激波诱导瓦斯气体爆燃的三维数值模拟

基于激波诱导瓦斯爆炸的19步化学反应模型，建立了三维非定常守恒方程，采用迎风的TVD格式对方程进行数值离散，数值模拟了氢氧燃烧驱动点燃甲烷和空气混合气体的爆炸过程，根据爆炸产物以及流场中压力和温度变化的结果，说明了激波诱导瓦斯爆炸的物理机制，同时验证了程序在模拟化学反应起主导作用的瓦斯预混爆炸现象中的可靠性和精确性，为研究煤矿瓦斯爆炸过程的特性，制定有效的防爆、抑爆技术措施提供了技术和理论支持。     

水中激波聚焦的数值模拟

本文利用修正的ＣＣＷ方法，计算了在椭球反射腔中的水激波聚焦行为，并与实验进行比较，所得结果与实验很好地吻合。     

含脱体激波流场的数值模拟仿真

利用经典的质点网格法进行了含脱体激波的超音速流动的数值模拟，绘出了形象直观的超音速流动图画，且模拟流场中的各项参数与实验符合较好，为今后进一步探讨复杂形状物体的超音速运动提供了基础．     

浮法玻璃熔窑火焰空间的数值模拟

以日产400 t的浮法玻璃熔窑的火焰空间为对象进行数值模拟,燃烧纯氧(93%的O2)和天然气(97%的CH4)的混合气体。网格划分采用Gambit软件,数值计算程序采用Fluent软件,建立了非预混燃烧模型、DO模型、湍流模型等模拟玻璃熔窑火焰空间的温度分布。从模拟结果可以看出,窑内高温分布合理,有利于玻璃的熔制;喷枪交错排列,有利于在炉宽方向上温度均匀分布。最后重点分析了火焰空间中水分的含量及其对玻璃质量的影响。     

氧—氮混合气体在正激波后平衡态的数值模拟

对氧－氮混合气体在正激波后的平衡态进行了数值模拟。用统计热力学方法中的配分函数计算化学反应平衡常数，考虑了气体组分的平动，转动，振动和电子能量，用多变量牛顿－菜卡生法求解控制方程组，在较宽的马赫数范围内得出令人满意的结果。     

障碍物诱导瓦斯爆炸湍流火焰数值模拟

为了研究障碍物诱导湍流火焰特性,基于150 mm×150 mm×500 mm的小尺度爆炸腔体,在三个障碍物交错放置的条件下,采用预混燃烧模型对瓦斯爆炸过程进行大涡模拟。基于模拟结果,分析了瓦斯爆炸过程中火焰结构、未燃气体流动迹线以及火焰与未燃气体漩涡耦合规律。结果发现:小尺度条件下,障碍物诱导火焰形变,增大火焰面积,提高燃烧速率;在障碍物扰动作用下,未燃预混气体在障碍物形成漩涡,且漩涡尺寸及强度逐渐增大;未燃预混气体漩涡将爆炸火焰卷入其中,形成湍流火焰。     

瓦斯爆炸运动火焰生成压力波的数值模拟

从三维N-S方程出发，用TVD格式，对瓦斯爆炸过程中火焰产生压力波的过程进行了数值模拟，在此基础上，模拟了氢氧燃烧驱动的破膜过程以及破膜前后压缩波、稀疏波对火焰阵面的影响，同时，也研究了瓦斯爆炸过程中，压力波、火焰与障碍物的相互作用，数值模拟结果与理论分析吻合较好，从而进一步验证了该程序能处理含有化学反应和复杂管道的预混可燃气体爆炸问题。     

钢管混凝土柱对爆炸冲击波影响的数值模拟研究

通过LS-DYNA软件对两种截面的钢管混凝土柱在爆炸荷载下爆炸冲击波的传播过程进行了三维数值模拟。混凝土采用HJC模型,钢管采用了考虑应变率的随动硬化塑形模型,炸药采用TNT炸药,使用LS-DYNA程序中的高能炸药爆轰产物压力-体积关系的JWL状态方程分析了爆炸冲击波的传播过程,得到了在不同比例距离下爆炸冲击波在通过两种截面柱子时超压峰值的衰减及增大规律。     

