環(huán)境空氣中的顆粒污染物是影響全球氣候和城市空氣質量的罪魁禍首,嚴重的還會給人類帶來各種呼吸道和心血管疾病,嚴重威脅人類健康。目前已在全世界范圍內引發(fā)熱議,多數國家制定了相關環(huán)境空氣質量標準來規(guī)范大氣污染物的排放。對顆粒特性的描述在許多工業(yè)領域都有著廣泛和巨大的意義,70%的工業(yè)過程都會涉及到顆粒的處理問題,在這些工業(yè)過程中,一個普遍的自然現象即是凝并。預測凝并過程中顆粒分布的演化一直是科學界關心的問題。本文首先研究了二維均勻直流電場中顆粒的介電泳相互作用。采用迭代偶極矩(IDM)算法對外加電場-顆粒運動進行數據計算和動態(tài)的運動模擬,論文對不同尺寸顆粒,以及不同介電屬性顆粒的受力情況和介電力作用下的運動軌跡進行了計算和模擬。中性微納米顆粒在外加電場的作用下,被極化為電偶極子發(fā)生介電電泳作用,組裝成顆粒鏈或者凝并成團。研究結果表明,顆粒中心連接線平行于電場方向的同類顆粒將平行于電場方向凝并,而相鄰的異類顆粒將垂直于電場方向凝并。一方面,顆粒介電電泳作用和顆粒成鏈的特性可以應用在顆粒組裝技術,在生物醫(yī)療、新材料研究等方面有參考應用價值;另一方面,能保證精度且高效地分析微納米顆粒在外加電場的作...

【文章頁數】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 國外研究情況
        1.2.2 國內研究現狀
    1.3 課題研究的內容及創(chuàng)新點
        1.3.1 研究內容
        1.3.2 論文的主要創(chuàng)新點
    1.4 本章總結
2 顆粒碰撞理論基礎
    2.1 顆粒運動的受力分析
    2.2 顆粒碰撞建模分析
        2.2.1 顆粒對心碰撞建模分析
        2.2.2 顆粒非對心碰撞建模分析
    2.3 介電泳理論及其應用
        2.3.1 介電泳基本理論概述
        2.3.2 納米顆粒介電力相互作用的數學模型
    2.4 Smoluchowski平均場理論研究方法
    2.5 納米顆粒碰撞凝并模型研究
    2.6 本章總結
3 球形顆粒的碰撞與凝并
    3.1 顆粒介電泳相互作用計算模型和控制方程
    3.2 兩個對稱顆粒的碰撞與凝并
        3.2.1 同類顆粒的介電泳相互作用
        3.2.2 不同類顆粒的介電泳相互作用
    3.3 兩個非對稱顆粒的碰撞與凝并
    3.4 多分散顆粒的凝并
    3.5 本章總結
4 顆粒凝并中碰撞核函數的研究
    4.1 布朗凝并機理的碰撞核函數
    4.2 顆粒電凝并機理的理論模型
    4.3 顆粒電凝并機理的碰撞核函數
        4.3.1 自由分子區(qū)電凝并核函數
        4.3.2 Stokes區(qū)電凝并核函數
    4.4 顆粒超聲凝并機理的碰撞核函數
        4.4.1 Stokes區(qū)同向凝并碰撞核
        4.4.2 考慮聲波尾流效應的碰撞核函數
    4.5 本章總結
5 介電顆粒電凝并的研究
    5.1 Taylor-expansion矩方法的研究理論和背景
    5.2 理論推導
        5.2.1 自由分子區(qū)Brownian凝并模型驗證
        5.2.2 自由分子區(qū)電凝并問題
        5.2.3 Stokes區(qū)顆粒電凝并問題
    5.3 計算方法和計算條件
    5.4 電場強度對顆粒凝并的影響
        5.4.1 自由分子區(qū)電凝并問題
        5.4.2 Stokes區(qū)顆粒電凝并問題
    5.5 顆粒介電屬性對電凝并的影響
        5.5.1 自由分子區(qū)顆粒凝并問題
        5.5.2 Stokes區(qū)顆粒凝并問題
    5.6 本章總結
6 總結與展望
    6.1 課題研究總結
    6.2 課題存在的不足及展望
參考文獻
作者簡介



本文編號：3800651