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化学工程中的介尺度科学与虚拟过程工程:分析与展望
被引量：
22
1
作者
杨宁
李静海
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第7期2403-2409,共7页
传统的过程工程研发具有周期长、风险大、费用高等特点,制约了过程工业的快速发展。解决这一问题应从介尺度科学和虚拟过程工程两方面入手。首先,这一问题的科学根源在于化学和过程工程中的多尺度和多层次结构;而介尺度作为其中的难点...
传统的过程工程研发具有周期长、风险大、费用高等特点,制约了过程工业的快速发展。解决这一问题应从介尺度科学和虚拟过程工程两方面入手。首先,这一问题的科学根源在于化学和过程工程中的多尺度和多层次结构;而介尺度作为其中的难点和瓶颈,目前的认识还比较有限。认识和理解介尺度复杂性对研究材料的构效关系、反应器混合与传递、系统集成等具有重要意义。只有实现了流动、传递和反应在介尺度的耦合,才能够准确理解、预测和调控多相反应器中的多尺度结构。另一方面,基于介尺度科学的虚拟过程工程将成为一种全新的过程研发模式,不仅可以大幅度缩短过程放大周期,也使产品精细化成为可能。虚拟过程工程是连接介尺度科学与新技术新工艺开发的桥梁,它是一种实体化、功能化的开发和分析工具及知识库,将实验室成果快速应用于过程开发,将大幅提升我国过程工业对核心技术的研发能力。传统的理论和超级计算尚不足以支撑虚拟过程工程,而介尺度科学则为虚拟过程工程带来前所未有的发展机遇。虚拟过程工程涉及多学科交叉,不仅是模拟计算人员的任务,也是实验室和过程研发人员共同的责任;它甚至在未来可以与云计算相结合,使过程工程进入大数据时代。
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关键词
介尺度科学
虚拟过程工程
多尺度
介尺度
多相反应器
大数据
云计算
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职称材料
溶液结晶中的介尺度成核过程研究进展
被引量：
2
2
作者
汪帆
刘岩博
+5 位作者
李康丽
童丽
金美堂
汤伟伟
陈明洋
龚俊波
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期2318-2333,共16页
成核作为溶液结晶的第一步,是决定晶体产品质量的关键因素。目前,成核理论主要包括经典成核理论和非经典成核理论。相比于仅以原子、离子或分子等均匀稳定结构为单元的经典成核理论,非经典成核理论以纳米级前聚体为单元,这类单元涵盖了...
成核作为溶液结晶的第一步,是决定晶体产品质量的关键因素。目前,成核理论主要包括经典成核理论和非经典成核理论。相比于仅以原子、离子或分子等均匀稳定结构为单元的经典成核理论,非经典成核理论以纳米级前聚体为单元,这类单元涵盖了聚集体、纳米粒子等介尺度非均匀动态结构,导致形成的非经典成核过程更为复杂,需在传统的化学、化学工程和过程系统工程研究方法的基础上,充分利用介尺度科学研究方法完成其核心规律的探究。为此,总结了二步成核理论、预成核团簇理论、粒子附着晶化理论以及其他新提出的非经典成核理论,分析了其中的介尺度结构及其时空动态行为,并探讨了利用介尺度数学模型对现有成核数学模型的修正和优化的思路,最后对溶液结晶中晶体成核的介尺度研究范式及理论发展进行了展望。
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关键词
成核
介尺度
前聚体
EMMS模型
两相流
虚拟过程工程
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职称材料
基于EMMS范式的离散模拟及其化工应用
被引量：
6
3
作者
徐骥
卢利强
+1 位作者
葛蔚
李静海
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期14-26,共13页
化工过程通常涉及化学、化工、过程系统工程3个层次,而每个层次又包含微尺度、介尺度和宏尺度,如化工层次的颗粒、颗粒团和反应器尺度。每个层次中的微尺度单元都自然适用离散模型,即通过跟踪每个单元的运动获得整个体系演化的宏观规律...
