研究拉深成形过程中的摩擦系数分布

主要介绍利用探针和传感器测定拉深过程中摩擦系数的实验方法,据此获得变形区内摩擦系数的分布情况.该方法有助于进一步分析板材在拉深成形过程中的摩擦和润滑情况.同时对计算机数值模拟金属板材在拉深成形过程中,如何确定摩擦系数边界条件提供了一种实验方法.     

基于火灾试验的FDS大涡模拟非均匀网格优化

为了研究火灾FDS数值模拟结果与网格划分之间的关系,基于全尺寸钢结构厂房火灾试验,对火灾情况下厂房内温度分布等进行了分析,同时在该试验的基础上,通过均匀网格划分法和非均匀网格多分区法对火源正上方8.5m处烟气温度进行了数值模拟,并将模拟结果与试验数据进行对比。结果表明:对敏感性较高的火源区域和羽流区域进行网格加密,得到的模拟结果与试验数据更为接近。采用非均匀网格划分法能有效地提高模拟精度,并在一定程度上减少了模拟时间,是处理大空间火灾数值模拟的一种较好的方法。     

胶州湾物理自净能力的研究

一、前言 为了研究液体污物在特定海区的迁移和扩散过程以及对纳污水域水质的影响,首先应对所研究海区的环流作出正确的分析。在实测流场和浓度场的基础上,解决这类流体运动和质量输运问题通常以解析模拟、实验模拟或数值模拟的手段实现。但是,由于实际水域的岸界和底形复杂性以及控制方程组含有非线性项等因素,解析模拟是难以实现的。模型实验则由于成本昂贵和周期较长而受到限制。因此,在研究胶州湾的物理自净能力的工作中,我们采用了数值模拟方法。     

数值模拟在污水生物处理领域应用进展

随着计算机技术的发展,数值模拟在污水生物处理工艺设计、水处理设备结构优化等领域中已得到广泛应用。介绍了数值模拟技术常用的计算方法,对活性污泥法、MBR、厌氧消化等污水生物处理领域中的数值模拟研究进展进行了总结评述,讨论了模拟仿真过程中模型选择、简化假设、预测控制等关键问题。目前数值模拟在污水生物处理领域得出的多是导向性结论,将模拟与实验结合可以提升研究效率,更好地解决工程问题。     

工艺参数对镀锌钢板成形性能影响的试验研究

充分发挥计算机数值模拟试验与物理试验相结合的研究方法的优点 ,针对影响汽车用热镀锌钢板拉深成形性能的主要工艺参数 (凹、凸模圆角半径、压边力、摩擦系数 )进行正交试验 ,得出该 4种工艺参数对汽车用热镀锌钢板成形性能影响的显著性指标 ,并对该种板料拉深成形工艺组合进行了优化     

基于克里格法的地下水流数值模拟模型的替代模型研究

以内蒙古乌拉特中旗金泉工业园区水源地为研究区,建立了研究区地下水流数值模拟模型.采用拉丁超立方方法得到输入(抽水量)输出(水位降深)数据集,运用克里格法建立了地下水流数值模拟模型的替代模型—克里格模型.将克里格模型输出结果与地下水流数值模拟模型输出数据集进行对比发现,克里格模型和地下水流数值模拟模型得到的地下水位降深均值的拟合平均相对误差为0.22%,地下水位降深剩余标准差的拟合平均相对误差为0.03%,拟合误差很小.表明克里格模型可以有效地替代地下水流数值模拟模型,这为大幅减小优化模型在优化迭代求解过程中多次调用模拟模型造成的巨大计算负荷提供一种有效的替代方法.     

蓄热燃烧法处理工业VOCs废气的研究进展

蓄热燃烧法是一种技术成熟、应用广泛、无二次污染的VOCs控制技术,其适用于处理大风量、低浓度的VOCs废气。该文综述了蓄热燃烧法处理工业废气中VOCs的研究进展,从工业应用的角度,分析了蓄热燃烧法优缺点和应用现状,阐述了流场数值模拟在蓄热燃烧法中的应用,表明蓄热热力燃烧法处理效率高、能耗低、运行稳定,蓄热催化燃烧法可处理简单组分VOCs废气,流场数值模拟能有效地优化蓄热焚烧炉结构,提高其处理性能。     

某地下车库污染物浓度分布的数值模拟分析

为了分析北京某一大型地下车库的污染物浓度分布,根据地下车库室内环境以及现有情况建立数学模型,采用计算流体力学软件Fluent对地下车库通风时的气流组织进行了数值模拟,对污染物稀释效果主要以垂直地面方向断面的一氧化碳浓度场来直观展现,分析和判断。数值模拟结果与该地下车库环境空气的实际状况较为吻合,从而说明本文建立的地下车库空间内污染物浓度数值模拟模型的正确性。为预测地下空间的污染物浓度分布提供了一种可行、直观的方法,同时也为地下车库通风系统的设计优化提供了参考依据。     

