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刚体有限元方法改进及其在风力机动力学中的应用

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清华大学学报（自然科学版） 2014年第2期54卷 253-258页

作者：张丰豪何榕清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

在建立风力机结构动力学模型过程中,该文发现刚体有限元方法采用的二次划分方法存在缺陷,会导致系统动能存在损失、精度降低。为了对这些缺陷进行改进,抛弃二次划分方法,根据实际结构灵活布置弹性阻尼节点,并调整了弹性阻尼节点的作用... 详细信息

在建立风力机结构动力学模型过程中,该文发现刚体有限元方法采用的二次划分方法存在缺陷,会导致系统动能存在损失、精度降低。为了对这些缺陷进行改进,抛弃二次划分方法,根据实际结构灵活布置弹性阻尼节点,并调整了弹性阻尼节点的作用范围。对改进方法的正确性和精度进行对比验证,结果表明:改进方法具有更高的精度;在分段数目较少时,其位移和频率结果更接近精确解。改进方法灵活易用,处理边界条件简便,有利于在工程应用中的推广。采用改进方法建立了水平轴风力发电机的整机结构动力学模型,该模型结果精确可靠。

关键词：风力机动力学柔性刚体有限元改进

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含孔隙结构变化的煤热解模型

中国电机工程学报 2017年第1期37卷 181-192页

作者：张盛诚何榕清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京市海淀区100084

建立了一个包含孔隙结构变化的煤热解模型,模型考虑了热解时的化学反应、分形孔隙扩散和煤粉颗粒孔隙结构的变化,能同时预测挥发分的生成和孔隙结构变化。实验验证模型的正确性之后,应用模型研究了官能团含量、粒径和终温对热解的影响... 详细信息

建立了一个包含孔隙结构变化的煤热解模型,模型考虑了热解时的化学反应、分形孔隙扩散和煤粉颗粒孔隙结构的变化,能同时预测挥发分的生成和孔隙结构变化。实验验证模型的正确性之后,应用模型研究了官能团含量、粒径和终温对热解的影响。结果表明,官能团含量高的煤种在热解时发生更大的膨胀和收缩。随着粒径的增大,挥发分产量下降,煤粉颗粒的膨胀和收缩减小。粒径对烟煤和无烟煤最终煤焦孔隙的影响规律相反。随着热解终温的上升,挥发分产量上升,颗粒的膨胀先增大后略微减小,最终煤焦的孔隙参数先增大后减小。

关键词：煤热解孔隙官能团粒径终温

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分形多孔介质中气体的非稳态扩散

化工学报 2013年第9期64卷 3139-3144页

作者：马亮何榕清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

通过引入平均修正系数修正Fick第二扩散定律得到了描述分形多孔介质气体非稳态扩散的理论方程。基于'塞状流'扩散实验法建立了分形多孔介质非稳态扩散实验系统,对3个孔隙结构不同的分形多孔介质样品进行了非稳态扩散实验,通过实验对理... 详细信息

通过引入平均修正系数修正Fick第二扩散定律得到了描述分形多孔介质气体非稳态扩散的理论方程。基于'塞状流'扩散实验法建立了分形多孔介质非稳态扩散实验系统,对3个孔隙结构不同的分形多孔介质样品进行了非稳态扩散实验,通过实验对理论方程进行验证和修正。结果表明,Fick第二扩散定律不适用于分形多孔介质中气体非稳态扩散,分形多孔介质中气体非稳态扩散存在一定规律,且多孔介质孔隙结构不同其扩散规律不同。

关键词：多孔介质非稳态扩散分形孔隙结构

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氧化钙孔隙参数对固硫反应速率的影响

清华大学学报（自然科学版） 2010年第2期50卷 283-286页

作者：曹立勇何榕清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

为研究孔隙结构对固硫特性的影响,采用随机行走方法从分子运动理论的角度建立了多孔颗粒中的气体扩散模型。用简单碰撞理论来模拟气固反应,运用Fick扩散定律来模拟钙离子在产物层中的扩散。在不同温度和不同二氧化硫体积分数下进行数值... 详细信息

