可燃气体泄漏扩散影响因素的数值分析

采用雷诺平均的N-S方程,浮力修正的k-ε湍流模型以及组分输运模型,通过对不同位置室内可燃气体泄漏扩散的数值计算,得到了不同位置泄漏后的扩散特性,并对风速影响下的计算结果进行分析.结果表明:不同位置泄漏扩散形成的危险区域不同,无外界风力影响下,泄漏口与出口异侧且位置越高,房间内形成的爆炸区域越小;在外界风速的影响下,天然气容易在房间局部堆积,泄漏口位于顺风侧距离出口越近,且风速越大,房间内天然气扩散的越快,危险区域越小,对室内燃气管道系统的设计具有参考价值.     

标准火灾测试房间温度场和速度场的大涡模拟

为探索单个房间内的火灾发展和烟气流动，采用大涡模拟（LES）方法，对大尺度涡进行直接数值模拟，对小尺度涡采用亚格子应力模型处理湍流，计算了标准火灾测试房间内的气流流动，得到了其温度场和速度场. 模拟结果与采用二维多普勒激光测速仪和精细热电偶的试验数据相比较，除房间顶部外，模拟结果与试验数据吻合.模拟结果表明，房间内存在较大的温度梯度，温度场分层明显，密度差造成的浮力是气流运动的主要驱动力；重整化群（RNG）的亚格子应力模型适用于火灾的大涡模拟.     

室外风对高层建筑主体施工期火灾烟雾 扩散影响分析

为探究主体结构施工期高层建筑发生火灾时在不同风速与风向影响下,建筑物内部烟气的蔓延规律及温度、速度和一氧化碳浓度变化,运用Pyrosim火灾软件模拟分析不同工况下某高层住宅楼主体结构施工期的火灾情形,结果分析得出,当某侧室外风风速越大时,着火源附近温度会随之降低,烟气蔓延速度会增加,在楼梯间内的一氧化碳浓度会降低,风速影响会延缓竖井结构内烟气蔓延至顶层处的时间;对此高层住宅楼工程,得出在西侧风影响下火源附近处烟气温度最高,而北侧室外风对楼梯间处烟气速度影响最明显。     

非定常来流对建筑周围流场影响的数值模拟

采用Realizable k-ε双方程模型和PISO算法，在正弦型周期变化风谱所形成的大气边界层对数风速廓线下，对绕三维建筑物的流动进行了数值模拟．采用分区网格划分方法，应用自适应网格技术，固体壁面采用标准壁面函数法处理．计算结果显示，整个流场都随正弦风谱呈周期性波动，各点速度的变化周期相同，只是幅度有所改变．周期的变化对整个流场速度的大小影响较小，但振幅的改变可使速度值发生很大变化．在建筑物周围，受阻挡的气流被挤压而绕流，横剖面后部形成两个旋转方向相反的大尺度涡；纵剖面后部分离后产生与H同高尺的分离涡，回流区长度在0．15m左右，且不随周期和振幅而改变，整个流动具有对称性．     

不同环境风向和风速下两种直接空冷凝汽器单元换热性能的仿真对比

以某600MW直接空冷凝汽器单元为研究对象,采用FLUENT软件对"V"型及"Λ"型两种不同布置方式的直接空冷凝汽器单元进行数值研究,对比分析了不同环境风向及风速大小对两种直接空冷凝汽器单元内部空气流动及换热性能的影响.结果表明,在不同环境风向的影响下,两种空冷单元内部均出现了不同程度的流场恶化现象,而"V"型空冷单元两侧翅片管束的出口速度受流场恶化的影响比"Λ"型空冷单元小;两种直接空冷单元的换热性能随环境风速的增大都会急剧下降,且"Λ"型直接空冷单元的换热性能受环境风的敏感程度比"V"型直接空冷单元大;"V"型直接空冷单元整体的换热性能在环境风速较大时要优于"Λ"型直接空冷单元.     

