基于CFD模拟的新拌混凝土泵送压力损失预测

混凝土泵送技术在土木工程中的应用越来越普遍,但是泵送压力的预测长期缺乏有效的技术手段,工程应用中依赖大型盘管实验,消耗大量人力物力。本工作通过计算流体动力学(CFD)模拟研究了混凝土流变参数对混凝土泵送压力损失的影响,并将模拟结果与实验值进行对比,结果表明,SST·k-ω湍流模型能够针对混凝土材料的特性,准确预测混凝土泵送压力损失,粘度是影响泵压损失的主要因素,单位长度的泵压损失与粘度成正比,粘度越大,混凝土由于剪切作用受到的阻力越大,导致泵压损失增大;泵压损失随着屈服应力的增大而减小,且在混凝土屈服应力小于150 Pa时,随着屈服应力的增大,泵压损失降低程度更显著,当屈服应力大于150 Pa时,屈服应力对泵压损失的影响不明显。此外,研究了混凝土流变参数对泵压损失的影响机理,结果表明,混凝土流变参数是影响泵压损失的主要因素,新拌混凝土屈服应力增大,则泵管中剪切层的厚度减小,从而降低泵管中单位长度的泵压损失;新拌混凝土粘度增大,则泵管中由于剪切作用造成的阻力增大,进而增大泵管中单位长度的泵压损失。     

陈列柜及风幕数值模拟的研究进展

介绍了目前国内外陈列柜及风幕数值模拟的研究进展,分别从数学模型、应用软件、模型简化、边界条件等方面进行了详细分析.通过对陈列柜风幕数值模拟的介绍和分析,指出了研究中的一些问题,提出了进一步研究的方向.     

上海地铁A型车车厢体空调气流组织的模拟研究

利用计算流体力学软件对地铁A型车厢空调系统在不同工况下的温度场和速度值进行了数值模拟,就其所涉及的风口尺寸、位置、型式以及气流组织等方面定性地进行了比较分析,提出了一个优化方案,为车厢内气流分布的优化设计提供参考。     

CFD在风荷载计算中的应用

风荷载是结构抗风设计中的主要荷载,而现场实测、风洞试验、数值模拟是获取风荷载数据的主要方法。文章介绍了作用于结构上的大气边界层内风的特性、风荷载的特点以及风荷载的研究方法,讨论了在数值模拟中引入湍流模型的必要性,指出了目前计算流体动力学在结构风荷载计算中的进展并对今后的研究方向进行了展望。     

热声斯特林发动机热动力学特性的CFD研究——第一部分:热声自激振荡演化过程

采用商业计算流体动力学(CFD)软件Fluent6.0对热声斯特林发动机热动力学特性进行了热声自激振荡演化过程的数值模拟研究.主要研究了边界条件、初始条件和数值离散方法对模拟瞬态、可压缩、非线性的热声系统的重要影响,同时给出了两种在回热器内部建立温度梯度的方法,比较了它们对应的不同自激振荡演化过程.模拟结果表明,在高于功产生的临界温度梯度时,波动压力振幅被显著放大.本研究初步验证了该CFD研究的有效性.     

段塞流对弯管瞬态冲击的三维CFD数值模拟研究EI北大核心CSCD

在核电站和火电站管路系统中,来自上游的高压蒸汽可使管道中的凝结水团(段塞)加速运动,并在弯管、三通、阀门等非连续部位产生剧烈的冲击力,从而对管道造成严重破坏,影响电站的安全运行。针对管道中段塞运动的高维动力学特性,文章运用CFD对单个段塞在含弯头空管中的运动与冲击过程进行了三维数值模拟研究,并将数值模拟结果与文献中的物理试验结果进行了比较。结果表明,CFD模拟的冲击压力时程曲线及压力峰值都与试验结果具有良好的一致性。同时,基于理论分析,提出并详细论述了冲击过程中压力随时间变化的三种趋势,并通过数值模拟验证了其正确性;通过分析段塞长度的时程变化,得到了段塞的质量脱落率曲线;基于数值模拟得到的段塞瞬时冲击速度,验证了简化的冲击压力理论计算方法,发现理论计算值与试验以及数值模拟结果基本吻合。这证明了CFD数值模拟的准确性以及冲击压力简化计算方法的合理性,二者在实际工程应用中具有指导意义。     

基于CFD数值模拟分析的布袋除尘器改造

布袋除尘为物理除尘,滤袋的稳定使用是布袋除尘器正常稳定运行的关键因素之一,且袋除尘器阻力也逐步成为布袋除尘器的主要考核指标之一,袋除尘在使用过程中若袋除尘器内流场较差、局部高风速、各个袋室分风不均等会影响到袋收尘的收尘效率及滤袋的使用寿命。本文通过对袋除尘器改造前运行情况分析及改造需求,有针对性的进行设备改造,并通过CFD数值模拟进行验证分析,针对其特性进行流场优化设计,确保改造方案的准确性及可行性,降低设备阻力,提高滤袋使用寿命,解决布袋除尘器常见的破袋、阻力大等问题,确保布袋除尘器的正常稳定运行,从根本上解决用户痛点,满足用户需求。     

