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空气污染组分H_2O和CO_2对乙烯燃烧性能的影响(Ⅱ)——反应机理和动力学模拟

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物理化学学报 2010年第2期26卷 270-276页

作者：邵菊香谈宁馨刘伟雄李象远四川大学化工学院成都610065 宜宾学院计算物理重点实验室四川宜宾644000 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

超燃冲压发动机在高空工作时,以高温高速纯净空气作氧化剂使燃料燃烧.但在地面实验中,高温空气往往通过燃烧加热方式获得,会使空气中含有H2O和CO2等污染组分.本文用活塞流反应器进行动力学模拟,研究在不同初温、压强和燃气比的条件下,H2... 详细信息

超燃冲压发动机在高空工作时,以高温高速纯净空气作氧化剂使燃料燃烧.但在地面实验中,高温空气往往通过燃烧加热方式获得,会使空气中含有H2O和CO2等污染组分.本文用活塞流反应器进行动力学模拟,研究在不同初温、压强和燃气比的条件下,H2O和CO2污染组分对乙烯燃烧的温度、压强和点火延迟时间等特性的影响.模拟结果表明:乙烯在含有H2O/CO2污染物的空气中燃烧,相比纯净的空气而言,H2O对乙烯的点火有一定的促进作用,而CO2有一定的抑制作用;空气中含H2O和CO2污染物使乙烯燃烧的平衡温度和压强降低,在污染物浓度相同时,CO2引起的下降幅度比H2O的大.模拟结果能较好地解释现有的实验现象.

关键词：动力学模拟活塞流反应器乙烯燃烧污染组分

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高碳烃宽温度范围燃烧机理构建及动力学模拟

物理化学学报 2019年第2期35卷 182-192页

作者：郭俊江唐石云李瑞谈宁馨贵州理工学院化学工程学院贵阳550003 西北工业大学航天学院西安710072 四川大学化学工程学院成都610005

发动机中燃料点火特性以及燃烧能量的释放对于发动机设计具有非常重要的作用,为了提高燃料的燃烧效率以及减少燃料在燃烧过程中污染物的排放,基于反应动力学机理对燃料燃烧过程的模拟就显得十分必要。因此需要更加深入的认识碳氢燃料的... 详细信息

发动机中燃料点火特性以及燃烧能量的释放对于发动机设计具有非常重要的作用,为了提高燃料的燃烧效率以及减少燃料在燃烧过程中污染物的排放,基于反应动力学机理对燃料燃烧过程的模拟就显得十分必要。因此需要更加深入的认识碳氢燃料的燃烧机理,探索其在燃烧过程中十分复杂的化学反应网络。为了发展能够适用于实际燃料多工况条件(宽温度范围、宽压力范围和不同当量比)燃烧的燃烧机理,基于碳氢燃料机理自动生成程序ReaxGen构建了正癸烷燃烧详细机理(包含1499个物种,5713步反应)和正十一烷燃烧详细机理(包含1843个物种,6993步反应)。详细机理主要由小分子核心机理和高碳烃类(C5以上)机理两部分组成。为了验证机理的合理性与可靠性,本文对于高碳烃燃烧新机理在点火延时时间以及物种浓度曲线进行了动力学分析,并与实验数据及国内外同类机理进行了对比,结果表明本文提出的正癸烷和正十一烷燃烧新机理在比较宽泛的温度、压力和当量比条件下都具有较高的模拟精度,为发展精确航空煤油燃烧模型提供了基础数据。同时考虑到详细机理的复杂性以及机理分析的计算量大和时耗长,本文基于误差传播的直接关系图形(Directed Relation Graph with Error Propagation,DRGEP)方法简化得到的包含709组分2793反应的正癸烷和包含820组分3115反应的正十一烷简化机理,使用DRGEP方法时所采用的数据点选自压力范围从1.0×10~5 Pa到1.0×10~6Pa,当量比范围从0.5到2.0,初始温度范围从600到1400时恒压点火的模拟结果在点火延迟时间附近区域的抽样,同时在正癸烷机理简化中选取正癸烷、O_2和N_2作为初始预选组分,正十一烷的机理简化中主要选取正十一烷、O_2和N_2作为初始预选组分,得到的简化机理在比较宽泛的条件下的预测结果与详细机理吻合很好。最后结合敏感度分析方法分析了正癸烷和正十一烷的点火延迟敏感性,考察了机理中影响点火的关键反应。结果表明:这些机理能够合理描述正癸烷和正十一烷的自点火特性,在工程计算流体力学仿真设计中有很好的应用前景。

关键词： ReaxGen 正癸烷和正十一烷宽温度范围燃烧机理机理构建机理验证

基于反应力场分子模拟的乙烯燃烧自由基与氮气相互作用研究

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高等学校化学学报 2022年第4期43卷 87-93页

作者：刘嘉欣闵杰许华杰任海生谈宁馨四川大学化学工程学院成都610065

采用反应力场分子动力学(ReaxFF-MD)方法,模拟了富燃料条件下乙烯在空气中的燃烧以及燃烧产生的自由基与氮气的相互作用.采用ReacNetGenerator程序提取反应网络,结合自编后处理程序确定反应网络上的相关反应,分析了乙烯燃烧的反应路径,... 详细信息

