静电除尘器内二维稳定浓度场的数值模拟

本文用幂函数差分格式,对静电除尘器内二维稳定浓度场进行了数值模拟.在此基础上,探讨了对Deutsch公式的修正问题.     

山区大气扩散风场及浓度场的数值模拟

本文依据一个同时包括地形,热力以及摩擦等因素在内的,能够较真实地反映复杂地形下,大气运动基本特征的近地层水平流场二维数值模式,将其扩展成三维模式,在此基础上,从平流扩散方程出发,建立了一个与上述流场相应的浓度场予报模式。利用长寿化工厂及附近的地形和污染等有关资料进行了浓度场分布的计算,并与实测资料作了比较得到较好的结果。山区复杂地形条件下,大气污染浓度分布的数值模拟包括两个部份的工作,第一部份是在一定的大尺度大气背景流场下模拟由于地形的热力和动力因素造成的局地流场,以及相应的湍流场,第二部份是在上述流场的基础上模拟污染物的输送规律。显然,第一部份的工作是解决大气污染物浓度分布数值模拟的基础。本文结合长寿化工厂的环境评价工作,对复杂地形下的三维流场的浓度场的数值模拟作了一些研究工作,主要以浓度场的模拟为主。     

TNT 粉尘爆炸压力发展过程研究

在２０Ｌ球形粉尘爆炸装置中，对ＴＮＴ粉尘爆炸压力发展过程进行了研究，主要讨论了浓度、粒度对其最大爆炸压力（ｐｍ）及最大压力上升速率（（ｄｐ／ｄｔ）ｍ）的影响；同时，理论建模对不同粒度、浓度、湍流度等情况下压力发展进行了研究，发现与实验基本吻合．     

TNT粉尘爆炸压力发展过程研究

在２０Ｌ球形粉尘爆炸装置中，对ＴＮＴ粉尘爆炸压力发展过程进行了研究，主要讨论了浓度、粒度对其最大爆炸压力及最大压力上升速率的影响，同时，理论建模对不同粒度，浓度、湍流等情况下压力发展进行了研究，发现与实验基本吻合。     

横流中多孔射流浓度场的特性

采用标准的κ－ε湍流模式，结合混合有限分析法预报了横流中多孔射流的浓度场特性，其成果是合理的，对废水排江扩散器的水力设计有参考意义。     

煤层干式钻孔粉尘质量浓度分布规律的数值模拟

干式钻孔过程中,风力排渣系统将钻屑沿钻孔环状狭缝高速排出,会产生高浓度粉尘.为有效地控制煤层干式钻孔粉尘污染,探寻影响粉尘分布的主要因素,确定出粉尘质量浓度较低的钻孔工艺参数配置,运用SolidWorks联合DesignModeler建模、Mesh划分网格、Fluent解算、CFD-Post后处理等手段,对不同边界条件下煤层干式钻孔粉尘质量浓度分布进行数值模拟,并与现场实测数据对比分析,两者基本吻合.研究结果表明:压风自环状狭缝喷出后速度急剧衰减,整体呈锥体分布,大颗粒钻屑喷出孔口后就地沉降,细小颗粒悬浮在空气中并随风流继续扩散;钻场内粉尘质量浓度沿程先急剧上升至一个最大值,后快速下降,再逐步缓慢降低;水平方向上,机道中央粉尘质量浓度最高、巷道中央次之、人行道中央最低;竖直方向上,粉尘质量浓度呈现出中间高、上下两侧低的分布规律;钻场风速、钻杆转速、供气压力、钻杆型式及钻孔类型是影响粉尘分布的5个主要因素;当钻场风速为0.5 m/s、钻杆转速为2 r/s、供气压力为0.8 MPa时,采用外平钻杆钻进斜平行预抽钻孔,可取得良好的减尘效果.研究成果可有效地指导现场钻孔作业和防尘装置研发.     

三维湍流轿车外流场数值模拟

采用椭圆型方程生成空间网格,运用有限容积法和Ｋ－ε模型计算了三维湍流轿车外流场。相应的模型试验表明,两者结果基本一致。     

哈桑体育场内场风流场三维数值模拟

哈桑体育场内场均匀流下0°风向1.5m高度和沿东、西向纵截面风流场的数值模拟结果,与风洞实验结果吻合;随后由大气层边界层来流风剖面下的三维数值模拟表明:体育场内部的平均风流动存在有大小不同的旋涡,主旋涡为空间螺旋上升的,并随风向的不同发生变化;体育场内部湍动能的分布为脉动风的分析提供了依据.     

破碎硐室粉尘质量浓度分布的数值模拟及实验

为了改善破碎硐室粉尘质量浓度超标的现状,获取合理的通风除尘参数,根据相似原理,结合气固两相流的运动方程,导出了模拟破碎硐室粉尘运动的相似准则数,建立了破碎硐室相似模型,运用Fluent软件对破碎硐室相似模型粉尘质量浓度分布进行数值模拟,并与相似实验数据对比分析,模拟结果与实验数据基本吻合.研究结果表明:捕捉壁面条件下粉尘质量浓度较之反弹壁面要低;入口风速为0.2~0.5 m/s时,粉尘质量浓度随风速的增大逐步降低.安装抽风除尘系统后,粉尘质量浓度基本保持在2 mg/m3以内,平均除尘率高达90%以上.     

