变扩散系数倾斜岸三维浓度分布及混合区计算

在环境水力学迁移扩散方程的求解和环境水质模型中,通常将扩散系数按常数来处理。但研究发现在长江三峡建水库前黄沙溪市政排污口的污染混合区形状,并不符合常数扩散系数条件下的污染混合区外边界标准曲线(曲面)方程和几何特征参数关系。在倾斜岸河库的岸边等强度点源条件下,求解了变扩散系数简化三维移流扩散方程的浓度分布,进行了浓度分布的特性分析。在此基础上,推导出了污染混合区最大长度、最大宽度与最大深度和相应纵向坐标、水面面积及水下体积的理论公式,给出了污染混合区外边界标准曲线(曲面)方程,分析了扩散系数的变化对污染混合区形态的影响规律,提出了确定变扩散系数的双断面法和等浓度线法以及最大允许污染物负荷的计算方法,给出了按常数扩散系数处理的适用条件。实例分析表明,变扩散系数条件下的污染混合区外边界标准曲线方程和几何特征参数关系,能够较好地表征黄沙溪和涪陵磷肥厂排污口的污染混合区形状。     

重庆江段污染混合区的实用化计算研究

采用深度平均的k-ε紊流模型,结合适体坐标和交错网格的有限体积法对深度平均的雷诺方程和污染物输移扩散方程进行求解,计算单个排污口的污染混合区.在三峡库区重庆江段选取典型排污口,计算并绘制出了排污口污染混合区范围与其主要影响因素之间关系的实用曲线,并由此提出了重庆江段污染混合区的实用化算法.     

倾斜岸坡角形域顶点排污浓度分布规律探讨

基于镜像法原理和角形域平面镜映射实验,给出了横向与垂向扩散系数不相等的角形域θ=360°/β（β为奇数）映射图。从无限区域静止水体中瞬时线源的二维扩散和等强度连续点源三维移流扩散简化方程的解析解人手,分析推导出角形域顶点排污瞬时线源扩散的浓度近似计算公式,进而得到了角形域顶点排污等强度连续点源移流扩散浓度分布的理论公式。结果分析与讨论表明,在简化条件下该理论公式与可对比理论解完全一致,角形域内角角度对污染物的浓度分布影响很大,呈现出以角域映射系数β=4的倍数的周期性变化规律,角形域顶点排污浓度分布具有复杂性和多重性。该理论公式可为水库岸边污染混合区浓度估算提供有力的工具,适用条件为顺直倾斜岸坡大宽度深水情况,满足内角θ=360°/β的角形域顶点排污浓度的近似计算。     

消力池最不利条件下池深极值探讨

针对水闸最不利消能状态一般出现在非最大流量时状况,根据水闸规范消能计算公式,通过数学函数极值理论及无量纲理论对水闸最不利消力池深进行分析研究,推出了相对收缩水深、相对跃后水深的解析计算公式,给出了受潮位影响的沿海挡潮排涝闸、平原水闸以及山区河道大落差水闸的消力池建议深度的简捷计算公式,并通过工程实例计算比较,该解析计算式方便简捷、精度可靠。     

新型旋转电磁热机三维电磁场方程的求解及相关电磁参数的研究

建立了旋转电磁热机的三维简化模型,在此基础上给出了三维电磁场方程。结合实际的磁通分布,给定方程的边界条件,并利用分离变量法求出其解析解。利用电磁场方程的解析解,推导出电磁热机端部系数的计算公式。利用基于二维有限元法的电磁热机热功率算法,实际计算了一台样机的热功率,并对其进行了测试。计算和测试结果表明,经过端部系数修正后的热功率计算值与测试值接近。对方程的解析解进一步分析得到电磁热机结构参数与热功率之间的解析表达式,利用其计算得到极对数、气隙长度、定子内径和铁心长度与热功率的关系曲线,并进行了相关分析。     

弧底梯形明渠临界水深的直接计算公式

弧底梯形渠道是由底部圆弧段与上部梯形段边坡相切组成的几何断面,其临界水深方程为超越方程及高次方程不容易直接求解。该文首先引入判定水深位置的分界流量,并对其临界水深方程进行数学变换,根据迭代理论提出了无量纲水深及无量纲水面宽度的快速迭代公式,进而得到弧底梯形明渠临界水深的直接计算公式。误差分析及实例计算表明：在全部水深范围内,临界水深的最大相对误差小于0.122%,公式形式简单,计算精度高,便于工程应用。     

浇注线圈径向导热系数的实验测试和数值模拟

基于稳态传热法基本原理,采用自制实验装置对模拟线圈试样的径向导热系数进行了实验测定,按照热力学平衡方程推算线圈的导热系数.采用三维计算流体动力学软件FLOW-3D建立了全尺寸线圈的分析模型,考虑导热、对流和辐射3种传热方式以及密度扩散方程,计算了导热系数分别为λ=0.25 W/m·K、λ=0.3W/m·K、λ=0.35...     

