北京大兴国际机场全场雨水系统构建设计

北京大兴国际机场在设计之初,即对全场雨水系统体系的构建进行了充分详实的准备工作,通过分析场址地势水文情况、周边水系情况、场内规划布局等因素,对雨水系统体系的构建进行了多方位的思考,通过全面的分析比较,最终确定了适宜的雨水系统方案。     

直通雨水检查井局部阻力系数数值模拟

为研究直通型雨水检查井的局部阻力特性,结合水动力学原理,通过数值模拟的方法计算了管道坡度分别为1.0%,2.5%和不同井内水深工况下的水流情况。模拟分析表明,当h/D为0.5~1.0时,局部阻力系数快速上升;当h/D为1.0~1.1时,局部阻力系数取得最大值,约0.19;之后随着h/D的增大,局部阻力系数下降,h/D大于2.0以后,局部阻力系数基本稳定在0.15;管道坡度i对检查井局部阻力系数影响不大。市政雨水管道在接近或达到满管流后,直通检查井产生的局部水头损失明显,忽略该水头损失将高估管道的过水能力,造成较大的设计误差。     

雨水斗排水过程的数值模拟

运用Fluent数值模拟软件对有虹吸斗屋面雨水排放系统和无斗(重力式)屋面雨水排放系统作了对比分析,并且给出了流量和斗前水深之间的关系;采用标准模型和VOF法,通过模拟得出虹吸雨水斗具有防旋、防进气的功能,在斗前水深较浅的情况更有利于雨水的排放。     

北京大兴国际机场航站区下沉区域雨水系统及降雨重现期的确定

近年来我国极端恶劣天气频发,多地曾遭到暴雨袭击。面对长时间、高强度的降雨,机场中个别下沉式区域的雨水排水是重中之重,尤其一些机场内部重要建筑或设备设施用房位于低洼地势区域内,其雨水系统更是尤为关键。北京大兴国际机场航站区雨水系统设计中,暴雨重现期的确定对于机场下沉式区域雨水系统的形成和雨水管网的构建非常重要。通过对北京大兴国际机场航站区雨水系统的设计,探讨、研究并确定了其下沉式区域的降雨重现期。     

混凝土喷雾系统喷雾优化的数值模拟

在混凝土喷雾降温过程中,喷雾系统管路的水头损失会导致沿管道所布置的喷嘴入口压强有较大的差异,从而影响整体喷雾的效果,为了提高喷雾系统中管路压强的均匀性,对水气二相流喷雾系统提出变间距布置喷嘴的优化方案并进行数值模拟。首先采用键合图方法建立输水管路的一维数学模型,推导出系统的状态方程,通过Simulink进行求解;建立不同布置方案的三维喷雾场模型,利用FLUENT进行喷雾数值模拟。结果表明：将喷嘴按照等差布置时,方差相对于均匀分布的方式减小了51.5%,不均匀系数减小了34.3%;不同布置方式的特征粒径SMD(Sauter Mean Diameter)有所不同,均匀布置方式下的SMD为28μm,等比分布的SMD为26.7μm,等差布置下的SMD为20.1μm,与均匀布置相比,等比布置和等差布置的情况下SMD的分别减小4.6%和28.2%,因此,在优化方案下,等差布置对喷雾的优化效果较好,为今后对喷雾系统的研究提供了一种思路。     

虹吸式屋面雨水排水系统单斗虹吸启动数值模拟研究

虹吸式屋面雨水排水系统的虹吸启动流量、启动时间影响到雨水天沟容积的确定以及虹吸系统是否能顺利、有效运行。运用CFD计算流体力学方法,对DN56、DN75、DN90、DN110规格的虹吸雨水斗在天沟内的运行情况进行建模,模拟雨水流经不同规格雨水斗时的流态及进入管路系统后的虹吸启动情况,并对比分析已有水力试验数据,对差异存在的可能原因进行探讨。结果表明,CFD数值模拟结果与水力试验数据接近,因此CFD数值模拟方法可为相关产品和系统的研发提供辅助设计。     

低温条件下AAO工艺运行的数值模拟与优化分析

针对低温条件下AAO工艺运行效率减慢,生物活性降低的问题,以商丘污水处理厂为例,基于污水处理工艺模拟软件-Sumo对该污水处理厂1月份的运行情况进行了动态模拟,并对该温度和进水条件下污水处理厂的运行加以优化.研究表明,通过灵敏度分析和参数的修正,工艺模拟软件可较好的模拟低温条件下污水处理厂的运行情况.随着混合液回流比从50％提升至400％,污水处理厂的脱氮效果有所增强,除磷效果有所减弱,而COD的去除效率变化不大.好氧段的最佳DO浓度为1.95 g O2/m3.当DO浓度大于1.95 g O2/m3时,随着溶解氧的增加,TN的去除率有所下降,而NH3-N、COD、TP的去除效果则基本不变.以混合液回流比为300％,DO浓度为1.95g O2/m3作为优化后的污水处理厂运行条件,可知优化后出水TN有明显降低,出水TP并未出现明显下降,污水处理厂的运行效果得到进一步的优化.     