化工过程通常涉及化学、化工、过程系统工程3个层次,而每个层次又包含微尺度、介尺度和宏尺度,如化工层次的颗粒、颗粒团和反应器尺度。每个层次中的微尺度单元都自然适用离散模型,即通过跟踪每个单元的运动获得整个体系演化的宏观规律。但由于单元数量巨大,工程模拟往往依赖经过统计平均的连续介质模型。由此带来的精度问题,特别是忽略了介尺度结构的问题,随着对化工过程效率和绿色度等要求的提高而日渐突出。介绍了通过问题、模型、软件和硬件结构的一致性提升离散模拟的精度、能力和效率的方法、进展及其在复杂分子体系、颗粒流、气固流态化等方面的应用,展示了通过离散模拟实现虚拟过程工程的可能性。
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关键词
离散模拟
EMMS范式
多相流
多尺度
颗粒
虚拟过程工程
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职称材料
题名
化学工程中的介尺度科学与虚拟过程工程:分析与展望
被引量：
22
1
作者
杨宁
李静海
机构
中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室
出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第7期2403-2409,共7页
基金
国家自然科学基金项目(21222603
91334000)~~
文摘
传统的过程工程研发具有周期长、风险大、费用高等特点,制约了过程工业的快速发展。解决这一问题应从介尺度科学和虚拟过程工程两方面入手。首先,这一问题的科学根源在于化学和过程工程中的多尺度和多层次结构;而介尺度作为其中的难点和瓶颈,目前的认识还比较有限。认识和理解介尺度复杂性对研究材料的构效关系、反应器混合与传递、系统集成等具有重要意义。只有实现了流动、传递和反应在介尺度的耦合,才能够准确理解、预测和调控多相反应器中的多尺度结构。另一方面,基于介尺度科学的虚拟过程工程将成为一种全新的过程研发模式,不仅可以大幅度缩短过程放大周期,也使产品精细化成为可能。虚拟过程工程是连接介尺度科学与新技术新工艺开发的桥梁,它是一种实体化、功能化的开发和分析工具及知识库,将实验室成果快速应用于过程开发,将大幅提升我国过程工业对核心技术的研发能力。传统的理论和超级计算尚不足以支撑虚拟过程工程,而介尺度科学则为虚拟过程工程带来前所未有的发展机遇。虚拟过程工程涉及多学科交叉,不仅是模拟计算人员的任务,也是实验室和过程研发人员共同的责任;它甚至在未来可以与云计算相结合,使过程工程进入大数据时代。
关键词
介尺度科学
虚拟过程工程
多尺度
介尺度
多相反应器
大数据
云计算
Keywords
mesoscience
virtual process engineering
multiscale
mesoscale
multiphase reactor
big data
cloud computation
分类号
TQ01 [化学工程]
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职称材料
题名
溶液结晶中的介尺度成核过程研究进展
被引量：
2
2
作者
汪帆
刘岩博
李康丽
童丽
金美堂
汤伟伟
陈明洋
龚俊波
机构
天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室
天津大学浙江绍兴研究院
化学与化学工程广东实验室
出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期2318-2333,共16页
基金
国家自然科学基金项目(22108195)
化学与化学工程广东实验室项目(1912014)。
文摘
成核作为溶液结晶的第一步,是决定晶体产品质量的关键因素。目前,成核理论主要包括经典成核理论和非经典成核理论。相比于仅以原子、离子或分子等均匀稳定结构为单元的经典成核理论,非经典成核理论以纳米级前聚体为单元,这类单元涵盖了聚集体、纳米粒子等介尺度非均匀动态结构,导致形成的非经典成核过程更为复杂,需在传统的化学、化学工程和过程系统工程研究方法的基础上,充分利用介尺度科学研究方法完成其核心规律的探究。为此,总结了二步成核理论、预成核团簇理论、粒子附着晶化理论以及其他新提出的非经典成核理论,分析了其中的介尺度结构及其时空动态行为,并探讨了利用介尺度数学模型对现有成核数学模型的修正和优化的思路,最后对溶液结晶中晶体成核的介尺度研究范式及理论发展进行了展望。
关键词
成核
介尺度
前聚体
EMMS模型
两相流
虚拟过程工程
Keywords
nucleation
mesoscale
precursor
EMMS model
two-phase flow
virtual process engineering
分类号
TQ018 [化学工程]
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职称材料
题名
基于EMMS范式的离散模拟及其化工应用
被引量：
6
3
作者
徐骥
卢利强
葛蔚
李静海
机构
中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室
出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期14-26,共13页
基金
国家杰出青年基金(21225628)
重点基金(91434201)
+1 种基金
中国科学院重大专项(XDA07080102)
交叉研究团队的资助
文摘
化工过程通常涉及化学、化工、过程系统工程3个层次,而每个层次又包含微尺度、介尺度和宏尺度,如化工层次的颗粒、颗粒团和反应器尺度。每个层次中的微尺度单元都自然适用离散模型,即通过跟踪每个单元的运动获得整个体系演化的宏观规律。但由于单元数量巨大,工程模拟往往依赖经过统计平均的连续介质模型。由此带来的精度问题,特别是忽略了介尺度结构的问题,随着对化工过程效率和绿色度等要求的提高而日渐突出。介绍了通过问题、模型、软件和硬件结构的一致性提升离散模拟的精度、能力和效率的方法、进展及其在复杂分子体系、颗粒流、气固流态化等方面的应用,展示了通过离散模拟实现虚拟过程工程的可能性。
关键词
离散模拟
EMMS范式
多相流
多尺度
颗粒
虚拟过程工程
Keywords
discrete simulation
EMMS paradigm
multiphase flow
multiscale
particle
virtual process engineering
分类号
TQ018 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
化学工程中的介尺度科学与虚拟过程工程:分析与展望
杨宁
李静海
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
22
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
溶液结晶中的介尺度成核过程研究进展
汪帆
刘岩博
李康丽
童丽
金美堂
汤伟伟
陈明洋
龚俊波
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于EMMS范式的离散模拟及其化工应用
徐骥
卢利强
葛蔚
李静海
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
6
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职称材料
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