求解对流扩散问题的积分方程法

提出了一种求解对流扩散问题的积分方程法。在这一方法中,首先利用Laplace方程的级数形式的格林函数将对流扩散方程转化为积分方程,然后利用级数的正交性质,把积分方程进一步简化为代数方程组,求解该方程组即可得到对流扩散方程的级数形式的近似解。最后,分别利用Chebyshev多项式和Fourier级数求解了3个典型的一维和二维对流扩散问题。该方法和有限体积法、有限元法和迎风差分法相比,展现出非常高的精度并且避免了由解的不连续性造成的虚假振荡。     

对流扩散化学反应动力学方程的流动坐标解法

对于两种介质并行流动的对流扩散化学反应问题,给出了在流动坐标系下的化学反应动力学方程的解法.在这个坐标系下,对流项消失了,只是一个化学反应、扩散方程,即在每个时间步的计算只有反应扩散而没有流动.流体的流动体现在计算域随时间步的增加而增加;并且,流体流进计算域的时间就是其化学反应和扩散的时间,因此流体各个质点的反应、扩散时间是不同的.本算法克服了因流体介质前端物理量分布的间断引起的计算上的数值虚假摆动,进而避免了对化学反应计算的不利影响.算例表明,该算法是有效的.     

基于SSA-MIC-SMBO-ESN的水质预测模型

水污染事件威胁人类生产和生活安全,提前预测水质变化对水污染的快速反应具有重要意义。基于水质数据的时序性,引入泄漏积分型回声状态网络(ESN),以莆田市东圳水库水质监测站的10种水质指标数据作为样本,分别构建DO、COD_Mn、TP的水质预测模型。首先,在用邻近点线性趋势法对缺失值进行填充,用Z-score法和邻近点线性趋势法对异常值进行检测修正的基础上,用奇异谱分析(SSA)算法对水质数据进行平滑降噪处理;然后,采用最大互信息系数(MIC)衡量水质指标之间的相关度,选取相关系数较大的水质指标作为待预测水质指标的输入特征;最后,利用ESN构建基于多特征的水质预测模型,其中采用序列模型优化(SMBO)算法对模型的超参数进行优化。试验结果表明,构建的DO、COD_Mn和TP的SSA-MIC-SMBO-ESN水质预测模型都具有较高的预测精度,适合实际应用。     

溶质运移解析法在地下水环境影响评价中的应用

本文以某化工项目为例,应用溶质运移解析法,以COD、NH₃-N、石油类作为预测因子,定量分析非正常状况下的地下水环境影响。预测结果表明：项目对地下水有一定的影响,必须加强对污水处理设施防渗的监管,定期监测污染物泄漏情况,采用高效的污水收集处理系统,设立地下水跟踪监测机制,制定事故应急预案。     

边界层方程求解传热传质复合自然对流的偏差分析

引　言动量、能量及质量的边界层方程是Naveir Stokes完整方程的简化形式 ,自上世纪初提出以来 ,应用极广 .传热传质复合自然对流是自然界和工业过程中常见的现象 ,由于存在热与物质扩散两种浮力相对大小及方向的差异以及Prandtl数和Schmit数的影响 ,使该问题颇为复杂 .Bottema     

瓷质砖湿坯对流干燥过程的传热传质研究

引用建立于Whitaker的体积平均方程和Darcy定律基础止的多孔介质内部热质传递的等效耦合扩散模型，寻出一组关于液体饱和度、温度和气相压力的新支配方程，应用该方程组对瓷质砖坯体干燥过程进行了数值分析和实验测定。在平均含湿饱和度的变化方面，数值解与实验结果十分吻合。还改变影响坯体干燥过程的一些因素进行计算机模拟计算，通过改变这些因素的大小来考察计算结果，以期获得某些定性或定量的结论，从而用以指导实际生产过程。     

重气云团瞬时泄漏扩散的数值模拟研究

事故性泄漏多形成重气云团 ,其扩散行为与非重气云团有很大的不同 ,主要包括重力沉降、空气卷吸、云团加热和向非重气云团转变四个阶段。文中从控制重气云团扩散行为的微分方程入手 ,根据箱模型(boxmodel)及其他一些重气扩散模型 ,如IITHeavyGasModels模型和虚点源模型 ,采用向前插分和牛顿迭代的方法 ,针对ThorneyIslandTrialNo .0 0 8试验进行了数值模拟 ,得到了重气云团外形尺寸 (云团半径和云团高度 )和空气卷吸量随时间的变化关系以及下风向固定点处地面最大浓度值。数值模拟结果较好地反映了重气云团所特有的扩散行为。针对数值模拟结果与试验实测值之间存在的偏差进行了分析 ,结果表明 ,采用该方法进行重气云团瞬时泄漏扩散模拟是可行的 ,且模拟精确度高于IITHeavyGasModels模型     

