纳米颗粒两相流体动力学

前言

第1章 绪论

1．1 颗粒直径与密度的基本描述

1．2 纳米颗粒两相流的普遍性及应用

1．2．1 大气中的纳米颗粒

1．2．2 可吸入颗粒及其对人体的危害

1．2．3 添加纳米颗粒强化传热

1．2．4 纳米材料的制备

1．2．5 在检测和分离中的应用

1．3 纳米颗粒两相流的特殊性与复杂性

1．3．1 特殊性

1．3．2 复杂性

1．4 纳米颗粒两相流的部分研究进展

1．4．1 理论研究

1．4．2 实验研究

1．4．3 数值模拟

参考文献

第2章 纳米颗粒两相流的基本研究方法

2．1 颗粒运动分析方法

2．1．1 牛顿阻力

2．1．2 Stokes阻力及其Cunningham修正

2．1．3 分子动力学理论

2．1．4 扩散特性分析

2．1．5 沉积特性分析

2．1．6 颗粒相对连续介质相动量方程的影响

2．2 颗粒通用动力学方程求解方法

2．2．1 矩方法

2．2．2 分区方法

2．2．3 蒙特卡罗方法

2．3 格子Bo1tzmann方法

2．3．1 简介

2．3．2 格子Bo1tzmann方法原理

2．3．3 格子模型

2．3．4 边界条件

2．3．5 格子Bo1tzmann方法在颗粒两相流中的应用

2．4 格子Bo1tzmann一虚拟区域方法

2．4．1 虚拟区域方法

2．4．2 直接力作用方法

2．4．3 格子Bo1tzmann一直接力作用／虚拟区域方法

2．5 大涡模拟方法

2．5．1 脉动的过滤

2．5．2 控制方程

2．5．3 常用的亚格子模型

参考文献

第3章 泰勒展开矩方法及颗粒的布朗凝并

3．1 概述

3．2 理论推导

3．2．1 自由分子区的颗粒布朗凝并

3．2．2 连续介质区的颗粒凝并

3．2．3 近连续介质区的颗粒凝并

3．2．4 全区间的颗粒凝并

3．3 计算结果及分析

3．3．1 自由分子区的颗粒布朗凝并

3．3．2 连续介质区的颗粒布朗凝并

3．3．3 全区间的颗粒凝并

参考文献

第4章 混合层与平面射流场中纳米颗粒分布的演变

4．1 混合层纳米颗粒两相流场颗粒的晶核化与凝并

4．1．1 基本方程

4．1．2 计算方法和条件

4．1．3 计算结果与讨论

4．2 平面淹没约束射流纳米颗粒两相流场的晶核化与颗粒凝并

4．2．1 基本方程

4．2．2 计算方法和条件

4．2．3 计算结果与讨论

4．3 平面射流纳米颗粒两相流场颗粒的凝并

4．3．1 基本方程

4．3．2 计算方法和条件

4．3．3 计算结果与讨论

4．4 平面淹没射流纳米颗粒两相流场颗粒的凝并与破碎

4．4．1 基本方程

4．4．2 泰勒展开矩方法的应用

4．4．3 方程的量纲为一化

4．4．4 计算方法和条件

4．4．5 计算结果与讨论

4．5 平面冲击射流纳米颗粒两相流场

4．5．1 基本方程

4．5．2 计算方法和条件

4．5．3 计算结果与讨论

参考文献

第5章 圆射流场中纳米颗粒分布的演变

5．1 单个圆射流纳米颗粒两相流场颗粒的演变

5．1．1 基本方程和模型

5．1．2 计算方法和条件

5．1．3 计算结果与讨论

5．2 平行双圆射流纳米颗粒两相流场颗粒的演变

5．2．1 基本方程

5．2．2 计算结果与讨论

5．3 平行双圆冲击射流纳米颗粒两相流场颗粒的演变

5．3．1 基本方程

5．3．2 流场与计算参数

5．3．3 计算结果与讨论

参考文献

第6章 矩形槽道中纳米颗粒的输运和沉积特性

6．1 二维槽道内纳米颗粒两相流场颗粒的演变

6．1．1 基本方程

6．1．2 计算参数和计算条件

6．1．3 计算结果与讨论

6．2 二维矩形槽道内纳米颗粒两相湍流场颗粒的演变

6．2．1 基本方程与表达式

6．2．2 计算条件和基本参数

6．2．3 计算结果与讨论

6．3 弯曲方管内纳米颗粒两相湍流场颗粒的演变

6．3．1 基本方程

6．3．2 参数定义

6．3．3 计算方法及验证

6．3．4 计算结果与讨论

参考文献

第7章 圆管中纳米颗粒的输运和沉积特性

