離散系統動力學演變過程的顆粒群平衡模擬（簡體書）

本書介紹了離散系統動力學演變過程顆粒群平衡模擬的基本概念、基礎知識和最新研究進展，圍繞顆粒群平衡模擬的三個主要研究內容，即動力學事件（包括顆粒碰撞、凝并、破碎、冷凝／蒸發、成核、沉積等）的核模型、顆粒群平衡方程的數值方法和顆粒群平衡模擬在復雜系統中的應用，進行了重點介紹，特別是有限慣性顆粒湍流碰撞核、零維顆粒群平衡模擬的多重Monte Carlo算法和事件驅動常體積法、多維顆粒群平衡模擬的多重Monte Carlo算法、顆粒群平衡模擬用于自然環境氣溶膠和燃煤可吸入顆粒物等方面，詳細介紹了作者最新的研究成果。 本書可供動力工程及工程熱物理、化學工程、力學、數學、物理、核科學、大氣物理化學、生物等領域從事顆粒群平衡模擬的相關科研人員、工程技術人員參考，同時也可供相關專業的研究生參考。

《燃燒源可吸入顆粒物的形成與控制技術基礎研究學術叢書》序
前言
1 緒論
1.1 離散系統動力學演變過程
1.1.1 離散系統的動力學事件
1.1.2 離散系統動力學演變過程的基本特點
1.2 四向耦合的兩相湍流模型
1.2.1 雙流體模型
1.2.2 流體一軌道模型
1.3 顆粒群平衡模擬
1.3.1 零維顆粒群平衡模擬
1.3.2 多維顆粒群平衡模擬
1.4 本書的主要結構
參考文獻
2 典型動力學事件的核模型
2.1 碰撞
2.1.1 基礎知識
2.1.2 布朗碰撞核
2.1.3 湍流碰撞核
2.1.4 有限慣性小顆粒（Stk＜1）湍流碰撞核半經驗模型
2.1.5 有限慣性顆粒碰撞核的推薦模型
2.1.6 布朗運動和湍流運動共同作用下的碰撞核
2.2 凝并
2.2.1 碰撞效率
2.2.2 凝并效率
2.3 球化
2.4 冷凝/蒸發
2.5 成核
2.6 沉積
2.7 破碎
2.8 其他動力學事件
2.9 小結
參考文獻
3 顆粒群平衡模擬的數值方法
3.1 顆粒尺度分布函數動力學演變的特征
3.2 矩方法
3.2.1 傳統矩方法
3.2.2 積分矩方法
3.2.3 直接積分矩方法
3.2.4 內插封閉矩方法
3.2.5 矩方法小結
3.3 分區法
3.3.1 基于數密度積分中值定理的分區法
3.3.2 基于核積分中值定理的分區法
3.3.3 分區法小結
3.4 Monte Carlo方法
3.4.1 時間驅動Monte Carlo方法
3.4.2 事件驅動Monte Carlo方法
3.4.3 常體積法
3.4.4 常數目法
3.4.5 強核函數法
3.4.6 質量流量法
3.4.7 Monte Carlo方法小結
3.5 小結
參考文獻
4 零維顆粒群平衡模擬的Monte Carlo方法
4.1 多重Monte Carlo算法的發展
4.1.1 子系統和整體系統
4.1.2 加權虛擬顆粒
4.1.3 子系統、整體系統和異數目權值虛擬顆粒群的統一
4.1.4 多重Monte Carlo算法流程
4.1.5 時間步長
4.1.6 凝并事件的處理
4.1.7 破碎事件的處理
4.1.8 冷凝/蒸發（表面生長/消融）事件的處理
4.1.9 沉積事件的處理
4.1.10 成核事件的處理
4.2 多重Monte Carlo算法的驗證
4.2.1 純凝并工況
4.2.2 純破碎工況
4.2.3 同時發生的凝并和破碎
4.3 多重Monte Carlo算法小結
4.4 零維顆粒群平衡模擬Monte Carlo方法的性能定量評判方法
4.4.1 為什么要進行幾種Monte Carlo方法的定量比較
