影響；以顆粒流動產生的靜電和聲發射及常規壓力測量數據作為信息源，結合多相流理論模型、相圖分析和流動可視化（高速攝像、ECT），從顆粒、顆粒團聚和氣泡相及巨觀流動等多個尺度，對稠密氣固流動結構及其演變、流動穩定性等過程規律進行研究；確定多源信號多尺度劃分標準，提取不同尺度統計和非線性特徵，建立多源多尺度融合流動特性分析模型，實現典型的稠密氣固流動結構的定量計算和預測診斷。該項研究成果有望形成新的流動特性測量理論和研究方法，豐富研究手段，提高對稠密氣固兩相流動特性的認識以及為開發新型的多相流測量儀器提供理論基礎。

結題摘要

本項目針對複雜氣固流動過程中產生的顆粒荷電現象，深入研究了被動式靜電感測器的測量機理，探討了新型陣列式感測器及其對信號的尺度結構的影響；以顆粒流動產生的靜電、常規壓力測量數據作為信息源，結合多相流理論模型、相圖分析和流動可視化（高速攝像、ECT），從顆粒、顆粒團聚和氣泡相及巨觀流動等多個尺度，對稠密氣固流動結構及其演變、流動穩定性等過程規律進行了研究。此外，建立了一種新型靜電感測器陣列/矩陣空間濾波器，從理論上推導了空間濾波器輸出信號的功率譜與顆粒速度之間的關係，系統地分析了感測器陣列/矩陣的空間濾波效應及濾波特性，提出一種氣固兩相流顆粒速度及局部平均速度的線性靜電感測器陣列/矩陣空間濾波測量方法，並進行了試驗研究。 在靜電法和電容層析成像技術的研究基礎上，發揮靜電層析成像（EST）和電容層析成像(ECT)線上測量的各自特點，將這兩種測量方法和技術融合，研究了基於靜電與電容層析成像技術相結合的複雜氣固兩相流多參數測量的新方法，搭建了相關測量系統，並在重力輸送系統和密相氣力輸送系統上進行了試驗研究。該項研究成果形成了新的氣固流動特性測量和表征方法，豐富了研究手段，提高了對稠密氣固兩相流動特性的認識以及為開發新型的多相流測量儀器提供了相關理論基礎。項目執行期間，總計在國內外期刊發表論文22篇，會議論文9篇，其中SCI收錄10篇，EI收錄22篇，授權發明專利3項、實用新型專利3項。項目負責人許傳龍獲2010年英國皇家社會(Royal Society, UK) Newton International Fellowship學術獎，併入選2012年教育部新世紀人才計畫。