石脑油及原油边界层蒸发特性的实验研究

从环境风速、蒸发面积和蒸发液池与地面相对位置3方面分别对石脑油和原油的蒸发动力学特性进行了风洞实验研究。实验结果表明,石脑油在低风速和液面面积较小的情况下,石脑油的蒸发受风速和液面面积的影响明显,增加风速或增大液面面积后,影响减弱。这表明石脑油的蒸发在一定程度上受边界层蒸发控制。原油的蒸发几乎不受风速、液池面积的影响,这说明原油的蒸发受边界层条件控制的程度很小,其蒸发速率主要由其自身性质(如分子扩散系数、蒸气压等)所决定,其蒸发过程是受基本蒸发过程控制的。通过对实验数据进行分析,石脑油的蒸发质量随时间表现出乘幂的变化关系,幂次大约为0.70;原油的蒸发质量随时间表现出乘幂或对数的变化关系,其幂次大约为0.55。     

强风环境110kV下XSP-160型瓷三伞绝缘子积污特性数值模拟

研究110 kV强风环境下绝缘子积污特性,有利于减少污闪事故发生,保证我国西北电网及电气设备的安全运行。以XSP-160型瓷三伞绝缘子为研究对象,利用COMSOL软件对本校风洞条件下该绝缘子积污特性进行数值模拟,将模拟结果与其风洞试验结果进行对比表明:两者在数量级及变化规律上一致,验证了该模拟方法的可行性。研究了110 kV强风环境下该绝缘子的积污特性,分析了风速、粒径、电压类型对其积污量的影响。结果表明:在直、交流电压作用时,该绝缘子表面整体积污量趋势均随风速的增加而降低;同一风速及相同电压作用时,其表面整体积污量及其增长率均随着粒径的增加而增加;与交流电压作用比较,直流电压作用下,同一(风速、粒径)条件下其表面整体积污量大,且积污直交比随风速增大而逐渐减小;20μm粒径时,不同风速及电压类型作用下,积污沿伞裙均呈"U"型分布,且交流电压下此分布更为明显。     

风沙颗粒起动形式的实验研究

应用高速摄影技术,在风洞实验中获得沙粒运动的连续高速摄影图片,通过时序分段图像叠加方法处理,获得单个粒子的运动轨迹．按照沙粒与气流之间、沙粒与沙粒之间相互作用关系,划分沙粒的起动形式．结果表明,在风沙两相流中的沙粒相存在“自发起跳”、“冲击起跳”和“入射．反弹”等3种起动方式,且3种起动形式在沙粒的起动过程中是交替发生的．     

污水自吸泵固液两相流非定常研究

选取65zw30-40污水自吸泵为研究对象,基于Mixture多相流模型和RNGk—ε湍流模型,采用Fluent软件对包含腔体在内的污水自吸泵全流体域进行非定常模拟。结果表明:叶片吸力侧的沙粒体积分数明显高于压力侧,叶轮入口及叶片尾缘处沙粒的体积分数较高;涡室内沙粒主要分布于涡室外缘靠近叶轮前盖板侧,随时间的增加涡室内沙粒体积分数较大的区域随叶轮的转动发生变化;腔体的沙粒主要分布于腔体的外缘,内部沙粒分布较为均匀。随时间的增加,污水自吸泵内两相的流动情况及沙粒的分布趋于稳定。随沙粒直径增加,输送流体阻力增大,自吸泵内流体的最大速度逐渐减小。计算域中引入了腔体流体域,与泵在实际运行时的情况更加符合,使结果更加准确。     

低速开口回流风洞的气动设计及数值计算

设计了一座试验段当量直径为1.5 m,试验段长度为2.0 m,最高实验风速为50 m/s的低速开口回流风洞.采用三维建模软件和计算流体力学软件,对风洞的流场品质进行数值计算.气动设计过程表明,收缩比、收缩曲线线形、蜂窝器、紊流网对流场品质有较大的影响.     

