王庆涛
- 作品数：6 被引量：30H指数：3
- 供职机构：上海大学理学院应用数学和力学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金上海市教育委员会重点学科基金上海市教育委员会创新基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程天文地球理学更多>>
- 基于多重蒙特卡洛方法的二次气溶胶颗粒核化过程的数值研究
- 2012年
- 气粒转化中均质成核是产生二次气溶胶颗粒物的重要途径,即由过饱和体系中分子团吸附气体分子而使得自身尺度超过临界成核尺度形成二次气溶胶颗粒物。基于此,文中在颗粒稀疏和分子混沌假设的基础上,对雾霾环境H_2SO_4-NH_3-H_2O均质异分子气粒转化的过程建立成核和生长的热力学和动力学模型。基于颗粒群平衡模拟,利用多重蒙特卡罗算法开展三元均质核化的研究。数值讨论环境温度、湿度对颗粒成核速率、临界胚胎尺度的影响,分析环境中不同气态硫酸浓度下成核颗粒物数目和粒径的演化过程。计算结果表明:环境温度低、湿度高,H_2SO_4-NH_3-H_2O三元成核速率较大,并且核化生成的颗粒粒径主要处于1nm-3nm范围内。
- 丁珏刘义王庆涛翁培奋
- 关键词：核化动力学
- 水雾滴与气溶胶颗粒相互作用的动力学过程
- 随着我国现代工业的快速发展,工业粉尘对环境造成的污染引起人们的关注。在诸如水泥生产、木材加工及矿山开采等行业,其生产环境中的粉尘(气溶胶颗粒)经常超标,不仅影响工作环境,危害工人的身体健康,而且会造成周围环境的污染。基于...
- 丁珏邱骁王庆涛
- 关键词：气溶胶颗粒蒙特卡洛方法
- 文献传递
- 约束空间可燃气体燃烧爆轰特性的数值研究被引量：4
- 2012年
- 在可燃气体的输送、贮存、加工和使用过程中,容易发生可燃气体的燃烧和爆炸事故。文中基于有限体积方法,采用五阶WENO格式进行左右状态量的重构后,利用ROE格式进行空间离散,自行开发程序对甲烷氧气的气相爆轰波传播过程进行了数值研究。计算结果表明:在CH4质量分数为10%的混合气体中,高温高压气团可诱导气相发生爆轰,爆轰波以2133.3 m/s的速度传播。在带有障碍物的约束空间内,文中分析了障碍物不同高度、不同间距条件下爆轰波传播时波的绕射、马赫反射等现象,给出障碍物表面压力随时间变化历程和冲量值,揭示波与障碍物的相互作用机理以及由此引发流场的变化规律,为有效地控制可燃气体的燃烧速率、防治爆炸灾害的发生提供理论依据。
- 张宝亮丁珏王庆涛刘义
- 关键词：甲烷燃烧爆轰
- 雾环境二次气溶胶生长过程的数值研究被引量：3
- 2013年
- 雾环境气溶胶之间的碰撞和凝并是气溶胶迁移、生长的动力学基础.基于颗粒群平衡方程和多重蒙特卡洛方法,针对雾环境中二次液态气溶胶生长过程开展数值研究,着重分析了湍流和布朗作用机制对单分散和指数分布的二次气溶胶碰撞凝并的影响.结果表明:雾环境气溶胶之间的碰撞凝并使得颗粒的总数目减少,颗粒平均体积逐渐增大.对于初始尺度为自由分子区、单分散的气溶胶,布朗运动时间为600 s时,二次气溶胶平均尺度增大至初始的202.7倍左右,数目降至初始的0.006.对于湍流作用下有布朗运动的二次气溶胶,在较短的时间内(如100 s)气溶胶尺度增至初始的163倍,颗粒数目降至初始的0.025倍,说明雾环境流场的湍流运动引起二次气溶胶较强的输运和聚集,导致颗粒碰撞凝并概率增加,颗粒尺度增大.
- 丁珏王庆涛刘义应梦侃
- 雾天气下二次气溶胶均质成核生长过程被引量：3
- 2012年
- 二次气溶胶的核化过程涉及分子杂乱运动和碰撞,在分子间的范德华力作用下,大气环境系统中产生分子聚合,形成分子团、胚胎和核.基于此建立二次气溶胶核化和生长模型,并且采用颗粒群平衡模拟和多重蒙特卡洛方法,对雾天气下水汽均质同分子核化及H2O-H2SO4均质异分子核化的过程开展热力学和动力学数值研究.结果表明:在水汽均质核化过程中,当水汽过饱和比从2增至10时,水汽的成核速率增加约73个数量级,形成临界胚胎所需的分子数降低了97.3%.而对于H2O-H2SO4均质异分子核化过程,在环境温度271.15 K,气态H2SO4分子数浓度为5×107cm-3条件下,当RH(相对湿度)由80%增至100%时,二次气溶胶成核速率增加1.4倍;在气态H2SO4分子数浓度较高、RH较大时,核化形成的临界胚胎粒径较小.经过均质核化生长后,二次气溶胶粒径处于1.5～3.5 nm.
- 刘义丁珏刘丽颖张宝亮王庆涛应梦侃
- 关键词：热力学过程
- 雾天气向霾天气转化时气溶胶颗粒物的动力学特性被引量：21
- 2012年
- 针对自然界中雾天气向霾天气转化的现象,提出建立和发展雾环境气溶胶颗粒物多效应的动力学模型。基于离散系统的颗粒群平衡方程和多重Monte Carlo算法,分别对雾形成阶段(凝并、冷凝和成核3个动力学事件占主导),雾发展阶段(凝并、破碎、沉积和成核4个动力学事件占主导)和雾消散阶段(破碎、蒸发和沉积3个动力学事件占主导)气溶胶颗粒物平均体积、颗粒数目随时间的演变过程进行研究。结果表明:气溶胶颗粒物的初始体积尺度为1,经过雾的生命周期进入消散阶段时,尺度为0.0156的细小气溶胶颗粒数迅速增加,1000 s时间已发展至初始值的8.12倍。研究结果解释了自然界中雾天气向霾天气转化的过程和物理机制。
- 丁珏刘义李家骅张宝亮王庆涛
- 关键词：气溶胶动力学特性
