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天然氢开采和集输中的相平衡分析
1
作者
章涛
白桦
+2 位作者
黄天相
刘杰
孙树瑜
《深圳大学学报（理工版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期163-172,共10页
为了提升对天然氢这种新兴能源的开采工艺和长距离输送技术,着眼于天然氢产物作为多组分混合物复杂的热力学性质,旨在探索根据多组分相平衡结果提升天然氢开采、提纯和管道运输工艺.从热力学第二定律入手,遵循系统总能减少、总熵增加的...
为了提升对天然氢这种新兴能源的开采工艺和长距离输送技术,着眼于天然氢产物作为多组分混合物复杂的热力学性质,旨在探索根据多组分相平衡结果提升天然氢开采、提纯和管道运输工艺.从热力学第二定律入手,遵循系统总能减少、总熵增加的准则,借助昂萨格倒易关系构造物质的量和体积随时间的演变格式,形成一套热力学守恒的闪蒸计算方法,并证明该算法的能量递减性质.在此迭代型闪蒸计算方法的基础上,建立热力学嵌入的神经网络架构.基于热力学分析提取环境温度和总摩尔浓度作为环境参数,选用各组分的临界温度、临界压力、偏心因子和摩尔分数作为组分热力学特征,共同构成输入参数.输出层将得到相稳定测试的结果,即平衡态时流体中总的相数以及相分离计算的结果,可得平衡态时气液两相的摩尔组成,从而应用于多组分相平衡的快速预测.利用迭代型闪蒸算法获取足量数据用于机器学习模型的训练与神经网络架构的调参,设计了高度自适应的深度学习算法和相应的深层神经网络结构,采用机器学习技术,调优网络超参和基本架构,获得提升神经网络的训练效率和预测精度.借助这套准确、快速的相平衡预测技术,分析不同天然氢产物组成下的相平衡状态分布,并为氢气提纯和二氧化碳分离封存提供可行性工艺建议.将相平衡快速预测模型耦合到输气管道智能调控系统中,实现对天然气管道掺氢输送中管道运行安全的智能检测和满足输气供应需求的智能调控.
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关键词
新能源
多相
流
热物理学
氢能
多组分多相流
机器学习
管道调控
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职称材料
非水相液体传输的耦合动力学模型及数值解
被引量：
1
2
作者
薛强
马士进
王惠芸
《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2005年第4期524-526,共3页
基于多孔介质流体力学和溶质运移动力学原理,建立了非水相液体在地下环境系统中传输过程的多组分多相流耦合数学模型,对多相流渗流场模型和污染物传输浓度场模型分别采用了IMPES和特征有限差分方法进行数值离散,模型中充分考虑了污染物...
基于多孔介质流体力学和溶质运移动力学原理,建立了非水相液体在地下环境系统中传输过程的多组分多相流耦合数学模型,对多相流渗流场模型和污染物传输浓度场模型分别采用了IMPES和特征有限差分方法进行数值离散,模型中充分考虑了污染物在地下环境体系中扩散、吸附解吸、界面间分配以及微生物降解等化学反应以及气相作用,并以苯在土壤中传输的浓度分布为例,验证了模型的可靠性。该数值模型较以往数值模型相比,可有效地克服在数值解过程中的弥散和振荡,对于石油工程领域中油气藏多相流数值模拟奠定基础。
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关键词
非水相液体
多组分多相流
耦合数学模型
数值解
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职称材料
介电润湿驱动的变焦液体透镜电动力学分析
被引量：
2
3
作者
任晓飞
魏长智
+1 位作者
刘飞飞
魏守水
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期61-67,共7页
为增进对液体微透镜变焦的动力学特征的理解,将晶格玻尔兹曼方法与电动力模型相结合,提出了一种晶格玻尔兹曼-电动力(LB-ED)方法研究介电润湿(EWOD)驱动的变焦液体微透镜原理.采用晶格玻尔兹曼方法求解Navier-Stokes方程以研究透镜的变...
为增进对液体微透镜变焦的动力学特征的理解,将晶格玻尔兹曼方法与电动力模型相结合,提出了一种晶格玻尔兹曼-电动力(LB-ED)方法研究介电润湿(EWOD)驱动的变焦液体微透镜原理.采用晶格玻尔兹曼方法求解Navier-Stokes方程以研究透镜的变焦过程,引入新的分布函数求解电场分布以计算驱动透镜变焦的电场力.首先数值分析了EWOD效应,并与理论分析及实验结果进行对比,验证数值方法的准确性;然后研究了电压对EWOD驱动的变焦液体透镜焦距的影响;分析了透镜变焦的动态过程;最后讨论了绝缘液体黏度对透镜响应时间及系统稳定性的影响.研究表明:不仅低电压下接触角变化与Lippmann-Young方程吻合良好,且高电压时出现接触角饱和现象,与实验结果一致,数值方法正确;根据数值计算和理论推导,建立了电压与焦距的关系;施加电压的初始时刻,电场力引起接触角突变,透镜需要延迟时间响应接触角的变化;发现绝缘液体黏度过小,系统处于振荡状态,黏度过大,系统处于过阻尼状态.合适的液体黏度可以使系统性能达到最佳.