基于CNN-LSTM的工业出水水质预测模型

工业废水含有多种污染物,提前预测工业废水水质从而快速对其进行相应处理具有重要意义。为此,研究提出了一种新的卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)和长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)融合的工业废水水质污染物指标预测模型(CNN-LSTM)。为了更好地捕捉工业废水数据的时序性和动态性,模型设置了多个滑动窗口。使用CNN算法将时间序列数据进行高维特征提取,利用LSTM模型学习时间序列数据的时序特征,建立CNN-LSTM工业废水预测模型,并对废水水质中的化学需氧量(COD_Cr)、氨氮、总磷(TP)3项指标进行预测分析。结果表明,与CNN和LSTM两个基准模型相比,CNN-LSTM预测模型的平均绝对值误差率(MAE)和均方误差率(MSE)均较小,预测效果较优。该模型能较好地实现对工业废水出水水质的准确预测,可为工业废水水质的在线监测和精准控制提供有效的、可行的技术支持和决策依据。     

花生壳吸附Cr(Ⅵ)过程中扩散方程的研究

在花生壳用量为1.0g、pH值为2.0、温度为30℃、振荡速率为140 r·min-1的条件下,研究了不同初始浓度Cr(Ⅵ)溶液中Cr(Ⅵ)的吸附率随时间的变化情况.经颗粒内扩散方程验证,可以认为吸附过程在180 min前受颗粒外扩散控制,180 min后受颗粒内扩散控制,但颗粒内扩散并不是唯一的反应速率控制步骤,反应...     

基于L—M算法的氨氮浓度预测模型研究

为克服传统BP网络的不足，采用阻尼最小乘法训练人工神经网络，并利用灰色关联分析方法确定输入层因子，建立了一个适合赣江南昌段水源地氨氮水质浓度的预测模型，利用该模型对赣江南昌段水源地水质进行预测，预测结果表明，该方法预测精度较高，收敛速度较快，为水质预测提供了一种新方法。     

氯气泄漏扩散影响因素的数值模拟研究

基于FLUENT的物质传输模型建立氯气泄漏扩散模型,针对不同泄漏速率、外界风速、障碍物类型等对氯气泄漏扩散进行数值模拟.结果表明,泄漏速率较大时,重气效应明显增大,下风向形成的高浓度区增大;外界风速对重气扩散浓度和扩散危险性区域有很大影响,风速较大时,重气云在下风向的扩散速率增大,在水平侧风向的扩散速率减小,在泄漏源和障碍物附近的停留时间减少,形成的危险区域较小;不同的地表条件是影响重气扩散的重要因素.     

高压储氢罐不同位置泄漏扩散的数值模拟研究

随着氢能广泛的应用,储氢容器将日益增多,泄漏破坏等事故将不可避免.今建立了高压储氢罐泄漏扩散的模型,提出了研究高压储氢罐泄漏扩散的数值模拟方法.通过对高压储氢罐不同位置发生泄漏扩散的数值计算,得到了不同位置泄漏后的扩散特性.对比数值模拟结果,认为储氢罐侧面与底面位置发生泄漏时,其危险性要远大于储罐顶部发生泄漏.通过数值分析,得出了该模拟条件下的危险区域在射流方向的传输距离与时间的近似关系公式.数值模拟结果可以为加氢站等场所处理氢气泄漏事故提供参考.     

基于灰色预测模型的水煤浆输送管道冲蚀磨损寿命预测

固液两相流广泛出现在煤化工生产过程中,管道输送系统受固液两相流介质冲蚀磨损尤为严重,系统突发性失效风险极高,已成为煤化工装置安全生产与稳定运行的重大隐患。降低生产安全风险,保障管道系统安全可靠运行,开展冲蚀磨损寿命预测研究是煤化工设备完整性研究的关键一环。本文以新疆某煤化工企业水煤浆汽化炉进料管为研究对象,应用ANSYS 2021R1软件进行数值模拟分析,确定弯管冲蚀磨损主要位置与短期内冲蚀磨损减薄量,为预测模型建立提供原始序列,通过灰色预测理论分别建立GM(1,1)模型、无偏GM(1,1)模型以及灰色马尔科夫模型完成对弯管冲蚀速率的预测,并结合SY/T 6151—2009《钢质管道管体腐蚀损伤评价方法》得出该管道服役寿命与检修周期。结果表明：冲蚀磨损减薄主要集中在弯管轴向70°左右,且在工艺条件相同的情况下冲蚀磨损减薄的最大位置不随时间变化发生移动。无偏GM(1,1)模型与灰色马尔科夫模型在中长期预测中优势显著,且灰色马尔科夫模型更适宜长期预测工作。所涉及的水煤浆汽化炉进料输送弯管服役寿命为570天左右,在弯管投入使用450天后冲蚀减薄量增长显著,需要定期开展该弯管重点部位的监测与预...     

