部分流颗粒捕集器效率及对发动机性能的影响

颗粒捕集技术是降低柴油机颗粒物排放的最有效的手段之一,但是加装部分流颗粒捕集器后会对柴油机的性能产生一定影响。本试验在发动机台架上进行了柴油机的欧洲稳态循环(ESC)测试,随着捕集器内沉积颗粒物的增多,分析了捕集效率对柴油机排气背压、燃油经济性以及排放特性的影响。试验结果表明:加装部分流颗粒捕集器后柴油机NOX排放变化不明显,但是随着沉积颗粒物的增多,最终燃油消耗率增加4%左右,排气背压上升约9 kPa。     

空气中负离子浓度对过滤器捕集效率的影响

空气过滤净化器能够提高建筑空气品质,在越来越多的建筑安装了空气过滤器。因此,有必要对过滤器捕集效率的影响因素进行讨论。本文通过实验的方法,分析了空气中负离子浓度与过滤器捕集效率的关系。实验结果表明,空气中负离子浓度对过滤器存在增效的作用,这种增效作用在粒径小于0.5μm时很显著。本文实测条件下(风速0.6～1.5m/s),均存在10%左右的增效。     

单纤维过滤机理经验模型合理性分析

有关单纤维过滤模型的过滤机理,早期大致将其归类为三种机理：扩散机理、惯性机理、拦截机理。针对这三个机理,也提出了不少的研究方法及理论公式模型,亦有对单一机理的合并分析理论。本文主要就这三个过滤机理的合理性及单机理合并的实际意义进行讨论分析,并讨论今后探索多重机理联合作用模型对实际研究的重要性,方法即是通过效率值的计算对比进行分析。计算分析了各单一机理之间的捕集效率理论误差及合并后对总效率的影响误差,研究结果表明：各单一过滤机理的各经验模型之间或大或小都存在着一定的差距,而对单一机理的合并则会让这样的差距进一步扩大。     

湿式除尘中液滴特性对粒子捕集效率的影响

本文讨论了湿式除尘过程中,液滴速度以及尺寸和粒子捕集效率之间的关系。通过对不同工况的模拟研究发现,液滴的尺寸和速度对颗粒物的捕集效率有很大的影响。结果表明：颗粒物捕集效率随着颗粒物直径和液滴速度的增大而明显增大,模拟得出的结果很好地吻合实验数据。而文献中Slinn公式低估了颗粒物捕集效率。另外,颗粒物捕集效率随着液滴直径的增大略有减小。     

随机排列纤维过滤器颗粒捕集特性的数值研究

结合Matlab软件和数值计算前处理软件Gambit中的Journal文件建立了随机排列纤维过滤器模型,利用计算流体动力学(CFD)技术对4种随机排列纤维过滤器内部气-固两相流动特性进行数值研究,并将数值计算值和经典模型及实验关联式进行了比较。结果表明:利用论文提出的建模方法可以得到与实际纤维过滤器相似的模型。过滤器压力损失的数值计算预测值和实验关联式吻合较好,误差均在2%以内。不同结构过滤器收集效率的数值计算结果和理论模型的趋势基本一致,且不同粒径范围的颗粒收集机理也不同。对于小粒径颗粒(dp0.5μm),主要由布朗扩散起作用,dp1.5μm时,惯性碰撞贡献较大,当0.5μm≤dp≤1.5μm时,2种机理作用都较弱。另外,纤维直径和纤维填充密度分布会影响纤维过滤器的过滤性能,论文中,结构1(纤维直径和填充密度沿气流方向减小)的过滤器和结构3(纤维直径和填充密度沿气流方向增加)的收集效率高于结构2(在气流方向上纤维直径减小而填充密度增大)和4(在气流方向上纤维直径增大而填充密度减小),而压力损失则恰恰相反。结构1在大颗粒的收集上好于结构3,对于小颗粒则正好相反。结构4对于所有类型的颗粒的收集都要好于结构2。     

纤维过滤器非稳态过滤的效率特性研究

从质量平衡关系式得出纤维过滤器过滤固体气溶胶的非稳态过程第一阶段中穿透率和积尘量的关系式,并用无量纲参数加以简化。R.C.Brown和D.A.Japuntich的实验数据验证了该关系式的可靠性。结合R.C.Brown的数据分析得到同一时间穿透率随厚度增加而减小,同一位置处穿透率随时间而减小;同一时间局部当量积尘量随厚度增加而减小,同一位置处局部当量积尘量随时间而增加;当量总积尘量与无量纲时间呈线性关系。     

