气液界面气体传输模型研究进展

气液界面气体传输问题对于科学和工程的许多领域是至关重要的。本文在简述了主要影响气液界面处气体传输的因素后，重点评述了气液界面处气体传输的研究现状和讨论了目前研究热点剪切气液界面附近湍流相干结构及其对界面气体传输的影响，最后指出了今后发展的可能方向。     

液气共存的耗散粒子动力学模拟

传统的耗散粒子动力学方法(DPD)由于采用了纯排斥的守恒力相互作用,从而不能适应液气共存或者带有自由面流体的模拟.这里研究了DPD方法中新近提出的一种短程排斥、长程吸引相互作用,探索了这种改进势能对于DPD方法模拟液气共存的能力.模拟了这种新势能所形成的液气过渡界面,计算了过渡界面区的应力分布,发现应力分布与多体DPD方法所得结果一致.进一步对表面张力进行了研究,验证了这种势能所形成的界面满足Laplace定律,而通过理论公式与Laplace定律分别所得到的表面张力也彼此相符.     

超疏水表面水下减阻研究进展

超疏水表面在水下可以束缚气膜层,把部分固液接触界面转变为气液接触界面,并在气液界面上产生速度滑移以减小流动阻力,是一种新型高效减阻方法。从超疏水表面润湿特性出发,重点总结了超疏水表面水下减阻研究现状,分析了超疏水表面气液界面稳定维持的主要技术途径。最后,给出了提升气液界面稳定性的潜在突破方法,可为超疏水表面水下减阻技术的发展提供借鉴。     

微藻细胞的气浮法采收

实验以螺旋藻为模型藻种，较为系统地研究了气固比，气浮塔构造特征，溶气压力和溶气时间等操作条件对微藻气浮采收效率的影响。结果表明，调节藻液pH值为12.0可使藻液产生良好的絮凝性能；高径比较大的气浮塔具有更优越的采收效应；气浮采收率随气固化，溶气压力的增以及溶气时间的延长而上升，提出的气浮采收动力学模型与实验数据拟合良好。     

弯曲柔性立管举升气液两相流时的流固耦合效应研究

海洋油气混输时,气液两相流与混输立管之间的双向流固耦合作用机理十分复杂.针对柔性立管与气液两相流的流固耦合响应问题,在气液两相循环试验装置中开展了不同流型两相流流动特性及柔性立管振动响应的测试,利用高速摄像非介入测试技术同步捕捉了柔性立管的振动位移与管内的流型演变过程,对比了不同流型气液两相流诱导的立管振动响应特性,通过对比固定和振动立管内的气液两相流动特性,辨析了振动对管内两相流动的影响.结果表明:柔性立管中出现了泡状流、泡状—段塞流、段塞流、段塞—搅拌流和搅拌流五种流型,不同流型的气液两相流诱导立管振动的机理不同,在段塞—搅拌流作用时立管的振动响应最剧烈.与固定立管相比,强烈的振动不同程度地改变了气液两相流的流动特性,振动立管中部分两相流流型转变的临界条件有明显地调整,相对而言,振动对搅拌流和泡状流的影响较小.     

产自黑海和挪威海的冷甲烷渗透流

科学界将深海中发现的热液露头和在近大陆地区发现的冷渗透气液归属为上世纪最后25年中最重要的发现。这些气液含有还原化合物,后者在微生物的参与下,或者通过化学途径发生氧化作用。这些作用过程在水一海底界面上和其附近海底表面以下形成了金属和非金属矿物的堆积并发生了显微化学自养和甲烷供养的有机质生物合成作用。冷甲烷渗透场以成分类似的特殊生物种群（主要是营养共生动物）凝聚物的形态出露在海底表面。在文献中出现了以底栖动物和细菌层为标志的数十个活动性冷渗透场的报道。     

平板近壁面双孔通气气液两相流场的数值模拟研究

基于自编程序发展了一种平板近壁面通气气液两相湍流流动数值模拟方法,并对近壁面双孔通气气液两相流场进行了数值模拟分析.研究结果表明:建立的数值计算方法摆脱了对传统RANS湍流模型的依赖,可以较好地捕捉气液界面的失稳现象,模拟结果与实验结果吻合较好.平板近壁面双孔通气气泡的掺混融合过程可以分为3个流动阶段:独立稳定发展阶段...     

