研究与探讨
源南环境 1CNN1-72720
最大摘原理在预测喷雾液滴尺寸分布方面的研究概述
刘志萌1张军2吕国录1
（1集关大学轮机工程学院福建厦门361021
2集美大学机械与能源工程学院福建厦门361021）
摘要首先介绍了最大满原理的背景和发展历程，列举了最大摘在不同领城的表示形式和应用，着重介绍了最大端原理在预测喷事液滴尺寸和速度分布方面的研究现状，总结了运用动量守恒定律推导出雾化液滴尺寸和速度的概率密度分布函数，包括数目分布函数、数目微分分布函数、体积分布函数、体积微分分布函数与总体积公式。最后对最大炳原理的应用进行了展望。
关键调液滴尺寸分布最大满速度分布
中图分类号：S275.5
文献标识码：A
液体雾化在工业过程中被产泛应用，如蒸发、冷却、燃烧、喷雾干燥气化工业以及消防和农业等!)。雾化过程中，液滴平均直径和液滴粒径分布是衡量雾化效果的重要参数，对喷雾系统的设计、操作和系统的优化有重要的指导意义2]。通常，研究雾化液滴粒径都是讨论液滴的平均直径，平均直径的定义有很多种，最常用的是sauter平均直径(SMD)3)。
然而，由于喷雾中的减滴粒径不均匀，为评价雾化质量和表示雾化特性，单纯用一个平均直径是不够的，需要建立液滴粒径分布表达式来构建液滴粒径分布模型。Babinsky和 Sojka4]总结了用来构建液滴粒径分布模型的3种方法：经验方法、最大摘方法和离散概率函数法。下面主要介绍最大摘原理的发展历程和最大筛原理在预测雾化液滴尺寸和速度分布方面的应用。
1最大理论发展历程
17世纪牛领力学出现。随后人们发现它等价于物质的一个力学量自动达到它的最小值(最小作用原理)。19世纪的热力学第二定理也称为确增加原理。即物质的热力学量在自发进行的过程中总是尽量达到它力所能及的最大值。19 世纪统计力学从概率和统计的角度为此提供了说明。这种解释用到了：物质由离散的基本粒子组成（原子、分子等）、热是分子运动、各个粒子处于各个状态（微观态)的概率相等（波尔兹曼假设)和概率计算公式等等。20世纪50年代，在通讯技术进步的基础上出现了关于通讯讯号的理论—信息论。著名的数学家冯·诺曼建议信息论的提出人申农把讯号源发出的讯号的不确定性称为摘（最大摘）。这个建议使摘概念走出了热力学，同时也为信息论思想引入物理学架起了一道果。在科学史上这2个来源不同的概念的沟通是一个重要事件。信息论初生，它到处扩张。在20世纪50~60年代，杰尼斯(E.TJaynes)就从最大摘最大为出发点，也得到了统计物理学中已经知道的分布函数。这为认识物理学事实提供了新思路。它提高了“最大摘最大"的理论地位。它对热力学的分布函数的数学推证比统计力学更简明，使统计力学中的一些物理假设(如等概率设)变成了多余。
1991年吴乃龙、衰索云著的《最大炳方法》一书对杰尼
文章编号：1672-9064(2017)02-025-03
斯学派作了比较全面的介绍。从1957年Jaynes在统计力学中正式提出最大摘原理算起，至今已经有30多年了。在这 30多年里，最大端方法得到了迅速发展，其中最重要的突破要推1967年Burg将它引进额谱分析和1972年Friden将它引进图像恢复。吴乃龙认为在所有可行的解中，应当选择摘最大的一个。在国内，张文学教授80年代初从气象实例研究中感到最大炳最大与波尔兹曼的分布的思路之间的申通，感到这是气象学新理论发展方向。1983年张教授发起组织了“统计力学在气象上应用潜力讨论会”，1987年又发起组织了全国第一届与交叉科学研讨会。这些都是基于一个认识；最大摘原理可以在各个领域广泛应用，他们的恩路与杰尼斯的最大摘方法是十分接近的。90年代初，吴乃龙教授与衰素云教授写就(最大摘方法)一书，在中国推进这个知识的传播。1994年王彬教授编著的高等学校教材《筛与信息》，推进了这个思路在我国教育等领域的传播。朱荣华教授在基础物理》中用分布函数-炳-最大摘原理这个主线去组织大量粒子系统的课程教学体系。国外在60年代推出用摘最大求谱分解(傅立叶分析)。这个做法在-80年代传入我国并且得到了推广，在统计物理学、水利工程、生物医学、图像图形、
气象学等领域都得到了广泛的应用。 2最大原理的应用
摘理论和方法的应用范围非常广泛，目前它已渗透到信息论、工程优化、气象学、热力学、统计力学、天文学、生物学、社会学、管理学、经济学等各个领域，在学科间交叉和结合中
起到了桥聚和纽带的作用。 2.1简原理的概念
摘在不同的研究领域有其不同的表示形式。在热力学中，对应于每一个的热力学状态，都存在着一个状态函数——摘(H),从某一热力学状态A到另一状态B,其摘值变化为：
B opJ
HgH=
(1)
式中，dQ为流人系统的热量，T为热力学温度。在玻尔兹曼关系式(2)中，把宏观的摘H与微观状态数W联系了起来，
作害简介：刘志菊(1992~)，山东济宁人。案美大学检机工程学院研究生，主要从事海底油气溢漏研究。
2017.NO.2.
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