广西某地域边界层风洞流场品质的测试

介绍了广西某地域边界层风洞流场品质的测试方法和测试数据分析，包括：试验段风速范围、紊流度，气流稳定性，流场均匀性，气流偏角等五项，测试结果说明该风洞流场品质满足结构风工程试验要求。     

低风速下瓷三伞绝缘子积污特性数值模拟研究

为探讨瓷三伞绝缘子表面积污规律,以XSP-160型瓷三伞绝缘子为研究对象,利用COMSOL模拟了其风洞条件下的积污特性,并与风洞试验结果进行了对比,结果验证了此方法的可行性。藉此,用该方法研究了该绝缘子自然条件下的积污特性与沿伞裙积污分布规律。结果表明:绝缘子表面积污直交比随风速增大而减小,随粒径增大而增加;与交流电和不带电情况相比,直流电作用下其表面整体积污量及其增长速度更大、更快,而前两种情况下,积污量相当,且基本不随粒径变化;小风速大粒径直流电作用下的绝缘子沿伞裙表面积污量呈不规则"U"形分布;随风速增大、粒径减小,"U"形分布特性逐渐消失。     

两组分液体蒸发过程动力学特性的实验

对多组分的蒸发动力学过程进行了分析,指出其蒸发过程是分3个阶段进行的。利用环境风洞分别对苯-甲苯以及苯-乙醇两组分液体在不同风速、不同蒸发面积以及不同的液面与地面相对位置下的蒸发动力学特性进行了实验研究。实验结果表明,苯-甲苯以及苯-乙醇混合溶液的蒸发过程容易受环境风速、蒸发面积以及气流紊乱程度的影响,这表明其蒸发过程是受边界层蒸发控制的,因此,在建立蒸发速率预测模型时,只须考虑环境风速、蒸发面积、地表粗糙度等因素对蒸发的影响。通过对蒸发质量随时间变化的分析,得知两组分之间蒸发性能越接近、体积比越接近、环境风速越大、蒸发面积越大,蒸发质量随时间的变化越容易表现出乘幂的变化关系,且平均幂次约为0.80。     

悬索屋盖结构抗风动力性能的风洞实验研究

本文根据所推导的悬索屋盖结构气弹模型相似条件,对悬索屋盖结构在风荷载作用下的动力性能进行了气弹模型风洞实验。研究了各种结构参数对其气动性能的影响。给出了结构位移随风速变化的曲线。     

涠西南凹陷可钻性规律分析

根据涠西南凹陷测井资料计算出各层段的抗压强度,使用sufer软件对各层的抗压强度进行编辑,将得到的平面图与各层段的深度平面图进行比对。结果表明,在平面上涠洲组三段、流沙港一段和流沙港三段的抗压强度有随深度增加而增加的趋势,流沙港二段由于岩性主要为偏软的泥页岩,抗压强度较低,表明压实效应对北部湾地层的可钻性有重要的影响。     

基于风洞试验的风沙两相流耦合流场特性

风沙两相流结构的理论与研究方法已趋于成熟,主要集中在风沙物理运动本身和防风固沙工程方面,然而,将风沙运动现象及其对建筑结构物的作用效应相结合的研究还比较鲜见,继续开展风沙地区工程结构的抗风沙研究具有重要的现实与工程意义。通过风沙风洞试验,模拟了实际沙漠地貌下的风场特征,重点通过风洞顶部落沙研究了类似沙尘暴环境下的沙浓度、风沙流速度廓线以及湍流强度随高度的变化情况。通过控制相同风速、变化不同输沙率进行落沙,以此形成多种不同类型的风沙两相流耦合流场,并与净风工况相比较。试验结果表明：沙浓度梯度分布与落沙孔数量、控制风速以及高度均相关;风沙流场中沙颗粒的运动对风速剖面有一定的削弱作用,对湍流强度却有增强作用;风场中沙质量浓度沿高度方向的分布特征直接影响了各高度处风速和湍流强度的大小,沙浓度越大的高度处对风速的削弱程度越显著,且对湍流强度的增强程度越大。     

极值-I型风速预测的Bayes方法

为提高极值-I型风速预测精度,在Jeffreys准则的基础上,采用Bayes估计中的Lindley近似方法推导极值-I型风速预测表达式.采用Monte Carlo法产生服从极值-I型分布的伪风速母样,基于伪风速母样分别采用基于Bayes理论和最大似然估计理论的极值-I型风速预测方法进行风速预测,并与伪风速母样的理论值进行对比分析.结果表明:与最大似然估计法相比,采用基于Bayes理论建立的极值-I型风速预测模型进行风速预测的精度更高,且精度随着伪风速母样样本量的增加而提高,位置参数先验样本数量的增加以及先验方差的增大对计算精度没有影响.     

大跨度膜屋面风致雪压的数值模拟研究

风荷载是影响结构表面积雪分布的重要因素.本文应用雪漂理论,采用CFD数值模拟技术对由风荷载影响引起的膜结构表面积雪分布规律进行了研究.计算了典型形状膜结构在不同风向角下周围的雪漂运动和风致雪压,总结了膜结构表面风致雪压的分布规律.结果表明风荷载的作用会造成膜结构表面雪压分布的改变.研究结果对膜结构实际工程抗风雪设计提供了有价值的参考.     

