反应传递过程模拟与实践
课程编码：180210081701P4001H
英文名称：Simulation Practice of Reaction and Transport Process
课时：20
学分：1.00
课程属性：研讨课
主讲教师：李成祥
教学目的要求
本课程为化学工程与技术学科研究生的研讨课。化学反应系统从反应到反应器包含多个尺度，针对纳微尺度上反应传递耦合过程的研究对于整个反应系统的研究具有重要意义，但已有成熟的分子模拟软件中缺乏纳微尺度反应传递耦合模型及模拟方法。本课程将基于最新的模型和方法，使学生在掌握相关理论知识的基础上，与实际应用相结合，通过对多种典型的反应传递耦合过程进行建模并模拟实践，培养学生针对实际问题开展模拟的能力，为从事相关领域内的研究打下基础。
本课程不涉及宏观反应器尺度模拟。
预修课程
多尺度过程模拟
大纲内容
第一章 绪论 1学时 李成祥
第1节 反应传递模型及软件介绍
第二章 多孔介质中气体反应-扩散耦合模拟 5学时 李成祥
第1节 多级孔道结构构建
第2节 反应-扩散耦合模型建立
第3节 模拟实践：孔道内气体扩散过程模拟
第4节 模拟实践：简单孔道结构优化设计
第三章 扩散-吸附-反应耦合过程模拟 6学时 李成祥
第1节 活性碳多级孔道结构构建
第2节 吸附过程建模
第3节 模拟实践：活性碳内气体吸附过程模拟
第4节 模拟实践：催化剂积碳失活过程模拟
第四章 反应-传递-传热耦合过程模拟 8学时 李成祥
第1节 反应-传递-传热耦合模型介绍
第2节 离散-连续耦合模拟方法实现
第3节 模拟实践：反应-传递-传热耦合过程模拟
第4节 讨论：多尺度模拟
参考书
1、
分子模拟（第二版）
苑世领等
2022
化学工业出版社
2、
分子模拟的理论与实践
陈正隆等
2007
化学工业出版社
3、
The Art of Molecular Dynamics Simulation (Second Edition)
D.C. Rapaport
2004
Cambridge University Press
课程教师信息
李成祥，男，1979.12月生，中国科学院过程工程研究所，多相复杂系统国家重点实验室，副研究员，硕士生导师。主要从事反应、扩散和流动耦合过程的多尺度建模及模拟研究。针对从反应分子到催化剂颗粒之间的典型多尺度结构，建立了一种耦合化学反应的硬球-拟颗粒模型和方法，揭示了反应、扩散和流动耦合的规律和调控机制，并应用于石油化工、能源和航空航天等领域。近十年，主持国家自然科学基金、国家数值风洞工程课题等科研项目14项，发表学术论文30余篇，申请发明专利6项，软件著作权2项。