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Regulating Melting Process in the Energy Storage of Solid-Liquid PCM based on Double MRT-LBM Simulation

Journal of Thermal Science 2024年第5期33卷 1688-1700页

作者： CheN Weiqi SONG Zhichao QUAN Dongliang he yurong School of Energy Science&Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China heilongjiang Key Laboratory of New Energy Storage Materials and Processes Harbin 150001China Zhengzhou Research Institute of Harbin Institute of Technology Zhengzhou 450000China Innovation&Research Institute of Hiwing Technology Academy Beijing 100074China

The melting process of solid-liquid phase change materials(PCM)has a significant impact on their energy storage *** more effectively apply solid-liquid PCM for energy storage,it is crucial to study the regulation of melting process of solid-liquid PCM,which is numerically investigated based on double multiple relaxation time lattice Boltzmann method(MRT-LBM)in this *** this work we pay more attention to the effects of different Stefan numbers(Ste)and Rayleigh numbers(Ra)on the melting *** results indicate that the PCM melting is greatly influenced by the Ste number and Ra number,which can be divided into the heat conduction dominant stage and the convection dominant stage,according to the onset time of convection Fo_(C).In order to describe the contribution of the heat conduction dominant stage to the whole melting process quantitatively,we firstly propose the ratio of the heat conduction dominant stage R_(pc),which can be defined as the ratio of Fo_(C)to the complete melting time Fo_(M).R_(pc)gradually decreases as the Ra number increases,and when the Ste number rises:R_(pc)=90.0%when Ste=1.0 and Ra=1×10^(5),R_(pc)=39.6%when Ste=0.1 and Ra=1×10^(5),and R_(pc)=14.0%when Ste=1.0 and Ra=1×10~7.A regime map about the effects of different Ste numbers and Ra numbers on R_(pc)has been further *** discovered findings would be helpful in regulating melting process in the energy storage of solid-liquid PCM.

关键词： latent thermal energy storage solid-liquid phase change double MRT-LBM dominant melting mechanism

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仿生表面沸腾传热性能LBM数值模拟研究

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工程热物理学报 2024年第2期45卷 453-459页

作者：张博瑞胡彦伟何玉荣哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 黑龙江省新型储能材料与储能过程研究重点实验室哈尔滨150001

沸腾传热是高效的传热方式之一,在能源、化工、电子元器件热管理等众多领域有着广泛的应用。本文应用格子玻尔兹曼方法研究仿生表面上的沸腾传热过程,探究不同表面温度和润湿性对池沸腾过程的影响。结果表明,亲水性表面上的汽泡更容易... 详细信息

沸腾传热是高效的传热方式之一,在能源、化工、电子元器件热管理等众多领域有着广泛的应用。本文应用格子玻尔兹曼方法研究仿生表面上的沸腾传热过程,探究不同表面温度和润湿性对池沸腾过程的影响。结果表明,亲水性表面上的汽泡更容易脱离表面,但是疏水性表面沸腾起始点较早。通过将亲水和疏水性相结合形成仿生混合润湿性表面可有效提升换热性能,同时调控疏水区域间的间距可以实现高效的换热性能以及汽泡的定向生长。

关键词：仿生表面润湿特性沸腾传热格子玻尔兹曼方法

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基于DNS方法的湿颗粒间静态液桥形态模拟研究

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工程热物理学报 2024年第7期45卷 2040-2046页

作者：宋志超唐天琪何玉荣哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 黑龙江省新型储能材料与储能过程研究重点实验室哈尔滨150001 哈工大郑州研究院郑州450000

湿颗粒被广泛应用在能源、化工、石油以及制药等工业过程中,由于湿颗粒间的液桥结构存在,在很大程度上影响湿颗粒的机械性能,并导致湿颗粒的迁移、聚集与黏附,然而该过程的物理机制并不清晰。因此,本研究以静态液桥为研究对象,采用直接... 详细信息

湿颗粒被广泛应用在能源、化工、石油以及制药等工业过程中,由于湿颗粒间的液桥结构存在,在很大程度上影响湿颗粒的机械性能,并导致湿颗粒的迁移、聚集与黏附,然而该过程的物理机制并不清晰。因此,本研究以静态液桥为研究对象,采用直接数值模拟方法,应用VOF-IBM-DEM模型,将模拟结果与他人计算结果相比较,验证模型的正确性。探究不同湿颗粒表面润湿性与液体含量对毛细力以及静态液桥结构的影响,结果表明较小接触角以及较大的液体含量使得液桥具有较大的颈部半径;毛细力的大小与三相接触线所包围的面积成正比,随着接触角的增加、液体含量的减小而减小,本研究旨在为工业应用提供理论指导。

关键词：湿颗粒静态液桥直接数值模拟毛细力三相接触线

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Corrigendum to“Toward stable and highly reversible zinc anodes for aqueous batteries via electrolyte engineering”[*** Chem.83(2023)209–228]