安中大楼风环境模拟及风能利用

介绍建筑环境中的风能利用基本形式及风能利用可行性评价指标.针对安中大楼所处的特定位置,运用计算流体力学方法对周围的风环境进行数值模拟|对可能利用风能的位置即风速明显增大区域,如夹道、洞口及屋顶处进行详细的分析,利用风速增大系数指标评价风能利用的可行性,对合理布置风力机提出建议.研究结果表明：在夹道处、大楼边角处风速加大,可以安装小型风力发电机,综合考虑经济性和有效性,可以沿塔架高度布置多台水平轴风力机|建筑物开洞区域的风速增大,风向平行于洞口径深时效果显著,适合在洞口前沿布置水平轴风力机|安中大楼屋顶风速较大,集结效果明显,可以根据屋顶尺寸安装多排风力机.     

侧风下峡谷桥隧连接段汽车的行驶特性

为保障山区高速公路的运营安全,研究了在风环境下峡谷桥隧连接段车辆瞬态气动特性及其规律,借助Carsim软件建立车辆模型,并模拟峡谷桥隧连接处的路段特性,以西汉高速桥隧连接段的实测数据输入风速值和侧风角度等参数,来模拟不同风速及角度对车辆行驶的影响。首先,对运行仿真后得到的车辆纵向速度、侧向加速度、车辆气动三分力(气动阻力、侧向力、气动升力)、气动侧偏角等参数进行分析;其次,通过分析不同车速、风速、风向角的车辆气动力,探究其对行车稳定性的影响程度;最后,研究了车辆在侧风环境下安全稳定行驶的临界车速和临界风速。研究结果表明:车辆行驶在有侧风作用影响下的峡谷桥隧连接段时,车速由60 km/h提升至80 km/h,车辆气动阻力、侧向力及气动升力分别增加160%、53%及89%,并且在风速达80 km/h的冰雪路面下,伴随出现超过1 m的大偏移量侧滑,当经历西汉高速年最大风速31. 5 m/s(约113 km/h)时,车辆出现明显倾覆现象,对行车安全构成了一定的风险。     

障碍物形状对含硫天然气管道泄漏扩散影响的数值模拟

对含硫天然气管道泄漏扩散进行模拟研究,在不同风速下对比分析了计算区域内障碍物形状、障碍物坡度对泄漏气体扩散过程的影响规律,并模拟了不同条件下H₂S组分的安全区域。结果表明,障碍物的存在使泄漏气体在风力作用下堆积在障碍物的迎风面,障碍物的形状改变泄漏气体的运动路径。当障碍物为无坡度障碍物（建筑物）时,泄漏气体的扩散高度增大,且在水平方向的传输被阻碍;当障碍物为有坡度障碍物（山体）时,泄漏气体在水平方向的扩散距离增大,且在外界风力达到一定速度之后,泄漏气体绕过障碍物在背风区扩散时开始向下沉降,导致地面附近的安全区域范围减小。减小障碍物坡度,风速较小时对泄漏气体的扩散无影响,风速较大时泄漏气体将障碍物包围并在近地面处扩散;增大障碍物坡度,泄漏气体的扩散规律与无坡度障碍物（建筑物）存在时相似。模拟结果可为含硫天然气泄漏事故的处理提供参考。     

120 km/h典型棚车大风运行安全性分析

川藏铁路沿线风环境复杂,大风严重危及铁路行车安全.为分析既有120 km/h典型棚车与川藏铁路的适应性,采用数值模拟方法计算了横风作用下P70棚车在平地、路堤以及高架桥等几种典型路况运行时受到的气动载荷,基于欧盟标准EN14067当中的五质量模型分析了棚车大风运行安全性,得到了大风运行时棚车临界倾覆风速.研究结果表明:在三种路况条件下,棚车受到的气动侧向力和侧滚力矩系数均随着侧滑角的增大而增大,在70°～80°时达到最大,随后略有降低.车辆临界倾覆风速随着风向角的增加呈总体下降趋势,风向角为90°时,空棚车以120 km/h速度运行时,在平地、10 m路堤和10 m高架桥上的临界倾覆风速分别为34.3 m/s,26.2 m/s,31.3 m/s.研究可为典型棚车在川藏线的运营安全提供科学参考.     

