面向微纳米气泡的可控生成与稳定运行，本方向贯通流道与多相流、界面机理与成套装备：优化气液混合条件以调控气泡粒径与浓度，阐明纳米气泡稳定性及相关传质过程，并将认识落实到氧气/臭氧微纳米气泡一体化装置与智能运行策略；同时推进新型高效臭氧发生器（介质阻挡放电，DBD）研发。目标是把机理、结构与工程指标串成一条可设计、可放大、可运维的技术路径。
该方向是课题组“机理—装备一体化”主线在气泡成核与设备研发上的集中体现：页面正文按流道与粒径、纳米气泡稳定性、一体化设备与运行控制、臭氧发生器（DBD）四部分展开，技术细节与数据以各节为准；整体上从流动与界面过程递进到模块化装备与关键器件，形成从科学问题到工程方案的闭环。
针对微纳米气泡生成过程中气液混合流道结构影响机制不清、导致粒径调控能耗高且连续性差的难题，本研究构建了 CFD‑VOF 与 Euler‑Euler 群体平衡模型耦合的多相流方法，实现了混合流道结构、流场特征与气泡粒径分布的协同表征与精准优化。研究揭示了气相高效剪切破碎在收缩段下游的窄带区域内集中发生，并明确了关键结构参数对切向速度与湍流耗散的主导作用，据此筛选出剪切强度、能量累积与高耗散区域匹配最优的流道构型。在此基础上，进一步建立了初始压力与粒径分布的响应关系，发现提升初始压力可有效增加水中气泡浓度，并显著驱动微米气泡向纳米尺度转化。研究成果为微纳米气泡发生器低能耗、高连续性的原位调控与工程化结构设计提供了系统的理论支撑。
围绕流道结构对成泡过程与粒径分布的耦合影响，建立 CFD-VOF 与 Euler-Euler 群体平衡耦合模型，系统解析“结构参数-流场特征-粒径分布”之间的定量关系。
研究识别了高效剪切破碎主发生区与关键结构控制因子，明确提升初始压力可同步提高气泡浓度并促进微米向纳米尺度转化，为发生器低能耗、高连续运行与工程化设计提供依据。
