学术报告|邀请讲座人:陈一东教授
2018-07-06 16:16:46

【报告题目】利用确定性和随机方法对腐蚀和氧化层生长建模

邀请报告人:陈一东教授

时间:  2018 712日 下午 15:00-16:00

地点:  新材料大楼材料学院第一会议室

简介陈一东博士是内华达大学拉斯维加斯分校机械工程系教授,西安交通大学兼职教授,并担任美国机械工程协会Fellow。他主持美国能源部(DOE),美国科学基金(NSF),美国国防部(DOD),美国环境保护署(EPA),美国国家航空航天局(NASA)及美国国家海洋和大气管理局(NOAA)等部门的研究项目多项,科研经费总计约$14.75M。出版了2部以及6章论著,发表论文125余篇,参加了250次与热/流体和节能实验和计算相关的同行评审的专业会议。在太阳能和核能制氢、高温换热器和分解器的设计、元胞自动机和分子动力学腐蚀模型、太阳能电池设计、燃料电池、生物医学等领域做出了杰出的贡献。他获得多项奖项,包括内华达大学拉斯维加斯分校最高教学奖-Alex G&FayeSpanos杰出教学奖、最高学者奖-Barrick杰出学者奖、2012年度工程荣誉协会杰出教授、杰出教师奖, 2006年,就任内华达大学拉斯维加斯分校核能制氢(NHI)项目技术副总监,目前,他同时担任内华达大学拉斯维加斯分校能源研究中心主任职务。2010年,他当选为华人美国热能工程协会(CATEA)主席。

摘要:腐蚀作为科学研究的主题已经超过了150年。腐蚀会对管道、桥梁、公共建筑、车辆、水和污水系统甚至家用电器造成危险和高昂的损害。2013全球总腐蚀成本可能超过5万亿美元。因此,了解腐蚀和氧化层在不同条件下的生长机制非常重要。本研究的主要目的是揭示保护性氧化层行为的机理,以及发展非等温铅合金或核能装置中超临界水冷却系统中钢材的氧化层生长模型,以期为主动氧控制技术提供有用信息。为了模拟结构材料的腐蚀,提出了确定性方法和随机方法。利用确定性方法,数值模型必须考虑微观观点中的许多物理和化学因素。然而,若考虑微观观点中的所有现象,将使模型变得很复杂,模拟也非常耗时。随机方法着重于腐蚀的随机性,并比确定性方法节省了腐蚀过程的模拟。一个成熟的随机模型可以基于确定性模型并给出一致的结果。首先,建立了基于边界层理论的理论动力学模型,以研究非等温铅合金冷却剂系统腐蚀/沉积现象。考虑湍流核心区和层流底层得到了腐蚀产物的局部腐蚀/沉积速率和体积浓度的解析表达式。同时考虑铅合金系统中的涡量扩散效应,得到了数值解。其次,建立了含氧铅合金中扩散控制氧化层生长模型,考虑除锈效应,分析了双氧化层结构的形成机理。最后,基于改进的元胞自动机(CA)模型,研究了介尺度氧化层生长与氧和离子金属的扩散过程。将所建立的模型与已有的实验数据进行了比较,取得了较好的一致性。




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