2017年刚从课题组毕业的硕士研究生黄浩凯为第一作者的论文“Numerical investigation on non-steady-state filtration of elliptical fibers for submicron particles in the ''Greenfield gap'' range”（椭圆纤维捕集Greenfield gap区间亚微米颗粒非稳态过程的数值研究）被欧洲气溶胶协会会刊《Journal of Aerosol Science》（影响因子7.182）接收。该论文是黄浩凯硕士研究生期间的主要工作之一，赵海波老师为通讯作者，研一硕士生(论文撰写修改期间尚为本科生)郑朝和为第二作者也做出了重要贡献。
本文研究工作是课题组在可吸入颗粒物高效捕集、特别是布袋纤维除尘数值模拟方面的系列研究工作的一个重要组成组分。课题组之前已经发表了一些列的文章，包括发展格子Boltzmann-元胞自动机概率模型(LB-CA)[1]、利用LB-CA模拟单根圆形截面纤维的稳态和动态荷尘过程[2]、多排圆形截面纤维的稳态和动态荷尘过程[3]、多种非圆形截面纤维荷尘比较和分析[4]、多种非圆形截面纤维捕集亚微米颗粒过程的压降和效率[5]、椭圆截面纤维稳态荷尘的压降和效率[6]等。椭圆截面纤维具有较高的比表面积和较好的流线型，对于难以捕集的亚微米颗粒物具有更好的捕集效率，同时系统压降较小，因此整体性能比圆形截面纤维和矩形、三叶形、四叶形、三角形截面纤维等相对更佳。本文利用LB-CA方法进一步对椭圆截面纤维非稳态荷尘过程进行三维数值模拟，并与圆形截面纤维非稳态荷尘过程进行比较和定量分析，对发展这种纤维过滤器具有重要的理论价值[7]。据我们所知，这是第一篇针对椭圆截面纤维非稳态荷尘三维模拟的文章。
本文受国家自然科学基金51522603和51390494资助。
本课题组在布袋纤维除尘数值模拟方面的系列工作包括：
[1] Haoming Wang, Haibo Zhao*, Zhaoli Guo, Yongxiang He, Chuguang Zheng. Lattice Boltzmann method for simulations of gas-particle flows over a backward-facing step. Journal of Computational Physics, 2013, 239: 57-71
[2] Haoming Wang, Haibo Zhao*, Zhaoli Guo, Chuguang Zheng. Numerical Simulation of Particle Capture Process of Fibrous Filters using Lattice Boltzmann Two-phase Flow Model. Powder Technology, 2012, 227: 111–122
[3] Haoming Wang, Haibo Zhao*, Kun Wang, Yongxiang He, Chuguang Zheng. Simulation of filtration process of multi-fiber filter using lattice-Boltzmann two-phase flow model. Journal of Aerosol Science, 2013, 66: 164-178
[4] Kun Wang, Haibo Zhao*. The influence of fiber geometry and orientation angle on its filtration performance. Aerosol Science and Technology, 2015, 49: 75-85
[5] Haokai Huang, Kun Wang, Haibo Zhao*. Numerical study of pressure drop and diffusional capture efficiency of several typical noncircular fibers in filtration. Powder Technology, 2016, 292: 232-241
[6] Haoming Wang, Haibo Zhao*, Kun Wang, Chuguang Zheng. Simulating and modeling particulate removal processes by elliptical fibers. Aerosol Science and Technology, 2014, 48(2): 207-218
[7] Haokai Huang, Chaohe Zheng, Haibo Zhao*. Numerical investigation on particle loading process of elliptical fibers. Journal of Aerosol Science, 2017, in press

椭圆截面纤维表面颗粒枝簇生长过程

椭圆截面纤维和圆形截面纤维荷尘的定量比较