采用反应力场分子动力学(ReaxFF-MD)方法,模拟了富燃料条件下乙烯在空气中的燃烧以及燃烧产生的自由基与氮气的相互作用.采用ReacNetGenerator程序提取反应网络,结合自编后处理程序确定反应网络上的相关反应,分析了乙烯燃烧的反应路径,以及自由基与N_(2)的相关反应和NO的生成路径.结果表明,乙烯燃烧路径与已报道的通过乙烯燃烧反应机理模拟得到的燃烧路径一致,说明用ReaxFF-MD方法模拟乙烯高温燃烧有效而可靠;乙烯在富燃料条件下燃烧产生的CH,C_(2)H,C_(2),C_(2)O自由基是瞬发型NO生成的重要反应物.这些自由基与N_(2)的反应和NO的生成路径,为构建乙烯和大分子碳氢燃料燃烧氮氧化物排放的反应机理提供了重要参考.

关键词：乙烯燃烧瞬发型一氧化氮反应力场分子动力学

基于三维分子描述符的埃坡霉素类衍生物抗癌活性预测

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物理化学学报 2006年第4期22卷 397-402页

作者：谈宁馨李娟琴李泽荣李象远四川大学化工学院四川大学化学学院成都610065

为预测埃坡霉素类衍生物的抗癌活性,定义了一套表征分子形状的描述符,即K阶形状参数,并计算了67个表征分子的电子、拓扑和几何结构的分子描述符.描述符经遗传算法筛选,用于建立基于支持向量学习机(SVM)的抗癌活性分类模型;用留一法和5... 详细信息

为预测埃坡霉素类衍生物的抗癌活性,定义了一套表征分子形状的描述符,即K阶形状参数,并计算了67个表征分子的电子、拓扑和几何结构的分子描述符.描述符经遗传算法筛选,用于建立基于支持向量学习机(SVM)的抗癌活性分类模型;用留一法和5重交叉验证法对SVM模型参数进行了优化.结果表明模型具有较高的预测性且两种方法得到相近结果,交叉验证的预测正确率达80.6%;经筛选后的描述符有30个,其中含有5个K阶形状参数,这些描述符对埃坡霉素类衍生物的抗癌活性的模型建立具有比较重要的作用.

关键词：支持向量学习机埃坡霉素分子描述符 K阶形状参数

基于支持向量学习机方法的抗真菌药物活性预测

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高等学校化学学报 2005年第8期26卷 1527-1531页

作者：李泽荣陈仕伟谈宁馨陈宇综李象远四川大学化学学院 2四川大学化工学院成都610065 四川大学化工学院成都610065 新加坡国立大学计算科学系新加坡117543

为了预测分子的抗真菌活性,计算了表征分子的电子、拓扑、几何结构和分子形状等特征的67个分子描述符,并用于支持向量学习机对分子抗真菌活性分类模型的建立和活性预测.分别用留一法和五重交叉法对模型进行了验证.在五重交叉验证中,根... 详细信息

为了预测分子的抗真菌活性,计算了表征分子的电子、拓扑、几何结构和分子形状等特征的67个分子描述符,并用于支持向量学习机对分子抗真菌活性分类模型的建立和活性预测.分别用留一法和五重交叉法对模型进行了验证.在五重交叉验证中,根据分子三维结构的相似性,首先把所研究的94个分子分成若干类,再分别从每一类中随机选择若干个分子组成若干个训练集,剩余的分子构成相应的测试集.结果表明,用上述两种验证方法得到的结果相近,且所建立的模型具有较高的预测性,交叉验证的预测正确率达到84.0%.

关键词：支持向量学习机抗真菌活性分子描述符留一法五重交叉法

过氧烷基自由基分子内氢迁移反应类速率常数的计算

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物理化学学报 2015年第5期31卷 859-865页

作者：李尚俊谈宁馨姚倩李泽荣李象远四川大学化学学院成都610064 四川大学化学工程学院成都610065

过氧烷基自由基分子内氢迁移是低温燃烧反应中的一类重要基元反应.本文用等键反应方法计算了该类反应的动力学参数.所有反应物、过渡态、产物的几何结构均在B3LYP/6-311+G(d,p)水平下优化得到.本文提出了用过渡态反应中心几何结构守恒... 详细信息

过氧烷基自由基分子内氢迁移是低温燃烧反应中的一类重要基元反应.本文用等键反应方法计算了该类反应的动力学参数.所有反应物、过渡态、产物的几何结构均在B3LYP/6-311+G(d,p)水平下优化得到.本文提出了用过渡态反应中心几何结构守恒作为反应类判据,并将该分子内氢迁移反应分为四类,包括(1,3)、(1,4)、(1,5)、(1,n)(n=6,7,8)氢迁移类.分别将这4类反应类中最小反应体系作为类反应的主反应,并分别在B3LYP/6-311+G(d,p)低水平和CBS-QB3高水平下得到其近似能垒和精确能垒.其余氢迁移反应作为目标反应,在B3LYP/6-311+G(d,p)低水下计算得到其近似能垒,再采用等键反应方法校正得到目标反应的精确反应势垒和精确速率常数.研究表明,采用等键反应方法只需在低水平用从头算计算就可以得到大分子反应体系的高精度能垒和速率常数值,且本文按等键反应本质的分类方法更能揭示反应类的本质,并对反应类的定义给出了客观标准.本文的研究为碳氢化合物低温燃烧模拟中重要的过氧烷基分子内氢迁移反应提供了准确的动力学参数.

