金沙举办“导师大讲堂”第四十三讲：计算模拟在化工过程强化技术中的应用报告

2024年5月10日js6668金沙登录入口在三教510开展了以“计算模拟在化工过程强化技术中的应用报告”为主题的讲座。金沙青年教师潘慧老师为本次“导师大讲堂”主讲人，学院各年级的同学积极参加了此次讲座。

本次讲座潘慧老师主要介绍了多相流的三个实际应用。多相流是一个流体力学的分支，它研究的是两种或两种以上不同物态（如气体、液体、固体）的物质在同一系统中同时存在的流动现象。在多相流系统中，“相”不仅仅局限于传统的固态、液态和气态，还可以包括不同尺寸的颗粒、液滴、气泡等分散在另一种连续相中的情形。

首先，潘慧老师讲解了第一个应用：聚合反应器多相流的计算流体力学模拟。流化床是一种特殊的反应器，它利用气体使固体颗粒悬浮起来，形成类似于液体的状态。这种设计可以提高反应效率，并且便于控制反应条件。在介观尺度上，研究关注的是单个颗粒的成长过程。这些颗粒是由小分子通过化学反应逐步增长而成的。在这个过程中，颗粒的大小和形状都会发生变化，这会影响到后续的反应效果。在微观尺度上，潘慧老师向大家讲解了单个分子级别的反应机理，特别展示了CH2、CHCl3等分子及其间的相互作用。这是理解整个反应过程的基础，也是进行多尺度模拟的关键部分。多相流基于于多尺度耦合模型，提供从理论方法指导工业应用放大的新策略。

接着，潘慧老师讲解了第二个应用：多相流高效分壁精馏分离技术。多相流高效分壁精馏分离技术是一种结合了多相流特性和传统精馏技术的先进分离方法，旨在提高分离效率和能量效率。精馏是一种利用混合物中各组分挥发度差异来实现分离的常见过程，而加入多相流技术的元素，可以进一步优化这一过程。潘慧老师为大家介绍了DWC的稳态设计方法和不同构型节能效果。

最后，潘慧老师向大家介绍了第三个应用：锂离子电池热失控的计算流体力学模拟。热失控过程的多相流CFD模拟，是指利用计算机辅助的数值模拟技术来分析和预测在热失控条件下，多相系统内部的流体流动、传热与传质现象。这项技术对于理解电池、化学反应器、燃烧系统等复杂环境中，由于温度异常升高导致的不稳定多相流动现象至关重要。

在讲座的末尾，潘慧老师希望大家能做一个“顶天立地”的科研者，上能学习学术前沿的东西，下能立足于实际，扎根与现实。

潘慧，女，中共党员，博士，硕士生导师。主要从事能源化工模拟计算与多相流反应器模拟的基础研究和应用工作。具体包括：分壁精馏塔技术开发、电池状态预测与估计、多相流反应器时空多尺度结构与放大效应等。博士毕业于上海交通大学，2021年完成华东理工大学博后研究工作。近年来，获上海市青年科技英才扬帆计划称号，承担多项科研项目，包括主持承担国家自然科学基金青年基金项目和上海市科学技术委员会优秀青年科技人才“扬帆计划”项目等。以第一作者/通讯作者在化工领域重要期刊AIChE Journal，Chemical Engineering Science，Industrial & Engineering Chemistry Research等收录论文20余篇。

（崔裕春 刘昕悦）