高速公路雨水径流污染浓度的系统动力学模拟

针对降雨事件中高速公路雨水径流污染浓度变化的随机性复杂特征,建立了雨水径流污染物浓度演化的系统动力学模型,研究交通流特征、高速公路特征、降雨事件特征对雨水径流污染浓度的影响。利用模拟软件Anylogic,基于5条高速公路的21个降雨事件抽样数据,对模型进行了拟合分析。通过对模型中降雨时间、径流深度、降雨量等参数进行敏感性分析,阐明了不同降雨事件情景下雨水径流污染浓度的时变规律。结果表明:提出的系统动力学模型可以很好地模拟降雨事件中雨水径流污染浓度的变化过程;在持续时间短而强度高的降雨事件中,高速公路雨水径流污染浓度较高,对沿线受纳水体的影响较大;雨水径流深度与污染浓度是正相关的,降雨量大的雨水径流中污染物的最大析出浓度反而会比降雨量小的降雨事件提前出现;在降雨事件的前期,如果选择合理的控制措施,可以显著降低雨水径流的平均污染浓度。     

雨水收集系统收益成本分析

雨水收集越来越多地被视为缺水地区减少雨水径流和补充供水的一种实用手段,尽管其应用一直局限于城市地区。针对雨水收集在减少饮用水使用、雨水径流以及饮用水供应所需能源方面的潜力,或者雨水收集相关的成本,已经进行了大量研究,但对成本和收益进行同时评估,尚无先例。以加州南部一个高度城市化的流域为例,量化研究了雨水收集的经济收益和成本,探讨雨水收集使用是否是一项高效的区域政策。考虑流域的土地利用、地形和降雨变化,评价了各种水箱尺寸,估算了两种雨水利用情景下(即仅室外使用以及室外使用加室内非饮用水使用)的节水、节能和节碳量级。     

跌坎消力池体型优化数值模拟

以某高水头大单宽流量的水电站为例,对不同体型参数的跌坎型消力池进行了一系列的数值模拟计算。在原体型设计的基础上,顺次改变出口反坡坡度、池长、进口跌坎坡度及高度,通过数值计算得出了各影响因素的变化对消力池内水力特性的影响,以此来确定最优消力池体型。由数值计算结果可得:消力池出口反坡不宜垂直;缩短消力池池长,冲击区时均压强略微减小,临底流速开始变化不大,当消力池池长缩短到一定程度时,临底流速明显增大;减小跌坎坡度,冲击区正向临底流速减小,但反向临底流速增大;降低消力池前半段高程,可使进口临底流速降低,但反坡段临底流速会有明显增大,建议不进行挖深工作;提高底板高程,时均压强减小,临底流速变化不大,考虑到挖方量,建议不降低底板高程。此研究成果可为类似工程设计提供参考和依据。     

多用途码头结构设计与数值模拟分析

随着港口及海上运输事业的发展,船型种类和货物形式发生着巨大变化,对码头的建设提出了更高的要求。出于经济欠发达地区或中小型港口发展需求问题的考虑,多用途码头应运而生。而码头结构型式的选择一直是码头设计工作中的一个重要环节。通过开展多用途码头的结构工程设计,利用规范法对码头进行结构设计并验算其稳定性。同时,利用ANSYS有限元分析软件建立码头模型,进行码头的稳定性、安全性的检验与各构件的响应分析,并对结构提出了一些优化建议。结果证明,利用有限元法分析与规范法计算结果比较吻合,可以作为结构的设计与优化的另一种手段。     

拼接式农田灌排矩型渠结构的优化与数值模拟分析

拼接式矩型渠是由左、右L型侧墙和现浇混凝土底板三个结构单元组成的一种新型的预制装配式输水渠。本文采用大型有限元分析软件ABAQUS建立了组合式矩型渠的模型,模拟和分析了原方案和优化后的L型渠在不同工况下的受力状态。结果表明:从承载力极限状态、结构的正常使用以及制造成本方面,优化后的结构都具有明显的优势。同时也证明了本工程优化后的方案具有应用的价值。该方案不仅解决工程占地较大的突出问题,还推动灌区续建配套与节水改造渠系工程建设取得实质性进展。     

