微矩形通道内水的流动特性分析

设计微尺度流动实验测试系统,主要研究水在小雷诺数下流经矩形微通道时的流动特性.通过对相关实验数据进行分析计算,表明水在矩形微通道内流动时的压降值与阻力系数值均大于传统理论预测值.分析原因主要是微通道尺寸的测量误差和壁面粗糙度以及双电层的影响.     

基于Fluent的流量计管段流场数值模拟

利用Fluent软件对不同压力工况、管径的流量计上游管段的流场和压力场进行了数值模拟。在流量计上游管段需要改变流向处,可采用弯头或三通,管径越小、工作压力越大,弯头和三通对下游的扰流越严重。采用三通比弯头更利于下游的整流,应优先选用三通。     

公路隧道相向射流与竖井自然排烟组合烟气控制研究

通过开展相似试验,研究在相向射流与竖井自然排烟组合模式下,火源位置、风速和火源功率对烟气控制段长度的影响。试验考虑了3种组况,53种工况,通过改变火源位置、风速和火源功率,分析讨论了不同工况下火源烟气控制段长度。试验表明,增加上游（距离火源更近端）风速,会导致上游烟气控制段减少;增加下游（距离火源更远端）的风速,烟气控制段长度会受到火源功率、火源位置等多种因素的耦合作用。增大火源功率会增加烟气热浮力,使下游机械风对烟气的影响减弱。     

壁面由粗糙至光滑的槽道湍流大涡模拟

针对湍流在槽道中通过粗糙壁面后,流经光滑壁面,在恢复区表现出高度的非平衡状态,运用湍流大涡模拟(large eddy simulation,LES)模型对此进行了数值模拟。结果表明:湍流应力在光滑壁面段恢复得非常快,但是完全恢复则异常缓慢;在光滑壁面段,流动的平衡不仅受压力及剪切应力的影响,还受到上游粗糙元引起的强动量通量的影响;粗糙壁面段形成的大规模涡流在光滑壁面段仍持续存在;在槽道底部,肋条后方的流向脉动速度波动较大,但在尺度上较小;在光滑壁面段,流向脉动速度波动较小,但在尺度上较大。     

土心墙堆石坝坝顶裂缝扩展有限元模拟

基于ABAQUS计算平台,采用扩展有限元方法对某土心墙堆石坝坝顶裂缝的发生及扩展情况进行了模拟,针对含初始裂缝的简化平面有限元计算模型,得到了以下结论:坝顶裂缝的产生原因主要是上下游的不协调变形,上游坝壳的湿化变形会加剧此不协调变形;坝顶裂缝多出现在心墙下游侧,其扩展的方向为朝下游侧且与水平面呈45°左右夹角,初始裂缝的长度对裂缝扩展方向影响较小;开发编制了求裂纹扩展长度及开度的插件,以靠近心墙中心的初始裂缝为例,在库水压力及湿化作用下,裂缝扩展的平均长度为2.5 m,裂缝平均张开距离为0.18 m;初始裂缝越靠近心墙中部,裂缝扩展长度及开度越大。设计及施工中在加强接触部位碾压质量的同时应注重坝顶心墙中部的压实质量以减小坝顶裂缝发生的危害。     

脉动风作用下近距离并列拉索风场数值模拟

为了研究近距离并列拉索在风荷载作用下的相互作用机理,利用Matlab数值分析软件模拟脉动风速谱,将模拟的结果导入流体力学计算软件Fluent中,采用RNGk-ε湍流模型,对并列拉索3种不同高度处流场分布进行数值分析.研究结果表明:拉索迎风面风压力随着高度增加而不断增大,呈现一定的规律性;上游拉索两侧产生的剪切流会沿着轴线向下并在后端产生涡流,涡流在两索之间的空隙中不断交替产生,使得下游拉索受力情况变得复杂;下游拉索极易出现涡激振动,且随高度增加,流场分布更加紊乱.     

微通道内分叉流动换热特性研究

本文建立了具有分叉结构的微通道内层流流动换热理论模型并进行了数值求解,分析讨论了分叉处的流动和换热特性,给出了微通道内分叉处附近的沿程压降和Nusselt数分布。数值模拟结果表明:在具有分叉结构的微通道内,在分叉后通道壁面附近产生了回流现象,导致分叉处压降产生波动。由于分叉流动,使得分叉后流动热边界层的重新生成和流体冲刷作用导致了微通道内的整体流动换热得到了强化。     

微尺度流动及换热研究进展综述

随着现代设备的微型化发展,微通道换热器由于体积小、换热强而受到广泛关注。由于在微尺度下,宏观传热机理已经不能适用,这使得在微尺度换热受更多因素影响。对微通道内相变传热、非相变传热等研究进行了综述,分析对比了微通道内不同的换热形式的研究现状。在非相变问题上,发现通道形状对流型并无影响,纳米流体能够有效促进换热,但两相流的换热问题以及不同种类的纳米流体优越性问题尚未研究。在相变问题上,质量流量、水力直径和热流量会影响冷凝换热和压降,工质种类、宽高比等会影响蒸发换热,但壁面粗糙度、通道形状等对相变传热的影响程度并未研究。     

微尺度下液体流动的特点及其影响因素

介绍了液体流动的主要特点，并从微通道本身、液体的性质、液体与壁面的相互作用等方面对影响微通道中液体流动的因素做一较为详细的阐述，为进一步研究流体力学理论在微尺度流动中的适用范围提供了依据。     

海拔高度对公路隧道火灾烟气分布特性影响研究

高海拔地区存在大气压力低、空气密度小、含氧量低等特点,对公路隧道火灾燃烧和烟气扩散的影响与平原地区隧道有显著差异。为了得到不同海拔高度条件下公路隧道内火灾烟气扩散特性和温度场分布规律,依托米拉山高海拔特长隧道,采用FDS计算软件,对海拔0~ 6 km范围内不同海拔高度的隧道火灾进行三维数值模拟计算。分析不同海拔高度条件下火灾烟气逆流长度、隧道拱顶温度、距地面1.8 m高度处温度分布、隧道竖向温度分布等主要参数。研究结果表明:随着海拔高度的增加,火源上游区域烟气逆流长度不断减小,烟气逆流长度与海拔高度大致呈线性关系,海拔6 km情况下烟气逆流长度为平原地区的57%;与平原地区隧道相比,高海拔地区隧道火源上游区域温度较低,火源下游区域温度较高,高海拔隧道火源下游区域烟气温度降低幅度较大;火源下游区域,高海拔地区隧道竖向温度增长较快。