预告:杨敏:通用CFD-PBM模型用于溶气气浮池微纳气泡尺寸分布预测与结构优化

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2022-01-12 来源:水利与环境工程学院

报告承办单位: 水利与环境工程学院

报告内容:通用CFD-PBM模型用于溶气气浮池微纳气泡尺寸分布预测与结构优化

报告人姓名: 杨敏

报告人所在单位:比利时根特大学

报告人职称/职务及学术头衔: 博士,欧盟玛丽居里学者

报告时间: 2022.1.14 (周五) 上午9:30-11:40

报告地点: 云工三B319

报告人简介: 杨敏,男,工学博士,1988年10月生,湖南桃江人,欧盟玛丽居里学者,博士毕业于中国科学院生态环境研究中心。现担任比利时AM-Team公司高级CFD技术专家,兼职根特大学数学分析与模型系博士后。主要研究方向为计算流体力学(CFD)应用研究、(生物)化学反应动力学、群体平衡理论(PBM)以及数据驱动模型。有关技术广泛应用于国内外顶尖环保技术和过程装备的研发和设计,合作对象包括国内外顶尖环保企业如Xylem、Suez、Wood、Maezawa、DC Water、Vitens、北京排水集团、首创环境,以及制药企业如Pfizer、Johnson & Johnson等。主持或参与欧盟H2020基金、国家自然科学基金、国家水体污染控制与治理科技重大专项(水专项)、国家自然科学基金、湖南省自然科学基金,以及欧洲和中国多个产学研合作项目等。已在Water Research, Bioresource Technology, Chemical Engineering Journal, Chemical Engineering Journal Advances, ACS Applied Materials & Interface、环境科学、环境科学学报、中国环境科学、环境工程、膜科学与技术等国内外刊物发表学术论文30余篇,获授权发明专利3项。主讲课程包括:水污染及其控制工程(中国,中英双语)、过程工程偏微分方程(比利时,英语)、计算流体力学(比利时,英语)等。

报告摘要: 尽管溶气气浮 (DAF) 在水与废水处理中起着至关重要的作用,但DAF池中的流体动力学仍被视为黑盒过程。本研究耦合计算流体力学(CFD)和通用群体平衡模型(PBM),以进一步揭示DAF中微纳气泡变化及流体力学机制。CFD-PBM 结果表明,涡流俘获是DAF接触池气泡聚和的主要机制。同时,速度梯度机制和湍流诱导机制在流动过渡剧烈的区域和喷嘴下游的气泡聚和中也起着关键作用。CFD-PBM模拟表明,在注入气体流量相同的情况下,增大再循环率比增大气体体积分数更易获得更高的气泡数密度和更小的气泡尺寸。具有适当横向波纹板可以均衡和降低气泡总聚和速率,从而为DAF结构优化提供新思路。通过在流体动力学和气泡尺寸之间建立协同作用以实现最佳分离效率,本研究中开发的通用CFD-PBM方法为DAF系统的优化设计和运行奠定了坚实的基础。


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