轴流泵内部三维湍流场数值模拟

设计了一900型号的轴流泵,进行了轴流泵全流道的三维造型和数值模拟,数值模拟采用基于雷诺平均Navier-Stokes方程和标准模型,采用了SIMPLEC算法．通过数值模拟得出了叶片表面速度和压力分布规律．通过分析结果表明：叶片表面的相对速度沿径向逐渐增大,其分布规律符合圆柱层无关性假设;叶片发生汽蚀的危险区域位于叶片外缘进口边到出口边约1／4处;叶轮出口处流场呈螺旋形向外运动趋势．     

板坯连铸中间包内钢液流场和浓度场的数值模拟

采用FLUENT软件对板坯连铸中间包内的流场和浓度场进行数值模拟,分析中间包内有无挡墙以及挡墙参数变化引起中间包内流场、浓度场的变化情况。模拟结果表明,湍流控制器与挡墙的优化配合使中间包内钢液的平均停留时间由502 s延长至573 s,死区体积分数由29.7%降为14.4%,优化挡墙与挡坝参数有利于钢液温度和成份的均匀,及夹杂物的上浮去除。     

燃烧器分组对炉内空气动力场的影响及数值模拟

提出将大高宽比燃烧器进行上下分组，并采用带有侧二次风的水平逍缩煤粉燃烧器来解决炉壁结渣的问题。对此进行的冷态模化试验研究和数值模拟研究指出；燃烧器分组使炉内气流放置相对直径，壁面附近切向速度与最大切向速度之比，放置动量等明显减小，炉膛内充灌度良好。     

井底漫流场数值模拟研究

理论研究、台架实验和现场经验表明：井底流场的特性与钻井效率、钻井安全、钻头寿命等有着密切的关系。而喷嘴几何形状、喷嘴布置方式是决定井底漫流场是否合理的关键因素。为了发展有预见性的定量化井底流场研究技术，应用热流理论井底漫流场进行了数值模拟。模拟结果与台架实验对比表明，井底漫流场数值，模拟能比较客观的反映不同喷嘴组合、不同侧倾角、不同后倾角条件下几股射流的相互作用情况，可为评价井底流场的优劣、钻井效率的高低提供一定的理论依据。     

阜山金矿采场稳定性数值模拟

根据阜山金矿地质资料，用有限元法模拟了不同采充高度采场的应力场和位移场。结果表明：采用尾矿充填并配合上盘锚杆是维护围岩稳定性的有效方法；合理的采充高度是分层高度为４ｍ，最大控顶距为６ｍ。该结论可用于指导采场的设计。     

综采工作面呼吸性粉尘浓度数值预报方法

根据瞬时源一维离散方程的解析解和叠加原理，提出了具有移动性尘源的综采工作面呼吸性粉尘浓度数值预报方法，并给出了计算实例。     

河道水流三维流速场的数值模拟研究

为了寻求一种先进的数值模拟方法来研究河段水流的流场特性,采用VOF紊流数学模型对大渡河安顺场堤防工程兴建河段建堤前后的水流流速场进行了三维数值模拟研究,模拟计算了该河段堤防兴建前后流速场内流速大小、方向、水位等的变化情况。计算表明,VOF紊流数学模型是一种处理复杂自由表面的有效方法。该法不仅具有稳定性好,灵活性强和精度高的优点,而且网格划分灵活,因此能较好地模拟不规则河道边界,很适合于天然河道三维水流流速场问题的数值模拟研究。     

热油管道温降及土壤温度场数值模拟

优化管道建设和制定科学合理的热油输送工艺,需要准确预测埋地热油管道运行过程中管内油品温降和土壤温度场变化情况。提高预测的准确性,在计算过程中要充分考虑管外环境和管内油品温度等多种因素的影响。用有限元法对不同埋深的热油管道输送过程中管内油品温降和土壤温度场进行了数值计算,得出了不同埋深管道在不同时刻管内油品温度变化和管道周围土壤温度的分布情况。通过对计算结果分析表明,管道埋深、输油时间等对管内油品温度变化有很大影响,优化管道建设和制定科学合理的热油输送工艺要充分考虑其影响。     

河谷坡度对岩体地应力场影响的数值模拟

通过选取河谷坡高及谷宽作为引起坡度变化的主要因素,采用FLAC3D计算程序,并结合河谷发育演化史,研究了坡度变化对河谷岩体地应力的大小、方向及分布的影响。研究结果表明：(1)谷底应力集中现象明显,呈现河谷区典型的“应力包”分布特征,应力集中区范围及最大主应力量值均随坡度的增加而增大;(2) 谷坡上方浅部属于低应力区,最大主应力值随坡度的增加而减小,而谷坡下方靠近坡脚附近的最大主应力值随坡度的增加而增大;(3) 主应力方向分布特征在河谷不同部位存在明显的差异,且坡度越大,差异越明显。最后,以南水北调西线工程阿达坝区为例,对坝区地应力场分布特征进行分析,进一步验证了数值模拟结果的正确性及合理性。