罐区环境下氨气泄漏扩散特性及事故后果研究

从气体扩散机理出发,以特定事故罐区为环境,设定氨气泄漏位置为储罐封头上接管处,应用CFD研究意外泄漏后氨气浓度场、速度场的变化情况,并根据模拟结果对氨气意外泄漏的危险区域范围进行预测。结果表明,障碍物两侧和顶部流场速度有明显提升,迎风面和背风面速度降低,背风面易形成气体堆积;氨气初始泄漏阶段范围较小,进入流场后初始动量迅速消耗,进入气云扩散阶段;氨气气云横向扩散速度稳定,顺风向速度与风速基本相同,气云爬升受障碍物影响较大;氨气扩散时,危险浓度范围宽广,但致死浓度区域和燃爆性区域均较小。     

建筑物对氯气泄漏扩散影响的数值模拟

基于FLUENT软件的物质传输模块建立氯气泄漏扩散模型。考虑建筑物对氯气泄漏扩散的影响,针对不同的建筑物宽度、高度、泄漏口与建筑物的距离以及泄漏口与建筑物的相对位置等对氯气泄漏扩散进行数值模拟。结果表明:随着建筑物宽度增加,气体的高浓度区逐渐从建筑物两侧转移到建筑物顶部;随着建筑物高度增加,气体的高浓度区逐渐从建筑物顶部转移到建筑物两侧;随着距离的增大,越过建筑物的气体增加,在建筑物下风向的气体浓度就越高;泄漏源距离地面越高,泄漏气体扩散至地面的垂直距离增大,在相同的泄漏源强度和气象条件下,扩散至地面同等距离处的气体浓度越低;泄漏源在建筑物下风向时,受建筑物背部回流风场的影响,气体向建筑物方向扩散并逐渐向两侧扩散,同时使气体积聚在此不易扩散,导致泄漏源和建筑物背风侧的气体浓度较高。     

内燃灶炉腔内流场模拟分析

为研究内燃灶炉腔内气体的流动状态,利用流体分析前处理软件GAMBIT建立炉腔流场的三维几何模型,并通过计算流体力学FLUENT软件,基于层流计算状态下的组分输运模型,对炉腔内的气流进行数值模拟。随着燃气阀开度增大,燃烧器上方气体流速增大,可能导致点火困难;炉腔内靠近排气导管一侧气体流速大,会造成炉板温度分布不均。通过软件模拟,形象地呈现了炉腔内的流场状态。     

长大公路隧道巷道式施工通风流场分布研究

为研究长大公路隧道巷道式施工通风的流场分布,利用流体力学研究软件Fluent建立隧道三维模型并进行了数值仿真计算。通过分别对隧道内部、主洞与横通道连接处流场特点的研究,分析了隧道内部流场分布的特点。模拟结果表明:巷道式施工通风隧道整体流场分布复杂,存在多个涡流区;横通道与主洞气流汇合向洞口方向流动约85 m后流速稳定。     

亚热带建筑室外风环境CFD模拟分析

为了研究亚热带气候条件下建筑群的室外风环境,以广州地区自然气候条件为基础,以可压缩空气为研究对象,建立了不同布局建筑群的物理和数学模型,并应用CFX软件模拟了建筑群的室外稳态湍流流场,结合得到的速度场、压强场和WBGT值,分析比较了不同布局建筑群的室外风环境,得到了最大风速区域和涡旋产生区域,确定了最佳的建筑布局,并对风环境恶劣的区域提出了改善措施．     

多漩涡龙卷风作用下建筑表面风压系数的研究

为研究多漩涡龙卷风场结构特征,以圆柱体作为龙卷风场的计算流域以及改变风的入射角度,利用Fluent14.5软件并采用湍流模型模拟出4种典型漩涡比值S为0.28,0.5,1及2的龙卷风场,并对双坡屋面建筑物的表面风压系数进行了模拟。模拟结果表明:S等于0.28时,形成一个稳定上升的单涡龙卷风结构;当S为0.5和1时,龙卷风涡核少部分上升气流转为下降气流,涡核半径随之扩大,涡结构从上往下分离;S为2时,龙卷风涡核大部分气流转为下降气流并逐渐触地,导致涡核分离,最终形成多个漩涡的龙卷风;另一方面研究发现,随着漩涡比值的增加,龙卷风作用下的建筑物表面风压系数绝对值随之减小。     

计算流场尺寸对风压系数影响的研究

计算流体动力学（CFD）技术已成为研究建筑结构风压系数的有效手段之一,但合理的风场构筑理论和构筑方法是准确模拟建筑结构风场的基础,对此研究成果不多。基于CFD软件,建立了单体方形建筑有限元分析模型,通过改变三维流场特征尺寸,研究了单体建筑物在不同流场断面高度、宽度,来流、尾流长度等尺寸效用下结构表面风压特征及风压系数变化规律。结果表明：流场高度主要影响迎风面的风压系数,流场宽度的变化主要影响结构迎风面以及结构两侧的风压系数分布,流场长度的影响集中在迎风面和背风面。研究结果可为此类建筑物合理使用数值风洞提供参考。     

高层建筑风荷载干扰效应数值模拟研究

利用ANSYS - CFX软件对相邻两个高层建筑的风致干扰效应进行数值模拟及结果分析,通过比较发现在风致干扰情况下,由于气流的脉动性显著增加,两个高层建筑的荷载作用较单体建筑情况下明显增大.此外,还进行了动力时程分析,包括结构的等效静力风荷载和位移响应两个方面,结果同样表明干扰效应结构响应比单体模拟结果明显增大,增大最显著的是横风向响应.计算得到建筑物在干扰情况下的风振系数比单体时增大约8％.分析得到了等效的相互干扰增大系数,进一步表明了干扰效应对风荷载的增大作用.     

群体建筑风环境仿真研究

运用CFD方法对建筑物风环境进行数值仿真能有效提高建筑物群体空间规划和风场分布的效率,降低建筑成本,提高建筑的安全性能。结果表明:并列式布局的建筑物群不利于扩散污染物和通风。斜并列式布局的建筑物群可较好的实现污染物扩散和自然通风。并列式布局的建筑物群和Y型布局的建筑物群中的狭道效应导致通道内气流速度较大。V型布局的建筑物群和斜并列式布局的建筑物群设计不存在狭道效应,风场分布均匀。     

工业厂房送风圆筒内部流场数值模拟研究

应用CFD计算分析软件FLUENT6.3,应用标准K-ε湍流模型和SIMPLE算法,对某高大厂房内的置换通风送风圆筒通风模式下内部的流场进行三维湍流数值模拟。结果表明:1)当前送风圆筒在实际运行时在高度方向的速度变化较大,在保证焊接工艺的条件下理想出口气流流速为3~5m/s,而实际出口气流的速度分布不理想;2)CFD计算分析结果,升降盘处存在涡流区域,造成底部区域的风速较小;3)实验与模拟的对比,可以在多方面对送风筒进行优化。