优化城市水资源配置 建设小区雨水利用系统

1 水资源紧缺严重制约本市发展 随着北京城市建设和经济的发展,人口的增长和人民群众生活水平的逐步提高,对水的需求不断增加。20世纪80年代以来,本市大力开展计划用水、节约用水工作,有     

优化城市水资源配置建设小区雨水利用系统

北京市是世界上最严重缺水的大城市之一。由于城市规模迅速扩大，水资源匮乏已经成为首都社会经济发展的主要制约因素之一。针对水资源紧缺状况，北京市政府和水利部联合制定《21世纪初期首都水资源可持续利用规划》，深度开发雨水是其中的主要开源措施之一。目前，北京市开发利用雨水的条件已经具备，雨水利用的技术已经趋于成熟，也已经有成功的试点。为了有效推进北京市雨水利用工作的进程，需要出台《北京市城市雨水设施建设管理办法》等一系列管理、扶植政策，设立专项基金，扩大雨水利用试点，扶植雨水利用产业的发展，同时推进水务统一管理体制的建立，促进包括雨水在内的水权水交易市场的形成。     

水库溢洪道施工温控方案数值模拟与优化研究

寒冷地区混凝土施工,保温防裂是大体积水工混凝土的主要控制指标。文章采用混凝土温度场有限元计算方法,以猴山水库溢洪道工程为案例,针对不同混凝土浇筑季节、不同保温板厚度及处理措施的4种施工方案进行了数值模拟,通过对比分析溢洪道关键部位温度场和温度应力,确定了溢洪道最优温控标准和温控防裂措施,为设计和施工提供了有力技术支撑。     

基于FLUENT的旋流池数值模拟与优化研究

根据流体力学的基本原理,采用湍流流动模型和离散相颗粒运动模型,并基于FLUENT软件,数值模拟与优化研究了某型旋流池.在不考虑颗粒间相互影响的条件下,得出了该旋流池的分离效率曲线,明确了该旋流池的沉淀特征.其结论对于优化旋流池的设计具有参考价值.     

长流道式直线型沉沙池结构优化与数值模拟

沉沙池是保障滴灌系统正常运行的重要设施之一,但灌溉期池内水沙"固液"耦合过程比较复杂,且难以通过单一物理模型进行结构优化.为进一步提高滴灌系统沉沙效率,设计了长流道直线型沉沙池;采用物理试验与数值模拟相结合的方式,研究有无调流板和不同调流板角度对池内水沙运动规律的影响.结果 表明:Fluent软件可准确模拟池内"固液"...     

地下水数值模拟与可视化建模系统框架研究

针对现有孔隙地下水有限元数值模拟在三维可视化与空间分析等方面存在的不足,以有限元数值计算方法和3D GIS平台为基础,结合GIS空间分析算法和计算机图形学理论,提出了孔隙地下水有限元分析过程的概念模型的构建、含水层介质的空间离散、水文地质参数提取与赋值等关键步骤,给出了孔隙地下水有限元数值模拟过程在3D GIS下的实现方法和技术框架。该技术框架旨在简化有限元分析流程、优化模型计算效率、实现地下水有限元数值模拟过程及计算结果的三维可视化。结果表明:基于3D GIS构建的三维水文地质模型,可充分反映地下水系统在3D空间上的分布特征,形成合理的水文地质概念模型,所提出的自适应格网动态生成机制,能够有效改进有限元数值模拟精度和效率。     

水电机组尾水系统流场数值模拟研究现状分析

水轮发电机组的稳定性能是衡量水轮发电机组的重要性能指标，国内外许多学者针对水轮发电机组稳定性的研究作了大量的工作，尤其以水电机组尾水系统内部流场的研究最为突出。本文分析了近年来尾水系统数值模拟现状，并针对其不足之处对今后的发展方向提出了看法。     

水电机组尾水系统流场数值模拟研究现状分析

水轮发电机组的稳定性能是衡量水轮发电机组的重要性能指标,国内外许多学者针对水轮发电机组稳定性的研究作了大量的工作,尤其以水电机组尾水系统内部流场的研究最为突出.本文分析了近年来尾水系统数值模拟现状,并针对其不足之处对今后的发展方向提出了看法.