2009-2010顆粒學學科發展報告

2009-2010顆粒學學科發展報告

图书基本信息
出版时间:2010-4
出版社:中國科學技術出版社
作者:中國科學技術協會 主編
页数:183
字数:294000
书名:2009-2010顆粒學學科發展報告
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2009-2010顆粒學學科發展報告
前言
當今世界科技正處在一次新的革命性變革的前夜。人類迫切需要創新發展模式和發展途徑,創新生產方式和生活方式,開發新的資源。這樣的需求和矛盾,強烈呼喚著新的科學技術革命。而全球金融危機所帶來的世界經濟、產業格局的大變化,很可能會加快新科技革命的到來。學科創立、成長和發展,是科學技術創新發展的基礎,是科學知識體系化的象征,是創新型國家建設的重要方面。深入開展學科研究,總結學科發展規律,明晰學科發展方向,對促進學科的交叉融合並衍生新興學科,繼而提升原始創新能力、加速科技革命具有重要意義。中國科協自2006年開始啟動學科發展研究及發布活動,連續完成了每個年度的學科發展研究系列報告編輯出版及發布工作。2009年,中國科協組織中國氣象學會等27個全國學會分別對大氣科學、古生物學、微生物學、生態學、岩石力學與岩石工程、系統科學與系統工程、青藏高原研究、晶體學、動力與電氣工程、工程熱物理、標準化科學技術、測繪科學與技術、煙草科學與技術、仿真科學與技術、顆粒學、慣性技術、風景園林、畜牧獸醫科學、作物學、茶學、體育科學、公共衛生與預防醫學、科學技術史、土地科學、智能科學與技術、密碼學等26個學科的發展研究,最終完成學科發展研究系列報告和《學科發展報告綜合卷(2009-2010)》。學科發展研究系列報告(2009-2010)共27卷,約800萬字,回顧總結了所涉及學科近年來所取得的科研成果和技術突破,反映了相關學科的產業發展、學科建設和人才培養等,集中了相關學科領域專家學者的智慧,內容深入淺出,有較高的學術水準和前瞻性,有助于科技工作者、有關決策部門和社會公眾了解、把握相關學科發展動態和趨勢。
内容概要
本報告重點選擇學科發展較為成熟、與當前國家戰略需求和重大熱點問題緊密相關的部分分支學科,報告力求多方位展示學科發展的動態和趨勢,分析學科發展的戰略需求,系統收集學科近幾年的研究成果,反映學科的最新研究進展及其在國民經濟和社會發展中的應用、成效和前景,預測學科的發展趨勢。由于本報告是首次撰寫,為了便于讀者對顆粒學有更多地了解,我們在撰寫過程中盡量簡要地把過去長期積累下來的部分優秀成果概括進來。
书籍目录
序前言    綜合報告顆粒學學科的發展現狀及前景展望  一、引言  二、顆粒測試學研究進展  三、顆粒制備與處理的研究進展  四、納米顆粒研究的新進展  五、顆粒流態化工程學的研究進展  六、氣溶膠科學技術研究進展  七、未來顆粒學的發展趨勢  八、關于顆粒學學科發展的建議  參考文獻    專題報告顆粒測試學科發展研究顆粒的物理法制備技術顆粒的化學法制備技術粉體表面改性技術發展研究流態化應用技術進展顆粒流體系統的數值模擬氣溶膠科學技術學科發展研究生物醫藥領域超微細顆粒研究和應用的進展超微顆粒在新能源材料領域的應用研究概況
章节摘录
插圖︰顆粒流體系統的數值模擬顆粒流體系統,即固體顆粒與流體組成的動態混合物系統,在自然界和工業過程中廣泛存在,與我們的生產與生活密切相關,如沙塵暴和泥石流,流態化反應器,煤粉燃燒設備,水煤漿等服務于化工和動力等重要工程領域。同時,此類系統中顯著的多尺度結構和非線性行為也使之成為流體力學和統計力學及更一般的復雜性科學研究的一個焦點。由于其復雜性,目前從理論獲得的結果還比較有限,而各種實驗研究雖已有大量報道,但對了解系統行為的全貌和細節,特別是形成機理還遠遠不夠。近年來,隨著計算機技術的飛速發展和計算方法的不斷完善,數值模擬方法已成長為研究此類系統的又一主流手段,並且還在迅速發展中。本文將概述國內外近年來在此領域的發展動向,為此,首先簡要說明顆粒流體系統的基本特征與行為。一、顆粒流體系統的行為特征與模擬方法概述顆粒流體系統從組成上可分為液固(如河流中的泥沙運動)和氣固系統(如煉油催化劑在油氣中的運動);主要因為顆粒的尺度差異,又呈現膠體(包括氣溶膠)、多相流動系統(顆粒直徑大致在亞毫米到厘米量級,顆粒群體上有流體特征但與真實流體有明顯的分相行為或滑移運動)和塊體運動(如泥石流)等典型狀態;從顆粒的聚集形態上又有稀相和密相、聚式和散式等差別;在具體的應用方式上,就重要的化工設備而言,包括移動床、鼓泡床、湍動床、快速床、氣力輸送、噴動床、下行床、漿態床以至三相的鼓泡塔等;同時這些設備又有實驗室規模、中試規模、工業規模以及新興的微系統等不同的尺度。這種形式的多樣性決定了模擬方法上的多樣性。目前其模擬方法大致有三類,主要的差別在于描述的精細程度和相應的應用規模。其中,雙流體模型將顆粒和流體分別視為充滿同一空間的兩種流體,完全采用連續介質的方式描述。相應地,它可采用有限差分、有限體積和有限元等方法在適當大小的數值網格上求解。形式上,我們可以采用較大的網格來數值求解這些方程組,從而使這種方法能應用于大型工業系統而依然將計算量控制在合理的範圍內。另外一類顆粒軌道模型將固相中的各個顆粒直接視為離散單元分別跟蹤,而流體作為連續介質對顆粒的運動產生相間作用,但其數值由關于顆粒和局部流動參數的關聯式計算,此時流體計算用的網格一般遠大于顆粒。在更細致的直接模擬方法中,不但顆粒被單個跟蹤,顆粒與流體的界面也被直接描述,相間作用由界面上的積分結果決定,此時流體計算用的網格或單元一般遠小于顆粒。後兩類方法由于計算量與系統的規模(如顆粒數)直接相關,因此目前還很難模擬工業系統,主要用于系統機理的探索和理論模型的建立。由于顆粒流體系統的一些共性特征,這些方法都面f臨一些共同的挑戰,比較突出的是多尺度性、異構性和尺度的關聯性。
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《2009-2010顆粒學學科發展報告》是中國科協學科發展研究系列報告之一。
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  •     對于研究顆粒測量的人很有幫助!