非通风控制燃烧的火灾中窗羽流的温度分布特性

为研究非通风控制燃烧的火灾中窗羽流的温度分布特性,通过数值模拟和实验研究的手段对起火房间为非通风控制燃烧时窗羽流的温度分布特性进行了研究,探讨了火源功率和建筑外窗宽度对窗羽流温度分布特性的影响,得到了羽流中心断面量纲一的最高温度随高度的变化规律.研究结果表明:随着外窗宽度的增加,窗羽流呈现出贴附羽流的特性,羽流高温区接近外立面,火灾向上层蔓延的危险性加大.外窗宽度较窄时,不同高度断面上中心羽流温度的水平分布接近于高斯分布,最高温度远离外立面.由于卷吸特性的不同,窗羽流中心断面最高温度随高度的变化趋势介于线羽流和轴对称羽流之间.     

阳台喷射羽流热动力特性的数值研究

阳台喷射羽流是中庭建筑火灾中烟气羽流的主要形式,正确理解阳台烟气羽流的热动力特性是防排烟系统设计的关键.通过数值模拟方法对不同结构形式的阳台喷射羽流的热动力特性进行了研究,并与早期的研究结果进行了对比.结果表明,在描述羽流的卷吸行为时,卷吸系数的值取0.11更接近实际.当喷射羽流接近于二维流动时,Poreh模型和Thomas-1998模型的计算结果更为合理.     

层状盐岩小井间距双井水溶造腔流场相似模拟研究

为解决层状盐岩单井水溶造腔过程中建槽周期长,提管工艺复杂等问题,开展层状盐岩小井间距双井水溶造腔技术研究。拟采用选定物理法建立相似试验平台,探讨小井间距双井水溶造腔流场及浓度场特征,揭示双井水溶溶腔腔体扩展与流场的联系。结果表明：双井水溶造腔过程中腔体流场可以划分为4个区域：边界溶蚀区、浮羽流区、对流扩散区和底部饱和区,各个区域相互影响。浮羽流区是驱动流体运移的关键区域,根据浮羽流区流场特征建立相应的流场模型;根据宏观流动特征,对流扩散区分为强扩散区和弱扩散区;边界溶蚀区对双井水溶溶腔腔体扩展有显著影响;饱和区示踪特征不明显但浓度分层明显。通过对比分析双井造腔和单井造腔模型试验结果,发现双井水溶造腔工艺有利于盐穴建槽期,研究为小井间距双井水溶造腔技术的应用提供一定的理论基础,对盐穴储气库的优化建造具有重要意义。     

水泥线窑头余热锅炉对流烟道流动特性研究

锅炉烟道流场设计是决定水泥线低温余热锅炉性能的重要因子.针对每年5000 t水泥线余热锅炉的烟道流动,采用标准κ-ε模型对锅炉烟道烟气流动特性、不同受热面布置方式的流场分布不均匀性进行了数值模拟研究.结果表明:锅炉废气引入弯管外侧聚集流动,而其内侧出现负压区;受热面管束可降低锅炉引入弯管所致的流动不均匀性.研究结果对水泥线余热锅炉烟道和受热面设计分析和锅炉运行安全性有重要意义.     

舰用增压锅炉烟风阻力计算方法研究

增压锅炉是适合于大型水面舰艇的主动力装置.通过对增压锅炉烟气通道、配风器和对流管束内烟气的流动特性分析,借助对部分烟气流动情况复杂区段的流场数值模拟,根据流体力学基本理论,结合在现有非增压锅炉设计运行中广泛采用的烟风阻力相关参数、计算公式和线算图表,探讨了适合增压锅炉的烟气通道、配风器和对流管束的烟风阻力计算方法.并以现役某型增压锅炉为实体,利用选定的公式进行烟气通道、配风器和对流管束的阻力校核计算,验证了公式的可行性.     

利用大涡模拟研究地铁区间火灾的烟气扩散

为了对地铁区间发生火灾的危险性进行评估和分析,建立数学模型并运用大涡模拟方法对具有代表性的北京地铁环线积水潭—鼓楼区间隧道在列车发生火灾情况下的烟气扩散情况进行研究.通过数值模拟研究得到了隧道内排烟风机不同开启状态下不同高度的烟气质量浓度的分布、烟气在隧道内的水平扩散距离和水平扩散速度.另外,通过对临界风速的计算和隧道风速的模拟来验证积鼓区间隧道排烟风机抑制烟气扩散的效果.研究结果表明,所安装隧道排烟风机在5MW火灾场景下可以使内环隧道风速达到临界风速要求,能够控制逃生路线上的烟气层安全高度.模拟结果可以为地铁区间隧道的改造及人员疏散方案提供相关参考.     

