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TIME-PERIODIC ISENTROPIC SUPERSONIC EULER FLOWS IN ONE-DIMENSIONAL DUCTS DRIVING BY PERIODIC BOUNDARY CONDITIONS

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Acta Mathematica Scientia 2019年第2期39卷 403-412页

作者：袁海荣 School of Mathematical Sciences Shanghai Key Laboratory of Pure Mathematics and Mathematical Practice East China Normal University

We show existence of time-periodic supersonic solutions in a finite interval, after certain start-up time depending on the length of the interval, to the one space-dimensional isentropic compressible Euler equations, subjected to periodic boundary conditions. Both classical solutions and weak entropy solutions, as well as high-frequency limiting behavior are considered. The proofs depend on the theory of Cauchy problems of genuinely nonlinear hyperbolic systems of conservation laws.

关键词： supersonic flow isentropic compressible Euler equations duct time-periodic solution initial-boundary-value problem

零价铁强化水解酸化对厨余与餐厨垃圾混合厌氧消化性能的影响

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北京化工大学学报（自然科学版） 2023年第3期50卷 41-48页

作者：李子庆陈锡腾袁海荣李秀金北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

基于厨余垃圾成分复杂而难以水解酸化的特点,提出通过投加零价铁强化厨余与餐厨垃圾水解酸化进而提高厌氧消化性能的策略。将厨余垃圾和餐厨垃圾按照不同配比混合,设置零价铁投加量为5、10、15和20 g/L,考察不同投加量条件下厌氧体系的... 详细信息

基于厨余垃圾成分复杂而难以水解酸化的特点,提出通过投加零价铁强化厨余与餐厨垃圾水解酸化进而提高厌氧消化性能的策略。将厨余垃圾和餐厨垃圾按照不同配比混合,设置零价铁投加量为5、10、15和20 g/L,考察不同投加量条件下厌氧体系的消化性能。结果表明:酸化阶段厨余垃圾质量分数50%的试验组水解酸化效率最高,产生的乙醇和总挥发性脂肪酸(TVFA)总量比单独厨余垃圾试验组提高了206.78%;适量投加零价铁可以提高乙醇和TVFA的总产量,且投加量与油脂降解率、溶解性化学需氧量(SCOD)、乙醇和TVFA产量呈正相关;当投加量超过10 g/L后,零价铁对水解酸化的促进效果不明显。利用酸化出料进行甲烷化试验,投加零价铁组的累积产甲烷量有所增加,且产气速率提高,其中厨余垃圾占比100%、零价铁投加量10 g/L试验组的累积产甲烷量为(2664±130)mL,比对照组提高了15.61%。综合以上结果,在酸化相投加零价铁能够提高混合垃圾产气效率。

关键词：厨余垃圾餐厨垃圾零价铁水解酸化

玉米秸秆两级CSTR厌氧消化工艺动力学性能研究

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可再生能源 2022年第1期40卷 1-7页

作者：李玉倩马俊伟袁海荣李秀金北京化工大学环境科学与工程系北京100029 北京师范大学环境学院北京100875

文章采用物料衡算模型、微生物衡算模型和一级动力学模型对两级CSTR厌氧消化系统的运行性能进行了研究。研究结果表明:两级厌氧消化系统HRT(20+20)d和HRT(30+10)d的产甲烷系数分别比单级厌氧消化系统HRT40d增加了5.38%和5.99%;HRT(20+2... 详细信息

文章采用物料衡算模型、微生物衡算模型和一级动力学模型对两级CSTR厌氧消化系统的运行性能进行了研究。研究结果表明:两级厌氧消化系统HRT(20+20)d和HRT(30+10)d的产甲烷系数分别比单级厌氧消化系统HRT40d增加了5.38%和5.99%;HRT(20+20)d和HRT(30+10)d的第一级反应器的一级动力学常数高于HRT40d以及HRT(20+20)d和HRT(30+10)d的第二级反应器的一级动力学常数;HRT40d,HRT(20+20)d和HRT(30+10)d的微生物产率系数分别为0.003 8,0.016 6和0.020 4;在不同有机负荷率下,HRT(20+20)d,HRT30+10d和HRT40d的平均微生物浓度分别为0.221~0.350,0.275~0.447,0.047~0.076 g/L。

