基于Simtec 的巴黎圣母院火灾数值模拟

利用Simtec 软件模拟巴黎圣母院火灾的温度场、烟气浓度场和风流速度场。结果表明：尖塔内部出现明显的温度分区,尖塔顶部温度较低,尖塔中部以下温度较高;火源上方温度迅速达到900 ℃,然后在900~1 000 ℃上下波动,尖塔中部温度在560~720 ℃波动,十字形屋顶温度缓慢上升;火灾烟气首先充满整个尖塔,然后逐渐扩散至整个十字形屋顶;由于烟囱效应,尖塔中部的空气流速较大,形成长约15 m 的高速区域,而塔尖和塔底部空气流速较低。     

基于Simtec的近球体瓦斯爆炸数值模拟

为了研究瓦斯爆炸过程中压力、温度等参数变化规律,利用Simtec软件并基于大涡模型模拟研究了壁面辐射系数分别为0.9、0.1条件下密闭近球体容器中甲烷体积分数为6%~14%时的预混气体爆炸过程,并将模拟结果与已发表的实验结果进行对比。结果表明:当壁面辐射系数为0.1时,模拟结果与实验结果吻合性较好;爆炸压力、温度先迅速增高而后下降,其中温度震荡缓慢下降;最大爆炸超压和最大压力上升速率在峰值左侧呈正相关关系,在峰值右侧呈负相关关系。     

磁场作用下Fe3O4纳米流体在圆管内的流动及传热研究

使用有限元分析方法对磁场作用下Fe₃O₄-水纳米流体在圆形通道内流动及传热过程进行了三维数值模拟,研究了平行磁场作用下入口温度和流速对通道内Fe₃O₄-水纳米流体流动及传热性能的影响。结果表明：随着入口温度的不断提高,传热系数也在不断提高,当入口温度由293 K上升至313 K,传热系数提升达到11.6%,但也同时造成了流动阻力的增加。在研究范围内,雷诺数的增大在入口温度低于303 K时对传热起到了先抑制后增强的效果,而当入口温度达到303 K以上后,雷诺数增大仅会抑制传热。     

高原环境下的矿井通风机性能变化与修正

为解决高海拔矿井面临的低压缺氧、污染物排放量大、人员和设备降效等问题,分析了海拔上升对环境状态参数的影响,采用相似理论研究环境变化对通风机性能的影响。对西藏某矿井的风机性能进行现场测定,测定结果显示所得研究结论合理。研究表明:随着海拔的上升,空气压力和密度显著降低,同时空气中的氧含量大幅下降,当海拔为4500m时,矿山环境的氧含量只有标准大气的55%;风机性能随海拔的升高也发生明显变化,风机风压和轴功率随空气密度减少而同比例下降,虽然风机的体积流量和效率不变,但质量流量却在下降,最终导致风机的特性曲线和工况点随海拔高度发生偏移。所得结论为高海拔矿井风机选型和优化提供了重要的技术参考。     

圆形通道内Fe3O4纳米流体流动及传热影响因素分析

采用Fe₃O₄-水纳米流体为传热工质，利用有限元分析方法对其在圆形通道内流动及换热过程进行了数值模拟研究，在Re=1 000条件下，分析了纳米粒子的体积分数和粒径大小对纳米流体层流传热性能的影响。结果表明，纳米颗粒的加入能有效改善通道的传热效率。随着纳米粒子体积分数的增大和粒径的减小，通道的传热效率显著提升，在研究范围内，传热系数最大可增加10.9%。但同时也略微增大了压力损失，综合传热和阻力两方面计算了传热综合因子，在纳米粒子粒径为20 nm，体积分数为2.5%时取得了最大值。