甲醇合成平行反应的多组分扩散模型

选用CO和CO2加氢合成甲醇的平行反应作为关键反应,CO和CO2作为关键组分,建立了不同于单一反应多组分扩散模型的平行反应多组分扩散模型,用于计算有效扩散系数。采用正交配置法对西南化工研究院研制的新型甲醇合成催化剂XNC-98的甲醇合成平行反应的有效因子进行了计算,求得有效因子ζCO、ζCO2的数值解。结果证明,新的模型可以和实验结果很好地吻合。     

多孔催化剂内二级反应反应物浓度分布及催化剂效率因子

应用变量代换、摄动分析和级数展开的方法, 求解了颗粒催化剂内二级反应的反应扩散方程, 得到了催化剂颗粒内的反应物浓度分布的级数近似解, 并由此得到了效率因子表达式, 与数值解比较表明计算精度较高     

Mixture和Species模型模拟低速通风管道内气体混合时的差异分析

污染气体的扩散过程受到湍流扩散和分子扩散的共同作用,湍流扩散随着气流速度的减小而减弱,因此低速通风管道内污染气体扩散过程的数值模拟对扩散模型的选择更加敏感.探究了Fluent软件中两种污染气体扩散模型(Mixture和Species)用于模拟低速通风管道中多组分气体混合时的计算结果差异及其原因.结果表明:由于Speci...     

非水相液体传输的耦合动力学模型及数值解

基于多孔介质流体力学和溶质运移动力学原理,建立了非水相液体在地下环境系统中传输过程的多组分多相流耦合数学模型,对多相流渗流场模型和污染物传输浓度场模型分别采用了IMPES和特征有限差分方法进行数值离散,模型中充分考虑了污染物在地下环境体系中扩散、吸附解吸、界面间分配以及微生物降解等化学反应以及气相作用,并以苯在土壤中传输的浓度分布为例,验证了模型的可靠性。该数值模型较以往数值模型相比．可有效地克服在数值解过程中的弥散和振荡,对于石油工程领域中油气藏多相流数值模拟奠定基础。     

多组分同位素离心分离的简化计算

本文从多组分同位素的扩散方程出发，推导了多组分同位素离心分离径向平均丰度的丰度方程。用迭代法结合流场近似解数值模拟了４组分同位素ＵＦ６和ＳＦ６的丰度分布，并估算了同位素单位摩尔质量差下的全分离系数。同时还分析了同位素间相对全分离系数与其摩尔质量差的关系及离心机流场近似解中一些参数的取值问题。     

注气开采煤层气多组分流体扩散渗流问题研究

依据双重介质扩散渗流和多组分吸附平衡理论,建立了注气开采煤层气多组分流体扩散渗流模型,还利用数值方法研究了注气开采煤层气的增产机理.研究表明,注入二氧化碳气体不但减少煤层甲烷的分压,加速煤层甲烷的解吸,而且二氧化碳气体比甲烷气体更易吸附,更易竞争吸附置换煤层甲烷分子,从而提高了煤层气产量.     

轴向扩散模型的近似计算法

轴向扩散模型是非理想流动的主要模型，它对于一级不可逆反应具有解析解，而对于其它反应只有数值解，而且计算过程较为复杂，限制了该模型的使用。文章给出了轴向扩散模型的近似计算法，轴向扩散模型的计算过程大大被简化。计算结果同数值解相比，相对误差小于３％。     

具有Monod-Haldane型功能性反应扩散捕食模型的分析与数值模拟

本文建立了具有Monod—Haldane型功能性反应扩散捕食模型,讨论了模型正平衡点局部稳定和全局稳定的充分条件,对解的性质进行了分析,并给出了模型的数值解及稳定性的数值模拟．     

超声速气流中氢气燃料喷流的数值模拟研究

从可压缩流动的多组分湍流Ｒｅｙｎｏｌｄｓ 平均ＮａｖｉｅｒＳｔｏｋｅｓ 方程出发,结合ＢａｌｄｗｉｎＬｏｍａｘ 的代数湍流模型,采用高精度的差分方法进行数值求解．数值研究了燃烧室（矩形管道和矩形扩张管道）内氢气燃料喷流（下壁面横向喷流和流向顺流喷射）和超声速空气主流相互作用的三维流场结构,以及燃气的对流、扩散输运过程在燃烧室内的浓度空间分布特性．     

基于Maxwell-Stefan双扩散模型的煤层气注气数值模拟

目前煤层气注气数值模拟软件中均以扩展Langmuir模型模拟多组分气体吸附/解吸,以拟稳态单孔扩散模型和Fick定律描述煤层基质中气体扩散,虽然简单,便于应用,但存在较大局限性。以试验数据为依据,评价扩展Langmuir、IAS和2D PR-EOS多组分气体吸附模型可靠性,并建立Maxwell-Stefan双扩散模型模拟气体扩散过程。最后,将双扩散模型与煤储层气水两相多组分渗流模型耦合,利用IMPES方法求解研究煤层气注气过程。研究表明:2D PR-EOS模型预测结果优于扩展Langmuir和IAS模型;注气初期基质中多组分气体吸附和甲烷解吸速率较快,之后逐渐变缓;该模拟方法可以较为准确地模拟煤层气衰竭和注气开发过程,预测煤基质中气体各组分浓度分布,为煤层气注气开发的研究及现场应用提供有效的技术手段。     