不确定性条件下地下水污染监测井网优化设计——基于XGBoost替代模型

在地下水污染监测井网优化设计中,应用模拟优化方法时客观存在的模型参数不确定性往往会影响到设计监测井网的可靠性.针对该问题,重点考虑了渗透系数和污染源释放强度的不确定性,应用模拟优化方法和蒙特卡罗方法求解上述不确定性参数影响下的最优监测井布设方案.为缓解蒙特卡罗方法多次调用模拟模型所产生的巨大计算负荷,本研究建立了XGBoost替代模型,代替模拟模型与优化模型进行耦合.为提高监测井网对实际污染羽的监测精度,污染监测井网优化模型以监测空间矩误差极小化为优化目标.此外,本次研究还考虑了监测井网设计中污染源释放强度的动态变化过程.最后,以抚顺市某煤矸石堆放场地为基础建立假想例子,验证所提方法的有效性.结果表明:1.XGBoost能够有效近似模拟模型的输入输出关系,显著降低了计算负荷.2.空间矩能够有效评估监测井网插值污染羽和实际污染羽的逼近程度,优化设计后的监测井网能够较为准确地捕捉到实际污染羽的状态.3.模拟优化方法结合蒙特卡罗方法能有效求解不确定性条件下最优监测井网的设计问题.本文为地下水污染监测井网设计提供了一种稳定可靠的方法.     

基于两种耦合方法的模拟-优化模型在地下水污染源识别中的对比

采用一种基于模拟-优化模型的方法对地下水污染源进行识别研究.模拟-优化模型分别采用响应矩阵法和状态转移方程法进行耦合,并利用遗传算法求解,经过多次迭代,使得模拟结果与观测数据的误差达到最小.最后,通过一个假想例子评估模拟-优化模型的性能,同时比较应用不同耦合方法的计算结果.研究表明:应用响应矩阵法耦合模拟-优化模型所得结果的绝对误差范围为0.1~1.6g/L,应用状态转移方程法时,绝对误差范围为0~5.2g/L,因此,采用遗传算法求解模拟-优化模型能够有效且准确地得到地下水污染源的释放量,可以应用于地下水污染源识别问题,并且采用响应矩阵法耦合模拟-优化模型优于状态转移方程法.     

复杂地质条件下特大断面隧道施工工法及其循环进尺参数的优化研究

针对高速铁路隧道建设地质条件复杂等特点,以发生坍塌情况下的某特大断面软岩隧道为研究对象,采用有限元数值模拟手段,对CD法和三台阶七步开挖法的施工工法及其循环进尺参数进行了优化研究,并与现场实测数据进行了对比分析与验证。结果表明:采用三台阶七步开挖法并优化其循环进尺参数后,隧道各施工步位移变形合理,可确保隧道施工安全;数值模拟结果与实测结果基本吻合,从而验证了数值模拟结果的可靠性。     

土壤污染调查加密布点优化方法构建及验证

鉴于传统调查布点方法对土壤污染物平均含量的估计精度较高,但对污染区范围的估计精度不能满足修复治理需求的问题,同时,为了准确估计土壤污染区面积及其空间位置,提出了土壤污染详查样点优化方法.在初步调查的基础上,首先利用地统计条件模拟方法预测土壤污染概率,基于污染概率和土壤污染物含量局部空间变异确定加密布点的优先区域,并根据污染物含量的空间变化趋势布设样点,然后根据优化后的土壤污染调查布点方案估计污染区面积和空间位置.最后,以某Cd污染场地为例,验证了布点优化方法的效果.结果表明,土壤污染调查加密布点方法显著提高了污染区面积及其空间位置的估计精度.案例场地土壤Cd污染区面积的预测误差为4.10%,污染区空间位置的精度为86.10%.土壤污染调查布点优化方法在保证土壤污染调查精度的同时,相比于传统调查方法可显著降低土壤污染调查的样本量.     