为研究孔隙结构对固硫特性的影响,采用随机行走方法从分子运动理论的角度建立了多孔颗粒中的气体扩散模型。用简单碰撞理论来模拟气固反应,运用Fick扩散定律来模拟钙离子在产物层中的扩散。在不同温度和不同二氧化硫体积分数下进行数值模拟,研究了反应条件及孔隙参数对固硫速率的影响。结果表明,在固硫过程第一阶段,固硫速率与温度关系符合Arrhenius方程,与反应气体体积分数成线性关系;固硫速率受颗粒的孔隙率及比表面积的影响规律不明显,而与分形维数的指数成线性关系。

关键词：固硫反应速率孔隙参数分形维数气体扩散

基于Sierpinski地毯的气体扩散规律

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清华大学学报（自然科学版） 2009年第5期49卷 711-714页

作者：曹立勇何榕清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

采用Sierpinski地毯作为分形孔隙模型,从分子运动理论的角度建立了分形孔隙中的气体扩散模型。在所建模型基础上,研究了分形孔隙中气体扩散的浓度分布规律,并研究了气体温度对气体扩散的影响。结果表明:与已有的多孔介质气体扩散线性模... 详细信息

采用Sierpinski地毯作为分形孔隙模型,从分子运动理论的角度建立了分形孔隙中的气体扩散模型。在所建模型基础上,研究了分形孔隙中气体扩散的浓度分布规律,并研究了气体温度对气体扩散的影响。结果表明:与已有的多孔介质气体扩散线性模型不同,Sierpinski地毯孔隙中气体浓度分布具有非线性的特点,总体趋势沿总浓度梯度方向递减而中间略有波动;通过分形介质的气体分子流量与温度的1/2次方成简单线性关系,且其斜率与分形介质分形维数及孔隙率有关。

关键词：气体扩散温度分形介质

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碱性神经酰胺酶1在硫酸钠葡聚糖诱导小鼠溃疡性结肠炎中的保护作用

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实用医学杂志 2025年第1期 7-14页

作者：何榕茂方泽扬张芸芸吴友谅梁世秀王斯琪广州医科大学附属第一医院消化内科广州医科大学附属第一医院变态反应科

目的研究碱性神经酰胺酶1(Acer1)在溃疡性结肠炎（UC）的黏膜屏障和免疫调节中发挥的作用和影响。方法通过构建Acer1基因敲除鼠（Acer1 KO），利用硫酸钠葡聚糖（DSS）连续饮水7 d诱导构建UC模型，对比C57小鼠和Acer1 KO小鼠在UC疾病... 详细信息

目的研究碱性神经酰胺酶1(Acer1)在溃疡性结肠炎（UC）的黏膜屏障和免疫调节中发挥的作用和影响。方法通过构建Acer1基因敲除鼠（Acer1 KO），利用硫酸钠葡聚糖（DSS）连续饮水7 d诱导构建UC模型，对比C57小鼠和Acer1 KO小鼠在UC疾病中症状严重程度，利用RT-PCR和免疫组化检测肠黏膜屏障（ZO-1、Occludin、Claudin、JAMA）的表达水平，通过ELISA评估全身免疫反应水平（IL-1β、IL-6、IL-23、IL-17、IL-10和TNF-α的水平）以及RT-PCR评估肠道炎症浸润程度（TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17、IL-21等）。结果自由饮水中C57和Acer1 KO小鼠两组无明显差异；在DSS诱导的UC模型中，与C57小鼠相比Acer1 KO小鼠存活率下降，体质量下降明显，机械屏障和黏液屏障蛋白表达程度显著降低，肠上皮屏障损伤严重，炎症反应强烈，细胞因子浸润明显，结果差异有统计学意义（P <0.05）。结论 Acer1通过维持肠黏膜屏障完整性，防御内毒素抑制炎症浸润，在UC发生发展过程中具有延缓疾病进展的作用。

