颗粒在多物理场（流场、温度场、静电场等）中的输运过程，是燃烧源颗粒物控制、空间探索尘埃防治、先进材料合成及半导体制造等多个技术领域的关键共性物理过程。“碳达峰、碳中和”目标下，煤电机组减污降碳技术面临变革需求，细颗粒引起受热面积灰结焦，严重影响火电机组安全稳定运行；颗粒物沉积在光伏板上严重影响光电转换效率；微米级别的月尘极易进入月球车内部并对电子设备引发故障，导致月球车休眠；高端电子器件制造过程中，杂质颗粒物引起的精密器件的表面缺陷，严重影响生产效率与产品良率，亟需研发相应的颗粒控制技术。此外，基于固体颗粒（碳酸钙、金属氧化物等）的太阳能高温热化学储能技术具有储能密度大、工作温度高、储存周期长以及可跨地区运输的特点，可有效解决太阳能固有的间歇性及难于并网消纳的问题，提升太阳能高效利用水平，受到学界广泛关注。课题组关注上述过程中的多物理场颗粒动力学问题，开展以下研究：

1. 多物理场离散颗粒动力学：

   计算流体力学-颗粒离散元方法（CFD-DEM）；微米颗粒湍流团聚、过滤与沉积; 高温气固流动与传热；

2. 固体颗粒的光热、储热技术：

   颗粒集热器、换热器的多尺度建模；光热反应器设计及优化；热化学储能材料与装备；

3. 颗粒控制技术：

   固体燃料燃烧、碳捕集、光伏发电等场景颗粒物生成与控制；探月过程、半导体制造等过程尘埃防治；

课题组承担项目如下：

主持：

1. 2024.01-2027.12，国家自然科学基金面上项目，流态化异形颗粒集热过程相间作用机理及热流-流型匹配机制（52376144），主持；

2. 2022.12-2026.11，国家重点研发计划课题，颗粒物、SO3与重金属的低温深度脱除技术，课题负责人；

3. 2021.01-2023.12，国家自然科学基金青年项目，复杂作用下细颗粒物湍流团聚动力学研究（52006084），主持

4. 2022.01-2023.12，煤燃烧国家重点实验室开放基金，活性焦对细颗粒的吸附机制研究，合作负责人；

5. 2022.01-2023.12，煤转化国家重点实验室开放课题，煤气化和燃烧过程颗粒物生成模型研究，第一负责人；

6. 2024.07-2025.05，华为技术有限公司，液固两相流仿真技术项目，主持

7. 2024.07-2025.07,  中国科学院过程工程研究所，颗粒多物理场输运模型与软件开发，主持

8. 2022.01-2022.12，西安热工研究院有限公司，高效燃煤发电技术研究燃烧数值模拟项目，主持;

9. 2020.05-2020.10，中国船舶重工集团公司第701研究所，基于无人艇艉滑道自动收放的目标识别引导装置原理样机研制与试验研究，主持；

参与：

1. 2021.01-2025.12，国家自然科学基金重点项目，生活垃圾燃烧颗粒物生成与排放的基础研究，52036003，参加（第二）；

2. 2024.01-2025.07，深圳市星光立索科技有限公司，真空KLWR控制技术合作项目，参加；

3. 2020.10-2022.04，大唐环境产业集团股份有限公司，SCR脱硝大颗粒灰拦截装置及技术开发，参加；

4. 2016.07-2020.06，国家重点研发计划课题，基于多场团聚机制的PM2.5控制关键技术和设备2016YFB0600602，参加；

5. 2014.01-2019.03，国家自然科学基金重大项目, 气固湍流燃烧的多尺度耦合特性与机理, 51390491，参加；

6. 2012.09 - 2017.09，国家重点基础研究发展计划项目（973）静电场强化的细颗粒物协同脱除机理和方法，2013CB228506，参加；