水环境模拟参数随机场空间最优估计精度分析与特异值研究

本文结合克里格方差的特点,对水环境模拟参数随机场空间最优估计的精度进行了分析,结果显示估计精度受变差函数、采样点的空间配置结构等因素的影响,并结合实例探讨了影响水环境模拟参数克里格估计精度的特异值的识别与处理方法。     

流域系统优化调控的新模型与应用

流域系统具有复合性和非线性特征,其机理过程的数值描述本身也存在随机和认知不确定性.在此前提下,如何优化调控流域系统,实现水质改善和水生态系统健康成为当前水资源、水环境及水生态领域亟待解决的突出问题.本文提出了贝叶斯递归回归树模型和区间不确定性的风险决策分析方法,与强化区间线性规划结合形成了新的不确定性＂模拟-优化＂间接耦合模型,实现流域系统优化调控及风险决策方案.上述方法将应用于美国佛杰尼亚州Chesterfield县Swift Creek水库营养盐TMDL分配方案,确定8个子流域的最小负荷分配以实现叶绿素a浓度达标.结果表明该耦合模型既能表征流域系统特征,也能兼顾不确定性模拟的准确度、计算效率以及不确定性优化与风险决策的解空间全局最优性、绝对可行性,为流域系统优化调控及其未来非线性系统的预测与最优控制提供了新的计算工具.     

旋压变形数值模拟中局部加载卸载问题的处理

此文介绍了旋压加工数值模拟中遇到的局部加载卸载问题的处理方法,并对筒形件强力旋压过程进行了数值模拟,求得了变形区应力应变的分布,理论计算结果与变形实际和实测结果完全吻合.     

车载雷达工作室三维空气流动与传热数值模拟

应用计算流体力学和计算传热学方法对某车载雷达工作室内的三维空气流动和传热进行了模拟与数值计算.建立了车载雷达工作室内三维空气流动与传热计算的物理模型和数学模型,应用κ-ε紊流方程模型、非结构化网格和有限容积法对某车载雷达工作室内的空气流场与温度场进行了三维数值仿真计算与分析,为该车载雷达工作室生存环境的改善与优化提供了...     

洋浦开发区污水处理厂污水排海方案的优化选择研究

应用现场勘测和数值模拟相结合的方法，就洋浦开发区污水处理厂排海口位置以及不同处理规模，不同处理程度下排污管道的长度等各种排海方案进行优化选择，并对开发区污水处理厂的建设提出了建议。     

拉延成形中拉延筋的摩擦分析

此文建立了一种用拉延筋单元模拟试验器测试拉延筋摩擦系数的方法,同时对成形中的摩擦润滑进行了试验研究和分析。     

底隙十字挡板对四边形流化床流体力学性能优化数值模拟

通过置入内构件实现流化床底隙区多相流矢量由混沌到归一的转化可获得床体内流体流化性能的改善.基于此,以底隙区置入十字挡板的四边形流化床为研究对象,使用Fluent软件进行三维可视化模拟,利用Eulerian-Eulerian双流体模型模拟其在厌氧、水解及好氧条件下优化反应器流体力学性能的能力,考察置入挡板前后流化床内流场、液相运动速率、气体相含率及湍流耗散率的反馈变化,分析其对流体运动的影响,并提出工程优化设计的方向.结果表明:底隙区置入十字挡板后,四边形流化床内液体循环速度最大提升15.7%,在上升区截面上的分布更加均匀,液速峰值下降,有利于维持活性污泥的团聚作用,对提高流化床污泥负荷有利;整体气含率下降3.5%~6.9%,应用时可加入漏斗型内构件予以改进;在水解与好氧生物的模拟过程中,底隙区十字挡板的置入更能优化水力条件,湍流动能耗散率最大降低31.9%,对降低系统能耗提供了有利证据.研究证明,反应器内构件的设置通过流体力学性能的数值模拟可以成为一种优化开发的捷径技术.     

中国表层土壤有机质空间分布模拟分析方法研究

气候变化背景下,对土壤有机碳的研究是目前大尺度上土壤性质研究的热点。基于第二次全国土壤普查5 374个典型土壤剖面数据,分析表层土壤有机质(20 cm)与环境因素的相关关系,利用多元回归模型和HASM模型结合的方法模拟中国国家尺度上表层土壤有机质含量的空间分布格局,探讨该方法的模拟误差,为国家尺度上有机碳的估算提供方法参考。研究结果表明,对350个检验点模拟结果的平均绝对误差和平均相对误差为15.61 g.kg-1和56.59%,与普通克里格法相比分别降低了1.61 g.kg-1和20.84%;对样点分布较少以及无样点的西北地区和台湾省的模拟结果也更符合实际情况。建模样点减少一半的情况下,模拟结果的平均绝对误差和平均相对误差仅分别增加了0.14 g.kg-1和1.07%。因此,论文方法可作为模拟国家尺度上有机质空间分布相对有效的方法,同时如何使模型解释更多的土壤有机质空间变异将是进一步提高模拟精度的关键。