截止阀启闭时流动特征的动态数值模拟

针对XYZ-125G型稀油站所广泛使用的J41H截止阀工作状态下流场特点,采用计算流体动力学(CFD)的方法对截止阀的流动情况进行动态数值计算。详细模拟出截止阀阀盘开启和闭合过程中阀体内部的速度、压力分布和压头损失。CFD模拟阀体压头损失值和利用理论计算的阀体压头损失值吻合较好,阀门的开启或闭合,水泵的突然停车等原因,使流速发生突然变化,同时产生压强的大幅度波动现象。通过CFD技术在模拟截止阀启闭过程中动态流动状况的应用,能够确定流体通过阀道时所产生的漩涡、水锤和死水区等水流状况,为液压冲击的预测与防范及阀道结构优化提供理论依据。     

基于CFD的空调新风模块数值模拟

采用CFD软件,对空调新风模块的内部流场进行数值模拟,仿真发现新风模块的出口和蜗舌处出现较大范围低速区和回流,导致新风模块的气动噪音较大,本文针对这个问题提出了在出口增加挡块结构方案,仿真和试验结果表明,出口增加挡块可以改善出口处气流的流动情况,出口低速区消失,噪音降低1.2 dB (A)。     

高层建筑周围定常风场的数值模拟

通过对高层建筑周围定常风场的数值模拟与原型试验结果的比较，分析了在进行数值模拟时，入口边界条件和湍流模型等因素对计算结果的影响。模拟结果表明，入口边界条件和湍流模型均对模拟结果具有较大影响。其中，入口边界条件中速度分布对计算结果的影响大于湍流强度分布对计算结果的影响，而RNGk-s湍流模型的计算精度优于标准κ-ε湍流模型。     

Effects of radial air flow quantity and location of an air curtain generator on dust pollution control at fully mechanized working face

To better understand the effects of radial air flow quantity and the location of air curtain generator on dust pollution control, the 2–109₂ fully mechanized working face in Xinzhi coal mine (Huozhou Coal Electricity Group Co., Ltd., Shanxi, China) was numerically simulated in the present study. A full-scale physical model of the working face was established; then, based on airflow-dust particle two-phase flowing characteristics, the k-ε-Θ-k_p mathematical model was constructed. The comparison between simulation results and field measurements validated the model and the parameter settings. Furthermore, the effects of ventilation parameters on airflow migration and dust diffusion were numerically investigated using FLUENT. The results show that the increase of the radial air flow quantity (denoted as φ) and the distance of the air curtain generator from working face (denoted as d_w) is beneficial to the formation of a dust-control air curtain. At a constant d_w, the dust diffusion distance (denoted as D) decreases with the increase of φ. At a constant φ, D decreases with the increase of d_w when a dust-control air curtain is formed; otherwise, the increase of d_w leads to the increase of D. By analyzing the simulation results, the optimal ventilation parameters for 2–109₂ fully mechanized working face and those working faces under similar production conditions are determined as: φ = 240–270 m³/min and d_w = 20–30 m.     

硝基胍连续喷雾干燥数值模拟研究

在对喷雾干燥塔内流动特点认识的基础上,采用较为成熟的计算流体力学（CFD）模型及算法,建立适用于硝基胍物料喷雾干燥的应用模型。利用Gambit软件对几何模型进行网格划分,导入Fluent中进行数值计算,预测塔内流场分布情况、液滴含水率及颗粒平均粒径等。通过测试样机干燥产品的含水率、产品粒度分布及场内温度分布等发现,预测结果与实验结果大致吻合,说明模拟结果有一定的准确度和可靠性。     

鞍形屋盖平均风压分布特性的数值模拟研究

基于Reynolds时均N-S方程和RSM模型对鞍形屋盖的平均风压分布进行了数值模拟,采用有限体积法对控制微分方程进行离散,并采用SIMPLE压力校正算法来实现非线性方程的迭代求解。数值模拟结果与风洞试验结果进行了对比分析,两者吻合较好,在此基础上系统研究了风向角、跨高比、矢跨比、地面粗糙度、风速等因素对屋面风压分布的影响,探讨了结构周围流场的绕流特性。最后根据屋面的结构形式及风压分布特点将鞍形屋面分成12个区,给出了不同风向角下的分区风载体型系数以供工程设计的参考。     

矩形钢箱梁铁路斜拉桥涡振性能及气动控制措施研究

某大跨度矩形钢箱梁铁路斜拉桥存在常遇风速下的涡激振动(VIV).为了抑制涡激振动,采用1∶50节段模型风洞试验,研究了不同气动措施对主梁涡振制振的作用,包括减小栏杆透风率、增设裙板、导流板以及三角形风嘴.试验结果表明,除三角形风嘴能够适当降低主梁的竖弯涡振外,其他气动措施抑制涡振的作用不明显.在此基础上,提出了带平台的...     