高层建筑竖井内烟气流动特性及控制方法

竖井火灾烟气流动特性和控制是与高层建筑火灾安全紧密相关的问题。从竖井烟气流动作用因素、烟气参数分布特性与烟气上升速度3个方面论述了对于高层建筑竖井烟气流动特性的研究现状。总结了目前常用的竖井烟气控制方法及工程实践中存在的问题,提出了改善烟气控制效果的方法和思路。     

住宅建筑内火灾高温烟气流动规律试验研究

以住宅建筑火灾安全为研究背景,利用多室多层住宅建筑缩比模型,进行了空间构造形式对室内火灾升温及高温烟气流动影响的试验研究。重点考察了不同火源点情况下,各房间内部的升温模式和温度分布,间接分析了高温烟气流动的规律。试验结果表明,住宅建筑的枢纽空间构造形式、房间门上方垂壁及各房间的相对位置对室内高温烟气的流动具有较大的影响。室门上方垂壁能够有效阻止高温烟气的扩散,室内外温差要高于无垂壁房间;非起火房间的室门开启方向与起火房间相对时,高温烟气的进入量要高于两者开口同向或平行情况。     

机械送风对中庭火灾排烟的影响

为了掌握建筑中庭底部发生火灾时,不同机械送风方式对热烟气运动规律与排烟效率的影响,从而为中庭防排烟设计提供参考,利用大涡模拟(LES)数值方法对某商场内的中庭式建筑空间4种机械送风方案对火灾产生的热烟气流场作用效果进行了模拟.通过对结果比较分析后得到,单纯采用侧送风方式会扰乱热烟气,并会加剧烟气向周围平台的扩散和烟气层的下沉;底部采用上送风方式时虽然会在一定程度上缓解烟气层高度的降低,但不能防止烟气在中庭上部分向周围平台的扩散;而采用上送风和侧送风相结合、多个送风口分布的方式不仅能够减缓烟气层高度的下降,同时还可以有效防止烟气向周围平台的扩散,是比较适用于中庭的一种送风方案.     

住宅建筑内火灾高温烟气流动数学模型

以住宅建筑火灾安全为研究背景,根据多室实体住宅建筑模型室内火灾升温及高温烟气流动影响的试验结果,重点讨论了起火房间尺寸、门洞尺寸及枢纽空间等3个主要空间构造因素对室内高温烟气流动影响。以质量守恒等相关热力学和流体力学基本概念建立了住宅空间单室尺寸与高温烟气分布的几何关系模型;利用动量守恒控制体法建立了开敞空间的开口尺寸与烟气扩散的关系模型。分析表明,住宅建筑火灾安全应充分考虑空间构造形式的影响;通过对烟气流动模式的独立房间尺寸设计和房间连通形式设计,可以有效地控制室内温度分布和烟气流动路径。     

用单照相机研究大气扩散参数的透视修正方法

本文介绍了用单照相机摄影研究大气扩散参数的一种方法,并提出对该法进行透视修正的方法。透视修正法由四部分组成,除关于照片上可见烟流最大下风距离的修正,引自文献外,其余,即关于不同下风距离的修正;关于烟流抬升高度的修正,关于烟流厚度的修正,是本文作者提出的。与已发表的文献相比较,本方法简化了现场摄影操作,增大可见的下风距离,从而得到较多资料,并使普通计算方法引入的扩散参数的计算误差得到进一步的降低。     

基于遗传算法的机器人主动嗅觉研究

提出了基于遗传算法的多机器人主动嗅觉的一种新的实现策略.首先给出一个简单的多峰值的烟羽模型且只有一个最大值;其次给出在此仿真环境中的基于遗传算法的机器人主动嗅觉实现过程.仿真结果验证了该搜索策略的有效性.     

An introduction to the novel vacuum plume effects experimental system

This paper introduces a newly developed vacuum Plume effects Experimental System(PES) used for plume effect tests of rocket engines and vacuum heat tests of satellites. The design level, manufacturing technique, and testing capabilities of the PES have reached a highly advanced level at home and abroad. The PES mainly consists of a vacuum chamber, vacuum acquisition system, nitrogen system, helium system, and parameter measurement system. A breakthrough was obtained on the Large Scale Cryo-Pumping System, which was based on a combined liquid nitrogen and liquid helium heat sink. An internal cryopump with a limiting temperature of 4.2 K and an efficient absorption area of 305 m2 was developed. The absorption capability of the cryopump was above 7×107 L/s. Vacuum plume tests were performed in the temperature ranges of ambient temperature, liquid nitrogen, and liquid helium. The experimental results showed that the plume test capability of PES is higher than that of similar foreign equipment STG and CHAFF-4. For 2 g/s and 117 N rocket engines, the dynamic vacuum degree of environment was 8.0×10?4 Pa(approximately 137 km height) and 1.1×10?2 Pa(approximately 106 km height), respectively.     

