近日,我校化學化工學院張君濤教授、鐘漢斌副教授科研團隊以鐘漢斌為第一作者、西安石油大學為第一單位在能源環境領域國際權威學術期刊《Journal of Cleaner Production》(中科院一區,TOP期刊,IF=11.072)上發表題為《Prediction of instantaneous yield of bio-oil in fluidized biomass pyrolysis using long short-term memory network based on computational fluid dynamics data》的高水平論文。
生物質的高效利用是我國實現“雙碳”目標的有效途徑。生物質快速熱解是生物質高效利用的重要手段,能夠將生物質高效轉化成生物油,為可再生燃料、氫氣及化工產品的生產提供理想原料。流化床反應器是生物質快速熱解的核心設備,其性能決定著整個過程的各項指標。計算流體力學(Computational Fluid Dynamics, CFD)是模擬預測反應器性能的重要方法,能夠為反應器的操作控制、設計優化及工程放大提供有效指導,但仍存在計算資源需求高、難以快速獲得模擬結果等問題。
該研究成果基于精準的生物質流化床快速熱解CFD模擬數據,結合深度學習模型開發了一種基于長短期記憶神經網絡的CFD模擬智能加速方法。該方法能夠快速預測反應器出口的產品流率,在保證足夠高預測精度的前提下降低至少30%的CFD計算需求,同時對不同工況均具有良好的適用性。研究成果為流化床生物質快速熱解反應器的智能設計優化提供了一條重要途徑,能夠促進生物質資源高效利用技術的開發及應用,有助于我國“雙碳”目標的實現。
論文鏈接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652623003505