冷热圆管在封闭方腔内不同垂直位置的自然对流数值研究

利用有限体积法对冷热圆管在封闭方腔内不同垂直位置的自然对流现象进行了数值研究。讨论了瑞利数Ra和冷热圆管间距δ对方腔内自然对流流动与换热的影响, 其中瑞利数的变化范围为10³～10⁶, 圆管间距变化范围为0.3～0.6。为了揭示冷热圆管间的相互作用和圆管与方腔间的相互作用对自然对流换热与流动的影响规律, 比较分析了热圆管在上、冷圆管在下和热圆管在下、冷圆管在上两种情形下冷热圆管、方腔的自然对流换热能力的差异。研究表明:瑞利数的改变, 对方腔内温度场分布和涡流结构有显著影响;热圆管在下、冷圆管在上这种情形更有利于自然对流换热的进行;增加圆管间距δ, 热圆管和方腔的换热能力增强, 但冷圆管的换热能力却有所减弱。研究结果为核电站安全壳非能动余热排出系统的性能研究提供了理论依据。     

基于扩散分子的动力学及其化工应用研究

采用分子动力模拟计算方法,对装卸过程中液化天然气泄漏扩散情冴进行分析。采用火焰离子化侦测器对泄漏进行检测,建立泄漏扩散模型,在分子模拟条件下,对该模型进行结构性优化,并设立周期性边界条件,完成泄漏扩散分子动力计算。分析了泄漏时间和泄漏口位置对液化天然气扩散的影响,结果表明,随着泄漏时间的增加,天然气扩散高度呈现先上升后下降趋势;天然气泄漏口位置越低,浓度越大,产生的危害越大。     

考虑障碍物分布和风速影响的天然气泄漏扩散研究

采用FLUENT软件对不同风速和障碍物分布下的天然气泄漏扩散进行了数值模拟。得到了甲烷在不同障碍物分布、风速影响下的扩散规律和甲烷的浓度分布规律,为有效预测天然气泄漏扩散的影响范围提供了依据。结果表明,在泄漏孔附近浓度和速度都很大,风速越大,天然气往下风方向输送的作用越明显;天然气的泄漏速度对扩散有明显的影响,速度越大扩散的高度越高;受障碍物高度的影响,扩散主要表现为天然气沿着障碍物壁面扩散和天然气发生偏转;受障碍物到泄漏孔距离的影响,天然气扩散主要表现为迎风面对天然气的阻挡作用。     

竖井SVE修复有机污染土壤的数值模拟分析

采用Galerkin三角形有限单元法对复合地表边界的竖井土壤气相抽提（SVE）稳态流动问题进行了数值模拟分析，模拟结果显示：气相压力沿径向梯度迅速下降，抽提流量与土壤通透系数及真空度呈现高度相关的正比例关系，且地表隔绝覆盖层对流场影响很大.通过与野外实测真空度数据的对比验证，表明该二维轴径向流动模型能较好应用于现场条件，明显优于一维模型.再采用一个稳定的交替方向有限差分（ADI）解出传质微分方程，从而实现多维情况下竖井SVE修复的完整模拟过程.4组不同条件下为期60d的SVE修复过程的计算机模拟显示，土壤通透系数是决定修复效果的关键因素.在流场及传质方面建立的数值模拟分析对SVE的工程设计及预测可提供初步指导.     

基于CAE和回归正交的注塑制品质量预测模型的研究

本文应用CAE软件Moldflow预估出暖风支架试模时的工艺参数值，并通过二次回归正交技术建立了产品质量的预测模型，对于范围内的任一组工艺参数，均可预测出产品的翘曲值，实验证明预测方程是可行的。     

基于一阶波动方程的正演研究

地震波场的正演模拟不仅是地球物理勘探的重要组成部分,也是对地震资料进行分析处理的基础.其中波动方程求解法是一种重要的方法,该方法能反映地震波传播的动力学与运动学.在求解波动方程的所有方法中,有限差分法由于其速度快,精度高以及内存占用小,得到了广泛的利用.有限差分法主要将模型区域离散成有限个网格,然后在时间维度上,通过采...