不同破碎波气液混合区发展特征及其运动特性研究

了解波浪破碎速度场的分布特性对于波浪破碎物理机制的研究极为重要,同时,对比研究不同类型破碎产生的气液混合区的演化特征有利于波浪白冠覆盖率模型的完善。在实验室水槽,生成了深水临界波、单次崩破波和单次卷破波,采用图像测速技术获取了波浪破碎图像、波面下水体和气液混合区速度场。结果表明,崩破波的水平向速度u和垂直向速度v在波峰前和波峰后的分布极为不对称,其水平向最大速度u_max并不位于峰顶,而是在主导波峰前0.7η_{m ax}处;卷破波的u_max出现在波峰峰顶前端极小的区域内,且该区域与周围区域的速度梯度极大。崩破波和卷破波生成的气液混合区发展特征也存在差异：崩破波的u_max值大、影响区域长、混合区厚度较小、各区域影响时间短;而卷破波的各项特征参数与崩破波形成对比。     

天然气水合物油气系统模拟新技术方法与应用

为弄清天然气水合物油气系统模拟的原理和实现过程及应用,系统分析了水合物油气系统发展历程和技术特色,总结了该技术在墨西哥湾、水合物脊、阿拉斯加北坡及中国天然气水合物研究中的应用。研究认为:天然气水合物油气系统模拟是在研究类似含油气系统中的生烃、排烃、运移、聚集和逸散模拟基础上,对地质模型网格和地质时代进行细化设置,达到对不同地质时期水合物的分布、热成因/生物成因甲烷气的运移、稳定带内水合物形成时期和资源量进行模拟的目的。系统的模拟可以证实含气流体的运移是天然气水合物聚集成藏的重要控制因素,可以预测天然气水合物稳定带的空间分布、地质演化,热成因气和生物成因气生成、运移、聚集并形成天然气水合物的过程,还可以定量计算水合物资源量。目前,中国对于该技术的应用还处于起步阶段,应该深入学习国外成功经验,大力推广,以提高中国天然气水合物理论研究及勘探开发水平。     

南黄海北部石油污染来源的鉴别

石油污染来源的鉴别主要是借助于石油的性质及其组成的特点，以其固有成分进行直接的比较(passive tagging)，或是以其包含的一些可鉴别标记物进行鉴别(active tagging)。石油的特性和化学分析在石油工业中早已做过详细的研究。但是，石油工业以及海上石油运输漏泄在海洋环境中的石油受到各种因素的影响，诸如溶解、蒸发、阳光曝晒、氧化以及生物降解作用等等，都不可避免地导致石油成份的改变。常规的物性测定与石油成份的分析,作为对环境样品的鉴别(fingerprint)就不起作用了。因此，石油污染来源的鉴别应当依据那些既是石油所具有的特性，而在环境诸因素的影响下又不易改变的参数。如石油的残留部分的气液色谱图，镍、钒的含量及其比值，碳、硫同位素含量及其比值的对比等，均可作为石抽污染来源鉴别的参数。 E.R.Adlard研究了石油的正构烷烃气液色谱的FID(氢火焰离子鉴定器)色谱图和FPD(火焰光度鉴定器)有机硫色谱图，用于石油污染来源的鉴别。M. E. Garze应用气液色谱FID，FPD 相结合的方法分析环境油样，直接比较其色谱图，并对比其典型的相应峰强度比值以鉴别环境的污染油样。最近，Alanp Bentz对环境中溢油的鉴别及使用的各种方法作了较为全面的评述。并对石油在环境中的风化影响，萤光光谱在石油天然萤光成份分析中的应用，以及气液色谱、薄层色谱、红外光谱、质谱等分析手段应用于石油污染来源鉴别，亦作了论述。 对于用来鉴别海洋环境中溢袖来源的各项参数，实际上不可能认为其中某一个参数优越于另一个参数，而必须进行多参数的综合分析对比。本文只是对取自调查区的海上溢油及一些岸边污染抽样和取自可疑来源区油田的原抽样品进行气液色谱分析，对样品中的正构烷烃、有机硫化合物的色谱图作了对比，绘制了正构烷烃碳数分布曲线，并以(C21+C22)/(C28+C29)的比值作为鉴别南黄海北部石油污染来源的参数。