炭粒燃烧或气化时反应气体和炭的容积扩散特性

针对炭的燃烧或气化反应,本文在Stefan流和温度边界层存在的条件下分析求解不描述气固反应的扩散方程,同时还考虑了相对运动速度对传质的影响。通过计算和与其它研究者开发的计算公式进行比较,进一步揭示了反应气体和炭的容积扩散本质。最后,给出了一个新的推荐使用的计算公式。     

高频电子电路用矩形截面圆环磁芯中涡流损耗的解析解

研究了高频电子电路用矩形截面圆环磁芯中涡流损耗的计算问题。得到了磁场和涡流分布的单重级数式解析解,以及损耗功率的计算公式。讨论了透入深度和磁芯尺寸等各个参数对损耗功率的影响。给出了几种特殊情况下损耗功率的近似计算公式。与 Namjoshi 等采用的二重级数方法相比较,该文方法不涉及求超越方程的根,且没有条件λ<2 的限制,具有计算简单、精度高、速度快和不受应用范围限制的优点,更具有实用价值。特别是,对研究在非正弦电流激励耗有重要的意义。     

梯形渠道水跃共轭水深理论计算方法初探

梯形渠道水跃方程为一含多个未知参数的一元5次方程,形式复杂,理论上无法求解;现行所有求解方法适用范围小且计算过程非常烦琐.为此根据梯形渠道水跃共轭水深、临界水深的物理意义,通过对水跃函数曲线的性质的分析,并结合临界水深的解析计算方法,得出共轭水深与临界水深之间的函数关系形式,从而提出了梯形明渠共轭水深的理论计算公式;通过大量的数值算例得出反映断面形状尺寸与流量及动量的无量纲参数β的计算公式.该套公式形式简捷,物理概念明确,适用范围广,精度分析表明除了个别点处最大相对误差为5%外,其他区域的相对误差均小于1%,满足工程要求.为梯形明渠水跃共轭水深的计算提供一种简捷准确的计算方法.     

三峡水库万州段岸边环境容量的计算与分析

岸边水环境容量特指在岸边侧向排污的方式下,污染混合区不超过允许污染范围情况下岸边水域所能容纳的最大污染物量。本文提出了一种计算岸边水环境容量的方法,该方法以数值模拟为基础,绘制出污染混合区范围与排污负荷的变化曲线;并根据江段岸边水域的控制目标,确定出该江段的岸边环境容量。本文将该方法应用于三峡水库万州段岸边水环境容量的计算,计算结果表明,随着三峡水库水位上升,流速变缓,岸边污染混合区的范围普遍增加,排污口的最大允许负荷量随之减小,同时,江段的岸边环境容量也会相应减小,为保证三峡水库的水质,应进一步控制三峡水库的污染来源。     

喷动流化床气固流动特性试验研究

在一喷动流化床冷态试验装置上,采用压力信号与快速摄像图像分析相结合的方法,研究喷动流化床气固流动特性;基于床内压力分布特征,提出将喷动流化床沿床高方向划分为3个流型区域:喷动段、鼓泡段和悬浮段,得出床内气固流动机理;研究并考察了喷动风、流化风速度对床层压降、空隙率、以及床内气、固内循环的影响,认为喷动风速度Us应低于最小喷动速度Ums,适当地增加流化风速度Uf,延长气体在床内的停留时间;增加流化风率有利于加强床内中心射流区和环形区气体的扩散和颗粒混合,提高气、固反应速率;喷动风速度对床内气、固内循环起着关键作用。     

明槽交汇区污染物浓度场分布规律研究

明槽交汇水流存在于很多水力系统中，交汇区水流结构十分复杂，对干、支流交汇浓度场的研究具有重要意义。本文采用能突破空间单点流速测量局限的PIV技术，观测在不同交汇角及污染物浓度等条件下非对称型交汇明槽的污染物扩散情况，分析污染物浓度场的分布规律。试验结果表明，支槽来水刚汇入主槽水体时，交汇区的表层污染物的扩散较其他水平面更为均匀，但随着两种水体不断混合，其他水平面的污染物比表层污染物混合得更加均匀。交汇角越小，使得支流中污染物进入主流后在交汇口下游支流侧形成较长的污染带；相反交汇角越大，形成的污染带在横向偏移上越突出；污染物浓度越大也会使得污染带变长。污染物浓度的变化对混合层的位置及宽度影响较大。PIV技术能良好地观测交汇区污染物扩散规律，可应用于明槽交汇区的浓度场试验研究。     