关键词：反应类等键反应方法反应势垒速率常数过氧烷基分子内氢迁移反应

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碳氢燃料燃烧机理的自动简化

高等学校化学学报 2015年第8期36卷 1576-1587页

作者：李树豪刘建文李瑞王繁谈宁馨李象远四川大学空天科学与工程学院成都610065 北京动力机械研究所北京100074 四川大学原子与分子物理研究所成都610065 四川大学化学工程学院成都610065

采用自行开发的碳氢燃料燃烧详细机理自动简化程序ReaxRed分别对包含257个物种和874步反应的RP-3航空煤油替代模型以及包含1389个物种和5935步反应的汽油混合替代模型进行机理自动简化.对RP-3替代模型,分别得到78个物种框架机理和61个... 详细信息

采用自行开发的碳氢燃料燃烧详细机理自动简化程序ReaxRed分别对包含257个物种和874步反应的RP-3航空煤油替代模型以及包含1389个物种和5935步反应的汽油混合替代模型进行机理自动简化.对RP-3替代模型,分别得到78个物种框架机理和61个物种全局简化机理,在较宽的参数范围内重现RP-3详细机理在点火延迟时间、熄火以及物种浓度分布等方面的模拟结果;通过强制敏感度及物种产率分析进一步说明了简化机理的合理性.对汽油混合替代模型,得到包含266个物种框架机理在较宽范围内重现单组分、两组分及多组分混合的点火延迟时间的模拟结果,并通过元素流动分析阐明了4种单组分燃料的燃烧路径.框架机理保留了详细机理的层级结构以及全局信息,更易于系统分析汽油的燃烧过程.

关键词：碳氢燃料燃烧自动简化方法框架机理

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正庚烷低温燃烧机理构建

工程热物理学报 2014年第11期35卷 2298-2302页

作者：郭俊江李树豪谈宁馨李象远四川大学化工学院成都610065

基于课题组自主研发的高碳烃燃烧机理自动生成程序ReaxGen,构建了正庚烷低温燃烧详细机理(642个物种,2220步反应)。分别采用物质产率分析和反应路径流量分析方法简化该详细机理,得到半详细机理(510个物种,1472步反应)和骨架机理(20g个物... 详细信息

基于课题组自主研发的高碳烃燃烧机理自动生成程序ReaxGen,构建了正庚烷低温燃烧详细机理(642个物种,2220步反应)。分别采用物质产率分析和反应路径流量分析方法简化该详细机理,得到半详细机理(510个物种,1472步反应)和骨架机理(20g个物种,770步反应)。对正庚烷的点火延时,层流火焰速度以及主要物种浓度曲线的模拟结果表明这些机理的模拟精度较高。在工程计算流体力学仿真设计中具有良好的应用前景。分析了正庚烷点火延时敏感度,考查了机理中关键反应。

关键词：正庚烷低温燃烧机理机理简化动力学模拟

基于支持向量机方法的HERG钾离子通道抑制剂分类模型

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物理化学学报 2009年第8期25卷 1581-1586页

作者：李平谈宁馨饶含兵李泽荣陈宇综四川大学化学工程学院成都610065 四川大学化学学院成都610065 Department of Pharmacy National University of Singaporesingapore117543

对humanether-a-gò-gò related genes(HERG)钾离子通道(钾通道)抑制剂,计算了表征分子组成、电荷分布、拓扑、几何结构及物理化学性质等特征的1559个分子描述符,采用Fischer Score(F-Score)排序过滤和MonteCarlo模拟退火法相结合从中... 详细信息

对humanether-a-gò-gò related genes(HERG)钾离子通道(钾通道)抑制剂,计算了表征分子组成、电荷分布、拓扑、几何结构及物理化学性质等特征的1559个分子描述符,采用Fischer Score(F-Score)排序过滤和MonteCarlo模拟退火法相结合从中筛选与HERG钾通道抑制剂分类相关的分子描述符.采用支持向量机(SVM)方法,分别以IC50=1.0、10.0μmol·L-1为分类标准,建立了三个分类预测模型.对367个训练集分子,用五重交叉验证,得到正、负样本的平均预测精度分别为84.8%-96.6%、80.7%-97.7%,其总的平均预测精度为87.1%-97.2%,优于其它文献报道结果.对97个外部测试集分子,所建三个模型的总样本预测精度在67.0%-90.1%之间,接近或优于其它文献报道结果.

关键词：支持向量机 HERG钾通道抑制剂 Monte Carlo模拟退火法