热释放率对单室开口中性面影响程度的数值模拟

单室火灾的研究一直是建筑火灾研究的重点,文章运用火灾模拟软件FDS对ISO9705标准房间火灾进行了模拟研究.讨论了火源为不同液体反应物时,不同燃料的燃烧表面积与单位面积热释放率的关系,结果表明FDS模拟单位面积的热释放率受网格粗细的影响并随燃烧表面积的增加而逐渐趋于稳定;将开口处温度、速度曲线和Steckler的实验结果进行比较分析,表明模拟结果曲线与实验结果曲线符合较好;改变热释放率的大小,分析开口处的流动特点,通过对理论计算结果与模拟结果进行分析表明,开口处中性面高度随火源热释放率的增加而逐渐降低.     

可燃性PVC电缆燃烧时的火蔓延速度

电缆燃烧时火蔓延速度受到多种因素影响,与电缆本身粗细、电缆布置方式和环境通风条件有关。不同型号的PVC电缆,火蔓延速度不同,细电缆较粗电缆火蔓延速度要快;电缆的布置方式对火蔓延速度产生影响,无风环境中PVC电缆水平布置时火蔓延速度约为0.05 m.min-1,垂直布置时火蔓延速度约为0.2~0.3 m.min-1;风速和风向对电缆燃烧的火蔓延速度也有影响,当风与火蔓延同向时,在一定范围内增加风速会对电缆火蔓延速度起加速作用,超过此范围后(1.5~2.0 m.s-1),增加风速火蔓延速度下降;反向增加风速,火蔓延速度降低。     

Mathematical model of convection diathermanous coefficient of refrigerator car

It is analyzed that the influence factors on temperature field of refrigerator car. The mathematical model of convection diathermanous coefficient has been put forward. It is considered in the model that the parameters of wind speed , car speed , temperature of car surface , temperature of surroundings ,etc. If the boundary conditions and parameters used in calculation model of convection transmits heat coefficient are confirmed as following: the cold plank car velocity V is 120 km/ h, and air temperature is 25 ℃, and the atmosphere press is 1013250 Pa, and wind velocity Vf is 10 m/ s, and the length of car bodywork L is 5 m, and bodywork surface temperature is 25 ℃. The results were obtained by the model: when the wind velocity direction is the same as car velocity, the coefficient K of convection transmits heat is 51.4(W·m-2·K-1), and when the wind velocity direction is against the car velocity, K is 90.58 (W·m-2·K-1).     

内廊式建筑火灾外部烟气蔓延规律

为了探究内廊式建筑火灾外部烟气蔓延规律,以某内廊式建筑为研究背景,通过数值模拟研究不同火源特征参数下外部烟气的形成机理及蔓延规律.研究发现：火灾前期,室内烟气会发生溢出形成外部烟气,在临近上层走廊重新进入室内,导致温度在短时间内显著增大,随后外部烟气逐渐减少,温度逐渐降低并保持稳定;当火灾规模较小时,火源位置变化对外部烟气蔓延的影响不显著,火灾规模较大时,火源位置存在明显的危险区段：火源处于该区段中,外部烟气的影响程度显著增大,在区段外影响程度较低,危险区段为距离通风口4.5~6.5 m;临界风速可以作为判断烟气是否溢出的有效判据,当室外补风气流速度大于临界风速时,烟气发生溢出形成外部烟气,反之则不会形成.     

利用消防水池进行空调蓄冷的理论基础

本文从射流理论出发 ,探索利用消防水池进行蓄冷空调的可能性问题。并对消防蓄冷水池内的温度场、速度场的变化规律进行了理论分析 ;再以相似理论为指导 ,找出了影响消防蓄冷水池内的温度场、速度场变化规律的主要因素 ;为消防蓄冷水池模型实验系统的建立 ,奠定了理论基础。     

风力机尾流场的实验研究

为了获得风力机的尾流场信息,同时为大型风力机的尾流场研究提供参考依据,利用轴流式风机提供来流风速,使用皮托管和手持风速仪对无风力机情况和单个小型风力机的尾流场进行测量,获得尾流区域的速度场、压力场以及诱导速度场的分布规律.结果表明：对于无风力机的情况,在同一测量断面处的风速随着半径的增加而逐渐减小;对于有风力机时,在同一测量断面处的风速随着测量半径的增加先增加后逐渐减小;对于不同测量断面,随着测量间距的增加,在同一角度的速度值的变化趋势逐渐变小.通过尾流的诱导速度曲线可以发现,在同一测量断面处的诱导速度随测量半径的增加呈下降趋势,而对于不同截面,同一角度的诱导速度曲线会相互交叉.     