爆炸冲击波的环流效应数值模拟研究

利用任意拉格朗日欧拉（ALE）算法和炸药爆轰产物的JWL状态方程。针对有障碍物阻档时空气冲击波的环流现象进行数值模拟，得到在爆源周围有障碍物时爆炸场初始发展、环流情况及整个传播过程，并分析了空气冲击波的环流规律。研究结果表明，所采用的方法可以很好地描述空气冲击波环流流场参量分布与变化规律。数值模拟结果符合物理规律。     

障碍物位置对瓦斯爆炸火焰传播影响的数值模拟

利用计算流体动力学软件FLUENT研究了受限空间内平行障碍物和交错障碍物对火焰形状的影响.模拟采用500mm×150mm二维矩形空间模型,计算了2个平行障碍物、2个交错障碍物、3个平行障碍物、3个交错障碍物等4种工况下的火焰发展过程.障碍物间距100 mm,阻塞率为0.5.选取k-epsilon Realizable湍流模型,P1辐射模型和涡耗散模型模拟瓦斯爆炸火焰传播.模拟结果表明:受到交错障碍物影响,10ms处已经出现明显的火焰湍流,且交错障碍物具有更大的预热区面积.火焰传播过程与实验相近,模拟结果可靠,为进一步利用数值模拟方法研究瓦斯爆炸相关内容提供了参考.     

激波吹灰器在燃油燃气锅炉中的应用分析

介绍了惠州炼油分公司两台燃油燃气锅炉所用激波吹灰器的工作原理和激波的形成,并运用数值模拟软件FLUENT分析了激波在管束和炉内的传播方式,从而得出激波吹灰器可有效的应用于锅炉尾部受热面。     

防护堤对爆炸空气冲击波防护效果的数值分析

根据美国国防部相关标准设计了不同坡度的防护堤,采用任意拉格朗日-欧拉算法(arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE),仿真了凝聚炸药的爆炸及其产生的空气冲击波的传播过程,重点分析了不同坡度的防护堤对空气冲击波的防护能力。仿真结果表明:防护堤的设置在空气冲击波的防护过程中起着显著作用,其能够有效地减弱空气冲击波峰值超压对被防护对象的危害,防护能力由防护堤正后方向两边呈减弱趋势,同时防护堤坡度明显影响其对爆炸空气冲击波的防护能力。     

半球面形件拉延变形过程数值模拟

运用有限元模拟软件对不锈钢带凸缘半球面形件进行了拉延过程模拟.分析了凹模圆角半径、摩擦系数对拉延过程的影响,模拟了它们在不同工艺参数下的拉延过程,并从中分析出最佳的工艺参数.从模拟结果中得出当凹模圆角半径R=10mm左右时成形性与拉延质量最佳.     

盾构隧道开挖引起地表沉降数值模拟与实测分析

用三维数值分析模型模拟了隧道盾构开挖引起的地表沉降的发展过程,分析了地表横向和纵向沉降的动态变化规律,得出了模拟盾构开挖过程的数值模型,并基于Peck公式对地表沉降模拟值和工程实测资料的沉降槽参数进行了对比分析。结果表明FLAC^3D模型能有效地模拟盾构掘进过程中的地层开挖效应和沉降规律。     

过渡段路基在冻胀条件下变形数值模拟分析

以哈大线为依托,根据实测的断面数据,采用流变力学模型,利用有限元软件ANSYS对未经防冻胀处理的路基在冻胀条件下的沉降变形进行分析计算.结果表明:路基未经冻胀处理时,在ZK静载作用下,冻胀状态下路基顶面的最大竖向位移超过了客运专线对路基工后沉降的要求.为确保列车平稳、安全运行,必须采取一定的防冻胀处理措施.