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Journal of Energy Chemistry 2024年第4期91卷 323-323页

作者： Ang Li Jiayi Li yurong he Maochun Wua Department of Mechanical Engineering The Hong Kong Polytechnic UniversityHong Kong 999077China School of Energy Science and Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001HeilongjiangChina

It is regretful that the Acknowledgments part was lost in the final process of *** Acknowledgments part should be added as *** work described in this paper was supported by the grants from the Research Grants Council ... 详细信息

关键词： electrolyte ledgment Administrative

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基于多松弛LBM的固液熔融过程模拟研究

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工程热物理学报 2024年第9期45卷 2671-2677页

作者：陈维奇宋志超全栋梁何玉荣哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 黑龙江省新型储能材料与储能过程研究重点实验室哈尔滨150001 中国航天科工三院创新研究院北京100000

固液熔融过程具有温度/体积变化小、潜热释放/吸收量大的特点,在工程技术中具有重要的应用。为了更好的利用固液熔融过程进行储能,本文采用具有多松弛时间碰撞模型的双分布函数格子Boltzmann方法对方腔内固液熔融过程进行数值模拟,探究R... 详细信息

固液熔融过程具有温度/体积变化小、潜热释放/吸收量大的特点,在工程技术中具有重要的应用。为了更好的利用固液熔融过程进行储能,本文采用具有多松弛时间碰撞模型的双分布函数格子Boltzmann方法对方腔内固液熔融过程进行数值模拟,探究Rayleigh数(Ra)和Stefan数(Ste)对相变熔融过程的影响,并对相应无量纲结果进行展示和分析。结果表明,Ra数的增加不仅有利于对流起始时间的提前,还有利于速度涡的形成。而Ste数会使对流起始时间略有增加,但对速度涡的形成没有明显影响。此外,Ra数或Ste数的增加均有利于缩短完全熔融时间。

关键词：固液相变格子Boltzmann方法熔融过程熔融主导机制

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导流板对喷雾流化床内颗粒生长过程影响的模拟

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化工学报 2024年第8期75卷 2787-2799页

作者：邓爱明何玉荣唐天琪胡彦伟哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 黑龙江省新型储能材料与储能过程研究重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈工大郑州研究院河南郑州450000

喷雾流化床内湿法造粒过程已广泛应用于能源、制药、食品和化工等各种工业领域,然而流化床中的颗粒生长过程涉及到复杂的气-液-固三相相互作用,进而难以实现造粒过程的精确控制。基于离散单元模型,通过添加液桥力模型和颗粒生长模型开... 详细信息

喷雾流化床内湿法造粒过程已广泛应用于能源、制药、食品和化工等各种工业领域,然而流化床中的颗粒生长过程涉及到复杂的气-液-固三相相互作用,进而难以实现造粒过程的精确控制。基于离散单元模型,通过添加液桥力模型和颗粒生长模型开展喷雾流化床内导流板结构对床内颗粒流动和生长特性影响的研究,分析颗粒流化状态对颗粒生长均匀性的影响。研究发现,在本文工况内,随着床内导流板长度的增加、导流板间距和高度的降低,颗粒流化状态得到改善,颗粒生长区域进一步扩大,颗粒循环时间增加,单次颗粒涂层增长量降低,颗粒生长得更均匀。

关键词：流化床造粒数值模拟导流板

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Multiphysics numerical investigation of photothermal self-driving characteristics of SiO_(2)@Au Janus microparticles for drug delivery

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Particuology 2023年第5期76卷 165-175页

作者： Ying Liu Xinzhi Wang yurong he School of Energy Science and Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin150001China heilongjiang Key Laboratory of New Energy Storage Materials and Processes School of Energy Science and EngineeringHarbin Institute of TechnologyHarbin50001China

The photothermal self-driving process of Janus microparticles has wide application prospects in the fields of *** silica and gold have good biocompatibility and high photothermal conversion efficiency,the SiO_(2)@Au Janus microparticles are widely used as drug *** on the multiphysics coupling method,the photothermal self-driving process of SiO_(2)@Au Janus microparticles was investi-gated,wherein the substrate was SiO_(2)particles and one side of the particles was coated with gold *** a continuous wave laser with irradiation of 20 W/cm^(2),the distance covered by the Janus particles was increased by increasing the thickness of the gold film and reducing the size of the SiO_(2)particles;the self-driving characteristics of the Janus particles were controlled substantially by increasing the intensity of the incident *** on the simulation results,the thermophoretic motion and Brownian motion of particles can be measured by comparing the absolute values of the thermophoretic force impulse,Brownian force impulse,and drag force *** Brownian force acting on Janus microparticles under low laser power cannot be ***,the minimum laser power required for Janus particles to overcome Brownian motion was *** results can effectively guide the design of Janus particles in biomedicine and systematically analyze the mechanism of particle thermophoretic motion during drug delivery.

