地板辐射采暖地表温度分布特性的模拟研究

建立了地板辐射采暖的数学模型,并在此基础上,利用SIMPLER计算程序对其进行了数值模拟,得出了地板辐射加热面不同位置处地板表面的温度分布规律,预测了地板辐射采暖系统供回水温差对地板表面温度大小和温度分布均匀性的影响.研究结果对地板辐射采暖系统的推广应用具有一定的理论指导意义.     

高稳定性大型空气温度校准试验箱的研究

为满足温度采集仪的校准需求,研制了高稳定性大型空气温度校准试验箱。阐述了该试验箱的箱体结构、工作原理。以箱体内传热过程的理论模型为基础,结合Fluent软件进行了数值模拟,分析了试验箱体内温度场以及空气流速场的分布及变化。通过试验证明该试验箱控温精度高、温度波动度小、温场均匀性好,可推广应用。     

浅谈水文下垫面对地表水的重要影响

水文下垫面的基本组成要素为地质、地貌植被和人为建筑物等三类。如把人为建筑物对水文下垫面的影响也统一归并为对地质、地貌和植被要素的影响,则在水文下垫面分类时就可以仅考虑地质、地貌和植被等3类要素。现就水文下垫面的分类原则、各类要素分类、分类综合、分类判别及分类图的绘制,分别探讨如下。     

中国风吹雪区划

建筑物周边风致积雪是冬季多雪大风地区最常见的自然灾害之一。由于风吹雪的机理复杂,虽然数值模拟方法近几年取得了丰硕的成果,但方程及参数设置仍存在不足,实测数据库中又仅有在风雪流中单个立方体模型周边积雪的实测对比数据,模拟方法得不到广泛验证,缺乏模型的多样性限制了预测方法的进一步提升和推广。为了揭示不同长宽比对建筑物周边积雪分布的影响,对不同工况下长方体周边积雪分布进行了现场实测,同时用数值模拟方法模拟了不同工况下长方体周边风场,讨论了风场与其积雪分布的关系。结果表明：该模拟方法利用模型周边风速分布能较好地推测出积雪侵蚀堆积范围,对于不同长宽比的建筑,迎风侧积雪分布只与建筑高度有关,长宽比对其影响不大,横风向侵蚀影响范围与建筑长度成正比,且背风侧侵蚀范围受建筑长度影响较大,建筑宽度对其周边积雪分布影响较小。     

星型阴极的温度分布研究

通过对星型阴极的稳定导热问题进行分析 ,推导出阴极交叉点附近温度分布的近似解析式。并用有限差分数值计算方法对钨基底金属的温度分布进行了计算、分析。数值计算结果和解析结果在常用的阴极温度使用范围内吻合良好 ,表明该解析式在热、热 场、Schottky发射阴极的研究和实际应用中具有实用价值     

热丝CVD系统内衬底温度分布的数值研究

热丝法化学气相沉积金刚石薄膜系统内,衬底温度和碳源气体浓度是金刚石薄膜生长最为重要的参数。本文根据传热学基本原理,数值模拟了衬底表面辐照度、温度分布,讨论了衬底热传导等因素对衬底温度分布的影响,探讨了如何改善衬底温度均匀性。结果表明,考虑衬底横向热传导后,衬底表面温度分布均匀性明显优于基于辐射热平衡得到的温度分布,在一定程度上有利于生长大面积薄膜。     

同一房间模型不同气流组织方式的数值模拟研究

采用商用程序对同一房间模型的不同气流组织方式进行了三维数值模拟,并对数据结果进行了图形化处理,对其的速度场、温度场及污染物分布进行分析、对比与总结,得到它们的一些特点与优缺点,并为气流组织的设计与研究提供一定的理论基础.     

立式开式陈列柜风幕送风速度对其温度分布影响的实验研究

实验研究立式开式陈列柜风幕送风速度对其温度分布的影响。实验结果表明，降低其内风幕的送风速度或提高其外风幕的送风速度，均能使风幕向柜内侧偏移，减少冷风幕的外溢，提高风幕封闭敞口的能力，改善陈列柜的性能。     

不同地质条件对爆炸落石速度影响的数值模拟

运用有限元软件LS-DYNA模拟弹体在不同地质条件下的边坡爆炸过程,对花岗岩、白云岩和大理岩3种类型的边坡在同等炸药爆炸条件下形成的落石速度进行了对比分析,模拟结果表明,不同性质的岩石边坡形成的爆炸落石速度变化过程和破坏区内速度分布具有一致性,但落石的抛掷速度大小差异很大.     

植被高度对建筑微环境影响的数值模拟

植物通过蒸腾作用,与周围大气不断进行着热湿交换,从而调节大气的温、湿度分布。植被对太阳辐射的反射和遮挡作用,使得调节作用提升到叶面高度附近。植被的高度、覆盖率、覆盖面积都会对空气的温、湿度分布产生不同的影响。利用流体力学计算软件,提出了把建筑室内外热环境耦合,将植被区域视为多孔介质的方法,初步分析了不同高度植被对建筑微环境的空气温度及热量交换的影响规律,旨在探究各种植被条件对建筑微环境的影响。     

烟囱爆破切口角度高度数值模拟研究

对砖质烟囱的倒塌过程进行了数值模拟,分析了烟囱顶点的速度和位移时程曲线,探讨了爆破切口角度、高度对烟囱定向倒塌的影响.结果表明,切口角度为200°时,烟囱倒塌所需时间短、空间小;切口高度为0.8 m时,烟囱倒塌整体转动角度小,倒塌所需空间小.     