7．1 直圆管中纳米颗粒两相流场颗粒的输运与沉积

7．1．1 主要作用力与方程

7．1．2 流场及计算条件

7．1．3 计算结果与讨论

7．2 直圆管中纳米颗粒两相流场颗粒的布朗凝并

7．2．1 流场描述

7．2．2 颗粒基本方程

7．2．3 计算结果与讨论

7．3 弯曲圆管中纳米颗粒两相流场颗粒的输运和沉积

7．3．1 控制方程

7．3．2 摄动解方法

7．3．3 沉积效率

7．3．4 计算结果与讨论

7．4 弯曲圆管中纳米颗粒两相流场颗粒的凝并与分布

7．4．1 基本方程

7．4．2 计算方法及验证

7．4．3 计算结果与讨论

7．5 旋转弯曲圆管中纳米颗粒两相流场颗粒的分布特性

7．5．1 控制方程

7．5．2 计算方法及验证

7．5．3 计算结果与讨论

参考文献

第8章 汽车尾气纳米颗粒的生成与扩散

8．1 研究动态概述

8．2 二元均质晶核化相关理论

8．2．1 基本方程

8．2．2 颗粒演变的物理模型

8．3 计算方法及条件

8．3．1 泰勒展开矩方法

8．3．2 流场及计算条件

8．4 计算结果与讨论

8．4．1 泰勒展开矩方法计算结果验证

8．4．2 实验验证

8．4．3 瞬态分析

8．4．4 时均分析

参考文献

第9章 燃烧法生成二氧化钛纳米凝并体颗粒

9．1 研究动态概述

9．2 相关理论与方程

9．2．1 化学动力学理论与方程

9．2．2 燃烧动力学理论与方程

9．3 计算方法及条件

9．4 计算结果与讨论

9．4．1 燃烧流场结构及实验验证

9．4．2 凝并体颗粒尺度分布特性分析

9．4．3 凝并体内原始小颗粒动力学特性分析

9．4．4 凝并体形状特性分析

9．4．5 凝并体间的碰撞特性

参考文献

第10章 非稀相及双峰直径分布纳米颗粒的布朗凝并

10．1 非稀相纳米颗粒的布朗凝并研究概述

10．2 Smo1uchowski理论及其求解方法

10．2．1 考虑颗粒体积率情况下的渗透压力

10．2．2 考虑颗粒体积率时的stokes阻力

10．2．3 单一尺度颗粒浓相系统颗粒的扩散及其颗粒碰撞频率

10．2．4 多颗粒尺度浓相系统颗粒的碰撞

10．3 非稀相纳米颗粒布朗凝并的计算结果及讨论

10．4 双峰直径分布纳米颗粒布朗凝并研究概述

10．5 双峰颗粒直径分布的矩方程

10．6 双峰颗粒直径分布颗粒凝并计算结果及讨论

10．6．1 计算参数

10．6．2 自由分子区双峰分布颗粒布朗凝并

10．6．3 近连续介质区双峰分布的颗粒布朗凝并

10．6．4 自由分子区和过渡区双峰分布的颗粒布朗凝并

10．6．5 自由分子区和近连续介质区双峰分布的布朗凝并

参考文献

第11章 具有分形结构的纳米颗粒凝并体系统

11．1 研究概述

11．1．1 颗粒形态的分形描述

11．1．2 凝并体的凝并及破碎

11．2 理论模型

11．2．1 自由分子区的矩方程

11．2．2 连续一近连续介质区的矩方程

11．2．3 全尺度空间的矩方程

11．3 计算结果及讨论

11．3．1 计算方法和条件

11．3．2 计算方法与验证

11．3．3 过渡区内凝并体动力学分析

11．3．4 自由分子区凝并体动力学分析

11．3．5 连续一近连续介质区动力学分析

11．3．6 计算效率分析

11．4 湍流场中的分形结构凝并体系统

11．4．1 研究背景

11．4．2 拟单相系统控制方程

11．4．3 离散系统动力学分析

参考文献

附录1

附录2

常用基本符号说明

《纳米颗粒两相流体动力学》介绍了纳米颗粒两相流的应用、特点、重要性、进展和基本研究方法；提出了描述颗粒Brownian凝并的泰勒展开矩方法；探讨了全尺度区间颗粒Brownian凝并的泰勒展开矩方法；研究了射流与混合层流场、槽道与方形管道流场、圆管道流场以及汽车尾气中纳米颗粒的生成、扩散与演变；给出了燃烧法生成二氧化钛纳米凝并体颗粒、非稀相复相系统的颗粒Brownian凝并、具有分形形态的纳米颗粒凝并体系统的研究结果；阐述了纳米颗粒Brownian凝并的碰撞效率。