基于CFD的有害气体泄漏扩散的数值模拟

在实验室建立系统模型的基础上，利用计算流体力学（CDF）软件Fluent对有害气体泄漏扩散过程进行了数值模拟，整个模拟计算过程的稳定性和收敛性均较好。研究结果表明：出口处的平均速度在迭代116次后达到稳定，迭代过程中的残差收敛标准为1e-5；流场中的速度分布较为明显，不同的颜色代表了不同的速度等高线，且流场中的最大速度为1．561256m／s，最小速度为0．021359m／s；获得模拟计算的最关键技术参数CO2浓度的空间分布，并与试验中的实测数据进行了对比，简单分析了产生误差的原因。研究对泄漏事故扩散趋势做出准确的预测，建立有针对性的应急救援预案，实施有效的现场控制，具有一定的科学参考价值。     

基于CFD模拟的办公室自然通风方案研究

随着人们对居住环境的要求逐步提高,在节能的前提下进行通风是改善室内环境的有效措施,对建筑物选择合理通风方式是保证通风效果的重要条件。自然通风作为一种广泛应用的通风方式,不消耗能量而能改善室内环境,对其方案的探索和优化具有较好意义。以某办公室的自然通风方案为研究对象,采用敏感性分析法定量分析相关因素变化对通风效果的影响。按不同变化比例设定不同的工况,以风速和空气龄为评价指标,采用CFD技术模拟窗户的开口面积和窗台高度变化时的室内风环境的参数分布,从而分析窗户开口面积以及窗台高度对自然通风的影响,合理的自然通风可以满足人们对室内舒适度的要求,实现人与自然和谐共生。研究结果为办公区域实现良好的自然通风提供理论参考,有利于自然通风方式的推广应用。     

基于单因素的布机分区空调数值模拟

结合工程实际,运用CFD模拟和单因素实验相结合的方法,深入分析分区空调各主要影响因素中某一因素变化对布机车间分区空调运行效果的影响规律,并给出了推荐设计运行参数,为实际工程的设计和节能运行调节提供理论依据。     

基于CFD的汽车外流场数值模拟

CFD(计算流体力学)软件由于其经济性在汽车动力学上得到了广泛的应用,其方法对于预测和改进汽车的气动性能,以及对于指导汽车的产品设计都具有重要的意义。利用ANSYS ICEM对汽车外流场进行二维建模并对其进行网格划分,基于ANSYS FLUENT对外流场进行数值模拟,得出其压力云图、速度云图和速度矢量图。从直观上对汽车外流场的气流情况有了了解,通过数值模拟的数据对汽车外流场的实际情况进行分析,为优化汽车的气动性能提供了理论依据。     

基于钻孔过程监测系统(DPM)全钻分析的钻孔过程塌孔监测

利用钻机在地表面成孔是边坡工程里最常见和重要的操作之一。钻孔的成孔质量决定了土钉、锚杆的灌浆体质量,从而影响了边坡加固的效果。而影响钻孔成孔质量的关键因素是钻孔过程中的塌孔现象。这篇论文给出了一个经济、快速、准确地定位塌孔位置的方法。该方法应用基于Labview编制而成的实时分析程序对钻孔过程监测系统(DPM)提供的实时监测数据进行全钻分析,所有钻孔过程中遇到的塌孔区都能被准确定位,有效地提高了成孔的质量,防止了工程质量事故的发生。     

旋流除砂器对高含砂地表水处理效果的仿真模拟

针对长江重庆段水体在夏季细砂含量高、不易直接作为热泵水源的问题,设计了旋流除砂器,并应用数值模拟方法,就所设计的旋流除砂器的入口速度、入口砂粒浓度和密度对各粒径砂粒分离效率的影响进行研究,以期得出旋流除砂器的最佳操作参数.研究结果表明,随着入口速度、入口砂粒密度的增大,各粒径砂粒的分离效率均有不同程度的提高;而随着入口砂粒浓度的增加,小粒径砂粒的分离效率降低,较大粒径砂粒的分离效率先降低后逐渐增大.     