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关键词
电
流
体动力学
晶格玻尔兹曼方法
介电润湿
变焦液体透镜
多组分多相流
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职称材料
题名
天然氢开采和集输中的相平衡分析
1
作者
章涛
白桦
黄天相
刘杰
孙树瑜
机构
阿卜杜拉国王科技大学物理科学与工程学院
中国国家石油天然气管网集团
出处
《深圳大学学报（理工版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期163-172,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(51936001)。
文摘
为了提升对天然氢这种新兴能源的开采工艺和长距离输送技术,着眼于天然氢产物作为多组分混合物复杂的热力学性质,旨在探索根据多组分相平衡结果提升天然氢开采、提纯和管道运输工艺.从热力学第二定律入手,遵循系统总能减少、总熵增加的准则,借助昂萨格倒易关系构造物质的量和体积随时间的演变格式,形成一套热力学守恒的闪蒸计算方法,并证明该算法的能量递减性质.在此迭代型闪蒸计算方法的基础上,建立热力学嵌入的神经网络架构.基于热力学分析提取环境温度和总摩尔浓度作为环境参数,选用各组分的临界温度、临界压力、偏心因子和摩尔分数作为组分热力学特征,共同构成输入参数.输出层将得到相稳定测试的结果,即平衡态时流体中总的相数以及相分离计算的结果,可得平衡态时气液两相的摩尔组成,从而应用于多组分相平衡的快速预测.利用迭代型闪蒸算法获取足量数据用于机器学习模型的训练与神经网络架构的调参,设计了高度自适应的深度学习算法和相应的深层神经网络结构,采用机器学习技术,调优网络超参和基本架构,获得提升神经网络的训练效率和预测精度.借助这套准确、快速的相平衡预测技术,分析不同天然氢产物组成下的相平衡状态分布,并为氢气提纯和二氧化碳分离封存提供可行性工艺建议.将相平衡快速预测模型耦合到输气管道智能调控系统中,实现对天然气管道掺氢输送中管道运行安全的智能检测和满足输气供应需求的智能调控.
关键词
新能源
多相
流
热物理学
氢能
多组分多相流
机器学习
管道调控
Keywords
new energy
thermodynamics in multi-phase flow
hydrogen energy
multi-component multi-phase flow
machine learning
pipeline dispatching
分类号
TK91 [动力工程及工程热物理]
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职称材料
题名
非水相液体传输的耦合动力学模型及数值解
被引量：
1
2
作者
薛强
马士进
王惠芸
机构
武汉工业学院多孔介质力学研究所
河北工程学院土木建筑工程系
出处
《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2005年第4期524-526,共3页
基金
国家自然科学基金资助项目(50309015
50374041)
+1 种基金
武汉市青年科技计划资助项目(20055003059-33)
湖北省重点实验室开放基金资助项目(YK2005-08)
文摘
基于多孔介质流体力学和溶质运移动力学原理,建立了非水相液体在地下环境系统中传输过程的多组分多相流耦合数学模型,对多相流渗流场模型和污染物传输浓度场模型分别采用了IMPES和特征有限差分方法进行数值离散,模型中充分考虑了污染物在地下环境体系中扩散、吸附解吸、界面间分配以及微生物降解等化学反应以及气相作用,并以苯在土壤中传输的浓度分布为例,验证了模型的可靠性。该数值模型较以往数值模型相比,可有效地克服在数值解过程中的弥散和振荡,对于石油工程领域中油气藏多相流数值模拟奠定基础。
关键词
非水相液体
多组分多相流
耦合数学模型
数值解
Keywords
light non-aqueous phase liquid
multicomponent and multiphase flow
coupled mathematical model
numerical solution
分类号
O357.3 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
介电润湿驱动的变焦液体透镜电动力学分析
被引量：
2
3
作者
任晓飞
魏长智
刘飞飞
魏守水
机构
山东大学控制科学与工程学院
济南大学信息科学与工程学院
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期61-67,共7页
基金
国家自然科学基金(51075243,11672164)
山东省自然科学基金(ZR2014EEM033)
文摘
为增进对液体微透镜变焦的动力学特征的理解,将晶格玻尔兹曼方法与电动力模型相结合,提出了一种晶格玻尔兹曼-电动力(LB-ED)方法研究介电润湿(EWOD)驱动的变焦液体微透镜原理.采用晶格玻尔兹曼方法求解Navier-Stokes方程以研究透镜的变焦过程,引入新的分布函数求解电场分布以计算驱动透镜变焦的电场力.首先数值分析了EWOD效应,并与理论分析及实验结果进行对比,验证数值方法的准确性;然后研究了电压对EWOD驱动的变焦液体透镜焦距的影响;分析了透镜变焦的动态过程;最后讨论了绝缘液体黏度对透镜响应时间及系统稳定性的影响.研究表明:不仅低电压下接触角变化与Lippmann-Young方程吻合良好,且高电压时出现接触角饱和现象,与实验结果一致,数值方法正确;根据数值计算和理论推导,建立了电压与焦距的关系;施加电压的初始时刻,电场力引起接触角突变,透镜需要延迟时间响应接触角的变化;发现绝缘液体黏度过小,系统处于振荡状态,黏度过大,系统处于过阻尼状态.合适的液体黏度可以使系统性能达到最佳.
关键词
电
流
体动力学
晶格玻尔兹曼方法
介电润湿
变焦液体透镜
多组分多相流
Keywords
electrohydrodynamic
lattice Boltzmann method
electrowetting on dielectric
variable-focus liquid lens
multicomponentmultiphase fluids
分类号
O361.4 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
天然氢开采和集输中的相平衡分析
章涛
白桦
黄天相
刘杰
孙树瑜
《深圳大学学报（理工版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
非水相液体传输的耦合动力学模型及数值解
薛强
马士进
王惠芸
《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2005
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
介电润湿驱动的变焦液体透镜电动力学分析
任晓飞
魏长智
刘飞飞
魏守水
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
2
在线阅读
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职称材料
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