Computational Framework for Coupled Modelling of Three-Phase Sys

《耦合建模三相系统计算框架》是Gijsbert Alexander Wierink博士在其论文中提出的一种用于模拟含可溶表面活性剂的三相系统的新方法。该研究工作由芬兰阿尔托大学化学技术学院材料科学与工程系的研究小组进行，导师为Prof. Dr. Kari Heiskanen。论文于2012年5月25日在阿尔托大学进行了公开答辩，对手是Prof. Dr. Johannes Cilliers，来自英国帝国理工学院。 这篇博士论文的核心是一个计算框架，它允许对三相系统（固、液、气）进行复杂的耦合建模。在工业和环境工程中，这类问题尤为关键，例如在石油开采、化工、污水处理以及粉末处理等领域。传统上，理解和模拟这些系统的动态行为具有挑战性，因为它们涉及到多个物理过程，如流体动力学、传质、化学反应和颗粒行为。 Wierink博士的计算框架考虑了三相系统中的一个重要因素——可溶表面活性剂。表面活性剂是能够显著改变界面张力并影响流体行为的分子，它们在许多工业过程中起着关键作用。通过耦合离散元素方法（EDEM）和计算流体力学（CFD），这个框架可以同时处理固体颗粒、液体和气体之间的相互作用，以及表面活性剂的溶解和再分配。 EDEM是一种强大的数值工具，用于模拟颗粒流动和碰撞，而CFD则用于解决流体流动和传递现象。将这两者结合，可以创建一个集成的模型，不仅追踪流体和颗粒的动力学，还能模拟表面活性剂在三相间的动态行为。这种耦合方法提高了模拟精度，使得预测和控制复杂三相系统的性能成为可能。 论文的详细内容包括了数学模型的建立、数值方法的开发、算法的实现以及各种验证案例。Wierink博士通过一系列实验数据对比和理论分析，证明了该计算框架的有效性和准确性。此外，他还讨论了可能的优化策略和未来研究方向，为该领域的进一步发展提供了基础。 《耦合建模三相系统计算框架》是对多相流体系统模拟的创新贡献，特别是在处理含表面活性剂的情况时。这一框架的提出，不仅拓宽了我们对复杂工业过程的理解，也为工程设计和过程控制提供了强大的工具。