竖通道内火旋风中轴线羽流温度特性

为掌握竖通道内火旋风热流场温度特性,利用数值模拟方法对竖通道内火旋风中轴线上温度进行研究.通过将数值模拟结果和实验数据对比,验证了构建的数学模型对有侧开缝的竖通道内火旋风中轴线上温度模拟的准确性;基于Mc Caffrey油池火羽流温度分区思想,发现竖通道内火旋风羽流温度可被近似为3个被纵向拉长的区域;通过对结果的数据拟合得到了适用于竖通道内火旋风中轴线上羽流温度计算公式的各分区高度及公式中相应系数值.     

单极高压直流输电线路电场强度计算

通过改进Sarma计算方法和引入分裂导线的作用，运用解析法计算了高压直流输电线路的电场强度，并分析了线路几何参数的影响.结果表明，电场强度随距导线距离的增加而急剧衰减，地面最大电场强度位于导线垂直投影处.次导线半径和导线对地高度对电场强度的影响较明显，次导线半径越大，导线越高，电场强度则越小.次导线布置形式和导线分裂间距对电场强度的影响很小.在不同次导线半径下，最大电场强度与运行电压呈近似线性关系.在不同导线对地高度下，最大电场强度与运行电压呈发散状的非线性关系.将解析法计算结果和有限元法计算结果进行比较，两者吻合较好.     

沥青路面拥包三维指标计算方法

为全面、准确评价沥青路面拥包严重程度,实现三维指标的自动计算,利用室内三维激光检测设备获取高精度、高密度的拥包模型激光点云数据,采用Lowess算法进行数据预处理,再利用RANSAC算法获取拥包下底面轮廓数据,基于HARR矩阵建立拥包三维模型.在此基础上,利用高差法和微元逼近法分别计算了拥包的最大高度、下底面积、隆起体积与行车方向最大坡度等三维指标;对比轻、重两个严重等级的拥包三维指标计算结果,研究激光线纵向间距对指标计算误差的影响规律.结果表明:当激光线纵向间距为0.5 mm时,拥包最大高度、下底面积、隆起体积和行车方向最大坡度的相对误差分别不超过3.28%、2.17%、3.76%和1.97%;随着激光线纵向间距逐渐增大至10 mm,拥包三维重构模型产生部分缺失,导致拥包三维指标相对误差逐渐增大;当间距为5 mm时,三维指标计算最大相对误差分别为3.49%、4.65%和7.11%和7.27%;当间距为10 mm时,隆起体积和行车方向最大坡度的相对误差均超过10%;建议采用三维激光技术对拥包进行检测时,纵向间距设置不大于5 mm,以保证拥包三维指标计算结果准确性.三维指标计算方法可评价拥包严重程度,评估行车安全风险.     

钢包底吹多相流运动参数的理论研究

根据全浮力物理模型，应用动量定理建立钢包庇吹中粉气液三相区中平均速度和液体平均体积浓度的全浮力数学模型．计算结果表明：三相区中平均速度随高度的增加而减少，液体平均体积浓度随高度的增加而增大；粉气液三相区锥角和液体密度随着高度的增加对平均速度和液体平均体积浓度的影响逐渐减小．     

钢包精炼炉两相流和重要工艺参数

本文研究了钢包精炼炉内羽流的特性，建立了钢包精炼炉及其水力模型羽流两相区内中心线速度，任意一点速度，平均速度以及循环流量与物料混匀时间的数学公式，用本文推导出的诸公式的计算结果与实验测定的结果很吻合．     

Geometry effect on water-evaporation-induced voltage in porous carbon black film

Water-evaporation-induced electricity generation shows great application prospect due to the volt-level voltage induced by natural water evaporation in ambient environment. Increasing investigations have been conducted on water-evaporation-induced electricity in different materials, surface treatments, working mechanisms and wide ranges of practical applications. However, to further enhance the electricity output remains a great challenge. In this study, we fabricated porous carbon black films with isosceles trapezoid shapes to generate water-evaporation-induced electricity, in contrast with the widely used rectangle samples. We found that an isosceles trapezoid film produces two different voltages by inversing the film, because of different flow rate and capillary height after inversion. The ratio of these voltages varies with the length of longer base when lengths of shorter base and height are fixed, and the maximum ratio can reach 1.77:1 in our study. This work shows the importance of geometry design in improving the output voltage.

     

大空间单列水平线热源自然对流速度,温度场及换热的解析模型

单列线热源是房间热源的基本组成元素,基于对单一线热源浮力尾流的讨论,提出了表征单列线热源浮力尾流性质的特征速度,特征温度,建立了预测单列线热源速度场,温度场及自然对流换热的解析模型。