基于数值模拟Savonius风力机性能优化研究

为深入研究升阻型风力机与升力型风力机的气动性能,基于CFD软件,采用k-w SST湍流模型,利用双滑移网格技术对2者的启动风速和切入风速进行流场计算,研究在低风速下2种风力机的气动性能。结果显示：升阻型风力机具有较大的启动力矩、较小的切入风速以及较小的启动风速;升阻型风力机在低风速下比升力型风力机更容易启动,且在失速之前升阻型风力机的输出功率较大,但在失速之后升阻型风力机输出功率低于升力型风力机。     

应用高阶统计量对风电场风速建模与仿真

研究风力发电仿真首先要研究风能特性的仿真。针对某风电场实测风速标本进行了基于高阶统计量时间序列的风速建模与仿真,不但解决了统计学风速模型不易实现且无法建立多种变化风速模型的问题,而且高阶统计量理论的应用消除了传统时间序列风速建模中把自然风完全等同于理想高斯过程所带来的误差,同时去除了测量噪声的影响。     

风剪切对风力机设计的无关性分析

根据指数律的风速分布函数,对风轮扫掠面积上的实际风功率与以风轮中心风速为设计风速产生的风功率的差值做精确计算,得到了风功率的增量。在四类廓线指数、七种塔架高度情况下,利用数值积分方式计算得到的结果表明,采用风轮中心风速做为单一的设计风速是切实可行的,风剪切对于风力机的气动设计基本无关。     

Gumbel分布的基本风压计算与分析

统计了中国159个代表性城市在1951-2008年的历年最大风速值,采用Gumbel分布进行统计分析并对其参数进行估算.用矩法和耿贝尔法分别计算出重现期为10、50、100 a的基本风压值,并采用柯尔莫哥洛夫检验法进行检验,最后与规范取值进行对比分析.结果表明,当采用Gumbel分布对中国各地区的最大风速年极值进行统计时,耿贝尔法比矩法拟合效果好;重现期为10、50、100 a的基本风压值对比分析表明,《建筑结构荷载规范》(GB 50009)的基本风压值与采用近58 a的历年最大风速值计算的基本分压值相比存在较大差异,表明规范计算的采样数据少,取值已经不能真实反映中国的基本风压情况,建议进行相应修订.     

深切峡谷底斜拉桥颤振稳定性能研究

以峡谷底斜拉桥——迫龙沟大桥为工程背景,结合地形试验结果和大桥具体位置确定了桥位处的设计风参数;分别检验了小风攻角和大风攻角下颤振稳定性能,阐明了颤振临界风速随风攻角改变的变化规律;分析了颤振导数和系统阻尼的变化特征,获得了不同结构状态下主梁断面颤振驱动机理。结果表明:峡谷底桥梁的设计基准高度可参照跨中位置确定,颤振检验风速可按不同风攻角区间分别确定;颤振临界风速和颤振检验风速随风攻角的增大均呈降低趋势,但由于下降速率不同有可能出现小风攻角下颤振不失稳而大风攻角下颤振失稳的现象;不同风攻角状态下或施加气动措施前后,颤振导数和系统阻尼与折减风速的变化特征相似,表明颤振驱动机理和颤振形态均保持不变。     

大跨径悬索桥空气动力稳定性的影响因素研究

随着悬索桥跨径的增大，缆索直径以及作用在其上的风荷载、静风效应以及风速空间分布的非均匀性都将随之增强，对大跨径悬索桥的空气动力稳定性将可能带来不容忽视的影响．以润扬长江大桥为例，通过分析揭示了静风效应、风速空间分布的非均匀性以及缆索风荷载等因素对大跨径悬索桥空气动力稳定性的影响．结果表明：静风效应对大跨径悬索桥空气动力稳定性的影响比较重要，但是风速空间非均匀分布和缆索风荷载等因素对大跨径悬索桥的空气动力稳定性基本没有影响．     

风力机风轮设计中风速的处理

风力发电是风能利用的最好形式.随着单机容量的不断增大，风力机的整体尺寸也越来越大，包括塔架高度.一般情况下，无穷远来流风速随高度的增加而逐渐增大.所以在设计大功率水平轴风力机风轮时，风轮设计者是否要考虑无穷远来流风速在铅垂高度等于直径的范围内的速度梯度将是一个值得注意的问题.为准确计算风轮的气动特性，就必须针对这一速度变化范围用合理的方法给定设计风速.分析并证明了用风轮中心处的速度作为设计风速是相当合理的.