关键词：两级厌氧消化 CSTR 玉米秸秆物料衡算一级动力学微生物衡算

沼液回流对牛粪和玉米秸中高温联合厌氧消化性能影响研究

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可再生能源 2022年第6期40卷 737-742页

作者：冉文娟袁海荣张良李秀金北京化工大学北京高校环境污染控制与资源化工程研究中心北京100029

文章研究了中高温(42±2℃)条件下沼液回流对牛粪和玉米秸联合厌氧消化性能的影响,并对不同进料浓度条件下反应器内pH、氨氮等系统稳定性指标进行了分析。结果表明:在不同进料浓度和不同沼液回流比条件下,100 g/L进料浓度和100%沼液回... 详细信息

文章研究了中高温(42±2℃)条件下沼液回流对牛粪和玉米秸联合厌氧消化性能的影响,并对不同进料浓度条件下反应器内pH、氨氮等系统稳定性指标进行了分析。结果表明:在不同进料浓度和不同沼液回流比条件下,100 g/L进料浓度和100%沼液回流比时系统产气效果最好,比对照组提高了20%;TS和VS去除率比对照组分别提高了10.9个百分点和10.2个百分点。说明沼液回流可以有效提高牛粪和玉米秸的产甲烷率和TS,VS去除率,从而为减少沼液排放和提高牛粪、玉米秸厌氧消化效率提供了新的途径。

关键词：沼液回流联合厌氧消化中高温产气性能

多角度分析P.ostreatus改性对玉米秸厌氧消化产气性能的影响

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可再生能源 2021年第5期39卷 569-575页

作者：黄文博袁海荣李秀金北京化工大学环境科学与工程系北京100029

为提高玉米秸厌氧消化产气性能,采用Pleurotus ostreatus对其进行45 d改性试验。通过研究和分析不同改性时间的玉米秸对纤维素酶和木聚糖酶的吸附性、水解性及甲烷转化性的影响发现,经P. ostreatus改性25 d的玉米秸对纤维素酶和木聚糖... 详细信息

为提高玉米秸厌氧消化产气性能,采用Pleurotus ostreatus对其进行45 d改性试验。通过研究和分析不同改性时间的玉米秸对纤维素酶和木聚糖酶的吸附性、水解性及甲烷转化性的影响发现,经P. ostreatus改性25 d的玉米秸对纤维素酶和木聚糖酶吸附率分别提高了42.5%和21.0%,纤维素酶和木聚糖酶水解率分别提高12.9%和75.3%,甲烷产率为272 mL/g,较对照组提高了16.7%,甲烷转化速率提高了19.0%,生物降解性提高了19.7%。研究结果表明,P. ostreatus改性能够提高玉米秸厌氧消化性能,最佳改性时间为25 d。

关键词：多角度分析 P.ostreatus 玉米秸酶吸附酶水解厌氧消化

STABILIZATION EFFECT OF FRICTIONS FOR TRANSONIC SHOCKS IN STEADY COMPRESSIBLE EULER FLOWS PASSING THREE-DIMENSIONAL DUCTS

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Acta Mathematica Scientia 2020年第2期40卷 470-502页

作者：袁海荣赵勤 School of Mathematical Sciences and Shanghai Key Laboratory of Pure Mathematics and Mathematical PracticeEast China Normal UniversityShanghai 200241China Department of Mathematics School of ScienceWuhan University of TechnologyWuhan 430070China

Transonic shocks play a pivotal role in designation of supersonic inlets and ramjets.For the three-dimensional steady non-isentropic compressible Euler system with frictions,we constructe a family of transonic shock solutions in rectilinear ducts with square cross-sections.In this article,we are devoted to proving rigorously that a large class of these transonic shock solutions are stable,under multidimensional small perturbations of the upcoming supersonic flows and back pressures at the exits of ducts in suitable function spaces.This manifests that frictions have a stabilization effect on transonic shocks in ducts,in consideration of previous works which shown that transonic shocks in purely steady Euler flows are not stable in such ducts.Except its implications to applications,because frictions lead to a stronger coupling between the elliptic and hyperbolic parts of the three-dimensional steady subsonic Euler system,we develop the framework established in previous works to study more complex and interesting Venttsel problems of nonlocal elliptic equations.

