報告承辦單位: 水利與環(huán)境工程學(xué)院

報告內(nèi)容:通用CFD-PBM模型用于溶氣氣浮池微納氣泡尺寸分布預(yù)測與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

報告人姓名: 楊敏

報告人所在單位:比利時根特大學(xué)

報告人職稱/職務(wù)及學(xué)術(shù)頭銜: 博士，歐盟瑪麗居里學(xué)者

報告時間: 2022.1.14 （周五） 上午9:30-11:40

報告地點: 云工三B319

報告人簡介: 楊敏，男，工學(xué)博士，1988年10月生，湖南桃江人，歐盟瑪麗居里學(xué)者，博士畢業(yè)于中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心?，F(xiàn)擔(dān)任比利時AM-Team公司高級CFD技術(shù)專家，兼職根特大學(xué)數(shù)學(xué)分析與模型系博士后。主要研究方向為計算流體力學(xué)（CFD）應(yīng)用研究、（生物）化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、群體平衡理論（PBM）以及數(shù)據(jù)驅(qū)動模型。有關(guān)技術(shù)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外頂尖環(huán)保技術(shù)和過程裝備的研發(fā)和設(shè)計，合作對象包括國內(nèi)外頂尖環(huán)保企業(yè)如Xylem、Suez、Wood、Maezawa、DC Water、Vitens、北京排水集團、首創(chuàng)環(huán)境，以及制藥企業(yè)如Pfizer、Johnson & Johnson等。主持或參與歐盟H2020基金、國家自然科學(xué)基金、國家水體污染控制與治理科技重大專項（水專項）、國家自然科學(xué)基金、湖南省自然科學(xué)基金，以及歐洲和中國多個產(chǎn)學(xué)研合作項目等。已在Water Research, Bioresource Technology, Chemical Engineering Journal, Chemical Engineering Journal Advances, ACS Applied Materials & Interface、環(huán)境科學(xué)、環(huán)境科學(xué)學(xué)報、中國環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程、膜科學(xué)與技術(shù)等國內(nèi)外刊物發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，獲授權(quán)發(fā)明專利3項。主講課程包括：水污染及其控制工程（中國，中英雙語）、過程工程偏微分方程（比利時，英語）、計算流體力學(xué)（比利時，英語）等。

報告摘要: 盡管溶氣氣浮 (DAF) 在水與廢水處理中起著至關(guān)重要的作用，但DAF池中的流體動力學(xué)仍被視為黑盒過程。本研究耦合計算流體力學(xué)（CFD）和通用群體平衡模型（PBM），以進一步揭示DAF中微納氣泡變化及流體力學(xué)機制。CFD-PBM 結(jié)果表明，渦流俘獲是DAF接觸池氣泡聚和的主要機制。同時，速度梯度機制和湍流誘導(dǎo)機制在流動過渡劇烈的區(qū)域和噴嘴下游的氣泡聚和中也起著關(guān)鍵作用。CFD-PBM模擬表明，在注入氣體流量相同的情況下，增大再循環(huán)率比增大氣體體積分數(shù)更易獲得更高的氣泡數(shù)密度和更小的氣泡尺寸。具有適當(dāng)橫向波紋板可以均衡和降低氣泡總聚和速率，從而為DAF結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供新思路。通過在流體動力學(xué)和氣泡尺寸之間建立協(xié)同作用以實現(xiàn)最佳分離效率，本研究中開發(fā)的通用CFD-PBM方法為DAF系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。