影响水煤浆再燃效果的主要因素研究

为了研究使用水煤浆作为再燃燃料在大型电站锅炉上的再燃脱硝效果和影响因素，在1台新建的670t/h的水煤浆锅炉上进行了再燃燃料量比在12.5%~25%、主燃区过量空气系数a1在0.92~1.34、再燃区过量空气系数a2在0.91~1.04之间变化的低NOx燃烧调整试验，分析了再燃燃料量比、再燃区过量空气系数、主燃区过量空气系数、再燃区温度、烟气在再燃区停留时间和混合状况对脱硝率的影响。试验结果显示，相对于均等配风时锅炉的NOx排放量788mg/m3，水煤浆再燃能够有效地降低NOx的排放量，脱硝效果最高可以达到42.5%，说明大型电站锅炉上采用水煤浆再燃是一种有前景的脱硝方法，同时通过试验确定了再燃过量空气系数为0.95时的最佳再燃燃料比为16%，再燃燃料比为25%时，在实验工况范围内，最佳再燃区过量空气系数为0.91。     

低NO_x旋流燃烧器一、二次风混合特性分析

在设计的新型低NOx旋流燃烧器中,采用温度示踪法研究一、二次风的混合情况。通过分析冷态煤粉浓度的分布及煤粉高浓度区域面积的大小,得到:中心管扩角越小,二次风混入越晚,冷态高煤粉浓度区域面积越大;一次风率为0.2、一次风速为15m/s、直流二次风速为25m/s时冷态高煤粉浓度区域面积较大,有利于降低NOx的生成;内二次风旋流开度减小较外二次风旋流开度减小对冷态高煤粉浓度区域面积的影响大;内旋流强度为1.35、外旋流强度为1.56为最佳的试验工况。     

均质围岩灌浆锚杆应力的近似解析解

灌浆锚杆与岩体介质的耦合机理和支护效果的解析评估，目前尚处于研究进展阶段。本文对全长处于均质围岩塑性屈服区的弹性锚杆，按围岩弹-脆-塑性应力应变关系和Mohr-Coulomb屈服准则，给出了锚杆的应力、位移和介质交界面屈服长度的解析表达式。这一解析模型考虑了锚杆切应力 对围岩的剪切抑制作用。把它应用于Kielder试验洞，计算和实测结果吻合尚好。对Kielder洞探讨了加大杆长的效益，计算表明，加大杆长的效益并不显著，该洞采用1.8 m的杆长是合适的。所提出的解析模型可用于非轴对称地下洞室，是一个较简明的解答，有利于工程初步设计阶段的参数识别，支护荷载及其效果的评估。     

混合型模块化多电平换流器解析建模与功率运行区间分析

混合型模块化多电平换流器(MMC)在远距离大容量架空线输电领域具有十分广阔的应用前景。为定量研究混合型换流器的运行特性,文中提出了混合型MMC动态解析模型和稳态解析模型的建模方法。通过稳态解析模型求解与换流器内部电气量和控制量有关的非线性方程组,实现了在任意直流电压和功率运行点下换流器运行特性的完全解析求解。对比了不同直流电压水平下,电磁暂态模型仿真结果和稳态解析模型的计算结果,验证了稳态解析模型的精确性。研究了考虑多种运行约束条件时混合型MMC的功率运行区间计算方法,尤其考虑了半桥子模块的均压约束。计算了不同直流电压水平下的功率运行区间,分析了各约束条件以及子模块电容、桥臂电抗器、桥臂子模块比例等参数对功率运行区间的影响。     

电流控制型与功率控制型分布式电源并存场景下过欠电压与过欠频率的检测盲区分析

目前孤岛检测研究中鲜有针对不同控制策略并存时被动法检测性能的研究分析,选取过欠电压检测法与过欠频率检测法,面向电流控制策略与功率控制策略并存场景,通过求取其检测盲区解析解并分析可得,负荷品质因数和负荷消耗无功与有功的比值只影响过欠频率检测法检测盲区,不同控制型逆变器输出有功与负荷消耗有功的比值主要影响过欠电压检测法检测...     

洪屏抽水蓄能电站渗控效果数值模拟与评价

为合理评价洪屏抽水蓄能电站渗控效果,本文在建立库盆和地下厂房整体模型的基础上,提出一种以排水孔二次剖分技术和修正的结点虚流量法相结合的分析方法。该方法以排水孔二次剖分技术实现对排水孔等复杂渗控措施的模拟、以量化已知结点对过渡单元虚域部分的流量贡献来实现出渗点的精确求解、以逐步放宽过渡区范围实现对渗流自由面的准确定位,较为便捷地解决了含复杂渗控措施的渗流问题。同时,探讨地下水边界条件的添加方式,对类似工程的渗控优化具有指导意义。