关键词： Janus microparticles Photothermal self-driving Multiphysics coupling method Brownian

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Toward stable and highly reversible zinc anodes for aqueous batteries via electrolyte engineering

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能源化学:英文版 2023年第8期83卷 209-228,I0007页

作者： Ang Li Jiayi Li yurong he Maochun Wu Department of Mechanical Engineering The Hong Kong Polytechnic UniversityHong Kong 999077China Schoolof Energy Science and Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001HeilongjiangChina

Featuring low cost, high abundance, low electrochemical potential, and large specific capacity, zinc(Zn)metal holds great potential as an anode material for next-generation rechargeable aqueous ***, the poor reversibility resulting from dendrite formation and side reactions poses a major obstacle for its practical application. Electrolyte, which is regarded as the “blood” of batteries, has a direct impact on reaction kinetics, mass transport, and side reactions and thus plays a key role in determining the electrochemical performance of Zn electrodes. Therefore, considerable efforts have been devoted to modulating the electrolytes to improve the performance of Zn electrodes. Although significant progress has been made, achieving stable and highly reversible Zn electrodes remains a critical challenge. This review aims to provide a systematic summary and discussion on electrolyte strategies for highperformance aqueous Zn batteries. The(electro)-chemical behavior and fundamental challenges of Zn electrodes in aqueous electrolytes are first discussed. Electrolyte modulation strategies developed to address these issues are then classified and elaborated according to the underlying ***, remaining challenges and promising future research directions on aqueous electrolyte engineering are highlighted. This review offers insights into the design of highly efficient electrolytes for new generation of rechargeable Zn batteries.

关键词： Rechargeable aqueous zinc batteries Zinc anode Dendrite growth Side reactions Electrolyte engineering

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Multi-Scale Numerical Simulation of Flow,heat and Mass Transfer Behaviors in Dense Gas-Solid Flows:A Brief Review

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Journal of Thermal Science 2022年第3期31卷 607-633页

作者： he yurong REN Anxing TANG Tianqi WANG Tianyu School of Energy Science and Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin150001China heilongjiang Key Laboratory of New Energy Storage Materials and Processes School of Energy Science and EngineeringHarbin Institute of TechnologyHarbin150001China

Dense gas-solid flows are very common in actual production and industrial fields,so it is significant to understand their hydrodynamic characteristics and heat and mass transfer *** article provides a brief review of multi-scale numerical simulation of flow,heat and mass transfer behaviors in dense gas-solid *** describes multiscale models(direct numerical simulation,discrete particle model,and two-fluid model)and the results of related ***,it discusses possible future developments in research on the flow,heat and mass transfer characteristics of dense gas-solid two-phase flows.

关键词： gas-solid flows multi-scale modeling direct numerical simulation discrete particle model two-fluid model heat and mass transfer

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多学科团队合作模式联合PBL教学法在头颈肿瘤外科住院医师规范化培训中的应用

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国际耳鼻咽喉头颈外科杂志 2024年第2期48卷 120-121页

作者：李飞姜梁西南医科大学附属医院耳鼻咽喉头颈外科泸州646000

目的探讨多学科团队合作(multidisciplinary teamwork,MDT)模式下的以问题为基础(problem-based learning,PBL)教学法在头颈肿瘤外科住院医师规范化培训(简称规培)中的应用价值。方法将2016年7月~2022年6月进入西南医科大学附属医院耳... 详细信息

目的探讨多学科团队合作(multidisciplinary teamwork,MDT)模式下的以问题为基础(problem-based learning,PBL)教学法在头颈肿瘤外科住院医师规范化培训(简称规培)中的应用价值。方法将2016年7月~2022年6月进入西南医科大学附属医院耳鼻咽喉头颈外科规培的60名医学生为研究对象,把MDT开展前进入头颈肿瘤组培训的28名住院医师作为对照组,MDT开展后并结合PBL教学法应用在我科头颈肿瘤组培训的32名住院医师作为观察组。研究通过对观察组和对照组不同培训阶段理论考试成绩和病例分析成绩进行比较,以及在培训结束时采用自制问卷调查,让两组学员对带教模式进行评价结果来分析观察组的应用价值。结果培训中期以及培训结束时,两组学员的理论考试成绩和病例分析成绩均得到明显提高,但观察组的病例分析成绩优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组学员在教学模式的评价结果显示,观察组对教学模式各项评分均显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论MDT模式下的PBL教学法在头颈肿瘤外科住培临床教学中效果显著,在学员主观能动性、临床思维能力、专业技能水平等方面具有积极的影响。

关键词：医院,教学耳鼻咽喉科学住院医师规范化培训

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