基于虚拟现实技术的喷射火事故三维动态仿真及应用

基于Shell模型的原理和计算方法,把喷射火焰视为近似倒立圆台形,构建了不同风向影响下的喷射火三维模型,运用虚拟现实技术和三维可视化技术对喷射火事故进行模拟与仿真。以Delphi和OpenGL/GLScene为开发工具,实现了喷射火三维模型的程序化与三维场景绘制,同时引入粒子特效系统,实现了喷射火焰燃烧的实时动态仿真,完成了喷射火三维动态可视化软件系统的开发。最后,利用该系统进行实例分析。应用表明:虚拟现实技术与事故后果模拟相结合,使整个系统实现实时性和形象性的统一,虚拟现实技术在化工行业具有广泛应用前景,也为事故后果预测评估提供科学依据。     

河南省城市化与生态环境耦合分析

根据城市化与生态环境耦合内涵,在SD方法的支持下建立河南省城市化与生态环境系统动力学模型。根据河南省统计资料,选取5种典型的耦合发展模式对河南省城市化与生态环境进行模拟。结果表明,在不同的模式下,该省城市化与生态环境耦合的结果和情景存在较大差异,5种耦合发展模式都有其显著的比较优势,同时也存在明显的发展缺陷。此外,根据河南省区域城市化与生态环境耦合特性,将全省18个行政市划分为5种耦合类型,表明只有分阶段和分地域推进城市化,才能实现河南省的城市化和生态环境的协调发展。     

基于大涡模拟的旋风分离器内流场数值模拟研究

为了研究旋风分离器内流场的运动状况，借助Fluent软件，采用大涡模拟，基于曲线坐标系的SIMPLEC算法，对切向入口的Stairmand旋风分离器内流场进行了三维数值模拟研究。数值结果表明，大涡模拟适合于三维强旋流的流场模拟，分离器内部的流动空间可分为内、外2个流动区域，在不同的流动区域中，气体压力、速度场的分布有较大的差异。而且压力分布与速度分布不是绝对的轴对称分布。数值模拟结果对其设计优化研究有一定的应用价值。     

水样中常见金属离子的快速测定

研究了用高效毛细管电泳对自来水水样中常见金属离子的快速测定方法。结果表明,K+、Na+、Li+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+7种离子在8 min内可全部分离,回收率为98.0%~103.3%。峰面积和迁移时间的相对标准偏差分别在3.2%和1.1%以下,重现性较好,具有较高的检测灵敏度。     

基于CFD的污泥脱水机房恶臭扩散分布规律研究

污泥脱水机房是污水处理厂恶臭污染最严重的处理单元之一，其恶臭污染危害工作人员和周边居民身体健康。为研究脱水机房恶臭扩散分布规律，运用计算流体动力学（computational fluid dynamics, CFD）理论并采用其商用软件FLUENT对脱水机房主要恶臭污染物之一的硫化氢扩散分布进行数值模拟。案例研究了3种典型情景下的硫化氢扩散分布。结果表明，不同通风条件对脱水机房硫化氢扩散分布影响较大。在进行脱水机房设计时，应将脱水机布置于夏季最多风向的下方向，并靠近排风口，使恶臭污染物在最短的路径上排除出去，还应考虑机房其他布置，使工作人员经常接触和经过的地方位于低浓度区。     

内循环厌氧反应器多相流流场的三维数值分析简

利用数值模拟的方法，引入欧拉双流体多相流模型及标准k-ε紊流模型，模拟计算内循环厌氧反应器的三相流三维流场，并通过改变污泥颗粒密度及进水流量，针对固相流速及固含率的变化情况，分析条件的改变对流场的影响。研究结果表明，应用数值模拟方法可以获得内循环厌氧反应器内的流场特征；污泥颗粒密度及进水流量的改变对于反应器内污泥颗粒的流速及分布的均匀性有较为明显的影响。模拟结果对反应器的应用及优化设计具有一定的参考价值。     

SMBR内气液两相流三维CFD模拟

应用CFD软件Fluent对浸没式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor,SMBR)内气液两相流进行数值模拟研究,重点考查曝气系统的改变对气液两相流态的影响,并结合PIV实验验证模拟结果,从而为反应器的优化设计及膜污染的控制提供理论依据。模拟结果表明,SMBR内曝气强化了气液两相紊动,膜表面液相速度沿反应器高度增加且形成循环流动,有利于膜面污染物的脱落;反应器内气含率分布不均匀,出现死区,不利于微生物的生长;经实验验证,模拟结果吻合良好。     

黄河下游堤防保护范围的研究

历史上，黄河山东段曾多次泛滥，为了解定黄河下游堤防的保护范围及保护范围内的洪水风险，本文利用二维不规则网格非恒定流洪水仿真模型，研究了黄河下游山东段堤防的保护范围，该研究对于黄河下游堤防建设及两岸地区的防洪灾害具有重要的指导意义。     

负压防护急救车车厢内生物污染物运动扩散的数值模拟与试验验证

为掌握负压防护急救车车厢内生物污染物的分布情况,运用计算流体动力学(CFD)方法和拉格朗日颗粒随机轨道模型,对该车车厢内生物污染物的运动扩散进行数值模拟;并通过试验对比研究车厢内污染物浓度场的分布状态,试验与模拟的结果基本一致。同时表明:该随机轨道模型较好地反映生物污染物运动扩散的时空分布特点;负压防护急救车车厢内污染物浓度较高,医护人员应穿戴有效的个人防护器材。     

某装药弹振动特性的安全分析

为分析某装药弹的振动特性,并为该弹提供必要的力学数据,建立某装药弹模态方程。采用ANSYS软件对该弹振动特性进行了数值模拟,利用Block Lanczos法求解,得到前10阶振动固有频率和振型。分析结果表明:低阶频率主要以摆动和转动为主,高阶频率主要以弯曲扭动为主,低阶频率对该弹的影响比较小,高阶频率对该弹的影响比较大,尤其是7～10阶频率,该弹的主振频率为1053.8 Hz,为该弹的优化设计提供科学依据,在加工、储存、运输和使用条件下应低于该频率;为验证该方法可信度,采用某小型装药弹进行了实验验证,实验结果和仿真结果偏差小于1%;同时证明该有限元数值分析的方法是经济可靠的。