纤维表面处理对植物纤维增强水泥的物理力学性能影响

植物纤维增强水泥的力学性能具有湿敏感性，随湿度增加弯曲强度下降幅度较大。本文工作采用的几种浸渍处理纤维表面的方法，有效地改善了这种状况，其中一种经处理的纤维增强水泥较没有处理的对比试样在饱水状态下的弯曲强度提高了67％，气干状态提高了18％，缩小了二者间的差距。     

不同断面下的截留捕尘效率比较研究

分析了流体绕圆柱体、平板、圆弧板断面作势流流动时的流函数，给出了三种流动时的截留捕尘效率。研究结果表明，在相同的投影面积下，绕圆弧板的截留捕尘效率最大，绕圆柱体的最小；对于圆弧板断面，圆弧板的曲率半径越大，捕尘效率越高。     

单一骨料形状对混凝土性能影响的数字模拟

不少学者通过试验与实际工程经验得出,在保证相同坍落度和水泥总量前提下,卵石混凝土的性能要优于碎石混凝土,特别是混凝土的疲劳性能.基于此,运用ANSYS软件对单骨料混凝土试件进行数字模拟,分别从单骨料试件的抗压试验、抗拉试验和抗折试验三个方面,计算出骨料周围过渡层的最大应力,得出骨料边数越多其产生的最大应力越小,圆形骨料与四边形骨料最大应力差距可达50％,从细观层面上揭示在相同坍落度和水泥用量条件下卵石混凝土优于碎石混凝土的原因.     

基于单模-多模-单模光纤的钢筋腐蚀监测技术EI北大核心CSCD

提出了一种利用单模-多模-单模(SMS)光纤进行钢筋腐蚀监测的方法.首先,采用长度分别为2、3、4 cm的3组无芯光纤(NCF)作为多模光纤,制备单模-多模-单模(SMS)光纤传感器;然后,将贴有SMS光纤传感器的钢筋置于质量分数为3.5%的NaCl溶液中进行腐蚀,并用光谱仪实时监测钢筋腐蚀过程中SMS光纤光谱的变化,同时采用开路电位和线性极化阻抗测量钢筋腐蚀电位和腐蚀电流密度,计算钢筋累积腐蚀量.结果表明:钢筋腐蚀量与特征波长的偏移量呈3次函数关系,SMS光纤监测钢筋腐蚀的灵敏度随着多模光纤长度的增加而提高,且随着腐蚀时间的增加而先增大后减小.     

考虑纤维分布的钢纤维自密实混凝土抗折模拟

考虑纤维在自密实混凝土中的分布,提出一种用于模拟钢纤维自密实混凝土（SFRSCC）抗折性能的数值方法.首先,采用基于流体动力学的方法模拟新拌SFRSCC的浇筑过程,以确定钢纤维的分布;然后,基于钢纤维在SFRSCC试件中的分布,考虑钢纤维取向角度对钢纤维拔出响应的影响,建立由混凝土基体和钢纤维组成的SFRSCC细观有限元模型;最后采用提出的数值方法对SFRSCC梁试件的浇筑过程和抗折试验进行细观模拟.模拟结果与试验结果吻合良好,说明提出的数值方法能够模拟SFRSCC的抗折性能.     

玄武岩纤维表面改性对混凝土力学性能的影响

用偶联剂KH550与纳米SiO₂协同改性玄武岩纤维（BF）,研究了BF表面改性对玄武岩纤维混凝土（BFRC）力学性能的影响.结果表明：经KH550与纳米SiO₂改性后,BF表面出现了C—H键,且Si—O—Si键对应的振动峰变强;当纳米SiO₂用量为BF质量的3%时,BF形貌变化最为明显,此时改性BFRC的力学强度及抗裂性能均高于普通BFRC;在KH550的桥联作用下,纳米SiO₂可有效增强纤维与混凝土基体的黏结强度,进而提高BFRC的力学强度和抗裂性能.     

聚丙烯纤维喷射混凝土试验与数值模拟研究

当前随着煤矿开采深度的增加,围岩变形也日益增加。本文以普通混凝土为基础掺加聚丙烯纤维,利用其抗拉、抗裂性好的特点,以提高喷射混凝土的抗拉性,通过实验得出纤维的最佳掺量,数值模拟及模拟分析表明,聚丙烯纤维混凝土具有较好的抗变形能力,使得围岩应力分布均匀,具有推广和应用价值。