報告承辦單位: 水利與環(huán)境工程學院

報告內容:通用CFD-PBM模型用于溶氣氣浮池微納氣泡尺寸分布預測與結構優(yōu)化

報告人姓名: 楊敏

報告人所在單位:比利時根特大學

報告人職稱/職務及學術頭銜: 博士，歐盟瑪麗居里學者

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，工學博士，1988年10月生，湖南桃江人，歐盟瑪麗居里學者，博士畢業(yè)于中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心。現(xiàn)擔任比利時AM-Team公司高級CFD技術專家，兼職根特大學數(shù)學分析與模型系博士后。主要研究方向為計算流體力學（CFD）應用研究、（生物）化學反應動力學、群體平衡理論（PBM）以及數(shù)據(jù)驅動模型。有關技術廣泛應用于國內外頂尖環(huán)保技術和過程裝備的研發(fā)和設計，合作對象包括國內外頂尖環(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）、國家自然科學基金、湖南省自然科學基金，以及歐洲和中國多個產(chǎn)學研合作項目等。已在Water Research, Bioresource Technology, Chemical Engineering Journal, Chemical Engineering Journal Advances, ACS Applied Materials & Interface、環(huán)境科學、環(huán)境科學學報、中國環(huán)境科學、環(huán)境工程、膜科學與技術等國內外刊物發(fā)表學術論文30余篇，獲授權發(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（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重要的作用，但DAF池中的流體動力學仍被視為黑盒過程。本研究耦合計算流體力學（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機制。CFD-PBM 結果表明，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。具有適當橫向波紋板可以均衡和降低氣泡總聚和速率，從而為DAF結構優(yōu)化提供新思路。通過在流體動力學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)化設計和運行奠定了堅實的基礎。