電去離子過程的數(shù)學(xué)模擬的研究的開題報(bào)告

電去離子過程的數(shù)學(xué)模擬的研究的開題報(bào)告一、選題背景電去離子（ElectrosprayIonization，ESI）是一種生物質(zhì)譜分析中廣泛采用的離子化技術(shù)。它的工作原理是在高壓電場中將液相試樣噴霧，并通過電離源將噴霧中的分子離子化，然后將離子引入質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。ESI是一個(gè)復(fù)雜的流體力學(xué)與電動(dòng)力學(xué)過程。流體力學(xué)影響噴霧形成和穩(wěn)定性，電動(dòng)力學(xué)影響了分子離子化和離子輸運(yùn)。目前對于ESI過程的數(shù)學(xué)模擬主要集中在流體力學(xué)方面，而對于電動(dòng)力學(xué)方面的模擬相對較少，因此對于深入理解ESI過程和優(yōu)化離子化效率，需要進(jìn)行更加全面和精細(xì)的數(shù)學(xué)模擬。二、研究目的本研究旨在通過建立ESI電動(dòng)力學(xué)模型，研究電離源中的離子化過程，探究離子的生成機(jī)理和輸運(yùn)規(guī)律。具體研究目的包括：1.建立ESI的電動(dòng)力學(xué)模型，深入研究ESI離子化過程。2.分析不同離子生成過程的優(yōu)劣，探究離子分子的生成機(jī)理。3.模擬不同離子的離子輸運(yùn)規(guī)律，分析離子輸運(yùn)中的影響因素。4.優(yōu)化離子化效率，提高ESI的質(zhì)譜分析性能。三、研究方法本研究主要采用數(shù)學(xué)模擬和計(jì)算機(jī)仿真的方法研究ESI過程的電動(dòng)力學(xué)行為。具體方法如下：1.構(gòu)建ESI電動(dòng)力學(xué)模型，考慮流體力學(xué)和電動(dòng)力學(xué)因素的影響。2.采用有限元方法（FiniteElementMethod，F(xiàn)EM）對ESI過程中的電場進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。3.利用高斯球面積法（GaussianSphereArea，GSA）計(jì)算ESI離子的生成效率。4.對ESI過程中離子輸運(yùn)進(jìn)行數(shù)值模擬，并對離子輸運(yùn)的影響因素進(jìn)行研究。5.利用優(yōu)化算法對ESI參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提高離子化效率。四、預(yù)期成果本研究預(yù)期達(dá)到以下成果：1.建立ESI的電動(dòng)力學(xué)模型，深入研究ESI離子化過程，探究離子的生成機(jī)理和輸運(yùn)規(guī)律。2.分析不同離子生成過程的優(yōu)劣，并提出合理的離子生成方式。3.分析離子輸運(yùn)中的影響因素，為離子輸運(yùn)優(yōu)化提供理論依據(jù)。4.優(yōu)化ESI參數(shù)，提高離子化效率，進(jìn)而提高質(zhì)譜分析性能。五、研究計(jì)劃研究內(nèi)容時(shí)間安排1.文獻(xiàn)調(diào)研和總結(jié)2周2.ESI電動(dòng)力學(xué)模型的建立4周3.ESI電場的數(shù)值計(jì)算4周4.ESI離子生成效率的計(jì)算2周5.離子輸運(yùn)規(guī)律的數(shù)值模擬4周6.優(yōu)化ESI參數(shù)4周7.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證4周8.論文撰寫4周注：預(yù)計(jì)為期20周。六、參考文獻(xiàn)1.Liu,S.,&Lin,J.(2016).Acomputationalstudyofelectrosprayionizationwithchargedconduits.JournalofComputationalChemistry,37(6),641-647.2.Nitta,N.,Chen,R.,&Zenobi,R.(2016).Acomputationalstudyofionevaporationintheelectrosprayprocess.JournaloftheAmericanSocietyforMassSpectrometry,27(2),254-261.3.Li,X.L.,&Han,X.X.(2019).NumericalSimulationofElectrosprayIonizationMassSpectrometer.JournalofPhysics:ConferenceSeries,11