浅水横流中底部水平热水射流近区的初始稀释--(Ⅱ)特性分析

对多种不同的流速比、不同的喷口密度佛汝德数的浅水横流中水平热水浮力射流进行了大量的数值试验，对整个流场的流动特性作了详尽的分析，得出流速比和密度佛汝德数是影响流场和温度场的主要因素。在大流速比情况下，射流存在分叉现象，流速比R=0．10为附壁（底）流动现象的临界值，并给出了最大入侵深度与流速比的拟合关系式。     

高层建筑周边三维瞬态风场的混合数值模拟

为了改进高层建筑周边瞬态风场数值模拟方法的计算效率,在随机流场生成方法和计算流体动力学(CFD)的基础上提出高效的混合型数值模拟方法.采用雷诺应力模型求解标准高层建筑模型(CAARC)周边的时均化湍流场,结合获得的雷诺应力张量修正瞬态风场的风功率谱.运用随机流场生成方法和快速傅里叶变换技术模拟得到该建筑周边的三维脉动风速场.以谱密度函数、互相关函数以及空间相关系数为特征指标量,对风速场模拟样本的物理和数值特征进行验证.研究表明：计算得到的风场满足流体不可压缩条件,与传统模拟方法的结果相比更符合风谱能量分布等真实大气湍流物理特征,证明提出的瞬态风场混合模拟方法可以高效准确的求解受建筑干扰后的真实三维脉动风速场.     

小翼对水平风力机流场特性的改变

实验和数值模拟已经证明了风力机叶片的叶尖添置小翼,可以提高风能转化效率。为了清楚地了解小翼对风力机动力放大的影响,对加小翼和不加小翼的风力机流场——速度场和压力场的特性进行了分析。这个分析是基于对风力机加V(8.8×8)型小翼和不加小翼时叶轮周围流场数值模拟的结果。可以看出小翼对风力机的叶端产生的影响较大,即加大了风力机叶端的压差和速度。同时结合一定位置的压力和速度图的分析,可以看出小翼使风力机叶尖的漩涡强度降低,提高了能量的转换,从而提高了效率。     

Optimal design of vegetation in residential district with numerical simulation and field experiment

Vegetation plays a key role in improving wind environment of residential districts, and is helpful for creating a comfortable and beautiful living environment. The optimal design of vegetation for wind environment improvement in winter was investigated by carrying out field experiments in Heqingyuan residential area in Beijing, and after that, numerical simulation with SPOTE (simulation platform for outdoor thermal environment) experiments for outdoor thermal environment of vegetation was adopted for comparison. The conclusions were summarized as follows: 1) By comparing the experimental data with simulation results, it could be concluded that the wind field simulated was consistent with the actual wind field, and the flow distribution impacted by vegetation could be accurately reflected; 2) The wind velocity with vegetation was lower than that without vegetation, and the wind velocity was reduced by 46%; 3) By adjusting arrangement and types of vegetation in the regions with excessively large wind velocity, the pedestrian-level wind velocity could be obviously improved through the simulation and comparison.     

交通隧道火灾时车辆临界安全距离的研究

通过对隧道火灾中着火车辆与相邻车辆的受热过程分析，提出了隧道内相邻车辆火灾临界安全距离的概念，并以尤里卡(EUREKA)项目为背景对不同条件下相邻车辆火灾临界安全距离进行了研究．研究表明：火区上游车辆的临界安全距离与通风速度成反比，当通风速度达到临界风速时，火区上游的车辆只要保持正常的停车距离就能保证车辆安全；而火区下游车辆的临界安全距离与通风速度无关．