三维空间曲面结构风荷载的数值模拟

本文运用计算流体动力学技术,基于FLUENT 流体动力学数值模拟平台,采用雷诺平均法和大涡模拟技术,对球壳、柱面、悬链面、菱形马鞍面及椭圆双曲抛物面五类结构进行了定常、非定常流场的模拟计算。使用自回归模型的线性滤波法生成了脉动风速的时间序列,该脉动风速的时间序列很好地满足了预先设定的脉动风速谱和空间相关性要求,进而将其代入到实际计算的边界条件当中。将五类空间曲面结构表面风压的模拟计算结果与风洞试验结果定量比较：稳态计算得到的平均风压数据与风洞试验结果吻合理想,非稳态计算得到的脉动风压数据与试验结果差别稍大,其中正高斯曲面模拟精度高于负高斯曲面。     

Formation mechanisms of a dust-removal air curtain in a fully-mechanized excavation face and an analysis of its dust-removal performances based on CFD and DEM

A high concentration of dust in a fully-mechanized excavation face is a serious threat to the safety of production underground and miners’ health. This paper discusses the use of a novel air curtain generator and proposes a novel dust control and prevention technique. Based on the k-ε two-equation turbulence model, Hertz-Mindlin model and the CFD-DEM coupled interface compiled with C++ language, this paper firstly constructs a simulation model of the coupling between airflows and dust in a fully-mechanized excavation face, and then simulates the airflow fields and dust fields under forced/exhaust ventilation conditions with and without a novel air curtain generator being utilized. The results show that when only the forced/exhaust ventilation was used, a high concentration of dust spread throughout the entire tunnel space and no effective air curtain was formed. Furthermore, after the air curtain generator was turned on, as the radial-to-axial forced air ratio (P_FQ) increased, the horizontal vortex in the front of the head-on section weakened gradually, and the originally disordered airflows behind the heading machine moved uniformly towards the head-on section. As the P_FQ further increased, the distance (d) between the formed air curtain and head-on section decreased overall; through a curve fitting, this relationship can be written as: d = ?5.247 ln(P_FQ) + 13.569. When the P_FQ > 5:5, the average negative-pressure-induced dust-exhaust capacity increased, the distance between the formed air curtain and the head-on section decreased, and the re-entrainment of dust did not take place in a straightforward manner. Finally, some field measurements were carried out in order to validate the simulated results, with the subsequent comparison showing that the numerical simulated results were basically accurate.     

基于冲击碰撞模型的空间对接半物理仿真真实性验证方法

为了精确定量研究空间对接动力学半物理(HIL,Hardware-In-the-Loop)仿真系统的仿真结果真实性问题,利用无阻尼弹性碰撞动力学模型构造了空间对接动力学半物理仿真的验证模型,提出了描述半物理仿真系统仿真真实性的评价参数,并推导了计算公式。设计了用于半物理仿真试验研究的验证机构,较详细阐述了试验验证方法。建立了空间对接动力学半物理仿真的试验验证系统。在试验系统的水平和铅锤两个平动自由度上,进行了半物理仿真验证试验研究。验证试验结果及试验系统调试过程表明:所阐述的空间对接动力学半物理仿真系统的验证思想和方法是可行的和实用的。     

采用基于KPOD的模型降阶方法提高油藏模拟速度的研究

应用场型了型降阶技术进行了传统油藏模拟器运算速度的研究。考虑到该技术采用本征正交分解(POD)方法能够加速模拟器运算,但对系统的输入参!较敏感,降低模拟的精度和效率,采用了基于Krylov子空间和POD的KPOD方法,以便利用Arnoldi的矩匹配性质和POD的数据泛化能力减少POD方法对模型输入参数的依赖。油藏模拟实例■,KPOD方法在计算速度和精度上都优于POD方法,验证了该方法的有效性和实用性。     

新型半主动整星隔振平台及其模糊最优控制研究

为降低卫星在发射过程中受到的动态载荷,提出一种采用磁流变阻尼器的新型半主动整星隔振平台。建立隔振平台的动力学模型和柔性卫星隔振系统总体的动力学模型。将LQG最优控制和模糊控制技术相结合应用于半主动整星隔振系统,以卫星振动响应能量和作动器输入能量的加权和最小作为最优控制目标来确定最优控制力,并采用预测状态法进行时滞补偿。以最优控制力和磁流变阻尼器的实际出力作为输入变量,以磁流变阻尼器的控制电流作为输出变量设计模糊最优控制器。仿真分析结果表明:新型半主动整星隔振系统采用模糊最优控制时,在卫星轴向和横向方向上都可取得良好的振动控制效果,并且控制效果明显优于被动控制和限幅最优控制。     

基于EMD与GA-PLS的特征选择算法及应用

针对振动信号非平稳性和特征优化选择的问题,提出一种基于EMD和GA-PLS的特征选择算法。在该算法中,首先,采用EMD方法将振动信号分解成多个固有模态函数(Intrinsic Mode Function, IMF),对IMF分量建立自回归（AR）模型,以AR模型系数和残差作为初始特征向量,然后,遗传算法与偏最小二乘法相结合(GA-PLS)的算法对初始特征向量进行筛选得到新的特征向量,最后,以新的特征向量为输入,建立分类器,用来识别手动换向阀的工作状态和判断故障类型。实验结果表明,采用该特征选择算法能准确地选择出特征,并能应用于手动换向阀的故障诊断