祝贺课题组郑朝和的论文：Lattice Boltzmann Simulation of Non-Steady-State Particulate Matter Filtration Process in Woven Fiber被知名期刊Applied Sciences收录。赵海波教授为通讯作者，博士生郑朝和为第一作者。

编织布纤维由于其除尘效率高、结构简单和制造费用低廉的优点，在口罩过滤、燃煤电厂除尘、采矿工程、水泥制造等行业中有广泛应用。在早期的研究中，人们大多忽略了沉积颗粒的影响，把纤维捕集过程看作是一个稳态工况进行研究。而实际上，纤维在捕集颗粒的过程中会导致颗粒沉积在纤维表面，可以分为三个阶段：初始的纤维捕集阶段、纤维—枝簇捕集阶段、完全枝簇捕集阶段。在非稳态模拟中，一旦有流场中的颗粒被过滤介质（如纤维或沉积颗粒形成的枝簇结构）捕集，过滤介质周围流场就需要重新计算。纤维除尘器捕集颗粒是一个复杂的纤维-颗粒-流体相互作用和影响的非稳态过程，有必要对枝簇结构的生长过程以及形成机理进行深入的研究。

本文采用本课题组提出的格子Boltzmann-元胞自动机(LB-CA)两相流模型来模拟三维纤维捕集颗粒的非稳态过程。本文通过研究纤维动态捕集颗粒物过程中枝簇结构的生长过程，得到不同粒径范围的亚微米粒子对其枝簇增长的影响。通过研究编织布纤维的填充率、长短轴比以及流场流速，得到捕集效率、系统压降的非稳态变化规律，以及其与沉积颗粒枝簇生长之间的关系。对于“Greenfield gap”范围内的亚微米粒子，系统压降是沉积质量的指数函数，其增速与椭圆纤维的周长成正比；正交椭圆机织纤维比正常正交圆柱形机织纤维提供更高的捕获效率，归一化捕获效率是沉积质量的线性函数，而一旦编织布纤维长短轴比超过 1.6，效率也开始呈现线性增长的趋势，这一定程度上对过滤器优化和设计的有效预测提供了理论依据。

本工作受到了国家自然科学基金项目(51920105009)的资助。

Fig 1. Weaving patterns of filter cloth (plain weave, twill weave, and satin weave).

Fig 6. Dendrite structures with different particle parameters: (a) Case 1, d_p = 0.2 μm; (b) Case 2, d_p = 0.4 μm; (c) Case 3, d_p = 1.0 μm; (d) Case 4, d_p = 2.0 μm.

文章完整信息：

Zheng, C.; Zhao, H.; Huang, H.; Wang, K.; Wang, H. Lattice Boltzmann Simulation of Non-Steady-State Particulate Matter Filtration Process in Woven Fiber. Appl. Sci. 2022, 12, 9219.

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https://doi.org/10.3390/app12189219