关键词： Stability transonic shocks Fanno flow three-dimensional Euler system frictions decomposition nonlocal elliptic problem Venttsel boundary condition elliptic-hyperbolic mixed-composite tpe

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沼气水洗提纯吸收塔的体积吸收系数研究

可再生能源 2019年第1期37卷 1-6页

作者：张良袁海荣李秀金北京化工大学化学工程学院北京100029

文章以设计处理量为25 m^3/h的沼气压力水洗提纯装置为实验对象,研究了温度、压力、液气比、进气量和浓度等参数对提纯气CO_2浓度和吸收塔平均体积吸收系数KYa的影响,并提出了优化的操作参数条件。沼气提纯过程具有高浓度和高液气比的特... 详细信息

文章以设计处理量为25 m^3/h的沼气压力水洗提纯装置为实验对象,研究了温度、压力、液气比、进气量和浓度等参数对提纯气CO_2浓度和吸收塔平均体积吸收系数KYa的影响,并提出了优化的操作参数条件。沼气提纯过程具有高浓度和高液气比的特点,文章分析了高CO_2浓度下的KYa理论计算公式,建立了以液、气相速度比UL/UG为基础的KYa数学模型,该模型和实验数据的偏差为-22%～17%。该模型既强调了沼气提纯过程具有高液气比的特点,又为沼气水洗提纯技术提供了合理的吸收性能分析经验公式,具有重要的工程价值。

关键词：沼气提纯压力水洗体积吸收系数高液气比高浓度吸收

进料浓度和水力停留时间对分类有机垃圾厌氧消化性能的影响

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可再生能源 2022年第8期40卷 995-999页

作者：李蕴洁常燕青袁海荣李秀金北京化工大学环境科学与工程系北京100029 维尔利环保科技集团股份有限公司江苏常州213100

针对分类有机垃圾在高含固率条件下厌氧消化时存在的负荷高、易酸化等问题,文章提出了通过延长水力停留时间(HRT)来调节有机负荷率的方法,研究了不同进料浓度和HRT组合条件下分类有机垃圾的厌氧消化性能。研究结果表明:在不同进料浓度和... 详细信息

针对分类有机垃圾在高含固率条件下厌氧消化时存在的负荷高、易酸化等问题,文章提出了通过延长水力停留时间(HRT)来调节有机负荷率的方法,研究了不同进料浓度和HRT组合条件下分类有机垃圾的厌氧消化性能。研究结果表明:在不同进料浓度和HRT组合下,分类有机垃圾厌氧消化的产气性能无显著差异,单位挥发性固体(VS)产甲烷率为300-330 mL(g·d),甲烷含量可达到56%;VS降解率均能达到70%以上,实现了有机物的高效降解;厌氧消化系统稳定性良好,各项指标均在合理范围内。

关键词：分类有机垃圾厌氧消化进料浓度 HRT 有机负荷率

含摩擦效应的三维直管中定常可压缩亚音速Euler流

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中国科学：数学 2021年第6期51卷 1073-1094页

作者：袁海荣赵勤华东师范大学数学科学学院上海200241 华东师范大学偏微分方程研究中心上海200241 上海市核心数学与实践重点实验室上海200241 上海交通大学数学科学学院上海200240

本文研究由带摩擦效应的三维非等熵可压缩Euler方程组描述的管道内气体的定常流动.这种流动在工程中被称为Fanno流.本文在等方截面平直管道中分别构造非平凡的亚音流、超音流和跨音激波.由于对亚音流,三维定常可压缩Euler方程组是典型... 详细信息

本文研究由带摩擦效应的三维非等熵可压缩Euler方程组描述的管道内气体的定常流动.这种流动在工程中被称为Fanno流.本文在等方截面平直管道中分别构造非平凡的亚音流、超音流和跨音激波.由于对亚音流,三维定常可压缩Euler方程组是典型的拟线性双曲-椭圆复合型方程组,尚无一般理论,本文提出一个源于跨音激波的边值问题,通过证明上述特殊的亚音流关于进出口边界条件的高维扰动的稳定性,说明该边值问题提法的合理性.本文的证明基于对Euler方程组中双曲部分和椭圆部分的主部的分离,以及设计恰当的非线性迭代格式.特别地,由于摩擦效应, Euler方程组中双曲部分和椭圆部分出现了较强的相互作用,诱导出一类含积分非局部项的二阶线性椭圆型方程混合边值问题.本文用Fourier分析方法和二阶椭圆型方程正则性理论等研究了该非局部问题的适定性.

关键词：定常Euler方程组亚音流 Fanno流摩擦非局部椭圆型方程双曲-椭圆复合型方程组