关键词：碱性神经酰胺酶1 溃疡性结肠炎机械屏障黏液屏障炎症损伤

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Numerical study of pore structure effect on SO_2–CaO reactions

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2015年第4期23卷 652-658页

作者：马亮曹立勇何榕 Department of Thermal Engineering Tsinghua University Dongfang Electric Corporation

The effect of varying pore structures on the kinetics of S02-CaO reactions is not fully understood in the previous studies. Combining fractal pore model, gas molecular movement model and two-stage reaction model, a new desulfurization model is established in this paper. Fractal pore model is used to simulate CaO particle and gas molecular movement model is used to simulate gas diffusion in pores. Fractal dimension is used to characterize complexity of pore structure instead of tortuosity factor. It is found that the reaction is significantly affected by pore structures. A modulus φ is introduced to characterize the relationship between varying pore structures and apparent reaction parameters. And this relationship is verified by thermo-gravimetric analysis （TGA） data. Comparing to the previous models, the effect of varying pore structure on the kinetics of the reaction is described more accurately by the desulfurization model.

关键词： Desulfurization model Gas diffusionFractalPore structure

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单颗粒煤粉热解时焦油的二次反应和扩散

清华大学学报（自然科学版） 2016年第6期56卷 605-610页

作者：张盛诚何榕清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

建立了数学模型来研究单颗粒煤粉热解时焦油的生成规律。该模型基于碎片化与扩散(FD)煤热解模型,考虑了一次气体产物在颗粒内部的二次反应和扩散,用沉降炉热解实验验证了模型的正确性。用该模型研究了热解终温、加热速率和颗粒粒径对杨... 详细信息

建立了数学模型来研究单颗粒煤粉热解时焦油的生成规律。该模型基于碎片化与扩散(FD)煤热解模型,考虑了一次气体产物在颗粒内部的二次反应和扩散,用沉降炉热解实验验证了模型的正确性。用该模型研究了热解终温、加热速率和颗粒粒径对杨村煤热解时焦油生成的影响。结果表明:二次反应和扩散之间的竞争对焦油的生成有很大影响。热解终温和加热速率的上升会促进焦油的二次反应和扩散,对二次反应的促进作用更强。颗粒粒径的增大会促进二次反应,阻碍扩散,因此对二者之间的竞争影响更大。热解终温的上升、加热速率的上升和颗粒粒径的增大都会降低最终的焦油产率。

关键词：煤热解焦油二次反应扩散

包含反应阶数变化的分形煤焦颗粒燃烧模型的建立与实验验证

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化工学报 2016年第1期67卷 339-348页

作者：刘雨廷何榕清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

为了深入研究煤焦燃烧的机理并提高对煤焦燃烧过程的预测精度,建立了一个综合的煤焦燃烧模型。该模型考虑了煤焦颗粒孔隙内二次反应与扩散的耦合作用、煤焦燃烧反应阶数的变化和反应过程中CO/CO2比例等问题。使用热天平(TGA)对11种煤焦... 详细信息

为了深入研究煤焦燃烧的机理并提高对煤焦燃烧过程的预测精度,建立了一个综合的煤焦燃烧模型。该模型考虑了煤焦颗粒孔隙内二次反应与扩散的耦合作用、煤焦燃烧反应阶数的变化和反应过程中CO/CO2比例等问题。使用热天平(TGA)对11种煤焦的燃烧特性进行分析,测得各种煤焦的表观活化能与指前因子,以确定模型中的待定参数。在沉降炉(DTF)中对这11种煤焦做燃烧实验,用TGA基于灰分守恒测得DTF炉管出口处的煤焦样品的转化率。运用建立的模型模拟这些煤焦的燃烧过程,预测的转化率与实验结果有较好的吻合度,相比传统的本征动力学模型,该模型预测的精度有了较大提高,证明了该模型能适用于从褐煤到无烟煤的较广煤焦范围。研究还发现,煤焦燃烧的表观反应阶数在燃烧过程中不断减小并最终趋于稳定。

关键词：煤焦燃烧模型模拟沉降炉实验验证表观反应阶数分形