爆破切口高度对框架结构后坐影响的数值分析

以框架结构爆破后坐理论分析为指导,根据力学原理,提出爆破切口高度太大不利于楼房倒塌,并导出了框架结构爆破拆除的合理爆高。结合工程实例,利用ANSYS/LS-DYNA建立框架结构爆破倒塌的数值模型,其模拟结果与实际情况基本吻合,表明采用数值模拟方法预估楼房爆破后坐是可行的;通过对12层框架结构定向爆破的模拟分析,提出框架结构楼房爆破,要倾覆力矩大,产生后坐小,爆破切口高度应选择在框架结构重心H_0的1/2处;要使楼房爆破后坐小,后排立柱也要炸,爆高只需在后排立柱根部形成转动铰支即可;若后排立柱不炸,应削弱柱根强度,以确保楼体在柱根处形成转动铰支;为阻止楼房爆破时后坐,可在楼房后排立柱根部堆一定高度和强度土渣。     

药位置对拱形工事震塌高度影响的数值模拟

通过数值模拟研究了在相同质量炸药爆炸情况下,对半无限岩石介质地下10 m处拱形工事的毁伤情况.模拟结果得到装药为2 kg,爆源距工事项端分别为3 m、5 m、7 m时对工事顶部产生的塌落高度.为炸药爆炸载荷作用与拱形工事防护研究提供依据.     

框架结构楼房爆破震动响应的数值模拟

为研究框架结构在爆破震动下的震动响应特性,利用ANSYS/LS-DYNA显示动力分析软件,对某框架结构进行了模态分析与动力响应分析。得到了该建筑结构的自振频率小于10 Hz,低频爆破地震波是引起结构振动、变形的主因;对结构受距离20 m基坑爆破的振动影响进行了模拟,计算所得的距爆源最近点震速和实测震速基本吻合;分析了建筑结构不同楼层的爆破振动规律,表明建筑结构的垂直向速度响应大于水平向速度,20层的高层建筑结构随着楼层高度增加,在1~6楼出现了振动速度局部放大现象。裙楼楼顶(距爆源最远处)出现整个结构最大速度峰值。在城市复杂环境进行爆破施工时,对周围建筑结构的安全监测,不能只对距爆源最近地表进行振动监测,须注意高层建筑结构内部的局部放大效应。     

办公建筑通风系统的实验与数值模拟研究

针对一典型办公建筑,在6次换气次数和19℃送风温度条件下实验研究了层式通风和置换通风的气流组织特性,分析比较了两种通风方式的工作区及人体附近温度场、速度场、CO2浓度场,对两种通风方式气流组织特性及热舒适性进行了数值模拟研究.研究结果表明,在层式通风系统条件下,呼吸区空气品质和热舒适性良好,通风能有效消除室内热负荷和污染物.     

切口高度对烟囱拆除爆破塌落振动的模拟研究

切口高度是影响烟囱拆除爆破触地振动的重要因素,为此利用ANSYS/LS-DYNA动力学有限元软件,建立分离式共节点模型,分别选取烟囱切口高度为0.5m、1.5m、2.5m、3.5 m几种工况进行模拟,分析了烟囱倒塌过程及倒塌方向前后的触地振动规律,研究不同切口高度对烟囱拆除过程中塌落振动的影响规律,结果表明:烟囱倒塌的反方向区域,第一次触地振动的振动速度比第二次大;烟囱倒塌方向,第二次触地振动的振动速度远远大于第一次.随着爆破切口高度的增加,烟囱的触地振动对周围的建筑物影响变小.最后,将数值模拟的结果应用在实际爆破过程中,降低了烟囱塌落振动的危害,验证了该方法的科学性.对拆除爆破触地振动降振机理研究具有重要的理论意义和工程实用价值.     

建筑物爆破拆除塌落振动数值模拟研究

结合理论分析和数值模拟,探讨了降低建筑物爆破拆除塌落振动的措施.采用动力有限元分析程序ANSYS/LS-DYNA,建立了框架结构建筑物爆破拆除塌落振动数值分析模型.对不同拆除方案下的地面质点的振动速度进行了分析比较,结果表明,通过合理设计爆破缺口和起爆时差可以显著降低倒塌过程中塌落振动的影响.     

基于数值模拟的铁四院前大楼拆除爆破方案优化

爆破拆除的铁四院前大楼为砖混外套框架的"楼包楼"特殊结构,周边环境复杂。为确定合理的爆破拆除方案和爆破参数,控制其倒塌姿态和爆堆范围,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立分离式耦合模型,对多个拆除爆破方案进行模拟分析,确定了单向折叠爆破方案,并对折叠爆破方案中的切口起爆时差,立柱破坏部位,立柱爆高等参数进行优化,其中上下切口起爆时差调整为1020 ms,中间与两侧时差为880 ms,后排支撑区立柱实施松动爆破,同时提高上切口立柱爆破高度。采用优化方案,建筑物被成功爆破,结构折叠形态明显,爆破效果理想。实际爆破结果表明,爆破切口的形成和闭合、结构倒塌过程、塌落范围与形态等与模拟结果基本一致。     

强风作用下超高层建筑风环境的数值模拟研究

为了得到在强风作用下超高层建筑的建筑物周围的风场特性,对超高层建筑在强风的环境下周围风场进行了数值模拟研究。主要采用有限容积法,使用计算流体力学软件,分析得到了不同类型建筑物周围的风场和风荷载的分布情况,对于超高层建筑的建筑结构设计以及节能设计提供了理论依据。