吸附剂球形颗粒固相内扩散方程两种解的比较

讨论了两类不同的边界条件,并比较了由这些边界条件导出的球形固相扩散方程的分析解和数值解,还评估其他吸附速率的近似模型。本文指出了前人导出的并广泛应用的分析解其边值条件在物理意义上的不合理性,使用在颗粒球心处的浓度梯度为零作为有实际物理意义的边界条件,推出固相内扩散方程的数值解,并分别比较用两种模型计算颗粒内溶质浓度分布以及吸附剂颗粒体积平均吸附量的差别。结果表明：在吸附发生的初期,二者计算的吸附量     

煤层气注气开采多组分流体扩散模型数值模拟

为了解决低渗透煤层气开发遇到挑战,依据双重介质扩散渗流和多组分吸附平衡理论,建立了注气开采煤层气多组分流体扩散渗流模型,利用数值方法研究了注气开采煤层气的增产机理．研究表明,注入二氧化碳气体不但减少了煤层甲烷的分压,加速了煤层甲烷的解吸,而且二氧化碳气体比甲烷气体更易吸附,竞争吸附置换煤层甲烷分子,从而提高了煤层气产量,结果表明注气开采煤层气是提高我国低渗透煤层气产量的有效途径。     

Ait-Sahalia利率模型数值解收敛性分析

【目的】为研究一类高度非线性的广义Ait-Sahalia利率模型,对其数值解的收敛性进行证明。【方法】首先引入迭代方法证明方程存在唯一的全局正解;然后从经典欧拉(Euler-Maruyama, EM)数值格式出发,得到了广义Ait-Sahalia利率模型的驯服(tamed)欧拉数值解;最后修正方程系数所满足的条件,证明方程的驯服欧拉数值解依概率收敛于方程的解析解。【结果】对于漂移项和扩散项都高度非线性的随机微分方程,通过改进经典欧拉方法及处理方程漂移项和扩散项的系数条件,可获得具有依概率收敛性质的数值解。【结论】本研究结果可推广至其他类型的利率模型数值解研究,对金融衍生品分析和定价具有一定的指导意义。     

一种图像去噪模型的数值解法

用偏微分方程数值解中常用的交替方向隐格式对Wang Qiang等提出的图像去噪中的一种基于时滞正则的扩散模型进行离散化，构造出此模型的数值计算方法，并进行了数值实验.从实验结果来看，该扩散模型能有效地去除噪声并能比较好的保持图像的一些细节特征，而本文中构造出的模型的数值解法也是非常有效的.     

非线性(理想)多组分色谱方程的数值分析及其图谱

运用三阶精度的P.B.M方法,求得非线性多组分色谱方程组:(?)C/(?)x+(?)F(C)(?)t=0的数值解。它与理论分析基本一致,反映了非线性色谱产生间断,出现激波的基本特征。由数值解转化为图解,显示了非线性多组分色谱激波、简单波的形成和发展,组分分离的全过程。直观、生动地表现出非线性多组分色谱的基本特征。     

基于有限元方法求解带有年龄结构的种群模型

考虑带有年龄结构及随机扩散项种群模型的数值解问题. 首先, 对模型进行积分, 得到简化后的偏微分方程形式, 并给出其变分处理; 然后使用等分剖分作为有限区间的有限元方法对模型进行数值求解, 给出全离散格式及误差分析； 最后在数值模拟中给出种群模型的数值解及误差分析.     

基于有限元方法求解带有年龄结构的种群模型

考虑带有年龄结构及随机扩散项种群模型的数值解问题. 首先, 对模型进行积分, 得到简化后的偏微分方程形式, 并给出其变分处理; 然后使用等分剖分作为有限区间的有限元方法对模型进行数值求解, 给出全离散格式及误差分析； 最后在数值模拟中给出种群模型的数值解及误差分析.     

扩散-反应非线性数模逼近解析解

针对片状多孔催化剂内反应-扩散耦合过程的非线性问题,应用Adomian分解法,推导出普遍化方程逼近解析表达通式.给出了在Thiele模数φ≤10时,有代表性的1级,2级和0.5级反应的反应物浓度分布、效率因子数学表达式及其函数曲线,并与Newman的BAND法数值计算结果进行了比较.与数值解相比,当φ较小时,使用该逼近解析表达通式前3项即可达到满意的效果;当φ较大时,随着分解项数的增加,计算值向数值解逼近,一般分解项数为6时,可获得较满意的效果.     

一类具阶段结构的Beddington-DeAngelis型捕食模型解的全局稳定性

基于一类具阶段结构的Beddington-DeAngelis(BD)型捕食-被捕食扩散模型,用上下解及迭代方法研究该模型解的全局稳定性,并给出数值模拟.理论结果和数值模拟表明,在被捕食者中引入阶段结构和时滞对生态系统的持续生存带来了负面影响,而在该模型中引入扩散项对种群的持续生存和灭绝没有产生明显的影响.     

在Pt/Al_2O_3催化剂上内扩散对异丁醇完全氧化动力学的影响

用外循环无梯度反应器研究了内扩散对异丁醇完全氧化动力学的影响。当催化剂颗粒在30～40目时反应在动力学区域进行。异丁醇完全氧化的动力学方程服从异丁醇及O_2吸附,CO_2吸附阻碍的L-H模型。当催化剂颗粒增大到4mm时,异丁醇完全氧化发生在内扩散区域。催化剂有效因子在0.47～0.75之间。它表明反应受内扩散控制。内扩散区域的表观活化能为动力学表观活化能及O_2分子扩散活化能之和的一半。用常微分方程的试射法及梯形法标出O_2在催化剂孔内的压力分布。