4.4.2 Monte Carlo方法定量比較的策略
4.4.3 Monte Carlo方法的性能定量評判準則
4.5 幾種主流Monte Carlo方法的比較
4.5.1 純凝并工況
4.5.2 純破碎工況
4.5.3 純冷凝/蒸發（或生長）工況
4.5.4 純成核工況
4.5.5 純沉積工況
4.5.6 討論
4.6 多重Monte Carlo算法的改進
4.6.1 算法改進的出發點
4.6.2 改進的多重Monte Carlo算法對凝并事件的描述
4.6.3 改進的多重Monte Carlo算法對破碎事件的描述
4.6.4 改進的多重Monte Carlo算法對沉積事件的描述
4.6.5 改進的多重Monte Carlo算法對成核事件的描述
4.7 改進的多重Monte Carlo算法的驗證和比較
4.7.1 Case1，初始單分散性顆粒群，常凝并核
4.7.2 Case2，初始指數分布多分散性顆粒群，常凝并核
4.8改進的多重Monte Carlo算法小結
4.9事件驅動常體積法的發展
4.9.1 發展事件驅動常體積法的出發點
4.9.2 動力學事件的發生速率
4.9.3 等待時間的計算
4.9.4 主事件的選擇
4.9.5 主顆粒的選擇
4.9.6 虛擬顆粒數目的恢復和計算區域體積的保持
4.9.7 事件驅動常體積法的流程
4.10 事件驅動常體積法與幾種主流Monte carlo方法的比較
4.10.1 Case1，初始單分散性顆粒群的常凝并核工況
4.10.2 Case2，初始指數分布多分散性顆粒群的常凝并核工況
4.10.3 Case3，初始單分散性顆粒群的多元破碎工況
4.11 事件驅動常體積法小結
參考文獻
5 多維顆粒群平衡模擬的Monte Carl0方法
5.1 多維顆粒群平衡模擬的關鍵問題
5.2 多維顆粒群平衡模擬的多重Monte Carlo算法
5.2.1 雷諾應力模型描述流體相運動
5.2.2 拉格朗日Langevin方程描述顆粒相運動
5.2.3 數值模擬的流程
5.2.4 多重Monte Carlo算法描述顆粒動力學演變
5.3 多維多重Monte Carlo算法的驗證
5.3.1 計算工況
5.3.2 考慮顆粒碰撞的多維多重Monte Carlo算法的驗證
5.3.3 考慮顆粒凝并的多維多重Monte Carlo算法的驗證
5.4 小結
參考文獻
6 顆粒群平衡模擬的應用和展望
6.1 降雨過程中氣溶膠濕沉降的數值模擬
6.1.1 降雨對氣溶膠濕去除過程的數學模型的建立
6.1.2 多重Monte Carlo算法對顆粒濕沉降事件的特殊處理
6.1.3 描述氣溶膠濕沉降的多重Monte Carlo算法的驗證
6.1.4 降雨類型對氣溶膠濕去除效果的影響
6.1.5 雨滴尺度譜對氣溶膠濕去除效果的影響
6.1.6 小結
6.2 緊湊型混合顆粒收集器對燃煤鍋爐飛灰顆粒收集過程的數值模擬
6.2.1 靜電除塵器的數學模型和模擬方法
6.2.2 靜電增強布袋除塵器的數學模型和模擬方法
6.2.3 緊湊型混合顆粒收集器除塵過程的數值模擬
6.2.4 小結
6.3 顆粒碰撞對兩相湍流流場的影響分析
6.3.1 模擬細節
6.3.2 模擬結果及分析
6.3.3 小結
6.4 展望
6.4.1 多變量顆粒群平衡模擬
6.4.2 多維多變量顆粒群平衡模擬
6.4.3 顆粒群平衡模擬的應用領域
參考文獻
附錄
附錄1 主要專業術語和英文縮寫
附錄2 主要符號表